KR101453857B1 - Pressure sensor and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR101453857B1
KR101453857B1 KR1020130014145A KR20130014145A KR101453857B1 KR 101453857 B1 KR101453857 B1 KR 101453857B1 KR 1020130014145 A KR1020130014145 A KR 1020130014145A KR 20130014145 A KR20130014145 A KR 20130014145A KR 101453857 B1 KR101453857 B1 KR 101453857B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 트랜지스터, 상기 트랜지스터에 연결되어 있는 압력 센서층, 상기 트랜지스터 및 압력 센서층을 덮고 있는 압력 전달층을 포함하고, 상기 압력 센서층은 복수개의 제1 압력 센서층과 복수개의 제2 압력 센서층이 교대로 형성되어 있을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 및 그 제조 방법은 유연성이 없는 실리콘 기판 대신에 유리 기판 또는 폴리머 기판을 사용할 수 있으므로 압력 센서를 곡면에 부착할 수 있고, 내구성을 향상시킬 수 있다.A pressure sensor according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a transistor formed on the substrate, a pressure sensor layer connected to the transistor, and a pressure transmitting layer covering the transistor and the pressure sensor layer, Layer may include a plurality of first pressure sensor layers and a plurality of second pressure sensor layers alternately formed. Therefore, the pressure sensor and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention can use a glass substrate or a polymer substrate instead of a silicon substrate having no flexibility, so that the pressure sensor can be attached to a curved surface, and durability can be improved.

Description

압력 센서 및 그 제조 방법{PRESSURE SENSOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}[0001] PRESSURE SENSOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF [0002]

본 발명은 압력 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure sensor and a method of manufacturing the same.

일반적으로 압력 센서는 검출 방식에 따라 기계식, 전기식, 반도체식으로 분류되며, 기계식 압력 센서 및 전기식 압력 센서보다 소형, 저가, 고신뢰성 및 고감도를 가진 반도체식 압력 센서가 많이 사용되고 있다. 이러한 반도체식 압력 센서는 주로 접촉 저항 변화식의 압력 센서와 정전 용량 변화식의 압력 센서로 나눠진다. 접촉 저항 변화식의 압력 센서는 주로 실리콘 기반의 멤스(MEMS) 공정을 이용하여 멤브레인 구조를 사용하고, 정전 용량 변화식의 압력 센서는 축전기 형태에 힘을 가하면 두 전극 사이의 거리가 변화되는 구조를 사용한다.In general, pressure sensors are classified into mechanical, electrical, and semiconductor types according to the detection method. Semiconductor type pressure sensors having smaller size, lower cost, higher reliability, and higher sensitivity than mechanical pressure sensors and electric pressure sensors are widely used. These semiconductor pressure sensors are mainly divided into a contact resistance change type pressure sensor and a capacitance change type pressure sensor. The contact resistance variable type pressure sensor mainly uses a membrane structure using a silicon based MEMS process and a capacitive change type pressure sensor has a structure in which a distance between two electrodes is changed by applying a force to a capacitor type use.

이러한 반도체식 압력 센서는 반도체 미세공정으로 제작되므로 소자의 소형화를 통해 높은 공간 분해능을 구현할 수 있고 성능이 우수하며 신호처리에 필요한 부분을 센서에 내장함으로써, 복잡한 신호 처리를 용이하게 할 수 있다. 그러나 실리콘 재료의 비유연성으로 인해 압력 센서를 곡면에 부착하기 어렵고, 내구성이 떨어지는 단점이 있다.Since such a semiconductor pressure sensor is fabricated by a semiconductor microprocessing process, it is possible to realize a high spatial resolution through miniaturization of the device, excellent performance, and a part required for signal processing is embedded in the sensor, thereby facilitating complicated signal processing. However, due to the inflexibility of the silicon material, it is difficult to adhere the pressure sensor to the curved surface and the durability is poor.

본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유연성 및감도가 높은 압력 센서 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a pressure sensor having high flexibility and sensitivity and a method of manufacturing the pressure sensor.

본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 트랜지스터, 상기 트랜지스터에 연결되어 있는 압력 센서층, 상기 트랜지스터 및 압력 센서층을 덮고 있는 압력 전달층을 포함하고, 상기 압력 센서층은 복수개의 제1 압력 센서층과 복수개의 제2 압력 센서층이 교대로 형성되어 있을 수 있다.A pressure sensor according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a transistor formed on the substrate, a pressure sensor layer connected to the transistor, and a pressure transmitting layer covering the transistor and the pressure sensor layer, Layer may include a plurality of first pressure sensor layers and a plurality of second pressure sensor layers alternately formed.

상기 제1 압력 센서층은 탄소나노튜브를 포함하고, 상기 제2 압력 센서층은 폴리머를 포함할 수 있다.The first pressure sensor layer may include carbon nanotubes, and the second pressure sensor layer may include a polymer.

상기 트랜지스터는 상기 기판 위에 형성되어 있는 게이트 전극, 상기 게이트 전극 위에 형성되어 있는 유전층, 상기 유전층 위에 형성되어 있으며 서로 이격되어 있는 소스 전극 및 드레인 전극, 상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 형성되어 있는 채널층을 포함하고, 상기 압력 센서층은 상기 소스 전극과 일부 중첩하며 상기 소스 전극 위에 형성되어 있을 수 있다.The transistor includes a gate electrode formed on the substrate, a dielectric layer formed on the gate electrode, a source electrode and a drain electrode formed on the dielectric layer and spaced apart from each other, a channel layer formed between the source electrode and the drain electrode, And the pressure sensor layer may partially overlap the source electrode and be formed on the source electrode.

상기 채널층은 탄소나노튜브 또는 그래핀을 포함할 수 있다.The channel layer may comprise carbon nanotubes or graphene.

상기 압력 센서층과 일부 중첩하며 상기 압력 센서층 위에 형성되어 있는 접지층을 더 포함할 수 있다.And a ground layer partially overlapped with the pressure sensor layer and formed on the pressure sensor layer.

상기 압력 전달층의 표면에는 복수개의 압력 전달 홈이 형성되어 있을 수 있다.A plurality of pressure transmission grooves may be formed on the surface of the pressure transmission layer.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 제조 방법은 기판 위에 트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 트랜지스터의 소스 전극 위에 압력 센서층을 형성하는 단계, 상기 압력 센서층 및 트랜지스터 위에 압력 전달층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 압력 센서층을 형성하는 단계는 상기 소스 전극 위에 제1 압력 센서층을 형성하는 단계, 상기 제1 압력 센서층 위에 제2 압력 센서층을 형성하는 단계, 상기 제1 압력 센서층을 형성하는 단계와 상기 제2 압력 센서층을 형성하는 단계를 반복할 수 있다. A method of manufacturing a pressure sensor according to an embodiment of the present invention includes forming a transistor on a substrate, forming a pressure sensor layer on a source electrode of the transistor, forming a pressure transmission layer on the pressure sensor layer and the transistor Wherein forming the pressure sensor layer comprises: forming a first pressure sensor layer over the source electrode; forming a second pressure sensor layer over the first pressure sensor layer; The step of forming the sensor layer and the step of forming the second pressure sensor layer may be repeated.

상기 압력 센서층 위에 상기 압력 센서층과 일부 중첩하는 접지층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.And forming a ground layer partially overlapping the pressure sensor layer on the pressure sensor layer.

압력 전달 돌출부를 가진 몰드로 상기 압력 전달층을 가압하여 상기 압력 전달층에 압력 전달 홈을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.And pressing the pressure transmitting layer with a mold having a pressure transmitting protrusion to form a pressure transmitting groove in the pressure transmitting layer.

본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서는 유연성이 없는 실리콘 기판 대신에 유리 기판 또는 폴리머 기판을 사용할 수 있으므로 압력 센서를 곡면에 부착할 수 있고, 내구성을 향상시킬 수 있다.Since the pressure sensor according to the embodiment of the present invention can use a glass substrate or a polymer substrate instead of a silicon substrate having no flexibility, the pressure sensor can be attached to the curved surface and the durability can be improved.

또한, 실리콘 기판을 사용하지 않고 유리 또는 폴리머 기판을 사용하므로 저온 공정으로 압력 센서를 제조할 수 있어 제조가 용이하고 제조 비용을 절감할 수 있다. In addition, since a glass or polymer substrate is used without using a silicon substrate, a pressure sensor can be manufactured by a low-temperature process, which is easy to manufacture and can reduce manufacturing cost.

또한, 압력 센서층을 덮고 있는 압력 전달층에 복수개의 압력 전달 홈을 형성함으로써, 복수개의 압력 전달 홈이 사람 손의 지문과 같은 역할을 하여 압력을 효과적으로 압력 센서층에 전달하여 미세한 압력을 측정할 수 있다. In addition, by forming a plurality of pressure transmission grooves in the pressure transmission layer covering the pressure sensor layer, the plurality of pressure transmission grooves serve as fingerprints of the human hand, effectively transmitting the pressure to the pressure sensor layer and measuring the minute pressure .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 제조 방법의 단면도로서, 기판 위에 트랜지스터를 형성하는 단계를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 다음 단계로서, 트랜지스터 위에 압력 센서층을 형성하는 단계를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 다음 단계로서, 압력 센서층 위에 접지층을 형성하는 단계를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 다음 단계로서, 압력 센서층 및 트랜지스터를 덮는 압력 전달층을 형성하는 단계를 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a method of manufacturing a pressure sensor according to an embodiment of the present invention, showing steps of forming a transistor on a substrate.
Fig. 3 is a view showing a step of forming a pressure sensor layer on a transistor as a next step of Fig. 2. Fig.
Fig. 4 is a view showing a step of forming a ground layer on the pressure sensor layer as a next step in Fig. 3; Fig.
Fig. 5 is a view showing the step of forming the pressure sensor layer and the pressure-transmitting layer covering the transistor, as the next step in Fig.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서에 대하여 도 1을 참고로 상세히 설명한다. A pressure sensor according to an embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to FIG.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서는 기판(100), 기판(100) 위에 형성되어 있는 트랜지스터(200), 트랜지스터(200)에 연결되어 있는 압력 센서층(300), 압력 센서층(300)과 일부 중첩하며 압력 센서층(300) 위에 형성되어 있는 접지층(500), 접지층(500), 압력 센서층(300) 및 트랜지스터(200)를 덮고 있는 압력 전달층(400)을 포함한다.1, a pressure sensor according to an embodiment of the present invention includes a substrate 100, a transistor 200 formed on the substrate 100, a pressure sensor layer 300 connected to the transistor 200, A pressure transmission layer covering the ground layer 500, the ground layer 500, the pressure sensor layer 300 and the transistor 200 partially overlapping with the pressure sensor layer 300 and formed on the pressure sensor layer 300; Layer 400 as shown in FIG.

기판(100)은 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate, PEN) 등의 폴리머 또는 유리를 포함할 수 있으므로 유연성을 가지게 되어 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서는 곡면에 용이하게 부착할 수 있다. The substrate 100 may include a polymer or glass such as polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), etc., The pressure sensor according to the embodiment can be easily attached to a curved surface.

트랜지스터(200)는 기판(100) 위에 형성되어 있는 게이트 전극(210), 게이트 전극(210) 위에 형성되어 있는 유전층(220), 유전층(220) 위에 형성되어 있으며 서로 이격되어 있는 소스 전극(230) 및 드레인 전극(240), 소스 전극(230) 및 드레인 전극(240) 사이에 형성되어 있는 채널층(250)을 포함한다.The transistor 200 includes a gate electrode 210 formed on the substrate 100, a dielectric layer 220 formed on the gate electrode 210, a source electrode 230 formed on the dielectric layer 220, And a channel layer 250 formed between the drain electrode 240, the source electrode 230, and the drain electrode 240.

게이트 전극(210)은 ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Aluminium Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), 은(Ag), 금(Au) 등 금속을 포함할 수 있으며, 유전층(220)은 Al2O3, PVDF, 유전 잉크(BiTiO3, PMMA, 에폭시) 등을 포함할 수 있으며, 채널층(250)은 탄소나노튜브 또는 그래핀을 포함할 수 있다. The gate electrode 210 may include metals such as indium tin oxide (ITO), aluminum zinc oxide (AZO), indium zinc oxide (IZO), silver (Au) 2 O 3 , PVDF, dielectric ink (BiTiO 3, PMMA, epoxy), and the channel layer 250 may include carbon nanotubes or graphenes.

압력 센서층(300)은 소스 전극(230)과 일부 중첩하며 소스 전극(230) 위에 형성되어 있다. 이러한 압력 센서층(300)은 복수개의 제1 압력 센서층(310)과 복수개의 제2 압력 센서층(320)이 교대로 형성되어 있다. 제1 압력 센서층(310)과 제2 압력 센서층(320)은 소스 전극(230)의 표면과 거의 평행하게 형성되어 있다. The pressure sensor layer 300 overlaps the source electrode 230 and is formed on the source electrode 230. In this pressure sensor layer 300, a plurality of first pressure sensor layers 310 and a plurality of second pressure sensor layers 320 are alternately formed. The first pressure sensor layer 310 and the second pressure sensor layer 320 are formed substantially parallel to the surface of the source electrode 230.

제1 압력 센서층(310)은 탄소나노튜브를 포함하고, 제2 압력 센서층(320)은 폴리머를 포함할 수 있다. 제1 압력 센서층(310)을 이루는 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 또는 단일벽 탄소나노튜브와 다중벽 탄소나노튜브가 혼합 부재 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있고, 탄소나노튜브는 전기전도도가 높고, 강하고 유연성이 높은 물질이다. 제2 압력 센서층(320)을 이루는 폴리머는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리우레탄(Polyurethane, PU)를 포함할 수 있다.The first pressure sensor layer 310 may include carbon nanotubes and the second pressure sensor layer 320 may include a polymer. The carbon nanotubes constituting the first pressure sensor layer 310 may include any one selected from single wall carbon nanotubes, multi wall carbon nanotubes, or a mixture of single wall carbon nanotubes and multi wall carbon nanotubes Carbon nanotubes are highly conductive, highly flexible, and highly conductive materials. The polymer constituting the second pressure sensor layer 320 may include polydimethylsiloxane (PDMS), polyurethane (PU), and the like.

이러한 압력 센서층(300)에 압력이 가해질 경우 복수개의 제1 압력 센서층(310)간의 간격이 가까워져 전자 흐름 경로(percolation)가 증가하게 되어 저항이 낮아지게 되므로 압력을 감지할 수 있게 된다. When a pressure is applied to the pressure sensor layer 300, the interval between the plurality of first pressure sensor layers 310 becomes close to increase the percolation of the electron sensor, so that the resistance can be lowered.

접지층(500)은 압력 센서층(300)과 접촉되어 있어 압력 센서층(300)을 그라운드(ground)와 접지시킬 수 있다. The ground layer 500 is in contact with the pressure sensor layer 300 to ground the pressure sensor layer 300 to ground.

압력 전달층(400)은 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리우레탄(Polyurethane, PU) 등의 폴리머로 이루어지며, 압력 전달층(400)의 표면에는 마이크로 크기의 복수개의 압력 전달 홈(400a)이 형성되어 있다. 이러한 압력 전달 홈(400a)은 압력 센서층(300)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 이와 같이, 압력 센서층(300)을 덮고 있는 압력 전달층(400)에 마이크로 크기의 복수개의 압력 전달 홈(400a)을 형성함으로써, 복수개의 압력 전달 홈(400a)이 사람 손의 지문과 같은 역할을 하여 압력을 효과적으로 압력 센서층(300)에 전달하여 미세한 압력을 용이하게 측정할 수 있어 감도를 향상시킬 수 있다.The pressure transmitting layer 400 is made of a polymer such as polydimethylsiloxane (PDMS) or polyurethane (PU), and a plurality of micro pressure transmitting grooves 400a are formed on the surface of the pressure transmitting layer 400. [ Respectively. This pressure transfer groove 400a may be formed at a position corresponding to the pressure sensor layer 300. [ By forming a plurality of micro pressure transfer grooves 400a in the pressure transfer layer 400 covering the pressure sensor layer 300 as described above, the plurality of pressure transfer grooves 400a function as the fingerprint of a human hand The pressure can be effectively transferred to the pressure sensor layer 300 to easily measure the minute pressure, thereby improving the sensitivity.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 제조 방법에 대하여 이하에서 도 2 내지 도 5를 참고로 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a pressure sensor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 5. FIG.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 제조 방법의 단면도로서, 기판 위에 트랜지스터를 형성하는 단계를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 다음 단계로서, 트랜지스터 위에 압력 센서층을 형성하는 단계를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 다음 단계로서, 압력 센서층 위에 접지층을 형성하는 단계를 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 다음 단계로서, 압력 센서층 및 트랜지스터를 덮는 압력 전달층을 형성하는 단계를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a cross-sectional view of a method of manufacturing a pressure sensor according to an embodiment of the present invention, showing a step of forming a transistor on a substrate, and FIG. 3 is a step subsequent to FIG. FIG. 4 is a view showing a step of forming a ground layer on the pressure sensor layer as a next step in FIG. 3, and FIG. 5 is a step subsequent to FIG. 4, And forming a pressure-transmitting layer covering the pressure-transmitting layer.

우선, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 제조 방법은 기판(100) 위에 트랜지스터(200)를 형성한다. 이에 대해 이하에서 상세히 설명한다. As shown in FIG. 2, a method of manufacturing a pressure sensor according to an embodiment of the present invention includes forming a transistor 200 on a substrate 100. This will be described in detail below.

폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate, PEN) 등의 폴리머 또는 유리로 이루어진 기판(100) 위에 ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Aluminium Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), 은(Ag), 금(Au) 등 금속을 코팅하여 게이트 전극(210)을 형성한다.(Indium Tin Oxide), AZO (Aluminum Zinc), or the like is formed on a substrate 100 made of a polymer or glass such as polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate A gate electrode 210 is formed by coating a metal such as indium zinc oxide (IZO), silver (Ag), or gold (Au).

그리고, 게이트 전극(210) 위에 산화알루미늄(Al2O3), 폴리피닐덴디플루오리드(Polyvinylidene fluoride, PVDF) 등으로 이루어진 물질을 코팅하거나, 유전 잉크(BiTiO3, PMMA, 에폭시)를 코팅하여 유전층(220)을 형성한다.The gate electrode 210 is formed by coating a material such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ), polyvinylidene fluoride (PVDF) or the like or by coating dielectric ink (BiTiO 3, PMMA, epoxy) 220 are formed.

그리고, 유전층(220) 위에 탄소나노튜브 또는 그래핀을 이용하여 채널층(250)을 형성한다. 이 때, 탄소나노튜브는 용액 상태이므로 스프레이 방법으로 유전층(220) 위에 코팅하여 채널층(250)으로 형성한다. A channel layer 250 is formed on the dielectric layer 220 by using carbon nanotubes or graphenes. At this time, since the carbon nanotubes are in a solution state, they are coated on the dielectric layer 220 by a spray method to form the channel layer 250.

그리고, 스텐실 마스크를 이용하여 채널층(250) 위에 서로 이격된 소스 전극(230) 및 드레인 전극(240)을 형성한다. The source electrode 230 and the drain electrode 240 are formed on the channel layer 250 using a stencil mask.

다음으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 트랜지스터(200)의 소스 전극(230) 위에 압력 센서층(300)을 형성한다. 이에 대해 이하에서 상세히 설명한다. Next, as shown in Fig. 3, the pressure sensor layer 300 is formed on the source electrode 230 of the transistor 200. Next, as shown in Fig. This will be described in detail below.

스텐실 마스크(stencil mask)의 개구부가 소스 전극(230)에 대응되도록 스텐실 마스크를 정렬하고, 용액 상태의 탄소나노튜브를 스프레이 방법으로 소스 전극(230) 위에 코팅하여 소스 전극(230) 위에 제1 압력 센서층(310)을 형성한다. The stencil mask is aligned so that the opening of the stencil mask corresponds to the source electrode 230 and the carbon nanotube in the solution state is coated on the source electrode 230 by spraying to form a first pressure A sensor layer 310 is formed.

그리고, 동일한 스텐실 마스크를 이용하여 용액 상태의 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리우레탄(Polyurethane, PU)를 포함하는 폴리머를 스프레이(spray)) 방법 또는 바코팅(bar coating) 방법으로 제1 압력 센서층(310) 위에 도포하고, 솔벤트를 제거하여 폴리머를 경화시켜 제2 압력 센서층(320)을 형성한다. Then, a polymer including polydimethylsiloxane (PDMS) and polyurethane (PU) in a solution state is sprayed by a spraying method or a bar coating method using the same stencil mask to form a first pressure Is applied on the sensor layer (310), and the solvent is removed to cure the polymer to form the second pressure sensor layer (320).

그리고, 상기와 같은 제1 압력 센서층(310)을 형성하는 단계와 제2 압력 센서층(320)을 형성하는 단계를 소정 회수 반복하여 제1 압력 센서층(310)과 제2 압력 센서층(320)이 교대로 적층된 압력 센서층(300)을 완성한다. The step of forming the first pressure sensor layer 310 and the step of forming the second pressure sensor layer 320 may be repeated a predetermined number of times to form the first pressure sensor layer 310 and the second pressure sensor layer 320 are alternately stacked to complete the pressure sensor layer 300.

다음으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 압력 센서층(300) 위에 압력 센서층(300)과 일부 중첩하는 접지층(500)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4, a ground layer 500 partially overlapping the pressure sensor layer 300 is formed on the pressure sensor layer 300.

다음으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 바코팅 방법 또는 스핀 코팅 방법을 이용하여 접지층(500), 압력 센서층(300) 및 트랜지스터(200) 위에 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리우레탄(Polyurethane, PU) 등의 폴리머로 압력 전달층(400)을 형성한다. 5, a polydimethylsiloxane (PDMS), a polyurethane (PDMS), and a polyimide are stacked on the ground layer 500, the pressure sensor layer 300, and the transistor 200 using a bar coating method or a spin coating method. The pressure transmitting layer 400 is formed of a polymer such as polyurethane (PU).

그리고, 실리콘 웨이퍼를 에칭하거나 금속을 가공하여 임프린트용 금형을 준비하고, 임프린트용 금형을 마스터로 사용하여 마이크로 크기의 압력 전달 돌출부(11)를 가진 임프린트용 몰드(10)를 폴리머로 제조한다. 이러한 압력 전달 돌출부(11)를 가진 임프린트용 몰드(10)로 압력 전달층(400)을 가압하여 압력 전달층(400)에 압력 전달 홈(400a)을 형성한다. Then, a silicon wafer is etched or a metal is processed to prepare a mold for imprinting, and a mold for imprinting 10 having a micro-sized pressure transfer protrusion 11 is produced as a polymer by using a mold for imprinting as a master. A pressure transfer groove 400a is formed in the pressure transfer layer 400 by pressing the pressure transfer layer 400 with the imprint mold 10 having the pressure transfer protrusion 11. [

이와 같이, 실리콘 기판을 사용하지 않고 폴리머 기판을 사용하므로 저온 공정으로 압력 센서를 제조할 수 있어 실리콘 공정에 비해 제조가 용이하고 제조 비용을 절감할 수 있다. As described above, since the polymer substrate is used without using the silicon substrate, the pressure sensor can be manufactured by the low-temperature process, which is easier to manufacture than the silicon process, and the manufacturing cost can be reduced.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the following claims. Those who are engaged in the technology field will understand easily.

100: 기판 200: 트랜지스터
300: 압력 센서층 400: 압력 전달층
500: 접지층100: substrate 200: transistor
300: pressure sensor layer 400: pressure transmission layer
500: ground layer

Claims (9)

기판,
상기 기판 위에 형성되어 있는 트랜지스터,
상기 트랜지스터에 연결되어 있는 압력 센서층,
상기 트랜지스터 및 압력 센서층을 덮고 있는 압력 전달층
을 포함하고,
상기 압력 센서층은
복수개의 제1 압력 센서층과 복수개의 제2 압력 센서층이 교대로 형성되어 있고,
상기 제1 압력 센서층 및 제2 압력 센서층은 상기 기판의 표면에 평행하게 형성되어 있는 압력 센서.Board,
A transistor formed on the substrate,
A pressure sensor layer connected to the transistor,
A pressure transducing layer covering the transistor and the pressure sensor layer,
/ RTI >
The pressure sensor layer
A plurality of first pressure sensor layers and a plurality of second pressure sensor layers are alternately formed,
Wherein the first pressure sensor layer and the second pressure sensor layer are formed parallel to the surface of the substrate. 제1항에서,
상기 제1 압력 센서층은 탄소나노튜브를 포함하고,
상기 제2 압력 센서층은 폴리머를 포함하는 압력 센서.The method of claim 1,
Wherein the first pressure sensor layer comprises carbon nanotubes,
Wherein the second pressure sensor layer comprises a polymer. 제1항에서,
상기 트랜지스터는
상기 기판 위에 형성되어 있는 게이트 전극,
상기 게이트 전극 위에 형성되어 있는 유전층,
상기 유전층 위에 형성되어 있으며 서로 이격되어 있는 소스 전극 및 드레인 전극,
상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 형성되어 있는 채널층
을 포함하고,
상기 압력 센서층은 상기 소스 전극과 일부 중첩하며 상기 소스 전극 위에 형성되어 있는 압력 센서. The method of claim 1,
The transistor
A gate electrode formed on the substrate,
A dielectric layer formed on the gate electrode,
A source electrode and a drain electrode formed on the dielectric layer and spaced apart from each other,
A channel layer formed between the source electrode and the drain electrode,
/ RTI >
Wherein the pressure sensor layer overlaps the source electrode and is formed on the source electrode. 제3항에서,
상기 채널층은 탄소나노튜브 또는 그래핀을 포함하는 압력 센서.4. The method of claim 3,
Wherein the channel layer comprises carbon nanotubes or graphenes. 제1항에서,
상기 압력 센서층과 일부 중첩하며 상기 압력 센서층 위에 형성되어 있는 접지층을 더 포함하는 압력 센서.The method of claim 1,
And a ground layer partially overlapped with the pressure sensor layer and formed on the pressure sensor layer. 제1항에서,
상기 압력 전달층의 표면에는 복수개의 압력 전달 홈이 형성되어 있는 압력 센서. The method of claim 1,
Wherein a plurality of pressure transmission grooves are formed on a surface of the pressure transmission layer. 기판 위에 트랜지스터를 형성하는 단계,
상기 트랜지스터의 소스 전극 위에 압력 센서층을 형성하는 단계,
상기 압력 센서층 및 트랜지스터 위에 압력 전달층을 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 압력 센서층을 형성하는 단계는
상기 소스 전극 위에 제1 압력 센서층을 형성하는 단계,
상기 제1 압력 센서층 위에 제2 압력 센서층을 형성하는 단계,
상기 제1 압력 센서층을 형성하는 단계와 상기 제2 압력 센서층을 형성하는 단계를 반복하고,
상기 제1 압력 센서층 및 제2 압력 센서층은 상기 기판의 표면에 평행하게 형성되는 압력 센서의 제조 방법.Forming a transistor on the substrate,
Forming a pressure sensor layer over the source electrode of the transistor,
Forming a pressure-transmitting layer over the pressure sensor layer and the transistor
Lt; / RTI >
The step of forming the pressure sensor layer
Forming a first pressure sensor layer over the source electrode,
Forming a second pressure sensor layer over the first pressure sensor layer,
The step of forming the first pressure sensor layer and the step of forming the second pressure sensor layer are repeated,
Wherein the first pressure sensor layer and the second pressure sensor layer are formed parallel to a surface of the substrate. 제7항에서,
상기 압력 센서층 위에 상기 압력 센서층과 일부 중첩하는 접지층을 형성하는 단계를 더 포함하는 압력 센서의 제조 방법.8. The method of claim 7,
And forming a ground layer partially overlapping the pressure sensor layer on the pressure sensor layer. 제8항에서,
압력 전달 돌출부를 가진 몰드로 상기 압력 전달층을 가압하여 상기 압력 전달층에 압력 전달 홈을 형성하는 단계를 더 포함하는 압력 센서의 제조 방법. 9. The method of claim 8,
And pressing the pressure transmitting layer with a mold having a pressure transmitting protrusion to form a pressure transmitting groove in the pressure transmitting layer.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110075400A (en) * 2009-12-28 2011-07-06 삼성전자주식회사 Pressure sensor using nano-wire
JP2011174793A (en) 2010-02-24 2011-09-08 Fuji Electric Co Ltd Pressure sensor
JP2011196740A (en) * 2010-03-18 2011-10-06 Fujitsu Ltd Pressure sensor and method for manufacturing the same
JP4832772B2 (en) 2004-03-05 2011-12-07 アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド Piezoelectric cantilever pressure sensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4832772B2 (en) 2004-03-05 2011-12-07 アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド Piezoelectric cantilever pressure sensor
KR20110075400A (en) * 2009-12-28 2011-07-06 삼성전자주식회사 Pressure sensor using nano-wire
JP2011174793A (en) 2010-02-24 2011-09-08 Fuji Electric Co Ltd Pressure sensor
JP2011196740A (en) * 2010-03-18 2011-10-06 Fujitsu Ltd Pressure sensor and method for manufacturing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10573761B2 (en) 2016-12-26 2020-02-25 Samsung Display Co., Ltd. Pressure sensor and display device having the same

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