KR101661113B1 - Multiple light sensor and method of manufacturing the same - Google Patents

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KR101661113B1
KR101661113B1 KR1020140063215A KR20140063215A KR101661113B1 KR 101661113 B1 KR101661113 B1 KR 101661113B1 KR 1020140063215 A KR1020140063215 A KR 1020140063215A KR 20140063215 A KR20140063215 A KR 20140063215A KR 101661113 B1 KR101661113 B1 KR 101661113B1
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Abstract

다중 광 센서는 압전 물질; 압전 물질 상에 상호 이격되게 배치되고 자외선 및 가시광선을 각각 수신하여 압전 물질을 통해 전파된 탄성파의 전파속도를 변경하는 제1 및 제2 감지막들; 및 제1 및 제2 감지막들에 일대일 대응되도록 압전 물질 상에 배치되고 변경된 탄성파를 기초로 전기적 신호를 각각 생성하는 제1 및 제2 탄성파 출력부들을 포함한다. 따라서, 다중 광 센서는 주파수의 변화를 검출하여 자외선 및 가시광선의 세기를 단일 센서로 측정할 수 있고, 산화아연(ZnO), 질화갈륨(GaN) 또는 황화카드뮴(CdS) 나노파티클을 사용하여 탄성파의 주파수 변화를 측정하기 때문에 가격경쟁력을 확보할 수 있다. Multiple optical sensors include piezoelectric materials; First and second sensing films arranged on the piezoelectric material to be spaced apart from each other and receiving the ultraviolet and visible rays respectively and changing the propagation speed of the acoustic waves propagated through the piezoelectric material; And first and second elastic wave output units disposed on the piezoelectric material so as to correspond one-to-one with the first and second sensing films and each generating an electrical signal based on the changed elastic wave. Therefore, multiple photosensors can measure the intensity of ultraviolet and visible light with a single sensor by detecting changes in frequency, and can measure the intensity of ultraviolet and visible light using a single sensor, and can be fabricated using zinc oxide (ZnO), gallium nitride (GaN), or cadmium sulfide (CdS) Because it measures the frequency change, it can secure price competitiveness.

Description

다중 광 센서 및 이를 제조하는 방법{MULTIPLE LIGHT SENSOR AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-

본 발명은 다중 광 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주파수의 변화를 검출하여 자외선 및 가시광선을 단일 센서로 측정할 수 있는 다중 광 센서 그리고 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a multi-optical sensor, and more particularly, to a multi-optical sensor capable of detecting a change in frequency and measuring ultraviolet and visible light with a single sensor, and a method of manufacturing the same.

자외선 토론 또는 광전자 증배관은 자외선을 감지할 수 있다. 자외선 토론은 자외선을 통하는 재료로 형성된 용기 속에 양극과 음극을 마주보게 하여 직렬저항을 통하여 직류전원에 접속한 구조이다. 외부에서 음극에 자외선을 조사(照射)하면 음극표면에서 광전효과에 의해 광전자가 방출된다. 광전자 증배관은 부규산유리를 사용한 것은 300㎚ 이상의 파장에 대하여 감도를 가지며, 석영유리를 사용한 것은 160㎚ 이상의 파장에 대하여 감도를 가지고 있다. 채널토론은 2차 전자 증배관의 일종으로서 50~150㎚의 자외선에 감도를 가지고 있다.Ultraviolet radiation or photomultiplier tubes can sense ultraviolet radiation. Ultraviolet radiation is a structure in which a positive electrode and a negative electrode are opposed to each other in a container formed of a material through ultraviolet rays and connected to a DC power source through a series resistor. When the cathode is irradiated with ultraviolet rays from the outside, photoelectrons are emitted by the photoelectric effect on the surface of the cathode. The photomultiplier tube has sensitivity to wavelengths of 300 nm or more using quartz glass, and has sensitivity to wavelengths of 160 nm or more using quartz glass. The channel discussion is a type of secondary electron multiplier and has sensitivity to ultraviolet rays of 50 to 150 nm.

종래에는 사용된 감지막이 자외선에 적절히 반응하는 지를 확인하기 위해, 감지막의 전류-전압 특성을 측정하였다. 박막의 자외선에 따른 전류 변화를 측정하는 기존의 방식에서 극미량 검출은 측정회로의 고도화를 요구하여 가격 경쟁력이 떨어지는 문제점이 있었다.In the past, the current-voltage characteristic of the sensing film was measured in order to confirm whether the used sensing film appropriately reacted with ultraviolet light. In the conventional method of measuring the current change due to the ultraviolet rays of the thin film, there has been a problem that the detection of the trace amount is required to enhance the measurement circuit and the price competitiveness is inferior.

대한민국 등록특허 제20-0258790호는 자외선 감지기(Device Sensing a Ultraviolet)에 관한 것으로 인체에 유해한 영향을 주는 자외선 A와 자외선 B를 구분하여 센싱하고 표시해주는 자외선 감지기에 대하여 개시하고 있다.Korean Patent Registration No. 20-0258790 discloses an ultraviolet ray sensor for sensing and displaying an ultraviolet ray A and an ultraviolet ray B which are detrimental to the human body and are related to an ultraviolet ray detector (Device Sensing a Ultraviolet).

미국등록특허 제7,473,551호는 대상 물질을 측정하기 위한 나노기술 마이크로센서 및 대상 물질을 측정하기 위한 방법(Nano-mechanic microsensors and methods for detecting target analytes)에 관한 것으로 표면 탄성파를 이용한 나노기술 마이크로센서 및 방법에 대하여 개시하고 있다.
U.S. Patent No. 7,473,551 relates to nanotechnology microsensors and methods for detecting target substances and nanotechnology microsensors and methods using surface acoustic waves. .

대한민국 등록특허 제20-0258790호(2001.12.13 등록)Korean Patent No. 20-0258790 (registered on December 13, 2001) 미국등록특허 제7,473,551호(2009.01.06. 등록)United States Patent No. 7,473,551 (registered on Jan. 6, 2009)

본 발명의 일 실시예는 주파수의 변화를 검출하여 자외선 및 가시광선의 세기를 단일 센서로 측정할 수 있는 다중 광 센서 기술을 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention is to provide a multi-optical sensor technology capable of detecting a change in frequency and measuring the intensity of ultraviolet and visible light with a single sensor.

본 발명의 일 실시예는 산화아연(ZnO), 질화갈륨(GaN) 또는 황화카드뮴(CdS) 나노파티클을 사용하여 탄성파의 주파수의 변화를 측정할 수 있는 다중 광 센서 기술을 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention is to provide a multi-optical sensor technology capable of measuring changes in the frequency of an acoustic wave using zinc oxide (ZnO), gallium nitride (GaN), or cadmium sulfide (CdS) nanoparticles.

본 발명의 일 실시예는 자외선 및 가시광선의 극미량 검출시에도 가격 경쟁력을 확보할 수 있는 다중 광 센서 기술을 제공하고자 한다.
One embodiment of the present invention is to provide a multi-optical sensor technology capable of securing price competitiveness even when detecting a minute amount of ultraviolet rays and visible rays.

실시예들 중에서, 다중 광 센서는 압전 물질; 상기 압전 물질 상에 상호 이격되게 배치되고 자외선 및 가시광선을 각각 수신하여 상기 압전 물질을 통해 전파된 탄성파의 전파속도를 변경하는 제1 및 제2 감지막들; 및 상기 제1 및 제2 감지막들에 일대일 대응되도록 상기 압전 물질 상에 배치되고 상기 변경된 탄성파를 기초로 전기적 신호를 각각 생성하는 제1 및 제2 탄성파 출력부들을 포함한다.Among the embodiments, the multiple photosensors include piezoelectric materials; First and second sensing films disposed on the piezoelectric material to be spaced apart from each other and receiving ultraviolet light and visible light, respectively, to change the propagation speed of the elastic wave propagated through the piezoelectric material; And first and second elastic wave output units disposed on the piezoelectric material so as to correspond one-to-one with the first and second sensing films and each generating an electrical signal based on the changed elastic wave.

일 실시예에서, 다중 광 센서는 상기 제1 및 제2 감지막들 사이에 배치되고 동일한 탄성파를 상기 제1 및 제2 감지막들 각각에 제공하는 탄성파 입력부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the multiple photosensor may further include an elastic wave input part disposed between the first and second sensing films and providing the same elastic wave to each of the first and second sensing films.

일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 탄성파 출력부들은 상기 제1 및 제2 감지막들 각각을 중심으로 상기 탄성파 입력부에 대향될 수 있다.In one embodiment, the first and second elastic wave output units may be opposed to the elastic wave input unit with respect to each of the first and second sensing films.

일 실시예에서, 상기 탄성파 입력부는 알루미늄(Al) 증착을 통해 형성된 인터디지털 변환기(InterDigital Transducer)로 구현될 수 있다.In one embodiment, the acoustic wave input unit may be implemented as an InterDigital transducer formed through aluminum (Al) deposition.

다른 일 실시예에서, 다중 광 센서는 상기 압전 물질 상에 배치되고 제1 및 제2 탄성파들을 상기 제1 및 제2 감지막들 각각에 제공하는 제1 및 제2 탄성파 입력부들을 더 포함할 수 있다.In another embodiment, multiple optical sensors may further comprise first and second elastic wave input portions disposed on the piezoelectric material and providing first and second elastic waves to each of the first and second sensing films have.

일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 탄성파 출력부들은 상기 제1 및 제2 감지막들 각각을 중심으로 상기 제1 및 제2 탄성파 입력부들에 각각 대향될 수 있다.In one embodiment, the first and second elastic wave output units may be opposed to the first and second elastic wave input units with respect to the first and second sensing films, respectively.

일 실시예에서, 제1 및 제2 탄성파 입력부들은 서로 다른 주파수를 가지는 상기 제1 및 제2 탄성파들을 제공할 수 있다. In one embodiment, the first and second acoustic wave input units may provide the first and second acoustic waves having different frequencies.

일 실시예에서, 상기 제1 감지막은 상기 자외선이 감지되면 전기 전도도의 변화를 통해 그 하단에 지나가는 탄성파의 속도를 변경시킬 수 있다.In one embodiment, when the ultraviolet ray is sensed, the first sensing layer may change the velocity of an elastic wave passing through the lower end thereof through a change in electrical conductivity.

일 실시예에서, 상기 제1 감지막은 상기 제1 탄성파 출력부 및 상기 압전 물질 상에 산화아연(ZnO) 또는 질화갈륨(GaN) 나노파티클을 스핀코팅(Spincoating)하여 형성될 수 있다.In one embodiment, the first sensing layer may be formed by spin coating zinc oxide (ZnO) or gallium nitride (GaN) nanoparticles on the first acoustic wave output unit and the piezoelectric material.

일 실시예에서, 상기 제2 감지막은 상기 가시광선이 감지되면 전기 전도도의 변화를 통해 그 하단에 지나가는 탄성파의 속도를 변경시킬 수 있다.In one embodiment, the second sensing layer may change the velocity of the elastic waves passing through the bottom of the second sensing layer through a change in electrical conductivity when the visible light is sensed.

일 실시예에서, 상기 제2 감지막은 상기 제2 탄성파 출력부 및 상기 압전 물질 상에 황화카드뮴(CdS) 나노파티클을 스핀코팅(Spincoating)하여 형성될 수 있다.In one embodiment, the second sensing layer may be formed by spin coating cadmium sulfide (CdS) nanoparticles on the second acoustic wave output unit and the piezoelectric material.

일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 감지막들은 상기 스핀코팅된 제1 및 제2 감지막들을 어닐링(Annealing)하여 전기적 또는 기계적 특성을 개선할 수 있다.In one embodiment, the first and second sensing films may anneal the spin-coated first and second sensing films to improve electrical or mechanical properties.

일 실시예에서, 상기 압전 물질은 상기 제1 및 제2 감지막들, 상기 탄성파 입력부 및 상기 제1 및 제2 탄성파 출력부들의 하단에 배치되고 그 상부에 탄성파가 지나갈 수 있다.In one embodiment, the piezoelectric material is disposed at the lower ends of the first and second sensing films, the acoustic wave input unit, and the first and second acoustic wave output units, and an acoustic wave may pass over the piezoelectric material.

실시예들 중에서, 다중 광 센서 제조 방법은 압전 물질을 준비하는 단계; 감광액을 통해 상기 압전 물질 상에 인터디지털 변환기 패턴(감광 영역과 비감광 영역을 포함함)을 생성하는 단계; 상기 인터디지털 변환기 패턴이 생성된 압전 물질에 박막을 증착하는 단계; 상기 감광 영역을 스트리핑하여 상기 감광액과 상기 감광액 상에 증착된 박막을 제거하여 제1 및 제2 탄성파 출력부들을 생성하는 단계; 상기 감광액이 제거된 압전 물질 중 상기 제1 탄성파 출력부의 방향에 있는 압전 물질을 산화아연(ZnO) 또는 질화갈륨(GaN)으로 스핀코팅하여 제1 감지막을 생성하는 단계; 및 상기 감광액이 제거된 압전 물질 중 상기 제2 탄성파 출력부의 방향에 있는 압전 물질을 황화카드뮴(CdS)으로 스핀코팅하여 제2 감지막을 생성하는 단계를 포함한다.Among embodiments, a method of manufacturing multiple photosensors comprises the steps of: preparing a piezoelectric material; Generating an interdigital transducer pattern (including a light-sensitive region and an non-light-sensitive region) on the piezoelectric material through a photosensitive liquid; Depositing a thin film on the piezoelectric material from which the interdigital transducer pattern is formed; Generating first and second acoustic wave output portions by stripping the photosensitive region and removing the thin film deposited on the photosensitive liquid and the photosensitive liquid; Forming a first sensing film by spin-coating a piezoelectric material in the direction of the first acoustic wave output portion of the piezoelectric material from which the photosensitive liquid is removed, with zinc oxide (ZnO) or gallium nitride (GaN); And spin-coating a piezoelectric material in the direction of the second acoustic wave output portion of the piezoelectric material from which the photosensitive liquid is removed with CdS to generate a second sensing film.

일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 감지막들은 동일 레이어 상에 형성될 수 있다.
In one embodiment, the first and second sensing layers may be formed on the same layer.

개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The disclosed technique may have the following effects. It is to be understood, however, that the scope of the disclosed technology is not to be construed as limited thereby, as it is not meant to imply that a particular embodiment should include all of the following effects or only the following effects.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 광 센서는 주파수의 변화를 검출하여 자외선 및 가시광선의 세기를 단일 센서로 측정할 수 있다.The multi-photosensor according to an embodiment of the present invention can detect a change in frequency and measure the intensity of ultraviolet rays and visible rays with a single sensor.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 광 센서는 산화아연(ZnO), 질화갈륨(GaN) 또는 황화카드뮴(CdS) 나노파티클을 사용하여 탄성파의 주파수 변화를 측정하기 때문에 가격경쟁력을 확보할 수 있다. The multi-photosensor according to an embodiment of the present invention can measure price change of elastic wave by using zinc oxide (ZnO), gallium nitride (GaN), or cadmium sulfide (CdS) nanoparticles.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 광 센서 제조 방법은 파티클 자체의 특성상 표면적이 넓어 더 많은 자외선 및 가시광선에 반응할 수 있으므로 센서의 감도를 개선시킬 수 있다.
The method of manufacturing multiple photosensors according to an embodiment of the present invention can improve the sensitivity of the sensor because it can react with more ultraviolet rays and visible rays due to its wide surface area due to the characteristics of the particles themselves.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 광 센서의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 다중 광 센서의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 다중 광 센서 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화아연(ZnO) 나노파티클의 파장에 따른 자외선 흡수율을 나타내는 그래프이다.
도 5는 다중 광 센서의 자외선에 대한 주파수 응답 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6은 다중 광 센서의 자외선 세기에 따른 주파수 변화를 나타내는 그래프이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a multi-optical sensor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a view showing the configuration of a multi-optical sensor according to another embodiment of the present invention.
3 is a view illustrating a method of manufacturing multiple photosensors according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the ultraviolet absorption rate of zinc oxide (ZnO) nanoparticles according to the wavelength according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the frequency response characteristics of ultraviolet light of the multiple photosensors.
FIG. 6 is a graph showing a frequency change according to ultraviolet intensity of a multi-optical sensor.

본 발명의 실시예에 관한 설명은 본 발명의 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.The description of the embodiments of the present invention is only for the structural or functional description of the present invention, and therefore the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described herein.

본 발명의 실시예에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of the terms described in the embodiments of the present invention should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것이다.The terms "first "," second "and the like are intended to distinguish one element from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" to another element, it may be directly connected to the other element, but there may be other elements in between. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
It should be understood that the singular " include "or" have "are to be construed as including a stated feature, number, step, operation, component, It is to be understood that the combination is intended to specify that it does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 광 센서의 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a multi-optical sensor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1을 참조하면, 다중 광 센서(100)는 제1 감지막(110), 제2 감지막(120), 탄성파 입력부(130), 제1 탄성파 출력부(140), 제2 탄성파 출력부(150) 및 압전 물질(160)을 포함한다.1, the multiple photosensor 100 includes a first sensing film 110, a second sensing film 120, an acoustic wave input unit 130, a first acoustic wave output unit 140, a second acoustic wave output unit 150 and a piezoelectric material 160.

제1 감지막(110)은 압전 물질(160) 상에서 탄성파 입력부(130)의 제1 단에 배치된다. 제1 감지막(110)은 자외선을 감지하는 물질에 해당할 수 있고, 해당 물질은 자외선과 반응하여 자체의 특성을 변화시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제1 감지막(110)은 산화아연(ZnO) 또는 질화갈륨(GaN) 나노파티클을 통해 구현될 수 있고, 산화아연(ZnO) 나노파티클의 흡수율은 이하 도 4를 참조하여 설명한다.The first sensing film 110 is disposed on the first end of the acoustic wave input unit 130 on the piezoelectric material 160. The first sensing layer 110 may correspond to a material that senses ultraviolet rays, and the material may react with ultraviolet rays to change its own characteristics. In one embodiment, the first sensing layer 110 may be implemented with zinc oxide (ZnO) or gallium nitride (GaN) nanoparticles, and the absorption rate of the zinc oxide (ZnO) nanoparticles is described below with reference to FIG. 4 do.

일 실시예에서, 제1 감지막(110)은 탄성파 입력부(130), 제1 탄성파 출력부(140) 및 압전 물질(160)의 일부 상에 산화아연(ZnO) 또는 질화갈륨(GaN) 나노파티클을 스핀코팅하여 형성될 수 있다. 여기에서, 제1 감지막(110)은 스핀코팅된 감지막을 어닐링하여 전기적 또는 기계적 특성을 개선시킬 수 있다. In one embodiment, the first sensing layer 110 is formed of a material such as zinc oxide (ZnO) or gallium nitride (GaN) nanoparticles on a part of the acoustic wave input part 130, the first elastic wave output part 140, May be formed by spin coating. Here, the first sensing film 110 may anneal the spin-coated sensing film to improve electrical or mechanical properties.

제2 감지막(120)은 압전 물질(160) 상에서 탄성파 입력부(130)의 제2 단에 배치된다. 제2 감지막(120)은 가시광선을 감지하는 물질에 해당할 수 있고, 해당 물질은 가시광선과 반응하여 자체의 특성을 변화시킬 수 있다. The second sensing film 120 is disposed on the second end of the acoustic wave input unit 130 on the piezoelectric material 160. The second sensing layer 120 may correspond to a material that senses visible light, and the material may change its characteristics by reacting with visible light.

일 실시예에서, 제2 감지막(120)은 탄성파 입력부(130), 제2 탄성파 출력부(150) 및 압전 물질(160)의 일부 상에 황화카드뮴(CdS) 나노파티클을 스핀코팅하여 형성될 수 있다. 여기에서, 제2 감지막(120)은 스핀코팅된 감지막을 어닐링하여 전기적 또는 기계적 특성을 개선 시킬 수 있다.The second sensing film 120 may be formed by spin coating a cadmium sulfide (CdS) nanoparticle on a part of the acoustic wave input unit 130, the second acoustic wave output unit 150 and the piezoelectric material 160 . Here, the second sensing film 120 can improve the electrical or mechanical characteristics by annealing the spin-coated sensing film.

즉, 제1 및 제2 감지막들(110, 120)은 압전 물질(160) 상에 상호 이격되게 배치되고 자외선 및 가시광선을 각각 수신하여 압전 물질(160)을 통해 전파된 탄성파의 전파속도를 변경할 수 있다.That is, the first and second sensing films 110 and 120 are disposed on the piezoelectric material 160 so as to be spaced apart from each other and receive the ultraviolet light and the visible light, respectively, so that the propagation speed of the elastic wave propagated through the piezoelectric material 160 is Can be changed.

탄성파 입력부(130)는 압전 물질(160) 상에서 제1 및 제2 감지막들(110, 120) 사이에 배치되어 동일한 탄성파를 양방향으로 전파할 수 있다. 보다 구체적으로, 탄성파 입력부(130)는 외부의 전기적 신호를 수신하여 전기장을 형성할 수 있고, 압전 물질(160)은 형성된 전기장을 통해 기계적 진동(즉, 탄성파)을 생성할 수 있다. 결과적으로, 탄성파 입력부(120)는 외부의 전기적 신호를 기초로 생성된 탄성파를 제1 및 제2 감지막들(110, 120) 각각에 제공할 수 있다. The acoustic wave input unit 130 may be disposed between the first and second sensing films 110 and 120 on the piezoelectric material 160 to propagate the same acoustic waves in both directions. More specifically, the acoustic wave input unit 130 may receive an external electrical signal to form an electric field, and the piezoelectric material 160 may generate mechanical vibration (i.e., acoustic waves) through the formed electric field. As a result, the elastic wave input unit 120 may provide the elastic wave generated on the basis of the external electric signal to the first and second sensing films 110 and 120, respectively.

일 실시예에서, 탄성파 입력부(130)는 알루미늄(Al) 증착을 통해 형성된 인터디지털 변환기(IDT: InterDigital Transducer)로 구현될 수 있다. 여기에서, 인터디지털 변환기는 탄성파를 효율적으로 생성할 수 있고 탄성파를 고체 표면(예를 들어, 제1 감지막(110)과 압전 물질(160)의 사이 및 제2 감지막(120)과 압전 물질(160)의 사이)을 따라 양방향으로 전파시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 탄성파 입력부(130)는 금속 전극이 압전 물질(160) 상에 배치되는 경우 IDT로 구현될 수 있고 전기적 신호를 탄성파로 변환할 수 있다. 일 실시예에서, 탄성파 입력부(130)는 격자 구조로 구현될 수 있고, 격자 구조란 가로와 세로가 간격을 두고 직각으로 교차하는 구조를 말한다.In one embodiment, the acoustic wave input unit 130 may be implemented as an interdigital transducer (IDT) formed through aluminum (Al) deposition. Here, the interdigital transducer can efficiently generate acoustic waves and generate acoustic waves on the solid surface (for example, between the first sensing film 110 and the piezoelectric substance 160 and between the second sensing film 120 and the piezoelectric substance 160) (Between the first and second antennas 160). More specifically, when the metal electrode is disposed on the piezoelectric material 160, the acoustic wave input unit 130 may be implemented as an IDT and convert an electrical signal into an acoustic wave. In one embodiment, the acoustic wave input unit 130 may be implemented as a lattice structure, and the lattice structure refers to a structure in which the lattice structure intersects at a right angle with a space therebetween.

제1 탄성파 출력부(140)는 압전 물질(160) 상에서 제1 감지막(110)의 다른 일단에 배치된다. 일 실시예에서, 제1 탄성파 출력부(140)는 제1 감지막(110)을 중심으로 탄성파 입력부(130)와 대향하여 배치될 수 있다. 제1 탄성파 출력부(140)는 탄성파 입력부(130)에 의해 생성된 기계적 진동(즉, 탄성파)이 인가되면 전기적 신호를 생성할 수 있다. 결과적으로, 제1 탄성파 출력부(140)는 탄성파 입력부(130)에 의해 제공된 탄성파를 기초로 전기적 신호를 생성하여 생성된 전기적 신호의 주파수 변화를 감지할 수 있다.The first acoustic wave output unit 140 is disposed on the other end of the first sensing film 110 on the piezoelectric material 160. In one embodiment, the first acoustic wave output unit 140 may be disposed opposite to the acoustic wave input unit 130 with the first sensing film 110 as a center. The first elastic wave output unit 140 may generate an electrical signal when the mechanical vibration (i.e., elastic wave) generated by the elastic wave input unit 130 is applied. As a result, the first elastic wave output unit 140 can generate an electrical signal based on the elastic wave provided by the elastic wave input unit 130 and sense a change in the frequency of the generated electrical signal.

제2 탄성파 출력부(150)는 압전 물질(160) 상에서 제2 감지막(120)의 다른 일단에 배치된다. 일 실시예에서, 제2 탄성파 출력부(150)는 제2 감지막(120)을 중심으로 탄성파 입력부(130)와 대향하여 배치될 수 있다. 제2 탄성파 출력부(150)는 탄성파 입력부(130)에 의해 생성된 기계적 진동(즉, 탄성파)이 인가되면 전기적 신호를 생성할 수 있다. 결과적으로, 제2 탄성파 출력부(150)는 탄성파 입력부(130)에 의해 제공된 탄성파를 기초로 전기적 신호를 생성하여 생성된 전기적 신호의 주파수 변화를 감지할 수 있다.The second acoustic wave output unit 150 is disposed on the other end of the second sensing film 120 on the piezoelectric material 160. In one embodiment, the second acoustic wave output unit 150 may be disposed opposite to the acoustic wave input unit 130 with the second sensing film 120 as a center. The second acoustic wave output unit 150 can generate an electrical signal when the mechanical vibration (i.e., acoustic wave) generated by the acoustic wave input unit 130 is applied. As a result, the second elastic wave output unit 150 may generate an electrical signal based on the elastic wave provided by the elastic wave input unit 130 and sense a change in the frequency of the generated electrical signal.

일 실시예에서, 제1 및 제2 탄성파 출력부들(140, 150)은 알루미늄(Al) 증착을 통해 형성된 인터디지털 변환기로 구현될 수 있다. 여기에서, 인터디지털 변환기는 고체 표면(예를 들어, 제1 감지막(110)과 압전 물질(160)의 사이 및 제2 감지막(120)과 압전 물질(160)의 사이)을 따라 전파된 탄성파를 효율적으로 검출할 수 있다. 보다 구체적으로, 금속 전극이 압전 물질(160) 상에 배치되는 경우 제1 및 제2 탄성파 출력부들(140, 150)은 IDT로 구현될 수 있고, 전파된 탄성파를 전기적인 신호로 변환하는 과정에서 일정 대역의 주파수를 걸러주는 여파기 역할을 수행한다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 탄성파 출력부들(140, 150)은 압전 물질(160) 상에서 격자 구조로 구현될 수 있다. 예를 들어, 격자 구조란 가로와 세로가 간격을 두고 직각으로 교차하는 구조를 말한다.In one embodiment, the first and second elastic wave output units 140 and 150 may be implemented as an interdigital transducer formed through aluminum (Al) deposition. Here, the interdigital transducer may be a piezoelectric material that is propagated along a solid surface (e.g., between the first sensing film 110 and the piezoelectric material 160 and between the second sensing film 120 and the piezoelectric material 160) The elastic wave can be efficiently detected. More specifically, when the metal electrode is disposed on the piezoelectric material 160, the first and second elastic wave output units 140 and 150 may be implemented as an IDT. In the process of converting the propagated elastic wave into an electrical signal, It acts as a filter to filter the frequency of a certain band. In one embodiment, the first and second elastic wave output units 140 and 150 may be implemented as a lattice structure on the piezoelectric material 160. For example, a lattice structure refers to a structure in which a space and a space intersect at right angles at an interval.

압전 물질(160)은 전기적 신호를 인가받아 기계적 진동(즉, 탄성파)을 생성할 수 있고, 압전체에 기계적 진동을 인가하여 전기적 신호(예를 들어, 전압)을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 압전 물질(160)은 압전 기판(예를 들어, 반도체 기판) 또는 압전 박막을 포함할 수 있다. 여기에서, 기계적 진동의 특정 주파수 대역은 다중 광 센서(100)의 기준 신호원으로 사용될 수 있다. 즉, 압전 물질(160)은 압전 및 역압전 효과를 통해 전기적 신호가 인가되면 기계적 진동(즉, 탄성파)을 발생시킬 수 있고, 기계적 진동이 인가되면 전기적 신호를 발생시킬 수 있다.
The piezoelectric material 160 may receive an electrical signal to generate mechanical vibration (i.e., elastic waves), and may apply mechanical vibration to the piezoelectric material to generate an electrical signal (e.g., voltage). In one embodiment, the piezoelectric material 160 may comprise a piezoelectric substrate (e.g., a semiconductor substrate) or a piezoelectric film. Here, the specific frequency band of the mechanical oscillation can be used as the reference signal source of the multi-optical sensor 100. That is, when the electrical signal is applied through the piezoelectric and inverse piezoelectric effect, the piezoelectric material 160 can generate mechanical vibration (i.e., elastic wave), and when the mechanical vibration is applied, an electrical signal can be generated.

도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 다중 광 센서의 구성을 나타내는 도면이다.2 is a view showing the configuration of a multi-optical sensor according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 다중 광 센서(200)는 제1 감지막(210), 제2 감지막(220), 제1 탄성파 입력부(230), 제2 탄성파 입력부(240), 제1 탄성파 출력부(250), 제2 탄성파 출력부(260) 및 압전 물질(270)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the multiple photosensor 200 includes a first sensing layer 210, a second sensing layer 220, a first elastic wave input portion 230, a second elastic wave input portion 240, A second elastic wave output unit 260, and a piezoelectric material 270.

제1 감지막(210)은 압전 물질(270) 상에 배치되어 자외선을 감지하는 물질에 해당할 수 있고, 해당 물질은 자외선과 반응하여 자체의 특성을 변화시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제1 감지막(210)은 산화아연(ZnO) 또는 질화갈륨(GaN) 나노파티클을 통해 구현될 수 있고, 산화아연(ZnO) 나노파티클의 흡수율은 이하 도 4를 참조하여 설명한다. The first sensing layer 210 may be disposed on the piezoelectric material 270 to detect ultraviolet rays. The first sensing layer 210 may react with ultraviolet rays to change its own characteristics. In one embodiment, the first sensing layer 210 may be implemented with zinc oxide (ZnO) or gallium nitride (GaN) nanoparticles, and the absorption rate of the zinc oxide (ZnO) nanoparticles is described below with reference to FIG. 4 do.

일 실시예에서, 제1 감지막(210)은 제1 탄성파 입력부(230), 제1 탄성파 출력부(250) 및 압전 물질(270)의 일부 상에 산화아연(ZnO) 또는 질화갈륨(GaN) 나노파티클을 스핀코팅하여 형성될 수 있다. 여기에서, 제1 감지막(210)은 스핀코팅된 감지막을 어닐링하여 전기적 또는 기계적 특성을 개선시킬 수 있다.In one embodiment, the first sensing layer 210 includes zinc oxide (ZnO) or gallium nitride (GaN) on a portion of the first elastic wave input portion 230, the first elastic wave output portion 250, Can be formed by spin-coating nanoparticles. Here, the first sensing film 210 can improve the electrical or mechanical characteristics by annealing the spin-coated sensing film.

제2 감지막(220)은 압전 물질(270) 상에서 제1 감지막의 하단에 배치되며 가시광선을 감지하는 물질에 해당할 수 있고, 해당 물질은 가시광선과 반응하여 자체의 특성을 변화시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제2 감지막(120)은 제2 탄성파 입력부(240), 제2 탄성파 출력부(260) 및 압전 물질(270)의 일부 상에 황화카드뮴(CdS) 나노파티클을 스핀코팅하여 형성될 수 있다. 여기에서, 제2 감지막(220)은 스핀코팅된 감지막을 어닐링하여 전기적 또는 기계적 특성을 개선시킬 수 있다.The second sensing film 220 may be disposed on the piezoelectric material 270 at the lower end of the first sensing film and may correspond to a material that senses visible light. The material may react with the visible light to change its own characteristics. In one embodiment, the second sensing layer 120 is formed by spin-coating cadmium sulfide (CdS) nanoparticles on a portion of the second elastic wave input portion 240, the second elastic wave output portion 260, and the piezoelectric material 270 . Here, the second sensing film 220 can improve the electrical or mechanical characteristics by annealing the spin-coated sensing film.

제1 탄성파 입력부(230)는 압전 물질(270) 상에서 제1 감지막(210)의 제1 단에 배치되고 제1 감지막(210)을 중심으로 제1 탄성파 출력부(250)와 대향하여 배치될 수 있다. 제2 탄성파 입력부(240)는 압전 물질(270) 상에서 제2 감지막(220)의 제1 단에 배치되고 제2 감지막(220)을 중심으로 제2 탄성파 출력부(260)와 대향하여 배치될 수 있다.The first acoustic wave input unit 230 is disposed on the first end of the first sensing film 210 on the piezoelectric substance 270 and disposed to face the first acoustic wave output unit 250 about the first sensing film 210 . The second elastic wave input unit 240 is disposed on the first end of the second sensing film 220 on the piezoelectric substance 270 and disposed opposite to the second elastic wave output unit 260 about the second sensing film 220 .

제1 및 제2 탄성파 입력부들(230, 240)은 외부의 전기적 신호를 수신하여 전기장을 형성할 수 있고, 압전 물질(270)은 형성된 전기장을 통해 기계적 진동(즉, 탄성파)을 생성할 수 있다. 결과적으로, 제1 및 제2 탄성파 입력부들(230, 240)은 외부의 전기적 신호를 기초로 생성된 탄성파를 제1 및 제2 감지막들(210, 220) 각각에 제공할 수 있다.The first and second elastic wave input units 230 and 240 can receive an external electrical signal to form an electric field and the piezoelectric material 270 can generate mechanical vibration . As a result, the first and second elastic wave input units 230 and 240 can provide elastic waves generated on the basis of an external electrical signal to the first and second sensing films 210 and 220, respectively.

제1 및 제2 탄성파 입력부들(230, 240)은 간극이 다르게 구성되어 서로 다른 주파수에서 구동될 수 있다. 탄성파는 상호 간섭이 상대적으로 적기 때문에 제1 및 제2 탄성파 출력부들(250, 260)이 동시에 주파수 변화를 측정하는 경우, 제1 및 제2 탄성파 출력부들(250, 260)은 두 신호를 쉽게 분리할 수 있다. 예를 들어, 제1 탄성파 입력부(230)가 180MHz에서 구동되고 제2 탄성파 입력부(240)가 360MHz에서 구동되는 경우, 제1 및 제2 탄성파 출력부들(250, 260)은 구동 주파수가 다르므로 서로 다른 주파수의 전기적 신호를 측정할 수 있다. The first and second elastic wave input units 230 and 240 may have different gaps and may be driven at different frequencies. When the first and second elastic wave output units 250 and 260 simultaneously measure a frequency change because the mutual interference of the elastic waves is relatively small, the first and second elastic wave output units 250 and 260 can easily separate the two signals can do. For example, when the first elastic wave input unit 230 is driven at 180 MHz and the second elastic wave input unit 240 is driven at 360 MHz, since the driving frequencies of the first and second elastic wave output units 250 and 260 are different from each other, Electrical signals at different frequencies can be measured.

일 실시예에서, 제1 및 제2 탄성파 입력부들(230, 240)은 알루미늄(Al) 증착을 통해 형성된 인터디지털 변환기(IDT: InterDigital Transducer)로 구현될 수 있다. 여기에서, 각각의 인터디지털 변환기는 구동 주파수가 다른 탄성파를 효율적으로 생성할 수 있고, 탄성파를 고체 표면(예를 들어, 제1 감지막(210)과 압전 물질(270)의 사이 또는 제2 감지막(220)과 압전 물질(270)의 사이)을 따라 전파시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 금속 전극이 압전 물질(270) 상에 배치되는 경우 제1 및 제2 탄성파 입력부들(230, 240)은 IDT로 구현될 수 있고, 전기적 신호를 탄성파로 변환할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 탄성파 입력부들(230, 240)은 격자 구조로 구현될 수 있다. 예를 들어, 격자 구조란 가로와 세로가 간격을 두고 직각으로 교차하는 구조를 말한다.In one embodiment, the first and second elastic wave input units 230 and 240 may be implemented as an interdigital transducer (IDT) formed through aluminum (Al) deposition. Here, each of the interdigital transducers can efficiently generate acoustic waves having different driving frequencies, and can generate acoustic waves on the solid surface (for example, between the first sensing film 210 and the piezoelectric material 270 or the second sensing (Between the film 220 and the piezoelectric material 270). More specifically, when the metal electrode is disposed on the piezoelectric material 270, the first and second elastic wave input units 230 and 240 may be implemented as IDTs, and may convert an electrical signal into an elastic wave. In one embodiment, the first and second elastic wave input units 230 and 240 may be implemented in a lattice structure. For example, a lattice structure refers to a structure in which a space and a space intersect at right angles at an interval.

제1 탄성파 출력부(250)는 압전 물질(270) 상에서 제1 감지막(210)의 제2 단에 배치된다. 일 실시예에서, 제1 탄성파 출력부(250)는 제1 감지막(210)을 중심으로 제1 탄성파 입력부(230)와 대향하여 배치될 수 있다. 제1 탄성파 출력부(250)는 제1 탄성파 입력부(230)에 의해 생성된 기계적 진동(즉, 탄성파)이 인가되면 전기적 신호를 생성할 수 있다. 결과적으로, 제1 탄성파 출력부(250)는 제1 탄성파 입력부(230)에 의해 제공된 탄성파를 기초로 전기적 신호를 생성하여, 생성된 전기적 신호의 주파수 변화를 감지할 수 있다.The first acoustic wave output unit 250 is disposed on the second end of the first sensing film 210 on the piezoelectric material 270. In one embodiment, the first elastic wave output unit 250 may be arranged to face the first elastic wave input unit 230 with the first sensing film 210 as a center. The first acoustic wave output unit 250 can generate an electrical signal when the mechanical vibration (i.e., acoustic wave) generated by the first acoustic wave input unit 230 is applied. As a result, the first elastic wave output unit 250 generates an electrical signal based on the elastic wave provided by the first elastic wave input unit 230, and can detect a frequency change of the generated electrical signal.

제2 탄성파 출력부(260)는 압전 물질(270) 상에서 제2 감지막(220)의 제2 단에 배치된다. 일 실시예에서, 제2 탄성파 출력부(260)는 제2 감지막(220)을 중심으로 제2 탄성파 입력부(240)와 대향하여 배치될 수 있다. 제2 탄성파 출력부(260)는 제2 탄성파 입력부(240)에 의해 생성된 기계적 진동(즉, 탄성파)이 인가되면 전기적 신호를 생성할 수 있다. 결과적으로, 제2 탄성파 출력부(260)는 제2 탄성파 입력부(240)에 의해 제공된 탄성파를 기초로 전기적 신호를 생성하여, 생성된 전기적 신호의 주파수 변화를 감지할 수 있다.The second acoustic wave output portion 260 is disposed on the second end of the second sensing film 220 on the piezoelectric material 270. In an embodiment, the second elastic wave output unit 260 may be arranged to face the second elastic wave input unit 240 about the second sensing film 220. [ The second elastic wave output unit 260 may generate an electrical signal when the mechanical vibration (i.e., elastic wave) generated by the second elastic wave input unit 240 is applied. As a result, the second elastic wave output unit 260 can generate an electrical signal based on the elastic wave provided by the second elastic wave input unit 240, and sense a frequency change of the generated electrical signal.

일 실시예에서, 제1 및 제2 탄성파 출력부들(250, 260)은 알루미늄(Al) 증착을 통해 형성된 인터디지털 변환기로 구현될 수 있다. 여기에서, 인터디지털 변환기는 고체 표면(예를 들어, 제1 감지막(210)과 압전 물질(270)의 사이 및 제2 감지막(220)과 압전 물질(270)의 사이)을 따라 전파된 탄성파를 효율적으로 검출할 수 있다. 보다 구체적으로, 금속 전극이 압전 물질(270) 상에 배치되는 경우 제1 및 제2 탄성파 출력부들(250, 260)은 IDT로 구현될 수 있고 전파된 탄성파를 전기적인 신호로 변환하는 과정에서 일정 대역의 주파수를 걸러주는 여파기 역할을 수행한다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 탄성파 출력부들(250, 260)은 압전 물질(270) 상에서 격자 구조로 구현될 수 있다. 예를 들어, 격자 구조란 가로와 세로가 간격을 두고 직각으로 교차하는 구조를 말한다.
In one embodiment, the first and second elastic wave output units 250 and 260 may be implemented as an interdigital transducer formed through aluminum (Al) deposition. Here, the interdigital transducer is a piezoelectric element that is propagated along a solid surface (e.g., between the first sensing film 210 and the piezoelectric material 270 and between the second sensing film 220 and the piezoelectric material 270) The elastic wave can be efficiently detected. More specifically, when the metal electrode is disposed on the piezoelectric material 270, the first and second elastic wave output units 250 and 260 may be implemented as IDTs. In the process of converting the propagated elastic waves into electrical signals, It acts as a filter to filter the frequency of the band. In one embodiment, the first and second elastic wave output units 250 and 260 may be implemented as a lattice structure on the piezoelectric material 270. For example, a lattice structure refers to a structure in which a space and a space intersect at right angles at an interval.

도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자외선 센서 제조 방법을 설명하는 도면이다.3 is a view for explaining a method of manufacturing an ultraviolet sensor according to another embodiment of the present invention.

도 3(a)에서, 압전 물질(160)은 감광액(322)을 통해 패터닝되어 패턴(320)을 생성할 수 있다. 여기에서, 패턴(320)은 압전 물질(160)의 단면 관점에서 요철을 형성할 수 있고, 감광 영역(즉, 돌출 영역)(322)과 비감광 영역(즉, 함몰 영역)(324)을 포함할 수 있다. 최종적으로, 비감광 영역(즉, 함몰 영역)(324)은 압전 물질(160) 상에 남겨지고, 감광 영역(즉, 돌출 영역)(322)은 제거될 수 있다. 감광액(PhotoResist)은 빛을 조사하면 화학 반응을 일으켜 화학적 성질이 변할 수 있고, AZ5214 감광액에 해당할 수 있다. 그 주된 이유는 그 막이 얇고 균일하여 미세한 회로 패턴을 얻는데 용이할 수 있고 자외선에 대한 감도가 좋을 수 있기 때문이다. 일 실시예에서, 비감광 영역(324)은 격자 구조로 구현되어 IDT를 형성할 수 있다.3 (a), the piezoelectric material 160 may be patterned through the photosensitive liquid 322 to generate the pattern 320. Here, the pattern 320 may form irregularities in the cross-sectional view of the piezoelectric material 160 and include a photosensitive region (i.e., a protruding region) 322 and a non-photosensitive region (i.e., a depressed region) can do. Finally, a non-photosensitive area (i.e., depression area) 324 is left on the piezoelectric material 160, and the light-sensitive area (i.e., protrusion area) 322 can be removed. PhotoResist can cause chemical reaction when light is irradiated, which can change its chemical properties and correspond to AZ5214 sensitizing solution. The main reason is that the film is thin and uniform and can be easily obtained to obtain a fine circuit pattern, and sensitivity to ultraviolet rays can be good. In one embodiment, the non-photosensitive region 324 may be implemented in a lattice structure to form an IDT.

도 2(b)에서, 패턴이 생성된 압전 물질(310)은 박막(326)으로 증착될 수 있다. 일 실시예에서, 증착은 화학적 기상 증착(CVD: Chemical Vapor Deposition) 공정을 통해 박막을 성장시킬 수 있다. 다른 일 실시예에서, 증착은 저압 CVD, 플라즈마 향상 CVD 또는 대기압 CVD 공정을 통해 박막을 성장시킬 수 있다. 여기에서, 박막은 알루미늄(Al)을 사용할 수 있다. 이러한 이유는 알루미늄이 전성과 연성이 뛰어나고 전기 전도도가 좋기 때문이다. 또한, 박막(326)은 산화물(Oxide) 또는 질화물(Nitride)을 사용할 수 있다.2 (b), the piezoelectric material 310 from which the pattern is generated can be deposited with the thin film 326. In one embodiment, the deposition can grow the thin film through a Chemical Vapor Deposition (CVD) process. In another embodiment, the deposition can grow the thin film through a low pressure CVD, a plasma enhanced CVD, or an atmospheric pressure CVD process. Here, aluminum (Al) may be used for the thin film. This is because aluminum is excellent in ductility and ductility and has good electrical conductivity. Further, the thin film 326 may use oxide or nitride.

도 2(c)에서, 감광액(322)과 감광액(322) 상에 증착된 박막(326)은 감광 영역(322)이 스트리핑되어 제거될 수 있다. 보다 구체적으로, 알루미늄이 증착된 압전 물질(330) 상에 남아있는 감광액(322)과 박막(326)은 알칼리 약품을 통해 제거될 수 있다. 여기에서, 감광 영역(322)은 감광액을 통해 압전 물질(160)을 패터닝한 영역을 말하고, 비감광 영역(324)은 감광 영역(322)을 제외한 영역을 말한다. 결과적으로, 비감광 영역(324)은 압전 물질(160) 상에서 격자 구조로 구현되어 인터디지털 변환기를 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 인터디지털 변환기는 비감광 영역(324) 상에 증착된 알루미늄(Al)을 통해 구현될 수 있다.2 (c), the thin film 326 deposited on the photosensitive liquid 322 and the photosensitive liquid 322 can be removed by stripping the photosensitive region 322. [ More specifically, the photoresist 322 and the thin film 326 remaining on the aluminum-deposited piezoelectric material 330 can be removed through the alkali agent. Here, the light-sensitive area 322 refers to the area where the piezoelectric material 160 is patterned through the photosensitive liquid, and the non-light-sensitive area 324 refers to the area excluding the light-sensitive area 322. As a result, the non-photosensitive region 324 may be implemented as a lattice structure on the piezoelectric material 160 to form an interdigital transducer. In one embodiment, an interdigital transducer may be implemented through aluminum (Al) deposited on the non-photosensitive region 324.

도 2(d)에서, 감광액(322)과 증착된 박막(326)이 제거된 압전 물질(340) 중 제1 탄성파 출력부(140)의 방향에 있는 압전 물질은 산화아연(ZnO) 또는 질화갈륨(GaN) 나노파티클을 통해 1차 스핀코팅되어 제1 감지막(110)을 생성할 수 있다. 1차 스핀코팅된 압전 물질 중 제2 탄성파 출력부(150)의 방향에 있는 압전 물질은 황화카드뮴(CdS) 나노파티클을 통해 2차 스핀코팅되어 제2 감지막(120)을 생성할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 감지막들(110, 120)은 동일 레이어 상에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 감광액(322)과 증착된 박막(326)이 제거된 압전 물질(340)은 산화아연, 질화갈륨 또는 황화카드뮴 나노파티클이 유입되면 고속으로 회전될 수 있다. 결과적으로, 산화아연, 질화갈륨 또는 황화카드뮴 나노파티클이 압전 물질(240) 상에 얇게 퍼질 수 있다.The piezoelectric material in the direction of the first acoustic wave output portion 140 out of the piezoelectric material 340 from which the photosensitive liquid 322 and the deposited thin film 326 are removed is made of zinc oxide (ZnO) or gallium nitride (GaN) nanoparticles to produce a first sensing layer 110. [0031] The piezoelectric material in the direction of the second acoustic wave output portion 150 of the first spin-coated piezoelectric material may be second-spin-coated through the cadmium sulfide (CdS) nanoparticle to generate the second sensing layer 120. That is, the first and second sensing films 110 and 120 may be formed on the same layer. In one embodiment, the piezoelectric material 340 from which the photosensitive liquid 322 and the deposited thin film 326 are removed can be rotated at a high speed when zinc oxide, gallium nitride, or cadmium sulfide nanoparticles are introduced. As a result, zinc oxide, gallium nitride, or cadmium sulfide nanoparticles can be thinly spread on the piezoelectric material 240. [

일 실시예에서, 스핀코팅된 압전 물질 상의 감지막은(350)은 어닐링될 수 있다. 보다 구체적으로, 스핀코팅된 감지막(350)의 손상을 제거하기 위해 스핀코팅된 감지막(350)은 약 1시간 동안 200℃ 이상의 온도로 가열될 수 있다. 스핀코팅된 감지막(350)이 어닐링 되면 전기적 또는 기계적 특성이 개선될 수 있다.
In one embodiment, the sensing film on the spin-coated piezoelectric material 350 may be annealed. More specifically, the spin-coated sensing film 350 may be heated to a temperature of 200 ° C or more for about 1 hour to remove damage to the spin-coated sensing film 350. The electrical or mechanical properties can be improved if the spin-coated sensing film 350 is annealed.

다시 도 1 내지 도 3에서, 제1 감지막(110)에 자외선이 인가되거나(즉, 제1 감지막(110)이 자외선을 흡수하거나) 제2 감지막(120)에 가시광선이 인가되면(즉, 제2 감지막(120)이 가시광선을 흡수하면) 산화아연 내부에서 e- 과 h+ 의 재결합 현상이 일어나며, 그 결과 전기적 특성(Conductivity)이 변하게 된다. 예를 들어, 제1 감지막(110)과 압전물질(160)의 경계에서 전파되는 탄성파(Surface Acoustic Wave)는 제1 감지막(110)의 전기전도도 변화에 따라 전파속도가 변하게 되고, 그 결과는 제1 탄성파 출력부(140)를 통해 나타나게 된다. 1 to 3, when ultraviolet light is applied to the first sensing film 110 (that is, when the first sensing film 110 absorbs ultraviolet light) and visible light is applied to the second sensing film 120 That is, when the second sensing film 120 absorbs the visible light, recombination of e- and h + occurs within the zinc oxide, resulting in a change in the electrical property. For example, the surface acoustic wave propagating at the boundary between the first sensing film 110 and the piezoelectric material 160 changes in propagation speed according to a change in electrical conductivity of the first sensing film 110, Is displayed through the first elastic wave output unit 140.

탄성파의 전파속도 변화와 연계된 매커니즘은 아래 수식으로 표현 가능하다.The mechanism associated with the change in propagation velocity of an elastic wave can be expressed by the following equation.

Δv/vo=K^2/(2*(1+(σ/ σm)^2))? V / vo = K? 2 / (2 * (1+ (? /? M) ^ 2))

Δv: 탄성파의 전파속도 변화Δv: propagation velocity change of elastic wave

vo: 원래의 탄성파 전파속도vo: the original elastic wave propagation velocity

K^2: 압전물질의 전기기계결합력(%) K ^ 2: electromechanical coupling force of piezoelectric material (%)

σ: 압전물질의 전기전도도σ: electric conductivity of piezoelectric material

σm: 감지막의 전기전도도
σm: electrical conductivity of the sensing film

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화아연(ZnO) 나노파티클의 파장에 따른 자외선 흡수율을 나타내는 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing the ultraviolet absorption rate of zinc oxide (ZnO) nanoparticles according to the wavelength according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, x축과 y축 각각은 파장과 자외선 흡수율을 나타낸다. 측정된 흡수율은 400nm 이하의 파장에서만 높은 흡수율을 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 4, each of the x-axis and the y-axis represents a wavelength and an ultraviolet ray absorption rate. The measured absorptivity can exhibit a high absorptivity only at wavelengths below 400 nm.

결과적으로, 산화아연 나노파티클은 400nm 이하의 파장에서 80% 이상의 흡수율을 나타낸다. 자외선의 파장은 100nm~380nm 사이에 해당하므로 산화아연 나노파티클의 자외선 흡수율이 높다는 것을 알 수 있다.
As a result, zinc oxide nanoparticles exhibit an absorption rate of 80% or more at a wavelength of 400 nm or less. Since the wavelength of ultraviolet light is between 100 nm and 380 nm, it can be seen that the ultraviolet absorption rate of zinc oxide nanoparticles is high.

도 5는 다중 광 센서의 자외선에 대한 주파수 응답 특성을 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the frequency response characteristics of ultraviolet light of the multiple photosensors.

도 5를 참조하면, x축과 y축 각각은 주파수와 삽입 손실(Insertion Loss)을 나타낸다. 보다 구체적으로, 중심주파수(즉, 가장 고이득 영역)는 자외선이 인가되지 않았을 때 탄성파의 삽입 손실을 측정한 결과를 바탕으로 측정될 수 있다. 즉, 제1 감지막(110)의 주파수 응답 특성이 측정될 수 있다. 일 실시예에서, 삽입 손실은 탄성파가 제1 감지막(110)을 통과하면서 동작주파수 대역 상에서 발생하는 내부의 손실을 말한다. 즉, 삽입 손실은 전기적 신호를 기초로 생성된 탄성파가 제1 감지막(110)을 통과하면서 발생한 손실을 말한다. 따라서, 자외선의 동작 여부는 삽입 손실을 통한 중심주파수 변화를 측정하여 파악될 수 있다.
Referring to FIG. 5, each of the x-axis and y-axis represents a frequency and an insertion loss. More specifically, the center frequency (i.e., the highest gain region) can be measured based on the result of measuring the insertion loss of the acoustic wave when no ultraviolet ray is applied. That is, the frequency response characteristic of the first sensing film 110 can be measured. In one embodiment, the insertion loss refers to the internal loss that occurs on the operating frequency band as the acoustic waves pass through the first sensing film 110. That is, the insertion loss refers to a loss generated when an elastic wave generated based on an electrical signal passes through the first sensing film 110. Therefore, whether or not the ultraviolet ray operates can be grasped by measuring the change of the center frequency through the insertion loss.

도 6은 다중 광 센서의 자외선 세기에 따른 주파수 변화를 나타내는 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing a frequency change according to ultraviolet intensity of a multi-optical sensor.

도 6을 참조하면, x축은 자외선의 세기를 나타내고 y축 각각은 주파수와 위상을 나타낸다. 보다 구체적으로, 중심주파수(즉, 가장 고이득 영역)는 자외선이 인가되었을 때 자외선의 세기에 따른 탄성파의 삽입 손실을 측정한 결과를 바탕으로 측정될 수 있다. 여기에서, 측정된 중심주파수는 자외선의 세기에 비례하는 형태를 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 6, the x-axis represents intensity of ultraviolet rays, and each y-axis represents frequency and phase. More specifically, the center frequency (i.e., the highest gain region) can be measured based on the measurement result of the insertion loss of the elastic wave according to the intensity of the ultraviolet ray when the ultraviolet ray is applied. Here, the measured center frequency may be in a form proportional to the intensity of ultraviolet rays.

자외선이 인가되었을 때 주파수의 변화가 측정될 수 있기 때문에, 자외선 센서는 자외선이 극미량 검출되었을 때에도 동작될 수 있다. 따라서, 자외선 센서는 특정회로의 고도화를 필요로 하지 않기 때문에 가격 경쟁력이 확보될 수 있다.
Since a change in frequency can be measured when ultraviolet light is applied, the ultraviolet sensor can be operated even when a trace amount of ultraviolet light is detected. Therefore, since the ultraviolet sensor does not require the advancement of a specific circuit, the price competitiveness can be ensured.

상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

100: 다중 광 센서 110: 제1 감지막
120: 제2 감지막 130: 탄성파 입력부
140: 제1 탄성파 출력부 150: 제2 탄성파 출력부
160: 압전물질
200: 다중 광 센서 210: 제1 감지막
220: 제2 감지막 230: 제1 탄성파 입력부
240: 제2 탄성파 입력부 250: 제1 탄성파 출력부
260: 제2 탄성파 출력부 270: 압전 물질
300: 다중 광 센서 제조 방법 310: 패턴이 생성된 압전 물질
320: 패턴 322: 감광 영역
324: 비감광 영역 326: 박막
330: 박막이 증착된 압전 물질
340: 감광액과 증착된 박막이 제거된 압전 물질
350: 스핀 코팅된 압전 물질100: Multiple light sensors 110: First sensing film
120: second sensing film 130: elastic wave input part
140: a first elastic wave output unit 150: a second elastic wave output unit
160: piezoelectric material
200: multiple optical sensors 210: first sensing film
220: second sensing film 230: first seismic wave input part
240: second elastic wave input unit 250: first elastic wave output unit
260: second elastic wave output unit 270: piezoelectric material
300: Multiple optical sensor manufacturing method 310: Patterned piezoelectric material
320: Pattern 322: Photosensitive area
324: non-photosensitive region 326: thin film
330: Piezoelectric material on which a thin film is deposited
340: Piezoelectric material from which the photosensitive liquid and the deposited thin film are removed
350: Spin-coated piezoelectric material

Claims (15)

압전 물질;
상기 압전 물질 상에 상호 이격되게 배치되고 자외선 및 가시광선을 각각 수신하여 상기 압전 물질을 통해 전파된 탄성파의 전파속도를 변경하는 제1 및 제2 감지막들;
상기 제1 및 제2 감지막들 사이에 배치되고 동일한 탄성파를 상기 제1 및 제2 감지막들 각각에 제공하는 탄성파 입력부; 및
상기 제1 및 제2 감지막들 각각을 중심으로 상기 탄성파 입력부와 대향하도록 상기 압전 물질 상에 배치되고 상기 변경된 탄성파를 기초로 전기적 신호를 각각 생성하는 제1 및 제2 탄성파 출력부들을 포함하는 다중 광 센서.
Piezoelectric material;
First and second sensing films disposed on the piezoelectric material to be spaced apart from each other and receiving ultraviolet light and visible light, respectively, to change the propagation speed of the elastic wave propagated through the piezoelectric material;
An elastic wave input unit disposed between the first and second sensing films and providing the same elastic waves to the first and second sensing films; And
And first and second elastic wave output parts disposed on the piezoelectric material so as to face the elastic wave input part with respect to each of the first and second sensing films and each generating an electrical signal based on the changed elastic wave, Optical sensor.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 탄성파 입력부는
알루미늄(Al) 증착을 통해 형성된 인터디지털 변환기(InterDigital Transducer)로 구현되는 것을 특징으로 하는 다중 광 센서.
2. The apparatus of claim 1, wherein the elastic wave input unit
And is implemented as an InterDigital Transducer formed through aluminum (Al) deposition.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 감지막들 각각을 중심으로 상기 제1 및 제2 탄성파 출력부들 각각과 대향하도록 상기 압전 물질 상에 배치되고, 제1 및 제2 탄성파들 각각을 상기 제1 및 제2 감지막들 각각을 통해 상기 제1 및 제2 탄성파 출력부들 각각에 제공하는 제1 및 제2 탄성파 입력부들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 광 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the first and second sensing films are disposed on the piezoelectric material so as to face each of the first and second acoustic wave output portions about the first and second sensing films, Further comprising first and second elastic wave input units for providing the first and second elastic wave output units to the first and second elastic wave output units through the respective films, respectively.
삭제delete 제5항에 있어서, 제1 및 제2 탄성파 입력부들은
서로 다른 주파수를 가지는 상기 제1 및 제2 탄성파들을 제공하는 것을 특징으로 하는 다중 광 센서.
6. The apparatus of claim 5, wherein the first and second elastic wave input units
And the first and second elastic waves having different frequencies are provided.
제1항에 있어서, 상기 제1 감지막은
상기 자외선이 감지되면 전기 전도도의 변화를 통해 그 하단에 지나가는 탄성파의 속도를 변경시키는 것을 특징으로 하는 다중 광 센서.
The method of claim 1, wherein the first sensing layer
Wherein when the ultraviolet ray is sensed, the velocity of the elastic wave passing through the lower end of the sensor is changed by changing the electric conductivity.
제8항에 있어서, 상기 제1 감지막은
상기 제1 탄성파 출력부 및 상기 압전 물질 상에 산화아연(ZnO) 또는 질화갈륨(GaN) 나노파티클을 스핀코팅(Spincoating)하여 형성된 것을 특징으로 하는 다중 광 센서.
9. The method of claim 8, wherein the first sensing layer
(ZnO) or gallium nitride (GaN) nanoparticles on the first elastic wave output part and the piezoelectric material by spin coating.
제1항에 있어서, 상기 제2 감지막은
상기 가시광선이 감지되면 전기 전도도의 변화를 통해 그 하단에 지나가는 탄성파의 속도를 변경시키는 것을 특징으로 하는 다중 광 센서.
The method of claim 1, wherein the second sensing film
Wherein when the visible light is sensed, the velocity of the elastic wave passing through the lower end of the sensor is changed by changing the electric conductivity.
제10항에 있어서, 상기 제2 감지막은
상기 제2 탄성파 출력부 및 상기 압전 물질 상에 황화카드뮴(CdS) 나노파티클을 스핀코팅(Spincoating)하여 형성된 것을 특징으로 하는 다중 광 센서.
11. The method of claim 10, wherein the second sensing layer
(CdS) nanoparticles are spin-coated on the second acoustic wave output unit and the piezoelectric material.
제9항 또는 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 감지막들은
상기 스핀코팅된 제1 및 제2 감지막들을 어닐링(Annealing)하여 전기적 또는 기계적 특성을 개선하는 것을 특징으로 하는 다중 광 센서.
The method of claim 9 or 11, wherein the first and second sensing films
And annealing the spin coated first and second sensing films to improve electrical or mechanical properties.
제1항에 있어서, 상기 압전 물질은
상기 제1 및 제2 감지막들, 상기 탄성파 입력부 및 상기 제1 및 제2 탄성파 출력부들의 하단에 배치되고 그 상부에 탄성파가 지나가는 것을 특징으로 하는 다중 광 센서.
The piezoelectric material according to claim 1, wherein the piezoelectric material
Wherein the first and second sensing films, the elastic wave input unit, and the first and second elastic wave output units are disposed at the lower ends thereof, and the elastic wave passes over the first and second sensing films, the elastic wave input unit, and the first and second elastic wave output units.
압전 물질을 준비하는 단계;
감광액을 통해 상기 압전 물질 상에 인터디지털 변환기 패턴(감광 영역과 비감광 영역을 포함함)을 생성하는 단계;
상기 인터디지털 변환기 패턴이 생성된 압전 물질에 박막을 증착하는 단계;
상기 감광 영역을 스트리핑하여 상기 감광액과 상기 감광액 상에 증착된 박막을 제거하여 순차적으로 배치되는 제1 탄성파 출력부, 탄성파 입력부 및 제2 탄성파 출력부를 생성하는 단계;
상기 감광액이 제거된 압전 물질 중 상기 탄성파 입력부와 상기 제1 탄성파 출력부의 사이에 있는 압전 물질을 산화아연(ZnO) 또는 질화갈륨(GaN)으로 스핀코팅하여 제1 감지막을 생성하는 단계; 및
상기 감광액이 제거된 압전 물질 중 상기 탄성파 입력부와 상기 제2 탄성파 출력부의 사이에 있는 압전 물질을 황화카드뮴(CdS)으로 스핀코팅하여 제2 감지막을 생성하는 단계를 포함하는 다중 광 센서 제조 방법.
Preparing a piezoelectric material;
Generating an interdigital transducer pattern (including a light-sensitive region and an non-light-sensitive region) on the piezoelectric material through a photosensitive liquid;
Depositing a thin film on the piezoelectric material from which the interdigital transducer pattern is formed;
Generating a first acoustic-wave output unit, an acoustic-wave input unit, and a second acoustic-wave output unit that are sequentially disposed by stripping the photosensitive region and removing the thin film deposited on the photosensitive liquid and the photosensitive liquid;
Forming a first sensing film by spin-coating a piezoelectric material between the acoustic wave input unit and the first acoustic wave output unit with zinc oxide (ZnO) or gallium nitride (GaN) among the piezoelectric materials from which the photosensitive liquid is removed; And
And forming a second sensing film by spin-coating a piezoelectric material between the acoustic wave input unit and the second acoustic wave output unit with CdS, among the piezoelectric materials from which the photosensitive liquid is removed.
제14항에 있어서, 상기 제1 및 제2 감지막들은
동일 레이어 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 광 센서 제조 방법.
15. The method of claim 14, wherein the first and second sensing layers
And wherein the plurality of light sensors are formed on the same layer.
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