KR101735624B1 - 나노돌기를 이용한 가스센서 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 나노돌기를 이용한 가스센서는, 센서칩을 가지는 가스센서로서, 상기 센서칩은, 표면에 다수 개의 나노돌기가 형성되고, 상기 나노돌기의 표면에 감지물질이 부착되는 구조를 가진다. 본 발명에 의한 나노돌기를 이용한 가스센서는, 센서칩의 표면에 형성된 다수 개의 나노 돌기 표면에 감지물질이 부착되므로, 별도의 담체나 나노튜브를 사용하지 아니하더라도 한정된 크기의 센서칩에 보다 많은 양의 감지물질이 부착될 수 있고, 이에 따라 제조 공정이 간단해질뿐만 아니라 제조원가 절감이 가능해진다는 장점이 있다.
Description
본 발명은 나노돌기를 이용한 가스센서에 관한 것으로, 더 상세하게는 검지센서칩 표면에 다수 개의 나노돌기를 형성하고 상기 나노돌기에 직접 감지물질이 부착되도록 구성되는 나노돌기를 이용한 가스센서에 관한 것이다.
최근에 환경, 안전 및 건강에 대한 중요성이 강조되면서 가스센서들의 수요는 폭발적으로 증가하고 있다. 일반적으로 가스센서는 가스를 검출하는 센서의 총칭으로서, 각종 가스가 에너지원으로 이용되고, 산업분야에서 유독가스의 사용이 증가됨에 의해 공업분야는 물론, 가정용으로서도 요구가 높아지고 있다.
우리 주변에서 사용되고 있는 가연성 가스나 유독가스는 무색 무취의 특성을 가지는 가스들이 많기 때문에 가스센서를 통한 가스의 감지는 필수적으로 요구되고 있다.
이러한 가스센서는 검출 방식에 따라 대표적으로 반도체식, 접촉 연소식, 전기화학식, 광학식 등으로 나누어진다.
이중 반도체식 가스센서는 산화성 가스 또는 환원성 가스와의 접촉을 통해 산화물 반도체의 전도성 변화를 이용한 방식이고, 접촉연소식 가스센서는 히터를 구비하여 센서칩이 가열된 상태에서 가스가 접촉하게 되면 가스가 연소하면서 저항이 변하는 원리를 이용한 방식이다. 또한 전기화학식 가스센서는 내장된 전극의 작용에 의해 측정대상 가스가 산화 또는 환원반응을 일으킬때 발생되는 전자의 양을 측정하여 가스의 농도를 감지하는 방식이고, 광학식 가스센서는 감지가스를 통과한 적외선 스펙트럼의 변화를 통해 가스의 종류를 판별하는 방식이다.
이러한 다양한 방식의 가스센서는 필수적으로 가스의 감지를 위한 센서칩을 구비하는 것이 일반적이다.
이러한 센서칩을 가지는 가스센서들 중에서 접촉연소식 가스센서를 일예로 들어 종래 기술을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 가스센서의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 A-A 선을 따라 절단된 종래의 가스센서의 단면도이며, 도 3은 도 1 및 도 2의 검지센서칩에 활성촉매물질이 부착되는 구조를 도시하는 확대도이다.
종래의 가스센서는, 베이스칩(30)과, 상기 베이스칩(30)의 상면에 안착되는 검지센서칩(10) 및 보상센서칩(20)으로 구성된다. 상기 베이스칩(30)은 전극이나 회로패턴이 형성되어 있으며, 상기 검지센서칩(10) 및 보상센서칩(20)은 수소 등의 가스와 촉매층의 산화반응으로부터 발생되는 열에 의한 국부적인 온도차를 감지하여, 감지된 온도차로부터 수소가스 등 가스의 절대적인 농도를 측정할 수 있도록 제조된 것이다.
이때 상기 검지센서칩(10)은 감지물질(12)을 부착하도록 구성되는데, 검지센서칩(10)(이하 '센서칩'이라 약칭한다)의 표면이 평면으로 형성되면 많은 양의 활성촉매물질(12)이 담지되지 못하게 된다. 따라서 센서칩(10)에 활성촉매물질(12)을 담지시킬 때에는 활성촉매물질(12)을 센서칩(10) 표면에 직접 담지시키는 것이 아니라, 도 3에 도시된 바와 같이 알루미나 등과 같이 넓은 표면적을 갖는 담체(11)에 활성촉매물질(12)을 다량 담지시킨 후, 페이스트를 이용하여 상기 담체(11)를 센서칩(10)의 표면에 부착시키는 방법을 사용한다.
이와 같이 활성촉매물질(12)을 담체(11)에 담지시키고, 상기 담체(11)를 센서칩(10) 표면에 부착시키면, 한정된 크기의 센서칩(10)에 보다 많은 양의 활성촉매물질(12)이 부착될 수 있다는 장점이 있다.
그러나 이와 같은 경우, 담체(11)를 사용하기 위해서는 담체(11) 구입 비용이 소요될 뿐만 아니라, 담체(11)를 검지센서칩(10)에 부착시키기 위한 별도의 공정이 추가되므로 제조공정이 복잡해지고 제조원가가 상승된다는 문제점이 있다. 또한, 담체(11) 대신 나노튜브(미도시)를 사용하는 방법도 있으나, 나노튜브를 사용하는 경우에도 나노튜브를 검지센서칩(10)에 부착시켜야 하므로, 제조공정이 복잡해지고 제조원가가 상승된다는 문제점을 해결하지 못하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 센서칩의 표면에 다수 개의 나노 돌기를 형성시킨 후 상기 센서칩의 표면에 감지물질을 부착시킴으로써, 별도의 담체나 나노튜브를 사용하지 아니하더라도 한정된 크기의 센서칩에 보다 많은 양의 감지물질이 부착될 수 있는 나노돌기를 이용한 가스센서를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 나노돌기를 이용한 가스센서는, 센서칩을 가지는 가스센서로, 상기 센서칩의 표면에 다수 개의 나노돌기가 형성되고, 상기 나노돌기의 표면에 감지물질이 부착 결합된다.
상기 감지물질은, 화학기상증착(CVD:Chemical Vapor Deposition), 저압 화학기상증착법(LPCVD), 플라즈마화학기상증착법(PECVD), SACVD(Semi-Atmospheric Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링방법(Sputtering) 및 원자층증착방법(ALD:Atomic Layer Deposition) 중 어느 하나의 증착방법에 의해 상기 나노돌기의 표면에 부착될 수 있다.
상기 감지물질은, 전기도금(electro-deposition)이나 무전해도금(electroless plating) 공정을 통해 상기 나노돌기의 표면에 부착될 수 있다.
상기 나노돌기는, 마이크로샌드 블라스팅과 방전 가공과 레이저 가공 중 어느 하나에 의한 기계적 가공에 의해 형성될 수 있다.
상기 나노돌기는, 내부압력이 설정범위 이내로 유지되는 챔버 내에 센서칩을 인입시킨 후, 상기 센서칩의 표면을 플라즈마 식각하는 과정을 통해 형성될 수 있다.
상기 나노돌기는, 상기 센서칩 표면에 마스크 패턴을 형성하여 플라즈마 식각을 수행한 후, 상기 마스크 패턴을 제거하는 과정을 통해 형성될 수 있다.
상기 나노돌기는, 상기 센서칩 표면에 실리카 비드층을 형성한 후, 상기 실리카 비드층이 제거될 때까지 플라즈마 식각을 수행하는 과정을 통해 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 나노돌기를 이용한 가스센서는, 센서칩의 표면에 형성된 다수 개의 나노 돌기 표면에 활성촉매물질 등의 감지물질이 부착되므로, 별도의 담체나 나노튜브를 사용하지 아니하더라도 한정된 크기의 센서칩에 보다 많은 양의 감지물질이 부착될 수 있고, 이에 따라 제조 공정이 간단해질 뿐만 아니라 제조원가 절감이 가능해진다는 장점이 있다.
도 1은 종래의 가스센서의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 A-A 선을 따라 절단된 종래의 가스센서의 단면도이다.
도 3은 도 1 또는 도 2에서 검지센서칩에 활성촉매물질이 담지되는 구조를 도시하는 확대도이다.
도 4는 본 발명에 의한 나노돌기를 이용한 가스센서의 단면도이다.
도 5는 센서칩의 표면에 감지물질이 부착되는 과정을 순차적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 실시예 2에 의해 센서칩 표면에 나노돌기가 형성된 형상을 도시하는 단면도이다.
도 7은 실시예 3에 의해 센서칩 표면에 나노돌기가 형성되는 과정을 순차적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은 실시예 4에 의해 센서칩 표면에 나노돌기가 형성되는 과정을 순차적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 A-A 선을 따라 절단된 종래의 가스센서의 단면도이다.
도 3은 도 1 또는 도 2에서 검지센서칩에 활성촉매물질이 담지되는 구조를 도시하는 확대도이다.
도 4는 본 발명에 의한 나노돌기를 이용한 가스센서의 단면도이다.
도 5는 센서칩의 표면에 감지물질이 부착되는 과정을 순차적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 실시예 2에 의해 센서칩 표면에 나노돌기가 형성된 형상을 도시하는 단면도이다.
도 7은 실시예 3에 의해 센서칩 표면에 나노돌기가 형성되는 과정을 순차적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은 실시예 4에 의해 센서칩 표면에 나노돌기가 형성되는 과정을 순차적으로 도시하는 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 나노돌기를 이용한 가스센서의 실시예를 도 4 내지 도 8을 이용하여 상세히 설명한다.
도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 나노돌기를 이용한 가스센서는, 센서칩(100)을 포함하는 가스센서로서, 상기 센서칩(100)의 표면에는 다수 개의 나노돌기(110)가 형성되고, 상기 나노돌기(110)의 표면에 활성촉매물질 등의 감지물질(120)이 부착되어 결합된다는 점에 구성상의 가장 큰 특징이 있다.
이때 상기 센서칩(100)은 전기적 연결을 위한 전극들이 구비되는 베이스칩(300)에 실장되어 도 1 또는 도 4에 도시된 바와 같은 구조를 가질 수도 있으나, 이에 한정되지 아니하고 베이스칩(300) 없이 독립적으로 구성되는 것도 가능하고, 도 1 및 도 4와 다른 구조를 가지면서 센서칩을 가지는 가스센서에 적용되는 것도 가능하다. 즉 본 발명에 의한 나노돌기를 이용한 가스센서는 센서칩을 가지는 가스센서이면 종류나 구조에 관계없이 모두 적용가능하다 할 것이다. 구체적으로 반도체식, 접촉 연소식, 전기화학식, 광학식 등을 포함하여 센서칩을 구비하는 가스센서 모두에 적용가능하다.
이하 각 실시예를 설명한다.
<실시예 1>
도 4는 본 발명에 의한 나노돌기를 이용한 가스센서의 단면도이고, 도 5는 센서칩의 표면에 활성촉매물질 등의 감지물질이 부착되는 과정을 순차적으로 도시하는 단면도이다.
본 발명에 의한 나노돌기를 이용한 가스센서는 감지물질(120)이 부착되는 센서칩(100)에 담체(wash coat)를 코팅하거나 나노튜브를 부착시키지 아니하더라도 센서칩(100)의 표면적을 현저히 증대시켜 많은 양의 감지물질(120)이 부착되도록 구성된다는 점에 특징이 있다.
즉, 본 발명에 의한 나노돌기를 이용한 가스센서는, 센서칩(100)을 포함하는 가스센서로서, 상기 센서칩(100)의 표면에는 다수 개의 나노돌기(110)가 형성되고, 상기 나노돌기(110)의 표면에 감지물질(120)이 부착되어 결합된다는 점에 구성상의 가장 큰 특징이 있다. 이때 상기 센서칩(100)은 전기적 연결을 위한 전극들이 구비되는 베이스칩(300)에 실장될 수도 있고, 베이스칩(300) 없이 독립적으로 구성되는 것도 가능하다.
이때, 최초 센서칩(100)의 표면은 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 매끈한 평면으로 제작되는바, 이후 마이크로샌드 블라스팅이나 방전 가공, 레이저 가공 등과 같은 기계적 가공에 의해 센서칩(100) 표면에 다수 개의 나노돌기(110)를 형성한다(도 5의 (b) 참조). 이때, 상기 나노돌기(110)는 화학적 식각을 통해 형성될 수도 있는데, 화학적 식각을 통해 나노돌기(110)를 형성하는 과정에 대해서는 이하 도 6 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
상기 언급한 바와 같이 센서칩(100)의 표면에 다수 개의 나노돌기(110)가 형성되면, 상기 센서칩(100)의 표면적이 그만큼 넓어지는바, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 넓어진 표면적에 대응하여 보다 많은 양의 감지물질(120)을 부착시킬 수 있게 된다.
이때, 상기 감지물질(120)은 화학기상증착(CVD:Chemical Vapor Deposition), 저압 화학기상증착법(LPCVD), 플라즈마화학기상증착법(PECVD), SACVD(Semi-Atmospheric Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링방법(Sputtring) 및 원자층증착방법(ALD:Atomic Layer Deposition) 중 어느 하나의 증착방법에 의해 상기 나노돌기(110)의 표면에 부착될 수 있다. 이외에 통상의 기술자에게 잘 알려진 증착방법이 이용되는 것도 가능하다.
상기 감지물질(120)은 상술한 증착방법 이외에 전기도금(electro-deposition)이나 무전해도금(electroless plating) 등의 방법을 통해 부착되는 것도 가능하다.
한편, 종래의 가스센서에서 센서칩(100)의 표면에 담체를 부착시켰을 때 담체의 표면적이 증가되는 비율은 담체의 물리적 특성에 따라 일정하게 나타나므로, 해당 센서칩(100)에 감지물질(120)을 부착시킬 수 있는 양 역시 일정 범위 이내로 한정된다. 마찬가지로, 나노튜브를 이용하는 경우에 있어서도 감지물질(120)이 부착되는 표면적 증가율이 일정하게 한정되는바, 감지물질(120)을 부착시킬 수 있는 양이 일정 범위 이내로 한정된다.
그러나 본 발명의 경우 센서칩(100)의 표면에 형성되는 나노돌기(110)는, 나노돌기(110)를 형성하는 방식에 따라 단위 면적당 개수 및 높이가 변경될 수 있는바, 제작자는 나노돌기(110)의 개수 및 높이를 조절함으로써 감지물질(120)의 부착량을 조절할 수 있게 된다.
<실시예 2>
도 6은 실시예 2에 의해 센서칩 표면에 나노돌기가 형성된 형상을 도시하는 단면도이다.
본 발명에 의한 나노돌기를 이용한 가스센서는, 센서칩(100) 표면의 나노돌기(110)가 화학적 식각을 통해 형성될 수도 있다. 즉, 상기 나노돌기(110)는, 내부압력이 설정범위 이내로 유지되는 챔버 내에 센서칩(100)을 인입시키는 과정과, 상기 센서칩(100)의 표면을 플라즈마 식각하는 과정을 통해 센서칩(100)의 표면에 형성될 수 있다.
챔버 내의 압력을 2Pa로 유지하고, CF4와 O2의 혼합가스를 사용한 플라즈마 식각(plasma etching)을 통하여 센서칩(100) 표면을 처리하면, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 돌출 높이가 매우 낮은 나노돌기(110)가 다수 개 형성된다. 이때, 챔버 내의 압력을 5Pa로 높이면 상기 나노돌기(110)의 높이 및 지름이 다소 증가되는바, 제작자는 챔버 내의 압력을 조절하여 적절한 높이와 지름의 나노돌기(110)를 형성함으로써 표면적을 증가시켜, 나노돌기(110)의 표면에 부착되는 감지물질(120)의 양을 증감시킬 수 있게 된다.
또한, 챔버 내의 압력을 2Pa로 유지한 상태에서 플라즈마 식각시 CF4가스만을 사용하는 경우, 도 6의 (a)에 도시된 나노돌기(110)에 비해 규격이 현저히 큰 나노돌기(110)를 얻을 수 있다(도 6의 (b) 참조). 이와 같이 CF4가스만을 사용하여 플라즈마 식각을 하면, 보다 큰 나노돌기(110)를 형성시킬 수 있으므로, 보다 많은 양의 감지물질(120)을 나노돌기(110)의 표면에 부착시킬 수 있게 된다. 물론, 플라즈마 식각시 CF4가스만을 사용하는 경우에 있어서도, 챔버 내의 압력에 따라 나노돌기(110)의 높이와 지름이 일정 수준 가변될 수 있다.
상기 언급한 바와 같이 센서칩(100)의 표면에 플라즈마 식각을 하였을 때, 상기 센서칩(100)의 표면에 다수 개의 나노돌기(110)가 형성된다는 기술적 사상은, 본 발명이 해당하는 기술분야에서 널리 알려진 기술적 사상이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
<실시예 3>
도 7은 실시예 3에 의해 센서칩 표면에 나노돌기가 형성되는 과정을 순차적으로 도시하는 단면도이다.
센서칩(100)의 표면에 보다 많은 양의 감지물질(120)을 부착시키기 위해서는 나노돌기(110)의 크기를 증대시켜야 함이 바람직한데, 실시예 2에 의해 형성되는 나노돌기(110)는 크기가 매우 작아 감지물질(120)이 부착되는 표면적을 증대시키는 효과에 한계가 있을 수 있다.
따라서 본 발명에 의한 나노돌기를 이용한 가스센서에 포함되는 나노돌기(110)는 더욱 크게 형성될 수 있도록, 상기 센서칩(100) 표면에 마스크 패턴(130)을 형성하는 과정과, 상기 마스크 패턴(130)이 형성된 센서칩(100) 표면에 플라즈마 식각을 수행하는 과정과, 상기 마스크 패턴(130)을 제거하는 과정을 통해 제작될 수 있다.
이와 같이 마스크 패턴(130)을 이용하여 나노돌기(110)를 형성하고자 하는 경우, 먼저 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 센서칩(100)의 상면에 마스크층(130')을 형성한다. 상기 마스크층(130')은, 센서칩(100)을 진공챔버 내의 음극에 위치시키고, 챔버 내 압력을 2Pa 내지 5Pa로 유지시키고, r.f. 전원을 150W 내지 300W로 유지시킨 상태에서 직류 마그네트론 스퍼터링(DC magnetron sputtering) 방식을 이용하여 구리 타겟(Target)을 스퍼터하는 과정을 통해 제작될 수 있다. 이후, 금속열처리(RTP, rapid thermal annealing process) 장비를 이용하여 약 550℃의 온도에서 약 15분 동안 어닐링(annealing) 하면, 마스크층(130')은 복수의 금속도트(132)로 이루어진 마스크 패턴(130)으로 완전히 변환될 수 있다(도 7의 (b) 참조).
플라즈마 식각을 통하여 금속도트(132) 사이의 웨이퍼 표면을 식각하면, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 센서칩(100)의 상면 중 금속도트(132)에 의하여 덮여 있지 아니한 부위만이 식각되어, 다수 개의 제1 돌기(110a)가 형성된다. 이와 동시에, CF4만을 가스로 사용하는 플라즈마 식각의 특성상 식각된 제1 돌기(110a) 사이에는 100nm이하의 지름을 갖는 복수의 제2 돌기(110b)가 형성된다.
제1 돌기(110a) 및 제2 돌기(110b)로 구성되는 나노돌기(110)가 형성된 이후에는, 제1 돌기(110a)의 상면에 부착된 금속도트(132)를 모두 제거한 후, 상기 나노돌기(110)의 표면에 감지물질(120)을 증착시키는데, 실시예 3에 의해 형성된 나노돌기(110)는 실시예 2에 의해 형성된 나노돌기(110)에 비해 높이 및 지름이 크므로, 보다 많은 양의 감지물질(120)을 증착시킬 수 있게 된다.
<실시예 4>
도 8은 실시예 4에 의해 센서칩 표면에 나노돌기가 형성되는 과정을 순차적으로 도시하는 단면도이다.
센서칩(100)의 표면에 다수 개의 금속도트(132)로 구성된 마스크 패턴(130)을 형성하는 데에는 많은 작업공정이 추가되는바, 나노돌기(110) 형성을 위한 비용 및 시간이 많이 소요되는 문제가 발생될 수 있다.
따라서 본 발명에 의한 나노돌기를 이용한 가스센서는, 별도의 마스크 패턴(130)을 이용하지 아니하고서도 플라즈마 식각을 통해 다수 개의 나노돌기(110)가 센서칩(100) 표면에 형성될 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 가스센서에 포함되는 나노돌기(110)는, 센서칩(100) 표면에 실리카 비드층(140)을 형성하는 과정과, 상기 실리카 비드층(140)이 제거될 때까지 상기 센서칩(100) 표면에 플라즈마 식각을 수행하는 과정을 통해 센서칩(100) 표면에 형성될 수 있다.
이와 같이 실리카 비드층(140)을 이용하여 나노돌기(110)를 형성하고자 하는 경우에는, 먼저 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 센서칩(100) 표면에 실리카 분산용액을 코팅하여 상기 센서칩(100)에 실리카 비드층(140)을 형성시킨다. 실리카 분산용액은 다수 개의 실리카 비드를 포함하는데, 실리카 분산용액은 물, 알콜 및 유기 용매 등에 실리카 비드를 혼합하는 공정을 통해 제작될 수 있으며, 다양한 방법에 의해 센서칩(100) 표면에 코팅될 수 있다. 예를 들어, 스핀 코팅(spin coating), 딥(dip) 코팅 및 스프레이 코팅법 등을 이용하여 센서칩(100) 상에 코팅될 수 있다.
한편, 실리카 비드들은 입자로 존재하므로 실리카 분산용액이 건조되어 실리카 비드층(140)을 형성하더라도 실리카 비드들 사이는 빈 공간이 형성되고, 센서칩(100)의 상면 중 일부는 실리카 비드 사이를 통해 외부로 노출된다.
따라서 도 8의 (a)에 도시된 상태에서 플라즈마 식각을 수행하면, 도 8의 (b)에 도시된 상태와 같이 센서칩(100)의 상면 중 실리카 비드 사이로 노출되는 부위가 우선적으로 식각되는바, 플라즈마 식각이 더 지속되면 센서칩(100)뿐만 아니라 실리카 비드층(140) 역시 식각되어 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이 센서칩(100)의 상면에는 다수 개의 홈이 형성된다.
실리카 비드층(140)이 모두 제거될 때까지 식각을 진행하면, 도 8의 (d)에 도시된 바와 같이 센서칩(100)의 표면에는 다수 개의 나노돌기(110)가 형성되는바, 상기 센서칩(100)의 표면에 보다 많은 양의 감지물질(120)을 부착시킬 수 있게 된다.
이와 같이 실리카 비드층(140)을 형성시킨 후 플라즈마 식각을 함으로써 나노돌기(110)를 형성하는 기술은, 웨이퍼 가공분야에서 공지된 기술이므로, 실리카 비드층(140)을 형성한 후 플라즈마 식각을 하였을 때 발생되는 식각패턴에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 언급한 바와 같이 센서칩(100)에 형성되는 나노돌기(110)는 다양한 제조방법에 의해 형성될 수 있으므로, 상기 센서칩(100)이 금속이나 글래스, 합성수지, 세라믹 등 어떠한 재료로 제작되더라도 표면에 다수 개의 나노돌기(110)를 형성함으로써 별도의 담체나 나노튜브 없이도 많은 양의 감지물질(120)을 부착시킬 수 있다는 장점이 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100 : 센서칩 110 : 나노돌기
110a : 제1 돌기 110b : 제2 돌기
120 : 감지물질 130 : 마스크 패턴
130' : 마스크층 132 : 금속도트
140 : 실리카 비드층
110a : 제1 돌기 110b : 제2 돌기
120 : 감지물질 130 : 마스크 패턴
130' : 마스크층 132 : 금속도트
140 : 실리카 비드층
Claims (7)
- 센서칩을 가지는 가스센서에 있어서:
상기 센서칩의 표면에 다수 개의 나노돌기가 형성되고, 상기 나노돌기의 표면에 감지물질이 부착된 구조를 가지되,
상기 나노돌기는, 내부압력이 설정범위 이내로 유지되는 챔버 내에 상기 센서칩을 인입시킨 후 상기 센서칩의 표면을 CF4와 O2의 혼합가스를 사용하여 플라즈마 식각하는 제1방법, 내부압력이 설정범위 이내로 유지되는 챔버 내에 상기 센서칩을 인입시킨 후 상기 센서칩의 표면을 CF4 가스만을 사용하여 플라즈마 식각하는 제2방법, 및 상기 센서칩 표면에 마스크 패턴을 형성하여 플라즈마 식각을 수행한 후 상기 마스크 패턴을 제거하는 제3방법 중 어느 하나의 방법을 선택하여 사이즈가 다르게 생성이 가능하며,
상기 제1방법에 의해 생성된 나노돌기는 상기 제2방법에 의해 생성된 나노돌기보다 작은 사이즈를 가지고, 상기 제2방법에 의해 생성된 나노돌기는 상기 제3방법에 의해 생성된 나노돌기보다 작은 사이즈를 가지며,
상기 제1방법 내지 상기 제3방법 중 어느 하나의 방법을 선택함에 의해, 생성되는 상기 나노돌기의 사이즈의 조절이 가능하고, 상기 나노돌기에 부착되는 상기 감지물질의 양 조절이 가능함을 특징으로 하는 나노돌기를 이용한 가스센서. - 청구항 1에 있어서,
상기 감지물질은, 화학기상증착(CVD:Chemical Vapor Deposition), 저압 화학기상증착법(LPCVD), 플라즈마화학기상증착법(PECVD), SACVD(Semi-Atmospheric Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링방법(Sputtering) 및 원자층증착방법(ALD:Atomic Layer Deposition) 중 어느 하나의 증착방법에 의해 상기 나노돌기의 표면에 부착되는 것을 특징으로 하는 나노돌기를 이용한 가스센서. - 청구항 1에 있어서,
상기 감지물질은, 전기도금(electro-deposition)이나 무전해도금(electroless plating) 공정을 통해 상기 나노돌기의 표면에 부착되는 것을 특징으로 하는 나노돌기를 이용한 가스센서. - 삭제
- 삭제
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| CN113495089A (zh) * | 2020-04-08 | 2021-10-12 | 新唐科技股份有限公司 | 气体感测材料与气体传感器 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2002174620A (ja) * | 2000-12-07 | 2002-06-21 | Denso Corp | ガスセンサ素子及びガスセンサ |
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