KR102040887B1 - 박막트랜지스터 기반 압력센서 및 그의 제조방법 - Google Patents
박막트랜지스터 기반 압력센서 및 그의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102040887B1 KR102040887B1 KR1020180036672A KR20180036672A KR102040887B1 KR 102040887 B1 KR102040887 B1 KR 102040887B1 KR 1020180036672 A KR1020180036672 A KR 1020180036672A KR 20180036672 A KR20180036672 A KR 20180036672A KR 102040887 B1 KR102040887 B1 KR 102040887B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pressure sensor
- semiconductor layer
- protrusion
- rubber
- elastic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title abstract description 30
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 86
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims abstract description 6
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 claims description 27
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 17
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 17
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 16
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 16
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 14
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 11
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 11
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 claims description 9
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 claims description 9
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 9
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 claims description 8
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 claims description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 229920000052 poly(p-xylylene) Polymers 0.000 claims description 7
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 7
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 6
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 claims description 6
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- HUGXNORHVOECNM-UHFFFAOYSA-N 3-chloro-2-methylprop-1-ene;2-methylbuta-1,3-diene Chemical compound CC(=C)CCl.CC(=C)C=C HUGXNORHVOECNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920008347 Cellulose acetate propionate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002284 Cellulose triacetate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 3
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 claims description 3
- VHOQXEIFYTTXJU-UHFFFAOYSA-N Isobutylene-isoprene copolymer Chemical compound CC(C)=C.CC(=C)C=C VHOQXEIFYTTXJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 claims description 3
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 claims description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002042 Silver nanowire Substances 0.000 claims description 3
- 229920006311 Urethane elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N [(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-diacetyloxy-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-triacetyloxy-6-(acetyloxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-triacetyloxy-2-(acetyloxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(C)=O)O1)OC(C)=O)COC(=O)C)[C@@H]1[C@@H](COC(C)=O)O[C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 3
- 229920005839 ecoflex® Polymers 0.000 claims description 3
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 claims description 3
- 229920005558 epichlorohydrin rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 229920005560 fluorosilicone rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 229910004140 HfO Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 238000000059 patterning Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 14
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000001505 atmospheric-pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- OFIYHXOOOISSDN-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegallium Chemical compound [Te]=[Ga] OFIYHXOOOISSDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
- G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
- G01L1/148—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors using semiconductive material, e.g. silicon
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/005—Measuring force or stress, in general by electrical means and not provided for in G01L1/06 - G01L1/22
-
- H01L41/113—
-
- H01L41/193—
-
- H01L41/22—
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
- H10D30/674—Thin-film transistors [TFT] characterised by the active materials
- H10D30/6755—Oxide semiconductors, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide or cadmium stannate
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D48/00—Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
- H10D48/50—Devices controlled by mechanical forces, e.g. pressure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
- H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
- H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
- H10K10/468—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics
- H10K10/471—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics the gate dielectric comprising only organic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/80—Constructional details
- H10K10/82—Electrodes
- H10K10/84—Ohmic electrodes, e.g. source or drain electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K77/00—Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
- H10K77/10—Substrates, e.g. flexible substrates
- H10K77/111—Flexible substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
- H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/857—Macromolecular compositions
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
Description
도 1b는 본 발명에 따른 압력센서에 압력을 가했을 때, 소스 및 드레인 전극과 반도체 층과의 접촉면적이 증가하는 모습을 나타낸 단면도 및 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 압력센서의 측면도이다.
도 3a는 탄성부와 전도부를 포함하는 탄성체가 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극으로 패터닝된 모습을 나타낸 도면이다.
도 3b은 탄성부와 전도부를 포함하는 탄성체의 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 압력센서에 압력이 가해졌을 때, 전극이 변형되어 접촉 면적이 증가하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 압력 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 압력에 따른 전류 변화량을 나타내는 그래프이다.
도 7a는 서브스레시 홀드 영역에서 압력 센서의 측정가능한 최저압력 (Limit of detection), 도 7b는 안정성 (stability), 도 7c는 반응 시간 (response time), 도 7d는 내구성 (durability)을 나타내는 그래프이다.
도 8a는 3um 두께의 플렉서블 Parylene 기판위에 제작된 5 x 5 (1 cm x 1 cm)의 능동 매트릭스 어레이를 나타내는 이미지이다.
도 8b는 문자 'E'의 2D 등고선지도이다.
110: 게이트 전극
120: 유전체층
130: 반도체층
140: 소스전극
150: 드레인 전극
141: 제1 탄성부 142: 제1 전도부
151: 제2 탄성부 152: 제2 전도부
Claims (20)
- 게이트 전극;
상기 게이트 전극 상에 형성되고, 유전체를 포함하는 유전체층;
상기 유전체층 상에 형성되고, 반도체를 포함하는 반도체층; 및
상기 반도체층 상에 형성된 소스 전극 및 드레인 전극;을 포함하는 압력센서이고,
상기 소스 전극은 탄성체를 포함하고, 상기 반도체층 방향으로 돌출된 제1 돌출부를 포함하는 제1 탄성부와, 상기 제1 탄성부의 표면 상에 형성되고, 전도성 물질을 포함하는 제1 전도부;를 포함하고,
상기 드레인 전극은 상기 탄성체를 포함하고, 상기 반도체층 방향으로 돌출된 제2 돌출부를 포함하는 제2 탄성부와, 상기 제2 탄성부의 표면 상에 형성되고, 전도성 물질을 포함하는 제2 전도부;를 포함하는 압력센서이고,
상기 압력센서는 서브스레시홀드 영역에서 작동하여 압력을 감지하는 것인 압력센서. - 제1항에 있어서,
상기 제1 돌출부 및 제2 돌출부가 각각 독립적으로 상기 반도체층에 가까워질수록 단면적이 작아지는 형상인 것을 특징으로 하는 압력센서. - 제1항에 있어서,
수축 압력이 상기 제1 또는 제2 전도부에 수직방향으로 작용함에 의해 상기 제1 돌출부, 상기 제2 돌출부, 또는 상기 제1 돌출부 및 상기 제2 돌출부가 각각 독립적으로 변형되어 상기 제1 돌출부, 상기 제2 돌출부, 또는 상기 제1 돌출부 및 상기 제2 돌출부와 반도체의 접촉면적이 증가하는 것을 특징으로 하는 압력센서. - 제2항에 있어서,
상기 제1 돌출부 및 제2 돌출부가 각각 독립적으로 원뿔, 타원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 타원뿔대 또는 다각뿔대의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 압력센서. - 제1항에 있어서,
상기 탄성체는 폴리디메틸실록산(PDMS), 에코플렉스(ecoflex), 실리콘 러버(silicone rubber), 플루오로 실리콘 러버(fluoro silicone rubber), 비닐메틸실리콘 러버(vinyl methyl silicone rubber), 스티렌-부타디엔 러버(styrene-butadiene rubber), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 러버(styrene-ethylene-butylene-strylene rubber), 아크릴 러버(acryl rubber), 부타디엔 러버(butadiene rubber), 클로로이소부틸렌 이소프렌러버(chloro isobutylene isoprene rubber), 폴리크로로프렌(polychloroprene rubber), 에피클로로히드린 러버(epichlorohydrin rubber), 에틸렌 프로필렌 러버(ethylene propylene rubber), 에틸렌프로필렌디엔 러버(ethylene propylene diene rubber), 폴리에테르우레탄 러버(polyether urethane rubber), 폴리이소프렌 러버(polyisoprene rubber), 이소부틸렌 이소프렌 부틸 러버(isobutylene isoprene butyl rubber), 아크릴로니트릴 부타디엔 러버(acrylonitrile butadiene rubber) 및 폴리우레탄 러버 (polyurethane rubber) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서. - 제1항에 있어서,
상기 탄성체는 1 내지 1,000MPa 의 탄성계수를 가지는 것을 특징으로 하는 압력센서. - 제1항에 있어서,
상기 전도성 물질은 탄소나노튜브(CNT), 카본블랙, 그래핀, 흑연, 폴리(3,4-에틸렌이옥시티오펜)(PEDOT), Al, Au, Cu, Ag, Ti 및 Pt 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서. - 제1항에 있어서,
상기 압력센서는 압력 변화시 상기 돌출부가 상기 반도체층과 접촉하는 면적이 변화함에 의해 상기 드레인 전극의 전류가 변화하는 것을 특징으로 하는 압력센서. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 압력센서는 서브스레시홀드 영역에서 작동하여 압력을 감지함에 의해 높은 민감도를 가짐과 동시에 낮은 전력에서 구동하는 것을 특징으로 하는 압력센서. - 제1항에 있어서,
상기 압력센서가 상기 게이트 전극 상에 상기 유전체층과 마주하는 방향의 반대방향으로 기판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서. - 제11항에 있어서,
상기 기판이 규소, 유리, 고분자 및 금속으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서. - 제12항에 있어서,
상기 고분자가 폴리에틸렌 2,6-나프탈레이트(Poly(ethylene 2,6-naphthalate), PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Poly(ethylene terephthalate), PET), 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에테르술폰(polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르 이미드(polyetherimide), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(cellulose triacetate) 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinoate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서. - 제1항에 있어서,
상기 게이트 전극이 Al, Au, Cu, Ag, Ti, Pt, graphene, carbon nano tube(CNT), PEDOT:PSS, 및 silver nanowire 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서. - 제1항에 있어서,
상기 유전체층이 parylene, polydimethylsiloxane (PDMS), Cytop, Polystyrene (PS), poly(methyl methacrylate) (PMMA), poly(vinyl pyrrolidone) (PVP), polyimide (PI), SiO2, Al2O3, HfO2, ZrO2, Y2O3 및 Ta2O5 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서. - 제1항에 있어서,
상기 반도체층이 N형 유기반도체, P형 유기반도체 및 산화물 반도체 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서. - 게이트 전극;
상기 게이트 전극 상에 형성되고, 유전체를 포함하는 유전체층;
상기 유전체층 상에 형성되고, 반도체를 포함하는 반도체층; 및
상기 반도체층 상에 형성된 패턴화된 소스 전극 및 패턴화된 드레인 전극;을 포함하는 압력센서이고,
상기 패턴화된 소스 전극은 탄성체를 포함하고, 상기 반도체층 방향으로 돌출된 제1 돌출부를 포함하고, 패턴화된 제1 패턴탄성부와, 상기 제1 패턴탄성부의 표면 상에 형성되고, 전도성 물질을 포함하는 제1 전도부;를 포함하고,
상기 패턴화된 드레인 전극은 탄성체를 포함하고, 상기 반도체층 방향으로 돌출된 제2 돌출부를 포함하고, 패턴화된 제2 패턴탄성부와, 상기 제2 패턴탄성부의 표면 상에 형성되고, 전도성 물질을 포함하는 제2 전도부;를 포함하는 압력센서이고,
상기 압력센서는 서브스레시홀드 영역에서 작동하여 압력을 감지하는 것인 압력센서. - (a) 게이트 전극을 형성하는 단계;
(b) 상기 게이트 전극 상에 유전체를 포함하는 유전체층을 형성하는 단계;
(c) 상기 유전체층 상에 반도체를 포함하는 반도체층을 형성하여 게이트 전극/유전체층/반도체층을 제조하는 단계;
(d) 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하여 소스 전극/드레인 전극을 제조하는 단계; 및
(e) 상기 게이트 전극/유전체층/반도체층의 반도체층 상에 상기 소스 전극/드레인 전극을 위치시켜 압력센서를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 소스 전극은 탄성체를 포함하고, 상기 반도체층 방향으로 돌출된 제1 돌출부를 포함하는 제1 탄성부와, 상기 제1 탄성부의 표면 상에 형성되고, 전도성 물질을 포함하는 제1 전도부;를 포함하고,
상기 드레인 전극은 상기 탄성체를 포함하고, 상기 반도체층 방향으로 돌출된 제2 돌출부를 포함하는 제2 탄성부와, 상기 제2 탄성부의 표면 상에 형성되고, 전도성 물질을 포함하는 제2 전도부;를 포함하는 압력센서의 제조방법이고,
상기 압력센서는 서브스레시홀드 영역에서 작동하여 압력을 감지하는 것인 압력센서의 제조방법. - 제18항에 있어서,
상기 단계 (d)가
(d-1) 패턴이 형성된 몰드에 탄성체를 주입하여 탄성체를 포함하고, 돌출부를 포함하는 탄성부를 제조하는 단계; 및
(d-2) 상기 돌출부를 포함하는 탄성부의 표면에 전도성 물질을 코팅하여 전도성 물질을 포함하는 전도부를 탄성부의 표면 상에 형성하여 소스 전극 및 드레인 전극을 제조하는 단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는, 압력센서의 제조방법. - 제19항에 있어서,
단계 (d-2)의 코팅이 스프레이 코팅, 스퍼터링, 스핀 코팅, 열증착, 무전해도금 및 전극층 전사방법 중에서 선택된 어느 하나의 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 압력센서의 제조방법.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180036672A KR102040887B1 (ko) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | 박막트랜지스터 기반 압력센서 및 그의 제조방법 |
| US16/364,566 US10978595B2 (en) | 2018-03-29 | 2019-03-26 | Thin-film transistor-based pressure sensor and method of manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180036672A KR102040887B1 (ko) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | 박막트랜지스터 기반 압력센서 및 그의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190114249A KR20190114249A (ko) | 2019-10-10 |
| KR102040887B1 true KR102040887B1 (ko) | 2019-11-05 |
Family
ID=68057307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180036672A Active KR102040887B1 (ko) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | 박막트랜지스터 기반 압력센서 및 그의 제조방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10978595B2 (ko) |
| KR (1) | KR102040887B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20240011850A1 (en) * | 2022-07-06 | 2024-01-11 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Flexible pressure sensor |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110993373B (zh) * | 2019-11-20 | 2022-04-12 | 五邑大学 | 一种具有柔性应力传感功能的超级电容器的制备方法 |
| KR102320950B1 (ko) * | 2020-02-13 | 2021-11-02 | 연세대학교 산학협력단 | 압력 검출 메모리 트랜지스터 |
| EP3916371A1 (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-01 | IMEC vzw | A compressible electrode |
| CN112504518A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-03-16 | 杭州电子科技大学 | 一种柔性电容式压力传感器及其制备方法 |
| US20240255362A1 (en) * | 2021-05-27 | 2024-08-01 | The University Of Chicago | Strain-insensitive soft pressure sensor and method of measuring pressure |
| KR102751152B1 (ko) * | 2021-10-01 | 2025-01-06 | 고려대학교 산학협력단 | 탄성 탄소폼을 포함하는 센서 및 이를 포함하는 웨어러블 디바이스 |
| CN114323367B (zh) * | 2021-12-07 | 2023-08-22 | 华南理工大学 | 一种柔性桥式开关传感器 |
| CN118999851A (zh) * | 2023-05-19 | 2024-11-22 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 压力传感器、电池单体和用电设备 |
| CN116546873B (zh) * | 2023-07-06 | 2023-09-19 | 之江实验室 | 复合式薄膜晶体管压力传感器及其制造方法 |
| CN119292486B (zh) * | 2024-09-30 | 2025-10-28 | 福州京东方光电科技有限公司 | 压力传感器和触控装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009031045A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Seiko Epson Corp | 圧力センサー |
| JP2013016778A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-24 | Qinghua Univ | 薄膜トランジスタ及びそれを利用した圧力センサー |
| JP2017219336A (ja) * | 2016-06-03 | 2017-12-14 | 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学 | 圧力センサ |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI362488B (en) * | 2008-02-13 | 2012-04-21 | Ind Tech Res Inst | Transistor type pressure sensor and method for making the same |
| JP5518039B2 (ja) * | 2011-12-28 | 2014-06-11 | 株式会社日立製作所 | フィルター、及びその製造方法 |
| KR102081892B1 (ko) * | 2013-09-05 | 2020-02-26 | 삼성전자주식회사 | 압저항(piezo-resistive) 전극을 구비한 저항성 압력 센서 |
| KR102317449B1 (ko) * | 2014-08-19 | 2021-10-28 | 삼성디스플레이 주식회사 | 거울 기능을 구비한 표시 장치 |
| CN105716748B (zh) * | 2014-12-22 | 2020-08-21 | 松下知识产权经营株式会社 | 感压元件 |
| US20180134546A1 (en) * | 2016-11-14 | 2018-05-17 | Amkor Technology, Inc. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
-
2018
- 2018-03-29 KR KR1020180036672A patent/KR102040887B1/ko active Active
-
2019
- 2019-03-26 US US16/364,566 patent/US10978595B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009031045A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Seiko Epson Corp | 圧力センサー |
| JP2013016778A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-24 | Qinghua Univ | 薄膜トランジスタ及びそれを利用した圧力センサー |
| JP2017219336A (ja) * | 2016-06-03 | 2017-12-14 | 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学 | 圧力センサ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20240011850A1 (en) * | 2022-07-06 | 2024-01-11 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Flexible pressure sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20190305139A1 (en) | 2019-10-03 |
| US10978595B2 (en) | 2021-04-13 |
| KR20190114249A (ko) | 2019-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102040887B1 (ko) | 박막트랜지스터 기반 압력센서 및 그의 제조방법 | |
| He et al. | Artificial neuron devices | |
| Jeon et al. | Flexible multimodal sensors for electronic skin: Principle, materials, device, array architecture, and data acquisition method | |
| Wang et al. | Tactile sensors for advanced intelligent systems | |
| Yang et al. | Tribotronic transistor array as an active tactile sensing system | |
| Park et al. | All MoS2-based large area, skin-attachable active-matrix tactile sensor | |
| Takei et al. | Physical and chemical sensing with electronic skin | |
| CN105552132B (zh) | 薄膜晶体管传感器及其制备方法 | |
| Kim et al. | Neuromorphic processing of pressure signal using integrated sensor-synaptic device capable of selective and reversible short-and long-term plasticity operation | |
| Zhang et al. | Challenges in materials and devices of electronic skin | |
| Lamport et al. | Organic thin film transistors in mechanical sensors | |
| Baek et al. | Flexible pressure-sensitive contact transistors operating in the subthreshold regime | |
| CN106484201A (zh) | 触觉传感器和用于制造其的方法 | |
| JP5396698B2 (ja) | 圧力センサー | |
| KR101714713B1 (ko) | 센서 결합형 액추에이터 햅틱 소자와 그 제작방법 | |
| Zhu et al. | Tactile and temperature sensors based on organic transistors: Towards e-skin fabrication | |
| Correia et al. | All-Printed piezoresistive sensor matrix with organic thin-film transistors as a switch for crosstalk reduction | |
| Lee et al. | Fabrication and characterization of roll-to-roll-coated cantilever-structured touch sensors | |
| Kyaw et al. | A polymer transistor array with a pressure-sensitive elastomer for electronic skin | |
| Zhang et al. | Self-powered intelligent tactile-sensing system based on organic electrochemical transistors | |
| Liu et al. | Carbon Nanotube-Based Flexible and Stretchable Electronics | |
| CN107340897A (zh) | 压力感测模组与触控显示基板 | |
| CN113884226A (zh) | 压力传感器、压力传感阵列及其制备方法 | |
| Yang et al. | An Atlas for Large-Area Electronic Skins: From Materials to Systems Design | |
| JP2018073958A (ja) | カンチレバー型圧電素子、該圧電素子を用いたセンサ及び振動素子、並びに該圧電素子の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20180329 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20190517 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20191029 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20191030 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20191030 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20220906 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20230808 Start annual number: 5 End annual number: 5 |