KR20100073086A - 자가 발전이 가능한 다중 기능 센서 및 이의 제조 방법 - Google Patents

자가 발전이 가능한 다중 기능 센서 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR20100073086A
KR20100073086A KR1020080131672A KR20080131672A KR20100073086A KR 20100073086 A KR20100073086 A KR 20100073086A KR 1020080131672 A KR1020080131672 A KR 1020080131672A KR 20080131672 A KR20080131672 A KR 20080131672A KR 20100073086 A KR20100073086 A KR 20100073086A
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Abstract

본 발명은 다중 기능 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 다양한 환경 정보를 수집하면서도 전체 소자의 크기가 작으며, 적은 소모 전력을 갖는 다중 기능 센서를 제공한다.
이를 위하여, 본 발명의 일실시 예에 따른 다중 기능 센서는, 기판; 상기 기판 상에 전극과 다중 기능 소재의 적층 구조로 형성되며, 서로 다른 주변 환경 정보를 취득하는 다 수의 감지부; 및 상기 기판 상에 제 1 하부 전극, 상기 다중 기능 소재 및 제 1 상부 전극의 적층 구조로 형성되며, 가해지는 진동에 의하여 전력을 발생시키는 자가 발전부를 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 하나의 기판 상에 다양한 환경 정보를 수집하는 다 수의 감지부를 일괄하여 형성함으로써, 그 크기가 작으며 소모 전력이 적고 자가 발전이 가능한 다중 기능 센서를 제공할 수 있는 이점이 있다.
다중 기능 센서, 다중 기능 소재, 자가 발전

Description

자가 발전이 가능한 다중 기능 센서 및 이의 제조 방법{Multi-funtion sensor for self-powered and method for forming the same}
본 발명은 다중 기능 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 초소형 전자 기계 기술(Micro Electro Mechanical System; MEMS)에 의한 다중 기능 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2006-S-006-03, 과제명:유비쿼터스 단말용 부품 모듈].
최근 인간을 중심으로 사물에 대한 정보를 얻는 유비쿼터스(ubiquitous) 환경에 대한 관심이 늘어나면서 짧은 시간 동안 정밀하고 다양한 정보를 얻을 수 있는 고성능 센서들의 개발이 요구되고 있다.
그 중에서 온도, 습도, 자외선 등의 주변 환경 정보를 수집하는 센서는 실생활에 활용성이 매우 높으며, 이러한 센서들은 유비쿼터스 환경에 사용하기 위하여 소형화 및 집적화가 요구된다.
그러나, 이러한 주변 환경 정보를 수집하기 위한 센서들을 집적화하는 종래의 기술은, 센서 각각을 개별적으로 제작된 후 PCB 등에 패키징함으로써 집적하는 방법으로 형성됨으로써 그 소자의 크기가 큰 문제점이 있다. 또한, 소자의 크기가 커짐에 따라 소비 전력도 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 작은 크기를 가지며, 적은 소비 전력을 갖으면서 다양한 주변 환경 정보를 수집하기 위한 기술이 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 다양한 환경 정보를 수집하면서도 전체 소자의 크기가 작으며, 적은 소모 전력을 갖고 자가 발전이 가능한 다중 기능 센서 및 이의 제작방법을 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 하기의 설명 및 본 발명의 일실시 예에 의하여 파악될 수 있다.
이를 위하여, 본 발명의 일실시 예에 따른 자가 발전이 가능한 다중 기능 센서는, 기판; 상기 기판 상에 전극과 다중 기능 소재의 적층 구조로 형성되며, 서로 다른 주변 환경 정보를 취득하는 다 수의 감지부; 및 상기 기판 상에 제 1 하부 전극, 상기 다중 기능 소재 및 제 1 상부 전극의 적층 구조로 형성되며, 가해지는 진동에 의하여 전력을 발생시키는 자가 발전부를 포함한다.
또한, 이를 위하여, 본 발명의 일실시 예에 따른 자가 발전이 가능한 다중 기능 센서의 제조 방법은, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 서로 다른 환경 정보를 취득하는 다 수의 감지부 영역 및 가해지는 진동에 의하여 전력을 발생시키는 자가 발전부 영역을 정의하는 단계; 각각의 상기 감지부 영역 내의 상기 기판 상에 전극을 형성하는 단계; 상기 자가 발전부 영역 내의 상기 기판 상에 제 1 하부 전극을 형성하는 단계; 상기 전극 및 상기 제 1 하부 전극 상에 다중 기능 소재 를 증착하는 단계;및 상기 자가 발전부 영역 내의 상기 다중 기능 소재 상에 제 1 상부 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 하나의 기판 상에 다양한 환경 정보를 수집하는 다 수의 감지부를 일괄하여 형성함으로써, 그 크기가 작으며 소모 전력이 적고 자가 발전이 가능한 다중 기능 센서를 제공할 수 있는 이점이 있다. 또한, 일괄적인 공정을 통하여 다중 기능 센서를 형성함으로써 센서의 제조에 드는 시간과 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1의 (a)는 본 발명의 일실시 예에 따른 다중 기능 센서의 평면도이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 AA' 라인의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 다중 기능 센서는, 자외선 감지부(101), 온도 감지부(102), 습도 감지부(103), 히터(104), 가스 감지부(105), 진동 감지부(106) 및 자가 발전부(107)를 포함하며, 각각의 상기 구성 요소들은 하나의 기판(111) 상에 형성된다.
상기 기판(111)으로는 실리콘(Si), 폴리 카보네이트(poly carbonate), 쿼츠(quartz), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP) 또는 유리를 이용할 수 있다.
자외선 감지부(101)는, 기판(111), 상기 기판(111) 상에 형성된 p-타입 도핑 영역(114), 상기 p-타입 도핑 영역(114) 상에 형성된 다중 기능 소재(117), 상기 다중 기능 소재(117) 상에 형성된 제 2 전극(118) 및 상기 제 2 전극(118)과 대응되도록 상기 기판(111)의 하부에 형성된 제 3 전극(119)을 포함한다.
상기 p-타입 도핑 영역(114)은 기판(111)과의 p-n 결합을 이루기 위함이며, 자외선 감지부(101)가 자외선에 노출되었을 때 이러한 p-n 결합을 통하여 흐르는 광전류 값으로 자외선의 측정이 가능하다.
상기 p-타입 도핑 영역(114)에 도핑되는 물질로는 붕소(B), 갈륨(Ga) 및 인듐(In) 등을 이용할 수 있으며, 만약, p-타입 실리콘 기판을 이용하는 경우라면, 상기 p-타입 도핑 영역(114)의 형성을 생략할 수 있다.
상기 제 2 전극(118) 및 제 3 전극(119)은, 은(silver), 금(gold), 플래티늄(platinum), 구리(copper), 알루미늄(aluminum), 로듐(rhodium), 이리듐(iridium), 루테늄(ruthenium), 팔라디움(palladium) 및 도전성 산화물 중 어느 하나의 물질을 이용하여 형성될 수 있으며, 바람직하게, 상기 제 2 전극(118) 및 제 3 전극(119)은 스퍼터링 증착법, 전자빔 증착법, 열 증착법, 화학기상 증착법 및 원자층 증착법 등의 방법을 이용하여 수십 nm ~ 수백 nm 의 두께로 형성된다.
상기 다중 기능 소재(117)로는, 압력, 습도, 온도, 가스, 광 등에 노출되었을 때 전기적 특성이 변하는 물질을 이용하며, 바람직하게는 산화아연(ZnO), 납-지르코늄-티타늄 복합산화물(PZT(Pb(zr,Ti)03)) 계열, 바륨-스트론튬-티타늄 복합산화물(BST((Ba,Sr)Ti03)) 계열, 나트륨-칼륨-니오븀 복합산화물(NkN((Na,K)Nb03)) 계열, 탄소나노튜브(carbon nanotube; CNT) 및 폴리불화비닐라덴(poly vinyl idene fluoride; PVDF) 등의 물질을 이용한다. 또한, 바람직하게 상기 다중 기능 소재(117)는 스퍼터링 증착법, 열 증착법, 레이저 증착법, 솔-젤(sol-gel)법, 원자증 증착법, 스프레이 증착법 등의 방법을 이용하여 수십 nm ~ 수천 nm 의 두께로 형성된다. 이하의 온도 감지부(102), 습도 감지부(103), 가스 감지부(105), 진동 감지부(106) 및 자가 발전부(107)를 구성하는 다중 기능 소재(117) 역시 상기와 같은 물질을 이용할 수 있다.
온도 감지부(102), 습도 감지부(103), 가스 감지부(105) 및 진동 감지 부(106)는, 기판(111), 상기 기판(111) 상에 형성되며 실리콘 산화막(SiO2)(112)과 실리콘 질화막(SiNX)(113)의 적층 구조로 이루어진 보호막, 상기 보호막 상에 형성된 제 1 전극(116) 및 상기 제 1 전극(116) 상에 형성된 다중 기능 소재(117)를 포함한다. 바람직하게, 상기 제 1 전극(116)은 맞물림(interdigitated) 형태를 이루는 제 1 감지 전극과 제 2 감지 전극을 포함한다. 상기 제 1 감지 전극 및 제 2 감지 전극에서 측정된 신호는 외부 회로(미도시)로 출력되고, 외부 회로는 이를 이용하여 각종의 환경 정보를 취득하게 된다.
상기 온도 감지부(102)는, 온도에 따른 저항 변화를 감지하여 외부 회로로 출력하고, 외부 회로는 이를 이용하여 온도를 측정하는데, 상기 온도 감지부(102)의 다중 기능 소재(117)는 생략될 수도 있고, 제 1 전극(118)의 하부에 형성될 수도 있다.
상기 습도 감지부(103)는, 습도에 따라 변하는 축전 용량 값을 감지하여 외부 회로로 출력하고, 외부 회로는 이를 이용하여 습도를 측정하는데, 습도 감지부(103)의 다중 기능 소재(117)는 제 1 전극(116)의 하부에 형성될 수도 있다.
가스 감지부(105)는, 맞물림(interdigitated) 형태로 이루어진 전극 사이의 전기 전도도의 변화를 외부 회로로 출력하고, 외부 회로는 이를 이용하여 가스의 양을 측정할 수 있는데, 가스의 흡착 또는 탈착이 빠르게 이루어질 수 있도록 가스 감지부(105) 하부에 히터(104)가 형성될 수 있다. 상기 히터(104)는 백금(Pt) 또는 텅스텐(W) 등으로 이루어질 수 있으며, 상기 히터(104)가 형성되는 경우에는 히 터(104)의 상부에 전기적 절연을 위한 절연막(124)이 추가적으로 형성되는 것이 바람직하다.
진동 감지부(106)는, 진동에 따라 변하는 다중 기능 소재(117)의 변위를 저항 값으로 변화시키는 등의 방법으로 진동을 측정한다.
한편, 가스 감지부(105) 및 진동 감지부(106)의 동작 특성을 극대화하기 위하여 가스 감지부(105) 및 진동 감지부(106)를 이루는 기판(111)의 하면은 그 일부가 식각됨으로써, 노출된 실리콘 산화막(112)과 실리콘 질화막(113)이 멤브레인(membrane) 구조를 이룬다.
자가 발전부(107)는, 기판(111), 상기 기판(111) 상에 형성되며 실리콘 산화막(112)과 실리콘 질화막(113)의 적층 구조로 이루어진 보호막, 상기 보호막 상에 형성된 제 1 전극(116), 상기 제 1 전극(116) 상에 형성된 다중 기능 소재(117) 및 상기 다중 기능 소재(117) 상에 형성된 제 2 전극(118)을 포함한다.
상기 자가 발전부(107)는, 센서에 진동이 있는 경우 다중 기능 소재(117)의 움직임으로 인하여 전력을 발생시키는데, 다중 기능 소재(117)의 원활한 움직임을 위하여 캔티레버(cantilever) 형태로 제작되는 것이 바람직하다.
상기 자가 발전부(107)에서 생성된 전력은 자외선 감지부(101), 상기 제 1 전극(116) 및 제 2 전극(118)을 통하여 온도 감지부(102), 습도 감지부(103), 가스 감지부(105) 및 진동 감지부(106) 등의 동력원으로 사용되거나, 외부의 처리 회로(미도시)를 거쳐 2차 전지(미도시)에 충전된다.
한편, 자가 발전부(107)의 특성을 극대화하기 위하여 자가 발전부(107)를 이루는 기판(111)의 하면은 그 일부가 식각됨으로써, 노출된 실리콘 산화막(112)과 실리콘 질화막(113)이 멤브레인 구조를 이룬다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 다중 기능 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시 예에 따른 다중 기능 센서의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판(111)을 준비하고, 상기 기판(111) 상에 형성할 구조물들의 영역, 즉 자외선 감지 영역(101a), 온도 감지 영역(102a), 습도 감지 영역(103a), 히터 영역(104a), 가스 감지 영역(105a), 진동 감지 영역(106a) 및 자가 발전 영역(107a)을 정의한다. 상기 기판(111)으로는 실리콘(Si), 폴리 카보네이트(poly carbonate), 쿼츠(quartz), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP) 또는 유리를 이용할 수 있다.
이후, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 기판(111) 상에 실리콘 산화막(112)과 실리콘 질화막(113)을 순차적으로 적층하여 기판(111)의 보호를 위한 보호막을 형성한다. 바람직하게, 상기 실리콘 산화막(112) 및 실리콘 질화막(113)은 열 확산법, 화학 기상 증착법, 스퍼터링 증착법, 원자증 증착법 등의 방법을 이용하여 수십 nm ~ 수천 nm 의 두께로 형성한다.
이후, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, p-n 접합 다이오드 특성을 이용하는 자외선 감지부(101)의 제조를 위하여, 자외선 감지 영역(101a)에 형성된 실리콘 산화막(112)과 실리콘 질화막(113)을 식각하여 트렌치를 형성한 후, 상기 트렌치에 p-type 도핑 영역(114)을 형성한다. 상기 p-type 도핑 영역(114)은 붕소, 갈륨 및 인 등의 물질을 이용하여 이온 주입 공정 등의 방법으로 형성할 수 있다.
만약, 기판(111)을 p-type 실리콘 기판을 이용하는 경우라면 상기 단계는 생략될 수 있다.
이후, 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이, 히터 영역(104a)에 히터(104)를 형성한다. 히터(104)는 가스 감지부(105)에서 가스의 흡착 또는 탈착이 원활하게 이루어지도록 하기 위하여 가스 감지부(105)의 아래에 형성하며, 바람직하게는, 백금(Pt) 또는 텅스텐(W) 등의 물질을 이용하여 스퍼터링 증착법, 전자빔 증착법, 열 증착법, 화학 기상 증착법, 원자증 증착법 등의 방법으로 수십 nm ~ 수백 nm 의 두께로 형성한다. 이 단계에서 전기적 절연을 위하여 히터(104) 상에 절연막(124)을 형성할 수 있으며, 상기 절연막은 산화 실리콘 및 질화 실리콘 등의 물질을 이용하여 열 확산법, 화학 기상 증착법, 스퍼터링 증착법, 원자증 증착법 등의 방법으로형성할 수 있다.
한편, 상기 히터(104) 및 절연막(124)의 형성 단계는 이를 생략할 수도 있다.
이후, 도 2의 (e)에 도시된 바와 같이, 온도 감지 영역(102a), 습도 감지 영역(103a), 가스 감지 영역(105a), 진동 감지 영역(106a) 및 자가 발전 영역(107a) 상에 제 1 전극(116)을 형성한다. 바람직하게, 상기 제 1 전극(106)은, 은(silver), 금(gold), 플래티늄(platinum), 구리(copper), 알루미늄(aluminum), 로듐(rhodium), 이리듐(iridium), 루테늄(ruthenium), 팔라디움(palladium) 및 도전성 산화물 중 어느 하나의 물질을 이용하여, 스퍼터링 증착법, 전자빔 증착법, 열 증착법, 화학 기상 증착법 및 원자증 증착법 등의 방법으로 수십 nm ~ 수백 nm 의 두께로 형성한다.
이후, 도 2의 (f)에 도시된 바와 같이, 각각의 영역 상에 다중 기능 소재(117)를 형성한다. 상기 다중 기능 소재(117)는, 압력, 습도, 온도, 가스, 광 등에 노출되었을 때 전기적 특성이 변하는 물질로, ZnO, PZT(Pb(zr,Ti)03) 계열, BST((Ba,Sr)Ti03) 계열, NkN((Na,K)Nb03) 계열, CNT(carbon nanotube), PVDF(poly vinyl idene fluoride) 등을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 스퍼터링 증착법, 열 증착법, 레이저 증착법, 솔-젤 법, 화학 기상 증착법, 원자증 증착법 및 스프레이 증착법 등의 방법을 이용하여 수십 nm ~ 수천 nm 의 두께로 형성한다.
이후, 도 2의 (g)에 도시된 바와 같이, 자외선 감지 영역(101a) 및 자가 발전 영역(107a) 상의 다중 기능 소재(117) 상에 제 2 전극(118)을 형성한다. 바람직 하게, 상기 제 2 전극(118)은, 은(silver), 금(gold), 플래티늄(platinum), 구리(copper), 알루미늄(aluminum), 로듐(rhodium), 이리듐(iridium), 루테늄(ruthenium), 팔라디움(palladium) 또는 도전성 산화물 등의 물질을 이용하여, 스퍼터링 증착법, 전자빔 증착법, 열 증착법, 화학 기상 증착법, 원자증 증착법 등의 방법으로 수십 nm ~ 수천 nm 의 두께로 형성한다.
이후, 도 2의 (h)에 도시된 바와 같이, p-n접합을 통한 광전류의 흐름이 가능하도록, 자외선 감지 영역(101a)의 기판(111) 하부에 제 3 전극(119)을 형성한다. 바람직하게, 상기 제 3 전극(119)은, 은(silver), 금(gold), 플래티늄(platinum), 구리(copper), 알루미늄(aluminum), 로듐(rhodium), 이리듐(iridium), 루테늄(ruthenium), 팔라디움(palladium) 또는 도전성 산화물 등의 물질을 이용하여 스퍼터링 증착법, 전자빔 증착법, 열 증착법, 화학 기상 증착법, 원자증 증착법 등의 방법으로 수십 nm ~ 수천 nm 의 두께로 형성한다.
이후, 도 2의 (i)에 도시된 바와 같이, 동작 특성의 극대화를 위하여, 가스 감지 영역(105a), 진동 감지 영역(106a) 및 자가 발전 영역(107a)의 기판(111) 하부를 식각함으로써, 실리콘 산화막(112)과 실리콘 질화막(113)으로 이루어지는 멤브레인(membrane)을 형성한다.
상기와 같은 단계들에 의하면, 여러 가지 환경 정보를 획득하는 다중 기능 센서를 간단하게 형성할 수 있는 이점이 있다. 이러한 다중 기능 센서를 이용하여 획득한 정보에는 온도 및 습도에 따른 영향으로 인한 오차가 있을 수 있는데, 이는 상기 다중 기능 센서 내에 형성된 온도 감지부(102) 및 습도 감지부(103)에서 측정된 온도 및 습도를 이용함으로써 보정이 가능하다.
또한, 상기 다중 기능 센서 내에 형성된 자가 발전부(107)에서 발생된 전력을 외부 회로를 거쳐 이차 전지 등에 축전할 수도 있고, 상기 다중 기능 센서 내의 다른 감지부들의 전력원으로 사용할 수도 있는 이점이 있다.
한편, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어 져서는 안 될 것이다.
도 1의 (a)는 본 발명의 일실시 예에 따른 다중 기능 센서의 평면도,
도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 AA' 라인의 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 다중 기능 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 전극과 다중 기능 소재의 적층 구조로 형성되며, 서로 다른 주변 환경 정보를 취득하는 다 수의 감지부; 및
    상기 기판 상에 제 1 하부 전극, 상기 다중 기능 소재 및 제 1 상부 전극의 적층 구조로 형성되며, 가해지는 진동에 의하여 전력을 발생시키는 자가 발전부
    를 포함하는 자가 발전이 가능한 다중 기능 센서.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은,
    실리콘(Si), 폴리 카보네이트(poly carbonate), 쿼츠(quartz), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP) 및 유리 중 어느 하나의 물질로 이루어지는
    자가 발전이 가능한 다중 기능 센서.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 다중 기능 소재는,
    산화아연(ZnO), 납-지르코늄-티타늄 복합산화물(PZT(Pb(zr,Ti)03)) 계열, 바륨-스트론튬-티타늄 복합산화물(BST((Ba,Sr)Ti03)) 계열, 나트륨-칼륨-니오븀 복합산화물(NkN((Na,K)Nb03)) 계열, 탄소나노튜브(carbon nanotube; CNT) 및 폴리불화 비닐라덴(poly vinyl idene fluoride; PVDF) 중 어느 하나의 물질인
    자가 발전이 가능한 다중 기능 센서.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 감지부는,
    온도를 감지하는 온도 감지부, 습도를 감지하는 습도 감지부, 가스를 감지하는 가스 감지부 및 진동을 감지하는 진동 감지부 중 적어도 하나를 포함하는
    자가 발전이 가능한 다중 기능 센서.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 감지부를 이루는 전극은,
    맞물림(interdigitated) 형태를 이루는 제 1 감지 전극 및 제 2 감지 전극을 포함하는
    자가 발전이 가능한 다중 기능 센서.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 습도 감지부의 가열을 위하여 상기 습도 감지부의 하부에 형성되는 히터
    를 더 포함하는 자가 발전이 가능한 다중 기능 센서.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 히터는
    백금(Pt) 또는 텅스텐(W) 으로 이루어지는
    자가 발전이 가능한 다중 기능 센서.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 습도 감지부 및 상기 히터 사이에 형성된 절연막
    을 더 포함하는 자가 발전이 가능한 다중 기능 센서.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 기판과 각각의 상기 감지부의 사이 및 상기 기판과 상기 자가 발전부의 사이에 형성된 보호막
    을 더 포함하는 자가 발전이 가능한 다중 기능 센서.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 보호막은,
    실리콘 산화막(SiO2) 및 실리콘 질화막(SiNX)의 적층 구조로 이루어진
    자가 발전이 가능한 다중 기능 센서.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 가스 감지부, 상기 진동 감지부 및 상기 자가 발전부의 하부에 형성된 상기 기판의 하면이 식각됨으로써 상기 보호막이 멤브레인(membrane) 구조를 이루는
    자가 발전이 가능한 다중 기능 센서.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 형성된 p-타입 도핑 영역;
    상기 p-타입 도핑 영역 상에 순차적으로 적층된 상기 다중 기능 소재 및 제 2 상부 전극; 및
    상기 제 2 상부 전극과 대응되도록 상기 기판의 하부에 형성된 제 2 하부 전극을 포함함으로써 광전류의 흐름을 가능하게 하는 p-n 결합 구조를 형성하는 자외선 감지부
    를 더 포함하는 자가 발전이 가능한 다중 기능 센서.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 전극, 상기 제 1 상부 전극, 상기 제 2 상부 전극, 상기 제 1 하부 전극 및 상기 제 2 하부 전극은,
    은(silver), 금(gold), 플래티늄(platinum), 구리(copper), 알루미늄(aluminum), 로듐(rhodium), 이리듐(iridium), 루테늄(ruthenium), 팔라디움(palladium) 및 도전성 산화물 중 어느 하나의 물질로 이루어지는
    자가 발전이 가능한 다중 기능 센서.
  14. 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 상에 서로 다른 환경 정보를 취득하는 다 수의 감지부 영역 및 가해지는 진동에 의하여 전력을 발생시키는 자가 발전부 영역을 정의하는 단계;
    각각의 상기 감지부 영역 내의 상기 기판 상에 전극을 형성하는 단계;
    상기 자가 발전부 영역 내의 상기 기판 상에 제 1 하부 전극을 형성하는 단계;
    상기 전극 및 상기 제 1 하부 전극 상에 다중 기능 소재를 증착하는 단계;및
    상기 자가 발전부 영역 내의 상기 다중 기능 소재 상에 제 1 상부 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 자가 발전이 가능한 다중 기능 센서의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 다중 기능 소재를 증착하는 단계는,
    산화아연(ZnO), 납-지르코늄-티타늄 복합산화물(PZT(Pb(zr,Ti)03)) 계열, 바륨-스트론튬-티타늄 복합산화물(BST((Ba,Sr)Ti03)) 계열, 나트륨-칼륨-니오븀 복합산화물(NkN((Na,K)Nb03)) 계열, 탄소나노튜브(carbon nanotube; CNT) 및 폴리불화비닐라덴(poly vinyl idene fluoride; PVDF) 중 어느 하나의 상기 다중 기능 소재를 증착하는 단계인
    자가 발전이 가능한 다중 기능 센서의 제조 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 감지부 영역을 정의하는 단계는,
    온도를 감지하는 온도 감지부, 습도를 감지하는 습도 감지부, 가스를 감지하는 가스 감지부 및 진동을 감지하는 진동 감지부 중 적어도 하나의 감지부 영역을 정의하는 단계를 포함하는
    자가 발전이 가능한 다중 기능 센서의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 감지부 영역 내의 전극을 형성하는 단계는,
    맞물림(interdigitated) 형태를 이루는 제 1 감지 전극 및 제 2 감지 전극을 형성하는 단계를 포함하는
    자가 발전이 가능한 다중 기능 센서의 제조 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 전극 및 상기 제 1 하부 전극의 형성 전에 상기 기판 상에 보호막을 형성하는 단계
    를 더 포함하는 자가 발전이 가능한 다중 기능 센서의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 감지부 영역을 정의하는 단계는 자외선 감지부 영역을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 자외선 감지부 영역 내의 상기 보호막을 식각하고 도핑함으로써 p-타입 도핑 영역을 형성하는 단계;
    상기 p-타입 도핑 영역 상에 다중 기능 소재 및 제 2 상부 전극을 형성하는 단계;
    상기 제 2 상부 전극과 대응되도록 상기 기판의 하부에 제 2 하부 전극을 형성함으로써 광전류의 흐름을 가능하게 하는 p-n 결합구조를 형성하는 단계
    를 더 포함하는 자가 발전이 가능한 다중 기능 센서의 제조 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 가스 감지부, 상기 진동 감지부 및 상기 자가 발전부 영역의 상기 기판의 하부를 식각하여 상기 보호막이 노출되도록 함으로써 멤브레인 구조를 형성하는 단계
    를 더 포함하는 자가 발전이 가능한 다중 기능 센서의 제조 방법.
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