KR20140118285A - 환원된 그래핀 산화물을 이용한 변형 감지 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
유연성 기판 위에 환원된 그래핀 산화물(R-GO)을 활성층으로 하는 전계 효과 트랜지스터(FET)를 형성하고 FET의 활성층을 통해 변형을 감지한다. 본 발명에 따른 변형 감지 소자는, 유연성 기판; 상기 유연성 기판 위에 형성된 게이트 전극; 상기 게이트 전극을 덮고 있으며, 유연 소재로 이루어진 부분을 포함하는 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며, 변형을 감지할 수 있는 환원된 그래핀 산화물로 이루어진 활성층; 및 상기 활성층 위에 형성되어 있는 소스 및 드레인 전극을 포함한다.
Description
본 발명은 환원된 그래핀 산화물을 이용한 변형 감지 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
고속도로, 빌딩, 교량, 비행기, 선박 등과 같은 구조물의 상태를 모니터링하거나, 지진, 태풍과 같은 자연재해와 같은 극한 상황에서 발생하는 결함을 조기에 발견하기 위하여 매우 민감한 변형 감지 소재의 필요성이 크며, 이에 따라 PZT(lead zirconate titanate), ZnO, ZnSnO3와 같은 압전 소재들이 연구되고 있다.
그러나 압전 소재들의 대부분은 부서지기 쉬운 세라믹 소재로서 유연성의 변형 감지 센서로 사용되기 어려우며, 유연 기판 위에 형성하기 위해서는 특별한 제조 공정을 필요로 하는 경우가 많다.
자극감응형 소자로서, 압전체인 PVDF 공중합체를 센서 소재로 사용하고 FET를 신호변환기로 사용하는 터치 센서 어레이가 개시된 바 있다(Bauer et al., Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 073501). 개시된 연구에서는 FET 소자의 게이트 전극을 연장하여 센서부인 압전체와 연결함으로써, 센싱과 동시에 FET 소자를 통해 신호를 증폭하는 방식으로 작동하도록 되어 있다.
다른 연구에서는 압저항 전극소재를 적용한 OTFT 기반 압력 센서와 별도의 온도 센서를 집적화하여 온도 및 압력을 동시에 감지할 수 있는 형태의 어레이 구조를 개시하고 있다(Someya et al., PNAS, 102, 12321, 2005).
그러나, 이와 같이 센서부와 FET 신호변환기가 분리된 구조를 사용할 경우에는, 센서 픽셀의 밀도가 제한되고 제조 공정이 복잡해지는 등의 많은 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 자극감응형 소재를 FET의 활성층으로 직접 포함하는 변형 감지 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는, 유연성 기판 위에 환원된 그래핀 산화물(R-GO)을 활성층으로 하는 전계 효과 트랜지스터(FET)를 형성하고 FET의 활성층을 통해 변형을 감지한다.
즉, 본 발명의 일면에 따른 변형 감지 소자는, 유연성 기판; 상기 유연성 기판 위에 형성된 게이트 전극; 상기 게이트 전극을 덮고 있으며, 유연 소재로 이루어진 부분을 포함하는 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며, 변형을 감지할 수 있는 환원된 그래핀 산화물로 이루어진 활성층; 및 상기 활성층 위에 형성되어 있는 소스 및 드레인 전극을 포함하여 이루어진다.
상기 게이트 절연막은, 상기 게이트 전극 위에 형성되어 있으며 원자층 증착법에 의해 증착된 산화물로 이루어진 제1 게이트 절연막; 상기 제1 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며 유연 소재로 이루어진 제2 게이트 절연막; 및 상기 제1 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며 원자층 증착법에 의해 증착된 산화물로 이루어진 제3 게이트 절연막을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 변형 감지 소자는 상기 제3 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 자기조립 단분자막(SAM: self assembled monolayer)을 더 포함할 수 있다.
상기 활성층은, 흑연박리법으로 형성된 그래핀 산화물을 상기 SAM에 그물망 형태로 흡착시킨 후 환원시켜 형성될 수 있다.
상기 변형 감지 소자는, 소수성 소재로 이루어져 있으며 적어도 상기 활성층을 덮는 인캡슐레이션층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 면에 따른 변형 감지 소자의 제조 방법은, 유연성 기판 위에 섀도우마스크를 이용한 전자빔 증착법으로 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극 위에 유연 소재를 포함하는 게이트 절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트 절연막 위에 변형을 감지할 수 있는 환원된 그래핀 산화물로 이루어진 활성층을 형성하는 단계; 및 상기 활성층 위에 섀도우마스크를 이용한 열증착법으로 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 게이트 절연막을 형성하는 단계는, 상기 게이트 전극 위에 원자층 증착법으로 산화물을 증착하여 제1 게이트 절연막을 형성하는 단계; 상기 제1 게이트 절연막 위에 고분자 재료를 스핀코팅하여 제2 게이트 절연막을 형성하는 단계; 및 상기 제2 게이트 절연막 위에 원자층 증착법으로 산화물을 증착하여 제3 게이트 절연막을 형성하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 제3 게이트 절연막을 형성하는 단계 이후에, 상기 제3 게이트 절연막 위에 자기조립 단분자막(SAM: self assembled monolayer)을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 활성층을 형성하는 단계는, 흑연박리법으로 형성된 그래핀 산화물을 상기 SAM에 흡착시키는 단계; 및 상기 그래핀 산화물을 하이드라진 수화물(hydrazine hydrate) 증기에 노출하여 환원시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 게이트 전극을 형성하는 단계 이전에, 상기 유연성 기판 위에 고분자 재료를 스핀코팅하여 베어층(bare layer)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계 이후에, 소수성 소재를 이용하여 적어도 상기 활성층을 덮는 인캡슐레이션층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 인캡슐레이션층을 형성하는 단계는, 상기 활성층을 포함하는 전체 소자를 열처리(annealing)하는 단계; 및 적어도 상기 활성층 위에 인캡슐레이션층을 덮는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 0.02%의 인장 및 압축 변형을 감지할 수 있는 초고감도 FET 센서 소자와 그 제조 방법을 얻을 수 있다.
본 발명의 변형 감지 소자는 유연 기판 상에 통상의 공정을 이용하여 고밀도로 제조될 수 있으며, 소자 자체의 유연성에 의하여 유연성 또는 신축성 전자 기기와의 적용성이 뛰어나 기계적으로 매우 안정적이고 신뢰성 있는 제품을 생산할 수 있다. 또한, 인캡슐레이션층에 의해 활성층이 대기환경으로부터 보호되어 소자의 안정성이 보장된다.
본 발명의 변형 감지 소자는 그 감지 성능과 안정성, 재현성, 응답 및 이완 시간이 반복된 기계적 변형 후에도 안정적으로 유지되며, 인체의 작고 빠른 움직임을 정확하고 신속하게 감지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 환원된 그래핀 산화물(R-GO) 활성층을 포함하는 전계 효과 트랜지스터(FET)의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET의 제조 공정을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET의 전달 특성을 0.1%-0.35%의 인장 변형과 압축 변형에 대하여 나타낸 것이다.
도 4는 도 3에 나타난 전달 곡선의 전하중성점의 최소 소스-드레인 전류를 측정된 인장 및 압축 변형의 함수로 나타낸 것이다.
도 5는 게이트 전압을 인가하지 않은 상태에서 측정한 IDS로부터 얻은 R-GO 박막의 저항을 나타낸 것이다.
도 6은 인장 및 압축 변형에 의한 전계효과 이동도의 변화를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET의 CNP 이동을 인장 및 압축 변형의 함수로 나타낸 것이다.
도 8은 반복되는 변형 조건 하에서 감지 특성을 측정한 것이다.
도 9는 0.1% 내지 0.3%의 인장 및 압축 변형에 대한 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET의 IDS/IDS0의 시간 의존성을 나타낸다.
도 10은 대기 조건에서 동적으로 변형을 가했을 때의 감지 성능을 보여준다.
도 11은 소자에 대한 주기적인 구부림(bending) 이후에 감지 성능, 반복성, 응답 시간 및 이완 시간을 측정한 것이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET 변형 감지 소자의 인체의 움직임에 대한 성능을 측정한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET의 제조 공정을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET의 전달 특성을 0.1%-0.35%의 인장 변형과 압축 변형에 대하여 나타낸 것이다.
도 4는 도 3에 나타난 전달 곡선의 전하중성점의 최소 소스-드레인 전류를 측정된 인장 및 압축 변형의 함수로 나타낸 것이다.
도 5는 게이트 전압을 인가하지 않은 상태에서 측정한 IDS로부터 얻은 R-GO 박막의 저항을 나타낸 것이다.
도 6은 인장 및 압축 변형에 의한 전계효과 이동도의 변화를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET의 CNP 이동을 인장 및 압축 변형의 함수로 나타낸 것이다.
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도 9는 0.1% 내지 0.3%의 인장 및 압축 변형에 대한 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET의 IDS/IDS0의 시간 의존성을 나타낸다.
도 10은 대기 조건에서 동적으로 변형을 가했을 때의 감지 성능을 보여준다.
도 11은 소자에 대한 주기적인 구부림(bending) 이후에 감지 성능, 반복성, 응답 시간 및 이완 시간을 측정한 것이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET 변형 감지 소자의 인체의 움직임에 대한 성능을 측정한 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하에서, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 환원된 그래핀 산화물을 이용한 변형 감지 소자 및 그 제조 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 R-GO 활성층을 포함하는 FET의 제조 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 R-GO 활성층을 포함하는 FET의 제조 공정을 나타내는 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 R-GO 활성층을 포함하는 FET는, 도 2의 (a) 내지 (i)를 참조하면, 유연성 PES 기판(10), 유연성 PES 기판(10) 위에 형성되어 있는 베어층(20), 베어층(20) 위에 형성되어 있는 게이트 전극(30), 게이트 전극(30)을 덮고 있는 삼중 구조의 게이트 절연막(40, 50, 60), 게이트 절연막(60) 위에 형성되어 있는 자기조립 단분자막(SAM: self assembled monolayer)(70), SAM(70) 위에 형성되어 있으며, 변형을 감지할 수 있는 환원된 그래핀 산화물로 이루어진 활성층(80), 활성층(80) 위에 형성되어 있는 소스 및 드레인 전극(90), 및 소스 및 드레인 전극(90) 위에 형성된 인캡슐레이션층(100)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 변형 감지 소자인 R-GO FET 소자는, 그물망 형태의(networked) R-GO 나노시트로 이루어진 활성층을 포함하며, 인접한 나노시트 사이의 약한 커플링에 의하여 낮은 수준의 변형이 가해지는 경우에도 나노시트 간 저항(internanosheet resistance)(Rinter)이 크게 변화하고, 이에 따라 R-GO FET의 트랜스컨덕턴스의 큰 변화를 가져온다. 이에 따라 0.02% 정도의 낮은 수준의 변형을 감지할 수 있는 초고감도 변형 센서 소자를 얻을 수 있다.
이와 같은 R-GO FET를 유연 기판 상에 형성하고, 유연성을 확보하기 위하여 게이트 절연막을 유연 재료를 포함하는 삼중 구조로 형성함으로써 유연성 또는 신축성 전자 기기에 적용할 수 있다.
또한, 진공 상태에서 소자를 열처리하고, 유기 재료의 인캡슐레이션층으로 소자를 캡슐화함으로써, 높은 안정성과 재현성을 얻을 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET의 제조 방법을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 먼저 유연하고 투명한 폴리에테르설폰(PES: polyethersulfone) 소재 기판(10) 위에 폴리-4-비닐 페놀(PVP)를 스핀코팅하여 베어층(bare layer)(20)를 형성한다(S120). 베어층(20)의 두께는 400nm 가량이며, PES 기판(10)의 거침(roughness)을 줄이기 위한 것이다.
이때, 기판의 재료는 PES 소재로 한정되는 것은 아니며, 다른 재료를 사용한 투명 유연성 기판을 사용할 수도 있다. 또한, 베어층의 재료로도 PVP 외에 다양한 폴리머 재료가 사용될 수 있다.
베어층(20) 위에 섀도우마스크를 이용한 전자빔 증착법(e-beam evaporation)을 이용하여 니켈을 증착하여 게이트 전극(30)을 형성한다(S130). 게이트 전극(30)의 두께는 100nm 가량이다.
본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET는 유연성을 갖는 장치에 사용하기 위하여 유연 기판 위에 형성하며, 소자의 유연성을 확보하기 위해 게이트 절연막을 3중으로 형성한다.
먼저, 게이트 전극(30) 위에 원자층 증착법(ALD: atomic layer deposition)을 이용하여 20nm 두께의 산화 알루미늄(Al2O3)을 증착하여 제1 게이트 절연막(40)을 형성한다(S140).
다음, 제1 게이트 절연막(40) 위에 PVP를 400nm 두께로 스핀코팅하여 제2 게이트 절연막(50)을 형성한다(S140).
제2 게이트 절연막(50) 위에 다시 ALD를 이용하여 20nm 두께의 산화 알루미늄(Al2O3)을 증착하여 제3 게이트 절연막(60)을 형성한다(S140).
이와 같이 게이트 절연막(40, 50, 60)을 삼중으로 형성함으로써 절연 성능과 유연성을 모두 확보할 수 있다.
이 때, 제1 및 제3 게이트 절연막의 재료는 산화 알루미늄에 한정되지 않으며, HfO2나 ZrO2 등 저온 ALD로 증착할 수 있는 다른 산화물을 모두 사용할 수 있다. 또한, 제2 게이트 절연막의 재료로도 다른 고분자 재료가 사용될 수 있다.
다음, 제3 게이트 절연막(60) 위에 염화 폴리 다이얼릴 디메틸 암모늄(PDDA: poly (diallyldimethylammonium chloride)을 이용하여 자기조립 단분자막(SAM: self-assembled monolayer)(70)을 형성하는데(S170), 이는 그래핀 산화물 나노시트가 절연막 위에 잘 흡착되어, 얇고 연속적인 그래핀 산화물 네트워크를 형성하도록 하기 위한 것이다.
여기에서, SAM의 형성은 PDDA를 사용하는 방법에 제한되는 것은 아니며, 그밖에도 APTMS, APTES 등 다른 아민 그룹을 형성시킬 수 있는 SAM을 사용하더라도 동일한 결과를 얻을 수 있다.
이제, SAM(70) 위에 R-GO로 이루어진 활성층(80)을 형성한다(S180). 활성층(80)의 형성 방법은, 먼저, 변형된 Hummer의 흑연박리법으로 형성된 그래핀 산화물 나노시트의 그래핀 산화물 수용액(0.2mg/mL)을 이용하여, 그래핀 산화물을 PDDA에 의해 변형된 SAM 층을 갖는 게이트 절연막에 흡착시킨다. 흡착된 그물망 형태의(networked) 그래핀 산화물층을 40℃에서 하이드라진 수화물(hydrazine hydrate) 증기에 18시간 노출하여 환원시킴으로써 FET의 활성층인 R-GO층(80)이 형성된다.
이와 같이 형성된 R-GO층(80)은 FET의 활성층으로 동작하는 것과 동시에 매우 낮은 수준의 변형(strain)에 의해서도 전기저항이 변화하는 것에 의해 변형 감지층으로 동작할 수 있다.
그물망 형태의 R-GO 박막의 전기 전도도 변화는 나노시트 내 저항 Rintra과 나노시트 간 저항 Rinter이 변형에 의해 변화하는 것에 기인한다. 인접하는 나노시트 사이의 약한 커플링에 의해 높은 나노시트 간 저항을 갖게 되며, 이에 따라 R-GO 박막에 낮은 수준의 변형이 가해지더라도 Rinter의 변화가 크게 발생하고, 이에 따라 R-GO FET의 트랜스컨덕턴스의 큰 변화를 가져온다.
R-GO FET의 변형 감지 성능에 대해서는 후술한다.
활성층(80)을 형성한 다음, 소스 및 드레인 전극(90)은 섀도우마스크를 사용하여 금(Au)과 크롬(Cr)을 각각 50nm와 5nm 두께로 열증착하여 형성한다(S190).
자극감응형 FET를 이용한 센서 소자에 있어서는 소자의 전기적 안정성이 매우 중요한데, FET의 활성층을 구성하는 R-GO 박막에 존재하는 결함(defect and disorder)은 대기환경(ambient environment)에 매우 민감하여 이력현상(hysteresis)을 발생시키는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 R-GO 활성층을 포함하는 FET에서는 완성된 FET 소자 위에 인캡슐레이션층(encapsulation layer)(100)을 형성한다(S200).
인캡슐레이션층(100)은 tetratetracontane(TTC, CH3(CH2)42CH3)으로 형성하며, R-GO FET의 성능을 개선하고 R-GO 활성층이 주위의 산소나 수분을 흡착함으로써 발생하는 전기적 불안정성을 제거하기 위한 것이다.
즉, S110 내지 S190 단계를 거쳐 형성된 R-GO FET 소자를 10-5 Torr의 고진공 상태와 150℃의 온도에서 3시간 동안 열처리(annealing)하여 흡착된 분자들을 제거하고, 그 위에 인캡슐레이션층(100)을 덮는다. 높은 소수성을 갖는 TTC층은 수증기와 같은 극성 용매의 흡착을 최소화하여 R-GO FET의 활성층을 보호한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상술한 바와 같은 R-GO FET의 제조 방법을 통하여 193mm2의 영역 내에 16개의 R-GO FET를 제조할 수 있었다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET의 전달 특성을 0.1%-0.35%의 인장 변형(tensile strain)과 압축 변형(compressive strain)에 대하여 나타낸 것으로서, 소스-드레인 전압(VDS)을 3V로 유지하고, 게이트 전압(VG)을 변화시키며 IDS를 측정한 결과이다.
도 3의 (a)에 나타난 바와 같이, 인장 변형이 가해지는 경우 IDS의 감소가 나타나고, 도 3의 (b)에 나타난 바와 같이, 압축 변형이 가해지는 경우 IDS는 증가한다.
도 4는 도 3에 나타난 전달 곡선의 전하중성점(CNP: charge neutrality point)의 최소 소스-드레인 전류(IDS,min)를 측정된 인장 및 압축 변형의 함수로 나타낸 것이다.
인장 및 압축 변형에 대한 IDS,min 응답은 반대의 경향을 나타내는데, 압축 변형이 증가하면 IDS,min은 증가하고, 인장 변형이 인가되면 IDS,min은 감소한다.
R-GO FET의 변형 감지 메커니즘은 R-GO 채널 내의 저항이 변형에 의해 변하여 소자의 IDS 변화를 가져오는 것으로 설명할 수 있다. 그물망 형태의 R-GO 박막의 나노시트 간 저항(Rinter)은 나노시트 접합부(junction)의 커플링에 의한 전하 호핑 이동(charge-hopping transport)과 캐리어 이동도가 변함에 따라 변화하며, 이 저항은 변형이 인가됨에 따라 변화량이 매우 커질 수 있다. 인장 변형은 나노시트 접합부의 커플링을 줄이고, 그물망 형태의 R-GO 박막의 나노시트 간 저항을 증가시켜, IDS의 감소를 가져온다. 반대로, IDS는 압축 변형이 증가할 경우 증가하는데, 이는 압축 변형에 의해 나노시트 접합부의 커플링이 강화되어 R-GO 채널의 저항이 감소하는 것에 기인한다.
도 5는 게이트 전압(VG)을 인가하지 않은 상태에서 측정한 IDS로부터 얻은 R-GO 박막의 저항을 나타낸 것으로서, 인장 또는 압축 변형에 의한 IDS 변화가 게이트 절연막의 커패시턴스로부터의 간섭이 아닌 인접 나노시트 간 커플링의 영향임을 명확히 하기 위한 것이다.
도 5에 나타난 결과는 인장 및 압축 변형에 의한 IDS 변화가 R-GO 채널의 저항 변화에 의한 것임을 보여준다.
도 6은 인장 및 압축 변형에 의한 전계효과 이동도의 변화를 나타낸 것이다.
소자의 변형 감지 메커니즘과 함께 R-GO FET의 채널 저항 변화에 대해 인장 및 압축 변형이 미치는 영향을 명확히 하기 위하여, R-GO FET의 전달 특성으로부터 μFE를 추출하였다.
인장 또는 압축 변형이 가해지는 R-GO FET 내의 μFE 변화 방향을 이해하기 위하여 R-GO 채널의 μFE에 대한 포텐셜 배리어(PB: potential barrier)의 효과를 탐구하였다. 호핑 이동이나 캐리어 이동도에 영향을 미치는 나노 미립자와 나노 와이어의 개별 성분 사이의 PB 크기는 개별 성분 사이의 커플링에 의존한다. 이와 유사하게, 채널 내에서 인접한 2차원 R-GO 나노시트 사이의 커플링 조건은 중첩 정도나 나노시트 접합부에서의 R-GO 나노시트 사이의 갭에 영향을 미치고, 다시 접합 영역과 PB 크기를 각각 결정하게 된다. 접합 영역과 PB 크기는 캐리어 호핑 이동과 R-GO FET의 μPB에 각각 영향을 주어, μFE와 Rinter의 변화를 가져온다. 인장 변형 하에서 접합 영역이 감소하고 그물망 형태의 R-GO 박막의 큰 갭이 캐리어 이동을 제한하고 산란이 증가하여 μFE를 감소시키며, 다시 R-GO 채널의 Rinter를 증가시킨다. 이와 반대로, 압축 변형에 의한 μFE의 증가와 Rinter의 감소는 PB 크기가 감소하는 데 따른 것으로 나노시트 접합부에서 접합 영역이 증가함에 따라 캐리어 산란이 감소하고 호핑 이동이 증가하게 된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET의 CNP 이동을 인장 및 압축 변형의 함수로 나타낸 것이다.
게이트 커패시턴스는 압축 변형의 경우 감소하고 인장 변형의 경우 증가한다. 커패시턴스의 변화는 포아송(Poisson) 효과에 따른 절연막 두께의 변화에 의한 것이다. 따라서, 인장 및 압축 변형에 의한 CNP의 변화는 게이트 절연막의 커패시턴스 변화에 의해 예측될 수 있다.
도 8은 반복되는 변형 조건 하에서 감지 특성을 측정한 것으로서, 여러 인장 변형(a) 및 압축 변형(b)에 대하여 시간에 따른 IDS를 측정하였다.
도 8에 나타난 바와 같이, 정규화된 전류, IDS/IDS0 (IDS: 변형 하의 전류, IDS0: 변형이 없는 경우의 전류)는 0.02% 내지 0.08%의 매우 작은 인장 및 압축 변형에 대하여 시간 의존성을 나타낸다. 이 결과는 0.02%의 작은 인장 및 압축 변형을 감지할 수 있는 고감도 변형 센서로서 본 발명의 R-GO FET 소자가 이용될 수 있음을 보여준다.
도 9는 0.1% 내지 0.3%의 인장 변형(a) 및 압축 변형(b)에 대한 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET의 IDS/IDS0의 시간 의존성을 나타낸다.
이 경우는 변형을 가하고 해제하는 시간이 1초이며, 소자의 응답 및 이완 시간 역시 1초임을 보여주는 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET가 인장 및 압축 변형에 대해 동적으로 응답하고 이완하는 성능을 보여준다.
도 10은 대기 조건에서 동적으로 변형을 가했을 때의 감지 성능을 보여주는 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET의 변형 응답성의 신뢰도를 평가하기 위하여 안정성과 반복성을 평가한 것이다.
인장 변형(a) 및 압축 변형(b)이 가해지는 50 사이클에 응답하여 시간에 따른 IDS를 모니터링하여 그 결과를 나타내었다.
여기에서, 인장 및 압축 변형은 0.3%로 유지되었으며, 변형의 인가 및 해제 간격은 각 사이클에 대하여 2초, 인장 및 압축 변형이 0.3%에 이르기까지 걸리는 시간은 1초이다. 약간의 민감도와 베이스 전류의 변화를 제외하고는 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET는 인장 및 압축 변형 사이클 동안 전류 응답과 이완 시간에 있어서 좋은 반복성을 보여준다. 이러한 결과에 기초하여, 반복적인 기계적 변형 후에도 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET는 동적 인장 및 압축 변형에 대한 반복적인 응답에 매우 안정적임을 알 수 있다.
도 11은 소자에 대한 주기적인 구부림(bending) 이후에 감지 성능, 반복성, 응답 시간 및 이완 시간을 측정한 것이다.
도 11의 (a)와 (b)는 0.2%의 변형으로 10, 100, 1,000, 10,000 구부림 사이클 동안 주기적으로 구부린 후에, 각각 인장 및 압축 변형에 따른 정규화된 전류(IDS/IDS0)의 변화를 보여준다. 주기적 구부림 후의 인장 및 압축 변형에 대한 안정적인 IDS/IDS0 응답은 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET 소자가 전류 응답, 응답 시간 및 이완 시간을 포함하는 감지 성능에서 높은 반복성을 가짐을 보여준다.
도 11의 (c) 및 (d)의 결과는, 더 높은 0.35%의 변형으로 주기적으로 구부린 후에도 감지 성능, 정규화된 전류의 반복성, 응답 시간 및 이완 시간이 거의 변화하지 않았음을 보여준다. 10,000 구부림 사이클 이후에는 IDS가 증가하였음에도, 감지 성능, 전류의 재현성, 응답 시간 및 이완 시간은 변하지 않았다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET 변형 감지 소자를 건강상태 모니터링, 스마트 수술 장갑, 인간-기계 인터페이스 등과 같은 응용분야에 적용할 수 있는 가능성을 보여주기 위하여 인체의 움직임에 대한 소자의 감지 성능을 조사한 것이다. 이를 위하여 본 발명의 실시예에 따른 R-GO FET가 형성된 PES 기판을 엄지 손가락에 부착하였다.
VDS=3V, VG=5V로 유지하고, 손가락을 구부리는 동작에 대하여 IDS 응답을 기록한 결과를 도 12에 나타내었다. IDS는 신속히 감소하고 증가하였으며, 이는 엄지 손가락을 위로 구부리는 동작(도 12의 (a))과 아래로 구부리는 동작(도 12의 (b))에 따른 인장 및 압축 변형에 대한 소자의 응답성과 일치한다. 또한, IDS는 각각의 구부리고 이완하는 동작 사이클 이후에 원래의 전류 값으로 회복되었다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 0.02%의 인장 및 압축 변형을 감지할 수 있는 초고감도 FET 센서 소자와 그 제조 방법을 얻을 수 있다.
본 발명의 변형 감지 소자는 유연 기판 상에 통상의 공정을 이용하여 고밀도로 제조될 수 있으며, 소자 자체의 유연성에 의하여 유연성 또는 신축성 전자 기기와의 적용성이 뛰어나 기계적으로 매우 안정적이고 신뢰성 있는 제품을 생산할 수 있다.
또한, 소자의 감지 성능과 안정성, 재현성, 응답 및 이완 시간이 반복된 기계적 변형 후에도 안정적으로 유지되며, 인체의 작고 빠른 움직임을 정확하고 신속하게 감지할 수 있음이 확인되었다.
이상에서 바람직한 실시예를 기준으로 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 장치 및 방법은 반드시 상술된 실시예에 제한되는 것은 아니며 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
10: PES 기판 20: 베어층
30: 게이트 전극 40: 제1 게이트 절연막
50: 제2 게이트 절연막 60: 제3 게이트 절연막
70: SAM 80: 활성층
90: 소스 및 드레인 전극 100: 인캡슐레이션층
30: 게이트 전극 40: 제1 게이트 절연막
50: 제2 게이트 절연막 60: 제3 게이트 절연막
70: SAM 80: 활성층
90: 소스 및 드레인 전극 100: 인캡슐레이션층
Claims (12)
- 유연성 기판;
상기 유연성 기판 위에 형성된 게이트 전극;
상기 게이트 전극을 덮고 있으며, 유연 소재로 이루어진 부분을 포함하는 게이트 절연막;
상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며, 변형을 감지할 수 있는 환원된 그래핀 산화물로 이루어진 활성층; 및
상기 활성층 위에 형성되어 있는 소스 및 드레인 전극
을 포함하는 변형 감지 소자. - 제1항에 있어서, 상기 게이트 절연막은,
상기 게이트 전극 위에 형성되어 있으며 원자층 증착법에 의해 증착된 산화물로 이루어진 제1 게이트 절연막;
상기 제1 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며 유연 소재로 이루어진 제2 게이트 절연막; 및
상기 제1 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며 원자층 증착법에 의해 증착된 산화물로 이루어진 제3 게이트 절연막
을 포함하는 변형 감지 소자. - 제2항에 있어서,
상기 제3 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 자기조립 단분자막(SAM: self assembled monolayer)을 더 포함하는 변형 감지 소자. - 제3항에 있어서, 상기 활성층은,
흑연박리법으로 형성된 그래핀 산화물을 상기 SAM에 그물망 형태로 흡착시킨 후 환원시켜 형성된 것인 변형 감지 소자. - 제1항에 있어서,
소수성 소재로 이루어져 있으며 적어도 상기 활성층을 덮는 인캡슐레이션층을 더 포함하는 변형 감지 소자. - 유연성 기판 위에 섀도우마스크를 이용한 전자빔 증착법으로 게이트 전극을 형성하는 단계;
상기 게이트 전극 위에 유연 소재를 포함하는 게이트 절연막을 형성하는 단계;
상기 게이트 절연막 위에 변형을 감지할 수 있는 환원된 그래핀 산화물로 이루어진 활성층을 형성하는 단계; 및
상기 활성층 위에 섀도우마스크를 이용한 열증착법으로 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계
를 포함하는 변형 감지 소자의 제조 방법. - 제6항에 있어서, 상기 게이트 절연막을 형성하는 단계는,
상기 게이트 전극 위에 원자층 증착법으로 산화물을 증착하여 제1 게이트 절연막을 형성하는 단계;
상기 제1 게이트 절연막 위에 고분자 재료를 스핀코팅하여 제2 게이트 절연막을 형성하는 단계; 및
상기 제2 게이트 절연막 위에 원자층 증착법으로 산화물을 증착하여 제3 게이트 절연막을 형성하는 단계
를 포함하는 변형 감지 소자의 제조 방법. - 제7항에 있어서, 상기 제3 게이트 절연막을 형성하는 단계 이후에,
상기 제3 게이트 절연막 위에 자기조립 단분자막(SAM: self assembled monolayer)을 형성하는 단계를 더 포함하는 변형 감지 소자의 제조 방법. - 제8항에 있어서, 상기 활성층을 형성하는 단계는,
흑연박리법으로 형성된 그래핀 산화물을 상기 SAM에 흡착시키는 단계; 및
상기 그래핀 산화물을 하이드라진 수화물(hydrazine hydrate) 증기에 노출하여 환원시키는 단계를 포함하는 변형 감지 소자의 제조 방법. - 제6항에 있어서, 상기 게이트 전극을 형성하는 단계 이전에,
상기 유연성 기판 위에 고분자 재료를 스핀코팅하여 베어층(bare layer)을 형성하는 단계를 더 포함하는 변형 감지 소자의 제조 방법. - 제6항에 있어서, 상기 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계 이후에,
소수성 소재를 이용하여 적어도 상기 활성층을 덮는 인캡슐레이션층을 형성하는 단계를 더 포함하는 변형 감지 소자의 제조 방법. - 제11항에 있어서, 상기 인캡슐레이션층을 형성하는 단계는,
상기 활성층을 포함하는 전체 소자를 열처리(annealing)하는 단계; 및
적어도 상기 활성층 위에 인캡슐레이션층을 덮는 단계를 포함하는 변형 감지 소자의 제조 방법.
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| GB2517701A (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-04 | Nokia Technologies Oy | Sensing |
| US20160231097A1 (en) * | 2014-08-22 | 2016-08-11 | The Regents Of The University Of Michigan | Patterned Nano-Engineered Thin Films On Flexible Substrates For Sensing Applications |
| US10170549B2 (en) | 2014-10-21 | 2019-01-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Strained stacked nanosheet FETs and/or quantum well stacked nanosheet |
| CN104406513B (zh) * | 2014-10-29 | 2017-05-03 | 同济大学 | 一种石墨烯基表面应变传感器的制备方法 |
| CN104655000A (zh) * | 2015-02-02 | 2015-05-27 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 一种柔性有源应变传感器结构及制备方法 |
| CN105304495A (zh) * | 2015-09-21 | 2016-02-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板 |
| BR102016002231B1 (pt) * | 2016-01-29 | 2023-10-10 | Universidade Estadual De Campinas - Unicamp | Sensor de deformações mecânicas baseado em nanofitas de grafeno e uso |
| CN105783695A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-07-20 | 武汉大学深圳研究院 | 石墨烯复合纳米金薄膜柔性应变传感器的制备方法及其应变传感器 |
| CN106482628B (zh) * | 2016-09-20 | 2019-10-18 | 清华大学 | 一种大变形柔性应变传感器及其制备方法 |
| DE102017000455A1 (de) | 2017-01-19 | 2018-07-19 | Universität Siegen | Verfahren und System zur Erkennung von Deformationen oder Deformationsänderungen an beschichteten Bauteilen |
| CN106840476B (zh) * | 2017-01-25 | 2019-12-03 | 东南大学 | 三维碳纳米材料场效应柔性力敏传感元件及制备方法 |
| KR102049323B1 (ko) * | 2017-07-05 | 2019-11-27 | 재단법인 나노기반소프트일렉트로닉스연구단 | 나노패치 그래핀 복합체 및 그의 제조방법 |
| CN107462350B (zh) * | 2017-08-17 | 2020-02-18 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种压电传感器、压力检测装置、制作方法及检测方法 |
| TWI631741B (zh) | 2017-10-19 | 2018-08-01 | 元太科技工業股份有限公司 | 驅動基板 |
| CN107946369B (zh) * | 2017-11-24 | 2020-10-13 | 合肥鑫晟光电科技有限公司 | 薄膜晶体管、制备方法、检测器件、阵列基板及显示装置 |
| WO2019239194A1 (en) | 2018-06-15 | 2019-12-19 | Arcelormittal | A coated non-conductive substrate |
| US10770206B1 (en) | 2019-04-08 | 2020-09-08 | Government Of The United States As Represented By The Secretary Of The Air Force | System and method for fabricating a strain sensing device directly on a structure |
| CN110186600B (zh) * | 2019-06-18 | 2021-06-18 | 福建师范大学 | 自支撑薄膜制备方法和压力传感致动器 |
| WO2024006218A1 (en) * | 2022-06-27 | 2024-01-04 | Uwm Research Foundation, Inc. | Flow sensor disc |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7544596B2 (en) * | 2005-08-30 | 2009-06-09 | Micron Technology, Inc. | Atomic layer deposition of GdScO3 films as gate dielectrics |
| US20120161098A1 (en) * | 2009-08-20 | 2012-06-28 | Nec Corporation | Substrate, manufacturing method of substrate, semiconductor element, and manufacturing method of semiconductor element |
| US8445320B2 (en) * | 2010-05-20 | 2013-05-21 | International Business Machines Corporation | Graphene channel-based devices and methods for fabrication thereof |
| US8920764B2 (en) * | 2011-02-11 | 2014-12-30 | University of Pittsburgh—of the Commonwealth System of Higher Education | Graphene composition, method of forming a graphene composition and sensor system comprising a graphene composition |
| KR101428015B1 (ko) * | 2011-07-22 | 2014-08-11 | 동국대학교 산학협력단 | 그라핀 옥사이드를 이용한 전계효과 트랜지스터 및 그 제조방법 |
| US20150060768A1 (en) * | 2013-08-13 | 2015-03-05 | The Board Of Regents Of The University Of Texas System | Method to improve performance characteristics of transistors comprising graphene and other two-dimensional materials |
-
2013
- 2013-03-28 KR KR20130033909A patent/KR20140118285A/ko not_active Application Discontinuation
-
2014
- 2014-03-28 US US14/228,829 patent/US9291513B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160075222A (ko) * | 2014-12-19 | 2016-06-29 | 인하대학교 산학협력단 | 변형량 측정용 연성센서 |
| WO2018080045A1 (ko) * | 2016-10-26 | 2018-05-03 | 주식회사 스탠다드그래핀 | 탄소 섬유 프리프레그 또는 탄소 섬유-강화 플라스틱 및 이를 포함하는 내외장재 |
| KR20210008421A (ko) * | 2018-06-15 | 2021-01-21 | 아르셀러미탈 | 코팅된 금속 기재 |
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