KR20190046422A - 돌출형 초전센서, 전력설비 상태감시 장치 및 돌출형 초전센서 3d 프린팅 방법 - Google Patents

돌출형 초전센서, 전력설비 상태감시 장치 및 돌출형 초전센서 3d 프린팅 방법 Download PDF

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KR20190046422A
KR20190046422A KR1020170140212A KR20170140212A KR20190046422A KR 20190046422 A KR20190046422 A KR 20190046422A KR 1020170140212 A KR1020170140212 A KR 1020170140212A KR 20170140212 A KR20170140212 A KR 20170140212A KR 20190046422 A KR20190046422 A KR 20190046422A
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최철
정미희
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한국전력공사
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 돌출형 초전센서는, 기판과, 기판의 일면에서 돌출된 게이트 전극과, 기판의 일면에서 돌출된 소스 전극과, 기판의 일면에서 돌출된 드레인 전극과, 기판의 일면 상에서 게이트 전극과 소스 전극의 사이에 배치되고 게이트 전극과 드레인 전극의 사이에 배치되고 게이트 전극을 기판과 함께 둘러싸도록 배치되고 초전기(pyroelectric) 특성을 가지고 강유전체(ferroelectrics) 특성을 가지는 게이트 유전층과, 게이트 유전층 상에서 소스 전극과 드레인 전극의 사이에 배치되는 반도체층과, 반도체층 상에 배치되어 소정의 대역에 속하는 파장을 가지는 파가 선택적으로 통과하도록 구성된 필터층을 포함할 수 있다.

Description

돌출형 초전센서, 전력설비 상태감시 장치 및 돌출형 초전센서 3D 프린팅 방법 {protrusion-type pyroelectric sensor, apparatus for monitoring state of electric power equipment and method for 3D-printing protrusion-type pyroelectric sensor}
본 발명은 돌출형 초전센서, 전력설비 상태감시 장치 및 돌출형 초전센서 3D 프린팅 방법에 관한 것이다.
초전형 물질(pyroelectric element)은 온도가 변화할 경우에 그 표면에 서로 반대의 전하가 발생하는 특성을 가진다. 초전센서는 이러한 초전형 물질을 사용하여 감지대상의 국부(local) 온도를 감지할 수 있다.
하기의 특허문헌은 박막 트랜지스터 내에 집적된 유기 초전기 센서 및 그제조방법을 개시한다.
공개특허공보 제10-2009-0129270호
초전센서의 감지지점이 돌출될 경우, 초전센서의 감지대상에 대한 감지 정확도 및/또는 초전센서의 배치 자유도는 향상될 수 있다.
본 발명은 감지지점이 돌출된 구조를 가질 수 있는 돌출형 초전센서, 전력설비 상태감시 장치 및 돌출형 초전센서 3D 프린팅 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 돌출형 초전센서는, 기판; 상기 기판의 일면에서 돌출된 게이트 전극; 상기 기판의 일면에서 돌출된 소스 전극; 상기 기판의 일면에서 돌출된 드레인 전극; 상기 기판의 일면 상에서 상기 게이트 전극과 상기 소스 전극의 사이에 배치되고 상기 게이트 전극과 상기 드레인 전극의 사이에 배치되고 상기 게이트 전극을 상기 기판과 함께 둘러싸도록 배치되고 초전기(pyroelectric) 특성을 가지고 강유전체(ferroelectrics) 특성을 가지는 게이트 유전층; 상기 게이트 유전층 상에서 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극의 사이에 배치되는 반도체층; 및 상기 반도체층 상에 배치되어 소정의 대역에 속하는 파장을 가지는 파가 선택적으로 통과하도록 구성된 필터층; 을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력설비 상태감시 장치는, 전력설비에 설치되고 제1, 제2 및 제3 도체패턴을 포함하는 기판; 상기 기판의 제1 도체패턴 상에서 돌출된 게이트 전극; 상기 기판의 제2 도체패턴 상에서 돌출된 소스 전극; 상기 기판의 제3 도체패턴 상에서 돌출된 드레인 전극; 상기 기판의 일면 상에서 상기 게이트 전극과 상기 소스 전극의 사이에 배치되고 상기 게이트 전극과 상기 드레인 전극의 사이에 배치되고 상기 게이트 전극을 상기 기판과 함께 둘러싸도록 배치되고 초전기(pyroelectric) 특성을 가지고 강유전체(ferroelectrics) 특성을 가지는 게이트 유전층; 상기 게이트 유전층 상에서 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극의 사이에 배치되는 반도체층; 상기 반도체층 상에 배치되어 소정의 대역에 속하는 파장을 가지는 파가 선택적으로 통과하도록 구성된 필터층; 및 상기 기판에 실장되고 상기 제1, 제2 및 제3 도체패턴에 전기적으로 연결되고 상기 제1, 제2 및 제3 도체패턴의 전류 또는 전압을 기준값과 비교하고 비교결과에 기초한 상기 전력설비의 상태 정보를 가지는 통신신호를 생성하고 상기 통신신호를 원격 전송하는 IC; 를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전력설비는 전력계통에 연계된 차단기를 포함하고, 상기 기판은 상기 차단기를 향하여 상기 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극이 돌출되도록 상기 차단기의 소정의 위치에 설치되고, 상기 IC는 상기 소정의 위치의 국부(local) 온도 정보를 상기 상태 정보로서 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 돌출형 초전센서 3D 프린팅 방법은, 기판의 일면 상에서 상기 기판의 제1 영역으로 도전성 입자를 분사하여 돌출된 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 기판의 일면 상에서 상기 기판의 제1 영역을 모두 포함하는 제2 영역으로 초전기(pyroelectric) 특성을 가지고 강유전체(ferroelectrics) 특성을 가지는 입자를 분사하여 게이트 유전층을 형성하는 단계; 기판의 일면 상에서 상기 기판의 제2 영역의 외부를 각각 포함하는 제3 및 제4 영역으로 도전성 입자를 분사하여 돌출된 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 기판의 일면 상에서 상기 기판의 제3 영역과 제4 영역 사이의 제5 영역으로 반도체 입자를 분사하여 반도체층을 형성하는 단계; 및 기판의 일면 상에서 상기 기판의 제5 영역을 포함하는 제6 영역으로 소정의 대역에 속하는 파장을 가지는 파를 선택적으로 통과시키는 입자를 분사하여 필터층을 형성하는 단계; 를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 돌출형 초전센서 3D 프린팅 방법은, 상기 게이트 유전층을 형성한 이후부터 상기 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하기 이전까지 열처리(annealing)하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예는, 감지지점이 돌출된 구조를 가져서 초전센서의 감지대상에 대한 감지 정확도 및/또는 초전센서의 배치 자유도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예는, 전력설비(예: 차단기, 변압기 등)의 국부 온도를 정확하게 감지하고 감지결과를 신속하게 감시시스템(예: SCADA, DAS 등)으로 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예는, 돌출형 초전센서를 3D 프린팅 제작 제품(예: 사물인터넷 모듈 등)과 함께 동일 제조공정으로 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌출형 초전센서를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력설비 상태감시 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌출형 초전센서 및 전력설비 상태감시 장치의 온도별 전압-전류 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌출형 초전센서 3D 프린팅 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력설비 상태감시 장치의 동작과정을 나타낸 순서도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌출형 초전센서를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌출형 초전센서는, 기판(12), 게이트 전극(17), 소스 전극(16), 드레인 전극(15), 게이트 유전층(14), 반도체층(13) 및 필터층(20)을 포함할 수 있다.
게이트 전극(17)은 기판(12)의 일면에서 돌출될 수 있다.
소스 전극(16)은 기판(12)의 일면에서 돌출될 수 있다.
드레인 전극(15)은 기판(12)의 일면에서 돌출될 수 있다.
예를 들어, 상기 게이트 전극(17), 소스 전극(16) 및 드레인 전극(15)은 높은 전도도를 가지면서 3D 프린팅 입자의 구현이 용이한 은(Ag)으로 구현되거나, 자외선 경화가 가능한 도전성 물질로 구현될 수 있다.
게이트 유전층(14)은 기판(12)의 일면 상에서 게이트 전극(17)과 소스 전극(16)의 사이에 배치되고 게이트 전극(17)과 드레인 전극(15)의 사이에 배치되고 게이트 전극(17)을 기판(12)과 함께 둘러싸도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 게이트 유전층(14)에서 게이트 전극(17), 소스 전극(16) 및/또는 드레인 전극(15)에 의해 커버되지 않고 노출되는 노출영역을 가지는데, 상기 노출영역은 게이트 전극(17)의 최상단보다 더 높은위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 게이트 유전층(14)은 초전기(pyroelectric) 특성을 가지고 강유전체(ferroelectrics) 특성을 가질 수 있다. 상기 게이트 유전층(14)의 강유전체 특성은 강한 잔류 분극(remnant polarization)으로 인해 게이트 유전층(14)의 온도 변화에 따라 게이트 유전층(14)의 표면에 발생하는 전하량을 증폭시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 게이트 유전층은 초전기 게이트 유전체 재료, 초전기 폴리머 박막, 초전기 나노(또는 마이크로)입자-PVDF 기재 폴리머 복합재료 또는 초전기 나노(또는 마이크로)입자-PVDF-PTFE 공중합체 복합재료로 이루어지는 군에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 게이트 유전층은 BaTiO3, LiTaO3, PbTiO3, SrTiO3, (Ba,Sr)TiO3 및 (Pb,Zr)TiO3 중 적어도 하나를 포함하는 초전기 입자와 Polyacrylonitrilebutadiene-styrene(ABS) 및 Polylactic Acid(PLA) 중 적어도 하나를 포함하는 폴리머가 혼합된 복합재료를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 게이트 유전층의 3D 프린팅 입자의 지름은 3D 프린터의 노즐 지름의 1/10보다 작아질 수 있으므로, 상기 게이트 유전층의 3D 프린팅 적용은 용이해질 수 있다.
반도체층(13)은 게이트 유전층(14) 상에서 소스 전극(16)과 드레인 전극(15)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 반도체층(13)은 p형의 유기반도체로 구현되거나 n형의 무기반도체(또는 산화반도체)로 구현될 수 있다.
예를 들어, 상기 반도체층은 Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT), Tips-Pentacene[6,13-bis (triisopropylsilylethynyl) pentacene], Poly(3,3'''-didodecyl quarter thiophene)(ADS12PQT) 및 PBTTT[poly(2,5-bis(3-tetradecylthiophen-2-yl)thieno[3,2-b]thiophene] 중 적어도 하나를 포함하는 유기반도체 또는 ZnO, InZnO, GaInZnO 및 ZnSnO 중 적어도 하나를 포함하는 무기반도체를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 반도체층은 액상(예: 페이스트, 잉크 등) 형태로 용이하게 구현될 수 있다. 상기 액상 형태는 열 경화나 자외선 경화에 의해 고체 상태로 변형될 수 있다.
필터층(20)은 반도체층(13) 상에 배치되어 소정의 대역에 속하는 파장을 가지는 파가 선택적으로 통과하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 필터층(20)은 불꽃에서 발생한 파장을 가지는 파가 상대적으로 작은 손실/흡수/반사로 통과하도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 게이트 유전층(14)은 불꽃에 선택적으로 반응하여 자신의 표면에 전하를 발생시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력설비 상태감시 장치를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력설비 상태감시 장치는, 기판(12), 게이트 전극(17), 소스 전극(16), 드레인 전극(15), 게이트 유전층, 반도체층, 필터층(20) 및 IC(30)를 포함할 수 있다.
기판(12)은 전력설비(예: 차단기, 변압기 등)에 설치되고 제1, 제2 및 제3 도체패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(12)은 반도체 공정에서 사용되는 실리콘 기판이나 3D 프린팅을 위한 기판이나 PCB 기판으로 구현될 수 있다.
게이트 전극(17)은 기판(12)의 제1 도체패턴 상에서 돌출될 수 있다.
소스 전극(16)은 기판(12)의 제2 도체패턴 상에서 돌출될 수 있다.
드레인 전극(15)은 기판(12)의 제3 도체패턴 상에서 돌출될 수 있다.
IC(30)는 기판(12)에 실장되고 상기 제1, 제2 및 제3 도체패턴에 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 IC(30)는 제1 도체패턴으로 기준 전압을 인가할 수 있다. 필터층(20) 상의 온도가 기준 온도보다 낮을 경우, 제2 도체패턴과 제3 도체패턴 사이에 흐르는 전류의 크기는 작을 수 있다. 필터층(20) 상의 온도가 기준 온도보다 클 경우, 제2 도체패턴과 제3 도체패턴 사이에 흐르는 전류의 크기는 클 수 있다. 따라서, 상기 IC(30)는 제2 도체패턴과 제3 도체패턴 사이에 흐르는 전류를 감지하여 필터층(20) 상의 온도 정보를 획득할 수 있다.
즉, 상기 IC(30)는 상기 제1, 제2 및 제3 도체패턴의 전류 또는 전압을 기준값과 비교하고 비교결과에 기초한 상기 전력설비의 상태 정보를 가지는 통신신호를 생성하고 상기 통신신호를 서버(40)로 원격 전송할 수 있다. 이에 따라, 전력설비의 국부 온도는 정확하게 감지되어 신속하게 감시시스템(예: SCADA, DAS 등)으로 전달될 수 있다.
한편, 상기 IC(30)는 증폭회로, 필터회로, 발진회로, 주파수합성회로, 고주파스위치, 안테나와 같은 아날로그회로를 포함할 수 있으며, 특정 통신규격에 따른 신호처리를 위한 디지털회로(예: 프로세서, 메모리, 통신모듈, DSP, FPGA 등)를 포함할 수 있으며, 설계에 따라 복수의 칩으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌출형 초전센서 및 전력설비 상태감시 장치의 온도별 전압-전류 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 3을 참조하면, 돌출형 초전센서는 전력설비의 소정의 위치의 온도가 기준 온도보다 클 경우에 온(on) 상태일 수 있으며, 전력설비의 소정의 위치의 온도가 기준 온도보다 작을 경우에 오프(off) 상태일 수 있다.
예를 들어, 게이트 전극과 소스 전극 사이의 전압차가 5V일 경우, 돌출형 초전센서의 소스 전극과 드레인 전극 사이에 흐르는 전류는 고온일 때 약 10uA이고, 저온일 때 약 10pA일 수 있다. 예를 들어, IC는 상기 전류와 10nA를 서로 비교하고 비교결과에 따라 국부 온도 정보를 생성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌출형 초전센서 3D 프린팅 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌출형 초전센서 3D 프린팅 방법은, 기판 제공 단계(S110), 게이트 전극 형성 단계(S120), 게이트 유전층 형성 단계(S130), 소스/드레인 전극과 반도체층 형성 단계(S140) 및 광학 필터층 형성 단계(S150) 중 적어도 일부를 포함할 수 있으며, 3D 프린터에 의해 수행될 수 있다.
기판 제공 단계(S110)에서, 기판은 3D 프린터의 노즐 아래에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 3D 프린터는 소정의 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 영역을 미리 기억할 수 있으며, 상기 노즐의 시간별 위치/분사입자를 제어하면서 돌출형 초전센서를 기판 상에 3D 프린트할 수 있다.
게이트 전극 형성 단계(S120)에서의 3D 프린터는, 기판의 일면 상에서 상기 기판의 제1 영역으로 도전성 입자를 분사하여 돌출된 게이트 전극을 형성할 수 있다.
게이트 유전층 형성 단계(S130)에서의 3D 프린터는, 상기 기판의 일면 상에서 상기 기판의 제1 영역을 모두 포함하는 제2 영역으로 초전기(pyroelectric) 특성을 가지고 강유전체(ferroelectrics) 특성을 가지는 입자를 분사하여 게이트 유전층을 형성할 수 있다. 상기 제2 영역이 상기 제1 영역을 모두 포함하므로, 상기 게이트 유전층은 게이트 전극을 모두 커버할 수 있다.
소스/드레인 전극과 반도체층 형성 단계(S140)에서의 3D 프린터는, 기판의 일면 상에서 상기 기판의 제2 영역의 외부를 각각 포함하는 제3 및 제4 영역으로 도전성 입자를 분사하여 돌출된 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하고, 기판의 일면 상에서 상기 기판의 제3 영역과 제4 영역 사이의 제5 영역으로 반도체 입자를 분사하여 반도체층을 형성할 수 있다. 상기 제3 및 제4 영역이 각각 제2 영역의 외부를 포함하므로, 소스 전극 및 드레인 전극은 기판에 접촉될 수 있다.
광학 필터층 형성 단계(S150)에서의 3D 프린터는, 기판의 일면 상에서 상기 기판의 제5 영역을 포함하는 제6 영역으로 소정의 대역에 속하는 파장을 가지는 파를 선택적으로 통과시키는 입자를 분사하여 필터층을 형성할 수 있다. 상기 제5 영역은 게이트 유전층의 노출영역에 대응될 수 있다. 상기 제6 영역은 제3 및 제4 영역의 적어도 일부를 포함할 수 있다.
설계에 따라, 상기 돌출형 초전센서 3D 프린팅 방법은, 게이트 유전층을 형성한 이후부터 상기 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하기 이전까지 열처리(annealing)하는 단계와, 소스 전극과 드레인 전극을 접지한 상태에서 게이트 전극에 바이어스 전압을 인가하여 풀링(pulling)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 열처리하는 단계에 의해, 게이트 유전층의 결정성은 향상될 수 있으므로, 게이트 유전층은 향상된 강유전체 특성을 가질 수 있다. 또한, 돌출형 초전센서는 돌출 형태에도 불구하고 안정적인 구조를 가질 수 있다.
상기 풀링하는 단계에 의해, 게이트 유전층의 초전기 특성은 향상될 수 있다. 한편, 상기 바이어스 전압은 반도체층이 p형일 경우에 음의 전압이고 상기 반도체층이 n형일 경우에 양의 전압일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력설비 상태감시 장치의 동작과정을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력설비 상태감시 장치의 돌출형 초전센서는 차단기의 소정의 위치에 설치(S210)될 수 있으며, 차단기의 불꽃 또는 고온을 감지(S220)할 수 있다. 이후, 상기 전력설비 상태감시 장치는 감지결과를 원격 전송(S230)할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 실시 예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
12: 기판
13: 반도체층
14: 게이트 유전층
15: 드레인 전극
16: 소스 전극
17: 게이트 전극
20: 필터층
30: IC
40: 서버

Claims (7)

  1. 기판;
    상기 기판의 일면에서 돌출된 게이트 전극;
    상기 기판의 일면에서 돌출된 소스 전극;
    상기 기판의 일면에서 돌출된 드레인 전극;
    상기 기판의 일면 상에서 상기 게이트 전극과 상기 소스 전극의 사이에 배치되고 상기 게이트 전극과 상기 드레인 전극의 사이에 배치되고 상기 게이트 전극을 상기 기판과 함께 둘러싸도록 배치되고 초전기(pyroelectric) 특성을 가지고 강유전체(ferroelectrics) 특성을 가지는 게이트 유전층;
    상기 게이트 유전층 상에서 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극의 사이에 배치되는 반도체층; 및
    상기 반도체층 상에 배치되어 소정의 대역에 속하는 파장을 가지는 파가 선택적으로 통과하도록 구성된 필터층; 을 포함하는 돌출형 초전센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 유전층은 BaTiO3, LiTaO3, PbTiO3, SrTiO3, (Ba,Sr)TiO3 및 (Pb,Zr)TiO3 중 적어도 하나를 포함하는 초전기 입자와 Polyacrylonitrilebutadiene-styrene(ABS) 및 Polylactic Acid(PLA) 중 적어도 하나를 포함하는 폴리머가 혼합된 복합재료를 포함하는 돌출형 초전센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반도체층은 Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT), Tips-Pentacene[6,13-bis (triisopropylsilylethynyl) pentacene], Poly(3,3'''-didodecyl quarter thiophene)(ADS12PQT) 및 PBTTT[poly(2,5-bis(3-tetradecylthiophen-2-yl)thieno[3,2-b]thiophene] 중 적어도 하나를 포함하는 유기반도체 또는 ZnO, InZnO, GaInZnO 및 ZnSnO 중 적어도 하나를 포함하는 무기반도체를 포함하는 돌출형 초전센서.
  4. 전력설비에 설치되고 제1, 제2 및 제3 도체패턴을 포함하는 기판;
    상기 기판의 제1 도체패턴 상에서 돌출된 게이트 전극;
    상기 기판의 제2 도체패턴 상에서 돌출된 소스 전극;
    상기 기판의 제3 도체패턴 상에서 돌출된 드레인 전극;
    상기 기판의 일면 상에서 상기 게이트 전극과 상기 소스 전극의 사이에 배치되고 상기 게이트 전극과 상기 드레인 전극의 사이에 배치되고 상기 게이트 전극을 상기 기판과 함께 둘러싸도록 배치되고 초전기(pyroelectric) 특성을 가지고 강유전체(ferroelectrics) 특성을 가지는 게이트 유전층;
    상기 게이트 유전층 상에서 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극의 사이에 배치되는 반도체층;
    상기 반도체층 상에 배치되어 소정의 대역에 속하는 파장을 가지는 파가 선택적으로 통과하도록 구성된 필터층; 및
    상기 기판에 실장되고 상기 제1, 제2 및 제3 도체패턴에 전기적으로 연결되고 상기 제1, 제2 및 제3 도체패턴의 전류 또는 전압을 기준값과 비교하고 비교결과에 기초한 상기 전력설비의 상태 정보를 가지는 통신신호를 생성하고 상기 통신신호를 원격 전송하는 IC; 를 포함하는 전력설비 상태감시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전력설비는 전력계통에 연계된 차단기를 포함하고,
    상기 기판은 상기 차단기를 향하여 상기 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극이 돌출되도록 상기 차단기의 소정의 위치에 설치되고,
    상기 IC는 상기 소정의 위치의 국부(local) 온도 정보를 상기 상태 정보로서 생성하는 전력설비 상태감시 장치.
  6. 기판의 일면 상에서 상기 기판의 제1 영역으로 도전성 입자를 분사하여 돌출된 게이트 전극을 형성하는 단계;
    상기 기판의 일면 상에서 상기 기판의 제1 영역을 모두 포함하는 제2 영역으로 초전기(pyroelectric) 특성을 가지고 강유전체(ferroelectrics) 특성을 가지는 입자를 분사하여 게이트 유전층을 형성하는 단계;
    기판의 일면 상에서 상기 기판의 제2 영역의 외부를 각각 포함하는 제3 및 제4 영역으로 도전성 입자를 분사하여 돌출된 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계;
    기판의 일면 상에서 상기 기판의 제3 영역과 제4 영역 사이의 제5 영역으로 반도체 입자를 분사하여 반도체층을 형성하는 단계; 및
    기판의 일면 상에서 상기 기판의 제5 영역을 포함하는 제6 영역으로 소정의 대역에 속하는 파장을 가지는 파를 선택적으로 통과시키는 입자를 분사하여 필터층을 형성하는 단계; 를 포함하는 돌출형 초전센서 3D 프린팅 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 게이트 유전층을 형성한 이후부터 상기 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하기 이전까지 열처리(annealing)하는 단계; 를 더 포함하는 돌출형 초전센서 3D 프린팅 방법.
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