Abstract:
PURPOSE: A pressure sensor based on a micro-oscillator device using a thermal effect and a pressure measuring method using the same are provided to obtain a subminiature pressure sensor of a micrometer size. CONSTITUTION: A pressure sensor based on a micro-oscillator device using a thermal effect comprises an oscillator of a cantilever beam structure and a piezoelectric element. The oscillator of the cantilever beam structure is composed of a silicon substrate(11), silicon nitride layers(12), and an aluminum layer(130). The silicon nitride layers are deposited on the both surface of the silicon substrate. The aluminum layer is deposited on a doubly-clamped beam isolated by an etching process from a photo-lithography in the silicon nitride layer. The piezoelectric element oscillates the oscillator by electric signals.
Abstract:
본 발명은 열 효과를 이용한 마이크로 역학 진동자 기반의 압력센서 및 이를 이용한 압력 측정 방법에 관한 것으로서, 특히 더욱 상세하게는 마이크로 크기의 역학 진동자의 경우 외부 요인에 의해 동역학적 특성의 변화가 크게 일어남은 물론 광열효과와 가스분자에 의한 열의 소산 정도가 압력에 따라 차이가 나기 때문에 이 원리를 이용하여 마이크로미터의 크기를 갖는 초소형 압력센서를 구현할 수 있고, 역학 진동자가 양팔보 형태의 구조로 제작됨으로써, 양팔보의 온도를 증가시켜 공진주파수를 감소시켜 놓은 상태에서 압력을 증가시킴에 따라 열이 소산되고 평형점에 도달하는 것을 이용하여 빠르고 정밀한 압력 센서로 응용이 가능하며, 레이저 파워의 조절을 통해, 양팔보의 온도를 조절하여 열이 평형에 도달하는 점을 이용하므로 넓은 범위의 압력을 측정할 수 있고, 진동자를 포함하는 압력센서의 크기 또한 마이크로 정도의 크기이므로 lap-on-chip의 집적도를 높이는데 유용하게 사용할 수 있으며, 서로 다른 열팽창 상수를 지닌 적층 구조의 마이크로 역학 진동자를 이용하여 진동자 상에 레이저를 입사시켜 기체 분자에 의해 나타나는 열 소산에 따른 마이크로 진동자의 공진 주파수 변화를 추적하여 압력을 측정할 수 있다.