선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 하지만 장기적 안정성과 우수한 재현성의 고신뢰성 REFET의 제작이 어려웠다. 본 논문에서는 감광성 고분자물질(OMR83)과 PVC 지지체을 사용한 새로운 방법의 이중 이온 방해 막을 형성하여 pH-ISFET 뿐만 아니라 PVC지지체 감지 막을 갖는 FET형 전해질 센서에 적용이 가능한 고신뢰성 REFET를 제작하였다. 제작된 REFET를 pH, pNa-ISFET에 사용하였을 때, 55.
제안 방법
- 그림에서 알 수 있듯이 형성된 이온 방해막은 OMR83/PVC 지 지체의 이중 층 구조로 구성 되어 있다. 1차 이온 방해막은 감광성 고분자 물질인 OMR83과 희석제인 톨루엔을 10:2 의 무게 비율(wt%)로 희석시켜 제조하였다. 제조된 재료를 바탕소자의 감지 게이트 부분에 사진식각 공정과정을 거쳐 형성하였다.
- 8mm이고, 표준 CMOS공정을 따라 설계 및 제작되었다.ORION 사제 수소이온 분말(ORION RESERCH, INC.BOSTON, MASS)을 3차 증류수(deionized water, 100 戒)에 용해시켜서 pH 2-pH 12 범위의 수소이온농도를 갖는 용액을 제조하여 pH 센서의 감응특성을 조사였나. 제조된 용액은 상용 유리 전극(ORION사제, pH electrode)을 이용하여 수소이온 농도를 확인하였다.
- 제조되었다. Sigma 사제 trizma-base(tris[hydroxymethyl]aminomethane) 를 pH 7.0 표준용액에 용해시켜 tris-완충용액을 제조한 다음, 제조된 tris-완충용액에 sigma사제 염화나트륨을 용해시켜서 1M에서부터 1(尸]\4까지 딘계별로 용액을 제조하여 pNa 센서의 감응특성을 조사하였다. 본 실험에서 사용된 기준전극은 슬립형 (ORION, 4M KC1, Ag/AgCl)막대전극을 사용하였고, 의사 기준전극으로는 화학적 내구성이 강한 백금을 사용하였다.
- 다음으로 이중 이온 방해막을 이용하여 제작된 REFET를 사용하여 실험을 하였다. 그림 7(a), (b) 는일반 상용기준전극과 제작된 REFET를 이용하여 실험한 결과이다.
- 본 실험에서 사용된 기준전극은 슬립형 (ORION, 4M KC1, Ag/AgCl)막대전극을 사용하였고, 의사 기준전극으로는 화학적 내구성이 강한 백금을 사용하였다. 또한 모든 측정은 항온조(circulator, MONO TECH. ENG. CO., MRL-1011D)를 이용하여 상온(25°C)을 유지시킨상태에서 측정 되었다.
- 센서의 드레인-소스 전압과 전류를 Vds=3V, 1*=126 必로 일정하게 유지시키고 의사기준전극을 회로에 접지시킨 영전위 회로를 사용하였다. 그림 3은 실제 측정회로도이다’
- 만일 금속전극이 용액 내에서 불안정성을 보이더라도 두 소자에 공통적으로 나타남으로 차동출력에 의해 제거 되어 진다. 이러한 측정원리를 이용하여 본 실험에서는 1차 이온 방해막인 OMR83만 사용한 단일 이온 방해 막 구조와 이중 이온 방해막 구조의 REFET를 제작하여 동작특성을 비교하였다. 그림 2는 차동 증폭을 이용한 측정원리를 나타낸 그림이다.
- 하지만, 지금까지 개발된 소형기준전극은 장시간 동안 안정된 기준 전위를 유지하는데 어려움이 따르며, 센서의 감지 표면변화로 인한 드리프트 및 온도, 빛 의존성 등의 많은 문제점들이 존재한다(4-6) 차동출력 방식을 이용한 REFET의 사용은 ISFET가 갖는 드리프트와 온도, 빛의존성 및 기준 전극의 소형화와 같은 전형적인 문제를 제거 할 수 있는 효과적인 방법이다(7,8) 그러나 장기적 안정성과 우수한 재현성 등의 기능적 요건을 갖춘 REFET의 제작은 어려움이 있다冷以 본 논문에서는 음성 감광성 고분자 물질인 OMR83을 사용한 단일 층 이온 방해막 구조와 OMR83/PVC지지체 막으로 이루어진 이중층 이온 방해막의 새로운 구조를 갖는 고신뢰성 REFET을 제작하였다. 제작된 REFET를 FET 형 pH, pNa 센서에 적용하여 그 동작특성을 조사 및 비교하였다.
- BOSTON, MASS)을 3차 증류수(deionized water, 100 戒)에 용해시켜서 pH 2-pH 12 범위의 수소이온농도를 갖는 용액을 제조하여 pH 센서의 감응특성을 조사였나. 제조된 용액은 상용 유리 전극(ORION사제, pH electrode)을 이용하여 수소이온 농도를 확인하였다.
- 1차 이온 방해막은 감광성 고분자 물질인 OMR83과 희석제인 톨루엔을 10:2 의 무게 비율(wt%)로 희석시켜 제조하였다. 제조된 재료를 바탕소자의 감지 게이트 부분에 사진식각 공정과정을 거쳐 형성하였다. 이때 형성된 OMR83의 두께는 약 2例 이었다.
- 이러한 결점들을 보완하기 위해서반도체 공정기술을 이용하여 안정된 소형기준 전극의 제작에 관한 연구가 진행되고 있다(1-3). 하지만, 지금까지 개발된 소형기준전극은 장시간 동안 안정된 기준 전위를 유지하는데 어려움이 따르며, 센서의 감지 표면변화로 인한 드리프트 및 온도, 빛 의존성 등의 많은 문제점들이 존재한다(4-6) 차동출력 방식을 이용한 REFET의 사용은 ISFET가 갖는 드리프트와 온도, 빛의존성 및 기준 전극의 소형화와 같은 전형적인 문제를 제거 할 수 있는 효과적인 방법이다(7,8) 그러나 장기적 안정성과 우수한 재현성 등의 기능적 요건을 갖춘 REFET의 제작은 어려움이 있다冷以 본 논문에서는 음성 감광성 고분자 물질인 OMR83을 사용한 단일 층 이온 방해막 구조와 OMR83/PVC지지체 막으로 이루어진 이중층 이온 방해막의 새로운 구조를 갖는 고신뢰성 REFET을 제작하였다. 제작된 REFET를 FET 형 pH, pNa 센서에 적용하여 그 동작특성을 조사 및 비교하였다.
대상 데이터
- 0 표준용액에 용해시켜 tris-완충용액을 제조한 다음, 제조된 tris-완충용액에 sigma사제 염화나트륨을 용해시켜서 1M에서부터 1(尸]\4까지 딘계별로 용액을 제조하여 pNa 센서의 감응특성을 조사하였다. 본 실험에서 사용된 기준전극은 슬립형 (ORION, 4M KC1, Ag/AgCl)막대전극을 사용하였고, 의사 기준전극으로는 화학적 내구성이 강한 백금을 사용하였다. 또한 모든 측정은 항온조(circulator, MONO TECH.
- 사용된 센서는 실리콘질화막을 감지막으로 갖는 pH-ISFET와 이 소자를 바탕소자로 하여 PVC 지지체 막에 sodium ionophore (Fluka, sodium ionophore HI) 를포함한 감지막을 갖는 pNa-ISFET을 사용하였나. 센서의 크기는 1.
- 센서의 크기는 1.0mmX 1.8mm이고, 표준 CMOS공정을 따라 설계 및 제작되었다.ORION 사제 수소이온 분말(ORION RESERCH, INC.
성능/효과
- 감응특성이다. 그림6 (a), (b)는 1차 이온 방해 막으로써 감광성 고분자 물질인 OMR83만을 사용하여 단일 이온 방해막 구조를 갖는 REFET의 수소 이온 농도에 따른 감응특성과 장기적 반복 측정의 감도 특성으로 수소이온에 대해 10.3 mV/pH의 평균 감응 특성을 보였다. 또한 장기 감도특성도 시간이 지날수록 재현성이 떨어지는 감응특성을 보였다.
- ISFET/QRE/REFET를 차동시스템을 도입하여 출력을 한 경우에는 pH 센서는 평균감도가 55.4 mV/pH, pNa 센서는 53.5 m\7decade의 평균감도를 보였다. 위 실험 결과에서 차동출력에 의하여 감도의 저하 특성을 보였다.
- pH 센서의 동작특성을 볼 때, 수소이온에 대한 평균 감도가 56.0 mV/pH이고, pNa-ISFET의 경우, 55.4 mV/decade의 평균감도를 보였다.
- 3 mV/pH의 평균 감응 특성을 보였다. 또한 장기 감도특성도 시간이 지날수록 재현성이 떨어지는 감응특성을 보였다. 이러한 결과로 볼 때, 앞에서 언급한 측정원리상 REFET가 갖추어야 할 기능요건에 부적합함을 알 수 있었다.
- 6mV/ decade 평균감도와 우수한 선형성을 보였다. 또한 장기 동작 특성에서 상용기준전극을 사용했을 때 보다 현저한 드리프트 감소와 재현성에서도 우수함을 보였다. 또한 이온 방해막으로 사용된 각 재료의 특성에 대한 면밀한 실험을 행하여 pH··ISFET 뿐만 아니라 PVC 지지체 감지막을 갖는 FET형 전해질 센서에 충분히 사용 가능한 고 신뢰성 REFET의 제작이 가능하리라 본다.
- 또한 장기 감도특성도 시간이 지날수록 재현성이 떨어지는 감응특성을 보였다. 이러한 결과로 볼 때, 앞에서 언급한 측정원리상 REFET가 갖추어야 할 기능요건에 부적합함을 알 수 있었다.
- 본 논문에서는 감광성 고분자물질(OMR83)과 PVC 지지체을 사용한 새로운 방법의 이중 이온 방해 막을 형성하여 pH-ISFET 뿐만 아니라 PVC지지체 감지 막을 갖는 FET형 전해질 센서에 적용이 가능한 고신뢰성 REFET를 제작하였다. 제작된 REFET를 pH, pNa-ISFET에 사용하였을 때, 55.4mV/pH, 53.6mV/ decade 평균감도와 우수한 선형성을 보였다. 또한 장기 동작 특성에서 상용기준전극을 사용했을 때 보다 현저한 드리프트 감소와 재현성에서도 우수함을 보였다.
- 그림 9는 그림 7과 동일한 실험 조건상에 시간경과에 따른 반복측정에 대한 감도변화를 측정한 결과이다.특성 실험결과에서 볼 때 이중층 이온 방해막을 사용했을 경우, 장기 안정도와 재현성이 뛰어남을 알 수 있었다.
후속연구
- 또한 장기 동작 특성에서 상용기준전극을 사용했을 때 보다 현저한 드리프트 감소와 재현성에서도 우수함을 보였다. 또한 이온 방해막으로 사용된 각 재료의 특성에 대한 면밀한 실험을 행하여 pH··ISFET 뿐만 아니라 PVC 지지체 감지막을 갖는 FET형 전해질 센서에 충분히 사용 가능한 고 신뢰성 REFET의 제작이 가능하리라 본다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.