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열전대 접합모양이 써모파일의 출력특성에 미치는 영향
Effects of Thermocouple Junction Shape on Output Characteristics of Thermopile 원문보기

대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C, 2006 July 12, 2006년, pp.1639 - 1640  

유금표 (고려대학교 제어계측공학과) ,  최우석 (고려대학교 바이오마이크로시스템협동과정) ,  김재성 (고려대학교 제어계측공학과) ,  이승환 (충주대학교 기계공학과) ,  권광호 (고려대학교 제어계측공학과) ,  민남기 (고려대학교 제어계측공학과)

초록
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MEMS형 써모파일은 온도계, 유속, 가스, 칼로리미터 등 다양한 산업 분야에 응용되고 있다. 현재 상용화되어 있는 대부분의 MEMS형 써모파일에서는 습식 이방성 에칭방식으로 다이어프램을 제작하고, 막의 구성은 산화막/질화막/산화막 혹은 산화막/질화막의 적층으로 되어 있다. 본 논문에서는 $XeF_2$시스템을 사용해 전면으로부터 에칭하여 저응력 질화막을 다이어프램을 제작하였고, 열전대 물질로는 poly-Si과 Al을 사용하였다. 그리고 각각의 열전쌍은 열접점에서 Al 패턴시, 사각형의 오픈 면적을 두어 접합된 모양을 달리하여 설계 제작하였다. 소자의 크기는 $2{\times}2mm^2$이고, 능동영역은 $400{\times}400{\mu}m^2$이다. 써모파일의 출력은 적외선 램프의 전력이 3W($80^{\circ}C$)일 때, 오픈된 면적이 증가할수록 출력이 증가하였으며, 오픈된 면적이 $300{\mu}m^2$ 일때의 출력은 약1mV로 나타났다. 이러한 특성으로부터 계산된 오픈된 면적에 따른 출력비는 약 $0.3nV/{\mu}m^2$이다.

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  • (a)는 열접점에서의 다결정 실리콘과 알루미늄의 형성된 모양율 보여쭌다. 알루미늄의 오픈된 면적의 변화에 따른 출력욜확인 할 것이다. (b)는 다이어프램의 두깨를 측정한 SEM 사진이고, (C)는 채작된 다이어프램이다.
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