초록 ▼

1. 연구개발 목표
향후 중요한 에너지원으로 부상하게 될 수소의 제조 및 저장, 그리고 각종 이용분야에서 안전 및 제어에 필수적인 수소센서를 형성할 수 있는 접촉연소식 센서기판을 제작한다.
2. 연구개발 결과
1) 미세가공
센서기판 크기: 2.0mm x 2.0mm (1500개/4인치 웨이퍼)
백금히터 크기: 폭 20um, 두께 2um
감지체 크기: 0.1mm x 0.1mm
캐비티 크기: 면적 600um x 600um, 깊이 200um
2) 센서특성
감지도: 5이상
측정

1. 연구개발 목표
향후 중요한 에너지원으로 부상하게 될 수소의 제조 및 저장, 그리고 각종 이용분야에서 안전 및 제어에 필수적인 수소센서를 형성할 수 있는 접촉연소식 센서기판을 제작한다.
2. 연구개발 결과
1) 미세가공
센서기판 크기: 2.0mm x 2.0mm (1500개/4인치 웨이퍼)
백금히터 크기: 폭 20um, 두께 2um
감지체 크기: 0.1mm x 0.1mm
캐비티 크기: 면적 600um x 600um, 깊이 200um
2) 센서특성
감지도: 5이상
측정범위: 0.02 ~ 10%
감지속도: 0.1sec 이내
소비전력: 3mW 이하
선택성: 아이소부탄의 500배 이상
3. 연구개발 성과
수소센서와 관련된 하드웨어 및 소프트웨어 기술확보 및 수소감지기 제작
4. 기대효과
수소센서기판, 수소감지기 기술 등은 연료전지 및 수소연구에 당장 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 향후 수소에너지의 상용화를 촉진할 수 있는 근간기술로 자리매김할 수 있을 것으로 생각한다.

Abstract ▼

In this study, we fabricated the substrate for catalytic combustion type hydrogen gas sensor by MEMS (Micro ElectroMechanic System) technology.
This sensor substrate is composed of a platinum micro heater(width:20㎛, thickness:2㎛) and a cavity(dimension:600㎛ x 600㎛, depth:200㎛) to improve the ther

In this study, we fabricated the substrate for catalytic combustion type hydrogen gas sensor by MEMS (Micro ElectroMechanic System) technology.
This sensor substrate is composed of a platinum micro heater(width:20㎛, thickness:2㎛) and a cavity(dimension:600㎛ x 600㎛, depth:200㎛) to improve the thermal efficiency. Also, the size is very small, 1.8㎜ x 2.4㎜ and this can be made by 1,500 units in a 4 inch silicon wafer.
The hydrogen sensor using the substrate works at low temperature around 100℃, and need only 3㎽ electric power. Moreover, this sensor could detect very low concentration of hydrogen gas up to 0.02%, but also exhibits no cross sensitivity to other flammable gases such as iso-butane, methane. Compared to conventional sensor technology, the results described above is very excellent, and we could expect to make it commercialize in a future.

목차 Contents

• 제출문...1
• 보고서 초록...2
• 요약문...3
• Summary...6
• 목차...7
• 제1장 연구개발과제의 개요 ...9
• 제1절 연구개발의 목적 및 필요성 ...9
• 제2절 연구개발의 범위 ...9
• 1. 수소센서기판의 제작 ...10
• 2. 고감도 감지체 제작 ...10
• 3. 수소센서 특성 측정기술 ...10
• 4. 수소 감지기 제작기술 ...10
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ...11
• 제1절 외국의 기술개발 현황 ...11
• 제2절 국내의 기술개발 현황 ...13
• 제3절 조사연구개발 사례에 대한 평가 ...13
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...16
• 제1절 이론적 배경 ...16
• 1. 접촉연소식 가스센서의 원리 ...16
• 2. 미세가공기술 ...17
• 3. 접촉연소식 MEMS 수소센서의 특징 ...18
• 제2절 연구개발 내용 ...18
• 1. 센서 제조공정 ...19
• 2. 수소센서의 동작회로 ...29
• 3. 측정시스템 ...29
• 제3절 연구개발 결과 ...30
• 1. 제작된 수소센서의 특성 ...30
• 제4장 목표달성도 및 관련분야 기여도 ...35
• 제1절 연구개발목표의 달성도목표달성도 및 관련분야 기여도 ...35
• 1. 연구개발 내용 및 범위와 달성도 ...35
• 2. 연구개발 목표 및 결과와 달성도 ...35
• 제2절 관련분야 기술발전 기여도 ...36
• 1. MEMS 기술을 이용한 Micosensor ...36
• 2. 대량 생산이 가능한 고기능 수소센서 및 감지기 제작 기술 ...36
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...39
• 제1절 연구개발성과의 실용화 ...39
• 1. 국내외 시장 현황 및 전망 ...39
• 2. 사업화 계획 ...39
• 제2절 연구개발을 통해 파생된 성과 ...39
• 1. 연구개발성과의 기술적 응용잠재력 ...39
• 2. 연구개발성과의 산업, 공공분야 파급효과 ...40
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...41
• 참고문헌 ...42