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강유전체 박막의 MEMS 응용

전문가 제언: ○ 강유전체는 전자부품 및 소자산업 등 다양한 분야에 오랜 동안 사용되어 온 재료이다. 이는 강유전체가 가지는 전기광학 특성의 광학적 응용, 박막의 자발분극을 기반으로 비휘발성 메모리에 응용, 압전효과에 이용한 다양한 소자들의 출현으로 산업적 응용범위도 확대되고 있다.

○ 최근 디바이스는 이동기기의 급속한 발전과 소형화가 진행되고 있으며, 복수 부품을 하나의 칩에 올리는 원칩화 경향이 많아지고 있다. 따라서 강유전체 박막제조와 디바이스 응용분야는 매우 큰 잠재력을 가지고 있다. MEMS 기술에 응용할 수 있는 디바이스는 큰 시장성이 있을 것으로 기대하고 있다.

○ 강유전체 압전 박막을 MEMS 소자로 응용하기 위한 연구는 90년대 중반부터 전 세계적으로 다양한 제품을 목표로 진행되었으며, 실제로 전통적인 ZnO, AlN 압전 박막을 비롯하여 강유전체의 대표적인 PZT 박막은 반도체 기술의 발달로 인하여 우수한 압전 특성이 가시화 되고 있기 때문에 압전 MEMS 소자의 응용이 점차 확대될 전망이다.

○ 직접회로 공정기술로 마이크로전자회로에 센서, transducer, 액추에이터 등을 결합한 초소형 시스템에 대한 연구가 MEMS 연구 분야에 속한다. 여러 가지 다른 기판에 강유전체 박막을 증착하게 되면 MEMS에 새로운 기능을 부여할 수 있다.

○ 압전 특성에 기반한 마이크로 소자로는 마이크로 모터, 펌프, 밸브, 가속도측정기, 음향센서, 고주파 및 광 스위치 등이 있다. 그 외에 압전 마이크로 캔틸레버와 광 스캐닝을 위한 마이크로 거울의 배열이 있다.

○ 향후 박막기술 발전과 실용화에 있어서는 재료기술 이외에 MEMS 공정과 연계하는 것이 중요하다고 생각한다. 국내에서도 이와 관련한 연구, 세미나 및 교육이 실시되고 있어 관련자들의 관심이 많은 것으로 생각되어 발전에 거는 기대가 크다.

저자: Isaku KANNO
자료유형: 학술정보