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다이아몬드 및 DLC MEMS

전문가 제언: ○ MEMS를 구성하는 각종 액추에이터, 센서, 제어관계 디바이스들의 재료는 시스템에 따라 다르지만 대체로 우수한 기계·전기·생화학·열적 특성과 가공성 등이 요구된다. 이러한 재료특성을 갖는 대표적인 것으로 MEMS개발초기 이래 실리콘이 많이 이용되어 왔으나 근래에는 금속, 유리, 폴리머 등으로 확산되고 있는 추세이다.

○ 최근 MEMS재료 후보군 중에서 내마모성, 고온 환경적응성, 화학적 불활성, 열전도성, 생체적합성 등에서 매우 우수한 다이아몬드와 DLC(Diamond-like Carbon)의 재료특성을 MEMS 디바이스에 응용하는 연구개발 사례가 증가하고 있다. 이 리뷰논문은 다이아몬드 및 DLC의 MEMS재료특성과 응용동향을 분석한 내용으로서 국내 연구원들에게 유용한 정보를 제공하고 있다.

○ 1980년대 중반 MEMS기술이 출현한 이래 실리콘과 반도체미세가공기술은 MEMS디바이스의 기반기술 역할을 해왔고, 이 기술을 활용한 MEMS제품들이 출현하였다. 그러나 2000년을 전후하여 MEMS응용범위가 바이오·의료, 고주파통신, 광학기기, 에너지, 환경 등에 확산되면서 금속, 유리, 폴리머 등의 전기적, 기계적, 화학적, 생물학적 특성을 응용하는 MEMS디바이스개발사례가 증가하는 추세이다.

○ 이 리뷰논문에서 다이아몬드와 DLC의 표면(코팅)특성과 MEMS재료특성이 현재 주류를 이루고 있는 실리콘이나 PDMS와 같은 폴리머를 대체할 수 있을 만큼 우수한 점을 들어, 마이크로엔진, 리니어모터, 기어를 비롯하여 각종 센서, 공진기, 마이크로냉각기, 나노구조의 전계방출 팁, 바이오센서 등 각종 MEMS디바이스에 유용함을 제시하고 있다.

○ 최근의 국내외 논문을 보면, MEMS디바이스용 재료의 주축은 실리콘/탄화실리콘, 폴리머, 유리, 일부금속 등이다. 앞으로는 다이아몬드/DLC의 우수한 재료특성을 MEMS에 적용하기 위한 연구가 확대될 것으로 전망된다. 다만 코스트와 가공기술개발이 관건이다. 이에 대한 국내 연구원들의 관심과 도전을 기대한다.

저자: LUO J.K., FU Y.Q., LE H.R., WILLIAMS J.A., SPEARING S.M., MILNE W.I.
자료유형: 학술정보