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바이모르프 형태의 정전용량형 적외선 검출기의 설계 및 제작

전문가 제언: ○ MEMS는 많은 응용 가능성을 바탕으로 반도체 공정의 발달과 함께 꾸준히 연구되고 있는 분야다. 본고에서 소개한 MEMS 적외선 감지기는 주된 응용분야 중 하나다. 열 검출기는 적외선 복사에너지를 흡수하여 그 차이로부터 전기적 신호를 검출하는 방식이다. 열 검출기는 열전대, 볼로미터, 초전형 검출기 등의 방식이 있다.

○ 열 검출기는 비냉각 방식으로서 소형화시킬 수 있다는 장점이 있으나 광 검출 방식의 적외선 감지에 비하여 낮은 감도와 같은 단점이 있다. 그러나 최근 MEMS 기술의 발달로 실시간 열영상 획득이 가능한 고성능의 볼로미터 및 초전형 검출기가 연구되고 많은 응용 부분으로 개발되고 있는 상황이다.

○ 이러한 적외선 검출이 사용되는 분야는 무궁무진하다. 깜깜한 어둠 속에서도 선명하게 영상정보를 제공하므로 소총 및 야간 조준경과 같은 군사용, 의료 영상진단 분야, 교통, 범죄예방 등에 사용되고 화재 시 투시카메라, 송전 선로 및 전선의 과부하 지점 포착, 반도체 소자의 불량 부분 검색 등에 사용된다. 시장규모 또한 증가하여 전자통신연구원의 보도자료에 의하면 비냉각형 적외선 영상센서의 시장규모는 2009년 국내 200억 원, 세계 10억 달러를 초과할 것으로 전망하고 있다.

○ ETRI(전자통신연구원)에서는 최근 적외선 영상 전문업체인 아이쓰리시스템과 비냉각형 QVGA급 적외선 영상 카메라용 칩을 개발하였고, 이 외에도 본 논문과 같은 내용으로 KAIST, 고려대학교 등 많은 곳에서 MEMS 기반의 적외선 검출기에 대해 연구가 지속되고 있다.

○ 미국의 South Florida 대학, Missouri-Columbia 대학 등에서도 MEMS 방식의 적외선 검출기를 발표한 적이 있으며 일본의 Toyota 기업에서도 자동차 부품용으로 연구한 바가 있다. MEMS 타입의 적외선 검출기는 고성능, 저비용의 장점을 가지므로 볼로미터 재료에 대한 연구 및 구조의 최적화가 이루어진다면 앞으로 기존의 적외선 검출기들을 대체할 것으로 예상된다.

저자: Il Woong Kwon, a, , Jong Eun Kima, Chi Ho Hwanga, Yong Soo Leea and Hee Chul Leea
자료유형: 학술정보