사업화 유망기술

반도체 소자 및 이를 포함하는 센서

반도체 소자 및 이를 포함하는 센서

유기물과 같은 기재위에 반도체 박막 예비층을 형성하고, 강도가 큰 입자를 반도체 박막 예비층의 표면과 접촉시켜 스크래치를 형성함으로써 간단한 방법으로 고감도 반도체 소자를 제조함

보유기관 : 한국화학연구원       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

유기물과 같은 기재위에  반도체 박막 예비층을 형성하고, 강도가 큰 입자를 반도체 박막 예비층의 표면과 접촉시켜 스크래치를 형성함으로써 간단한 방법으로 고감도 반도체 소자를 제조함

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
반도체 소자 및 이를 포함하는 센서 PCT/WO2020-009413
반도체 소자 및 이를 포함하는 센서 10-2128427
반도체 소자 및 이를 포함하는 센서 10-2200350

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기존 기술의 문제점

- 반도체 방식의 센서는 작은 크기 및 집적화가 가능한 장점을 가지고 있으나, 센서 소재의 선택성과 감도가 떨어지고, 고온에서 작동하므로 소비전력이 큰 문제가 존재함

- 이러한 문제를 해결하기 위하여 바텀업(bottomup) 소재 및 탑다운(topdown) 소재가 사용되고 있으나, 바텀업 소재는 나노 소재의 균일성 및 안정성의 문제가 존재하며 탑다운 소재는 나노 리소그래피가 필요하기 때문에 사업화가 어려움

기존 기술과의 차별성(기술의 특장점 또는 효과 등)

- 반도체 박막의 물리적 구조 및 화학적 특성이 변화되어 센서의 감도가 향상됨

- 제조된 반도체 소자는 제조방법이 간단하여 공정 시간 및 비용 감축이 가능함

- 또한, 소자의 크기가 매우 작아(나노 크기) 센서의 작동 온도 및 소비전력이 감소됨

주요기술구성(상세설명 등)

- 스크래치는 폭이 10nm 내지 250nm이고, 깊이가 0.5nm 이상임

- 반도체 박막 예비층 보다 강도가 큰 입자는 다이아몬드 입자이고, 평균 입경(D50)이 1㎛ 내지 10㎛임

적용분야 및 적용제품

- 고효율 반도체 설계

- 제조 및 반도체 박막 가스센서 어레이 제조 분야
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