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금속 산화물 나노로드와 환원된 그래핀 옥사이드의 하이브리드 구조를 이용한 쇼트키 다이오드 기체 센서 및 이의 제조 방법

  • 기술번호 : KST2018015385
  • 담당센터 : 경기기술혁신센터
  • 전화번호 : 031-8006-1570
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 금속 산화물 나노로드와 환원된 그래핀 옥사이드의 하이브리드 구조를 이용한 쇼트키 다이오드 기체 센서에 관한 것이고, 또한 이러한 센서의 제조 방법에 관한 것이다.본 발명에서는 하이브리드 물질을 기반으로 한 기판 상에 형성된 AlGaN/GaN 이종접합 반도체 기판을 이용해 상온에서 유해가스 검출용 센서용 구조를 제안하고자 한다. 센서의 감지 성능을 증가시키기 위하여, AlGaN/GaN 기판 위에 2차원의 환원된 산화 그래핀과 3차원의 금속 산화물 나노로드를 결합하여 3차원 나노하이브리드 구조를 형성함으로서 분석물질인 유해 기체분자와 감지 영역의 접촉 단면적을 증가시키어 검출신호를 더 크게 하는 것이 가능하다.본 발명에 따른 가스센서의 경우 저전력, 저농도 감지, 빠른 반응 및 회복 속도 및 상온작동이 가능하다. 본 발명에 따라 개발된 가스센서는 상온에서 이산화질소, 이산화황, 포름알데히드 기체를 5ppm 이하에서 검출할 수 있다.
Int. CL G01N 27/12 (2006.01.01) H01L 21/768 (2006.01.01) H01L 29/872 (2006.01.01) H01L 29/778 (2006.01.01)
CPC G01N 27/129(2013.01) G01N 27/129(2013.01) G01N 27/129(2013.01) G01N 27/129(2013.01) G01N 27/129(2013.01)
출원번호/일자 1020170060978 (2017.05.17)
출원인 성균관대학교산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2018-0126228 (2018.11.27) 문서열기
공고번호/일자 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 발송처리완료
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2017.05.17)
심사청구항수 9

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 성균관대학교산학협력단 대한민국 경기도 수원시 장안구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이내응 대한민국 경기도 수원시 장안구
2 니엔 민 트릿 베트남 경기도 수원시 장안구
3 양진아 대한민국 경기도 수원시 장안구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 남건필 대한민국 서울특별시 영등포구 경인로 ***, *동 ***호(엔씨 국제특허법률사무소)
2 차상윤 대한민국 서울특별시 영등포구 경인로 ***, *동 ***호(엔씨 국제특허법률사무소)
3 박종수 대한민국 서울특별시 영등포구 경인로 ***, *동 ***호(엔씨 국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 성균관대학교산학협력단 대한민국 경기도 수원시 장안구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2017.05.17 수리 (Accepted) 1-1-2017-0468598-13
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2017.12.12 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2018.02.06 수리 (Accepted) 9-1-2018-0006027-40
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2018.10.02 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0674168-07
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2018.12.03 수리 (Accepted) 1-1-2018-1206470-69
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2018.12.03 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2018-1206471-15
7 등록결정서
Decision to grant
2019.02.26 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2019-0142958-16
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번호 청구항
1 1
기판;상기 기판 상의 AlGaN/GaN층으로서 그 사이의 계면에 2DEG(2 dimensional electron gas)층이 형성되어 있는 AlGaN/GaN층;상기 AlGaN층 위의 일부분에 형성된 절연층;상기 절연층 상에 형성된 제 1 전극층;상기 AlGaN/GaN층의 일부분은 GaN 층이 노출되도록 패터닝되어 있으며, 상기 노출된 GaN층 상에 형성된 제 2 전극층;상기 제 2 전극층을 보호하기 위한 보호층; 및상기 제 1 전극층 및 상기 제 2 전극층 사이의 AlGaN층 위에 형성된 금속 산화물 나노로드 및 환원된 그래핀 옥사이드의 하이브리드층을 포함하고,상기 보호층은 제 1 보호층 및 제 2 보호층을 포함하고, 상기 제 2 전극층 위에 제 1 보호층 및 제 2 보호층이 차례대로 배치되며, 상기 제 1 보호층은 상기 제 2 전극층을 인캡슐레이션하고 있어 제 2 전극층 위에서 금속 산화물의 성장을 방지하고, 상기 제 2 보호층은 상기 제 1 전극층과 상기 제 2 전극층이 상기 환원된 그래핀 옥사이드에 의해 전기적으로 접합되는 것을 막도록 배치되며, 이에 의해 상기 제 1 전극층과 상기 하이브리드층은 오믹 접합(ohmic contact)을 이루고, 상기 제 2 전극층과 상기 GaN층은 오믹 접합을 이루며, 상기 하이브리드층은 상기 AlGaN/GaN층과 쇼트키 접합(Schottky contact)을 이루는,금속 산화물 나노로드와 환원된 그래핀 옥사이드의 하이브리드 구조를 이용한 쇼트키 다이오드 기체 센서
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제 1 항에 있어서,상기 절연층은 Al2O3 층인,금속 산화물 나노로드와 환원된 그래핀 옥사이드의 하이브리드 구조를 이용한 쇼트키 다이오드 기체 센서
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제 1 항에 있어서,상기 금속 산화물 나노로드는 산화아연 나노로드인,금속 산화물 나노로드와 환원된 그래핀 옥사이드의 하이브리드 구조를 이용한 쇼트키 다이오드 기체 센서
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제 1 항에 있어서,상기 금속 산화물 나노로드 및 환원된 그래핀 옥사이드의 하이브리드층에서 상기 금속 산화물 나노로드는 상기 AlGaN층으로부터 수직으로 성장된,금속 산화물 나노로드와 환원된 그래핀 옥사이드의 하이브리드 구조를 이용한 쇼트키 다이오드 기체 센서
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제 1 항 내지 제 3 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 금속 산화물 나노로드와 환원된 그래핀 옥사이드의 하이브리드 구조를 이용한 쇼트키 다이오드 기체 센서를 이용하며, 상기 쇼트키 다이오드 기체 센서에 역바이어스(reverse biasing)를 인가하여 전기적 신호 변화를 이용해 검지하고자 하는 기체의 존재 여부를 판단하는,금속 산화물 나노로드와 환원된 그래핀 옥사이드의 하이브리드 구조를 이용한 쇼트키 다이오드 기체 센서를 이용한 검지 방법
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기판 상에 AlGaN/GaN 층을 증착하고, AlGaN/GaN 사이에 2DEG(2 dimensional electron gas)층이 형성되는 단계;상기 GaN층이 노출되도록 일부분을 패터닝하는 단계;상기 AlGaN 층 위의 일부분에 절연층을 증착하는 단계;상기 절연층 상에 제 1 전극층을 형성하고, 상기 노출된 GaN층 상에 제 2 전극층을 형성하는 단계;상기 제 2 전극층을 보호하는 제 1 보호층을 증착하는 단계;상기 제 1 전극층 및 상기 제 2 전극층 사이의 AlGaN층 위에 금속 산화물 나노로드를 성장시키는 단계;상기 제 2 전극층과 상기 제 1 전극층 사이의 접합을 막기 위해 상기 제 2 전극층 위에 제 2 보호층을 증착하는 단계;상기 금속 산화물 나노로드 및 상기 AlGaN층을 연결하며 감싸도록 그래핀 옥사이드층을 형성시키는 단계; 및상기 그래핀 옥사이드층을 환원시키는 단계를 포함하고,상기 제 1 보호층은 상기 제 2 전극층을 인캡슐레이션하고 있어 제 2 전극층 위에서 금속 산화물의 성장을 방지하고, 상기 제 2 보호층은 상기 제 1 전극층과 상기 제 2 전극층이 상기 환원된 그래핀 옥사이드에 의해 전기적으로 접합되는 것을 막도록 배치되며, 이에 의해 상기 제 1 전극층과 상기 하이브리드층은 오믹 접합(ohmic contact)을 이루고, 상기 제 2 전극층과 상기 GaN층은 오믹 접합을 이루며, 상기 하이브리드층은 상기 AlGaN/GaN층과 쇼트키 접합(Schottky contact)을 이루는,금속 산화물 나노로드와 환원된 그래핀 옥사이드의 하이브리드 구조를 이용한 쇼트키 다이오드 기체 센서의 제조 방법
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제 10 항에 있어서,상기 절연층은 Al2O3 층인,금속 산화물 나노로드와 환원된 그래핀 옥사이드의 하이브리드 구조를 이용한 쇼트키 다이오드 기체 센서의 제조 방법
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제 10 항에 있어서,상기 금속 산화물 나노로드는 산화아연 나노로드인,금속 산화물 나노로드와 환원된 그래핀 옥사이드의 하이브리드 구조를 이용한 쇼트키 다이오드 기체 센서의 제조 방법
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제 10 항에 있어서,상기 금속 산화물 나노로드 및 환원된 그래핀 옥사이드의 하이브리드층에서 상기 금속 산화물 나노로드는 상기 AlGaN층으로부터 수직으로 성장되는,금속 산화물 나노로드와 환원된 그래핀 옥사이드의 하이브리드 구조를 이용한 쇼트키 다이오드 기체 센서의 제조 방법
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 미래창조과학부 한국나노기술원 나노·소재기술개발 화합물반도체 기반 고성능 HEMT 센서 및 고감도 자기센서 공정플랫폼 개발