[한국기술뉴스] 한국공학대학교 나노반도체공학과 김창규 교수 연구팀은 마이크로폰의 음향 감지 성능을 향상시키는 MEMS 기반 마이크로폰 제조방법을 개발했다. 개발된 기술은 한국공학대학교 산학협력단을 통해 2017년 12월 12일 특허를 출원(출원번호 제1020170170611호)했다. 특허 명칭은 '마이크로폰 장치 및 제조방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

MEMS란 반도체 기술, 기계 기술 및 광 기술 등을 융합하여 마이크로 단위의 작은 부품을 말합니다. 주로 반도체 제조 기술을 비롯한 초소형 기계 기술에 적용되고 있습니다. 한편, 마이크로폰이란 기계적 파형 에너지를 전기적 에너지로 변환해주는 장치입니다. 최근 들어  MEMS를 기반으로 한 정전용량형 마이크로폰이 다양하게 활용되고 있습니다.

그러나 종래의 정전용량형 마이크로폰은 외부로부터 과도한 음압이 유입되면 진동막의 붕괴가 발생하는 문제점이 있습니다. 또한 스마트폰 등 마이크로폰이 사용되는 기기에서 발생할 수 있는 정전기력의 영향으로 진동막과 백플레이트가 합착되는 현상이 발생할 수 있습니다. 이는 마이크로폰의 감도를 떨어뜨리고 내부 손상을 유발합니다.

한국공학대학교 김창규 교수 연구팀은 광섬유를 이용해 마이크로폰의 민감도를 향상시켜 넓은 공간에서도 음향 감지 성능을 제공할 수 있는 마이크로폰 제조방법을 발명했습니다.

SiO2 및 SOI 기판의 일면을 식각하여 입사면 및 출사면을 만듭니다. 기판을 고정영역과 진동영역으로 구분하고, 광섬유를 결합하여 마이크로폰 장치를 제조합니다. 기판은 광의 반사가 가능한 재질로서 기판에 수직하게 입사되는 광을 반사할 수 있습니다. 광섬유는 기판에 광을 제공하는 발광부와 반사된 광을 수집하는 수광부로 구성되어 있습니다. 광은 출사면에 의해 기판에 수직방향으로 반사되어 수광부에 의해 수집됩니다. 수집된 광량을 이용하여 음성신호로 변환할 수 있습니다. 

본 기술은 MEMS 기술을 이용하여 마이크로폰 장치를 초소형으로 제작할 수 있습니다. 또한 제조 방법이 단순하여 공정에 드는 비용을 줄일 수 있습니다.

본 발명을 통해 마이크로폰 장치의 민감도를 향상시켜 넓은 공간에서도 우수한 음향 감지 성능을 선보일 수 있을 것으로 기대됩니다.