KR100495802B1 - 적외선 감지용 픽셀 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적외선 감지용 픽셀 및 그 제조방법에 관한 것으로, 읽어내기 회로를 포함하는 반도체 기판, 반도체 기판 상부에 공간적으로 분리되어 위치하며 적외선을 감지하는 감지부 및 반도체 기판과 감지부를 연결하며, 외부에 절연 기둥 및 내부에 전도성 브릿지의 이중 실린더 모양으로 된 복수개의 지지대를 포함하고, 감지부로부터 감지된 신호는 전도성 브릿지를 통해 반도체 기판의 읽어내기 회로에 전달되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 구조가 제조되기에 용이하며 열적 및 전기적 특성도 종래의 구조보다 양호하고, 감지기의 면적 효율이 높은 효과가 있다.
Description
본 발명은 적외선 감지기에 관한 것으로서, 특히 감지회로의 전극과 감지부의 전극 사이에 전도층 및 절연층으로 구성된 이중 기둥을 갖는 적외선 감지용 픽셀 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 적외선을 감지하기 위한 센서로는 열전효과를 이용한 열전대 센서(THERMOPILE SENSOR), 초전현상을 이용한 초전(PYROELECTRIC) 센서, 바이어스를 인가하여 유전율의 변화를 감지하는 강유전체 볼로미터(FERROELECTRIC BOLOMETER), 그리고 온도 변화에 따른 저항의 변화를 감지하는 저항형 볼로미터 등이 많이 사용되어진다. 이중에서 저항형 볼로미터는 입사된 적외선을 흡수하여 변화된 감지소자의 온도 변화에 따른 저항 변화를 이용하여 적외선을 감지하는 방식으로 다른 방식의 센서보다 감도가 높아 일반적으로 고감도가 요구되는 열적 이미지 시스템(THERMAL IMAGING SYSTEM)과 같은 곳에서 응용되고 있다.
이하에서는 종래 기술에 의한 적외선 감지용 픽셀을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 미국특허 제 Re.36,706호에 개시된 2-레벨의 마이크로브릿지 볼로미터 픽셀로서, 도 3(a)는 단면도를, 도 3(b)는 평면도를 나타낸다.
도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 하부 레벨은 그 층으로 투과하는 적외선을 반사시키기 위하여 Pt, Au, 또는 Al과 같은 반사성 금속 막 표면을 가지며, 상부 레벨은 약 1~2 ㎛의 공기 간극에 의하여 하단으로부터 분리되어 있는데, 이것은 반사된 적외선이 입사되는 적외선과 간섭하여 감지도를 보다 높은 레벨로 높인다. 하부 레벨은 단결정 실리콘 기판과 같은 평탄하게 표면화된 반도체 기판(300)을 갖는다. 기판의 표면에는 다이오드들, 버스 선들, 연결선들과 컨택트 패드들(미도시), 통상적인 실리콘 집적회로(IC) 기술을 따르는 부품들이 제조된다. 이러한 집적회로는 실리콘 나이트라이드의 보호층(302)으로 덮여진다.
상부 레벨은 제1 실리콘 나이트라이드 층(304),바나디움 또는 타이타늄 산화물 등의 박막 저항성 층(306), 상기 층들(304,306)상에 형성된 제2 실리콘 나이트라이드 층(308) 및 제2 실리콘 나이트라이드 층(308)상에 형성된 적외선 도포층(310)을 포함한다. 얇은 적외선 흡수체 도포층(310)은 약 2 nm 두께이며, 일반적으로 퍼멀로이(permalloy)라 불리는 니켈과 철의 합금일 수 있다. 이때 제1 및 제2 실리콘 나이트라이드 층들(304,306)은 동시에 아래쪽으로 확장하여 상부 레벨을 위한 경사진 지지대(312)를 구성한다. 간극 또는 간격(314)은 제1 및 제2 실리콘 나이트라이드 층들이 증착될 때까지 쉽게 분해되는 글래스(glass) 또는 다른 분해 가능한 물질로 채워져 있다. 이때 분해가능한 물질은 수정, 폴리이미드와 레지스트 등이 가능하다. 이어서 분해가능한 물질은 분해에 의하여 제거되어 열 격리 간극 또는 공기 간극을 제공한다. 그러나, 이러한 감지부와 읽어내기 회로가 형성된 기판 사이에 간극을 갖는 구조는 높이 차이가 수 ㎛ 이므로, 감광마스크 작업 시 DOF(Depth-of-focus)에 의한 패턴의 불균일성이 발생할 수 있는 문제가 있다.
도 4는 미국특허 제6,046,485호에 개시된 적외선 감지 픽셀을 도시한 평면도이다.
도 4를 참조하여 구조를 간략하게 설명하면, 픽셀은 첫 번째 컨택트(400)와 두 번째 컨택트(402)를 갖는다. 그리고 첫 번째 컨택트(400)와 두 번째 컨택트(402)에 각각 첫 번째 저항체 다리(404)과 두번째 저항체 다리(406)가 달려 있다. 이들 저항체 다리들(404,406)의 각각은 첫 번째 컨택트 점(408)과 두 번째 컨택트 점(410)에 연결되어 있다. 두 개의 평행한 저항체 경로들이 첫 번째 컨택트 점(408)과 두 번째 컨택트 점(410)의 사이에 연결된다. 보다 세부적으로는, 첫 번째 저항성 경로(412)는 첫번째 컨택트 점(408)으로부터 픽셀의 오른쪽 변을 따라 두 번째 컨택트 점(410)으로 진행한다. 마찬가지로, 두 번째 저항성 경로(414)는 첫 번째 컨택트 점(408)으로부터 픽셀의 왼쪽 변을 따라 두 번째 컨택트 점(410)으로 진행한다. 이들 저항체 경로들의 각각은 열 구조를 생성하여 전류 인가에 의하여 가열된다. 열의 생성은 이후 첫 번째 저항체 경로(412)와 두 번째 저항체 경로(414)에 의하여 둘러싸여진 반응성 면적(416)으로 전달된다. 이들 저항체들의 가열은 또한 반응성 면적(416)의 열을, 마이크로에미터의 경우 적외선 신호들의 방출을 생성한다.
도 5는 대한민국 공개특허 제2001-0056678호에 개시된 적외선 감지용 저항성 볼로미터 센서를 설명하기 위한 도면으로서, 도 5(a)는 사시도를, 도 5(b)는 도 5(a)의 AA'에서의 단면도를 나타낸다.
도 5(a) 및 도 5(b)를 참조하면, 적외선 감지용 저항성 볼로미터 센서는 실리콘 기판(500)의 상부 전면에 위치하는 씨드 층(502)과, 씨드 층(502)의 상부에 각각 독립적으로 위치하며, 한 쌍의 구조와 다른 한 쌍의 구조 사이의 영역이 넓게 이격되어, 그 이격 영역에 형성되는 구조를 지지하는 지지대(504)와, 각 지지대(504) 상에 위치함과 아울러 지지대(504) 사이의 이격 영역 측에서, 씨드 층(502)과는 소정의 거리로 이격되어 위차하는 영역을 갖는 절연막(506)과, 지지대(504) 중 대각선 방향으로 마주하는 두 지지대 상에 위치하며, 지지대(504) 사이의 이격 영역 상에 위치하는 절연막(506) 상에서 절곡부를 갖도록 위치하는 저항체 박막(508)과, 지지대(504) 상에 위치하는 저항체 박막(508)의 상부에 위치하는 패드(510)로 구성되며, 패드(510)와 저항체 박막(508)의 노출된 부분의 상부에 절연막(미도시)이 위치한다. 그러나, 이러한 감지기 구조는 읽어내기 회로가 형성된 기판의 패드 안쪽에 위치하므로 감지기의 면적 효율이 낮은 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 감지부를 읽어내기 회로가 형성된 기판과 간극에 의하여 격리시키되 감지부의 전극과 읽어내기 회로의 전극 사이에만 기둥을 이용하여 전기적으로 연결함으로써 구조가 제조하기 용이하고 유효 감지 면적을 최대로 확보할 수 있는 적외선 감지용 픽셀 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 적외선 감지용 픽셀은, 읽어내기 회로를 포함하는 반도체 기판, 반도체 기판 상부에 공간적으로 분리되어 위치하며 적외선을 감지하는 감지부 및 반도체 기판과 감지부를 연결하며, 외부에 절연 기둥 및 내부에 전도성 브릿지의 이중 실린더 모양으로 된 복수개의 지지대를 포함하고, 감지부로부터 감지된 신호는 전도성 브릿지를 통해 반도체 기판의 읽어내기 회로에 전달되는 것이 바람직하다.
상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 적외선 감지용 픽셀의 제조방법은, 읽어내기 회로가 형성된 반도체 기판의 표면에 복수개의 읽어내기 회로의 전극을 형성하는 (a) 단계, 전체 상부에 제1 절연막 및 제2 절연막을 순차적으로 증착하는 (b) 단계, 상기 제1 절연막 및 제2 절연막의 일부분을 식각하여 상기 전극 상부에 홀을 형성하는 (c) 단계, 전체 상부에 제3 절연막을 증착하고, 상기 제2 절연막 및 전극 상부의 상기 제3 절연막을 제거하여 상기 홀 내부에 절연 기둥을 형성하는 (d) 단계, 상기 절연 기둥을 전도성 물질로 매립하여 전도성 브릿지를 형성하는 (e) 단계, 전체 상부에 적외선을 감지하는 감지부를 형성하는 (f) 단계 및 상기 제1 절연막을 선택적으로 제거하여 상기 반도체 기판과 감지부 사이에 간극을 형성하는 (g) 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 (f) 단계는, 전도성 금속을 증착하여 상기 전도성 브릿지와 전기적으로 연결되는 하부 전극을 형성하는 단계, 상기 하부 전극 상에 적외선 감지 물질을 증착하는 단계, 전도성 금속을 증착하여 상기 전도성 브릿지와 전기적으로 연결되는 상부 전극을 형성하는 단계, 상기 상부 전극 상에 적외선 흡수 물질을 증착하는 단계 및 제4 절연막을 증착하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 적외선 감지용 픽셀의 평면도 및 단면도이다. 도 1(a)는 픽셀 어레이중 한 개의 감지기용 픽셀 구조의 평면도를 나타내며, 중앙의 감지용 픽셀 양옆에는 동일한 감지용 픽셀이 배치되어 어레이를 이룬다. 도 1(b)는 도 1(a)에 의한 감지용 픽셀의 AA' 에서 바라본 단면도이다. 하나의 감지용 픽셀은 읽어내기 회로가 형성된 반도체 기판(100), 읽어내기 회로(ROIC: Read Out Integrated Circuit)의 전극(102a,102b), 전도성 브릿지를 감싸는 절연 기둥(104a,104b), 전도성 브릿지(106a,106b), 하부 절연성 멤브레인(membrane)(108), 하부 전극(110), 적외선 감지 물질층(112), 상부 전극(114), 적외선 흡수층(116), 상부 절연성 멤브레인(118), 그리고 읽어내기 회로를 포함하는 하부 반도체 IC를 보호하기 위한 보호막(120)으로 이루어진다. 이때 적외선 감지물질층은 열전대(thermoelectric), 볼로미터(bolometer) 또는 초전체(pyroelectric) 등 인 것이 바람직하다.
픽셀 어레이를 구성하는 개별 감지부는 신호처리 회로가 형성된 반도체 기판(100) 위에 세워진 지지대 상부에 형성된 평판 모양을 갖고 있는데, 지지대는 그 속에 금속 또는 전도성 물질이 포함된 전도성 브릿지(106a,106b)와 전도성 브릿지(106a,106b)의 외부를 절연성 물질이 감싸고 있는 절연 기둥(104a,104b)으로 이루어진다. 이때 전도성 브릿지(106a,106b)는 반도체 기판에 형성된 읽어내기 회로 전극(102a,102b)과 전기적으로 연결된다. 이러한 지지대의 높이는 1~2 ㎛ 정도인 것이 바람직하다.
지지대 위에 형성되는 개별 감지부는 최하단부에 하부 절연성 멤브레인(108)이 형성되고, 하부 절연성 멤브레인(108) 상부에 하부 전극(110)이 형성된다. 하부 전극(110)은 하나의 픽셀에 형성된 두개의 지지대 중 하나의 지지대에 대한 전도성 브릿지(106a)와 전기적으로 연결된다. 하부 전극(110)의 상부에는 적외선 감지 물질층(112), 상부 전극(114), 적외선 흡수층(116) 및 상부 절연성 멤브레인(118)이 순차적으로 적층된 구조이다. 이때 상부 전극(114)은 하나의 픽셀에 형성된 두개의 지지대 중 나머지 하나의 지지대에 대한 전도성 브릿지(106b)와 전기적으로 연결되고, 적외선 감지 물질층(112)은 상부 전극(114) 및 하부 전극(110)의 사이에 위치한다. 그리고 상부 절연성 멤브레인(118)은 하부 절연성 멤브레인(108)과 함께 하나의 감지용 픽셀을 전체적으로 감싸고 있는 구조로 되어 있다. 하부 절연성 멤브레인(108)과 반도체 기판의 보호막(120) 사이는 공기 또는 진공 상태로 되어 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 적외선 감지용 픽셀의 제조방법에 대하여 설명한다.
도 2a 내지 도 2o는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 적외선 감지용 픽셀의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2a를 참조하면, 반도체 기판(100)의 표면에 읽어내기 회로의 전극(102a,102b)을 형성하고, 전체 상부에 보호막(120)을 증착한다. 반도체 기판(100)은 p-형 실리콘 기판 또는 n-웰이 형성된 기판을 이용하고, 읽어내기 회로의 전극(102a,102b) 형성은 반도체 IC의 제작 과정에 해당한다. 후속 공정을 위하여 반도체 기판의(100) 표면은 규소질화막(silicon nitride) 등의 보호막(120)에 의하여 덮여 있고 평탄화되어 있다.
이어서, 도 2b를 참조하면, 보호막(120)의 상부에 제1 절연막(122) 및 제2 절연막(108)을 순차적으로 증착한다. 이때 제1 절연막(122)은 HF 용액에 의하여 식각이 용이한 PSG(Phospho-Silca-Glass) 또는 BPSG(Boro-Phospho-Silica-Glass) 형의 규소산화막(12)을 1~2㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 또한 제2 절연막(108)은 규소질화막(silicon nitride)을 CVD(Chemical Vapor Deposition) 또는 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 방법에 의하여 0.2~0.5㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
이어서, 도 2c를 참조하면, 포토리소그래피 작업을 수행하여 보호막(120), 제1 절연막(122) 및 제2 절연막(108)의 일부분을 식각하고, 읽어내기 회로의 전극(102) 상부에 홀(124a,124b)을 형성한다. 이때 홀(124a,124b)의 폭은 1~3㎛ 인 것이 바람직하다. 홀을 형성할 때 반응성 이온 식각(reactive ion etch; RIE) 방법을 이용하며, 읽어내기 회로의 전극(102a,102b)이 노출될 때까지 제2 절연막(108), 제1 절연막(122) 및 보호막(120)의 일부분을 차례로 식각한다.
이어서, 도 2d를 참조하면, 전체 구조 상부에 제3 절연막(104)을 증착한다. 바람직하게는 규소질화막을 CVD 방법에 의하여 0.2~0.5㎛의 두께로 형성한다. 이때 홀 내에 제3 절연막(104)이 증착될 때에는 홀(124a,124b)의 폭에서 제3 절연막(104) 두께의 2배를 제외한 공간에 상술한 전도성 브릿지가 형성될 수 있어야 한다.
이어서, 도 2e를 참조하면, 제3 절연막(104)을 식각하여 측벽만을 남겨두고 제거한다. 이때 제1 절연막(122) 내부의 홀 측면에 형성된 제3 절연막(104a,104b)은 그대로 유지한 채 제2 절연막(108) 상부 및 읽어내기 회로의 전극 상부에 형성된 제3 절연막(104) 만을 식각하여 제거한다. 식각은 RIE 방법을 이용할 수 있고, 결과적으로 홀 내부에 제3 절연막(104a,104b)으로 이루어진 실린더 형의 기둥이 형성된다. 이때 제1 절연막(122) 상의 제2 절연막(108)은 식각되지 않고 잔류한다.
이어서, 도 2f를 참조하면, 전체 구조 상부에 전도성 물질(106)을 증착하여 홀(124a,124b)을 매립하고 전도성 브릿지(106a,106b)를 형성한다. 전도성 물질이 증착되면 홀은 완전히 채워져야 한다. 전도성 물질은 구체적으로는 도핑된 다결정규소(doped polysilicon)을 0.3~1㎛의 두께로 형성한다. 전도성 물질을 증착하기 위해, LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)방법에 의하여 기판상에 다결정규소를 증착한 뒤 이온주입 또는 열확산 방법에 의하여 상기 다결정규소를 도핑한다.
이어서 도 2g를 참조하면, 증착된 전도성 물질을 식각하여 실린더 형의 전도성 브릿지(106a,106b)를 형성한다. 이때 식각은 RIE 방법을 이용한다.
이어서, 도 2h를 참조하면, 전체구조 상부에 전도성 금속을 증착하여 하부 전극(110)을 형성한다. 전도성 금속은 진공 증착의 방법을 사용하여 0.1~0.2㎛의 두께로 형성하고, 강유전체 감지 물질을 사용할 경우 백금이 바람직하다.
이어서 도 2i를 참조하면, 증착된 전도성 금속에 대한 포토리소그래피 작업을 수행하여 하부 전극(110)을 형성한다. 이때 하부 전극(110)은 상술한 전도성 브릿지의 하나(106b)와 접촉하여 전기적으로 연결된다.
이어서 도 2j를 참조하면, 전체구조 상부에 적외선 감지 물질을 증착하고, 도 2k에 나타낸 바와 같이, 포토리소그래피 작업을 수행하여 하부 전극(110) 상에 적외선 감지 물질층(112)을 남긴다. 적외선 감지 물질은 LZT(Lead-Zinc-Tantalum), SBT(Strontium-Bismuth-Tantalum), 등의 강유전체 박막을 진공 증착, 스핀 도포 등의 방법을 사용하여 0.1~0.5㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
이어서, 도 2l 및 도 2m을 참조하면, 상부 전극(114)과 적외선 흡수층(116)을 순차적으로 형성한다. 즉, 전극 물질과 적외선 흡수 물질을 순차적으로 증착한 후, 포토리소그래피 작업을 수행하여 이미 형성한 적외선 감지 물질층(112)과 겹치도록 거의 동일한 면적의 적외선 흡수층(116)을 형성하고, 그 다음 또 다른 포토리소그래피 작업을 수행하여 전도성 브릿지와 전기적으로 연결되는 상부 전극(114)을 형성한다. 이때 상부 전극이 연결되는 전도성 브릿지(106a)는 상술한 하부 전극이 연결된 전도성 브릿지(106b)와 다른 것이다. 상부 전극(114)은 강유전체 감지 물질을 사용할 경우 백금을 이용하고, 적외선 흡수 물질은 금(Au) 또는 Ni-Cr 합금을 사용하며, 상부 전극과 적외선 흡수 물질을 진공 증착 등의 방법에 의하여 각각 0.1~0.2㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
이어서 도 2n을 참조하면, 전체구조 상부에 제4 절연막(118)을 증착한다. 제4 절연막(118)은 규소질화막을 CVD 또는 LPCVD 방법에 의하여 0.2~0.5㎛의 두께로 형성한다.
이어서, 도 2o를 참조하면, 포토리소그래피 작업을 수행하여 제2 절연막(108)과 동일한 면적의 제4 절연막(118)을 잔류시킨다. 이후, 제1 절연막(122)을 습식 식각에 의하여 선택적으로 제거하여 간극을 형성한다. 예를 들어, 제1 절연막(122)이 규소산화막이고, 제2 절연막(108)이 규소질화막이라면, HF 용액을 사용하여 규소산화막을 식각하고, 규소질화막은 거의 식각되지 않고 잔류하게 한다. 따라서 반도체 기판과 상부의 적외선 감지부가 전도성 브릿지로 연결되고, 내부는 간극이 형성된 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 적외선 감지용 픽셀이 완성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 적외선 감지용 픽셀 및 그 제조방법은, 읽어내기 집적회로의 전극들과 감지부의 상하부 전극들을 전기적으로 연결함에 있어 이중 구조를 갖는 지지대를 사용하므로, 구조가 제조되기에 용이하며 열적 및 전기적 특성도 종래의 구조보다 양호한 효과가 있다. 또한 감지부 가장자리의 안쪽 아랫쪽에 형성된 지지대속에 브릿지가 형성되므로, 감지기 구조가 읽어내기 회로가 형성된 기판상에 형성된 패드의 안쪽에 있는 선행 구조에 비하여 감지기의 면적 효율이 높으며, 본 발명의 구조는 감광마스크 작업시 표면이 평면성이기 때문에 DOF(depth-of-focus)에 의한 패턴의 불균일성이 발생하지 않는다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 적외선 감지용 픽셀의 평면도 및 단면도이다.
도 2a 내지 도 2o는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 적외선 감지용 픽셀의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3은 종래기술에 의한 2-레벨의 마이크로브릿지 볼로미터 픽셀의 단면도 및 평면도이다.
도 4는 종래의 다른 기술에 의한 적외선 감지용 픽셀의 평면도이다.
도 5는 종래기술에 의한 적외선 감지용 볼로미터 센서의 사시도 및 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 반도체 기판 102a, 102b : 반도체 전극
104a, 104b : 절연 기둥 106a, 106b : 전도성 브릿지
108: 하부 절연성 멤브레인 110 : 하부 전극
112 : 적외선 감지물질층 114 : 상부 전극
116 : 적외선 흡수체층 118 : 상부 절연성 멤브레인
122 : 제1 절연막 124a, 124b : 홀
120 : 읽어내기 회로를 포함한 하부 기판의 보호막
Claims (8)
- 삭제
- 읽어내기 회로를 포함하는 반도체 기판;상기 반도체 기판 상부에 공간적으로 분리되어 위치하며 적외선을 감지하는 감지부; 및상기 반도체 기판과 상기 감지부를 연결하며, 외부에 절연 기둥 및 내부에 전도성 브릿지의 이중 실린더 모양으로 된 복수개의 지지대를 포함하고,상기 감지부로부터 감지된 신호는 상기 전도성 브릿지를 통해 상기 반도체 기판의 읽어내기 회로에 전달되되,상기 감지부는 하부 절연성 멤브레인, 하부 전극, 적외선 감지 물질층, 상부 전극, 적외선 흡수층 및 상부 절연성 멤브레인이 순차적으로 적층된 구조이고, 상기 상부 전극 및 하부 전극은 상기 전도성 브릿지와 전기적으로 연결되며, 상기 하부 절연성 멤브레인 및 상기 상부 절연성 멤브레인은 상기 하부 전극, 적외선 감지 물질층, 상부 전극 및 적외선 흡수층을 전체적으로 감싸는 구조인 것을 특징으로 하는 적외선 감지용 픽셀.
- 삭제
- 제2 항에 있어서, 상기 지지대는 높이가 1~2㎛ 이고,상기 반도체 기판과 감지부 사이에 상기 지지대를 제외한 공간은 공기 또는 진공상태인 것을 특징으로 하는 적외선 감지용 픽셀.
- (a) 읽어내기 회로가 형성된 반도체 기판의 표면에 복수개의 읽어내기 회로의 전극을 형성하는 단계;(b) 전체 상부에 제1 절연막 및 제2 절연막을 순차적으로 증착하는 단계;(c) 상기 제1 절연막 및 제2 절연막의 일부분을 식각하여 상기 전극 상부에 홀을 형성하는 단계;(d) 전체 상부에 제3 절연막을 증착하고, 상기 제2 절연막 및 전극 상부의 상기 제3 절연막을 제거하여 상기 홀 내부에 절연 기둥을 형성하는 단계;(e) 상기 절연 기둥을 전도성 물질로 매립하여 전도성 브릿지를 형성하는 단계;(f) 전체 상부에 적외선을 감지하는 감지부를 형성하는 단계; 및(g) 상기 제1 절연막을 선택적으로 제거하여 상기 반도체 기판과 감지부 사이에 간극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 감지용 픽셀의 제조방법.
- 제5 항에 있어서, 상기 제1 절연막은,PSG 또는 BPSG 형의 규소산화막을 1~2㎛ 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 적외선 감지용 픽셀의 제조방법.
- 제5 항에 있어서, 상기 홀의 폭은 1~3㎛ 이고,상기 제3 절연막의 두께는 0.2~0.5㎛ 인 것을 특징으로 하는 적외선 감지용 픽셀의 제조방법.
- 제5 항에 있어서, 상기 (f) 단계는,전도성 금속을 증착하여 상기 전도성 브릿지와 전기적으로 연결되는 하부 전극을 형성하는 단계;상기 하부 전극 상에 적외선 감지 물질을 증착하는 단계;전도성 금속을 증착하여 상기 전도성 브릿지와 전기적으로 연결되는 상부 전극을 형성하는 단계;상기 상부 전극 상에 적외선 흡수 물질을 증착하는 단계; 및제4 절연막을 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 감지용 픽셀의 제조방법.
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