KR100618627B1 - 마이크로 가스센서 어레이 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이종 가스를 검출하기 위한 반도체식 마이크로 가스 센서 어레이에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 가스센서 어레이는 실리콘 기판에 증착되는 제1절연막과; 산화성 가스와 환원성 가스를 각각 감지하기 위해 상기 제1절연막상에 패턴 형성되는 2쌍의 감지 전극들과; 상기 감지 전극들로 열을 전달하기 위해 상기 제1절연막상에 패턴 형성되는 히터 전극과; 상기 전극들 상에 증착되되, 상기 전극들에 와이어 본딩과 감지막 형성을 위해 필요한 만큼의 노출 홈이 식각 처리되어 있는 제2절연막과; 상기 감지 전극상의 노출 홈에 드롭(drop)되어 가스와 화학 반응하는 감지막;이 형성됨을 특징으로 한다.
가스센서, 이종 가스, 마이크로 머시닝 기술.

Description

마이크로 가스센서 어레이 및 그 제조방법{MICRO GAS SENSOR ARRAY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SENSOR}
도 1은 종래의 마이크로 가스센서의 단면 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 가스센서 어레이의 단면구성도.
도 3은 도 2에 도시한 센서 어레이의 제조공정을 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 2에 도시한 마이크로 가스센서 어레이의 분해 사시도.
도 5는 도 2에 도시한 센서 어레이의 히터 전극 및 감지전극의 병렬, 직렬패턴 평면 예시도.
도 6은 도 2에 도시한 마이크로 가스센서 어레이의 부분 확대단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 가스센서 어레이의 감도특성을 보여 주는 그래프 예시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 가스센서 어레이의 소모전력 특성을 보여주는 그래프 예시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10,14 : 절연막 12 : 실리콘 기판
18 : 히터전극 20 : 감지전극
22 : 감지막
본 발명은 가스센서에 관한 것으로, 특히 이종 가스를 검출하기 위한 반도체식 마이크로 가스 센서 어레이와 그 제조방법에 관한 것이다.
차량 외기의 오염도를 검출하기 위한 수단으로서 가스센서가 일반화되어 있다. 가스센서는 일반적으로 일산화탄소(CO:산화성 가스)를 감지하기 위한 센서와 산화질소(NOx:환원성 가스)를 감지하기 위한 센서로 구분되어지기 때문에, 일산화탄소(CO)와 산화질소(NOx) 계열의 이종 가스를 검지하기 위해서는 독립된 각각의 개별 가스센서가 필요하다.
예시적으로 일산화탄소(CO) 계열의 가스를 감지하기 위한 종래의 마이크로 가스센서의 단면을 도 1에 도시하였다. 도 1에 도시한 가스센서의 구조는 다층 박막구조를 이루고 있다.
도 1을 참조해 보면, 종래의 마이크로 가스센서는 최저로부터 절연막(10), 실리콘 기판(12), 절연막(14)이 순차적으로 적층되어 있는 구조이며, 히터전극(18)상에는 절연막(20)이 증착되어 있으며 그 절연막(20)상에는 감지전극(22)과 감지막(24)이 적층되어 있는 구조이다.
상술한 구조의 마이크로 가스센서에서는 히터전극(18) 상에 절연물질을 증착하고 이어서 감지전극(22) 및 감지막(24) 등을 적층하는 다층 박막 구조를 가지기 때문에 그 제조 공정이 복잡한 단점을 가짐은 물론, 경제적 비용의 증가를 초래하 는 문제점이 있다.
또한, 상술한 구조의 마이크로 가스센서에서는 감지막(24) 형성을 위해 마이크로 주사기를 이용하여 감지전극(22)의 중심부에 정확하게 감지물질을 드롭(drop)하여야 하는 공정상의 어려움이 있다. 또한 상기 센서에서는 감지막(24)을 형성하는 감지물질과 절연막(20)이 증착에 의해 단순 접합된 형태를 가지므로 외부 진동 혹은 충격에 의해 감지막(24)이 절연막(20)에서 이탈될 소지가 많다.
아울러 상술한 구조의 마이크로 가스센서에서는 열효율 개선을 위하여 다이아프레임 구조 또는 멤브레인 구조로서 실리콘 기판(12)을 배면 식각 처리하고 있기 때문에, 외부 충격 및 진동에 의해 센서 소자의 신뢰성이 저하될 우려가 높다.
한편 자동차 등에서는 일산화탄소(CO) 계열의 가스를 감지하기 위한 센서와 산화질소(NOx) 계열의 가스를 감지하기 위한 센서가 병존해야 하는 관계로, 상술한 구조를 가지는 독립된 각각의 개별 가스센서가 필요하다. 이러한 경우 독립된 가스센서의 제작에 따라 제작비용이 상승함은 물론, 2개의 센서 구동에 따라 소모전력 역시 증대되는 문제점이 있다. 아울러, 복잡한 회로구성으로 인해 실장밀도가 저하되고, 가스 흐름의 불균일성을 초래하여 정확한 가스 농도의 검출이 불가능한 단점을 가지게 된다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 산화성 가스와 환원성 가스를 감지하기 위한 각각의 가스센서를 단일소자로 구성함으로서 공정의 단순화와 실장밀도를 올림은 물론 전력소모 를 극소화 할 수 있는 마이크로 가스센서 어레이 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
더 나아가 실리콘 기판 상에 히터전극과 감지전극을 형성하고 하나의 히터 선을 실리콘 기판 상에 직렬 또는 병렬로 구성하여 두 개의 가열부를 동시 구동시켜 전력 소모를 최소로 할 수 있는 마이크로 가스센서 어레이 및 그 제조방법을 제공함에 있으며,
또한, 본 발명은 동일 온도에서 서로 다른 계열의 이종 가스를 각각 감지할 수 있는 감지막이 감지전극 상에 형성되어 있는 마이크로 가스센서 어레이 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 감지전극 상에 형성되는 감지물질과 절연막 간의 접촉면적을 증대시켜 외부 충격에 강인성을 가짐은 물론 감도 특성을 향상시킬 수 있는 마이크로 가스센서 어레이 및 그 제조방법을 제공함에 있으며,
더 나아가 히터로부터 발열된 열이 감지막 이외의 외부로 손실되는 것을 최소화할 수 있는 구조의 마이크로 가스센서 어레이를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 가스센서 어레이는,
실리콘 기판에 증착되는 제1절연막과;
산화성 가스와 환원성 가스를 각각 감지하기 위해 상기 제1절연막상에 패턴 형성되는 2쌍의 감지 전극들과;
상기 감지 전극들로 열을 전달하기 위해 상기 제1절연막상에 패턴 형성되는 히터 전극과;
상기 전극들 상에 증착되되, 상기 전극들에 와이어 본딩과 감지막 형성을 위해 필요한 만큼의 노출 홈이 식각 처리되어 있는 제2절연막과;
상기 감지 전극상의 노출 홈에 드롭(drop)되어 가스와 화학 반응하는 감지막을 형성함을 특징으로 한다.
아울러 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 가스센서 어레이 제조방법은,
실리콘 기판에 제1절연막을 증착하는 단계와;
산화성 가스와 환원성 가스를 각각 감지하기 위해 상기 제1절연막상에 2쌍의 감지 전극들의 패턴을 형성하는 단계와;
패턴 형성된 상기 감지 전극들로 열을 전달하기 위해 상기 제1절연막상에 히터 전극의 패턴을 형성하는 단계와;
상기 전극들 상에 제2절연막을 증착하고 상기 전극들에 와이어 본딩과 감지막을 형성하기 위해 필요한 위치의 제2절연막 일부를 식각 처리하여 노출 홈들을 형성하는 단계와;
상기 감지 전극상의 노출 홈들에 가스와 화학 반응하는 감지물질을 드롭하여 감지막을 형성하는 단계와;
상기 감지 전극들이 형성되는 실리콘 기판의 배면 제1절연막을 부분 식각하여 이방성 에칭한 다이아프레임 구조로 성형하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설 명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
우선 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 가스센서 어레이의 단면구성도를 도시한 것이며, 도 3은 도 2에 도시한 센서 어레이의 제조공정을 설명하기 위한 도면을 도시한 것이다. 그리고 도 4는 도 2에 도시한 마이크로 가스센서 어레이의 분해 사시도를, 도 5는 도 2에 도시한 센서 어레이의 히터 전극 및 감지전극의 병렬, 직렬패턴 평면 예시도를 도시한 것이며, 도 6은 도 2에 도시한 마이크로 가스센서 어레이의 부분 확대 단면도를 도시한 것이다.
이하 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 가스센서 어레이의 구조와 그 제조공정에 대하여 상세 설명하기로 한다.
우선 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 가스센서 어레이는 마이크로 머시닝 기술을 이용하여 이종 가스를 감지하는 센서로서 도 2에 도시한 바와 같이 히터전극(34)과 감지전극(36)이 동일면상에 위치함을 특징으로 하고 있다.
도 2를 참조해 보면, 우선 본 발명의 실시예에 따른 가스센서 어레이의 실리콘 기판(32)에는 제1절연막(30)이 증착되어 있다. 상기 제1절연막(30)은 실리콘 기판(32) 양측에 증착되는 관계로 상부 절연막과 하부 절연막으로 구분할 수도 있다.
상기 제1절연막(30)상에는 산화성 가스와 환원성 가스를 각각 감지하기 위한 전극들(34,36)이 패턴 형성되어 있다. 패턴 형성되어 있는 전극으로서 우선 가스를 감지하기 위한 2쌍의 감지 전극(36)이 있으며, 감지 전극(36) 양측에는 감지 전극들로 열을 전달하기 위한 히터 전극(34)이 위치한다.
중요한 사실은 본 발명의 실시예에 따른 가스센서 어레이가 종전의 가스센서와는 달리 감지전극(36)과 히터전극(34)이 다층 박막을 형성하지 않고 동일면상에 위치한다는 것이다. 이러한 사실은 곧 센서 제조공정을 단순화시킬 수 있는 요인으로 작용한다.
한편 상기 전극들(34,36)상에는 제2절연막(38)이 증착되되, 증착되는 제2절연막(38)에는 히터전극(34)의 와이어 본딩을 위해서, 그리고 감지전극(36)상에 감지막 형성을 위해서 노출 홈(42)이 식각 처리되어 있다. 이와 같이 식각 처리된 감지 전극(36)상의 노출 홈(42)에는 감지물질이 드롭(drop)되어 감지막(40)을 형성함으로서, 결과적으로 2개의 감지막(40)이 산화성 가스와 환원성 가스와 각각 화학 반응하는 이종 센서로서 동작할 수 있게 되는 것이다.
이하 상술한 구조를 가지는 마이크로 가스센서 어레이의 제조과정을 설명하면서 가스센서 어레이의 구조를 보다 명확하게 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 우선 제1공정으로서 <110> 방향성을 갖는 500㎛ 두께의 실리콘 기판(32) 양측에 1∼2㎛ 두께의
Figure 112003045379757-pat00001
또는
Figure 112003045379757-pat00002
계열의 제1절연막(30)을 증착하는데, 저압화학기상증착(LPCVD)법을 활용하여 최소 응력으로 상기 제1절연막(30)을 증착한다.
제2공정으로서, 상기 제1절연막(30) 상부에 히터전극(34)과 감지전극(36) 형성을 위한 중간 접합층으로서 Ta 또는 Ti를 100∼400Å의 두께로 증착한다(스퍼터링법 사용). 그리고 스퍼터링법을 사용하여 전극재 Pt를 1,000∼6,000Å의 두께로 증착하고, 감광제(Photoresist)를 도포한후 마스크를 이용하여 자외선(UV) 광노출 장치로 노광(Lithography)하여 전극 패턴을 형성한다.
노광에 의해 형성되는 전극 패턴을 예시하면 도 5에 도시한 바와 같다. 도 5에서 (a)는 히터전극(34)을 구성하는 히터선이 직렬로 구성되어 있는 패턴을 예시한 것이다. 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 일측의 히터전극(34)을 통해 유입되는 전원이 동일면상에 위치하는 2쌍의 감지 전극(36) 주변을 순차적으로 경유하여 타측으로 유출되는 패턴을 직렬 타입의 패턴으로 정의할 수 있다. 한편 도 5의 (b)는 히터전극(34)을 구성하는 히터선이 병렬 처리되어 있는 패턴을 예시한 것이다. 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 일측의 히터전극(34)을 통해 유입된 전원이 동일면상에 위치하는 2쌍의 감지 전극(36)을 동시에 흘러 타측으로 유출되도록 패턴 형성되어 있는 것을 병렬 타입의 패턴이라 정의할 수 있다.
이와 같이 하나의 히터선, 즉 히터전극(34)을 직렬 혹은 병렬로 구성하여 두 쌍의 감지전극(36) 주변을 에워쌈으로서 종전의 가스센서와는 달리 본 발명의 실시예에 따른 가스센서 어레이는 각각의 감지 전극(36) 가열을 위한 소비전력을 최소화할 수 있게 되는 것이다.
다시 도 3을 참조하여 제3공정을 설명하면, 플라즈마보강화학기상증착(PECVD)법을 이용하여 상기 히터전극(34)과 감지전극(36) 상에
Figure 112003045379757-pat00003
또는
Figure 112003045379757-pat00004
의 제2절연막(38)을 2000∼20,000Å의 두께로 증착한다. 이와 같이 전극(34,36)상에 제2절연막(38)을 증착한후 히터 전극(34)에 와이어 본딩을 위해 필요한 노출 홈과 감지전극(36)상에 감지막 형성을 위해 필요한 노출 홈(42)을 형성하기 위해 제2절연막(38)의 일부를 반응이온식각(RIE) 장치로 2,000∼20,000Å 정도 식각 처리한다.
히터전극(34)과 감지전극(36)상에 노출 홈(42)을 식각 처리한 이후 제4공정으로서, 열손실을 최소화하면서 히터전극(34)으로부터 발열된 열이 감지막(40)에 전달될 수 있도록 감지전극(36)들이 형성된 실리콘 기판(32)의 배면 제1절연막(30)을 이방성 에칭하여 다이아프레임 구조를 형성하는 제4공정을 거친다.
본 발명의 실시예에 따른 마이크로 가스센서 어레이를 다이아프레임 구조로 성형하는 이유는 열손실 감소에 따른 저전력 구현, 소자의 신뢰성 확보 및 감도를 증대시키기 위함이다.
이와 같이 마이크로 가스센서 어레이를 다이아프레임 구조로 성형하기 위해서는 우선 마이크로 머시닝 공정을 이용하여 감광제(Photoresist)를 도포하고 마스크를 이용하여 자외선(UV) 광노출장치로 노광(Lithography)하여 패턴을 형성한 후, 반응이온식각(RIE) 장치로 각 감지 전극(36)이 형성된 실리콘 기판(32)의 배면 제1절연막(30)을 4등분으로 식각한다. 그리고 기지 실리콘을 KOH 또는 TMAH(Tetra-methyl Ammonium Hydroxide) 산용액을 이용하여 이방성 에칭함으로서 다이아프레임 구조를 성형한다.
이후 마지막 공정으로서의 제5공정을 설명하면, 감지전극(36)상에 식각 처리되어 있는 노출 홈(42)에 감지물질이 충진될 수 있도록 감지물질(50)을 마이크로 피펫(60)으로 흡입한후 그 노출 홈(42)에 드롭(drop)함으로서 감지전극(36)상에 감지막(40)을 형성한다.
도 6을 참조해 보면, 감지전극(36)상에 형성되어 있는 노출 홈(42)에 감지물질이 드롭되어 감지막(40)을 형성하게 되는데, 이때 본 발명의 가스센서 어레이는 종전의 가스센서와는 달리 노출 홈(42)의 측면이 감지물질을 집진시키는 가이드 벽으로서 작용한다. 이는 곧 감지물질과 제2절연막(38)의 접촉면적을 증가시키는 요인으로 작용함으로서 종전의 가스센서 보다 외부 충격에 강인성을 갖는다. 상기 노출 홈(42)의 형상은 원 혹은 다각형 형상을 가질 수 있다.
상술한 바와 같은 공정에 의해 제조되는 마이크로 가스센서 어레이의 분해사시도를 도시한 것이 도 4에 도시되어 있다.
도 4에서 최상단에 위치하는 참조부호 38은 제2절연막을 나타낸 것으로 제2절연막(38) 중앙에는 2개의 노출 홈(42)이 형성되어 있다. 이러한 노출 홈(42)에 감지물질(50)이 드롭되어 감지막(40)을 형성하는 것이다. 제2절연막(38) 상단에 형성되어 있는 3개의 노출 홈중 좌측에 위치한 홈은 히터전극(34)의 와이어 본딩을 위한 노출 홈이며 그 우측에 위치하는 두 개의 노출 홈은 감지전극(36)의 와이어 본딩을 위한 노출 홈이다. 반면 하단 좌측에 위치하는 두 개의 노출 홈은 또 다른 감지전극(36)의 와이어 본딩을 위한 노출 홈이며, 우측에 위치하는 마지막 노출 홈은 히터선의 와이어 본딩을 위한 노출 홈이다.
한편 도 4에서 두 번째 상단에 위치하는 참조부호 34는 히전 전극의 패턴을 도시한 것이다. 물론 36은 감지전극의 패턴을 나타내고 있다.
그리고 도 4에서 참조부호 30은 실리콘 기판(32)상에 증착된 상부 제1절연막과 하부 제1절연막을 나타내고 있으며, 참조부호 32는 에칭된 상태의 실리콘 기판을 나타내고 있다.
참고적으로 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 가스센서 어레이에 사용되는 감지물질에 대하여 보충 설명하면,
우선 2쌍의 감지전극(36) 상에 위치하여 동일 온도에서 이종 가스를 감지할 수 있는 각각의 감지물질은
Figure 112003045379757-pat00005
를 모물질로 하며
Figure 112003045379757-pat00006
,
Figure 112003045379757-pat00007
,
Figure 112003045379757-pat00008
,
Figure 112003045379757-pat00009
,
Figure 112003045379757-pat00010
및 ZnO 등의 첨가제를 포함하고 있으며, 소자의 접합성 및 경시변화를 개선시키기 위해
Figure 112003045379757-pat00011
,
Figure 112003045379757-pat00012
등의 바인더를 첨가할 수 있으며, 가스감도특성을 향상시키기 위해 Pt, Pd 및 Ru 등의 귀금속 촉매를 0.5∼5wt% 첨가할 수도 있다.
상기 감지물질은 유기용제와 혼합되어 졸-겔법에 의해 제조된 점도 특성 50∼800mmPa·s를 가지며 감지 전극(36)상에 드롭되어 450∼650℃에서 소성 처리되어 감지막(40)을 형성하여 CO와 NOx계열의 이종 가스를 감지한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 가스센서 어레이의 감도특성을 보여 주는 그래프를 도시한 것이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 가스센서 어레이의 소모전력 특성을 보여주는 그래프를 도시한 것이다.
도 8에 도시한 그래프를 참조해 볼 때, 히터전극과 감지전극이 다층 박막 구조를 가지는 종래의 가스센서에 비해 본 발명의 실시예에 따른 가스센서 어레이의 전력소모가 낮게 나타난 것을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 가스센서는 히터전극과 감지전극이 동일면상에 형성되어 있고, 가열부인 하나의 히터 선이 직렬 또는 병렬로 구성되어 두 개의 가열부로 동작하고 있기 때문에 그에 따른 전력 소모량이 최소화될 수 있는 것이며, 감지전극 상에 형성되는 감지물질과 절연막 간의 접촉면적 이 증대되는 구조를 가짐으로서 외부 충격에 보다 강인한 특성을 나타낸다.
상술한 바와 같이 본 발명은 산화성 가스와 환원성 가스를 감지하기 위한 각각의 마이크로 가스센서를 단일소자로 구성함으로서 공정의 단순화와 실장밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 히터전극과 감지전극을 동일면상에 형성하고 가열부인 하나의 히터 선을 직렬 또는 병렬로 구성하여 두 개의 가열부를 동시 구동시킴으로서 전력 소모를 최소로 할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명은 노출 홈을 통해서 감지전극 상에 형성되는 감지물질과 절연막 간의 접촉면적을 증대시켜 외부 충격에 강인성을 가짐은 물론 감도 특성을 향상시킬 수 있는 센서를 제공하는 이점이 있으며, 히터로부터 발열된 열이 감지막 이외의 외부로 손실되는 것을 최소화함으로서 온도 제어를 위한 전력손실을 최소화할 수 있으며 센서의 감도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
한편 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에서는 두 개의 이종 센서가 단일 소자로 구현된 마이크로 가스센서 어레이를 예시하였으나, 산화성 가스와 환원성 가스를 각각 감지하기 위한 독립된 가스센서로서 제조될 수도 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 마이크로 머시닝 기술을 이용한 마이크로 가스센서 어레이에 있어서,
    실리콘 기판에 증착되는 제1절연막과;
    산화성 가스 혹은 환원성 가스를 감지하기 위해 상기 제1절연막상에 패턴 형성되는 감지 전극들과;
    상기 감지 전극들로 열을 전달하기 위해 상기 제1절연막상에 패턴 형성되는 히터 전극과;
    상기 전극들 상에 증착되되, 상기 전극들에 와이어 본딩과 감지막 형성을 위해 필요한 만큼의 노출 홈이 식각 처리되어 있는 제2절연막과;
    상기 감지 전극상의 노출 홈에 드롭(drop)되어 가스와 화학 반응하는 감지물질로 감지막을 형성하되, 상기 감지 전극들이 형성되는 실리콘 기판의 배면 제1절연막을 부분 식각하여 이방성 에칭한 다이아프레임 구조를 가지는 마이크로 가스센서 어레이.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 감지막을 형성하는 감지물질은
    Figure 112003045379757-pat00013
    를 모물질로 하여
    Figure 112003045379757-pat00014
    ,
    Figure 112003045379757-pat00015
    ,
    Figure 112003045379757-pat00016
    ,
    Figure 112003045379757-pat00017
    ,
    Figure 112003045379757-pat00018
    및 ZnO의 첨가제와
    Figure 112003045379757-pat00019
    ,
    Figure 112003045379757-pat00020
    의 바인더 첨가 및 귀금속 촉매를 0.5∼5wt% 첨가하여 만들어짐을 특징으로 하는 마이크로 가스센서 어레이.
  3. 마이크로 머시닝 기술을 이용하여 이종 가스를 감지하는 마이크로 가스센서 어레이에 있어서,
    실리콘 기판에 증착되는 제1절연막과;
    산화성 가스와 환원성 가스를 각각 감지하기 위해 상기 제1절연막상에 패턴 형성되는 2쌍의 감지 전극들과;
    상기 감지 전극들로 열을 전달하기 위해 상기 제1절연막상에 패턴 형성되는 히터 전극과;
    상기 전극들 상에 증착되되, 상기 전극들에 와이어 본딩과 감지막 형성을 위해 필요한 만큼의 노출 홈이 식각 처리되어 있는 제2절연막과;
    상기 감지 전극상의 노출 홈에 드롭(drop)되어 가스와 화학 반응하는 감지막;이 형성됨을 특징으로 하는 마이크로 가스센서 어레이.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 가스센서 어레이는,
    상기 2쌍의 감지 전극들이 형성되는 실리콘 기판의 배면 제1절연막을 4등분 식각하고 기지 실리콘을 KOH 또는 TMAH 용액으로 이방성 에칭한 다이아프레임 구조를 가짐을 특징으로 하는 마이크로 가스센서 어레이.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서, 상기 감지막을 형성하는 감지물질은
    Figure 112003045379757-pat00021
    를 모물질로 하여
    Figure 112003045379757-pat00022
    ,
    Figure 112003045379757-pat00023
    ,
    Figure 112003045379757-pat00024
    ,
    Figure 112003045379757-pat00025
    ,
    Figure 112003045379757-pat00026
    및 ZnO의 첨가제와
    Figure 112003045379757-pat00027
    ,
    Figure 112003045379757-pat00028
    의 바인더 첨가 및 귀금속 촉매를 0.5∼5wt% 첨가하여 만들어짐을 특징으로 하는 마이크로 가스센서 어레이.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 감지물질은 유기용제와 혼합되어 졸-겔법에 의해 제조된 점도 특성 50∼800mmPa·s를 가지며 감지 전극상에 드롭되어 450∼650℃에서 소성 처리되어 감지막 형성됨을 특징으로 하는 마이크로 가스센서 어레이.
  7. 마이크로 가스센서 어레이 제조방법에 있어서,
    실리콘 기판에 제1절연막을 증착하는 단계와;
    산화성 가스와 환원성 가스를 각각 감지하기 위해 상기 제1절연막상에 2쌍의 감지 전극들의 패턴을 형성하는 단계와;
    패턴 형성된 상기 감지 전극들로 열을 전달하기 위해 상기 제1절연막상에 히터 전극의 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 전극들 상에 제2절연막을 증착하고 상기 전극들에 와이어 본딩과 감지막을 형성하기 위해 필요한 위치의 제2절연막 일부를 식각 처리하여 노출 홈들을 형성하는 단계와;
    상기 감지 전극상의 노출 홈들에 가스와 화학 반응하는 감지물질을 드롭하여 감지막을 형성하는 단계와;
    상기 감지 전극들이 형성되는 실리콘 기판의 배면 제1절연막을 부분 식각하여 이방성 에칭한 다이아프레임 구조로 성형하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 마이크로 가스센서 어레이 제조방법.
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