KR100928200B1 - 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서 및 그의제조 방법 - Google Patents

바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서 및 그의제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 기판; 상기 기판으로부터 부유되도록 형성된 적어도 하나의 바이폴라 트랜지스터; 및 상기 적어도 하나의 바이폴라 트랜지스터의 상측면에 형성된 열 흡수층을 포함하고, 상기 적어도 하나의 바이폴라 트랜지스터 각각은 상기 열 흡수층을 통해 흡수된 열에 따라 출력값을 가변하는 것을 특징으로 하며, 이에 의하여 CMOS 공정과 양립되면서도 보다 우수한 온도 변화 감지 특성을 제공할 수 있다.
적외선 센서, 비냉각형, 바이폴라 트랜지스터

Description

바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서 및 그의 제조 방법{Uncooled infrared detector sensor based on Bipolar Junction Transistor and manufacturing method thereof}
본 발명은 비냉각형 적외선 영상 장치에 관한 것으로, 특히 CMOS 공정과 양립될 수 있도록 하면서도 온도 변화 감지 특성은 증대시킬 수 있도록 하는 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서에 관한 것이다.
비냉각형 적외선 센서는 저렴한 제작비용, 가벼운 무게, 낮은 동작 전압 및 넓은 적외선 파장 대역 등의 장점으로 인하여 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있으며, 자동차의 야간 영상 장치, 게임용 조준경, 보안 카메라, 열분석 및 화재 감지 등의 분야로 그 응용이 확대되고 있다.
특히, CMOS 공정과 양립할 수 있는 적외선 센서는 ROIC(read-out IC) 등의 주변 회로부를 적외선 센서의 동일한 기판위에 형성할 수 있기 때문에 단일형 적외선 영상 장치(monolithic IR detection system)를 구현할 수 있도록 한다.
이에 제작 단가를 크게 줄일 수 있고, 잡음의 감소나 신호 처리 동작 속도 증대와 같은 향상된 동작 특성을 제공할 수 있게 된다.
한편, 비냉각형 적외선 센서를 구현하기 위하여 CMOS IC가 형성된 기판위에 표면 미세가공(surface micromachine) 공정을 이용해 미세 볼로미터(bolometer)를 제작하는 기술이 다양하게 보고되고 있다.
이러한 미세 볼로미터는 기판의 열에 의해 생기는 열잡음을 없애기 위하여 주로 기판으로부터 공중 부양된 구조를 가지며, 열을 흡수하는 열 흡수층과 열 변화를 감지하여 자신의 저항치를 가변하는, 즉 저항의 온도 계수(TCR, temperature coefficient of resistance)가 큰 열 감지 소자로 구성된다.
큰 TCR를 가지는 열 감지 소자로는 VOx, 다결정질의 SiGe, 비정질 실리콘, YBaCuO 및 각종 메탈 저항체등이 있다. 그러나 VOx는 CMOS 공정과 양립할 수 없으며 CMOS 공정이외에 많은 추가공정을 필요하고, 이에 따라 VOx 증착을 위한 장비 및 VOx 증착 후 공정을 위한 장비가 추가로 필요하게 되어 제작 단가가 높아진다. 또한 비결정상의 VOx의 특성 때문에 저주파 잡음이 크다는 단점도 있다.
반면, 다결정질의 SiGe이나 비정질 실리콘의 경우, CMOS 공정과 양립할 수는 있지만 저항체의 안정성을 위해서 고온 열처리 공정을 추가로 필요하기 때문에 단일형으로 CMOS IC와 집적할 수 없으며, 이 또한 비정질의 특성으로 인해 저주파 잡음이 크고 다수의 박막 증착, 포토리소그래피(photo-lothography) 및 식각 등의 추가적인 공정을 필요로 한다.
이에 상기의 문제점을 해결하기 위해 미세 볼로미터의 열 감지 소자를 도1에서와 같이 PN 다이오드로 구현하는 기술이 제안되었다.
이러한 PN 다이오드를 열 감지 소자로 이용하는 비냉각형 적외선 센서의 온 도 변화 감지 특성은 1-3 mV/K 의 값을 나타내는 것으로 보고되고 있으며, 이 값은 실리콘 서모커플(thermocouple)의 0.5-1 mV/K 보다 훨씬 우수한 값이다. 또한 PN 다이오드 센서는 실리콘 CMOS 공정과 양립할 수 있고, CMOS 공정 후에 최소한의 추가 공정만 필요하다는 장점이 있다.
그러나 VOx 또는 다결정 SiGe와 같은 저항체 기반의 비냉각형 적외선 센서는 20~30 mV/K(= 1V 동작전압시 2~3 %/K)의 온도 변화 감지 특성을 가지는 반면에, 상기와 같이 PN 다이오드 기반의 비냉각형 적외선 센서는 1-3 mV/K(= 1V 동작시 0.1~0.3 %/K) 의 온도 변화 감지 특성을 가지는 단점이 있다.
따라서 PN 다이오드 기반의 비냉각형 적외선 센서와 같이 MOS 공정과 양립할 수 있으면서 보다 우수한 온도 변화 감지 특성을 제공할 수 있는 비냉각형 적외선 센서에 대한 요구가 계속되고 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로써, 기판과 에피텍셜층으로 구성된 웨이퍼; 상기 에피텍셜층내에 형성되는 바이폴라 트랜지스터; 상기 바이폴라 트랜지스터의 상측면에 형성된 열 흡수층; 및 상기 열흡수층이 미형성된 상기 에피텍셜층의 상측면에 형성된 절연막을 포함하며, 상기 바이폴라 트랜지스터는 상기 열 흡수층을 통해 흡수된 열에 따라 출력값을 가변하고, 상기 기판은 멤브레인 구조를 가지며, 상기 에피텍셜층과 상기 절연막은 컨틸레버 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서를 제공한다.
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본 발명의 다른 측면에 따르면 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로써, 기판과 에피텍셜층으로 구성된 웨이퍼의 하측면을 멤브레인(membrane) 구조로 식각하는 단계; 상기 에피텍셜층내에 바이폴라 트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 바이폴라 트랜지스터의 상측면에 메탈배선들을 형성한 후, 상기 메탈 배선을 감싸도록 절연막을 증착하여, 상기 메탈 베선들과 상기 절연막으로 구성되는 열 흡수층을 형성하는 단계; 및 상기 바이폴라 트랜지스터 및 상기 열 흡수층이 미형성된 상기 절연막과 상기 에피텍셜층을 캔틸레버(cantilever) 구조로 식각하는 단계를 포함하는 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서의 제조 방법을 제공한다.
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이와 같이 본 발명의 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서 및 그의 제조 방법은 열 감지 소자를 PN 다이오드 대신에 바이폴라 트랜지스터로 구현함으로써, 보다 우수한 온도 변화 감지 특성을 제공하고 넓은 영역의 동작 전압에서 안정적인 출력신호를 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 실리콘 CMOS 공정과도 양립될 수 있도록 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서의 단면을 도시한 도면이다.
도2를 참조하면, 비냉각형 적외선 센서는 크게 실리콘 기판(210), 실리콘 기판(210)으로부터 부유되며 열 흡수층(230)을 통해 흡수된 열에 따라 전압 또는 전류값을 가변하는 바이폴라 트랜지스터(Bipolar junction transistor, 이하 BJT)(220), BJT(220)의 상측면에 형성되어 열을 흡수하는 열 흡수층(230), BJT(220)의 위치를 고정시키는 지지대(support arm)(240)로 구현된다.
즉, 도2의 비냉각형 적외선 센서는 열 감지 소자를 종래의 PN 다이오드 대신에 BJT로 구현하도록 한다.
이에 BJT(220)는 콜렉터로 정전압을 인가받고 베이스로 정전압(정전류)을 인가받아 열 흡수층(230)의 온도에 따라 콜렉터 전류값을 가변시키거나, 콜렉터로 정전류를 인가받고 베이스로 정전압(정전류)을 인가받아 열 흡수층(230)의 온도에 따라 콜렉터 전압값을 가변시켜 준다.
이와 같이 동작하는 BJT(220)는 n-p-n 또는 p-n-p 접합 특성을 이용하여 열 흡수층(230)의 온도 변화를 감지하여 우수한 온도 변화 감지 특성을 제공하고, 넓은 영역의 동작 전압에서 안정적인 출력신호를 검출 할 수 있을 뿐만 아니라, 실리콘 CMOS 공정과 양립하는 적외선 센서를 제작할 수 있도록 지원한다.
그 결과, 도2의 비냉각형 적외선 센서는 CMOS IC와 단일형으로 집적가능하며 종래의 비냉각형 적외선 센서 보다 높은 온도 변화 감지 특성을 제공할 수 있게 된다.
계속하여 도3a 내지 도3d를 참조하여, 도2의 구조를 가지는 비냉각형 적외선 센서의 제조 방법을 설명하기로 한다.
먼저, 도3a에서와 같이 p형 실리콘 기판(210)내 소정 영역에 n형 웰(221)을 형성한다.
그리고 도3b에서와 같이 p형 베이스 이온주입 및 확산 공정을 통해 n형 웰(well)(221)내에 p형 베이스 영역(222)을 형성한 후, p+ 액티브(active) 및 n+ 액티브 이온 주입 공정을 통해 p형 베이스 영역(222)내에 일정 간격 이격되도록 p형 베이스(223) 및 n형 에미터(224)를 각각 형성하고, p형 베이스 영역(222)이 미형성된 n형 웰(221)에 n형 콜렉터(225)를 형성한다. 즉, n+/p형 베이스/n형 웰 구조의 BJT(220)을 형성한다.
그리고 도3c에서와 같이 메탈 배선 공정을 통해 p형 베이스(223), n형 에미터(224) 및 n형 콜렉터(225) 각각과 연결되는 메탈 배선들(231)을 형성하고, 메탈 배선들(231)의 양측에 부유될 적외선 센서를 지탱해 줄 지지대(240)를 구현하기 위한 폴리실리콘(241)을 형성한다. 이어서 폴리실리콘(241)과 메탈 배선들(231)을 감싸도록 기판(210)의 상측면에 보호용(passivation) 절연막(232)을 증착한다.
이때, 절연막(232)으로는 실리콘 산화막, 실리콘 산화물, 알루미늄 등의 메탈, 비스무스(bismuth) 등의 물질이 적용될 수 있다.
그리고 도3d에서와 같이 포토리소그래피 공정을 통해 절연막(232)의 개구부를 정의하고 건식 식각하여, 메탈 배선(231) 및 절연막(232)으로 구성되는 열 흡수층(230)과 폴리실리콘(241) 및 절연막(232)으로 구성되는 지지대(240)를 각각 구현한다.
그리고 나서 BJT(220) 및 지지대(240)의 하측면에 접촉되는 기판(210)의 상 측면을 전기화학적으로 이방성 습식 식각하여, BJT(220)를 기판(210)으로부터 부유시킨다.
즉, BJT(220)와 열 흡수층(230)을 포함하는 적외선 센서 구조체를 기판(210)으로부터 부유시킨다.
상기의 설명에서는 지지대(240)가 폴리실리콘(241) 및 절연막(232)의 조합으로 구현되도록 하였지만, 경우에 따라서는 절연막(232)만으로도 지지대(240)가 구현될 수 있음은 물론 당연하다.
도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서의 단면을 도시한 도면이다.
도4의 비냉각형 적외선 센서는 도2에서와 같이 기판(311), 에피텍셜층(312), 에피텍셜층(312)내에 형성되는 BJT(320), BJT(320)의 상측면에 형성되는 열 흡수층(330)로 구현되고, 특히 BJT(320)가 기판(311)으로부터 열적으로 고립된 에피텍셜층(312)의 캔틸레버(cantilever) 구조상에 BJT(320)가 형성되는 특징을 가진다.
즉, 도4에서는 p형 실리콘 기판(311) 위에 n형 에피텍셜층(312)이 형성된 웨이퍼(310)를 사용하여 비냉각형 적외선 센서를 구현한다.
계속하여 도5a 내지 도5d를 참조하여, 도4의 구조를 가지는 비냉각형 적외선 센서의 제조 방법을 설명하기로 한다.
먼저, 도5a에서와 같이 KOH과 같은 화학약품을 이용해 실리콘 기판(311)의 하측면을 이방성 식각하여 멤브레인(membrane) 구조를 형성한다.
그리고 도5b에서와 같이 p형 베이스 이온주입 및 확산 공정을 통해 n형 에피텍셜층(312)내에 p형 베이스 영역(321)을 형성한 후, n+ 액티브(active) 및 p+ 액티브 이온 주입 공정을 통해 p형 베이스 영역(321)내에 n형 에미터(322), p형 베이스(323) 및 n형 에미터(324)를 각각 형성하고, p형 베이스 영역(321)이 미형성된 n형 에피텍셜층(312)내에 n형 에미터(325)를 형성한다. 즉, n+/p형 베이스/n형 에피텍셜층 구조의 BJT(320)을 형성한다.
그리고 도5c에서와 같이 메탈 배선 공정을 통해 p형 베이스(323), n형 에미터(322,324) 및 n형 콜렉터(325) 각각과 연결되는 메탈 배선들(331)을 형성한다. 그리고 나서 메탈 배선들(331)을 감싸도록 n형 에피텍셜층(312)의 상측면에 보호용 절연막(332)을 증착하여 메탈 배선들(331)과 절연막(332)으로 구성되는 열흡수층(330)을 형성한다.
그리고 도5d에서와 같이 BJT(320) 및 열흡수층(330)이 미형성된 절연막(332)과 에피텍셜층(312)을 캔틸레버(cantilever) 구조로 제작하기 위한 캔틸레버 개구부(340)를 정의한 후, 해당 위치에 증착된 절연막(332)을 식각하고, 연이어 에피텍셜층(312)을 캔틸레버의 두께만큼 식각한다.
그리고 나서 에피텍셜층(312)의 하측면을 식각하여 캔틸레버 개구부(340)를 관통시킨다. 이에 열 흡수층(330)과 BJT(320)를 포함하는 적외선 센서는 캔틸레버 구조에 의해 실리콘 기판(311)으로부터 열적으로 단절된다.
도6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서의 단면을 도시한 도면이다.
도6의 비냉각형 적외선 센서는 도2에서와 같이 기판(410), BJT(420), 열 흡수층(430) 및 지지대(440)로 구성되나, 이때의 기판(410)은 SOI(Silicon-On- Insulator) 웨이퍼로 구현되는 특징을 가진다.
계속하여 도7a 내지 도7d를 참조하여, 도6의 구조를 가지는 비냉각형 적외선 센서의 제조 방법을 설명하기로 한다.
도7a 내지 도7d에서는 설명의 편이를 위해 실리콘 기판(411), 산화막(buried oxide, BOX)(412), p형 실리콘(413)이 순차적으로 적층된 SOI 웨이퍼(410)를 일예로 들어 설명하도록 하겠다.
먼저, 도7a에서와 같이 통상적인 CMOS 공정을 통해 SOI 웨이퍼(410)의 p형 실리콘(413)내에 BJT의 콜렉터로 사용되는 n형 웰(421)을 형성한다.
그리고 도7b에서와 같이, p형 베이스 이온주입 및 확산 공정을 통해 n형 웰(421)내에 p형 베이스 영역(422)을 형성하고, n+ 액티브 및 p+ 액티브 이온 주입 공정을 통해 p형 베이스 영역(422)내에 p형 베이스(423) 및 n형 에미터(424)를 각각 형성하고, p형 베이스 영역(422)이 미형성된 n형 웰(421)에 n형 콜렉터(425)를 형성한다. 즉, n+/p형 베이스/n형 웰 구조의 BJT(420)을 형성한다.
그리고 도7c에서와 같이 메탈 배선 공정을 통해 p형 베이스(423), n형 에미터(424) 및 n형 콜렉터(425) 각각과 연결되는 메탈 배선들(431)을 형성하고, 메탈 배선들(431)을 감싸도록 SOI 웨이퍼(410)의 상측면에 보호용 절연막(432)을 증착한다.
그리고 도7d에서와 같이 포토리소그래피 공정을 통해 절연막의 개구부를 정의한 후 해당 위치에 증착된 절연막(432)을 건식 식각하여, 메탈 배선(431) 및 절연막(432)으로 구성되는 열 흡수층(430)과 절연막(432)으로 구성되는 지지대(440) 를 각각 구현한다.
그리고 나서 BJT(420)의 하부에 위치되는 실리콘 기판(411)을 습식 식각하여, BJT(420)와 열 흡수층(430)을 포함하는 적외선 센서 구조체를 실리콘 기판(411)으로부터 부유시킨다.
상기의 설명에서는 지지대(440)가 절연막만으로 구현되도록 하였지만, 경우에 따라서는 도2에서와 같이 지지대(440)를 폴리실리콘 및 절연막의 조합으로 구성할 수도 있음은 물론 당연하다.
도8a 내지 도8c는 본 발명의 비냉각형 적외선 센서의 온도 변화 감지 특성을 도시한 도면으로, 도8a는 바이폴라 트랜지스터의 베이스에 0.6 V의 정전압을 인가하고 콜렉터 전압을 변화시키는 경우, 도8b는 바이폴라 트랜지스터의 베이스에 0.3 V의 정전압을 인가하고 콜렉터 전압을 변화시키는 경우, 도8c는 바이폴라 트랜지스터의 베이스를 플로팅하고 콜렉터 전압을 변화시키는 경우 각각에 대한 것이다.
그리고 이때에 적용된 비냉각형 적외선 센서는 도2의 구조를 가지며, 6 ㎛2의 에미터, 7 ㎛2의 베이스, 그리고 8 ㎛2의 콜렉터 면적을 가진다.
먼저, 도8a를 참조하면, 콜렉터에 1V의 정전압이 인가될 때 온도에 따른 콜렉터 전류의 변화률이 ~8%/K의 값을 나타내고, 콜렉터에 6 × 10-7 A의 정전류가 인가될 때 온도에 따른 콜렉터 전압의 변화는 평균 150 mV/K의 매우 높은 값을 나타내며 온도가 증가할수록 전압 변화 폭이 커짐을 알 수 있다.
그리고 도8b를 참조하면, 콜렉터에 0.75V의 정전압이 인가될 때 온도에 따른 콜렉터 전류의 변화률이 ~12%/K의 값을 나타내고, 콜렉터에 4 × 10-11 A의 정전류가 인가될 때 온도에 따른 콜렉터 전압의 변화는 평균 60 mV/K의 매우 높은 값을 나타냄을 알 수 있다.
마지막으로 도8c를 참조하면, 콜렉터에 0.5V의 정전압이 인가될 때 온도에 따른 콜렉터 전류의 변화률이 ~10%/K의 값을 나타내고, 콜렉터에 5 × 10-11 A의 정전류가 인가될 때 온도에 따른 콜렉터 전압의 변화는 33 mV/K의 높은 값을 나타내며 특히 온도 변화에 따른 전압변화의 값이 일정한 값을 나타냄을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 따른 BJT 기반의 비냉각형 적외선 센서는 온도변화에 따른 전류 변화 (8-12 %/K) 또는 전압 변화 (33-150 mV/K)의 값을 가지므로, 종래의 PN 다이오드 기반의 비냉각형 적외선 센서나 VOx 등의 저항체 기반의 비냉각형 적외선 센서보다 우수한 온도 변화 감지 특성을 제공함을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다.
도1은 종래의 기술에 따른 PN 다이오드 기반의 비냉각형 적외선 센서의 단면을 도시한 도면,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서의 단면을 도시한 도면,
도3a 내지 도3d를 참조하여, 도2의 구조를 가지는 비냉각형 적외선 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 도면,
도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서의 단면을 도시한 도면,
도5a 내지 도5d를 참조하여, 도4의 구조를 가지는 비냉각형 적외선 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 도면,
도6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서의 단면을 도시한 도면,
도7a 내지 도7d를 참조하여, 도6의 구조를 가지는 비냉각형 적외선 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 도면, 그리고
도8a 내지 도8c는 본 발명의 비냉각형 적외선 센서의 온도 변화 감지 특성을 도시한 도면이다.

Claims (19)

  1. 기판과 에피텍셜층으로 구성된 웨이퍼;
    상기 에피텍셜층내에 형성되는 바이폴라 트랜지스터;
    상기 바이폴라 트랜지스터의 상측면에 형성된 열 흡수층; 및
    상기 열흡수층이 미형성된 상기 에피텍셜층의 상측면에 형성된 절연막을 포함하며,
    상기 바이폴라 트랜지스터는 상기 열 흡수층을 통해 흡수된 열에 따라 출력값을 가변하고,
    상기 기판은 멤브레인 구조를 가지며, 상기 에피텍셜층과 상기 절연막은 컨틸레버 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 바이폴라 트랜지스터는
    베이스로 정전압을 인가받고 콜렉터로 정전압을 인가받아, 상기 열 흡수층을 통해 흡수된 열에 따라 상기 콜렉터로 흐르는 전류값을 가변하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 바이폴라 트랜지스터는
    베이스로 정전압을 인가받고 콜렉터로 정전류를 인가받아, 상기 열 흡수층을 통해 흡수된 열에 따라 상기 콜렉터에 인가되는 전압값을 가변하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서.
  4. 제1항에 있어서, 상기 바이폴라 트랜지스터는
    베이스로 정전류를 인가받고 콜렉터로 정전압을 인가받아, 상기 열 흡수층을 통해 흡수된 열에 따라 상기 콜렉터로 흐르는 전류값을 가변하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서.
  5. 제1항에 있어서, 상기 바이폴라 트랜지스터는
    베이스로 정전류를 인가받고 콜렉터로 정전류를 인가받아, 상기 열 흡수층을 통해 흡수된 열에 따라 상기 콜렉터에 인가되는 전압값을 가변하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서.
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  11. 기판과 에피텍셜층으로 구성된 웨이퍼의 하측면을 멤브레인(membrane) 구조로 식각하는 단계;
    상기 에피텍셜층내에 바이폴라 트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 바이폴라 트랜지스터의 상측면에 메탈배선들을 형성한 후, 상기 메탈 배선을 감싸도록 절연막을 증착하여, 상기 메탈 베선들과 상기 절연막으로 구성되는 열 흡수층을 형성하는 단계; 및
    상기 바이폴라 트랜지스터 및 상기 열 흡수층이 미형성된 상기 절연막과 상기 에피텍셜층을 캔틸레버(cantilever) 구조로 식각하는 단계를 포함하는 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 바이폴라 트랜지스터를 형성하는 단계는
    상기 에피텍셜층 내에 베이스 영역을 형성하는 단계;
    상기 베이스 영역 내에 일정 간격 이격되도록 제1 에미터, 베이스 및 제2 에미터를 각각 형성하는 단계; 및
    상기 베이스 영역이 형성되지 않는 상기 에피텍셜층 내에 콜렉터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 열 흡수층을 형성하는 단계는
    상기 베이스, 상기 제1 및 제2 에미터 및 상기 콜렉터 각각과 연결되도록 상기 메탈 배선들을 형성하는 단계; 및
    상기 메탈 배선들을 감싸도록 상기 웨이퍼의 상측면에 절연막을 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서의 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 캔틸레버 구조로 식각하는 단계는
    상기 바이폴라 트랜지스터와 상기 열 흡수층이 미형성된 영역을 상기 캔틸레버의 개구부를 정의하는 단계;
    상기 캔틸레버의 개구부에 통해 상기 절연막을 식각한 후, 상기 캔틸레버의 두께만큼 상기 에피텍셜층을 식각하는 단계; 및
    상기 웨이퍼의 하측면을 통해 상기 에피텍셜층을 식각하여, 상기 절연막, 상기 에피텍셜층 및 상기 기판이 관통되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 트랜지스터 기반의 비냉각형 적외선 센서의 제조 방법.
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