KR100935836B1 - 기울기 센서 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기울기 센서에 관한 것이다. 상기 기울기 센서는, 외부로부터 밀폐된 내부공간을 제공하는 밀폐벽와; 상기 밀폐벽 내부의 일측면에 배치되고, 외부로부터 전원을 공급받고 상기 공급받은 전원에 의하여 상기 밀폐벽 내부의 공기 중 일영역은 가열하고 타영역은 냉각하여 상기 밀폐벽 내부의 공기를 일정한 방향으로 대류시키는 대류발생부와; 상기 밀폐벽 내부의 일측면에 배치되면서 상기 대류발생부와 대향되도록 배치되고, 기울기의 변화에 따라 상기 대류발생부에 의해 대류되는 공기의 온도분포가 변화되는 경우 상기 변화되는 공기의 온도분포를 감지하고 상기 감지된 온도분포에 대응되는 전류를 외부로 출력하는 온도감지부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 공기 팽창과 공기 유출의 문제를 해결함과 동시에 공기의 대류를 원활하게 할 수 있어, 기울기에 따라 반응성과 감도가 우수한 기울기 센서를 제공할 수 있다.

기울기 센서, 열전 반도체 소자, 대류, 반도체 기판

Description

기울기 센서 및 이의 제조방법{TILT SENSOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 기울기를 감지하여 전기적 신호로 변환해 주는 기울기 센서 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 공기의 대류를 이용한 기울기 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.

기울기 센서란 일반적으로 어떤 물체가 중력에 의해 기울어진 정도, 즉 각도를 감지하는 수단이다. 즉, 기울기를 감지하여 전기적 신호로 변환해주는 소자로서, 그 응용 분야가 광범위해 각종 가전기기뿐만 아니라 FA(Factory Automation) 및 로봇, 공해 방지 및 각종 방재기기, 자동차 및 항공기 등의 운송 수단, 우주 및 해양 탐사, 의료 기술 등 정밀 계측 및 자동화 분야에서 이용되고 있다.

하지만, 지금까지의 기울기 센서는 부피가 크다는 단점 때문에 적용하는데 어려움이 있다. 또한 기체를 매질로 하여 이것을 가열하고 기울기에 따른 공기의 온도 분포의 변화를 감지하여 측정하는 센서들이 있으나 이것들은 가열했을 때에 공기가 팽창함으로 외부 공기와 격리되지 않아 센서의 반응속도나 감도가 좋지 않은 한계가 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 기울기 센서의 저가격화와 소형화를 달성하고, 더불어 기울기에 따라 반응성과 감도가 우수한 기울기 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 전술한 기울기 센서를 보다 단순한 공정으로 대량으로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기울기 센서의 제1 특징은, 외부로부터 밀폐된 내부공간을 제공하기 위한 밀폐벽과; 상기 밀폐벽에 의해 제공되는 내부공간의 공기 중 일영역은 가열하고 타영역은 냉각하여 상기 밀폐벽에 의해 제공되는 내부공간의 공기를 일정한 방향으로 대류시키고, 상기 밀폐벽에 의해 제공되는 내부공간의 일측면에 배치되는 대류발생부와; 기울기의 변화에 따라 상기 대류발생부에 의해 대류되는 공기의 온도분포가 변화되는 경우 상기 변화되는 공기의 온도분포에 대응하는 온도 차이를 감지하고 상기 감지된 온도 차이에 대응하는 전류를 외부로 출력하고, 상기 내부공간의 일측면에 배치되면서 상기 대류발생부와 대향되도록 배치되는 온도감지부를 구비하는 것이다.

전술한 대류발생부는 제1 열전 반도체 소자를 구비하고, 상기 제1 열전 반도체 소자는, 제1 반도체 기판의 일면에 P형 반도체 영역과 N형 반도체 영역을 각각 형성하고, 상기 P형 반도체 영역과 상기 N형 반도체 영역의 일측면을 서로 금속배 선으로 연결하여 제1 일측면 금속배선부을 형성하고, 상기 P형 반도체 영역과 상기 N형 반도체 영역의 타측면을 금속배선하여 각각의 제1 타측면 금속배선부를 형성하여 이루어진다.

구체적으로, 대류발생부는, 외부로부터 전원을 공급받기 위해, 상기 각각의 제1 타측면 금속배선부와 전기적으로 연결된 전원전극을 구비하며, 제1 열전 반도체 소자는, 상기 전원전극을 통해 외부로부터 전원을 공급받는 경우, 상기 제1 일측면 금속배선부에서는 열을 발생하고 상기 제1 타측면 금속배선부에서는 열을 흡수하여, 상기 내부공간 내의 공기를 일정 방향으로 대류시킨다. 여기서 전원전극은, 상기 제1 타측면 금속배선부의 일측면으로부터 연장되어 금속배선됨으로써 형성될 수 있다.

전술한 온도감지부는 제2 열전 반도체 소자를 구비하고, 제2 열전 반도체 소자는, 제2 반도체 기판의 일면에 P형 반도체 영역과 N형 반도체 영역을 각각 형성하고, 상기 P형 반도체 영역과 상기 N형 반도체 영역의 일측면을 서로 금속배선으로 연결하여 제2 일측면 금속배선부를 형성하며, 상기 P형 반도체 영역과 상기 N형 반도체 영역의 타측면을 금속배선하여 각각의 제2 타측면 금속배선부를 형성하는 것에 의하여 이루어진다.

구체적으로, 온도감지부는 외부로 전류를 출력하기 위해, 상기 각각의 제2 타측면 금속배선부와 전기적으로 연결된 센서전극를 구비하며, 상기 제2 열전 반도체 소자는, 상기 기울기 센서의 기울기의 변화에 따라 상기 제2 일측면 금속배선부와 상기 제2 타측면 금속배선부 사이에 온도 차이가 발생하는 경우, 상기 온도 차 이에 대응하는 전류를 발생하여 상기 센서전극을 통하여 외부로 출력한다. 여기서 센서전극은, 상기 제2 타측면 금속배선부의 일측면으로부터 연장되어 금속배선되어 형성될 수 있다.

또한, 전술한 대류발생부는 다수개의 제1 열전 반도체 소자를 구비하여 구현할 수 있는데, 제1 열전 반도체 소자 각각은, 상기 제1 일측면 금속배선부가 상기 대류발생부의 중심부에서 열을 발생하도록 배치되고 상기 제1 타측면 금속배선부가 상기 대류발생부의 테두리부에서 열을 흡수하도록 배치된다.

다른 형태로, 제1 열전 반도체 소자 각각은, 상기 제1 일측면 금속배선부가 상기 대류발생부의 중심부에서 열을 흡수하도록 배치되고 상기 제1 타측면 금속배선부가 상기 대류발생부의 테두리부에서 열을 발생하도록 배치될 수도 있다.

일례로, 제1 열전 반도체 소자 각각은 서로 직렬로 연결되어 있고, 상기 직렬로 연결된 제1 열전 반도체 소자들의 전체 모양은 방사형이고, 상기 방사형의 중심부는 상기 대류발생부의 중심부에 배치되며, 상기 방사형의 테두리부는 상기 대류발생부의 테두리부에 배치될 수 있다.

또한, 전술한 상기 온도감지부는 다수개의 제2 열전 반도체 소자를 구비하여 구현할 수 있는데, 상기 제2 열전 반도체 소자 각각은, 상기 제2 일측면 금속배선부가 상기 제1 일측면 금속배선부와 대향되고 상기 제2 타측면 금속배선부가 상기 제1 타측면 금속배선부와 대향되도록 배치된다.

예를 들면, 제2 열전 반도체 소자 각각은, 온도감지부의 배치 영역에 따라 다수개의 그룹으로 나누어지고, 그룹별로 전기적으로 연결되어 있으며, 기울기의 변화에 따라 상기 그룹별로 각각의 전류를 발생하고, 상기 온도감지부는 각 그룹별로 발생된 전류에 대응하는 다수의 센서전극을 구비할 수 있다.

구체적으로, 상기 제2 열전 반도체 소자들의 각 그룹은, 상기 온도감지부 4 방향의 각 변으로부터 상기 온도감지부의 중앙방향으로 연장되고, 상기 각 그룹의 모양이 사각형이 되도록 형성될 수 있다.

전술한 밀폐벽은, 제3 반도체 기판의 양면에 절연막을 형성한 후, 상기 제3 반도체 기판의 양면을 관통하도록 식각하고, 상기 식각된 양 개구부에 상기 대류발생부 및 상기 온도감지부를 접합하여 내부공간을 제공한다.

여기서, 밀폐벽은, 필요에 따라, 상기 온도감지부로부터 출력된 전류를 외부로 연결하는 센서연결부를 구비할 수 있으며, 외부로부터 전원을 공급받아 상기 대류발생부에 연결하는 전원연결부도 구비할 수 있다.

이러한 센선연결부 및 전원연결부를 구비한다면, 센서연결부는 상기 온도감지부와 접합하는 상기 밀폐벽의 일면 중 일 부분에 금속배선하여 이루어질 수 있고, 전원연결부는, 상기 대류발생부와 접합하는 상기 밀폐벽의 일면 중 일 부분에 금속배선하여 이루어질 수 있다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제2 특징은, 상술한 기울기 센서의 제조방법에 관한 것으로, (a) 제1 반도체 기판상에 제1 열전 반도체 소자 및 전원전극을 순차적으로 형성하여 대류발생부를 완성하는 단계와; (b) 제2 반도체 기판상에 제2 열전 반도체 소자 및 센서전극을 순차적으로 형성하여 온도감지부를 완성하는 단계와; (c) 제3 반도체 기판을 관통하도록 식각하여 관통부를 형 성하고 상기 대류발생부 및 상기 온도감지부를 접합하여 밀폐하기 위한 밀폐벽를 완성하는 단계와; (d) 상기 밀폐벽를 이용하여, 상기 제1 열전 반도체 소자 및 상기 제2 열전 반도체 소자가 상기 밀폐벽에 의해 밀폐된 내부공간의 일측면에 배치되고 서로 대향되도록, 상기 대류발생부와 상기 온도감지부를 접합하여 밀폐하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

전술한 상기 (a)단계는, (a1) 제1 반도체 기판의 양면에 절연막을 형성하는 단계와; (a2) 상기 제1 반도체 기판의 일면에 P형 반도체 영역과 N형 반도체 영역을 각각 형성하는 단계와; (a3) 상기 P형 반도체 영역과 상기 N형 반도체 영역의 일측면을 서로 금속배선하여 제1 일측면 금속배선부를 형성하고, 상기 P형 반도체 영역과 상기 N형 반도체 영역의 각 타측면을 금속배선하여 제1 타측면 금속배선부를 형성하여 상기 제1 열전 반도체 소자를 형성하는 단계와; (a4) 상기 제1 타측면 금속배선부로부터 연장되어 금속배선되는 전원전극을 형성하는 단계를 구비한다.

전술한 상기 (b)단계는, (b1) 제2 반도체 기판의 양면에 절연막을 형성하는 단계와; (b2) 상기 제2 반도체 기판의 일면에 P형 반도체 영역과 N형 반도체 영역을 각각 형성하는 단계와; (b3) 상기 P형 반도체 영역과 상기 N형 반도체 영역의 일측면을 서로 금속배선하여 제2 일측면 금속배선부를 형성하고, 상기 P형 반도체 영역과 상기 N형 반도체 영역의 각 타측면을 금속배선하여 제2 타측면 금속배선부를 형성하여 제2 열전 반도체 소자를 형성하는 단계와; (b4) 상기 제2 타측면 금속배선부로부터 연장되어 금속배선되는 센서전극을 형성하는 단계를 구비한다.

전술한 상기 (c)단계는, (c1) 제3 반도체 기판의 양면에 절연막을 형성하는 단계와; (c2) 상기 제3 반도체 기판의 양면을 관통하도록 식각하고, 상기 대류발생부 및 상기 온도감지부를 접합하여 밀폐하기 위한 벽을 형성하는 단계를 구비한다.

따라서, 본발명에 의하여, 밀폐벽에 의해 밀폐된 내부공간에 제1 열전 반도체 소자를 형성하여 대류의 발생원인으로 발열원 외에도 냉각원을 갖추어 공기 팽창과 공기 유출의 문제를 해결함과 동시에 공기의 대류를 보다 원활하게 할 수 있어 반응성과 감도가 우수한 기울기 센서를 제공할 수 있다.

더불어, 본 발명에 의하여, 제2 열전 반도체 소자를 다수 마련하고, 좌우 뿐만 아니라 전후의 기울기 변화를 감지하도록 배치하여, 전후 및 좌우 4방향의 기울기를 측정할 수 있다.

또한, 본 발명은 반도체 제조공정을 이용하고 본 발명의 구성인 대류발생부와 온도감지부를 동일한 공정으로 제작할 수 있어, 기울기 센서의 저가격화와 소형화에 기여할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기울기 센서의 구조 및 그 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

(실시예 1)

도 1는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기울기 센서의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A면을 따라 절개한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기울기 센서의 구성에 대한 각각의 평면도이다.

이하, 도 1 내지 도 3를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기울기 센서에 대하여 구체적으로 설명한다.

제1 실시예에 따른 기울기 센서(1)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 대류발생부(100), 온도감지부(200), 밀폐벽(300)으로 구성된다.

전체적인 동작을 간략히 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이, 대류발생부(100) 및 온도감지부(200)는 밀폐벽(300)에 의해 밀폐된 내부공간에 서로 대향되도록 배치되며, 대류발생부(100)는 밀폐벽(300)에 의해 밀폐된 내부공간의 공기를 대류시키며, 온도감지부(200)는 기울기의 변화에 따라 대류발생부(100)에 의해 대류되는 공기의 온도의 분포가 변화되는 경우, 이 변화된 온도 차이를 감지하여 이에 대응하는 전류를 외부로 출력한다.

여기서, 온도감지부(200) 및 대류발생부(100)는 중력방향을 기준으로 각각 대칭되도록 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 대류발생부(100)를 하단에 배치하고 온도감지부(200)를 상단에 배치하여, 대류발생부(100)의 가열에 의해 일어나는 상승공기가 온도감지부(200)에 도달되도록 한다. 또한, 밀폐벽(300)은 내부 공기가 유입 또는 유출되지 않도록 대류발생부(100)와 온도감지부(200)를 완전히 밀폐하여야 한다.

이하 각 구성에 대해 구체적으로 살펴본다.

상기 대류발생부(100)는, 도 2 및 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 밀폐벽(300)의 내부의 일측면에 배치되고 전원전극(110)과 제1 열전 반도체 소자(120)를 구비하고 있다. 제1 열전 반도체 소자(120)는 전원전극(110)을 통해 외부로부터 전원을 공급받고, 이 공급받은 전원에 의하여 밀폐벽(300)의 내부 공기 중 일영역은 가열하고 타영역은 냉각하여 밀폐벽(300) 내부의 공기를 일정한 방향으로 대류시키는 역할을 수행한다.

전원전극(110)은 외부로부터 전원을 공급받기 위한 것이며, 제1 열전 반도체 소자(120)는 전원전극(110)을 통해 외부로부터 전원을 공급받은 경우, 제1 열전 반도체 소자(120)의 일측면 금속배선부(125)에서는 열을 발생하고, 제1 열전 반도체 소자(120)의 타측면 금속배선부(126)에서는 열을 흡수하여 밀폐벽(300) 내부 공기를 일정 방향으로 대류시킨다.

전원전극(110)은, 타측면 금속배선부(126)의 일측면으로부터 연장되는 금속배선을 형성하여 마련된다. 즉 전원전극(110)은 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 타측면 금속배선부(126)로부터 연장되어 형성되어 있고, 타측면 금속배선부(126)와 동일한 폭 및 동일한 재질로 형성되어 있다. 양자는 기능상 구별될 수 있는데, 전원전극(110)은 외부로부터 전원을 공급받기 위한 것이고, 타측면 금속배선부(126)는 열을 흡수하기 위한 것이다.

제1 열전 반도체 소자(120)는 제1 반도체 기판(121)의 양면에 절연막(122)을 형성하고, 제1 반도체 기판(121)의 일면에 P형 반도체 영역(123)과 N형 반도체 영역(124)을 각각 순차적으로 도핑하여 형성하며, P형 반도체 영역(123)과 N형 반도체 영역(124)의 일측면을 서로 금속배선하여 일측면 금속배선부(125)를 형성하며, P형 반도체 영역(123)과 N형 반도체 영역(124)의 각 타측면에 금속배선하여 타측면 금속배선부(126)를 형성하는 것에 의해 마련된다.

여기서 P형 반도체 영역(123)과 N형 반도체 영역(124)은 P형 폴리실리콘과 N형 폴리실리콘으로 형성될 수 있다. 또한 제1 열전 반도체 소자(120)는 직선모양 또는 U자 형태로 형성될 수 있다. 다만, 일측면 금속배선부(125)가 대류발생부(100)의 중심부에 배치되고, 타측면 금속배선부(126)가 대류발생부(100)의 테두리부에 배치된다. 이것은 대류발생부(100)의 중앙에서 열을 발생시키고 테두리부에서 열을 흡수하기 위한 것이다.

이에 의해 펠티어 효과(Pelteir effect)가 실현된다. 펠티어 효과에 대해, 도 4a에 도시된 바에 의해 설명하면, 2종의 P형 반도체 영역(123)과 N형 반도체 영역(124)의 일측면을 서로 금속배선하여 일측면 금속배선부(125)를 형성하고, 타측면 금속배선부(126)에 전원을 연결하여 전류를 인가한 경우, 일측면 금속배선부(125)에서는 열이 발생하고, 타측면 금속배선부(126)에서는 흡열이 일어나는 것을 말한다.

펠티어 효과에 대해, 도 2를 참조하여 설명하면, 외부로부터 전원전극(110)을 통해 전원이 공급된 경우, 일측면 금속배선부(125)에서는 열이 발생되고, 타측면 금속배선부(126)에서는 열이 흡수되어 냉각된다. 전원의 극성을 바꾸면 발열부위와 냉각부위가 달라질 수 있다.

제1 실시예에서는 밀폐벽(300) 내부의 중심부 즉 일측면 금속배선부(125)에서는 열이 발생하고, 밀폐벽(300) 내부의 테두리부 즉 타측면 금속배선부(126)에서는 냉각이 일어나도록 제1 열전 반도체 소자(120)가 마련되어 있다. 따라서, 제1 열전 반도체 소자(120)에 의해 일어나는 대류는 밀폐벽(300) 내부의 중심부에서는 밀폐된 공기가 발열에 의해 상승되고, 밀폐벽(300) 내부의 테두리부에서는 밀폐된 공기가 냉각에 의해 하강되도록 일어난다.

이것은 종래의 발열부만을 구비한 기울기 센서가 가지고 있는 공기 팽창의 문제점을 해결하는 본 발명의 구성이다. 또한 반도체 공정을 통해 발열과 냉각을 동시에 발생시킬 수 있는 열전 반도체를 구현할 수 있다.

상기 온도감지부(200)는 도 2 및 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 밀폐벽(300) 내부의 일측면에 배치되면서 대류발생부(100)와 대향되도록 배치되고, 기울기의 변화에 따라 대류발생부(100)에 의해 대류되는 공기의 온도분포가 변화되는 경우, 이 변화되는 공기의 온도분포를 감지하고 이 감지된 온도분포에 대응하는 전류를 외부로 출력하는 역할을 수행한다.

여기서, 온도감지부(200)는 센서전극(210)과 제2 열전 반도체 소자(220)를 구비한다.

센서전극(210)은 외부로 전류를 출력하는 기능을 수행하며, 제2 열전 반도체 소자(220)의 타측면 금속배선부(226)로부터 연장되는 금속배선을 형성하여 이루어진다.

여기서, 센서전극(210)은 도 2에 도시된 바와 같이 외부로 노출되지 않기 때문에, 센서전극(210)에서 출력되는 전류를 외부로 전달하기 위해서는 후술하는 밀폐벽(300)에 형성된 센서연결부(320)가 필요하다.

제2 열전 반도체 소자(220)는, 기울기의 변화에 따라 대류발생부(100)에 의해 대류되는 공기의 온도분포가 변화되고, 이 변화되는 공기의 온도분포에 의해 제 2 열전 반도체 소자(220)의 일측면 금속배선부(225)와 타측면 금속배선부(226) 사이에 온도 차이가 발생하는 경우, 이 온도 차이에 대응하는 전류를 발생하여 센서전극(210)을 통하여 외부로 출력한다.

제2 열전 반도체 소자(220)는, 제2 반도체 기판(221)의 일면에 P형 반도체 영역(223)과 N형 반도체 영역(224)을 각각 도핑하여 순차적으로 형성하고, P형 반도체 영역(223)과 N형 반도체 영역(224)의 일측면을 금속배선하여 일측면 금속배선부(225)를 형성하며, P형 반도체 영역(223)과 N형 반도체 영역(224)의 각 타측면에 금속배선하여 타측면 금속배선부(226)를 형성하는 것에 의해, 이루어진다.

여기서, P형 반도체 영역(223)과 N형 반도체 영역(224)은 P형 폴리실리콘과 N형 폴리실리콘으로 형성될 수 있다. 또한 제2 열전 반도체 소자는(220) 직선모양 또는 U자 형태로 형성될 수 있다. 일측면 금속배선부(225)는 온도감지부(200)의 중심부에 배치되고, 타측면 금속배선부(226)는 온도감지부(200)의 테두리부에 배치된다.

이에 의해 제베크 효과(Seebeck effect)가 실현된다. 제베크 효과에 대해, 도 4b에 도시된 바에 의해 예를 들어 설명하면, 도시된 바와 같이 2종의 P형 반도체 영역(223)과 N형 반도체 영역(224)의 일측면 금속배선부(225)와 타측면 금속배선부(226) 사이에 온도 차이를 주면 기전력이 발생하는 것을 말한다. 도 4b에 도시된 바와 같이 전압계를 연결하면 발생되는 기전력을 측정할 수 있다.

이하, 제1 실시예의 동작원리를 도 2, 도 4c, 도 4d를 참조하여 설명하면, 전원전극(110)을 통해 외부로부터 전원이 공급되면 도 4c 및 도 4d에 도시된 바와 같이 제1 열전 반도체 소자(120)의 일측면 금속배선부(125)에서 열이 발생하고 일측면 금속배선부(125)의 주변 공기가 팽창하여 상승된다. 이 상승된 공기는 제2 열전 반도체 소자(220)의 일측면 금속배선부(225)에 접촉되어 제2 열전 반도체 소자(220)의 타측면 금속배선부(226)로 이동한 후, 제1 열전 반도체 소자(120)의 타측면 금속배선부(126)의 냉각된 공기로 하강한다.

여기서, 기울기가 0°인 경우, 도 4c에 도시된 바와 같은 밀폐벽(300) 내부에서 생기는 대류에 의해, 제2 열전 반도체 소자(220)의 일측면 금속배선부(225)와 타측면 금속배선부(226) 부근에 있는 공기의 온도가 다르게 형성되고, 이에 의해 양 접합부 사이에 온도 차이가 발생하면 이 온도 차이에 대응하는 전류가 센서전극(210) 및 센서연결부(320)를 통해 외부로 출력된다.

기울기가 생긴 경우, 도 4d에 도시된 바와 같이, 공기의 대류 형태가 바뀌어 제2 열전 반도체 소자(220)의 일측면 금속배선부(225)와 타측면 금속배선부(226) 사이에 온도차가 도 4c의 경우와는 다르게 나타나고, 이에 대응하는 전류값도 다르게 출력된다. 즉, 기울기가 0°인 경우 전류값이 기울기가 생긴 경우 전류값보다 크게 나타난다.

이와 같이, 기울기의 변화에 대응하는 전류가 센서전극(210) 및 센서연결부(320)를 통해 외부로 출력된다.

상기 밀폐벽(300)은 대류발생부(100)에 의해 발생된 열적 전달 현상, 대류를 원활히 수행할 수 있는 일정한 공간을 제공하고, 외부로부터 공기의 유입 및 유출을 차단하는 역할을 한다.

여기서, 밀폐벽(300)은, 도 2 및 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 제3 반도체 기판(311)의 양면에 절연막(312)을 형성하고, 제3 반도체 기판(311)의 양면을 관통하도록 식각하여 형성된 벽(310)으로 이루어진다. 이러한 벽(310)은 대류발생부(100) 및 온도감지부(200)를 접합하여 밀폐한다.

여기서, 절연막(312)은 일반적으로 실리콘 산화막(SiO₂)으로 형성되는데, 이러한 실리콘 산화막(SiO₂)은 벽(310)과 대류발생부(100)의 접합면 및 벽(310)과 온도감지부(200)의 접합면에 형성되어 대류발생부(100)와 온도감지부(200) 사이의 열적 단열을 증대시킨다.

밀폐벽(300)은 외부로부터 전원을 공급받아 상기 대류발생부(100)에 전기적으로 연결하기 위한 전원연결부(도시되지 않음)를 포함 할 수 있다. 여기서는 전술한 바와 같이, 대류발생부의 전원전극(110)이 외부로 노출되어 형성되어 있으므로, 전원연결부는 필요하지 않다. 하지만, 제1 실시예와 달리, 구조의 변경에 따라, 전원연결부가 필요할 수 있다.

전원연결부(도시되지 않음)는, 대류발생부(100)에 접합되는 벽(310)의 일면 중 일부분에 형성되고, 전술한 대류발생부(100)의 전원전극(110)과 전기적으로 연결되도록 금속배선으로 형성될 수 있다.

또한, 밀폐벽(300)는 온도감지부(200)로부터 출력된 전류를 외부로 연결하기 위한 센서연결부(320)를 구비한다. 여기서, 센서연결부(320)는 온도감지부(200)에 접합되는 벽(310)의 일면 중 일부분의 영역에 형성되며, 전술한 온도감지부(200)의 센서전극(210)과 전기적으로 연결되도록 금속배선으로 형성되어 있다.

이에 의해 온도감지부(200)의 센서전극(210)을 통해 출력된 전류는 벽(310)의 일면에 형성된 센서연결부(320)를 통해 외부로 전달된다.

하지만, 밀폐벽(300)은 제1 실시예와 같은 센서연결부(320)를 반드시 구비해야 되는 것은 아니다. 만일, 제1 실시예와 달리 도 3의 (c)에 도시된 온도감지부(200)가 도 3의 (a)에 도시된 대류발생부(100)와 같은 크기로 형성된다면, 온도감지부(200)의 센서전극(210)이 외부로 노출되어 센서연결부(320)의 도움없이도 외부로 전류를 출력하는 것이 가능하게 될 것이다.

또한, 벽(310)의 두께는 균일하게 형성되는 것이 바람직하다. 여기서 벽(310)은 식각방식에 따라 일정한 두께로 형성되지 않을 수 있다. 이는 밀폐벽(300)의 주된 목적이 공기의 밀폐에 있으므로, 밀폐 공기의 대류에 영향을 줄 만한 것이 아니라면, 크게 문제되지 않기 때문이다.

이하, 도 5a ~ 5c를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 기울기 센서의 제조 공정에 대하여 구체적으로 설명한다.

기울기 센서의 제조 공정은 크게 4개의 공정으로 이루어져 있다.

먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이 제1 반도체 기판(121) 상에 제1 열전 반도체 소자(120) 및 전원전극(110)을 순차적으로 형성하여 대류발생부(100)를 완성한다(S100).

다음, 상기 S100 단계와 동일하게, 다만 별도로 준비된 제2 반도체 기판(221)상에 제2 열전 반도체 소자(220) 및 센서전극(210)을 순차적으로 형성하여 온도감지부(200)를 완성한다(S200).

다음, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제3 반도체 기판(311)을 관통하도록 식각하고, 대류발생부(100) 및 온도감지부(200)를 접합하여 밀폐하기 위한 밀폐벽(300)를 완성한다(S300).

마지막으로, 도 5c에 도시된 바와 같이, 밀폐벽(300)를 이용하여, 대류발생부(100)와 온도감지부(200)를 접합하여 밀폐한다(S400).

이하, 상기 S100, S200, S300 단계에 대해 구체적으로 설명한다.

상기 S100 단계는 도 5a 도시된 바와 같이 5개의 공정으로 이루어져 있다.

먼저, 도 5a의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 반도체 기판(121)의 양면에 절연막(122)을 형성한다. 이것은 일반적으로 산화공정에 의해 형성되는 실리콘 산화막(SiO₂)으로 형성된다(S110).

다음, 도 5a의 (b)에 도시된 바와 같이, 폴리 실리콘을 증착한 후, 패터닝하고, 이 패터닝된 모양대로 건식 식각(dry etching)한다(S120).

다음, 도 5a의 (c)에 도시된 바와 같이, 패터닝된 폴리 실리콘을 이온주입 공정을 이용하여 순차적으로 도핑하여 P형 반도체 영역(123)과 N형 반도체 영역(124)을 각각 형성한다(S130).

다음, 도 5a의 (d)에 도시된 바와 같이, 형성된 P형 반도체 영역(123)과 N형 반도체 영역(124)의 일측면을 서로 연결하는 금속배선을 형성하여 일측면 금속배선부(125)를 형성하고, P형 반도체 영역(123)과 N형 반도체 영역(124)의 각 타측면에 금속배선을 형성하여 타측면 금속배선부(126)를 형성하여 제1 열전 반도체 소자(120)를 마련하고, 형성된 타측면 금속배선부(126)의 일측면에서 연장되는 금속배선을 형성하여 전원전극(110)을 마련한다(S140). 여기서, 이러한 금속배선은 일반적으로 금속물질을 증착한 후 사진식각법을 이용하여 형성된다.

마지막으로, 도 5a의 (e)에 도시된 바와 같이, 제1 반도체 기판(121)의 후면을 식각하여 대류발생부(100)의 후면을 형성한다(S150). 이러한 후면 식각공정은 일반적으로 습식식각법(wet etching)에 의해 수행될 수 있다.

이러한 후면 식각공정에 의해, 도 5a의 (e)에 도시된 바와 같이, 제1 반도체 기판(121)은 멤브레인(얇은 막)의 형태가 된다. 이러한 형태는 제1 열전 반도체 소자(120) 아래 위치한 실리콘 기판을 제거한 것으로, 이 실리콘 기판에 의한 열 손실을 최소화시킨다. 이것은 실리콘 기판의 열전도도가 높기 때문이다. 이에 의해 제1 열전 반도체 소자(120)와 밀폐벽(300)에 의해 형성된 내부공간에 대한 단열성이 향상될 수 있다.

상기 S200 단계는, 온도감지부(200)를 완성하는 공정으로, 도 5a에 도시된 S100 단계의 대류발생부(100)의 제조공정과 유사하다. 다만, 상기 S200 단계는, S100 단계와는 달리, 제1 반도체 기판(121) 대신 제2 반도체 기판(221) 위에 제1 열전 반도체 소자(120) 대신 제2 열전 반도체 소자(220)를 형성하고, 전원전극(110) 대신 센서전극(210)을 형성한다. 또한 제2 열전 반도체 소자(220)도 전술한 제1 열전 반도체 소자(120)와 같이 멤브레인의 형태로 형성된다. 이에 대한 효과는 전술한 S100 단계와 같이 제2 열전 반도체 소자(220)와 밀폐벽(300)에 의해 형성된 내부공간에 대한 단열성의 향상이다.

상기 S300 단계는 밀폐벽(300)를 완성하는 공정으로, 도 5b에 도시된 바와 같이 3가지 단계로 구성된다.

먼저, 도 5b의 (a)에 도시된 바와 같이, 제3 반도체 기판(311)의 양면에 절연막(312)을 형성한다(S310).

다음, 도 5b의 (b)에 도시된 바와 같이, 제3 반도체 기판(311)의 양면을 관통하도록 식각하여 대류발생부(100) 및 온도감지부(200)를 접합하여 밀폐하기 위한 벽(310)을 형성한다(S320).

전술한 S300 단계에서는, 밀폐벽(311)을 제3 반도체 기판(311)과 같은 실리콘 기판으로 형성한다. 밀폐벽(311)은, 사용용도 및 제작비용에 따라, 플라스틱 및 폴리머등의 다양한 소재를 통해서도 형성될 수 있다.

마지막으로, 도 5b의 (c)에 도시된 바와 같이, 벽(310)의 일면 중 온도감지부(200)와 접합되는 면의 일부분에 금속배선을 형성하여 센서연결부(320)를 마련한다(S330).

이러한 센서연결부(320)는 온도감지부(200)의 센서전극(210)과 전기적으로 연결되어 센서전극(210)에서 출력되는 전류를 외부로 출력하기 위해 마련되는 것이다.

전술한 제1 실시예에 따른 기울기 센서는, 전술한 바와 같이 실리콘 기판을 이용하여 제조될 수 있다. 하지만, 제작비용 및 사용용도에 따라, Glass 웨이퍼, Quartz 웨이퍼를 이용할 수 있다. 이들 유리류의 웨이퍼에 열전 소자를 형성하면 열적단열이 가능할 뿐 아니라, 전기적으로 부도체이기 때문에 제1 실시예와 같이 기판에 절연막(도 5a의 122(222) 참조)을 형성하지 않아도 된다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기울기 센서(1)는 2개의 열전 반도체 소자만을 사용하여 가장 단순한 형태로 구성되어 소형으로 제작할 수 있으며, 대류의 발생원인으로 발열원 외에도 냉각원을 갖추어 공기 팽창의 문제를 해결함과 동시에 대류를 보다 원활하게 할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 열전 반도체 소자(120, 220)를 동일한 공정으로 제작할 수 있는 장점이 있다.

(실시예 2)

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 기울기 센서의 평면도이고, 도 7의 (a)~(c)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기울기 센서의 구성에 대한 각각의 평면도이며, 도 8a는 도 6의 A-A면을 따라 절개한 단면도이고, 도 8b는 도 6의 B-B면을 따라 절개한 각각의 단면도이다.

이하, 도 6 내지 도 8b를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기울기 센서의 구조에 대하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 기울기 센서(1)는 도 6, 도 8a, 도 8b에 도시된 바와 같이 대류발생부(100), 온도감지부(200), 밀폐벽(300)로 구성된다. 제1 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.

먼저, 대류발생부(100)는 도 7의 (a) 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 다수의 제1 열전 반도체 소자(120)와 전원전극(110)으로 구성되는데, 제1 반도체 기판(121) 상에 형성되어 있다.

제1 열전 반도체 소자(120)는 전원전극(110)을 통해 외부로부터 전원을 공급받은 경우, 제1 열전 반도체 소자(120)의 일측면 금속배선부(125)에서는 열을 발생하고, 제1 열전 반도체 소자(120)의 타측면 금속배선부(126)에서는 열을 흡수하여 밀폐벽(300) 내부의 공기를 일정한 방향으로 대류시킨다.

제1 열전 반도체 소자(120)는 제1 실시예와 달리 다수개로 마련되고, 이와 같이 다수개로 마련된 제1 열전 반도체 소자(120)는 서로 전기적으로 직렬로 연결되어 있다. 이와 같이 직렬로 연결된 제1 열전 반도체 소자(120)는, 일측면 금속배선부(125)가 대류발생부(100)의 중심부에서 열을 발생하도록 배치되고, 타측면 금속배선부(126)가 대류발생부(100)의 테두리부에서 열을 흡수하도록, 배치되어 있다.

이와 같이 직렬로 연결된 제1 열전 반도체 소자(120)들의 전체 모양은 방사형과 같은 형태로 마련될 수 있다. 이 경우, 방사형의 중심부는 대류발생부(100)의 중심부에 배치되며, 방사형의 테두리부는 대류발생부(100)의 테두리부에 배치되어 있다.

도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 직렬로 연결된 제1 열전 반도체 소자(120)들의 전체 모양은 열십(十) 자의 형태이다. 제1 열전 반도체 소자(120)의 일측면 금속배선부(125)들은 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 열십(十)자 형태의 중심부(125A)에서 열을 발생하도록 배치되어 있다. 또한, 제1 열전 반도체 소자(120)의 타측면 금속배선부(126)들은, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 중심부(125A)에 위치한 사각형의 각 4개의 변으로부터 대류발생부(100)의 각 테두리 방향으로 연장 된 사각형의 끝변부(126A)에서 열을 흡수하도록 배치되어 있다. 여기서, 제1 열전 반도체 소자(120)는 U자 형태로 형성될 수 있다.

이와 같이 제1 열전 반도체 소자(120)를 직렬로 다수 연결한 경우, 연결한 개수에 비례하여 발열량과 흡열량이 증가하여 공기의 대류를 활발하게 일으킬 수 있고, 연결한 개수와 연결하는 모양에 따라 대류의 양과 순환모양을 변경하는 것이 가능하다.

다음, 온도감지부(200)는 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 다수개의 제2 열전 반도체 소자(220)와 다수개의 센서전극(210)을 구비하고 있다. 도 7의 (c)와 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 다수개로 마련된 제2 열전 반도체 소자(220)들은, 제2 일측면 금속배선부(225)가 제1 일측면 금속배선부(125)와 대향되고 제2 타측면 금속배선부(226)가 제1 타측면 금속배선부(126)와 대향되도록, 배치되어 있다.

여기서, 다수개로 마련된 제2 열전 반도체 소자(220)들은, 상기 온도감지부(200)의 배치 영역에 따라 다수개의 그룹으로 나누어지고, 나누어진 그룹별로 전기적으로 연결되어 있으며, 기울기의 변화에 따라 그룹별로 각각의 전류를 발생한다. 각 센서전극(210)은 그룹별로 발생된 각 전류를 출력하도록 별도로 마련되어 있다.

예를 들면, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 제2 열전 반도체 소자(220)들은, 온도감지부(200)의 4 개의 변으로부터 그룹별로 상기 온도감지부(200)의 중앙방향으로 연장되어, 각 그룹의 모양이 사각형이 되도록 형성된다. 또한, 센서전 극(210)은 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 4쌍으로 구성된다.

다수개로 마련된 제2 열전 반도체 소자(220)들은, 온도감지부(200)의 각 4개의 변에 따라 4개의 그룹으로 나누어지고, 4쌍의 센서전극(210)은 상기 4개의 그룹으로 나누어진 제2 열전 반도체 소자(220)들에 의해 발생되는 전류를 외부로 각각 출력한다.

여기서, 상기 4개의 그룹으로 나누어진 제2 열전 반도체 소자(220)들은, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 서로 전기적으로 직렬로 연결되어 있으며, 온도감지부(200)의 각 4개의 변으로부터 상기 온도감지부(200)의 중앙방향으로 연장된 사각형의 형태로 형성되어 있고, 이 각각 형성된 사각형 형태들은 전술한 제1 열전 반도체 소자(120)와 도 7의 (a)에 도시된 제1 열전 반도체 소자(120)의 열십(十) 자의 형태와 각각 대응되도록 배치되어 있다.

즉, 온도감지부(200)의 도 7의 (c)에 도시된 각 일측면 금속배선부(225)들로 이루어진 각 4개의 집합(225A)은 도 7의 (a)에 도시된 중앙부(125A)와 대향 되어있으며, 도 7의 (c)에 도시된 타측면 금속배선부(226)들로 이루어진 각 4개의 집합(226A)은 도 7의 (a)에 도시된 4개의 끝변부(126A)와 대향 되어있다.

위와 같이 4개의 그룹으로 나누어진 제2 열전 반도체 소자(220)들에 의해 각각 발생되는 전류는 각각 4쌍의 센서전극(210)으로 출력된다. 여기서, 제2 열전 반도체 소자(220)는 U자 형태로 형성되어 있다.

이와 같이, 제2 열전 반도체 소자(220)들을 직렬로 다수 연결한 경우, 연결한 개수에 비례하여 센서전극(210)을 통해 출력되는 전류가 증가하게 된다. 즉, 연 결되는 개수와 모양에 따라 출력되는 전류의 양이 변경된다.

전술한 제2 실시예에 의하면, 제1 열전 반도체 소자(120)를 다수개 마련함으로써 밀폐벽(300)에 의하여 밀폐된 공기의 대류를 활발하게 하여 센서의 감도를 향상시킬 수 있고, 위와 같이 제2 열전 반도체 소자(220)를 4개의 그룹으로 나누어 배치함으로써, 좌우 뿐만 아니라 전후의 기울기에 대응하는 전류값을 출력할 수 있다.

본 발명에 따른 기울기 센서는 기울기를 감지하여 전기적 신호로 변환해주는 소자로서, 각종 가전기기 뿐만 아니라 FA(Factory Automation) 및 로봇 등 정밀 계측 및 자동화에 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.

도 1는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기울기 센서의 평면도이다.

도 2는 도 1의 A-A면을 따라 절개한 단면도이다.

도 3의 (a)~(c)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기울기 센서의 구성에 대한 각각의 평면도이다.

도 4a ~ 도 4d는 기울기의 변화에 따른 제1 실시예의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 5a는 제1 실시예에 따른 기울기 센서의 대류발생부 및 온도감지부의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.

도 5b는 제1 실시예에 따른 기울기 센서의 밀폐벽의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.

도 5c는 제1 실시예에 따른 대류발생부, 온도감지부, 밀폐벽를 본딩하는 공정을 설명하기 위한 공정도이다.

도 6는 본 발명의 제2실시예에 따른 기울기 센서의 평면도이다.

도 7의 (a)~(c)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기울기 센서의 구성에 대한 각각의 평면도이다.

도 8a는 도 6의 A-A면을 따라 절개한 단면도이다(도 7의 (b)·(c)에 도시된 A-A면 참고).

도 8b는 도 6의 B-B면을 따라 절개한 단면도이다(도 7의 (a)에 도시된 B-B면 참고).

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 대류발생부

110 : 전원전극

120 : 제1 열전 반도체 소자

123 : P형 반도체 영역

124 : N형 반도체 영역

125 : 제1 일측면 금속배선부

126 : 제1 타측면 금속배선부

210 : 센서전극

220 : 제2 열전 반도체 소자

223 : P형 반도체 영역

224 : N형 반도체 영역

225 : 제2 일측면 금속배선부

226 : 제2 타측면 금속배선부

300 : 밀폐벽

320 : 센서연결부

Claims (21)

1. 외부로부터 밀폐된 내부공간을 제공하기 위한 밀폐벽과;

   상기 밀폐벽에 의해 제공되는 내부공간의 공기 중 일영역은 가열하고 타영역은 냉각하여 상기 밀폐벽에 의해 제공되는 내부공간의 공기를 일정한 방향으로 대류시키고, 상기 밀폐벽에 의해 제공되는 내부공간의 일측면에 배치되는 대류발생부와;

   기울기의 변화에 따라 상기 대류발생부에 의해 대류되는 공기의 온도분포가 변화되는 경우 상기 변화되는 공기의 온도분포에 대응하는 온도 차이를 감지하고 상기 감지된 온도 차이에 대응하는 전류를 외부로 출력하고, 상기 내부공간의 일측면에 배치되면서 상기 대류발생부와 대향되도록 배치되는 온도감지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기울기 센서.
2. 제1항에 있어서,

   상기 대류발생부는 제1 열전 반도체 소자를 구비하고,

   상기 제1 열전 반도체 소자는,

   제1 반도체 기판의 일면에 P형 반도체 영역과 N형 반도체 영역을 각각 형성하고, 상기 P형 반도체 영역과 상기 N형 반도체 영역의 일측면을 서로 금속배선으로 연결하여 제1 일측면 금속배선부을 형성하고, 상기 P형 반도체 영역과 상기 N형 반도체 영역의 타측면을 금속배선하여 각각의 제1 타측면 금속배선부를 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기울기 센서.
3. 제2항에 있어서,

   상기 대류발생부는, 외부로부터 전원을 공급받기 위해, 상기 각각의 제1 타측면 금속배선부와 전기적으로 연결된 전원전극을 구비하고,

   상기 제1 열전 반도체 소자는,

   상기 전원전극을 통해 외부로부터 전원을 공급받는 경우, 상기 제1 일측면 금속배선부에서는 열을 발생하고 상기 제1 타측면 금속배선부에서는 열을 흡수하여, 상기 내부공간 내의 공기를 일정 방향으로 대류시키는 것을 특징으로 하는 기울기 센서.
4. 제3항에 있어서, 상기 전원전극은, 상기 제1 타측면 금속배선부의 일측면으로부터 연장되어 금속배선된 것을 특징으로 하는 기울기 센서.
5. 제2항에 있어서,

   상기 온도감지부는 제2 열전 반도체 소자를 구비하고,

   상기 제2 열전 반도체 소자는,

   제2 반도체 기판의 일면에 P형 반도체 영역과 N형 반도체 영역을 각각 형성하고, 상기 P형 반도체 영역과 상기 N형 반도체 영역의 일측면을 서로 금속배선으로 연결하여 제2 일측면 금속배선부를 형성하며, 상기 P형 반도체 영역과 상기 N형 반도체 영역의 타측면을 금속배선하여 각각의 제2 타측면 금속배선부를 형성하는 것에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기울기 센서.
6. 제5항에 있어서,

   상기 온도감지부는 외부로 전류를 출력하기 위해, 상기 각각의 제2 타측면 금속배선부와 전기적으로 연결된 센서전극를 구비하고,

   상기 제2 열전 반도체 소자는,

   상기 기울기 센서의 기울기의 변화에 따라 상기 제2 일측면 금속배선부와 상기 제2 타측면 금속배선부 사이에 온도 차이가 발생하는 경우, 상기 온도 차이에 대응하는 전류를 발생하여 상기 센서전극을 통하여 외부로 출력하는 것을 특징으로 하는 기울기 센서.
7. 제6항에 있어서, 상기 센서전극은, 상기 제2 타측면 금속배선부의 일측면으로부터 연장되어 금속배선된 것을 특징으로 하는 기울기 센서.
8. 제2항에 있어서,

   상기 대류발생부는 다수개의 상기 제1 열전 반도체 소자를 구비하고,

   상기 제1 열전 반도체 소자 각각은,

   상기 제1 일측면 금속배선부가 상기 대류발생부의 중심부에서 열을 발생하도록 배치되고 상기 제1 타측면 금속배선부가 상기 대류발생부의 테두리부에서 열을 흡수하도록 배치된 것을 특징으로 하는 기울기 센서.
9. 제2항에 있어서,

   상기 대류발생부는 다수개의 상기 제1 열전 반도체 소자를 구비하고,

   상기 제1 열전 반도체 소자 각각은,

   상기 제1 일측면 금속배선부가 상기 대류발생부의 중심부에서 열을 흡수하도록 배치되고 상기 제1 타측면 금속배선부가 상기 대류발생부의 테두리부에서 열을 발생하도록 배치된 것을 특징으로 하는 기울기 센서.
10. 제8항에 있어서,

    상기 제1 열전 반도체 소자 각각은 서로 직렬로 연결되어 있고, 상기 직렬로 연결된 제1 열전 반도체 소자들의 전체 모양은 방사형이고, 상기 방사형의 중심부는 상기 대류발생부의 중심부에 배치되며, 상기 방사형의 테두리부는 상기 대류발생부의 테두리부에 배치된 것을 특징으로 하는 기울기 센서.
11. 제5항에 있어서,

    상기 온도감지부는 다수개의 상기 제2 열전 반도체 소자를 구비하고,

    상기 제2 열전 반도체 소자 각각은, 상기 제2 일측면 금속배선부가 상기 제1 일측면 금속배선부와 대향되고 상기 제2 타측면 금속배선부가 상기 제1 타측면 금속배선부와 대향되도록, 배치된 것을 특징으로 하는 기울기 센서.
12. 제11항에 있어서,

    상기 제2 열전 반도체 소자 각각은, 상기 온도감지부의 배치 영역에 따라 다수개의 그룹으로 나누어지고, 상기 그룹별로 전기적으로 연결되어 있으며, 기울기의 변화에 따라 상기 그룹별로 각각의 전류를 발생하고,

    상기 온도감지부는, 각 그룹별로 발생된 전류에 대응하는 다수의 센서전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 기울기 센서.
13. 제12항에 있어서,

    상기 제2 열전 반도체 소자들의 각 그룹은, 상기 각 그룹에 대향하여 배치된 상기 제1 일측면 금속배선부 및 제1 타측면 금속배선부의 방향으로 연장되고, 상기 각 그룹의 모양이 사각형이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기울기 센서.
14. 제1항에 있어서,

    상기 밀폐벽은,

    제3 반도체 기판의 양면에 절연막을 형성한 후, 상기 제3 반도체 기판의 양면을 관통하도록 식각하고, 상기 식각된 양 개구부에 상기 대류발생부 및 상기 온도감지부를 접합하여 상기 내부공간을 제공하는 것을 특징으로 하는 기울기 센서.
15. 제14항에 있어서, 상기 밀폐벽은, 상기 온도감지부로부터 출력된 전류를 외 부로 연결하는 센서연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기울기 센서.
16. 제15항에 있어서,

    상기 밀폐벽은, 외부로부터 전원을 공급받아 상기 대류발생부에 연결하는 전원연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기울기 센서.
17. 제16항에 있어서,

    상기 센서연결부는, 상기 온도감지부와 접합하는 상기 밀폐벽의 일면 중 일 부분에 금속배선하여 이루어지고,

    상기 전원연결부는, 상기 대류발생부와 접합하는 상기 밀폐벽의 일면 중 일 부분에 금속배선하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기울기 센서.
18. (a) 제1 반도체 기판상에 제1 열전 반도체 소자 및 전원전극을 순차적으로 형성하여 대류발생부를 완성하는 단계와;

    (b) 제2 반도체 기판상에 제2 열전 반도체 소자 및 센서전극을 순차적으로 형성하여 온도감지부를 완성하는 단계와;

    (c) 제3 반도체 기판을 관통하도록 식각하여 관통부를 형성하고 상기 대류발생부 및 상기 온도감지부를 접합하여 밀폐하기 위한 밀폐벽를 완성하는 단계와;

    (d) 상기 밀폐벽를 이용하여, 상기 제1 열전 반도체 소자 및 상기 제2 열전 반도체 소자가 상기 밀폐벽에 의해 밀폐된 내부공간의 일측면에 배치되고 서로 대 향되도록, 상기 대류발생부와 상기 온도감지부를 접합하여 밀폐하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 기울기 센서의 제조방법.
19. 제18항에 있어서,

    상기 (a)단계는,

    (a1) 제1 반도체 기판의 양면에 절연막을 형성하는 단계와;

    (a2) 상기 제1 반도체 기판의 일면에 P형 반도체 영역과 N형 반도체 영역을 각각 형성하는 단계와;

    (a3) 상기 P형 반도체 영역과 상기 N형 반도체 영역의 일측면을 서로 금속배선하여 제1 일측면 금속배선부를 형성하고, 상기 P형 반도체 영역과 상기 N형 반도체 영역의 각 타측면을 금속배선하여 제1 타측면 금속배선부를 형성하여 상기 제1 열전 반도체 소자를 형성하는 단계와;

    (a4) 상기 제1 타측면 금속배선부로부터 연장되어 금속배선되는 전원전극을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 기울기 센서의 제조방법.
20. 제18항에 있어서,

    상기 (b)단계는,

    (b1) 제2 반도체 기판의 양면에 절연막을 형성하는 단계와;

    (b2) 상기 제2 반도체 기판의 일면에 P형 반도체 영역과 N형 반도체 영역을 각각 형성하는 단계와;

    (b3) 상기 P형 반도체 영역과 상기 N형 반도체 영역의 일측면을 서로 금속배선하여 제2 일측면 금속배선부를 형성하고, 상기 P형 반도체 영역과 상기 N형 반도체 영역의 각 타측면을 금속배선하여 제2 타측면 금속배선부를 형성하여 제2 열전 반도체 소자를 형성하는 단계와;

    (b4) 상기 제2 타측면 금속배선부로부터 연장되어 금속배선되는 센서전극을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 기울기 센서의 제조방법.
21. 제18항에 있어서,

    상기 (c)단계는,

    (c1) 제3 반도체 기판의 양면에 절연막을 형성하는 단계와;

    (c2) 상기 제3 반도체 기판의 양면을 관통하도록 식각하고, 상기 대류발생부 및 상기 온도감지부를 접합하여 밀폐하기 위한 벽을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 기울기 센서의 제조방법.

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