KR101227242B1 - 에스오아이 기판을 이용한 써모파일의 제조방법 및 적외선 센서의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에스오아이(SOI(Silicon On Insulator)) 기판을 이용한 써모파일의 제조방법 및 적외선 센서의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 SOI기판을 이용한 적외선 센서의 제조방법은, 하부실리콘막, 제1절연막 및 상부실리콘막이 순차적으로 적층된 SOI 기판을 준비하는 제1단계와; 상기 제1절연막이 노출되도록 상기 상부실리콘막을 패터닝하여 서로 절연분리되는 복수의 실리콘 스트립들을 형성하는 제2단계와; 상기 복수의 실리콘 스트립들의 상부 및 상기 제1절연막의 상부에 제2절연막을 형성하는 제3단계와; 상기 제2절연막을 패터닝하여 상기 복수의 실리콘 스트립들 각각의 양쪽 에지부위를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 제4단계와: 상기 제2절연막의 일부 및 상기 콘택홀을 채우도록 금속막을 형성하여, 상기 복수의 실리콘 스트립들이 서로 직렬연결되도록 함과 동시에 외부연결을 위한 전극패드 및 적외선 흡수층을 형성하는 제5단계를 구비한다. 본 발명에 따르면, 제백상수가 높으면서도 열저항이 높아서 감도가 우수한 써모파일 및 적외선 센서의 제조가 가능하다.
Description
본 발명은 에스오아이(SOI(silicon on insulator)) 기판을 이용한 써모파일의 제조방법 및 이를 이용한 적외선 센서의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 제백상수(seeback coefficient)가 높고 열저항이 높은 구조물의 써모파일을 제작하는 것이 가능하며, 효율이 좋은 SOI 기판을 이용한 써모파일의 제조방법 및 이를 이용한 적외선 센서의 제조방법에 관한 것이다.
냉각 장치 없이 적외선을 검출하는 비냉각식 적외선 센서에는, 저항형 볼로 미터, 전기분극현상을 이용한 초전형 및 제백 효과(seebeck effect)를 이용한 써모파일(thermopile)형 등이 있다. 써모파일 적외선 센서는 저온에서 고온까지 넓은 범위의 온도 측정이 가능하고, DC 신호를 얻을 수 있으며, 다른 종류의 적외선 센서에 비해서 특성의 온도의존성도 비교적 낮은 편이다. 또한 표준 반도체 공정만으로도 제작이 가능하기 때문에 대량생산이 가능해야할 상용화를 고려한다면 매우 효과적이다.
이러한 써모파일 적외선 센서는 서로 다른 두 개의 전도체 또는 반도체에 대해 한 쪽을 접촉시키고 다른 한 쪽을 개방시킨 구조로 형성하고, 접촉부분과 개방부분에 온도차가 발생하면 그 온도차에 비례하여 열기전력(themoelectric power)이 발생한다는 제백효과(seebeck effect)를 기본으로 하는 감지 소자이다.
종래의 써모파일 적외선 센서는 산화막/질화막/산화막 또는 질화막/산화막/질화막으로 구성된 다이아프레임 상에 2개의 서로 다른 열전 물질(thermoelectric material)이 직렬로 연결되도록 구성된다. 그리고 열전물질들은 고온부(hot region)와 저온부(cold region)에 교차하여 위치하며, 온접점(hot junction)과 냉접점(cold junction)은 열적으로 분리(thermal isolation)되어 있다.
일반적으로 냉접점은 효율적인 힛싱크(heat sink)를 위하여 실리콘 기판 위에 위치하고, 온 접점 부분에는 적외선을 흡수하는 흑체(black body)를 형성한다. 즉, 낮은 열전도도(thermal conductance)와 낮은 열용량(thermal capacitance)을 갖는 얇은 다이아프레임(diaphragm) 위에 두 개의 서로 다른 열전 물질(thermoelectric material)을 직렬로 위치시키는 것이다. 이러한 써모파일 적외선 센서는 직류방사(DC radiation)에 대하여 안정된 응답특성을 나타내며 넓은 적외선 스펙트럼에 응답하고 바이어스 전압이나 바이어스 전류가 필요없는 장점을 가지고 있다.
결국, 써모파일 적외선 센서에 일정한 적외선 복사에너지가 입력될 때 나타나는 기전력은 저온부와 고온부의 온도차에 비례하여 나타나게 되며, 이는 입력되는 복사에너지를 얼마만큼 효율적으로 흡수하느냐에 달려있다. 따라서, 되도록 많은 양의 복사에너지를 흡수해야 하며, 일단 흡수된 복사에너지를 빼앗기지 않도록 설계하는 것이 써모파일 적외선 센서의 감도를 향상시키는 핵심문제이다. 이를 구현하기 위하여, 복사에너지를 받는 부분은 열적 고립을 위해 최대한 낮은 열전도도를 갖도록 매우 얇은 박막, 즉 멤브레인(membrane)으로 구성한다.
그러나 이러한 종래의 써모파일 적외선 센서에도 불구하고 더 좋은 감도를 가지는 적외선 센서에 대한 요구는 계속되어 왔다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 SOI(silicon on insulator: 이하 SOI 라고 칭한다) 기판을 이용한 써모파일의 제조방법 및 이를 이용한 적외선 센서의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 SOI 기판을 이용한 써모파일의 제조방법 및 이를 이용한 적외선 센서의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전기적으로 독립된 실리콘 스트립들을 가지는 SOI 기판을 이용한 써모파일의 제조방법 및 이를 이용한 적외선 센서의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 제백상수가 높은 SOI 기판을 이용한 써모파일의 제조방법 및 이를 이용한 적외선 센서의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 감도가 우수한 SOI 기판을 이용한 써모파일의 제조방법 및 이를 이용한 적외선 센서의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 열 특성이 우수하여 고온분위기에서도 사용이 가능한 SOI 기판을 이용한 써모파일의 제조방법 및 이를 이용한 적외선 센서의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 써모파일(thermopile) 제조방법은, 하부실리콘막, 제1절연막 및 상부실리콘막이 순차적으로 적층된 SOI 기판을 준비하는 단계와; 상기 제1절연막이 노출되도록 상기 상부실리콘막을 패터닝하여 서로 절연분리되는 복수의 P형 실리콘스트립들 및 복수의 N형 실리콘 스트립들을 형성하는 단계와; 상기 P형 실리콘스트립과 상기 N형 실리콘 스트립이 서로 직렬연결되도록 금속전극을 연결하여 써모파일을 형성하는 단계를 구비한다.
상기 상부실리콘막은 단결정 실리콘을 재질로 할 수 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 다른 구체화에 따라, 본 발명에 따른 SOI 기판을 이용한 적외선 센서의 제조방법은, 하부실리콘막, 제1절연막 및 상부실리콘막이 순차적으로 적층된 SOI 기판을 준비하는 제1단계와; 상기 제1절연막이 노출되도록 상기 상부실리콘막을 패터닝하여 서로 절연분리되는 복수의 실리콘 스트립들을 형성하는 제2단계와; 상기 복수의 실리콘 스트립들의 상부 및 상기 제1절연막의 상부에 제2절연막을 형성하는 제3단계와; 상기 제2절연막을 패터닝하여 상기 복수의 실리콘 스트립들 각각의 양쪽 에지부위를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 제4단계와: 상기 제2절연막의 일부 및 상기 콘택홀을 채우도록 금속막을 형성하여, 상기 복수의 실리콘 스트립들이 서로 직렬연결되도록 함과 동시에 외부연결을 위한 전극패드 및 적외선 흡수층을 형성하는 제5단계를 구비한다.
상기 제5단계 이후에 상기 적외선 흡수층의 상부에 특수파장용 적외선 흡수층 또는 흡수효율개선을 위한 별도의 적외선 흡수층을 더 형성하는 단계를 더 구비할 수 있다.
상기 제5단계 이후에 백에칭(back etching) 공정을 이용하여, 상기 적외선 흡수층 및 상기 복수의 실리콘 스트립들의 일부와 중첩되는 상기 하부실리콘막의 일부를 상기 제1절연막의 하부 또는 상기 제2절연막의 하부가 노출될 때 에칭하여 멤브레인(membrane) 구조를 형성하는 단계를 더 구비할 수 있다.
상기 상부실리콘막은 단결정 실리콘을 재질로 할 수 있다.
상기 복수의 실리콘 스트립들은 P형 실리콘 스트립과 N형 실리콘 스트립이 폭방향으로 서로 교대로 배치되는 구조를 가질 수 있다.
상기 제2절연막은 실리콘 질화막과 실리콘 산화막이 순차적으로 적층된 이중막 구조를 가질 수 있다.
상기 금속막은 알루미늄 스퍼터링 공정을 통해 형성될 수 있다.
상기 제1절연막 또는 상기 제2절연막은 상기 백에칭공정시에 에칭 지연층 또는 에칭정지층으로 이용될 수 있다.
상기 백에칭 공정은 드라이에칭의 일종인 ICP-RIE(inductive coupled plasma-RIE) 공정이 이용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 단결정 실리콘을 재질로 하면서도 전기적, 열적으로 독립된 실리콘 스트립을 제조가 가능하여 제백상수가 높으면서도 감도가 우수한 써모파일 및 적외선 센서의 제조가 가능하다. 또한 열 특성이 우수하여 고온분위기에서도 사용이 가능하다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 써모파일 및 적외선 센서를 제조하기 위한 공정순서 단면도들이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 써모파일 제조방법 및 써모파일 적외선 센서의 제조방법을 공정순서대로 나타낸 공정순서 단면도들이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 하부실리콘막(112), 제1절연막(114) 및 상부실리콘막(116)이 순차적으로 적층된 SOI 기판(110)을 준비한다.
상기 SOI 기판은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 잘 알려진 방법들로 제조된 SOI 기판일 수 있다. 여기서 상기 상부실리콘막(116)은 단결정 실리콘을 재질로 할 수 있다. 그리고 상기 하부실리콘막(112)은 단결정 실리콘을 재질로 할 수 있다. 또한 상기 제1절연막은 실리콘 산화막(SiO2) 또는 산화알루미늄(Al2O3) 재질일 수 있다.
일반적으로 써모파일은 막대모양의 P형 실리콘 스트립과 N형 실리콘 스트립을 여러 개 연결하여 제작할 수 있다. 이때 실리콘 스트립을 제작하기 위한 재료로는 다결정실리콘 및 단결정 실리콘을 사용하게 된다. 다결정 실리콘을 사용하여 실리콘 스트립을 제작할 경우는 실리콘 웨이퍼 상에 실리콘 산화막 등의 절연막을 형성하고 절연막 상부에 다결정 실리콘을 증착한 후에 아일랜드화된(절연분리 또는 전기적으로 독립된) 스트립 모양으로 패터닝하여 실리콘 스트립을 제조하는 방식이 사용되었다.
그리고 단결정 실리콘을 사용하여 실리콘 스트립을 제작할 경우는 실리콘 웨이퍼 상에 스트립 모양으로 N형 또는 P형 불순물을 이온주입하여 제작하는 방식이 사용되어 왔다. 여기서 다결정 실리콘 스트립의 제조방법과 같은 방법으로는 단결정 스트립을 제조하는 것이 불가능한 것으로 알려져 있었다.
일반적으로 단결정 실리콘을 이용하는 경우는 제백상수는 높지만 구조적으로 열전달 특성이 높은 문제점이 있다. 반면에, 다결정 실리콘을 이용하는 경우는 단결정을 이용하는 경우에 비하여 제백상수가 낮아서 감도가 떨어지는 문제점이 있었다. 본 발명에서는 SOI 기판을 이용하여 단결정 실리콘 재질을 가지면서도 아일랜드화된 실리콘 스트립 구조를 가지는 써모파일의 제조를 통하여 써모파일의 실리콘 스트립의 전기저항은 낮추고 열저항은 높여 감도가 향상되며 고온분위기에서도 사용가능하도록 하였다. 이를 위한 제조방법은 후술한다.
이를 위해 우선 도 2에 도시된 바와 같이, 에칭공정을 통해 상기 제1절연막(114)이 노출되도록 상기 상부실리콘막(116)을 패터닝하여 아일랜드화된(서로 절연 분리되는) 복수의 실리콘 스트립들(116a)을 형성한다. 상기 에칭공정은 드라이 에칭의 일종인 플라즈마를 이용한 반응이온에칭(RIE(Reactive Ion Etching)) 공정이 이용될 수 있다. 상기 복수의 실리콘 스트립들(116a)은 폭방향으로 인접하여 배열될 수도 있고 기타 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려진 배열구조를 가질 수 있다.
다음으로 이온주입공정을 이용하여 상기 복수의 실리콘 스트립들(116a)에 대하여 이온주입(예를 들면, 붕소(B), 인(P)을 주입)을 실시하여 P형 실리콘 스트립들 및 N형 실리콘 스트립들을 형성한다. 상기 P형 실리콘 스트립들 및 N형 실리콘 스트립들(통칭하여 '복수의 실리콘 스트립들' 이라한다)을 서로 교대로 배치되는 구조를 가질 수 있다. 여기서 상기 이온주입공정은 상기 상부실리콘막(116) 패터닝 공정 전에 수행될 수도 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 실리콘 스트립들(116a)의 상부를 포함하여 상기 노출된 제1절연막(114)의 상부에 제2절연막의 일부인 실리콘 질화막(120)을 형성한다. 상기 실리콘 질화막(120)의 형성은 CVD(Chemical Vapor Deposition) 공정이 이용될 수 있다.
그리고 에칭공정을 이용하여 상기 실리콘 질화막(120)을 에칭하여 상기 복수의 실리콘 스트립들(116a) 각각의 양쪽 에지부위를 노출시키는 제1콘택홀들(125)을 형성한다.
이후 도 4에 도시된 바와 같이, 제1콘택홀들(125)이 형성된 상기 실리콘 질화막(120) 상에 상기 제2절연막의 일부인 실리콘 산화막(130)을 형성한다. 상기 실리콘 산화막(130)의 형성은 CVD(Chemical Vapor Deposition)공정이 이용될 수 있다.
그리고 에칭공정을 이용하여 상기 실리콘 산화막(130)을 에칭하여 상기 복수의 실리콘 스트립들(116a) 각각의 양쪽 에지부위를 노출시키는 제2콘택홀들(135)을 형성한다.
도 3 및 도 4의 경우는 상기 제2절연막이 실리콘 질화막(120) 및 실리콘 산화막(130)의 이중막 구조임을 나타내고 있으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제2절연막이 실리콘 질화막(120) 또는 실리콘 산화막(130)의 단일막 구조를 가지도록 할 수도 있다. 상기 제2절연막이 단일막 구조를 가지는 경우는 도 3의 실리콘 질화막(120) 형성공정 및 도 4의 실리콘 산화막(130) 형성공정 중에서 어느 하나의 공정만이 수행될 것이다.
도 3 및 도 4에서 상기 제2절연막이 이중막 구조를 가지는 경우, 제1콘택홀(125) 및 제2콘택홀(135)를 형성하는 공정을 각각 별도로 하지 않고, 상기 실리콘 질화막(120) 및 상기 실리콘 산화막(130)을 순차적으로 적층 형성한 이후에 상기 제2콘택홀(135)를 형성하는 공정만이 수행될 수도 있다. 즉 상기 제1콘택홀(125) 형성공정이 생략될 수도 있다.
다음으로 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2절연막(여기서는 실리콘 산화막(130))의 상부일부를 포함하고 상기 제2콘택홀을 채우도록 금속막(140a,140b)을 형성한다. 상기 금속막(140a,140b)은 알루미늄을 재질로 하며 스퍼터링 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 금속막(140a,140b)은 상기 제2콘택홀(135)을 채우면서 복수의 실리콘 스트립들(116a)의 에지부위가 서로 직렬연결되는 구조로 형성되어 금속전극으로 기능하게 된다.
이상의 공정에 의해 써모파일이 완성되게 된다. 상기 써모파일은 고온부(hot region)와 저온부(cold region)에 교차하여 위치하며, 온접점(hot junction)과 냉접점(cold junction)은 열적으로 분리(thermal isolation)되어 있다.
일반적으로 냉접점은 효율적인 힛싱크(heat sink)를 위하여 실리콘 기판 위에 위치하고, 온 접점 부분에는 적외선을 흡수하는 흑체(black body)를 형성한다.
이어서 이 써모파일을 이용한 적외선 센서의 제조방법을 설명한다.
상기 금속막(140a,140b)은 금속전극으로도 기능하지만 상기 제2절연막의 상부 일정부분에도 형성되어 외부연결 및 배선을 위한 전극패드의 기능도 하게 된다. 그리고, 상기 제2절연막의 상부 다른부분(고온부)에도 형성되어 적외선 흡수층으로 기능하게 된다. 상기 금속막(140a,140b) 중 도면부호 '140b' 의 경우는 냉접점(cold junction)에 연결된 금속전극을 나타내고 있으며, 도면부호 '140a' 는 온접점(hot junction)과 연결된 금속전극을 나타내고 있다. 그리고 온접점(hot junction)과 연결된 금속전극에서 연장된 금속막(도면에서 좌측부분)은 적외선 흡수층을 나타내고 있다. 즉 온접점(hot junction)과 연결된 금속전극은 적외선 흡수층과 직접 연결되는 구조를 가지고 냉접점(cold junction)에 연결된 금속전극은 전극패드와 직접 연결되는 구조를 가지게 된다.
상기 금속막(140a,140b)은 끊어지지 않고 충분히 연결될 수 있도록 막의 두께는 적절히 조절한다.
여기서 다른 실시예에 따르면, 상기 제2콘택홀(135)을 채우면서 상기 제2절연막의 상부 전체에 금속막을 형성하고, 형성된 금속막을 에칭공정을 이용하여 패터닝하여 금속전극, 금속패드, 적외선 흡수층(140a,140b)을 형성하는 것도 가능하다.
본 발명에서 제조되는 적외선 센서가 특수파장용이거나 흡수효율이 높게 개선하고자 하는 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 적외선 흡수층 상의 상부에 특수파장용 적외선 흡수층(150) 또는 흡수효율개선을 위한 별도의 적외선 흡수층(150)을 더 형성할 수 있다.
이후 도 7에 도시된 바와 같이, 백에칭(back etching) 공정을 이용하여, 상기 적외선 흡수층(150) 및 상기 복수의 실리콘 스트립들(160a)의 일부와 중첩되는 상기 하부실리콘막(112)의 일부를 상기 제1절연막(114)의 하부 또는 상기 제2절연막의 하부가 노출될 때까지 에칭하여 리세스(recess) 또는 트렌치(trench)(160)를 형성함에 의해 멤브레인(membrane)구조를 형성한다.
즉 온접점(hot junction)을 포함하는 고온부에 백에칭 공정을 통한 리세스(recess) 또는 트렌치(trench)(160)를 형성하여 고온부가 최대한 낮은 열 전도도를 가지도록 매우 얇은 막 형태의 멤브레인 구조를 형성하게 된다. 그리고 실리콘 질화막(120)은 열전도도가 낮은 것으로 알려져 있기 때문에 고온부의 열저항을 높이는데 기여하게 된다.
이에 따라 냉접점(cold junction)을 포함하는 저온부(도면상에서 우측)는 효율적인 힛싱크(heat sink)를 위하여 실리콘 기판 위에 위치하고, 온접점(hot junction)을 포함하는 고온부는 적외선을 흡수하는 적외선 흡수층(150)이 형성되고, 멤브레인 구조를 가진다.
여기서 상기 제1절연막(114) 또는 상기 제2절연막은 상기 백에칭공정시에 에칭 지연층 또는 에칭 정지층으로 이용될 수 있으며, 상기 에칭공정은 드라이 에칭의 일종인 플라즈마를 이용한 반응이온에칭인 ICP-RIE(inductive coupled plasma-Reactive Ion Etching) 공정이 이용될 수 있다.
이로써, SOI 실리콘 기판을 이용한 써모파일 적외선 센서를 제작할 수 있다.
본 발명에 따른 적외선 센서는, 서로 직렬로 연결되고 고온부와 저온부로 구분되며 전기적, 열적으로 독립된 단결정 실리콘 재질의 써모파일을 구비하며, 고온부는 적외선 흡수층(150)을 포함하여 적외선 복사에너지가 흡수되며, 두께가 얇은 멤브레인 구조로 형성하여 승온이 쉬운 구조를 가진다. 써모파일은 기전력을 여기 하는데, 이 기전력의 여기는 고온부가 적외선 복사에너지를 충분히 흡수하고, 고온부에서 흡수된 복사에너지가 저온부로 열이 쉽게 전달되지 않을 때 최대가 된다. 이 써모파일을 이용한 적외선 센서에 적외선 복사에너지가 입력되면, 적외선 흡수층(150)은 입력되는 복사에너지를 흡수하여 고온부의 온도가 상승하여 고온부와 저온부 간에 온도 차이가 발생한다. 그러면, 직렬 배치된 써모파일들에 의하여 고온부와 저온부 사이에 여기 전압이 발생하게 된다. 이 여기 전압이 센싱전압이 된다.
본 발명에 따르면, 단결정 실리콘을 재질을 사용하면서도 전기적, 열적으로 독립된 실리콘 스트립을 제조가 가능하여 제백상수가 높으면서도 열저항이 높아서 감도가 우수한 써모파일 및 적외선 센서의 제조가 가능하다. 또한 열 특성이 우수하여 고온분위기에서도 사용이 가능하다
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.
110 : SOI 기판 112 : 하부실리콘막 114 : 제1절연막
116 : 상부실리콘막 116a : 실리콘 스트립 120 : 실리콘 질화막
125 : 제1콘택홀 130 : 실리콘 산화막 135 : 제2콘택홀
140a,140b : 금속막 150 : 적외선 흡수층 160 : 리세스 또는 트렌치
116 : 상부실리콘막 116a : 실리콘 스트립 120 : 실리콘 질화막
125 : 제1콘택홀 130 : 실리콘 산화막 135 : 제2콘택홀
140a,140b : 금속막 150 : 적외선 흡수층 160 : 리세스 또는 트렌치
Claims (11)
- 써모파일(thermopile) 제조방법에 있어서:
하부실리콘막, 제1절연막 및 상부실리콘막이 순차적으로 적층된 에스오아이(SOI(silicon on insulator)) 기판을 준비하는 단계와;
상기 제1절연막이 노출되도록 상기 상부실리콘막을 패터닝하여 서로 절연분리되는 복수의 P형 실리콘 스트립들 및 복수의 N형 실리콘 스트립들을 형성하는 단계와;
상기 복수의 P형 실리콘 스트립들의 상부, 상기 복수의 N형 실리콘 스트립들의 상부 및 상기 제1절연막의 상부에 제2절연막을 형성하고, 상기 제2절연막을 패터닝하여 상기 복수의 P형 실리콘 스트립들 및 복수의 N형 실리콘 스트립들 각각의 양쪽 에지부위를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계와:
상기 제2절연막의 일부 및 상기 콘택홀을 채우도록 금속막을 형성하여, 상기 복수의 P형 실리콘 스트립들 및 상기 복수의 N형 실리콘 스트립들이 서로 직렬연결 되도록 하여 써모파일을 형성하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 써모파일 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 상부실리콘막은 단결정 실리콘을 재질로 함을 특징으로 하는 써모파일 제조방법. - 에스오아이(SOI(silicon on insulator))기판을 이용한 적외선 센서의 제조방법에 있어서:
하부실리콘막, 제1절연막 및 상부실리콘막이 순차적으로 적층된 SOI 기판을 준비하는 제1단계와;
상기 제1절연막이 노출되도록 상기 상부실리콘막을 패터닝하여 서로 절연분리되는 복수의 실리콘 스트립들을 형성하는 제2단계와;
상기 복수의 실리콘 스트립들의 상부 및 상기 제1절연막의 상부에 제2절연막을 형성하는 제3단계와;
상기 제2절연막을 패터닝하여 상기 복수의 실리콘 스트립들 각각의 양쪽 에지부위를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 제4단계와:
상기 제2절연막의 일부 및 상기 콘택홀을 채우도록 금속막을 형성하여, 상기 복수의 실리콘 스트립들이 서로 직렬연결 되도록 함과 동시에 외부연결을 위한 전극패드 및 적외선 흡수층을 형성하는 제5단계를 구비함을 특징으로 하는 SOI 기판을 이용한 적외선 센서의 제조방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 제5단계 이후에 상기 적외선 흡수층의 상부에 특수파장용 적외선 흡수층 또는 흡수효율개선을 위한 별도의 적외선 흡수층을 더 형성하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 SOI 기판을 이용한 적외선 센서의 제조방법. - 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 제5단계 이후에 백에칭(back etching) 공정을 이용하여, 상기 적외선 흡수층 및 상기 복수의 실리콘 스트립들의 일부와 중첩되는 상기 하부실리콘막의 일부를 상기 제1절연막의 하부 또는 상기 제2절연막의 하부가 노출될 때 에칭하여 멤브레인(membrane) 구조를 형성하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 SOI 기판을 이용한 적외선 센서의 제조방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 복수의 실리콘 스트립들은 P형 실리콘 스트립과 N형 실리콘 스트립이 폭방향으로 서로 교대로 배치되는 구조를 가짐을 특징으로 하는 SOI 기판을 이용한 적외선 센서의 제조방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 제2절연막은 실리콘 질화막과 실리콘 산화막이 순차적으로 적층된 이중막 구조를 가짐을 특징으로 하는 SOI 기판을 이용한 적외선 센서의 제조방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 금속막은 알루미늄 스퍼터링을 통해 형성됨을 특징으로 하는 SOI 기판을 이용한 적외선 센서의 제조방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 제1절연막 또는 상기 제2절연막은 상기 백에칭공정시에 에칭 지연층 또는 에칭 정지층으로 이용됨을 특징으로 하는 SOI 기판을 이용한 적외선 센서의 제조방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 백에칭 공정은 드라이에칭의 일종인 ICP-RIE(inductive coupled plasma-RIE) 공정이 이용됨을 특징으로 하는 SOI 기판을 이용한 적외선 센서의 제조방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 상부실리콘막은 단결정 실리콘을 재질로 함을 특징으로 하는 SOI 기판을 이용한 적외선 센서의 제조방법.
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