KR101318291B1 - 마이크로 히터 유닛, 마이크로 히터 어레이, 그 제조 방법및 이를 이용한 전자 장치 - Google Patents

마이크로 히터 유닛, 마이크로 히터 어레이, 그 제조 방법및 이를 이용한 전자 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101318291B1
KR101318291B1 KR1020070071341A KR20070071341A KR101318291B1 KR 101318291 B1 KR101318291 B1 KR 101318291B1 KR 1020070071341 A KR1020070071341 A KR 1020070071341A KR 20070071341 A KR20070071341 A KR 20070071341A KR 101318291 B1 KR101318291 B1 KR 101318291B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heating element
area
support
region
element unit
Prior art date
Application number
KR1020070071341A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090008048A (ko
Inventor
안드레이 줄카니브
최준희
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020070071341A priority Critical patent/KR101318291B1/ko
Priority to US12/149,884 priority patent/US20090020522A1/en
Publication of KR20090008048A publication Critical patent/KR20090008048A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101318291B1 publication Critical patent/KR101318291B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02—Details
    • H05B3/06—Heater elements structurally combined with coupling elements or holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2214/00—Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/04—Heating means manufactured by using nanotechnology
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49082—Resistor making

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

본 발명은 마이크로 히터 유닛, 마이크로 히터 어레이, 그 제조 방법 및 이를 이용한 전자 장치에 관한 것이다. 본 발명에서 제공하는 마이크로 히터 유닛은 2개 이상이 직렬 반복 연결 가능한 가열 요소 유닛 및 이를 지지하는 하나의 지지체로 구성된다. 또한, 본 발명에서는, 상기 지지체와 상기 가열 요소 유닛 간의 열전달을 감소하기 위하여, 상기 지지체가 상기 가열 요소 유닛의 지지를 유지하는 한도에서 상기 지지체와 상기 가열 요소 유닛이 접하는 접촉 영역의 면적을 감소시키도록 한다. 본 발명에서 제공하는 마이크로 히터 어레이는 상기 마이크로 히터 유닛 2개 이상이 직렬로 연결된 것이다. 본 발명의 마이크로 히터 유닛 내지 어레이에 따르면, 마이크로 히터 구동에 소모되는 전력을 획기적으로 줄일 수 있어 각종 전자 장치 특히 대형 사이즈의 전자 장치에도 충분히 응용될 수 있다.
마이크로히터, 유닛, 어레이, 지지체, 접촉 영역 면적, 전력 절감

Description

마이크로 히터 유닛, 마이크로 히터 어레이, 그 제조 방법 및 이를 이용한 전자 장치{Microheater unit, microheater array, method for manufacturing the same and electronic device using the same}
본 발명은 마이크로 히터 유닛, 마이크로 히터 어레이, 그 제조 방법 및 이를 이용한 전자 장치에 관한 것이다.
마이크로 히터는 전력 인가에 의하여 기판상에서 국부적으로 고온 발열하는 것으로, 탄소나노튜브 트랜지스터, 저온 다결정 실리콘이나 박막 트랜지스터, 백라잇유닛용 티이 필드 방출 소스 등과 같이 고온 제조 공정 또는 고온 작동 공정이 요구되는 각종 전자 장치에 응용될 수 있다.
도 1은 종래 기술 문헌[S. Dittmer, O.A. Nerushev, E.E.E. Campbell Appl. Phys. A 84, 243-246, (2006)]에 따른 마이크로 히터의 SEM 사진으로서, 실리콘 웨이퍼 기판에 설치된 텅스텐 히터를 나타낸다. 도 1로부터 알 수 있듯이, 종래의 마이크로 히터는 패드 사이에 히터를 개재하는 구조이다.
그런데, 종래 기술 문헌에 따른 마이크로 히터 등의 종래의 마이크로 히터는 구동에 소모되는 전력 자체가 크다. 또한, 위와 같은 마이크로 히터는 어레이화에 적합한 구조가 아닐 뿐만 아니라 복수 개가 집적되는 경우에는 더욱 큰 전력 소모를 가져올 수밖에 없다.
따라서, 종래에 알려진 마이크로 히터를 전자 장치에 응용하는 것은 실질적으로 불가능하였다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 마이크로 히터 구동에 소모되는 전력을 획기적으로 줄일 수 있어 각종 전자 장치 특히 대형 사이즈의 전자 장치에도 충분히 응용될 수 있는, 마이크로 히터 유닛, 마이크로 히터 어레이, 그 제조 방법 및 이를 이용한 전자 장치에 관한 것이다.
본 발명의 목적은, 기판; 상기 기판상에서 상기 기판과 이격하여 존재하고, 2개 이상이 직렬 반복 연결 가능한 가열 요소 유닛; 및 상기 기판과 상기 가열 요소 유닛 사이에 존재하고, 상기 가열 요소 유닛의 하부에서 상기 가열 요소 유닛을 지지하는 하나의 지지체;로 이루어진 것을 특징으로 하는 마이크로 히터 유닛에 의하여 달성된다.
본 발명의 목적은, 상기 마이크로 히터 유닛의 가열 요소 유닛 2개 이상이 직렬 연결됨으로써 상기 마이크로 히터 유닛 2개 이상이 직렬 연결된 것을 특징으로 하는 마이크로 히터 어레이에 의하여 달성된다.
본 발명의 목적은, 상기 마이크로 히터 유닛 또는 상기 마이크로 히터 어레이를 포함하는 전자 장치에 의하여 달성된다.
본 발명의 목적은, 기판상에 희생 층을 형성하고, 상기 희생 층 상에 가열 요소 층을 형성하는 제 1 단계; 2개 이상이 직렬 반복 연결 가능한 가열 요소 유닛 이 형성되도록 상기 가열 요소 층을 패터닝하는 제 2 단계; 및 상기 기판상에 상기 가열 요소 유닛이 이격하여 형성되고, 상기 가열 요소 유닛의 하부에서 상기 가열 요소 유닛을 지지하는 하나의 지지체가 형성되도록 희생층을 식각하는 제 3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 히터 유닛의 제조 방법에 의하여 달성된다.
본 발명의 목적은, 기판상에 희생 층을 형성하고, 상기 희생 층 상에 가열 요소 층을 형성하는 제 1 단계; 2개 이상이 직렬 반복 연결 가능한 가열 요소 유닛이 2개 이상 직렬 연결되도록 상기 가열 요소 층을 패터닝하는 제 2 단계; 및 상기 기판상에 상기 각 가열 요소 유닛이 이격하여 형성되고, 상기 각 가열 요소 유닛의 하부에서 상기 각 가열 요소 유닛을 지지하는 하나의 지지체가 형성되도록 희생층을 식각하는 제 3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 히터 어레이의 제조 방법에 의하여 달성된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지지체와 상기 가열 요소 유닛 간의 열전달을 감소하기 위하여, 상기 지지체가 상기 가열 요소 유닛에 대한 지지를 유지는 한도에서 상기 지지체와 상기 가열 요소 유닛이 접하는 접촉 영역의 면적을 감소시키도록 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가열 요소 유닛은 제 1 영역 및 상기 제 1 영역의 폭 보다 큰 폭의 제 2 영역을 가지되 상기 제 1 영역의 사이에 상기 제 2 영역이 개재되며, 상기 지지체는 상기 가열 요소 유닛의 제 2 영역의 하부에서 상기 가열 요소 유닛을 지지하고 상기 지지체와 상기 가열 요소 유닛의 제 2 영역이 접하는 부분인 접촉 영역의 면적이 상기 제 2 영역의 면적 이하이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 접촉 영역의 폭이 0.1~100㎛이고, 바람직하게는 2~3㎛이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제 2 영역의 폭은 0.1~100㎛이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제 1 영역의 폭은 0.1~30㎛이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기판은 유리이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가열 요소 유닛 2개는 2개의 제 2 영역 사이에서 제 1 영역이 브릿지를 이루도록 직렬 연결되어 있고, 상기 브릿지를 이루는 제 1 영역의 총 길이는 5~150㎛이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가열 요소 유닛 2개의 각 지지체들 사이에 위치한 기판이 추가로 식각된다.
본 발명의 마이크로 히터 유닛 내지 어레이에 따르면, 마이크로 히터 구동에 소모되는 전력을 획기적으로 줄일 수 있어 각종 전자 장치 특히 대형 사이즈의 전자 장치에도 충분히 응용될 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 마이크로 히터 유닛 내지 어레이는 저비용으로 제조될 수 있으므로 가격 면에서도 효용성이 있다. 또한, 본 발명의 마이크로 히터 유닛 내지 어레이는 칩 온 글라스(Chip On Glass) 또는 시스템 온 글라스(System on Glass) 등으로서의 집적이 가능하고, 글라스 상에서의 직접 나노 물질 합성 내지 다양한 물질들의 변형에 응용될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 마이크로 히터 유닛, 마이크로 히터 어레이, 그 제조 방법 및 이를 이용한 전자 장치를 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 가열 요소 유닛은 반복 연결 가능한 가열 요소의 기본 단위를 의미하고, 마이크로 히터 유닛은 반복 연결 가능한 마이크로 히터의 기본 단위를 의미한다.
본 발명에서는 마이크로 히터 구동에 소모되는 전력 감소를 위하여, 2개 이상이 직렬로 연결될 수 있는 개별 마이크로 히터의 유닛 구조를 형성하고, 이를 기본으로 상기 개별 마이크로 히터의 유닛을 2개 이상 직렬 연결하여 어레이화 한다.
상기 개별 마이크로 히터의 유닛 구조는 2개 이상이 직렬 반복 연결 가능한 가열 요소 유닛 및 상기 가열 요소 유닛을 지지하는 하나의 지지체로 구성된다.
상기 개별 마이크로 히터 유닛은 적어도 2개 이상이 직렬 연결되어 어레이화되는데, 이와 같이 적어도 2개 이상이 일단 직렬 연결된다면 그 직렬 연결된 어레이는 다시 병렬 연결되어도 무방하다. 그러나, 2개의 개별 마이크로 히터 유닛이 바로 병렬 연결되어 어레이를 형성하는 경우 히터 어레이 부위별로 전류값이 불균일하게 되고 전력 분할에 따라 전력 소비량도 높아져 어레이화하기 어렵다.
나아가, 본 발명에서는 상기 개별 마이크로 히터 유닛에서 가열 요소 유닛과 지지체 간 열전달이 일어나는 영역의 면적을 감소, 바람직하게는 지지를 유지하는 한도에서 최소화시키면 개별 마이크로 히터 구동에 소모되는 전력을 절감할 수 있으며, 이와 같이 전력 소모가 절감되는 유닛들이 특히 직렬로 어레이 화 되면 전체 마이크로 히터 어레이에 소모되는 전력을 현저히 줄일 수 있다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터 유닛의 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 마이크로 히터 유닛의 평면도이다.
도 2a를 참조하면, 마이크로 히터 유닛(100)은 기판(10)으로부터 이격한 상태로 가열 요소 유닛(20)이 존재한다.
가열 요소 유닛(20)은 2개 이상이 직렬로 반복하여 연결될 수 있는 형상을 구비하는 것으로서, 도 2a에는 그 예가 나와 있다.
즉, 도 2a를 다시 참조하면, 가열 요소 유닛(20)은 제 1 영역(21)이 상기 제 1 영역(21)과 구분되는 제 2 영역(25)을 사이에 두는 대칭 형상을 가진다. 여기서, 상기 제 1 영역(21)은 다른 가열 요소 유닛(20)의 제 1 영역(21)과 연결되는 브릿지 부분이며(후술하는 도 3 참조), 상기 제 2 영역(25)은 지지체(30)에 의하여 지지 되는 영역이다.
이와 같이 마이크로 히터 유닛(100)은 지지체(30)에 의하여 가열 요소 유닛(20) 중 일부에서 지지 되고, 나머지 부분은 직렬 반복 연결 가능한 형상을 구비한다. 이에 따라 마이크로 히터 유닛(100)은 2개 이상이 직렬 반복 연결 가능하게 된다.
가열 요소 유닛(20)은 몰리브덴이나 텅스텐, 탄화실리콘 등으로 이루어지며, 전력 인가에 의하여 발광 및 발열하게 된다.
앞서 설명한 바와 같이, 지지체(30)는 가열 요소 유닛(20)의 제 2 영역(25)의 하부에서 상기 가열 요소 유닛(20)을 지지하는데, 이때 상기 지지체(30)와 상기 지지체(30)에 의하여 지지 되는 제 2 영역(25)이 서로 접촉하는 부분인 접촉 영역(35)의 면적은 가능한 감소 되도록 조절되어야 한다.
접촉 영역(35) 면적이 작을수록 지지체(30)와 가열 요소 유닛(20) 간에 일어나는 열전달이 감소 되고, 이에 따라 마이크로 히터 유닛(100) 구동에 소모되는 전력을 감소시킬 수 있다.
이러한 관점에서 접촉 영역(35) 면적은 0이 되는 것이 가장 이상적이다. 그러나 접촉 영역(35) 면적이 지나치게 작은 경우에 지지체(30)에 의한 지지 자체가 어려워져 구조적 안정성을 확보할 수 없다. 따라서, 접촉 영역(35) 면적은 지지체(30)가 가열 요소 유닛(20)의 지지를 유지할 수 있는 최소한의 면적 이상이 되도록 하여야 한다.
도 2b를 참조하면, 제 1 영역의 폭(W1)과 제 2 영역의 폭(W2) 및 접촉 영역의 폭(W3)이 각각 나타나 있다. 참고로, 도 2 a 및 2b에서는 제 2 영역(25)과 접촉 영역(35)이 원형으로 도시되어 있지만, 식각에 따라서는 상기 제 2 영역(25)이나 접촉 영역(35)의 형상이 원형이 아닌 사각형 내지 기타 다른 형상이 될 수 있다. 상기 각 형상에서 폭은 그 형상의 세로 방향 길이이며, 원형인 경우 직경이 곧 폭이 된다.
각 영역의 폭을 구체적으로 설명하면, 제 2 영역의 폭(W2)은 제 1 영역의 폭(W1) 보다 큰 것이 바람직하다.
그 이유는 지지체(30)의 식각과 특히 접촉 영역(35)의 식각을 용이하게 하기 위하여는, 제 2 영역의 폭(W2)을 제 1 영역의 폭(W1) 보다 크도록 할 필요가 있기 때문이다. 또한, 상기 제 1 영역의 폭(W1)은 상기 제 2 영역의 폭(W2)보다 작아야 상기 제 1 영역의 발광 및 발열이 상기 제 2 영역보다 더욱 커질 수 있기 때문이다. 이러한 기술 구성은 발광 및 발열 위치의 조절을 가능하게 한다.
이와 같이 본 발명에서는 제 1 영역과 제 2 영역을 구분하고, 제 1 영역에서는 발광 및 발열을 크게 하고 지지체에 의하여 지지 되는 제 2 영역에서는 발광 및 발열을 작게 하되, 발광 및 발열이 작은 제 2 영역에서의 열전달 면적을 또한 최소화함으로써, 불필요한 전력 낭비를 줄이고 인가된 전력이 제 1 영역의 고온 히팅에 효율적으로 사용되도록 할 수 있다.
한편, 접촉 영역의 폭(W3)은 제 2 영역의 폭(W2) 보다 적다. 접촉 영역의 면적은 앞서 설명한 바와 같이 지지를 유지하는 최소 면적 이상인 범위 내에서는 감소 되는 것이 바람직하므로, 접촉 영역의 면적은 제 2 영역의 면적보다 작고, 이에 대응하여 접촉 영역의 폭(W3)도 제 2 영역의 폭(W2) 보다 적다.
참고로, 제 2 영역의 폭(W2)이 제 1 영역의 폭(W1)과 같은 것을 생각할 수 있는데, 이 경우에는, 발광 및 발열이 나는 부위 차이가 없으므로 열전달 면적이 극히 감소 되어야 하면서도 지지를 유지하여야 한다. 이를 위하여, 적은 접촉 영역 면적을 가지는 지지체를 가열 요소 유닛의 폭 방향 중간 지점에서 길이 방향을 따라 거의 직선을 이루도록 형성하여야 한다.
이상에서, 상기 접촉 영역의 폭(W3)은 특히 0.1~100㎛인 것이 바람직하다. 상기 접촉 영역의 폭(W3)이 100㎛를 초과하는 경우 열전달 면적이 커지게 되어 전력 절감 효과가 떨어진다. 상기 접촉 영역의 폭(W3)이 0.1㎛ 미만인 경우 지지 자체가 어려울 수 있다. 상기 전력 소모와 지지체 유지를 위한 더욱 바람직한 접촉 영역의 폭(W3)은 2~3㎛이다.
한편, 상기 제 2 영역의 폭(W2)은 0.1~100㎛이고, 상기 제 1 영역의 폭(W1)은 0.1~30㎛으로 한다.
본 발명에서는 상기 기판의 재질로서 실리콘 웨이퍼가 아닌 특히 유리를 사 용하는 것이 매우 바람직하다.
즉, 실리콘 웨이퍼는 히팅 시 복사열(가시광선이나 IR)을 그대로 흡수하여 깨져버리므로 고온 히팅이 어렵지만 유리와 같이 복사열을 투과하는 경우에는 고온 히팅이 가능하다.
이와 같이 고온 히팅 수행이 가능한 유리 기판은 본 발명의 마이크로 히터 유닛 내지 그 어레이에 특히 적합하다. 본 발명의 히터에서는 유리 기판의 온도가 예컨대 50℃ 이하로 유지되면서 국부 위치에서 600~2000℃의 온도의 히팅이 수행될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터 유닛(100) 2개가 직렬로 연결된 마이크로 히터 어레이(200)의 사시도이고, 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터(100) 유닛 3개가 직렬로 연결된 마이크로 히터 어레이(300)의 사시도이다.
도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로 히터 유닛(100) 2개는 2개의 가열 요소 유닛(20)의 제 2 영역(25)들 사이에서 제 1 영역(21)이 브릿지를 이루도록 서로 연결되어 있다. 도 3a를 참조하면, 상기 브릿지를 이루는 제 1 영역의 총 길이는 L로 표현되고 그 길이는 5~150㎛로 한다.
본 발명에서는 적어도 2개 이상의 마이크로 히터 유닛이 직렬로 연결됨으로써 전력 소모를 크게 줄일 수 있으며, 나아가, 유닛이 적어도 2개 이상 직렬 연결된 어레이가 상호 병렬로 연결되는 어레이 구조도 가능하다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터 어레이의 실제 SEM 사진이 다. 도 4의 마이크로 히터 어레이는 1500℃ 이상의 온도로 가열되었으며 이러한 고온에도 불구하고 안정적인 형상을 나타내고 있다.
도 5a 내지 5d는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터 어레이의 제조 방법을 측면(5a, 5c, 5d) 및 평면(5b)을 중심으로 설명하는 도면이다.
도 5a를 참조하면, 기판(10)상에서 가열 요소 층(20)이 이후 지지체(30)로 식각될 희생층을 사이에 두고 형성된다.
도 5b를 참조하면, 상기 가열 요소 층(20)은 2개 이상의 직렬 연결이 가능한 형상을 가지는 각 가열 요소 유닛 예컨대, 제 2 영역(25)이 사이에 개재된 제 1 영역(21)을 가지는 가열 요소 유닛이 2개 이상 직렬 연결된 어레이로 배열되도록 패터닝된다.
도 5c를 참조하면, 상기 희생층은 식각에 의하여 리프트 오프되고 이에 따라 희생층은 지지체(30) 형상을 갖추게 된다. 여기서, 식각은 바람직하게는 지지체(30)와 가열 요소 유닛(20)의 접촉 영역의 면적이 감소 되도록 수행된다.
도 5d를 참조하면, 지지체(30) 사이의 기판(10)은 필요에 따라 지지체 사이 영역(15)에서 더 식각될 수 있다.
도 6a 및 6b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터 어레이의 CCD 카메라 사진 및 인프라스코프 사진으로서, 이 사진들로부터 국부 영역에서 고온 히팅이 수행된 것을 알 수 있다. 참고로, 도 6의 어레이에 있어서 브릿지를 이루는 제 1 영역의 길이(L)는 5㎛, 제 1 영역의 폭(W1)은 50㎛, 원형인 제 2 영역의 폭(W2)은 100㎛, 원형인 접촉 영역의 폭(W3)은 100㎛이다.
도 7은 본 발명의 마이크로 히터 어레이 중 개별 유닛에 있어서의 지지체 접촉 영역의 폭(W3)에 따른 각각의 발광 지점을 나타내는 I-V 그래프이다.
도 7을 참조하면, 지지체의 접촉 영역의 폭(W3)에 따라서 발광 지점이 다르게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 즉, 각 발광 지점에서 히터 전류×히터당 전압을 통하여 얻어지는 전력 소모를 대비하면, 접촉 영역의 폭(W3)이 작은 경우(5㎛)의 전력 소모가 큰 경우(20㎛)의 전력 소모보다 더 작음을 확연히 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터 어레이의 CCD 카메라 사진이다. 참고로, 도 8의 어레이에 있어서 브릿지를 이루는 제 1 영역의 길이(L)는 30㎛, 제 1 영역의 폭(W1)은 10㎛, 원형인 제 2 영역의 폭(W2)은 30㎛, 원형인 접촉 영역의 폭(W3)은 3㎛이다.
도 8을 참조하면, 총 751개의 히터 유닛(750개의 브릿지)이 배열되어 있으며, 각 줄은 모두 직렬로 배열되어 있다. 전체 사이즈는 4.5×1.3mm이며, 소모 전력은 0.07W(7mA ×10V)에 불과하여 전력 소모가 획기적으로 절감된 것을 확인할 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
도 1은 종래 기술 문헌 1에 따른 마이크로 히터의 SEM 사진이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터 유닛의 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 마이크로 히터 유닛의 평면도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터 유닛 2개가 직렬로 연결된 어레이의 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터 유닛 3개가 직렬로 연결된 어레이의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터 어레이의 실제 SEM 사진이다.
도 5a 내지 5d는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터 어레이의 제조 방법을 측면(5a, 5c, 5d) 및 평면(5b)을 중심으로 설명하는 도면이다.
도 6a 및 6b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터 어레이의 CCD 카메라 사진 및 인프라스코프 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터 어레이 중 개별 유닛에 있어서의 지지체 접촉 영역의 폭(W3)에 따른 각각의 발광 지점을 나타내는 I-V 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터 어레이의 CCD 카메라 사진이다.
*주요 도면 부호의 설명*
10 : 기판 15 : 지지체 사이 영역
20 : 가열 요소 유닛 21 : 제 1 영역
25 : 제 2 영역 30 : 지지체
35 : 접촉 영역 W1 : 제 1 영역의 폭
W2 : 제 2 영역의 폭 W3 : 접촉 영역의 폭

Claims (15)

  1. 기판;
    상기 기판상에서 상기 기판과 이격하여 존재하고, 2개 이상이 직렬 반복 연결 가능한 가열 요소 유닛; 및
    상기 기판과 상기 가열 요소 유닛 사이에 존재하고, 상기 가열 요소 유닛의 하부에서 상기 가열 요소 유닛을 지지하는 하나의 지지체;로 이루어지는 마이크로 히터 유닛이고,
    상기 가열 요소 유닛은 제 1 영역 및 상기 제 1 영역의 폭보다 큰 제 2 영역을 가지되 상기 제 1 영역의 사이에 상기 제 2 영역이 개재되며,
    상기 지지체는 상기 가열 요소 유닛의 제 2 영역의 하부에서 상기 가열 요소 유닛을 지지하고 상기 지지체와 상기 가열 요소 유닛의 제 2 영역이 접하는 부분인 접촉 영역의 면적이 상기 제 2 영역의 면적 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로 히터 유닛.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 유리인 것을 특징으로 하는 마이크로 히터 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 요소는 몰리브덴, 텅스텐 또는 탄화실리콘 중 하나 이상의 물질로 이루어지는 마이크로 히터 유닛.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항 또는 제 4 항의 마이크로 히터 유닛의 가열 요소 유닛 2개 이상이 직렬 연결됨으로써 상기 마이크로 히터 유닛 2개 이상이 직렬 연결된 것을 특징으로 하는 마이크로 히터 어레이.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항 또는 제 4 항의 마이크로 히터 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  7. 제 5 항의 마이크로 히터 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  8. 기판상에 희생 층을 형성하고, 상기 희생 층 상에 가열 요소 층을 형성하는 제 1 단계;
    2개 이상이 직렬 반복 연결 가능한 가열 요소 유닛이 형성되도록 상기 가열 요소 층을 패터닝하는 제 2 단계; 및
    상기 기판상에 상기 가열 요소 유닛이 이격하여 형성되고, 상기 가열 요소 유닛의 하부에서 상기 가열 요소 유닛을 지지하는 하나의 지지체가 형성되도록 희생층을 식각하는 제 3단계;를 포함하고,
    상기 제 2 단계에서 상기 가열 요소 유닛이 제 1 영역과 상기 제 1 영역의 폭 보다 큰 폭의 제 2 영역을 가지되, 상기 제 1 영역의 사이에 상기 제 2 영역이 개재되도록 하고,
    상기 제 3 단계에서, 상기 가열 요소 유닛의 제 2 영역의 하부에서 상기 가열 요소 유닛을 지지하는 하나의 지지체가 형성되도록 하며, 상기 지지체와 상기 가열 요소 유닛의 제 2 영역이 접하는 부분인 접촉 영역의 면적이 상기 제 2 영역의 면적 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 히터 유닛의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서는, 상기 지지체와 상기 가열 요소 유닛 간의 열전달을 감소하기 위하여, 상기 지지체가 상기 가열 요소 유닛에 대한 지지를 유지하는 한도에서 상기 지지체와 상기 가열 요소 유닛이 접하는 접촉 영역의 면적을 감소시키는 것을 특징으로 하는 마이크로 히터 유닛의 제조 방법.
  10. 삭제
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 단계에서, 상기 기판으로 유리를 사용하는 것을 특징으로 하는 마이크로 히터 유닛의 제조 방법.
  12. 기판상에 희생 층을 형성하고, 상기 희생 층 상에 가열 요소 층을 형성하는 제 1 단계;
    2개 이상이 직렬 반복 연결 가능한 가열 요소 유닛이 2개 이상 직렬 연결되도록 상기 가열 요소 층을 패터닝하는 제 2 단계; 및
    상기 기판상에 상기 각 가열 요소 유닛이 이격하여 형성되고, 상기 각 가열 요소 유닛의 하부에서 상기 각 가열 요소 유닛을 지지하는 하나의 지지체가 형성되도록 희생층을 식각하는 제 3 단계;를 포함하고,
    상기 제 2 단계에서 상기 가열 요소 유닛이 제 1 영역과 상기 제 1 영역의 폭 보다 큰 폭의 제 2 영역을 가지되, 상기 제 1 영역의 사이에 상기 제 2 영역이 개재되도록 하고,
    상기 제 3 단계에서, 상기 가열 요소 유닛의 제 2 영역의 하부에서 상기 가열 요소 유닛을 지지하는 하나의 지지체가 형성되도록 하며, 상기 지지체와 상기 가열 요소 유닛의 제 2 영역이 접하는 부분인 접촉 영역의 면적이 상기 제 2 영역의 면적 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 히터 어레이의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서는, 상기 지지체와 상기 각 가열 요소 유닛 간의 열전달을 감소하기 위하여, 상기 지지체가 상기 각 가열 요소 유닛에 대한 지지를 유지하는 한도에서 상기 지지체와 상기 각 가열 요소 유닛이 접하는 접촉 영역의 면적을 감소시키는 것을 특징으로 하는 마이크로 히터 어레이의 제조 방법.
  14. 삭제
  15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 단계에서, 상기 기판으로 유리를 사용하는 것을 특징으로 하는 마이크로 히터 어레이의 제조 방법.
KR1020070071341A 2007-07-16 2007-07-16 마이크로 히터 유닛, 마이크로 히터 어레이, 그 제조 방법및 이를 이용한 전자 장치 KR101318291B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070071341A KR101318291B1 (ko) 2007-07-16 2007-07-16 마이크로 히터 유닛, 마이크로 히터 어레이, 그 제조 방법및 이를 이용한 전자 장치
US12/149,884 US20090020522A1 (en) 2007-07-16 2008-05-09 Micro-heaters and methods for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070071341A KR101318291B1 (ko) 2007-07-16 2007-07-16 마이크로 히터 유닛, 마이크로 히터 어레이, 그 제조 방법및 이를 이용한 전자 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090008048A KR20090008048A (ko) 2009-01-21
KR101318291B1 true KR101318291B1 (ko) 2013-10-16

Family

ID=40264002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070071341A KR101318291B1 (ko) 2007-07-16 2007-07-16 마이크로 히터 유닛, 마이크로 히터 어레이, 그 제조 방법및 이를 이용한 전자 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20090020522A1 (ko)
KR (1) KR101318291B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101318292B1 (ko) * 2007-11-30 2013-10-18 삼성전자주식회사 마이크로 히터, 마이크로 히터 어레이, 그 제조 방법 및이를 이용한 전자 장치
DE102015213103A1 (de) 2015-07-13 2017-01-19 Eos Gmbh Electro Optical Systems Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
CN105513728B (zh) * 2016-01-27 2018-09-21 广东欧珀移动通信有限公司 电阻器件
KR102554847B1 (ko) * 2018-02-13 2023-07-13 한국전자통신연구원 열적 적외선 소스

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4478077A (en) 1982-09-30 1984-10-23 Honeywell Inc. Flow sensor
KR20050001577A (ko) * 2003-06-26 2005-01-07 아이에스텍 주식회사 미세기둥 구조를 갖는 마이크로 가스센서 및 그 제조방법
US20060141135A1 (en) 2004-12-29 2006-06-29 Jian Wang Processes for forming layers for electronic devices using heating elements
US7807483B2 (en) 2006-07-28 2010-10-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing display device

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3745508A (en) * 1972-05-25 1973-07-10 Bourns Inc Selectable fixed impedance device
US4374312A (en) * 1981-03-16 1983-02-15 Damron John W Panel type heating apparatus
US4696188A (en) * 1981-10-09 1987-09-29 Honeywell Inc. Semiconductor device microstructure
JPS58124943A (ja) * 1982-01-21 1983-07-25 Toyota Central Res & Dev Lab Inc マイクロヒ−タ付き限界電流式酸素センサとそれを用いた限界電流式酸素濃度検出装置
US5288973A (en) * 1991-12-28 1994-02-22 Rohm Co., Ltd. Heater for sheet material
US5780524A (en) * 1996-05-14 1998-07-14 Olsen; Don E. Micro heating apparatus for synthetic fibers and related methods
US6091050A (en) * 1997-11-17 2000-07-18 Roxburgh Limited Thermal microplatform
US6705152B2 (en) * 2000-10-24 2004-03-16 Nanoproducts Corporation Nanostructured ceramic platform for micromachined devices and device arrays
US6460966B1 (en) * 2001-08-23 2002-10-08 Hewlett-Packard Company Thin film microheaters for assembly of inkjet printhead assemblies
DE60222162T2 (de) * 2001-09-10 2008-06-12 Microbridge Technologies Inc., Montreal Verfahren zum effektiven trimmen von widerständen durch wärmepulse
KR100449069B1 (ko) * 2001-09-12 2004-09-18 한국전자통신연구원 미소전극, 미소전극 어레이 및 미소전극 제조 방법
US20040178879A1 (en) * 2002-12-13 2004-09-16 Somenath Mitra Micromachined heaters for microfluidic devices
US7329361B2 (en) * 2003-10-29 2008-02-12 International Business Machines Corporation Method and apparatus for fabricating or altering microstructures using local chemical alterations
JP2005149751A (ja) * 2003-11-11 2005-06-09 Olympus Corp 発熱素子
KR100647699B1 (ko) * 2005-08-30 2006-11-23 삼성에스디아이 주식회사 나노 반도체 시트, 상기 나노 반도체 시트의 제조방법,상기 나노 반도체 시트를 이용한 박막 트랜지스터의제조방법, 상기 나노 반도체 시트를 이용한 평판표시장치의 제조방법, 박막 트랜지스터, 및 평판 표시장치
TWI275416B (en) * 2006-04-11 2007-03-11 Touch Micro System Tech Micro sample heating apparatus and method of making the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4478077A (en) 1982-09-30 1984-10-23 Honeywell Inc. Flow sensor
KR20050001577A (ko) * 2003-06-26 2005-01-07 아이에스텍 주식회사 미세기둥 구조를 갖는 마이크로 가스센서 및 그 제조방법
US20060141135A1 (en) 2004-12-29 2006-06-29 Jian Wang Processes for forming layers for electronic devices using heating elements
US7807483B2 (en) 2006-07-28 2010-10-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing display device

Also Published As

Publication number Publication date
US20090020522A1 (en) 2009-01-22
KR20090008048A (ko) 2009-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10355166B2 (en) Light-emitting diode structure, transfer assembly, and transfer method using the same
US10355113B2 (en) Controlled buckling structures in semiconductor interconnects and nanomembranes for stretchable electronics
US20120132643A1 (en) Microheater and microheater array
KR101814683B1 (ko) 2차원 인장 가능하고 구부릴 수 있는 장치
KR101318291B1 (ko) 마이크로 히터 유닛, 마이크로 히터 어레이, 그 제조 방법및 이를 이용한 전자 장치
KR101338350B1 (ko) 마이크로 히터를 이용한 나노 구조 또는 다결정 실리콘형성 방법, 이에 따라 형성된 나노 구조 또는 다결정실리콘 및 이들을 이용하는 전자 장치
JP2008115440A (ja) 基板加熱装置
EP1403687A3 (en) Cholesteric liquid crystal display system
KR101318292B1 (ko) 마이크로 히터, 마이크로 히터 어레이, 그 제조 방법 및이를 이용한 전자 장치
US8369696B2 (en) Micro-heaters, methods for manufacturing the same, and methods for forming patterns using the micro-heaters
JP2017143242A (ja) 細長いナノスケール構造の選択加熱方法
US20090289049A1 (en) Micro-heaters and methods of manufacturing the same
JP5474341B2 (ja) マイクロヒーターアレイ及びマイクロヒーターアレイを備えたｐｎ接合、並びにその形成方法
TW201000697A (en) Etching process for sapphire substrate and patterned sapphire substrate
CN110021874A (zh) 一种半导体激光器及激光器芯片
KR101270803B1 (ko) 금속 전극의 제조방법
US20240036363A1 (en) Optically activated object mass transfer apparatus
JP5582531B2 (ja) エレクトロニクステキスタイル用接点構造及びその製造方法
JP2000241641A (ja) 光デバイス
KR20060074552A (ko) 액정 표시 장치 제조용 건조 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee