KR101738632B1 - 방열구조를 갖는 미세 발열판 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기계적 및 열적 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 방열구조를 갖는 미세 발열판에 관한 것이다.
더욱 구체적으로는, 상면에 2~3㎛ 두께의 LSN(Low Stress Nitride) 박막층이 형성되는 칩; 상기 칩의 중앙부를 덮도록 구성되는 박막; 상기 박막의 상면에 형성되는 폴리-실리콘 히터; 상기 폴리-실리콘 히터의 양측 방향으로 연장되고 부채꼴의 호 형상으로 구성되며, 붕소가 첨가된 폴리실리콘 재질로 이루어지는 폴리실리콘 히터배선; 상기 폴리실리콘 히터배선에 안착되고 텅스텐 또는 백금 재질로 이루어지는 주름방열구조; 및 상기 칩의 상면 다른 일측에 형성되며, 상기 폴리-실리콘 히터에 형성되는 IDE(Inter Digitized Electrodes)와 연결되는 IDE패드;를 포함하는, 방열구조를 갖는 미세 발열판에 관한 것이다.
더욱 구체적으로는, 상면에 2~3㎛ 두께의 LSN(Low Stress Nitride) 박막층이 형성되는 칩; 상기 칩의 중앙부를 덮도록 구성되는 박막; 상기 박막의 상면에 형성되는 폴리-실리콘 히터; 상기 폴리-실리콘 히터의 양측 방향으로 연장되고 부채꼴의 호 형상으로 구성되며, 붕소가 첨가된 폴리실리콘 재질로 이루어지는 폴리실리콘 히터배선; 상기 폴리실리콘 히터배선에 안착되고 텅스텐 또는 백금 재질로 이루어지는 주름방열구조; 및 상기 칩의 상면 다른 일측에 형성되며, 상기 폴리-실리콘 히터에 형성되는 IDE(Inter Digitized Electrodes)와 연결되는 IDE패드;를 포함하는, 방열구조를 갖는 미세 발열판에 관한 것이다.
Description
본 발명은 기계적 및 열적 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 방열구조를 갖는 미세 발열판에 관한 것이다.
더욱 구체적으로는, 상면에 2~3㎛ 두께의 LSN(Low Stress Nitride) 박막층이 형성되는 칩; 상기 칩의 중앙부를 덮도록 구성되는 박막; 상기 박막의 상면에 형성되는 폴리-실리콘 히터; 상기 폴리-실리콘 히터의 양측 방향으로 연장되고 부채꼴의 호 형상으로 구성되며, 붕소가 첨가된 폴리실리콘 재질로 이루어지는 폴리실리콘 히터배선; 상기 폴리실리콘 히터배선에 안착되고 텅스텐 또는 백금 재질로 이루어지는 주름방열구조; 및 상기 칩의 상면 다른 일측에 형성되며, 상기 폴리-실리콘 히터에 형성되는 IDE(Inter Digitized Electrodes)와 연결되는 IDE패드;를 포함하는, 방열구조를 갖는 미세 발열판에 관한 것이다.
종래에는 센서 및 그 응용 시스템의 경량화에 따라 각종 물리, 화학적 센서 및 시스템은 신호처리 계통을 실리콘 재질의 단일 기판에 집적한 형태의 스마트 센서로 개발되었고, 이에 따라 실리콘 미세가공기술(Si-Micromachining)을 이용한 마이크로 센서의 연구가 활발히 진행되었었다.
이는 실리콘 반도체를 이용하면 소형 및 경량화가 가능하고 소비전력이 작으며 고속의 응답성 확보가 용이하고 대량생산이 가능했기 때문이다.
이러한 센서기술의 응용과 관련하여 실리콘 반도체 센서의 가장 대표적인 응용예로는 MAF(Mass Air Flow) 센서와 유해가스 검출을 위한 가스센서 등을 들 수 있다.
상술된 센서들은 모두 일정온도를 유지하기 위하여 미세 발열판(Micro Hot Plate)를 탑재하고 있는데, 실리콘미세가공기술을 이용한 미세 발열판 연구는 쥴(Joule)열 발생을 위해 사용되는 발열체 물질의 종류에 따라 폴리실리콘(Poly Silicon), SIC박막, Ni-Fe Alloy 및 Pt/Ti 저항층 등에 관련되어 진행되어 왔다.
즉, 종래에는 미세 발열판의 성능 강화를 위해 조성물 위주의 연구가 진행된 것인데, 대표적으로 '96 대한전기학회 하계학술대회 논문집(1996.07.22~24)에 실린 Pt/Cr 이중층을 이용한 미세 방열체의 제작과 발열특성이 기재되어 있다.
한편, 구조적인 요인으로 미세 발열판의 성능을 강화한 기술에 관련하여 공개특허공보 특1998-021926호에 미세발열체와 그 제조방법 및 용도가 기재되어 있다.
위에 관련된 기술은, 실리콘 웨이퍼 위에 소정의 온도에서 습식산화법에 의해 형성된 절연막과, 상기 실리콘 웨이퍼의 양면에 제1의 소정두께로 형성된 제1금속층과 상기 실리콘 웨이퍼의 전면에 상기 제1의 소정두께보다 두꺼운 제2의 소정두께로 형성된 제2금속층으로 이루어진 이중 금속층, 소정의 패턴으로 패터닝된 이중 금속층 위에 전자빔방법에 의해 형성된 산화막 및, 상기 산화막의 일부를 선택적으로 에칭제거하여 된 접촉홀내에 형성된 전극부를 구비하는 미세발열체와 이를 이용해 응용 가능한 쾌적지수센서와 다량공기흐름센서 등에 응용 가능한 것을 기재하고 있다.
그러나 위에 기재된 기술에 의한 구조는, 특정 온도(600℃)의 고온을 발열하기 어려운 구조이다. 왜냐하면, 일반적인 박막구조만으로는 상기 고온에 의한 열 충격 또는 기계적인 충격을 견딜 수 있는 내구력이 뒷받침되지 않으며, 또 미세발열체의 실리콘 웨이퍼(또는 칩)에 전달되는 열을 절감할 수 있는 구조가 아니므로 웨이퍼(또는 칩)이 상기 고온을 견딜 수 없기 때문이다.
따라서 본 출원인은, 웨이퍼(또는 칩)으로 전달되는 열의 양을 감소시킬 수 있는 구성과 더불어, 고온의 발생이 가능하되 구성 간의 열전달을 감소시킴으로써 열 충격 또는 기계적 충격을 견딜 수 있도록 하기 위한 폴리실리콘 히터배선를 적용한 구성을 제공함으로써, 본 발명을 완성하고자 한다.
이승환, 서임춘, 성영권, "Pt/Cr 이중층을 이용한 미세 방열체의 제작과 발열특성", '96 대한전기학회 하계학술대회 논문집(1996.07.22~24), pp.1982-1984
본 발명의 목적은, 기계적 및 열적 내구성을 향상시키기 위한 구조를 갖는 방열구조를 갖는 미세 발열판에 있어서, 상면에 2~3㎛ 두께의 LSN(Low Stress Nitride) 박막층이 형성되는 칩; 상기 칩의 중앙부를 덮도록 구성되는 박막; 상기 박막의 상면에 형성되는 폴리-실리콘 히터; 상기 폴리-실리콘 히터의 양측 방향으로 연장되고 부채꼴의 호 형상으로 구성되며, 붕소가 첨가된 폴리실리콘 재질로 이루어지는 폴리실리콘 히터배선; 상기 폴리실리콘 히터배선에 안착되고 텅스텐 또는 백금 재질로 이루어지는 주름방열구조; 및 상기 칩의 상면 다른 일측에 형성되며, 상기 폴리-실리콘 히터에 형성되는 IDE(Inter Digitized Electrodes)와 연결되는 IDE패드;를 포함하는, 방열구조를 갖는 미세 발열판을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 방열구조를 갖는 미세 발열판은, 상면에 2~3㎛ 두께의 LSN(Low Stress Nitride) 박막층이 형성되는 칩; 상기 칩의 중앙부를 덮도록 구성되는 박막; 상기 박막의 상면에 형성되는 폴리-실리콘 히터; 상기 폴리-실리콘 히터의 양측 방향으로 연장되고 부채꼴의 호 형상으로 구성되며, 붕소가 첨가된 폴리실리콘 재질로 이루어지는 폴리실리콘 히터배선; 상기 폴리실리콘 히터배선에 안착되고 텅스텐 또는 백금 재질로 이루어지는 주름방열구조; 및 상기 칩의 상면 다른 일측에 형성되며, 상기 폴리-실리콘 히터에 형성되는 IDE(Inter Digitized Electrodes)와 연결되는 IDE패드;를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한 본 발명은 폴리실리콘 히터배선와 칩 사이에 실리콘-산화물 재질의 박막층이 더 포함되며, 폴리실리콘 히터배선와 주름방열구조가 구성되는 순서는 하부 방향에서부터 칩-LSN박막층-박막층-폴리실리콘 히터배선-주름방열구조-히터패드 연결부의 순서 또는 상기 순서 중 주름방열구조와 히터패드 연결부 사이에 박막층-주름방열구조가 n번만큼(n은 자연수, n>1) 반복되어 더 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한 본 발명에서의 박막층은, 그 표면이 볼록부분과 오목부분이 반복되는 주름 형상으로 가공되며, 상기 폴리실리콘 히터배선 및 주름방열구조는, 상기 박막층의 주름 형상을 따라 폴리실리콘 히터배선-주름방열구조의 순서로 형성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한 본 발명에서의 폴리-실리콘 히터는 상 방향에서 하 방향으로 지그재그 배열되며, IDE는 폴리-실리콘 히터의 상면을 따라 형성되되 상기 폴리-실리콘 히터의 지그재그 배열에 수직방향으로 교차되도록 배열되고, 상기 IDE는 칩에 2개로 형성되는 IDE패드에 각각 연결되어 2개가 한쌍으로 형성되며, 각각의 IDE는 상기 폴리-실리콘 히터에 형성될 때 상기 지그재그 배열에 수직방향으로 교차되면서 상호 마주보며 인접하도록 형성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 따른 주름방열구조는 갖는 미세 발열판의 구조로 인해, 칩 전체로 전달되는 열의 양을 절감할 수 있으므로 100~300㎛ 내외의 마이크로 영역을 극소히팅하기 용이하고, 종래의 300℃ 이상의 고온 가열(히팅)시 열 충격 및 기계적 충격이 취약했던 문제점들을 해소하여 열적 및 기계적 내구성을 향상시킬 수 있으므로, 200 내지 600℃의 고온 가열(히팅)이 가능한 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 방열구조를 갖는 미세 발열판은, IDE의 표면에 금속산화물, 원소가 도핑된 단일벽탄소나노튜브, 원소를 도핑한 그라핀(Graphene), 화합물반도체와 같은 각종 센싱 메타리얼(Sensing Metarials)이 나노코팅 또는 나노프린팅 됨으로써 각 일예에 따른 다음의 효과를 갖을 수도 있다.
(a)미세 발열판이 50ms 내에 600℃까지 순간 가열되면 상기 센싱 메타리얼에 의해 가스 분자의 탈부착을 유도하여 선택성(selectivity)와 수농도 센싱이 가능하게 됨으로써, 초소형 열전도식 가스센서 제작의 기초기술(Platform)로 활용될 수도 있다.
(b)순간 고온 가열에도 열적 내구성이 강하므로 3~12㎛ 대의 원적외선을 발생시키도록 하는 경우에 효율성이 증진되는 NDIR방식의 가스센서 제작의 광원으로 활용될 수도 있다.
(c)순간 고온 가열이 가능함에 따라 Micro-SAW 질량 분석기의 표면을 순간적으로 고온 가열하여 질량이 측정된 표면의 입자들을 탈착시키는 기능으로 활용될 수도 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 방열구조를 갖는 미세 발열판의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 방열구조를 갖는 미세 발열판에서 폴리실리콘 히터배선 및 주름방열구조의 구성의 일예를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 방열구조를 갖는 미세 발열판에서 주름방열구조의 구성의 다른 일예를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 방열구조를 갖는 미세 발열판에서 폴리실리콘 히터배선 및 주름방열구조의 구성의 일예를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 방열구조를 갖는 미세 발열판에서 주름방열구조의 구성의 다른 일예를 나타낸 것이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
본 발명은 기계적 및 열적 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 방열구조를 갖는 미세 발열판에 관한 것이다.
구체적으로는 첨부된 도면을 통해 아래에서 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 방열구조를 갖는 미세 발열판의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
첨부된 도면의 도 1에 따른 본 발명은, 칩(10), 실리콘-산화물 박막(20), 폴리-실리콘 히터(30), 폴리실리콘 히터배선(40), 주름방열구조(50), 히터패드(60), IDE패드(70) 및 IDE(71)를 주요하게 포함한다.
칩(10)은 본 발명의 기본 베이스가 되는 구성으로서, 이의 상면에 상기한 실리콘-산화물 박막(20), 폴리-실리콘 히터(30), 폴리실리콘 히터배선(40), 주름방열구조(50), 히터패드(60), IDE패드(70) 및 IDE(71)가 구성될 수 있다.
이러한 칩(10)은 상기 구조에 따른 열에 저항하기 위하여 실리콘(Silicon) 재질로 이루어질 수 있다.
실리콘-산화물 박막(20)은 칩(10)의 중앙부를 덮도록 구성되며, 실리콘-산화물(Silicom Oxide)을 재질로 함으로써, 100~300㎛ 내외의 마이크로 영역을 극소 히팅하기 위한 목적으로 후술될 폴리-실리콘 히터(30)에서 발생되는 열이 칩(10) 전체로 열이 전달되는 것을 절감하는 기능을 한다.
설계 조건에 따라서, 실리콘-산화물 박막(20)은 그 재질이 실리콘-질화물(Silicon Nitride) 재질일 수도 있다.
폴리-실리콘 히터(30)는 실리콘-산화물 박막(20)의 상면에 형성된 것으로서, 칩(10)의 일측에 구비된 히터패드(60)와 연결되며, 상기 히터패드(60)로부터 열을 인가받아 발열하는 기능을 한다.
이때 폴리-실리콘 히터(30)는 600℃ 이상의 히팅이 가능하도록 하기 위해 종래의 금속 배선보다 두꺼운 것을 채용할 수 있다. 그러나 상기의 경우 금속 배선이 두꺼워짐에 따라 열전달이 너무 심하게 발생되므로 이를 보완하기 위하여 하기의 폴리실리콘 히터배선(40) 및 주름방열구조(50)의 구성을 갖도록 한다.
폴리실리콘 히터배선(40)은 폴리-실리콘 히터(30)의 양측 방향으로 연장되되 부채꼴의 호 형상으로 구성된다. 이러한 폴리실리콘 히터배선(40)는 그 재질이 폴리-실리콘 히터(30)와 동일재질로 이루어질 수 있으며, 200~400nm만큼 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 방열구조를 갖는 미세 발열판에서 폴리실리콘 히터배선 및 주름방열구조의 구성의 일예를 나타낸 것으로, 폴리실리콘 히터배선 및 주름방열구조의 구체적인 구조 설명을 위한 단면도(a) 및 외관상 구조의 이해를 돕기 위한 부분 사시도(b)를 나타낸 것이다.
먼저 도 3의 (a)를 참조하면, 칩(10)을 베이스로 그의 상면에 폴리실리콘 히터배선(40)이 구비되는데, 이때 폴리실리콘 히터배선(40)과 칩(10)에 형성된 LSN박막층(41) 사이에는 실리콘-산화물 재질의 박막층(42)이 더 마련될 수 있다.
이 박막층(42)은 칩(10)의 LSN박막층(41)의 상면에 형성되되 그 일측이 볼록부분과 오목부분이 반복되게 가공될 수 있다.
이러한 박막층(42)은 후술될 주름방열구조(50)에서 발생되는 열이 칩(10)으로 전달되는 것을 감소시켜 방열 효율을 증진시키는 기능을 한다.
그리고 폴리실리콘 히터배선(40)의 상면에는 그의 표면을 따라 구비되는 주름방열구조(50)가 형성될 수 있는데, 상기 주름방열구조(50)는 텅스텐(Tungsten) 또는 백금(Platinum)의 재질로 이루어질 수 있다.
이러한 폴리실리콘 히터배선(40) 및 주름방열구조(50)의 제작과정은 다음과 같다.
먼저, 실리콘 재질의 칩(10)의 상면에 LSN(Low Stress Nitride)박막층을 2~3㎛만큼 형성하고, 그 위에 실리콘-산화물 재질의 박막층(42)을 5㎛만큼 구성한다.
그리고, 에칭(Etching) 또는 건조에칭(Dry Etching) 공법으로 박막층(42)이 볼록부분과 오목부분이 연속되는 주름형태를 갖도록 구성한 뒤, 붕소가 첨가된 폴리실리콘 재질의 폴리실리콘 히터배선(40)이 폴리-실리콘 히터(30)에서부터 상기 박막층(42)의 주름형태의 표면까지 연결되도록 구성한다. 이때 폴리실리콘 히터배선(40)의 재질이되는 붕소가 첨가된 폴리실리콘의 경우 열에 대한 저항이 200~400Ω/sq가 되도록 한다.
또한, 폴리실리콘 히터배선(40) 중 박막층(42)에 해당하는 부분은 상기 박막층(42)의 표면을 따라 볼록부분과 오목부분이 연속되는 형태로 형성되며, 이에 따라 주름방열구조(50) 역시 폴리실리콘 히터배선(40)의 상면을 따라 형성되어 주름(Wrinkle) 형상으로 볼록부분과 오목부분이 반복(연속)되게 가공된다. 이는 첨부된 도면의 도 3을 참조한다.
여기서 주름방열구조(50)는 5.4~5.8㎛의 두께를 갖도록 형성되도록 한다.
위와 같은 공정은 LPCVD공정을 통해 이루어진다.
도 3의 (a)와 같이, 위와 같은 과정에 따라 폴리실리콘 히터배선(40)과 주름방열구조(50)가 제작되면, 상기 주름방열구조(50)와 폴리실리콘 히터배선(40)이 텅스텐 재질의 도 1의 히터패드 연결부재(61)로 중첩되어 이중으로 연결된다.
히터패드 연결부재(61)는 히터패드(60)로부터 인가되는 전원이 폴리실리콘 히터배선(40)을 통해 폴리-실리콘 히터(30)에 전원을 공급하기 위한 연결구조이다.
이는 폴리-실리콘 히터(30)로부터 전달되는 열을 주름방열구조(50)가 인가받기 위한 구성으로, 이러한 폴리실리콘 히터배선(40) 및 주름방열구조(50)를 통해 폴리-실리콘 히터(30)의 열이 원활하게 방열되도록 한다.
즉, 상술된 바와 같이 구성되는 폴리실리콘 히터배선(40) 및 주름방열구조(50)에 따른 외관구성은 도 3의 (b)를 참조할 수 있다.
한편, 설계 조건에 따라 상술된 폴리실리콘 히터배선(40) 및 주름방열구조(50)의 구성에 있어서, 상기 주름방열구조(50)는 첨부된 도면의 도 4와 같이 복수 층으로 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 방열구조를 갖는 미세 발열판에서 주름방열구조의 구성의 다른 일예를 나타낸 것이다.
첨부된 도면의 도 4에서 볼 수 있듯이, 폴리실리콘 히터배선(40)과 주름방열구조(50)를 구성하고, 그의 상부에 박막층(42)-주름방열구조(51)와 또 그의 상부에 박막층(42)-주름방열구조(52)를 형성하는 것인데, 이 경우 본 발명의 미세 발열판의 열 효율을 증가시킬 수 있고, 만약 600℃ 이상에서 보다 높은 고온이 필요한 경우에 열 효율과 기계적 안정성/내구성을 담보할 수 있다.
다만, 첨부된 도면의 도 4에서는 박막층(42)-주름방열구조(51 또는 52)를 기재하여 3단으로 적층되는 것을 도시하고 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 2단 또는 3단 이상으로 구성될 수도 있음은 당연하다.
이처럼, 위와 같이 구성되는 폴리실리콘 히터배선(40)과 주름방열구조(50)에 의해 열 효율을 증진시킬 수 있음은 물론이고, 기계적 충격이 있을 때에도 칩(10)으로 전달되는 충격을 완충시킬 수 있고, 또한 실리콘-산화물 박막(20)의 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.
IDE(71, Inter Digitized Electrodes)는 폴리-실리콘 히터(30)와 상기 폴리-실리콘 히터(30) 위에 올려질 다양한 검지 물질(예를 들어 금속산화물, SWCNT, 그래핀 등)의 전기특성을 측정하는 Electrode(전극)의 기능을 한다. 이는 서로 Digitized(디지털화) 된 구조로 형성되어 검지 물질의 도포과정과 특성검지를 효율적으로 할 구조이다.
이러한 IDE(71)는, 상 방향에서 하 방향으로 지그재그 배열되는 폴리-실리콘 히터(30)에 대하여 그의 상부에 마련되며, 상기 폴리-실리콘 히터(30)의 상면에서 폴리-실리콘 히터(30)의 외주면 방향을 따라 형성되는 호 형상으로 형성되어 상기 폴리-실리콘 히터(30)의 지그재그 배열에 수직방향으로 교차되도록 연장되는 돌기가 상기 호 형상으로부터 연장되도록 형성된다.
그리고 IDE(71)는 상기 칩(10)의 양측에 마련되는 IDE패드(70)의 각각에 하나씩 연결되도록 구성되어 2개가 한쌍으로 형성되며, 이때 각각의 IDE(71)의 상기 연장된 돌기는 상호 마주보며 인접하도록 형성된다.
이러한 IDE(71)의 표면에는 금속산화물, 원소가 도핑된 단일벽탄소나노튜브, 원소를 도핑한 그라핀(Graphene), 화합물반도체와 같은 각종 센싱 메타리얼(Sensing Metarials)이 나노코팅, 나노프린팅 또는 deposition 될 수 있다.
이 경우, 본 발명에 따른 미세 발열판이 50ms 내에 600℃까지 순간 가열되면 상기 센싱 메타리얼에 의해 가스 분자의 탈부착을 유도하여 선택성(selectivity)와 수농도 센싱이 가능하게 됨으로써, 초소형 열전도식 가스센서 제작의 기초기술(Platform)로 활용될 수도 있다.
한편, 순간 고온 가열에도 열적 내구성이 강하므로 3~12㎛ 대의 원적외선을 발생시키도록 하는 경우에 효율성이 증진되는 NDIR방식의 가스센서 제작의 광원으로 활용될 수도 있다.
다른 한편, 순간 고온 가열이 가능함에 따라 Micro-SAW 질량 분석기의 표면을 순간적으로 고온 가열하여 질량이 측정된 표면의 입자들을 탈착시키는 기능으로 활용될 수도 있다.
한편, 상기에서 도 1 내지 4를 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도 1 내지 도 4의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
10 : 칩
20 : 실리콘-산화물 박막
30 : 폴리-실리콘 히터
40 : 폴리실리콘 히터배선
41 : LSN박막층
42 : 박막층
50, 51, 52 : 주름방열구조
60 : 히터패드
61 : 히터패드 연결부재
70 : IDE패드
71 : IDE
20 : 실리콘-산화물 박막
30 : 폴리-실리콘 히터
40 : 폴리실리콘 히터배선
41 : LSN박막층
42 : 박막층
50, 51, 52 : 주름방열구조
60 : 히터패드
61 : 히터패드 연결부재
70 : IDE패드
71 : IDE
Claims (9)
- 상면에 2~3㎛ 두께의 LSN(Low Stress Nitride) 박막층이 형성되는 칩;
상기 칩의 중앙부를 덮도록 구성되는 박막;
상기 박막의 상면에 형성되는 폴리-실리콘 히터;
상기 폴리-실리콘 히터의 양측 방향으로 연장되고 부채꼴의 호 형상으로 구성되며, 붕소가 첨가된 폴리실리콘 재질로 이루어지는 폴리실리콘 히터배선;
상기 폴리실리콘 히터배선에 안착되고 텅스텐 또는 백금 재질로 이루어지는 주름방열구조; 및
상기 칩의 상면 다른 일측에 형성되며, 상기 폴리-실리콘 히터에 형성되는 IDE(Inter Digitized Electrodes)와 연결되는 IDE패드;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방열구조를 갖는 미세 발열판.
- 청구항 1에 있어서,
상기 폴리실리콘 히터배선과 칩 사이에 실리콘-산화물 재질의 박막층이 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 방열구조를 갖는 미세 발열판.
- 청구항 2에 있어서,
상기 폴리실리콘 히터배선과 주름방열구조가 구성되는 순서는,
하부 방향에서부터 칩-LSN박막층-박막층-폴리실리콘 히터배선-주름방열구조의 순서로 구성되는 것을 특징으로 하는, 방열구조를 갖는 미세 발열판.
- 청구항 3에 있어서,
상기 주름방열구조 상부에 박막층-주름방열구조가 n번만큼(n은 자연수, n≥1) 반복되어 더 구성되는 것을 특징으로 하는, 방열구조를 갖는 미세 발열판.
- 청구항 1에 있어서,
상기 박막층은,
그 표면이 볼록부분과 오목부분이 반복되는 주름 형상으로 가공되며,
상기 폴리실리콘 히터배선 및 주름방열구조는,
상기 박막층의 주름 형상을 따라 폴리실리콘 히터배선-주름방열구조의 순서로 형성되는 것을 특징으로 하는, 방열구조를 갖는 미세 발열판.
- 청구항 1에 있어서,
상기 박막은 실리콘-산화물 또는 실리콘-질화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 방열구조를 갖는 미세 발열판.
- 청구항 1에 있어서,
상기 폴리-실리콘 히터는,
상 방향에서 하 방향으로 지그재그 배열되며,
상기 IDE는,
상기 폴리-실리콘 히터의 상면을 따라 형성되되 상기 폴리-실리콘 히터의 지그재그 배열에 수직방향으로 교차되도록 배열하는 것을 특징으로 하는, 방열구조를 갖는 미세 발열판.
- 청구항 1 또는 7에 있어서,
상기 IDE는 2개가 구비되어, 칩의 양측에 마련되는 IDE패드에 각각 연결되며, 각각의 IDE는 상기 폴리-실리콘 히터에 형성될 때, 지그재그 배열된 폴리-실리콘 히터에 수직방향으로 교차되면서, 상호 마주보며 인접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 방열구조를 갖는 미세 발열판.
- 청구항 1에 있어서,
상기 IDE의 표면에는 금속산화물, 단일벽탄소나노튜브, 그라핀, 화합물반도체 중 어느 하나 이상이 나노코팅 또는 나노프린팅되는 것을 특징으로 하는, 방열구조를 갖는 미세 발열판.
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| KR1020160058982A KR101738632B1 (ko) | 2016-05-13 | 2016-05-13 | 방열구조를 갖는 미세 발열판 |
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| KR20200049148A (ko) * | 2018-10-31 | 2020-05-08 | (주)에스팩솔루션 | 가스센서어셈블리 |
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