KR101815739B1 - 광 결정 센서 구조 및 그 제조 방법 - Google Patents

광 결정 센서 구조 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

센서 및 센서 제조 방법들이 개시된다. 센서는 기판, 광원, 광 검출기, 기판 내의 또는 기판 위의 층 구조 내의 복수의 광 공동 - 복수의 광 공동은 광원과 광 검출기 사이의 광 경로 내에 배열됨 -, 및 광 검출기에 연결되며, 광 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 나타내는 신호를 수신하도록 구성되는 처리 회로를 포함할 수 있다.

Description

광 결정 센서 구조 및 그 제조 방법{A PHOTONIC CRYSTAL SENSOR STRUCTURE AND A METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
다양한 실시예들은 광 결정 감지 요소를 포함할 수 있는 센서 및 광 결정 감지 요소를 이용하여 센서를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
많은 센서 장치들은 기능을 수행하기 위해 진동 결정막에 의존한다. 막의 진동은 전기적 자극으로 변환될 수 있는 신호를 생성할 수 있다. 그러나, 막은 이러한 진동에 의해 스트레스를 받는다. 막에 대한 주변 압력의 크고/크거나 급격한 변화는 막의 파열을 유발하며, 결과적으로 센서를 작동할 수 없게 만든다. 강건한, 예를 들어 충격에 강한 막 센서의 제조는 막의 정확한 탄성(스프링 상수), 결과적으로 장치의 정확한 동작 전압의 교정에 관한 문제가 종종 발생하므로 매우 어려울 수 있다. 결정막 센서의 동일 기능들 중 다수의 기능을 수행할 수 있지만 가동 요소를 갖지 않는 센서 및 센서 제조 방법이 개시된다.
다양한 실시예들에서, 센서가 제공된다. 센서는 기판의 중심부를 통과하는 개구를 갖는 기판, 기판 내의 광원, 기판 내의 광 검출기, 및 개구에 걸치는 구조물을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 센서를 제조하기 위한 방법도 개시된다.
도면들에서, 상이한 도면들 전반에서 동일한 참조 번호들은 일반적으로 본 발명의 동일한 요소들을 지시한다. 도면들은 반드시 축척에 따라 도시되는 것은 아니며, 대신 본 발명의 원리들을 예시할 때 일반적으로 강조가 이루어진다. 아래의 설명에서는, 본 발명의 다양한 실시예들이 아래의 도면들을 참조하여 설명된다. 도면들에서:
도 1은 기판, 광원, 광 검출기 및 기판 내의 복수의 광 공동(optical cavity)을 포함하고, 광원과 광 검출기 사이의 광 경로 내에 배열될 수 있는 잠재적 실시예에 따른 센서의 단면도를 나타낸다.
도 2a는 일 실시예에 따른 도 1의 센서의 측단면도를 나타낸다.
도 2b는 일 실시예에 따른 도 1의 센서의 평면도를 나타낸다.
도 2c는 일 실시예에 따른, 가스 검출 센서로서 구현되는 도 1의 센서의 평면도를 나타낸다.
도 2d는 일 실시예에 따른, 온도 센서로서 구현되는 도 1의 센서의 평면도를 나타낸다.
도 2e는 일 실시예에 따른, 압력 센서로 구현되는 도 1의 센서의 평면도를 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른, 대안 구성의 복수의 광 공동 및 광 검출기를 갖는 도 1의 센서의 평면도를 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른, 대안 구성의 복수의 광 공동 및 광 검출기를 갖는 도 3의 센서의 평면도를 나타낸다.
도 5-11은 개시되는 센서의 실시예들에 대한 이론적 계산 데이터의 그래픽 표현을 나타낸다.
도 12a 및 12b는 일 실시예에 따른 센서 형성 방법의 흐름도를 나타낸다.
아래의 상세한 설명은 본 발명을 실시할 수 있는 특정 상세들 및 실시예들을 예시적으로 도시하는 첨부 도면들을 참조한다.
본 명세서에서 "예시적인"이라는 용어는 "예, 사례 또는 실례로서 사용되는"을 의미하는 데 사용된다. 본 명세서에서 "예시적인" 것으로서 설명되는 임의의 실시예 또는 설계는 다른 실시예들 또는 설계들보다 바람직하거나 유리한 것으로서 해석될 필요는 없다.
본 명세서에서 면 또는 표면 "위에" 형성된 증착 재료와 관련하여 사용되는 "위에"라는 용어는 증착 재료가 상정된 면 또는 표면 "상에 직접", 예를 들어 그와 직접 접촉하도록 형성될 수 있다는 것을 의미하는 데 사용될 수 있다. 본 명세서에서 면 또는 표면 "위에" 형성된 증착 재료와 관련하여 사용되는 "위에"라는 용어는 증착 재료가 상정된 면 또는 표면과 증착 재료 사이에 배열되는 하나 이상의 추가 층을 이용하여 상정된 면 또는 표면 "상에 간접적으로" 형성될 수 있다는 것을 의미하는 데 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "캐리어 구조"라는 용어는 예를 들어 리드 프레임, 반도체 기판, 예로서 실리콘 기판, 인쇄 회로 보드 및/또는 다양한 연성 기판들과 같은 다양한 구조들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
다양한 실시예들에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 센서(100)가 개시된다. 센서(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 설명 및 그림 표현의 편의를 위해 파선(101)을 따라 분할되었다. 센서(100)는 기판(102) 및 기판(102)의 중심부를 통해 형성된 개구(104)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 센서(100)는 기판(102) 내에 형성된 광원(106)을 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 센서(100)는 기판(102) 내에 형성된 광 검출기(108)를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 센서(100)는 기판(102) 내의 개구(104)에 걸치는 복수의 광 공동(110)을 포함할 수 있다. 센서(100)는 광원(106)에 전기적으로 연결될 수 있는 제1 전기 요소(112)를 포함할 수 있다. 센서(100)는 일부 실시예들에서 광 검출기(108)에 전기적으로 연결될 수 있는 제2 전기 요소(114)를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 기판(102)은 주어진 적용을 위해 요구될 수 있는 바와 같은 게르마늄, 실리콘 게르마늄, 실리콘 탄화물, 갈륨 질화물, 인듐, 인듐 갈륨 질화물, 인듐 갈륨 비화물, 인듐 갈륨 아연 산화물 또는 다른 원소 및/또는 화합물 반도체들, 예를 들어 갈륨 비화물 또는 인듐 인화물과 같은 III-V 화합물 반도체 또는 II-VI 화합물 반도체 또는 삼원 화합물 반도체 또는 사원 화합물 반도체와 같은 반도체 재료를 포함하거나 본질적으로 그것으로 구성될 수 있다. 기판(102)은 예를 들어 유리 및/또는 다양한 폴리머들을 포함하거나 본질적으로 그것으로 구성될 수 있다. 기판(102)은 실리콘-온-절연체(SOI) 구조일 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판(102)은 인쇄 회로 보드일 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 기판(102)은 연성 플라스틱 기판, 예를 들어 폴리이미드 기판과 같은 연성 기판일 수 있다. 다양한 실시예들에서, 기판(102)은 다음 재료들, 즉 폴리에스테르 필름, 열경화성 플라스틱, 금속, 금속화된 플라스틱, 금속 포일 및 폴리머 중 하나 이상으로 구성되거나 그것을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 기판(102)은 연성 라미네이트 구조일 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 기판(104)은 실리콘 기판과 같은 반도체 기판일 수 있다. 기판(104)은 주어진 적용을 위해 요구될 수 있는 바와 같은 다른 재료들 또는 재료의 조합들, 예를 들어 다양한 유전체들, 금속들 및 폴리머들을 포함하거나 본질적으로 그것들로 구성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 기판(104)은 약 100㎛ 내지 약 700㎛의 범위, 약 150㎛ 내지 약 650㎛의 범위, 약 200㎛ 내지 약 600㎛의 범위, 약 250㎛ 내지 약 550㎛의 범위, 약 300㎛ 내지 약 500㎛의 범위, 약 350㎛ 내지 약 450㎛의 범위 내의 두께(T1)를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판(104)은 적어도 약 100㎛, 예를 들어 적어도 150㎛, 예를 들어 적어도 200㎛, 예를 들어 적어도 250㎛, 예를 들어 적어도 300㎛의 두께(T1)를 가질 수 있다. 다양한 실시예들에서, 기판(104)은 약 700㎛ 이하, 예를 들어 650㎛ 이하, 예를 들어 600㎛ 이하, 예를 들어 550㎛ 이하, 예를 들어 500㎛ 이하의 두께(T1)를 가질 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 개구(104)는 다양한 기술들, 예로서 레이저 드릴링, 다양한 연마 기술들, 디프 반응성 이온 에칭(deep reactive-ion etching), 등방성 기상 에칭, 증기 에칭, 습식 에칭, 등방성 건식 에칭, 플라즈마 에칭, 다양한 리소그라피 기술 등을 이용하여 기판(104)을 통해 그 안에 형성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 개구(104)는 정사각 또는 실질적 정사각 형상을 가질 수 있다. 개구(104)는 직사각 또는 실질적 직사각 형상을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 개구(104)는 원 또는 실질적 원 형상을 가질 수 있다. 개구(104)는 타원 또는 실질적 타원 형상을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 개구(104)는 삼각 또는 실질적 삼각 형상을 가질 수 있다. 개구(104)는 십자 또는 실질적 십자 형상을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 개구(104)는 주어진 적용을 위해 요구될 수 있는 임의의 형상으로 형성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 광원(106)은 기판(104) 내에 형성될 수 있다. 광원(106)은 기판(104)과 일체로 통합될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 광원(106) 및 기판(104)은 상이한 단계들에서 형성된 후에 다양한 수단을 이용하여 함께 연결 및/또는 연결될 수 있다. 광원(106) 및 기판(104)은 일 타입의 라미네이트 구조로서 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 광원(106)은 주어진 적용을 위해 요구될 수 있는 바와 같은 다양한 기술들, 예로서 증착, 전기 화학 프로세스, 전기 도금 프로세스, 무전해 프로세스, 화학적 증착 프로세스, 분자 빔 에피택시, 스핀 코팅, 스퍼터 증착 및/또는 다양한 다른 기술들을 통해 기판(104) 내에 형성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 광원(106)은 일 타입의 발광 다이오드(LED)로서 구현될 수 있다. 다양한 다른 실시예들에서, 광원(106)은 반도체 레이저와 같은 발광 반도체 웨이퍼로서 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 광원(106)은 하이브리드 실리콘 레이저로서 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광원(106)은 주어진 적용을 위해 바람직한 임의의 발광 수단으로서 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광원(106)은 외부 광원일 수 있다. 광원(106)은 주어진 적용을 위해 요구될 수 있는 바와 같은 게르마늄, 실리콘 게르마늄, 실리콘 탄화물, 갈륨 질화물, 인듐, 인듐 갈륨 질화물, 인듐 갈륨 비화물, 인듐 갈륨 아연 산화물 또는 다른 원소 및/또는 화합물 반도체들, 예를 들어 갈륨 비화물 또는 인듐 인화물과 같은 III-V 화합물 반도체 또는 II-VI 화합물 반도체 또는 삼원 화합물 반도체 또는 사원 화합물 반도체와 같은 반도체 재료를 포함하거나 본질적으로 그것으로 구성될 수 있다. 광원(106)은 예를 들어 유리 및/또는 다양한 폴리머들을 포함하거나 본질적으로 그것으로 구성될 수 있다. 광원(106)은 실리콘-온-절연체(SOI) 구조일 수 있다. 광원(106)은 주어진 적용을 위해 요구될 수 있는 바와 같은 다른 재료들 또는 재료의 조합들, 예를 들어 다양한 유전체들, 금속들 및 폴리머들을 포함하거나 본질적으로 그것들로 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 광 검출기(108)는 기판(104) 내에 형성될 수 있다. 광 검출기(108)는 기판(104)과 일체로 통합될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 광 검출기(108) 및 기판(104)은 상이한 단계들에서 형성된 후에 다양한 수단을 이용하여 함께 연결 및/또는 연결될 수 있다. 광 검출기(108) 및 기판(104)은 일 타입의 라미네이트 구조로서 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 광 검출기(108)는 주어진 적용을 위해 요구될 수 있는 바와 같은 다양한 기술들, 예로서 증착, 전기 화학 프로세스, 전기 도금 프로세스, 무전해 프로세스, 화학적 증착 프로세스, 분자 빔 에피택시, 스핀 코팅, 스퍼터 증착 및/또는 다양한 다른 기술들을 통해 기판(104) 내에 형성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 광 검출기(108)는 일 타입의 발광 다이오드(LED)로서 구현될 수 있다. 다양한 다른 실시예들에서, 광 검출기(108)는 광 다이오드와 같은 일 타입의 광 검출기 및/또는 일 타입의 광 트랜지스터로서 구현될 수 있다. 적어도 일 실시예에서, 광 검출기(108)는 복수의 광 공동(110)을 통해 투과되는 광의 양 및 복수의 광 공동(110)에 의해 반사되는 광의 양을 측정하도록 구성되는 적어도 2개의 광 검출기(108)로서 구현된다. 실시예들에서, 둘 이상의 광 검출기(108)를 이용할 경우, 복수의 광 공동(110)에 의해 반사되는 광의 양과 복수의 광 공동(110)에 의해 투과되는 양이 수학 관계 투과 광 + 반사 광 = 1을 이용하여 비교 및/또는 분석될 수 있다. 즉, 투과 및 반사 광량들의 차이를 분석 및/또는 이용하여, 광원(106)에 의해 방출된 광의 하나 이상의 특성의 변화를 검출할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 검출기(108)는 주어진 적용에 바람직한 임의의 광 검출 수단으로서 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 검출기(108)는 외부 광 검출기, 예로서 기판(104) 내에 통합되지 않은 검출기로서 구현될 수 있다. 광 검출기(108)는 주어진 적용을 위해 요구될 수 있는 바와 같은 게르마늄, 실리콘 게르마늄, 실리콘 탄화물, 갈륨 질화물, 인듐, 인듐 갈륨 질화물, 인듐 갈륨 비화물, 인듐 갈륨 아연 산화물 또는 다른 원소 및/또는 화합물 반도체들, 예를 들어 갈륨 비화물 또는 인듐 인화물과 같은 III-V 화합물 반도체 또는 II-VI 화합물 반도체 또는 삼원 화합물 반도체 또는 사원 화합물 반도체와 같은 반도체 재료를 포함하거나 본질적으로 그것으로 구성될 수 있다. 광 검출기(108)는 예를 들어 유리 및/또는 다양한 폴리머들을 포함하거나 본질적으로 그것으로 구성될 수 있다. 광 검출기(108)는 실리콘-온-절연체(SOI) 구조일 수 있다. 광 검출기는 주어진 적용을 위해 요구될 수 있는 바와 같은 다른 재료들 또는 재료의 조합들, 예를 들어 다양한 유전체들, 금속들 및 폴리머들을 포함하거나 본질적으로 그것들로 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 기판(104) 내의 개구(104)에 걸치는 복수의 광 공동(110)은 반도체 구조로서 구현될 수 있는데, 예를 들어 복수의 광 공동(110)은 주어진 적용을 위해 요구될 수 있는 바와 같은 게르마늄, 실리콘 게르마늄, 실리콘 탄화물, 갈륨 질화물, 인듐, 인듐 갈륨 질화물, 인듐 갈륨 비화물, 인듐 갈륨 아연 산화물 또는 다른 원소 및/또는 화합물 반도체들, 예를 들어 갈륨 비화물 또는 인듐 인화물과 같은 III-V 화합물 반도체 또는 II-VI 화합물 반도체 또는 삼원 화합물 반도체 또는 사원 화합물 반도체와 같은 반도체 재료를 포함하거나 본질적으로 그것으로 구성된다. 일부 실시예들에서, 복수의 광 공동(110)은 광 결정 구조와 같은 일 타입의 결정 구조로서 구현될 수 있다. 복수의 광 공동(110)은 일차원 광 결정 구조로서 구현될 수 있고/있거나, 그것을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 복수의 광 공동(110)은 이차원 광 결정으로서 구현될 수 있고/있거나, 그것을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수의 광 공동(110)은 삼차원 광 결정 구조로서 구현될 수 있고/있거나, 그것을 포함할 수 있다. 추가 실시예들에서, 복수의 광 공동(110)은 다양한 일차원, 이차원 및/또는 삼차원 광 결정 구조로서 구현될 수 있고/있거나, 그것을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 복수의 광 공동(110)은 주어진 적용을 위해 요구될 수 있는 바와 같은 다른 재료들 또는 재료의 조합들, 예로서 다양한 유전체들, 금속들 및 폴리머들을 포함하거나 본질적으로 그것들로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 광 공동(110)은 개구(104)를 복수의 개구로 파티셔닝 및/또는 분할하는 복수의 구조로서 구현될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제1 전기 요소(112)는 기판(104) 상에 형성된 제1 콘택트 패드쌍(112)으로서 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제1 콘택트 패드쌍(112)은 광원(106)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 콘택트 패드쌍(112)은 전자기 신호를 광원(106)으로 그리고/또는 그로부터 송신 및/또는 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 콘택트 패드쌍(112)은 전기 에너지를 광원(106)으로 중계하도록 구성될 수 있는데, 예를 들어 광원이 LED로서 구현될 수 있는 실시예들에서, 제1 콘택트 패드쌍(112)은 전력을 LED에 공급하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 콘택트 패드쌍(112)은 기판(104)의 대향 표면들 위에 형성될 수 있다. 제1 콘택트 패드쌍(112)은 스택 형태의 적층 구조로 배열될 수 있으며, 기판(104) 및 광원(106)이 제1 콘택트 패드쌍(112) 사이에 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 콘택트 패드쌍(112)은 기판(104)의 동일 표면 위에 형성될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제1 콘택트 패드쌍(112)은 주어진 적용을 위해 요구될 수 있는 바와 같은 다양한 기술들, 예로서 증착, 전기 화학 프로세스, 전기 도금 프로세스, 무전해 프로세스, 화학적 증착 프로세스, 분자 빔 에피택시, 스핀 코팅, 스퍼터 증착 및/또는 다양한 다른 기술들을 통해 증착될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제1 콘택트 패드쌍은 금속 재료, 금속화된 재료, 금속 포일, 원소 금속 및/또는 금속 합금과 같은 도전성 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 콘택트 패드쌍은 구리, 니켈, 주석, 납, 은, 금, 알루미늄, 티타늄, 갈륨, 인듐, 붕소, 및 이러한 재료들의 다양한 합금들, 예로서 구리-니켈, 니켈-알루미늄, 알루미늄-구리-실리콘 등을 포함하거나 본질적으로 그것들로 구성될 수 있다. 또한, 제1 콘택트 패드쌍(112)은 주어진 적용을 위해 요구될 수 있는 바와 같은 다른 재료들을 포함하거나 본질적으로 그것들로 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제2 전기 요소(114)는 기판(104) 상에 형성된 제2 콘택트 패드쌍(114)으로서 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제2 콘택트 패드쌍(114)은 광 검출기(108)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 콘택트 패드쌍(114)은 전자기 신호를 광 검출기(108)로 그리고/또는 그로부터 송신 및/또는 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 콘택트 패드쌍(114)은 전기 에너지를 광원(108)로부터 중계하도록 구성될 수 있는데, 예를 들어 광원이 광 검출기로서 구현될 수 있는 실시예들에서, 제2 콘택트 패드쌍(114)은 광 검출기에 의해 수신된 신호들을 다양한 처리 회로(미도시)로 중계하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 콘택트 패드쌍(114)은 기판(104)의 대향 표면들 위에 형성될 수 있다. 제2 콘택트 패드쌍(114)은 스택 형태의 적층 구조로 배열될 수 있으며, 기판(104) 및 광 검출기(108)가 제2 콘택트 패드쌍(114) 사이에 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 콘택트 패드쌍(114)은 기판(104)의 동일 표면 위에 형성될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제2 콘택트 패드쌍(114)은 주어진 적용을 위해 요구될 수 있는 바와 같은 다양한 기술들, 예로서 증착, 전기 화학 프로세스, 전기 도금 프로세스, 무전해 프로세스, 화학적 증착 프로세스, 분자 빔 에피택시, 스핀 코팅, 스퍼터 증착 및/또는 다양한 다른 기술들을 통해 증착될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제2 콘택트 패드쌍(114)은 금속 재료, 금속화된 재료, 금속 포일, 원소 금속 및/또는 금속 합금과 같은 도전성 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 콘택트 패드쌍(114)은 구리, 니켈, 주석, 납, 은, 금, 알루미늄, 티타늄, 갈륨, 인듐, 붕소, 및 이러한 재료들의 다양한 합금들, 예로서 구리-니켈, 니켈-알루미늄, 알루미늄-구리-실리콘 등을 포함하거나 본질적으로 그것들로 구성될 수 있다. 또한, 제2 콘택트 패드쌍(114)은 주어진 적용을 위해 요구될 수 있는 바와 같은 다른 재료들을 포함하거나 본질적으로 그것들로 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 복수의 광 공동(110)은 복수의 개구 및/또는 공간(110a)을 포함하도록 구현될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 복수의 광 공동(110) 상에 입사할 수 있는 압력파(116)는 복수의 개구(110a)를 통과할 수 있다. 일부 실시예들에서, 압력파는 구조(들)(110)의 적어도 한 표면의 변형 및/또는 휨을 유발할 수 있다. 일부 실시예들에서, 압력파(116)는 구조(들)(110)의 굴절률을 변경할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 구조(들)(110)는 공동(118)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 공동(118)은 다양한 기술들, 예로서 레이저 드릴링을 통해 복수의 광 공동(110) 내에 형성될 수 있다. 그러나, 다양한 다른 실시예들에서 공동(118)은 복수의 광 공동(110)의 제조 프로세스 동안 구조 내에 형성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 공동(110)은 본질적으로 복수의 광 공동(110)과 동일한 형상일 수 있으며, 복수의 광 공동(110)의 축을 따라 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 공동(110)은 공동(110) 밖의 주변 압력보다 높을 수 있는 주변 압력을 유지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 공동(110) 내의 압력은 약 100kPa 내지 약 800kPa의 범위, 예를 들어 약 100kPa 내지 약 125kPa의 범위, 예를 들어 약 125kPa 내지 약 150kPa의 범위, 예를 들어 약 150kPa 내지 약 175kPa의 범위, 예를 들어 약 175kPa 내지 약 200kPa의 범위, 예를 들어 약 200kPa 내지 약 350kPa의 범위, 예를 들어 약 350kPa 내지 약 500kPa의 범위, 예를 들어 약 500kPa 내지 약 800kPa의 범위 내일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 제1 콘택트 패드쌍(112) 및 제2 콘택트 패드쌍(114)은 센서(100)의 대향 단부들에 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 광원(106) 및 광원(108)은 기판(104)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있다. 복수의 광 공동(110)은 정사각 또는 실질적 정사각 형상을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 복수의 광 공동(110)은 직사각 또는 실질적 직사각 형상을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 복수의 광 공동(110)은 원 또는 실질적 원 형상을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 복수의 광 공동(110)은 타원 또는 실질적 타원 형상을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 복수의 광 공동(110)은 삼각 또는 실질적 삼각 형상을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 복수의 광 공동(110)은 십자 또는 실질적 십자 형상을 가질 수 있다. 복수의 광 공동(110)은 주어진 적용을 위해 요구될 수 있는 임의의 형상으로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 광 공동(110)은 복수의 광 공동(110)으로서 구현될 수 있다. 복수의 광 공동(110)이 복수의 광 공동(110)으로서 구현될 수 있는 실시예들에서, 복수의 광 공동(110)은 개구들(110a)에 의해 서로 분리될 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 광 공동(110)은 예를 들어 약 400개 내지 약 1200개의 범위, 예를 들어 약 400개의 광 공동 내지 약 500개의 광 공동의 범위, 예를 들어 약 500개 내지 약 600개의 범위, 예를 들어 약 600개 내지 약 700개의 범위, 예를 들어 약 700개 내지 약 800개의 범위, 예를 들어 약 800개 내지 약 1000개의 범위, 예를 들어 약 1000개 내지 약 1200개의 범위 내의 다수의 광 공동(110)을 포함하도록 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 복수의 광 공동(110) 간의 거리(D1)는 약 1㎛ 내지 약 10㎛의 범위, 예를 들어 약 1㎛ 내지 약 1.5㎛의 범위, 예를 들어 약 1.5㎛ 내지 약 3㎛의 범위, 예를 들어 약 3 내지 약 5㎛의 범위, 예를 들어 약 5㎛ 내지 약 7.5㎛의 범위, 예를 들어 약 7.5㎛ 내지 약 9㎛의 범위, 예를 들어 약 9㎛ 내지 약 10㎛의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서, 개구들(110a)은 정사각 또는 실질적 정사각 형상을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 개구들(110a)은 직사각 또는 실질적 직사각 형상을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 개구들(110a)은 원 또는 실질적 원 형상을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 개구들(110a)은 타원 또는 실질적 타원 형상을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 개구들(110a)은 삼각 또는 실질적 삼각 형상을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 개구들(110a)은 십자 또는 실질적 십자 형상을 가질 수 있다. 개구들(110a)은 주어진 적용을 위해 요구될 수 있는 임의의 형상으로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광원(106) 및 광 검출기(108)는 개구(104)의 대향 단부들에 배치될 수 있다. 광원(106)은 기판(104) 내에 배치될 수 있으며, 따라서 광원(106)에 의해 방출되는 광의 일부가 복수의 광 공동(110)을 통과하여 광 검출기(108)에 의해 검출될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 센서(100)는 가스 센서로서 구현될 수 있다. 센서(100)는 가스 센서로서 구현될 때 가스 검출기(120)를 포함할 수 있다. 가스 검출기(120)는 광 검출기(108)에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가스 검출기(120)는 광 검출기(108)에 의해 수신되는 광 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 수신된 신호에 기초하여 하나 이상의 사전 정의된 가스가 복수의 광 공동(118) 내에 존재하는지를 결정하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 가스 검출기(120)는 다양한 타입의 적외선 가스 검출기, 예로서 적외선 포인트 가스 검출기 및/또는 수동 또는 능동 적외선 이미징 검출기로서 구현될 수 있다. 가스 검출기(120)는 일 타입의 홀로그래픽 가스 검출기로서 구현될 수 있다. 가스 검출기(120)는 주어진 적용에 바람직한 임의 타입의 가스 검출기로서 구현될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 센서(100)는 온도 센서로서 구현될 수 있다. 센서(100)는 온도 센서로서 구현될 때 온도 검출기(122)를 포함할 수 있다. 온도 검출기(122)는 광 검출기(108)에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 온도 검출기(122)는 광 검출기(108)에 의해 수신되는 광 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 수신된 신호에 기초하여 온도를 결정하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 온도 검출기(122)는 다양한 타입의 온도 검출 장치들, 예로서 실리콘 밴드-갭 온도 센서로서 구현될 수 있다. 적어도 일 실시예에서, 온도 검출기(122)는 광원(106)에서 생성되고 광 공동들(118)을 통과하고 광 검출기(108)에 의해 수신되는 광빔에 대한 변화들에 기초하여 주변 온도를 추정할 수 있는 집적 회로일 수 있다. 광 공동들(118)은 온도 의존 방식으로 광빔의 특성들을 변경할 수 있는데, 예를 들어 굴절률을 변경할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 도 2e에 도시된 바와 같이, 센서(100)는 압력 센서로서 구현될 수 있다. 센서(100)는 압력 센서로서 구현될 때 압력 검출기(124)를 포함할 수 있다. 압력 검출기(124)는 광 검출기(108)에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 압력 검출기(124)는 광 검출기(108)에 의해 수신되는 광 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 수신 신호에 기초하여 주변 압력의 변화를 결정 및/또는 감지하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 압력 검출기(124)는 광원(106)에서 생성되고 광 공동들(118)을 통과하고 광 검출기(108)에 의해 수신되는 광빔의 변화들에 기초하여 주변 압력 또는 그의 변화를 추정할 수 있는 다양한 타입의 집적 회로로서 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 광 공동들(118)은 주변 압력의 변화의 결과로서 형상을 바꾸고/바꾸거나 변경할 수 있는데, 즉 광 공동들(118)의 적어도 한 표면은 압력의 변화로 인해 휠 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 휨은 광빔의 특성들을 변경할 수 있는데, 예로서 강도를 변경할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 광 공동(110)은 실질적으로 사각파 형상의 구조로서 구현될 수 있으며, 그의 여러 섹션이 개구(104)에 걸칠 수 있다. 일부 실시예들에서, 광원(106)은 그러한 복수의 광 공동(110)의 제1 단부에 형성될 수 있으며, 광 검출기(108)는 여러 광 검출기로서 구현될 수 있다. 광 검출기(108)가 여러 광 검출기(108)로서 구현될 수 있는 다양한 실시예들에서, 광 검출기들(108) 각각은 개구(104)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 복수의 광 공동(110)이 실질적으로 사각파 형상의 구조로서 구현되는 실시예들에서, 광 검출기(108)는 복수의 광 공동(110)의 임의의 또는 모든 코너들에 배치될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 광 공동(110)이 실질적으로 사각파 형상의 구조로서 구현될 수 있는 경우, 광원(106)은 복수의 광 공동(110)의 제1 단부에 배치되고/되거나 그에 연결될 수 있으며, 광 검출기(108)는 복수의 광 공동(110)의 대향 단부에 배치되고/되거나 그에 연결될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 이러한 구조는 광원(106)으로부터 광 검출기(108)로 광 자극(들)을 채널링 및/또는 지향시키도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 도 5에 그래픽으로 도시된 바와 같이, 복수의 광 공동(110)에 의해 투과되는 광의 양은 여러 팩터, 예로서 공동(118) 내의 압력, 광 공동들(110) 및/또는 개구들(110a)의 수, 및/또는 광 공동들(110) 간의 거리(D1)에 기초하여 변할 수 있다.
도 6에는, 파장의 함수로서의 복수의 광 공동(110)을 통한 광 투과 계산들의 결과가 도시된다. 도 6의 결과들을 획득하는 데 사용되는 실시예는 800개의 개구(110a)를 포함하며, 공동(118) 내의 2개의 압력을 이용하여 테스트되었다.
도 7에는, 압력의 함수로서의 복수의 광 공동(110)을 통한 광의 투과가 도시된다. 도 7에 도시된 결과들을 획득하는 데 사용된 특정 실시예는 800개의 개구(110a)를 포함하였다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 광의 2개의 상이한 파장이 또한 데이터를 획득하는 데 사용되었다.
다양한 실시예들에 따르면, 도 8에 도시된 바와 같이, 광원(106)에 의해 방출되는 광의 파장 및 공동(118) 내의 압력 양자는 복수의 광 공동(110)에 의해 광 검출기(108)로 투과되는 광을 바꾸고/바꾸거나 변경할 수 있다. 도 8에 도시된 결과들을 획득하는 데 사용된 특정 실시예는 800개의 개구(110a)를 포함하였다.
다양한 실시예들에서, 이론적 모델들 및/또는 계산들의 결과들이 도 9의 차트들에 반영되며, 차트는 100개의 개구(110a)를 통해 상이한 압력들로 투과되는 광의 차이를 표시한다.
다양한 실시예들에 따르면, 도 10 및 11은 도 5-9에 도시된 것들과 유사한 이론적 결과들 및/또는 계산 모델들을 도시하며, 주로 갭들(11a)의 크기 및/또는 수가 상이하다. 다양한 실시예들에 따르면, 도 12a 및 12b에 도시된 바와 같이, 트랜스듀서 구조를 형성하기 위한 방법(1200)이 개시된다. 방법(1200)은 1202에 도시된 바와 같이 다음의 단계들을 포함할 수 있으며, 1204에 개시된 바와 같이 기판을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 방법(1200)은 1206에 도시된 바와 같이 광원을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법(1200)은 1208에 도시된 바와 같이 광 검출기를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 방법(1200)은 1210에 도시된 바와 같이 기판 내에 또는 기판 위의 층 구조 내에 복수의 광 공동을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 1212에 도시된 바와 같이, 방법(1200)은 광원과 광 검출기 사이의 광 경로 내에 복수의 광 공동을 배열하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 방법(1200)은 1214에 도시된 바와 같이 처리 장치를 광 검출기에 연결하고, 광 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 나타내는 신호를 수신하도록 상기 처리 장치를 구성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법(1200)은 1216에 도시된 바와 같이 기판 위에 제1 콘택트 패드쌍을 형성하고, 제1 콘택트 패드쌍을 광원에 연결하며, 기판 위에 제2 콘택트 패드쌍을 형성하고, 제2 콘택트 패드쌍을 광 검출기에 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 1218에 도시된 바와 같이, 방법(1200)에서, 복수의 광 공동은 기판 내에 구멍을 포함할 수 있으며, 상기 구멍은 상기 구멍을 파티셔닝하는 일련의 판 형상의 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 방법(1200)은 1220에 도시된 바와 같이 복수의 광 공동을 포함할 수 있는 광 결정 구조를 형성하고, 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동을 가스 물질로 채우는 단계를 더 포함할 수 있다. 적어도 일 실시예에서, 방법(1200)은 복수의 중의 광 공동을 유체 및/또는 유체들의 혼합물로 채우는 단계를 더 포함할 수 있다.
아래의 예들은 추가 실시예들과 관련된다.
예 1에서, 기판, 광원, 광 검출기, 상기 기판 내의 또는 상기 기판 위의 층 구조 내의 복수의 광 공동 - 상기 복수의 광 공동은 상기 광원과 상기 광 검출기 사이의 광 경로 내에 배열될 수 있음 -, 및 상기 광 검출기에 연결되며, 상기 광 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호에 기초하여 상기 복수의 광 공동 내에 하나 이상의 사전 정의된 가스가 존재하는지 여부를 결정하도록 구성되는 가스 검출기를 포함할 수 있는 가스 센서.
예 2에서, 예 1의 가스 센서에 있어서, 상기 광원은 상기 광 검출기로 전송되는 광원 신호를 생성하도록 구성될 수 있는 가스 센서.
예 3에서, 예 1 또는 예 2의 가스 센서에 있어서, 상기 기판 위에 형성되고 상기 광원에 전기적으로 연결되는 제1 콘택트 패드쌍 및 상기 기판 위에 형성되고 상기 광 검출기에 전기적으로 연결되는 제2 콘택트 패드쌍을 더 포함할 수 있는 가스 센서.
예 4에서, 예 1-3의 가스 센서에 있어서, 상기 광원은 제1 반도체 다이오드를 포함할 수 있고, 상기 광 검출기는 제2 반도체 다이오드를 포함할 수 있는 가스 센서.
예 5에서, 예 1-4의 가스 센서에 있어서, 상기 복수의 광 공동은 광 결정 구조로서 구현될 수 있는 가스 센서.
예 6에서, 예 1-5의 가스 센서에 있어서, 상기 복수의 광 공동은 상기 기판 내에 구멍을 포함할 수 있고, 상기 구멍은 상기 구멍을 파티셔닝하는 일련의 판 형상 구조들을 가질 수 있는 가스 센서.
예 7에서, 기판, 광원, 광 검출기, 상기 기판 내의 복수의 광 공동 - 상기 복수의 광 공동은 상기 광원과 상기 광 검출기 사이의 광 경로 내에 배열될 수 있음 -, 및 상기 광 검출기에 연결되고, 상기 광 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 처리하고, 상기 수신된 신호에 기초하여 온도를 결정하도록 구성될 수 있는 처리 회로를 포함할 수 있는 온도 센서.
예 8에서, 예 7의 온도 센서에 있어서, 상기 기판 위에 형성되고 상기 광원에 전기적으로 연결되는 제1 콘택트 패드쌍 및 상기 기판 위에 형성되고 상기 광 검출기에 전기적으로 연결되는 제2 콘택트 패드쌍을 더 포함할 수 있는 온도 센서.
예 9에서, 예 7 또는 8의 온도 센서에 있어서, 상기 복수의 광 공동은 상기 기판 내에 구멍을 포함할 수 있고, 상기 구멍은 상기 구멍을 파티셔닝하는 일련의 판 형상 구조들을 가질 수 있는 온도 센서.
예 10에서, 예 7-9의 온도 센서에 있어서, 상기 광원은 상기 광 검출기로 전송되는 광원 신호를 생성하도록 구성될 수 있는 온도 센서.
예 11에서, 예 7-10의 온도 센서에 있어서, 상기 복수의 광 공동을 포함할 수 있는 광 결정 구조를 더 포함할 수 있고, 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동은 가스 물질로 채워지는 온도 센서.
예 12에서, 예 7-11의 온도 센서에 있어서, 상기 처리 회로는 상기 가스 물질의 굴절률의 변화에 기초하여 상기 광 결정 구조 밖의 주변 온도의 변화를 검출하도록 구성될 수 있는 온도 센서.
예 13에서, 예 7-12의 온도 센서에 있어서, 상기 복수의 광 공동 중의 각각의 광 공동 내의 주변 압력은 상기 복수의 광 공동 중의 각각의 광 공동 밖의 주변 압력보다 높을 수 있는 온도 센서.
예 14에서, 예 7-13의 온도 센서에 있어서, 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동은 100kPa 이상의 압력을 유지할 수 있는 온도 센서.
예 15에서, 기판, 광원, 광 검출기, 상기 기판 내의 복수의 광 공동 - 상기 복수의 광 공동은 상기 광원과 상기 광 검출기 사이의 광 경로 내에 배열됨 -, 및 상기 광 검출기에 연결되며, 상기 광 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 처리하고, 상기 수신된 신호에 기초하여 압력을 결정하도록 구성되는 처리 회로를 포함할 수 있는 압력 센서.
예 16에서, 예 15의 압력 센서에 있어서, 상기 기판 위에 형성되고 상기 광원에 전기적으로 연결되는 제1 콘택트 패드쌍 및 상기 기판 위에 형성되고 상기 광 검출기에 전기적으로 연결되는 제2 콘택트 패드쌍을 더 포함할 수 있는 압력 센서.
예 17에서, 예 15 또는 16의 압력 센서에 있어서, 상기 복수의 광 공동을 포함할 수 있는 광 결정 구조를 더 포함할 수 있고, 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동은 가스 물질로 채워질 수 있는 압력 센서.
예 18에서, 예 15-17의 압력 센서에 있어서, 상기 광 결정 구조는 상기 복수의 광 공동 밖의 주변 압력의 변화로 인해 상기 광 결정 구조의 적어도 하나의 표면에서 휘도록 구성될 수 있는 압력 센서.
예 19에서, 가스 센서를 형성하는 방법으로서, 기판을 형성하는 단계, 광원을 제공하는 단계, 광 검출기를 제공하는 단계, 상기 기판 내에 또는 상기 기판 위의 층 구조 내에 복수의 광 공동을 형성하는 단계, 상기 광원과 상기 광 검출기 사이의 광 경로 내에 상기 복수의 광 공동을 배열하는 단계, 및 가스 검출기를 상기 광 검출기에 연결하며, 상기 광 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호에 기초하여 상기 복수의 광 공동 내에 하나 이상의 사전 정의된 가스가 존재하는지 여부를 결정하도록 상기 가스 검출기를 구성하는 단계를 포함할 수 있는 방법.
예 20에서, 예 19의 방법에 있어서, 상기 광원은 상기 광 검출기로 전송되는 광원 신호를 생성하도록 구성될 수 있는 방법.
예 21에서, 예 19 또는 20의 방법에 있어서, 상기 기판 위에 제1 콘택트 패드쌍을 형성하고, 상기 제1 콘택트 패드쌍을 상기 광원에 전기적으로 연결하며, 상기 기판 위에 제2 콘택트 패드쌍을 형성하고, 상기 제2 콘택트 패드쌍을 상기 광 검출기에 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함할 수 있는 방법.
예 22에서, 예 19-21의 방법에 있어서, 상기 광원은 제1 반도체 다이오드를 포함할 수 있고, 상기 광 검출기는 제2 반도체 다이오드를 포함할 수 있는 방법.
예 23에서, 예 19-22의 방법에 있어서, 상기 복수의 광 공동은 광 결정 구조를 포함할 수 있는 방법.
예 24에서, 예 19-23의 방법에 있어서, 상기 복수의 광 공동은 상기 기판 내에 구멍을 포함할 수 있고, 상기 구멍은 상기 구멍을 파티셔닝하는 일련의 판 형상 구조들을 갖는 방법.
예 25에서, 온도 센서를 형성하는 방법으로서, 기판을 형성하는 단계, 광원을 제공하는 단계, 광 검출기를 제공하는 단계, 상기 기판 내에 복수의 광 공동을 형성하는 단계, 상기 광원과 상기 광 검출기 사이의 광 경로 내에 상기 복수의 광 공동을 배열하는 단계, 및 처리 회로를 상기 광 검출기에 연결하며, 상기 광 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 처리하고, 상기 수신된 신호에 기초하여 온도를 결정하도록 상기 처리 회로를 구성하는 단계를 포함할 수 있는 방법.
예 26에서, 예 25의 방법에 있어서, 상기 기판 위에 제1 콘택트 패드쌍을 형성하고, 상기 제1 콘택트 패드쌍을 상기 광원에 전기적으로 연결하며, 상기 기판 위에 제2 콘택트 패드쌍을 형성하고, 상기 제2 콘택트 패드쌍을 상기 광 검출기에 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함할 수 있는 방법.
예 27에서, 예 25 또는 26의 방법에 있어서, 상기 복수의 광 공동은 상기 기판 내에 구멍을 포함할 수 있고, 상기 구멍은 상기 구멍을 파티셔닝하는 일련의 판 형상 구조들을 갖는 방법.
예 28에서, 예 25-27의 방법에 있어서, 상기 광원은 상기 광 검출기로 전송되는 광원 신호를 생성하도록 구성될 수 있는 방법.
예 29에서, 예 25-28의 방법에 있어서, 상기 복수의 광 공동을 포함할 수 있는 광 결정 구조를 형성하고, 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동을 가스 물질로 채우는 단계를 더 포함할 수 있는 방법.
예 30에서, 예 25-29의 방법에 있어서, 상기 처리 회로는 상기 가스 물질의 굴절률의 변화에 기초하여 상기 광 결정 구조 밖의 주변 온도의 변화를 검출하도록 구성될 수 있는 방법.
예 31에서, 예 25-30의 방법에 있어서, 상기 복수의 광 공동으로부터의 각각의 광 공동 내의 상기 주변 온도는 상기 복수의 광 공동으로부터의 각각의 광 공동 밖의 상기 주변 온도보다 높을 수 있는 방법.
예 32에서, 예 25-31의 방법에 있어서, 상기 복수의 광 공동으로부터의 각각의 광 공동은 100kPa 이상의 압력을 유지할 수 있는 방법.
예 33에서, 압력 센서를 형성하는 방법으로서, 기판을 형성하는 단계, 광원을 제공하는 단계, 광 검출기를 제공하는 단계, 상기 기판 내에 복수의 광 공동을 형성하는 단계, 상기 광원과 상기 광 검출기 사이의 광 경로 내에 상기 복수의 광 공동을 배열하는 단계, 및 처리 회로를 상기 광 검출기에 연결하며, 상기 광 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 처리하고, 상기 수신된 신호에 기초하여 압력을 결정하도록 상기 처리 회로를 구성하는 단계를 포함할 수 있는 방법.
예 34에서, 예 33의 방법에 있어서, 상기 기판 위에 제1 콘택트 패드쌍을 형성하고, 상기 제1 콘택트 패드쌍을 상기 광원에 전기적으로 연결하며, 상기 기판 위에 제2 콘택트 패드쌍을 형성하고, 상기 제2 콘택트 패드쌍을 상기 광 검출기에 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함할 수 있는 방법.
예 35에서, 예 33 또는 34의 방법에 있어서, 상기 복수의 광 공동은 상기 기판 내에 구멍을 포함할 수 있고, 상기 구멍은 상기 구멍을 파티셔닝하는 일련의 판 형상 구조들을 갖는 방법.
예 36에서, 예 33-35의 방법에 있어서, 상기 광원은 상기 광 검출기로 전송되는 광원 신호를 생성하도록 구성될 수 있는 방법.
예 37에서, 예 33-36의 방법에 있어서, 상기 복수의 광 공동을 포함하는 광 결정 구조를 형성하고, 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동을 가스 물질로 채우는 단계를 더 포함할 수 있는 방법.
예 38에서, 예 33-37의 방법에 있어서, 상기 처리 회로는 상기 가스 물질의 굴절률의 변화에 기초하여 상기 광 결정 구조 밖의 주변 온도의 변화를 검출하도록 구성될 수 있는 방법.
예 39에서, 예 33-38의 방법에 있어서, 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동 내의 주변 압력은 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동 밖의 주변 압력보다 높을 수 있는 방법.
예 40에서, 예 33-39의 방법에 있어서, 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동은 100kPa 이상의 압력을 유지할 수 있는 방법.
예 41에서, 센서를 형성하는 방법으로서, 기판을 형성하는 단계, 광원을 제공하는 단계, 광 검출기를 제공하는 단계, 상기 기판 내에 또는 상기 기판 위의 층 구조 내에 복수의 광 공동을 형성하는 단계, 상기 광원과 상기 광 검출기 사이의 광 경로 내에 상기 복수의 광 공동을 배열하는 단계, 및 처리 회로를 상기 광 검출기에 연결하며, 상기 광 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 나타내는 신호를 수신하도록 상기 처리 회로를 구성하는 단계를 포함할 수 있는 방법.
예 42에서, 예 41의 방법에 있어서, 상기 기판 위에 제1 콘택트 패드쌍을 형성하고, 상기 제1 콘택트 패드쌍을 상기 광원에 전기적으로 연결하며, 상기 기판 위에 제2 콘택트 패드쌍을 형성하고, 상기 제2 콘택트 패드쌍을 상기 광 검출기에 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함할 수 있는 방법.
예 43에서, 예 41 또는 42의 방법에 있어서, 상기 복수의 광 공동은 상기 기판 내에 구멍을 포함할 수 있고, 상기 구멍은 상기 구멍을 파티셔닝하는 일련의 판 형상 구조들을 갖는 방법.
예 44에서, 예 41-43의 방법에 있어서, 상기 복수의 광 공동을 포함할 수 있는 광 결정 구조를 형성하고, 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동을 가스 물질로 채우는 단계를 더 포함할 수 있는 방법.
예 45에서, 예 41-44의 방법에 있어서, 상기 처리 회로는 상기 광 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 처리하고, 상기 수신된 신호에 기초하여 압력을 결정하도록 구성될 수 있는 방법.
예 46에서, 예 41-45의 방법에 있어서, 상기 가스 검출기는 상기 광 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호에 기초하여 상기 복수의 광 공동 내에 하나 이상의 사전 정의된 가스가 존재하는지 여부를 결정하도록 구성되는 가스 검출기를 포함할 수 있는 방법.
예 47에서, 예 41-46의 방법에 있어서, 상기 처리 장치는 상기 광 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 처리하고, 상기 수신된 신호에 기초하여 온도를 결정하도록 구성될 수 있는 방법.

Claims (20)

  1. 중심부에 개구를 포함하는 기판과,
    광원과,
    광 검출기와,
    상기 기판의 상기 개구에 제1 방향으로 형성되는 복수의 광 공동(optical cavities) - 상기 복수의 광 공동은 상기 개구를 복수의 개구로 나누어서 상기 복수의 광 공동이 상기 복수의 개구에 의해 서로 분리되도록 하고, 상기 복수의 광 공동은 상기 광원과 상기 광 검출기 사이의 광 경로 내에 배열되며, 상기 광 경로는 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되고, 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동 내의 주변 압력은 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동 밖의 주변 압력보다 높음 - 과,
    상기 광 검출기에 연결되고, 상기 광 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 나타내는 신호를 수신하고 상기 수신된 신호에 기초하여 상기 복수의 광 공동 내에 하나 이상의 사전 정의된 가스가 존재하는지 여부를 판정하도록 구성되는 가스 검출기를 포함하는
    가스 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 상기 광 검출기로 전송되는 광원 신호를 생성하도록 구성되는
    가스 센서.

  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판 위에 형성되고 상기 광원에 전기적으로 연결되는 제1 콘택트 패드쌍, 및 상기 기판 위에 형성되고 상기 광 검출기에 전기적으로 연결되는 제2 콘택트 패드쌍을 더 포함하는
    가스 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 제1 반도체 다이오드를 포함하고, 상기 광 검출기는 제2 반도체 다이오드를 포함하는
    가스 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광 공동은 광 결정 구조를 포함하는
    가스 센서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광 공동은 상기 기판 내에 구멍(a perforation)을 포함하되, 상기 구멍은 상기 구멍을 파티셔닝(partitioning)하는 일련의 판 형상 구조를 갖는
    가스 센서.
  7. 중심부에 개구를 포함하는 기판과,
    광원과,
    광 검출기와,
    상기 기판의 상기 개구에 제1 방향으로 형성되는 복수의 광 공동(optical cavities) - 상기 복수의 광 공동은 상기 개구를 복수의 개구로 나누어서 상기 복수의 광 공동이 상기 복수의 개구에 의해 서로 분리되도록 하고, 상기 복수의 광 공동은 상기 광원과 상기 광 검출기 사이의 광 경로 내에 배열되며, 상기 광 경로는 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되고, 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동 내의 주변 압력은 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동 밖의 주변 압력보다 높음 - 과,
    상기 광 검출기에 연결되며, 상기 광 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 처리하고 상기 수신된 신호에 기초하여 온도를 결정하도록 구성되는 처리 회로를 포함하는
    온도 센서.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기판 위에 형성되고 상기 광원에 전기적으로 연결되는 제1 콘택트 패드쌍, 및 상기 기판 위에 형성되고 상기 광 검출기에 전기적으로 연결되는 제2 콘택트 패드쌍을 더 포함하는
    온도 센서.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 광 공동은 상기 기판 내에 구멍을 포함하되, 상기 구멍은 상기 구멍을 파티셔닝하는 일련의 판 형상 구조를 갖는
    온도 센서.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 광원은 상기 광 검출기로 전송되는 광원 신호를 생성하도록 구성되는
    온도 센서.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 광 공동을 포함하는 광 결정 구조를 더 포함하고,
    상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동은 가스 물질로 채워지는
    온도 센서.

  12. 제11항에 있어서,
    상기 처리 회로는 상기 가스 물질의 굴절률의 변화에 기초하여 상기 광 결정 구조 밖의 주변 온도의 변화를 검출하도록 구성되는
    온도 센서.
  13. 삭제
  14. 중심부에 개구를 포함하는 기판과,
    광원과,
    광 검출기와,
    상기 기판의 상기 개구에 제1 방향으로 형성되는 복수의 광 공동(optical cavities) - 상기 복수의 광 공동은 상기 개구를 복수의 개구로 나누어서 상기 복수의 광 공동이 상기 복수의 개구에 의해 서로 분리되도록 하고, 상기 복수의 광 공동은 상기 광원과 상기 광 검출기 사이의 광 경로 내에 배열되며, 상기 광 경로는 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되고, 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동 내의 주변 압력은 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동 밖의 주변 압력보다 높음 - 과,
    상기 광 검출기에 연결되며, 상기 광 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 처리하고 상기 수신된 신호에 기초하여 압력을 결정하도록 구성되는 처리 회로
    를 포함하는 압력 센서.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기판 위에 형성되고 상기 광원에 전기적으로 연결되는 제1 콘택트 패드쌍, 및 상기 기판 위에 형성되고 상기 광 검출기에 전기적으로 연결되는 제2 콘택트 패드쌍을 더 포함하는
    압력 센서.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 광 공동을 포함하는 광 결정 구조를 더 포함하고,
    상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동은 가스 물질로 채워지는
    압력 센서.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 광 결정 구조의 표면은 상기 복수의 광 공동 밖의 주변 압력의 변화로 인해 휘도록 구성되는
    압력 센서.
  18. 센서를 형성하는 방법으로서,
    중심부에 개구를 포함하는 기판을 형성하는 단계와,
    광원을 제공하는 단계와,
    광 검출기를 제공하는 단계와,
    상기 기판의 상기 개구에 제1 방향으로 형성되는 복수의 광 공동(optical cavities)을 형성하는 단계 - 상기 복수의 광 공동은 상기 개구를 복수의 개구로 나누어서 상기 복수의 광 공동이 상기 복수의 개구에 의해 서로 분리되도록 함 - 와,
    상기 광원과 상기 광 검출기 사이의 광 경로 내에 상기 복수의 광 공동을 배열하는 단계 - 상기 광 경로는 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되고, 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동 내의 주변 압력은 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동 밖의 주변 압력보다 높음 - 와,
    처리 회로를 상기 광 검출기에 연결하고, 상기 광 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 나타내는 신호를 수신하도록 상기 처리 회로를 구성하는 단계를 포함하는
    방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 기판 위에 제1 콘택트 패드쌍을 형성하고, 상기 제1 콘택트 패드쌍을 상기 광원에 전기적으로 연결하고, 상기 기판 위에 제2 콘택트 패드쌍을 형성하고, 상기 제2 콘택트 패드쌍을 상기 광 검출기에 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 복수의 광 공동을 포함하는 광 결정 구조를 형성하고, 상기 복수의 광 공동 중 각각의 광 공동을 가스 물질로 채우는 단계를 더 포함하는
    방법.
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