KR101839811B1 - 마이크로 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마이크로 센서에 관한 것으로써, 특히, 제1센서전극은 기판의 일측에 형성되며, 제2센서전극은 상기 기판의 타측에 형성되며, 상기 기판에는 상기 기판의 일측에서 상기 기판의 타측까지 관통되어 에칭홀이 형성되어, 상기 제1센서전극과 상기 제2센서전극 사이에 배치되는 감지물질이 상기 에칭홀에 인입되어 가스 검출시 공기 중의 수분의 영향을 최소화할 수 있는 마이크로 센서에 관한 것이다.

Description

마이크로 센서{Micro sensor}
본 발명은 마이크로 센서에 관한 것으로써, 특히, 제1센서전극은 기판의 일측에 형성되며, 제2센서전극은 상기 기판의 타측에 형성되며, 상기 기판에는 상기 기판의 일측에서 상기 기판의 타측까지 관통되어 에칭홀이 형성되는 마이크로 센서에 관한 것이다.
최근 환경에 대한 관심이 점증되면서 짧은 시간에 정밀하고 다양한 정보를 얻을 수 있는 소형 센서의 개발이 요구되고 있다. 특히 주거 공간의 쾌적화와 유해 산업 환경에의 대처, 음식료, 식품의 생산공정 관리 등을 위해 관련 가스의 농도를 용이하게 측정하기 위한 가스 센서와 같은 마이크로 멀티어레이 센서의 소형화, 고정밀화, 저가격화를 위한 노력이 진행되어 왔다.
현재 가스 센서는 종래의 세라믹 소결이나 후막 형태의 구조에서 점차적으로 반도체 공정 기술의 적용에 의한 미소기전 집적 시스템(Micro ElectroMechanical System; MEMS) 형태의 마이크로 가스 센서로 진화하고 있다.
측정 방법 측면에서 보면, 현재 가스 센서에서 가장 널리 사용되고 있는 방법은 센서의 감지물질에 가스가 흡착되었을 때 그 전기적 특성이 변화하는 것을 측정하는 것이다. 통상 SnO2와 같은 금속 산화물을 감지물질로 사용하며 측정 대상 가스의 농도에 따른 전기전도도 변화를 측정하는 것으로 측정법이 비교적 간단한 이점이 있다. 이때 금속 산화물 감지물질은 고온으로 가열되어 동작될 때 그 측정값의 변화가 더욱 현저하다. 따라서 빠르고 정확한 가스 농도의 측정을 위해서는 정확한 온도 조절이 필수적이다. 또한, 측정시에는 감지물질에 기존 흡착되어 있는 가스종이나 수분들을 고온 가열에 의해 강제적으로 제거하여 감지물질을 초기 상태로 복구(reset, recovery)시킨 후 가스농도를 측정한다.
그러나, 종래의 센서는 한 종류의 가스를 검출하기 때문에 여러종류의 가스를 검출하기 위해서는 여러개의 센서가 구비되어야 하므로 부피가 커지고, 소비 전력도 증가하는 문제점이 있다.
또한, 감지물질이 기판 외부에 배치되어 공기중 수분(습도)으로 인해 측정 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.
한국공개특허공보 제2009-0064693호
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 공기 중 수분의 영향을 최소화할 수 있는 마이크로 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마이크로 센서는, 기판과, 상기 기판 상에 형성되는 센서전극부를 포함하며, 상기 센서전극부는 제1센서전극과, 상기 제1센서전극과 이격되게 배치되는 제2센서전극을 포함하며, 상기 제1센서전극은 상기 기판의 일측에 형성되며, 상기 제2센서전극은 상기 기판의 타측에 형성되며, 상기 기판에는 상기 기판의 일측에서 상기 기판의 타측까지 관통되어 에칭홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 에칭홀은 상기 제1센서전극의 둘레에 배치될 수 있다.
상기 제2센서전극은 상기 에칭홀의 타측의 적어도 일부를 막을 수 있다.
상기 제1센서전극은 제1센서배선을 포함하며, 상기 제2센서전극은 제2센서배선을 포함하며, 상기 제1센서배선보다 상기 제2센서배선의 면적이 더 크게 형성될 수 있다.
상기 제1센서전극은 제1센서배선과 상기 제1센서배선에 연결되는 제1센서전극 패드를 포함하며, 상기 제2센서전극은 제2센서배선과 상기 제2센서배선에 연결되는 제2센서전극 패드를 포함하며, 상기 기판의 일측에는 보조패드가 더 형성되며, 상기 보조패드와 상기 제2센서전극 패드는 연결될 수 있다.
상기 기판에는 상기 보조패드와 상기 제2센서전극 패드가 연결되도록 패드홀이 상기 기판의 일측에서 상기 기판의 타측까지 관통되어 형성될 수 있다.
상기 기판의 일측에 형성되는 히터전극부를 더 포함할 수 있다.
상기 기판은 금속재질의 모재를 양극산화한 후 상기 모재를 제거한 양극산화 피막일 수 있다.
상기 기판에는 상기 히터전극부를 둘러싸는 에어갭이 형성될 수 있다.
상기 히터전극부의 적어도 일부의 표면에는 패시베이션층이 형성될 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마이크로 센서는, 기판과, 상기 기판 상에 형성되는 센서전극부와, 상기 기판 상에 형성되는 히터전극부를 포함하며, 상기 센서전극부는 제1센서전극부와, 제2센서전극부를 포함하며, 상기 히터전극부는 제1발열배선을 갖는 제1히터전극부와, 제2발열배선을 갖는 제2히터전극부를 포함하고, 상기 제1센서전극부는 상기 제2발열배선보다 상기 제1발열배선에 근접하게 배치되며, 상기 제2센서전극부는 상기 제1발열배선보다 상기 제2발열배선에 근접하게 배치되고, 상기 제1센서전극부와 상기 제2센서전극부 중 적어도 하나는 제1센서전극과, 상기 제1센서전극과 이격되게 배치되는 제2센서전극을 포함하며, 상기 제1센서전극은 상기 기판의 일측에 형성되며, 상기 제2센서전극은 상기 기판의 타측에 형성되며, 상기 기판에는 상기 기판의 일측에서 상기 기판의 타측까지 관통되어 에칭홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1발열배선과 상기 제2발열배선의 발열량은 서로 다르도록 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 마이크로 센서에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
제1센서전극은 기판의 일측에 형성되며, 제2센서전극은 상기 기판의 타측에 형성되며, 상기 기판에는 상기 기판의 일측에서 상기 기판의 타측까지 관통되어 에칭홀이 형성되며, 상기 제1센서전극과 상기 제2센서전극 사이에 배치되는 감지물질이 상기 에칭홀에 인입되어 가스 검출시 공기 중의 수분의 영향을 최소화할 수 있어서 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.
상기 제1센서전극은 제1센서배선과 상기 제1센서배선에 연결되는 제1센서전극 패드를 포함하며, 상기 제2센서전극은 제2센서배선과 상기 제2센서배선에 연결되는 제2센서전극 패드를 포함하며, 상기 기판의 일측에는 보조패드가 더 형성되며, 상기 보조패드와 상기 제2센서전극 패드는 연결되어, 상기 제1센서전극과 상기 제2센서전극의 솔더링을 동일한 면에서 할 수 있어서 솔더링 작업이 더욱 용이해진다.
상기 기판에는 상기 보조패드와 상기 제2센서전극 패드가 연결되도록 패드홀이 상기 기판의 일측에서 상기 기판의 타측까지 관통되어 형성되어, 센서의 구조가 단순해지는 이점이 있다.
상기 기판은 금속재질의 모재를 양극산화한 후 상기 모재를 제거한 양극산화 피막이어서, 단열효과가 향상된다.
상기 기판에는 히터전극부를 둘러싸는 에어갭이 형성되어, 열용량이 작아져서 저전력으로 높은 온도를 유지할 수 있다.
상기 히터전극부의 적어도 일부의 표면에는 패시베이션층이 형성되어, 상기감지물질과 상기 히터전극부의 전기적 절연을 할 수 있으며, 상기 히터전극부가 산화되지 않도록 보호할 수 있다.
센서의 제1발열배선과 제2발열배선의 발열량은 서로 다르도록 형성되어, 가스 센서에 적용하였을 때 단순한 구조로 여러 종류의 가스를 동시에 감지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 센서 평면도.(감지물질 및 패시베이션층 제외)
도 2는 도 1의 A부분 확대도.
도 3은 도 1의 B부분 확대도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 센서 평면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 센서 저면도.
도 6은 도 4의 C-C 부분 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 좀더 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90도회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 마이크로 센서는, 기판(100)과, 상기 기판(100) 상에 형성되는 센서전극부와, 상기 기판(100) 상에 형성되는 히터전극부를 포함하며, 상기 센서전극부는 제1센서전극부(1300)와, 제2센서전극부(2300)를 포함하며, 상기 히터전극부는 제1발열배선(1210)을 갖는 제1히터전극부(1200)와, 제2발열배선(2210)을 갖는 제2히터전극부(2200)를 포함하고, 상기 제1센서전극부(1300)는 상기 제2발열배선(2210)보다 상기 제1발열배선(1210)에 근접하게 배치되며, 상기 제2센서전극부(2300)는 상기 제1발열배선(1210)보다 상기 제2발열배선(2210)에 근접하게 배치되고, 상기 제1센서전극부(1300)와 상기 제2센서전극부(2300) 중 적어도 하나는 제1센서전극(1301, 2301)과, 상기 제1센서전극(1301, 2301)과 이격되게 배치되는 제2센서전극(1302, 2302)을 포함하며, 상기 제1센서전극(1301, 2301)은 상기 기판(100)의 일측에 형성되며, 상기 제2센서전극(1302, 2302)은 상기 기판(100)의 타측에 형성되며, 상기 기판(100)에는 상기 기판(100)의 일측에서 상기 기판(100)의 타측까지 관통되어 에칭홀(103)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
금속재질의 모재에 양극산화처리(anodizing)를 하면, 표면(상면)에 뚫린 구멍(Pore)을 다수 가지는 다공층과 다공층 하부에 존재하는 베리어층으로 이루어진 양극산화 피막이 형성된다. 여기서의 금속재질의 모재는 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 아연(Zn) 등일 수 있으나, 경량이고, 가공이 용이하고, 열전도성이 우수하며, 중금속 오염의 우려가 없는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
일례로 알루미늄의 표면에 양극산화처리를 행하는 것에 의해 표면(상면)에 상하방향으로 뚫린 포어(102)를 다수 가지는 산화알루미늄 다공층과 산화알루미늄 다공층 하부에 존재하는 베리어층으로 이루어진 산화알루미늄 피막이 형성된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서의 기판(100)은 일례로, 알루미늄이 제거된 산화알루미늄 피막만으로 구성될 수 있다. 따라서 기판(100)의 상부에는 산화알루미늄 다공층이 형성되고, 하부에는 베리어층이 형성된다. 이와 다르게, 기판(100)은 산화알루미늄 피막의 베리어층을 제거하여 포어(102)가 상, 하로 관통되는 산화알루미늄 다공층만으로 구성될 수도 있다.
포어(102)는 직경이 수 나노미터가 되도록 작은 크기로 형성된다. 또한, 포어(102)의 직경은 기판(100)에 형성되는 상기 히터전극부 또는 상기 센서전극부의 최소 좌우폭보다 작게 형성되어 포어(102)의 일부 또는 전부가 상기 히터전극부 또는 상기 센서전극부에 의해 막힐 수 있다. 상기 히터전극부의 하부에 배치되는 포어(102)로 인해 상기 히터전극부의 열이 하부로 전달되는 것이 방지된다.
이하에는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 알루미늄만 제거된 기판(100)을 기준으로 설명하도록 한다.
양극산화된 알루미늄에서 상기 알루미늄이 제거되어 기판(100)의 포어(102)의 상부는 개방되고 하부는 상기 베리어층에 의해 막힌다. 이와 같이 기판(100)에 산화알루미늄 다공층이 형성되므로 마이크로 센서는 열용량이 작아진다.
기판(100)은 기판(100)의 양측에 원통 형상으로 형성된 두개의 제1지지부(110)와, 제1지지부(110)와 이격되어 제1지지부(110)의 외측에 형성된 제2지지부(120)와, 제1지지부(110) 및 제2지지부(120)를 연결하는 복수개의 브리지부(130)를 포함하여 이루어진다. 본 실시예에서는 하나의 기판(100)에 제1지지부(110)가 두개 형성된 것으로 설명하고 있으나, 제1지지부(110)가 1개 또는 3개 이상 형성될 수도 있다. 각각의 제1지지부(110)는 서로 이격되게 배치된다.
또한, 기판(100)에는 기판(100)의 일측에서 기판(100)의 타측까지 관통되어 에칭홀(103)이 형성된다. 본 실시예에서는 기판(100)의 상면에서 기판(100)의 하면까지 관통되어 에칭홀(103)이 형성된다. 이하 서술되는 에칭홀(103)은 제1센서배선(1310b, 2310a)이 형성된 면과 제2센서배선(1310a, 2310b)이 형성된 면을 관통하도록 형성된다.
에칭홀(103)은 제1지지부(110)의 중심부에 형성된다.
에칭홀(103)의 최대폭은 포어(102)의 최대폭보다 넓게 형성된다. 이와 같이 에칭홀(103)은 폭이 수 마이크로 미터가 되도록 형성되어, 이하 서술되는 감지물질을 내부에 삽입하기에 용이해진다.
에칭홀(103)은 이하 서술되는 제1센서전극(1301, 2301)의 둘레에 배치되도록 형성된다. 상세하게는, 에칭홀(103)은 제1센서전극(1301, 2301)의 제1센서배선(1310b, 2310a)을 둘러싸도록 형성된다.
따라서, 에칭홀(103)은 제1센서배선(1310b, 2310a)의 측부에 배치된다.
에칭홀(103)은 제1센서배선(1310b, 2310a)을 지지하는 부분을 제외한 영역에 원호형상으로 형성된다. 상세하게는, 에칭홀(103)은 제1지지부(110)에서 제1센서배선(1310b, 2310a)을 지지하는 중심부와 제1,2발열배선(1210, 2210)을 지지하는 부분 사이에 배치된다. 제1센서배선(1310b, 2310a)을 지지하는 부분과 제1,2발열배선(1210, 2210)을 지지하는 부분은 일측에서 연결된다.
에칭홀(103)은 제1센서배선(1310b, 2310a)과 제2센서배선(1310a, 2310b) 사이에 형성된다. 에칭홀(103)은 제1센서배선(1310b, 2310a)과 제2센서배선(1310a, 2310b)이 이하 서술되는 감지물질에 의해 연결되도록 형성된다.
이러한 에칭홀(103)이 형성된 마이크로 센서의 제조방법은 다음과 같다.
기판(100)에 산화알루미늄 다공층(AAO)을 형성한다. 이어서, 기판(100)에 이하 서술되는 상기 센서전극부 및 상기 히터전극부를 형성한다. 다음으로, 기판(100)의 산화알루미늄 다공층(AAO)을 에칭하는 에칭액을 통해 기판(100)을 에칭하여 제1센서배선(1310b, 2310a)과 제1,2발열배선(1210, 2210) 사이에 상하방향으로 관통되는 에칭홀(103)을 형성한다. 이와 같은 에칭단계에서 상기 센서전극부 및 상기 히터전극부 자체가 마스크 역할을 하여 제조공정이 단순해진다.
제1지지부(110)의 주변, 즉 제1지지부(110)와 제2지지부(120) 사이에는 다수 개의 에어갭이 형성된다.
상기 에어갭은 제1지지부(110)의 측부에 배치된다.
상기 에어갭은 좌측에 배치되는 제1지지부(110)의 주변을 둘러싸는 제1에어갭(101a)과, 우측에 배치되는 제1지지부(110)의 주변을 둘러싸는 제2에어갭(101b)을 포함한다.
또한, 각각의 제1지지부(110)의 외주(측부)에는 다수 개의 에어갭이 형성된다. 에어갭은 복수 개가 불연속적으로 형성될 수 있다. 제1지지부(110)의 주변을 따라 에어갭 및 브리지부(130)가 교대로 배치된다. 이러한 브리지부(130)는 제1지지부(110) 주변을 에칭에 의해 불연속으로 에어갭을 형성함으로써, 형성되는 것이다. 그래서 복수 개의 브리지부(130)의 일단은 제1지지부(110)에 연결되고, 타단은 제2지지부(120)에 연결된다.
이하에는 기판(100)에 형성되는 상기 센서전극부 및 상기 히터전극부 및 에칭방지 댐(500)에 대해 설명한다.
상기 센서전극부는 기판(100) 상에 형성된다.
이러한 상기 센서전극부는 감지물질에 가스가 흡착되었을 때의 전기적 특성 변화를 감지하여 가스를 감지한다.
상기 센서전극부는 제1센서전극부(1300)와, 제2센서전극부(2300)를 포함한다.
제1센서전극부(1300)와 제2센서전극부(2300) 중 적어도 하나는 제1센서전극(1301, 2301)과, 상기 제1센서전극(1301, 2301)과 이격되게 배치되는 제2센서전극(1302, 2302)을 포함한다. 본 실시예에서는 제1센서전극부(1300)와 제2센서전극부(2300)가 제1센서전극(1301, 2301)과, 제1센서전극(1301, 2301)과 이격되게 배치되는 제2센서전극(1302, 2302)을 각각 포함한다.
제1센서전극(1301, 2301)은 기판(100)의 일측에 형성되며, 상기 제2센서전극(1302, 2302)은 상기 기판(100)의 타측에 형성된다. 본 실시예에서 제1센서전극(1301, 2301)은 기판(100)의 상면에 형성되며, 상기 제2센서전극(1302, 2302)은 상기 기판(100)의 하면에 형성된다. 즉, 기판(100)에서 제2센서전극(1302, 2302)은 제1센서전극(1301, 2301)이 형성된 면의 반대면에 형성된다.
상기 제1센서전극(1301, 2301)은 제1센서배선(1310b, 2310a)과 상기 제1센서배선(1310b, 2310a)에 연결되는 제1센서전극 패드(1320b, 2320a)를 포함한다.
제1센서배선(1310b, 2310a)은 좌우측의 제1지지부(110)의 상면에 각각 형성된다.
제1센서배선(1310b, 2310a)은 일직선 형상으로 형성된다.
제1센서전극 패드(1320b, 2320a)는 브리지부(130) 및 제2지지부(120)의 상면에 형성된다.
상기 제2센서전극(1302, 2302)은 제2센서배선(1310a, 2310b)과 상기 제2센서배선(1310a, 2310b)에 연결되는 제2센서전극 패드(1320a, 2320b)를 포함한다.
제2센서배선(1310a, 2310b)은 좌우측의 제1지지부(110)의 하면에 각각 형성된다. 제2센서배선(1310a, 2310b)은 제1센서배선(1310b, 2310a)과 상하방향으로 이격되게 배치된다.
평면에서 보았을 때, 제1센서배선(1310b, 2310a)보다 제2센서배선(1310a, 2310b)의 면적이 더 크게 형성된다.
제2센서전극(1302, 2302)의 제2센서배선(1310a, 2310b)은 에칭홀(103)의 타측(하부)의 적어도 일부를 막을 수 있다. 본 실시예에서는 제2센서배선(1310a, 2310b)은 원판형상으로 형성되어 에칭홀(103)의 하부 전체를 막는다. 제2센서배선(1310a, 2310b)의 직경은 에칭홀(103)의 외경보다 크도록 형성된다.
제2센서전극 패드(1320a, 2320b)는 브리지부(130) 및 제2지지부(120)의 하면에 형성된다.
기판(100)의 일측인 상면에는 보조패드(1320c, 2320c)가 더 형성된다. 보조패드(1320c, 2320c)는 제1센서전극 패드(1320b, 2320a)와 이격되게 배치된다.
보조패드(1320c, 2320c)는 제2센서전극 패드(1320a, 2320b)의 상부에 배치된다.
보조패드(1320c, 2320c)와 제2센서전극 패드(1320a, 2320b)는 연결된다.
또한, 기판(100)의 제2지지부(120)에는 보조패드(1320c, 2320c)와 제2센서전극 패드(1320a, 2320b)가 연결되도록 패드홀(104)이 기판(100)의 일측에서 상기 기판(100)의 타측까지 관통되어 형성된다. 패드홀(104)은 상하방향으로 관통되어 형성된다. 패드홀(104)은 보조패드(1320c, 2320c)와 제2센서전극 패드(1320a, 2320b) 사이에 배치된다.
패드홀(104)의 수평 단면적은 보조패드(1320c, 2320c) 및 제2센서전극 패드(1320a, 2320b)의 수평 면적보다 작게 형성된다. 따라서, 패드홀(104)의 상부 및 하부는 보조패드(1320c, 2320c) 및 제2센서전극 패드(1320a, 2320b)에 의해 막힌다.
패드홀(104) 내부에는 연결봉(1320d)이 배치되어, 보조패드(1320c, 2320c)와 제2센서전극 패드(1320a, 2320b)는 전기적으로 연결된다.
제1,2센서전극 패드(1320b, 2320a, 1320a, 2320b)는 제1,2센서배선(1310b, 2310a, 1310a, 2310b)보다 큰 폭을 갖도록 형성된다.
제1,2센서전극 패드(1320b, 2320a, 1320a, 2320b)는 단부로 향할수록 폭이 넓어지도록 형성된다.
제1센서전극부(1300)와 제2센서전극부(2300)는 Pt와 W와 Co와 Ni과 Au과 Cu 중 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 혼합물로 형성된다.
제1센서전극부(1300)의 보조패드(1320c)는 제2센서전극부(2300)의 제1센서전극 패드(2320a)의 끝단에 근접하게 배치된다. 본 실시예에서는 제1센서전극부(1300)의 보조패드(1320c)와 제2센서전극부(2300)의 제1센서전극 패드(2320a)는 이격되게 배치된다.
이와 다르게, 제1센서전극부(1300)의 보조패드(1320c)와 제2센서전극부(2300)의 제1센서전극 패드(2320a)는 서로 연결될 수 있다. 이런 경우에, 제1센서전극부(1300)의 보조패드(1320c)와 제2센서전극부(2300)의 제1센서전극 패드(2320a)의 중간부위를 공통전극(common 전극)으로 사용할 경우에는 제1센서전극부(1300)와 제2센서전극부(2300)는 병렬연결된다.
상기 히터전극부는 기판(100)의 상면에 형성된다.
산화알루미늄 피막의 산화알루미늄 다공층 상에 전극이 형성되는 경우에는 상기 히터전극부 및 상기 센서전극부 하부에 위치하는 포어(102)는 상기 히터전극부 및 상기 센서전극부에 의해 상부가 막히고 하부 역시 막힌다. 이와 같이 상기 히터전극부가 상기 산화알루미늄 다공층 상에 형성되므로, 열용량이 작은 마이크로센서가 된다.
상기 히터전극부는 제1히터전극부(1200)와, 제1히터전극부(1200)와 이격되게 배치되는 제2히터전극부(2200)을 포함한다.
제1히터전극부(1200)는 제1센서전극 패드(1320b)보다 제1센서배선(1310b)에 근접한 제1발열배선(1210)과, 제1발열배선(1210)에 연결되어 제2지지부(120) 및 브리지부(130)에 형성되는 제1히터전극부 패드(1220)를 포함하여 이루어진다.
제1발열배선(1210)은 좌측에 배치되는 제1지지부(110) 상에 형성되며, 제1센서배선(1310b)의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된다. 그리고 제1히터전극부 패드(1220)는 제1발열배선(1210)의 양단에 각각 연결되는 제1히터전극부 제1패드(1220a) 및 제1히터전극부 제2패드(1220b)를 포함한다. 제1히터전극부 제1패드(1220a)와 제1히터전극부 제2패드(1220b)는 서로 이격되게 배치된다.
도 2와 같이 평면상에서 볼 때, 제1발열배선(1210)은 제1지지부(110)의 수직중심선에 대해 대칭을 이루도록 형성되되, 원호 형상으로 형성된 복수 개의 호부와, 호부를 연결하는 복수 개의 연결부를 포함한다.
제1발열배선(1210)의 최외측은 제1지지부(110)의 가장자리에 근접하게 형성된다.
제1발열배선(1210)은 제1에어갭(101a)에 인접하여 원호 형상으로 형성된 제1호부(1211a)와, 제1호부(1211a)의 일단에서 제1지지부(110)의 내측을 향해 절곡 연장된 제1연결부(1212a)와, 제1연결부(1212a)의 단부에서 원호 형상으로 연장 형성되어 제1호부(1211a)의 내측으로 이격 배치된 제2호부(1211b)와, 제2호부(1211b)의 단부에서 제1지지부(110)의 내측을 향해 연장 형성된 제2연결부(1212b)… 제3호부(1211c)를 포함하며, 이와 같은 방식으로 복수 개의 호부 및 연결부가 반복적으로 연결되어 형성된다.
제1발열배선(1210)은 제1호부(1211a)에서 제3호부(1211c)까지 연결되어 일체를 이루고, 좌측에 배치되는 제1지지부(110)의 수직중심선에 대해 대칭을 이룬다.
도 2와 같이, 제1발열배선(1210)의 복수 개의 호부는 각각 대략 반원호 형상으로 형성되고, 좌우 대칭으로 형성된다. 따라서 제1발열배선(1210)은 전체적으로 원형을 이룬다. 이로 인해 제1지지부(110)의 온도 균일성이 향상된다.
제1발열배선(1210)의 중심부는 좌우측의 호부가 서로 만나는 지점으로서, 두 개의 원호 형상의 호부가 합쳐져 하측이 개방된 원형을 이룬다. 그리고 그 내측에 이격공간부(1214)가 형성된다. 이격공간부(1214)는 제1발열배선(1210)의 중심부에서 제1발열배선(1210)의 전방까지 연장되어 형성된다. 즉 제1발열배선(1210)의 중심부에서 전방까지 이격공간부(1214)가 형성되도록 좌우측의 호부는 좌우로 이격되어 있다. 이러한 이격공간부(1214)에는 제1센서배선(1310b)이 배치된다. 따라서, 제1발열배선(1210)은 제1센서배선(1310b)의 후방 및 양측을 둘러싸게 된다.
또한, 제1호부(1211a)의 타단부에는 제1히터전극부 제2패드(1220b)가 연결되고, 제3호부(1211c)의 일단부에는 제1히터전극부 제1패드(1220a)가 연결된다.
제1히터전극부(1200)는 Pt와 W와 Co와 Ni과 Au과 Cu 중 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 혼합물로 형성된다.
한편, 제1발열배선(1210)의 양단, 즉 제1히터전극부 제1패드(1220a) 및 제1히터전극부 제2패드(1220b)가 각각 연결되는 제1호부(1211a) 및 제3호부(1211c)의 단부 사이에는 에칭방지 댐(500)이 형성된다.
좌측에 배치되는 에칭방지 댐(500)은 제1발열배선(1210)과 제1에어갭(101a) 사이에 원호 형상으로 배치된다. 에칭방지 댐(500)은 인접하는 제1발열배선(1210)과는 이격된 채로 형성된다.
에칭방지 댐(500)은 제1지지부(110)의 가장자리에 근접하게 배치된다.
에칭방지 댐(500)은 제1발열배선(1210)의 외측에 형성되며, 금속인 것이 바람직하다. 에칭방지 댐(500)의 재질은 전극 재질과 동일할 수 있고, 여기서의 전극재질은 백금, 알루미늄, 구리 등의 금속일 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제1호부(1211a) 및 제3호부(1211c)는 그 내측의 나머지 호부들에 비해 길이가 짧게 형성된다. 제1발열배선(1210)의 외주 중에서, 제1호부(1211a) 및 제3호부(1211c)의 단부 사이에는 공간(510)이 형성되고, 이 공간(510)에 에칭방지 댐(500)이 위치한다. 에칭방지 댐(500)의 폭은 제1발열배선(1210)의 폭과 동일 또는 유사하게 형성된다.
에칭방지 댐(500)의 형성 면적만큼 제1발열배선(1210)의 외주의 공간(510)이 부분적으로 메워진다. 이로 인해 평면에서 봤을 때, 제1발열배선(1210) 및 에칭방지 댐(500)의 외주가 실질적으로 원형을 이룸으로써, 제1지지부(110)의 온도 균일성이 향상된다.
또한, 제1호부(1211a) 및 제3호부(1211c)의 단부 사이의 공간(510)에 에칭방지 댐(500)을 형성함으로써, 보다 안정적인 기판(100) 구조가 되도록 하는 브리지부(130)의 설계가 가능하다. 또한, 제1지지부(110)의 전체적인 형상을 원형으로 형성하는 것이 용이해진다. 이로 인해 제1지지부(110)와 제2지지부(120)를 연결하는 브리지부(130)의 위치를 마이크로 센서 전체 구조의 안정성 등을 고려하여 자유롭게 설계할 수 있다.
에칭방지 댐(500)은 에칭에 의해 에어갭(101) 형성시, 제1지지부(110)의 공간(510) 부분이 에칭 용액에 의해 손상되는 것을 방지한다. 다시 말해, 제1지지부(110) 상에 형성된 제1발열배선(1210)에 인접하여 에칭방지 댐(500)이 형성되어 제1발열배선(1210)을 지지하는 제1지지부(110)의 일정 형태(예건대, 원형)가 손상되는 것이 방지된다.
제1히터전극부 제1패드(1220a) 및 제1히터전극부 제2패드(1220b)는 외측으로 향할수록 폭이 넓어지도록 형성된다. 즉, 제1히터전극부 패드(1220)는 제1발열배선(1210)을 향할수록 폭이 좁아지도록 형성된다. 제1히터전극부 패드(1220)는 제1발열배선(1210)보다 큰 폭을 갖도록 형성된다.
제1히터전극부 제1패드(1220a)는 제1히터전극부 제2패드(1220b)보다 우측에 배치되는 제1지지부(110)에 근접하게 배치된다.
제2히터전극부(2200)도 제1히터전극부(1200)와 유사하게 형성된다.
제2히터전극부(2200)은 제1센서전극 패드(2320a)보다 제1센서배선(2310a)에 근접하는 제2발열배선(2210)과, 제2발열배선(2210)에 연결되어 제2지지부(120) 및 브리지부(130)에 형성되는 제2히터전극부 패드(2220)를 포함하여 이루어진다.
제2발열배선(2210)은 우측에 배치되는 제1지지부(110)의 상면에 형성된다.
따라서, 좌측에 배치되는 제1지지부(110)의 상면에 제1센서배선(1310b)과 제1발열배선(1210)이 형성되고, 우측에 배치되는 제1지지부(110)의 상면에 제1센서배선(2310a)과 제2발열배선(2210)이 형성된다.
이로 인해, 제1센서전극부(1300)의 제1센서배선(1310b)은 제2발열배선(2210)보다 제1발열배선(1210)에 근접하게 배치되며, 제2센서전극부(2300)의 제1센서배선(2310a)은 제1발열배선(1210)보다 제2발열배선(2210)에 근접하게 배치된다.
또한, 제1발열배선(1210)과 제2발열배선(2210)의 발열량은 서로 다르도록 형성된다.
제1발열배선(1210)과 제2발열배선(2210)의 발열량을 다르게 하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 제1발열배선(1210)과 제2발열배선(2210)의 길이를 다르게 하거나, 제1발열배선(1210)과 제2발열배선(2210)의 두께를 다르게 형성할 수 있다.
본 실시예에서는 제1발열배선(1210)의 길이를 제2발열배선(2210)보다 길게하여 좌측에 배치되는 제1지지부(110)의 상부에 형성된 이하 서술되는 제1감지물질(400a)이 우측에 배치되는 제1지지부(110)의 상부에 형성된 제2감지물질(400b)보다 고온으로 가열되도록 할 수 있다. 이로 인해 제1센서전극부(1300)와 제2센서전극부(2300)에서 다른 종류의 가스를 감지할 수 있다.
제1발열배선(1210)은 제2발열배선(2210)보다 사이간격이 더 좁도록 더 많이 절곡되어 한정된 공간(제1지지부)에 서로 다른 길이가 되도록 할 수 있다.
또한, 본 실시예와 다르게, 제1발열배선과 제2발열배선의 양측이 제1지지부(110)의 수직중심선 또는 수평중심선에 대해 대칭되지 않도록 형성될 수도 있다. 즉, 상기 제1발열배선 및/또는 상기 제2발열배선은 서로 다른 모양으로 절곡된 두개의 발열배선이 직렬연결되어 형성될 수 있다.
제2발열배선(2210)은 우측에 배치되는 제1지지부(110) 상에 형성되며, 제2센서전극부(2300)의 제1센서배선(2310a)의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된다. 그리고 제2히터전극부 패드(2220)는 제2발열배선(2210)의 양단에 각각 연결되는 제2히터전극부 제1패드(2220a) 및 제2히터전극부 제2패드(2220b)를 포함한다. 제2히터전극부 제1패드(2220a)와 제2히터전극부 제2패드(2220b)는 서로 이격되게 배치된다.
도 3과 같이 평면상에서 볼 때, 제2발열배선(2210)도 우측에 배치되는 제1지지부(110)의 수직중심선에 대해 대칭을 이루도록 형성된다.
제2발열배선(2210)은 최외측은 제1지지부(110)의 가장자리에 근접하게 형성된다.
제2발열배선(2210)은 제2에어갭(101b)에 인접하여 원호 형상으로 형성된 제1호부(2211a)와, 제3호부(2211c)와, 제1호부(2211a)와 제3호부(2211c) 사이에 형성된 센서배선 둘레부(2212)가 형성된다.
제1호부(2211a)는 제2히터전극부 제1패드(2220a)에 연결되고, 제3호부(2211c)는 제2히터전극부 제2패드(2220b)에 연결된다.
센서배선 둘레부(2212)는 제1호부(2211a)와 제3호부(2211c)의 전단에 연결되며, 제1센서배선(2310a)을 둘러싸도록 굴곡지게 형성된다. 따라서, 센서배선 둘레부(2212)에는 전방이 개방된 이격공간부(2214)가 형성된다.
제2발열배선(2210)의 양단, 즉 제2히터전극부 제1패드(2220a) 및 제2히터전극부 제2패드(2220b)가 각각 연결되는 제1호부(2211a) 및 제3호부(2211c)의 단부 사이에는 원호형상의 에칭방지 댐(500)이 형성된다.
에칭방지 댐(500)은 제2히터전극부 제1패드(2220a)와 제2히터전극부 제2패드(2220b) 사이에 배치된다.
우측에 배치되는 제1지지부(110)의 상면에 형성된 에칭방지 댐(500)은 좌측에 배치되는 제1지지부(110)의 상면에 형성된 에칭방지 댐(500)과 형상 및 효과가 동일 또는 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이 제1에어갭(101a)과 제1발열배선(1210) 사이에는 기판(100)의 제1지지부(110) 상에 에칭방지 댐(500)이 형성되고, 제2에어갭(101b)과 제2발열배선(2210) 사이에는 기판(100)의 제1지지부(110) 상에 에칭방지 댐(500)이 형성된다.
제2히터전극부 제1패드(2220a) 및 제2히터전극부 제2패드(2220b)는 외측으로 향할수록 폭이 넓어지도록 형성된다. 즉, 제2히터전극부 패드(2220)는 제2발열배선(2210)을 향할수록 폭이 좁아지도록 형성된다. 제2히터전극부 패드(2220)는 제2발열배선(2210)보다 큰 폭을 갖도록 형성된다.
제2히터전극부 제1패드(2220a)는 제2히터전극부 제2패드(2220b)보다 좌측에 배치되는 제1지지부(110)에 근접하게 배치된다.
제2히터전극부 제1패드(2220a)는 제1히터전극부 제1패드(1220a)에 근접하게 배치된다. 본 실시예서는 제2히터전극부 제1패드(2220a)와 제1히터전극부 제1패드(1220a)는 이격되게 배치된다.
이와 같이 제2히터전극부 제1패드(2220a)와 제1히터전극부 제1패드(1220a)가 분리되도록 형성되고, 제1센서전극부(1300)의 보조패드(1320c)와 제2센서전극부(2300)의 제1센서전극 패드(2320a)가 분리되도록 형성된다. 이로 인해, 좌측과 우측의 센서를 개별적으로 제어할 수 있게 된다. 따라서, 상황에 따라 좌측의 센서만 온시켜서 가스를 감지하거나, 우측의 센서만 온시켜서 가스를 감지할 수 있다.
전술한 바와 다르게, 제2히터전극부 제1패드(2220a)는 제1히터전극부 제1패드(1220a)에 연결될 수 있다. 이러한 경우에 제2히터전극부 제1패드(2220a)와 제1히터전극부 제1패드(1220a)의 중간부위를 공통전극(common 전극)으로 사용할 경우에는 제1발열배선(1210)과 제2발열배선(2210)은 병렬연결된다. 이와 다르게, 제2히터전극부 제1패드(2220a)와 제1히터전극부 제1패드(1220a)의 중간부위를 공통전극으로 사용하지 않고 단순히 연결시킨 상태에서 제1히터전극부(1200) 또는 제2히터전극부(2200)에 전기를 인가하면 제1발열배선(1210)과 제2발열배선(2210)은 직렬연결된다. 이와같이, 히터전극부는 전기를 인가하는 위치에 따라 제1발열배선(1210)과 제2발열배선(2210)이 병렬연결되거나 직렬연결될 수 있다.
상기 히터전극부의 제1발열배선(1210)과 제2발열배선(2210)의 적어도 일부의 표면(상면 및 측면)에는 패시베이션층(600)이 형성된다. 상기 패시베이션층(600)은 옥사이드 계열의 재질로 형성될 수 있다. 나아가, 상기 패시베이션층(600)은 탄탈룸 산화물(TaOx)과 티타늄 산화물(TiO2)과 실리콘 산화물(SiO2)과 알루미늄 산화물(Al2O3) 중 적어도 하나로 형성된다.
패시베이션층(600)은 제1지지부(110)의 상면에 형성된다. 패시베이션층(600)은 제1발열배선(1210)과 제2발열배선(2210)의 상부와 측부를 각각 덮도록 형성된다. 패시베이션층(600)은 제1,2감지물질(400a, 400b)의 온둘레를 둘러싸도록 배치된다. 따라서, 패시베이션층(600)은 고리형상으로 형성된다. 패시베이션층(600)은 제1센서배선(1310b, 2310a)의 일부를 덮는다.
또한, 제1에어갭(101a)은 제1발열배선(1210)을 둘러싸고, 제2에어갭(101b)은 제2발열배선(2210)을 둘러싼다. 이와 같이, 제1발열배선(1210)과 상기 제2발열배선(2210) 사이에 에어갭이 적어도 하나 형성된다.
제1에어갭(101a)과 제2에어갭(101b)은 동일한 형상으로 형성된다.
제1,2에어갭(101a, 101b)은 포어(102)의 최대폭보다 넓게 형성되고, 제1,2발열배선(1210, 2210)의 최대폭보다 넓게 형성된다. 제1,2에어갭(101a, 101b)은 제1,2발열배선(1210, 2210)의 형상 및 제1지지부(110)의 형상에 대응되도록 형성된다. 제1,2에어갭(101a, 101b)은 원호형상으로 형성되어, 3개씩 형성된다. 복수 개의 제1,2에어갭(101a, 101b)은 원주방향으로 이격되게 배치된다. 즉, 제1,2에어갭(101a, 101b)은 불연속적으로 다수 개 형성된다.
상세하게는, 제1에어갭(101a)은 제1센서전극 패드(1320b)와 제1히터전극부 제2패드(1220b) 사이와, 제1히터전극부 제2패드(1220b)와 제1히터전극부 제1패드(1220a) 사이와, 제1히터전극부 제1패드(1220a)와 제1센서전극 패드(1320b) 사이에 배치된다.
제2에어갭(101b)은 제2히터전극부 제2패드(2220b)와 제2히터전극부 제1패드(2220a) 사이와, 제2히터전극부 제1패드(2220a)와 제1센서전극 패드(2320a) 사이와, 제1센서전극 패드(2320a)와 제2히터전극부 제2패드(2220b) 사이에 배치된다.
즉, 제1,2에어갭(101a, 101b)은 제1,2히터전극부(1200, 2200) 및 제1,2센서전극부(1300, 2300)를 지지하는 부분을 제외한 영역에 형성된다.
제1,2에어갭(101a, 101b)은 상하방향으로 관통되어 형성된다. 즉, 제1,2에어갭(101a, 101b)은 기판(100)의 상면에서 하면까지 관통되어 형성된 공간이다.
제1,2에어갭(101a, 101b)으로 인해, 기판(100)에는 제1발열배선(1210) 및 제1,2센서배선(1310b, 1310a)을 공통으로 지지하는 좌측에 배치되는 제1지지부(110)와, 제2발열배선(2210) 및 제1,2센서배선(2310a, 2310b)을 공통으로 지지하는 우측에 배치되는 제1지지부(110)와, 제1,2히터전극부 패드(1220, 2220) 및 제1,2센서전극 패드(1320b, 2320a, 1320a, 2320b) 및 보조패드(1320c, 2320c)를 지지하는 제2지지부(120) 및 브리지부(130)가 형성된다.
각각의 제1지지부(110)는 제1지지부(110) 상에 형성된 발열배선과 센서배선의 총합 면적보다 넓게 형성된다.
그리고 제1지지부(110)와 제2지지부(120)는 브리지부(130) 이외의 부분에서 에어갭으로 인해 서로 이격된다. 따라서, 제1지지부(110)와 제2지지부(120)는 도 1에 도시된 바와 같이 3개의 브리지부(130)에 의해 3 지점에서 서로 연결된다.
좌우측에 배치되는 제1지지부(110) 사이에 배치되는 제1에어갭(101a)과 제2에어갭(101b) 사이에는 제2지지부(120)가 배치된다. 따라서, 좌측에 배치되는 제1지지부(110), 제1에어갭(101a), 제2지지부(120), 제2에어갭(101b), 우측에 배치되는 제1지지부(110)가 좌측에서 우측방향으로 순차적으로 배치된다.
이와 다르게, 상기 에어갭은 상기 제1에어갭(101a)과 상기 제2에어갭(101b)에 연통되는 제3에어갭을 포함하며, 상기 제3에어갭은 상기 제1발열배선(1210)과 상기 제2발열배선(2210) 사이에 배치될 수 있다.
각각의 제1지지부(110)의 중심부에는 제1,2감지물질(400a, 400b)이 형성된다. 제1,2감지물질(400a, 400b)은 제1센서배선(1310b, 2310a)의 상부 및 측부 및 에칭홀(103) 내부 및 제2센서배선(1310a, 2310b)의 상부에 형성된다. 즉, 제1,2감지물질(400a, 400b)은 제1센서배선(1310b, 2310a)과 제2센서배선(1310a, 2310b) 사이에 배치된다.
이와 같이, 제1,2감지물질(400a, 400b)은 제1센서배선(1310b, 2310a) 및 제2센서배선(1310a, 2310b)의 표면과 접촉하고, 제1센서배선(1310b, 2310a)과 제2센서배선(1310a, 2310b)의 이격된 공간(간극)에 배치된다.
제1,2감지물질(400a, 400b)은 제1센서배선(1310b, 2310a) 및 제2센서배선(1310a, 2310b)을 덮도록 형성된다.
제1,2감지물질(400a, 400b)의 상면은 외부에 노출된다.
제1감지물질(400a)과 제2감지물질(400b)은 같은 소재로 형성되거나 다른 소재로 형성될 수 있다. 같은 감지물질이라고 하더라도 가열되는 온도에 따라 흡착되는 가스가 다를 수 있다.
이하, 전술한 구성을 갖는 본 실시예의 작용을 설명한다.
가스 농도를 측정하기 위해서 먼저 제1히터전극부 패드(1220)와 제2히터전극부 패드(2220)에 동일한 전력을 동시에 각각 인가하여 제1발열배선(1210)과 제2발열배선(2210)이 발열되도록 한다. 제1발열배선(1210)은 제2발열배선(2210)보다 길게 형성되므로 제1감지물질(400a)은 제2감지물질(400b)보다 더 고온으로 가열된다.
다른 온도로 승온된 제1,2감지물질(400a, 400b)에는 서로 다른 가스가 흡착 또는 탈착된다.
이로 인해 제1센서배선(1310b, 2310a)과 제2센서배선(1310a, 2310b) 사이의 전기전도도가 변화하게 되며, 이러한 전기전도도 변화를 측정하여 가스를 검출한다.
이와 같은 과정을 통해 본 실시예의 마이크로 센서는 복수개의 가스를 동시에 검출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100 : 기판 101a : 제1에어갭
101b : 제2에어갭 102 : 포어
103 : 에칭홀 104 : 패드홀
110 : 제1지지부 120 : 제2지지부
130 : 브리지부
1200 : 제1히터전극부 1210 : 제1발열배선
1211a : 제1호부 1211b : 제2호부
1211c : 제3호부 1212a : 제1연결부
1212b : 제2연결부 1214 : 이격공간부
1220 : 제1히터전극부 패드 1220a: 제1히터전극부 제1패드
1220b: 제1히터전극부 제2패드
1300: 제1센서전극부 1301 : 제1센서전극
1302 : 제2센서전극 1310a : 제2센서배선
1310b : 제1센서배선 1320a : 제2센서전극 패드
1320b : 제1센서전극 패드
2200 : 제2히터전극부 2210 : 제2발열배선
2211a : 제1호부 2211c : 제3호부
2212 : 센서배선 둘레부 2214 : 이격공간부
2220 : 제2히터전극부 패드 2220a : 제2히터전극부 제1패드
2220b : 제2히터전극부 제2패드
2300 : 제2센서전극부 2301 : 제1센서전극
2302 : 제2센서전극 2310a : 제1센서배선
2310b : 제2센서배선 2320a : 제1센서전극 패드
2320b : 제2센서전극 패드
400a : 제1감지물질 400b : 제2감지물질
500 : 에칭방지댐 510 : 공간
600 : 패시베이션층

Claims (12)

  1. 기판;
    제1센서배선을 포함하며, 상기 기판의 상면에 형성되는 제1센서전극;
    상기 제1센서배선을 둘러싸도록 상기 제1센서전극의 둘레에 배치되며, 상기 기판의 상면에서 상기 기판의 하면까지 관통되어 형성되는 에칭홀;
    제2센서배선을 포함하며, 상기 제1센서전극과 이격되게 배치되도록 상기 기판의 하면에 형성되어 상기 에칭홀의 하부 전체를 막는 제2센서전극; 및
    상기 제1센서배선의 상부 및 측부 및 상기 에칭홀의 내부 및 상기 제2센서배선의 상부에 형성되어 상기 제1센서전극의 상기 제1센서배선과 상기 제2센서전극의 상기 제2센서배선 사이에 배치되며 상기 에칭홀에 인입되는 감지물질;을 포함하되,
    상기 감지물질의 상면은 외부로 노출되어 가스가 흡착 또는 탈착되어 상기 제1센서배선과 상기 제2센서배선 사이의 전기전도도가 변화하게 되며, 이러한 전기전도도 변화를 측정하여 가스를 검출하는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1센서배선보다 상기 제2센서배선의 면적이 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1센서전극은 상기 제1센서배선에 연결되는 제1센서전극 패드를 더 포함하며,
    상기 제2센서전극은 상기 제2센서배선에 연결되는 제2센서전극 패드를 더 포함하며,
    상기 기판의 상면에는 보조패드가 더 형성되며,
    상기 보조패드와 상기 제2센서전극 패드는 연결되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 기판에는 상기 보조패드와 상기 제2센서전극 패드가 연결되도록 패드홀이 상기 기판의 상면에서 상기 기판의 하면까지 관통되어 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 기판의 상면에 형성되는 히터전극부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 기판은 금속재질의 모재를 양극산화한 후 상기 모재를 제거한 양극산화 피막인 것을 특징으로 하는 마이크로 센서.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 기판에는 상기 히터전극부를 둘러싸는 에어갭이 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 히터전극부의 적어도 일부의 표면에는 패시베이션층이 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서.
  11. 기판;
    상기 기판 상에 형성되는 센서전극부; 및
    상기 기판 상에 형성되는 히터전극부를 포함하며,
    상기 센서전극부는 제1센서전극부와, 제2센서전극부를 포함하며,
    상기 히터전극부는 제1발열배선을 갖는 제1히터전극부와, 제2발열배선을 갖는 제2히터전극부를 포함하고,
    상기 제1센서전극부는 상기 제2발열배선보다 상기 제1발열배선에 근접하게 배치되며,
    상기 제2센서전극부는 상기 제1발열배선보다 상기 제2발열배선에 근접하게 배치되고,
    상기 제1센서전극부와 상기 제2센서전극부 중 적어도 하나는 상기 기판의 상면에 형성되며, 제1센서배선을 포함하는 제1센서전극과, 상기 제1센서전극과 이격되게 배치되도록 상기 기판의 하면에 형성되며, 제2센서배선을 포함하는 제2센서전극을 포함하며,
    상기 기판에는 상기 기판의 상면에서 상기 기판의 하면까지 관통되어 에칭홀이 형성되되, 상기 에칭홀은 상기 제1센서배선을 둘러싸도록 상기 제1센서전극의 둘레에 배치되고, 상기 제2센서전극은 상기 에칭홀의 하부 전체를 막으며,
    상기 에칭홀에는 감지물질이 인입되되, 상기 감지물질은 상기 제1센서배선의 상부 및 측부 및 상기 에칭홀의 내부 및 상기 제2센서배선의 상부에 형성되며, 상기 감지물질은 상기 제1센서전극과 상기 제2센서전극 사이에 배치되고,
    상기 감지물질의 상면은 외부로 노출되어 가스가 흡착 또는 탈착되어 상기 제1센서배선과 상기 제2센서배선 사이의 전기전도도가 변화하게 되며, 이러한 전기전도도 변화를 측정하여 가스를 검출하는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제1발열배선과 상기 제2발열배선의 발열량은 서로 다르도록 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 센서.
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