KR102233424B1 - Gas sensor with improved contact resistance and the fabrication method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기판 층; 상기 기판의 상면에 형성된 절연체 층; 상기 절연체 층의 상면에 부분적으로 형성된 센서 물질 층; 하측 측면은 상기 센서 물질 층의 측면과 접촉되며, 하면은 상기 절연체 상면에 접촉된 제1전극; 상기 센서 물질 층을 사이로 상기 제1전극과 이격되게 배치되고, 하측 측면이 상기 센서 물질 층과 접촉되며, 하면에 상기 절연체 상면에 접촉된 제2전극을 포함하는 접촉 저항이 개선된 가스센서 및 이의 제조 방법을 제공한다.The present invention, a substrate layer; An insulator layer formed on the upper surface of the substrate; A layer of sensor material partially formed on the top surface of the insulator layer; A first electrode having a lower side contacting a side surface of the sensor material layer, and a lower side contacting the upper surface of the insulator; A gas sensor having improved contact resistance including a second electrode in contact with the sensor material layer on a lower side and in contact with the sensor material layer on a lower side and a second electrode thereof, which is disposed spaced apart from the first electrode through the sensor material layer, and its Provides a manufacturing method.

Description

접촉 저항이 개선된 가스센서 및 이의 제조 방법{GAS SENSOR WITH IMPROVED CONTACT RESISTANCE AND THE FABRICATION METHOD THEREOF}Gas sensor with improved contact resistance and manufacturing method thereof {GAS SENSOR WITH IMPROVED CONTACT RESISTANCE AND THE FABRICATION METHOD THEREOF}

본 발명은 접촉 저항이 개선된 가스센서 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 이산화탄소, 산소, 질소산화물, 수소, 알코올, 황산화물, 암모니아 등을 감지할 수 있는 가스센서 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gas sensor with improved contact resistance and a manufacturing method thereof, and to a gas sensor capable of detecting carbon dioxide, oxygen, nitrogen oxide, hydrogen, alcohol, sulfur oxide, ammonia, and the like, and a method of manufacturing the same.

가스센서는 재료의 물리·화학·전기적 성질 변화를 이용하여 전기 신호를 발생시키는 장치로, 이산화탄소, 산소, 질소산화물, 수소, 알코올, 황산화물, 암모니아 등의 농도를 검출하는 장치로, 가스누출경보기, 화재경보기, 알코올검출기, 엔진연소가스검지기 등에 사용될 수 있다.A gas sensor is a device that generates an electric signal by using changes in the physical, chemical, and electrical properties of a material. It is a device that detects the concentration of carbon dioxide, oxygen, nitrogen oxide, hydrogen, alcohol, sulfur oxide, ammonia, etc. , Fire alarm, alcohol detector, engine combustion gas detector, etc.

이러한 가스센서의 감도를 높이기 위해서는 가스 확산도(gas diffusivity)를 높이고, 가스-표면 반응면적(gas-surface reaction area)을 넓히며, 감지층과 하부 기판과의 계면에서 발생하는 비활성층의 영향을 최소화 해야 한다. 그리고 최근의 가스센서의 연구를 이러한 부분이 집중되어 있다.To increase the sensitivity of such a gas sensor, gas diffusivity is increased, the gas-surface reaction area is increased, and the effect of the inactive layer occurring at the interface between the sensing layer and the lower substrate is minimized. Should be. And recent research on gas sensors is focused on this part.

최근에는 사물인터넷(IoT; Internetof Things), 웨어러블(wearable) 기기 등 새로운 산업이 발전함에 따라 가스센서의 수요도 증가하고 있다.Recently, as new industries such as Internet of Things (IoT) and wearable devices are developed, the demand for gas sensors is also increasing.

그런데 도 1의 종래의 가스센서 구조를 보면, 종래의 가스센서(10)는 기판 층(11), 절연체 층(12), 센서 물질 층(13) 및 전극(14)을 포함하고, 전극(14)은 센서 물질 층(13)의 상면에 위치하여, 전류의 흐름이 좋지 못하는 단점이 있다.However, looking at the conventional gas sensor structure of FIG. 1, the conventional gas sensor 10 includes a substrate layer 11, an insulator layer 12, a sensor material layer 13 and an electrode 14, and the electrode 14 ) Is located on the upper surface of the sensor material layer 13, there is a disadvantage that the flow of current is not good.

한편, 본 발명의 배경이 되는 기술은 대한 민국 등록특허 제10-0932522호에 개시된다.On the other hand, the technology that serves as the background of the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0932522.

본 발명은, 가스센서의 센싱 효율을 개선하기 위해 창출된 것으로 접촉 저항이 개선된 가스센서 및 이의 제조 방법을 제공한다.The present invention is created to improve the sensing efficiency of the gas sensor, and provides a gas sensor with improved contact resistance and a method of manufacturing the same.

본 발명의 일 실시 예에 따른 접촉 저항이 개선된 가스센서는, 기판 층; 상기 기판의 상면에 형성된 절연체 층; 상기 절연체 층의 상면에 부분적으로 형성된 센서 물질 층; 하측 측면은 상기 센서 물질 층의 측면과 접촉되며, 하면은 상기 절연체 상면에 접촉된 제1전극; 상기 센서 물질 층을 사이로 상기 제1전극과 이격되게 배치되고, 하측 측면이 상기 센서 물질 층과 접촉되며, 하면에 상기 절연체 상면에 접촉된 제2전극을 포함한다.A gas sensor having improved contact resistance according to an embodiment of the present invention includes: a substrate layer; An insulator layer formed on the upper surface of the substrate; A layer of sensor material partially formed on the top surface of the insulator layer; A first electrode having a lower side contacting a side surface of the sensor material layer, and a lower side contacting the upper surface of the insulator; And a second electrode disposed to be spaced apart from the first electrode through the sensor material layer, a lower side surface in contact with the sensor material layer, and a lower surface in contact with an upper surface of the insulator.

상기 센서 물질 층은 Calcogenide 층으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The sensor material layer may be formed of a Calcogenide layer.

상기 Calcogenide층은 16족 원소 중 어느 하나 이상과, 3족 내지 12족의 전이 금속 원소 중 어느 하나 이상이 결합된 것을 특징으로 할 수 있다.The calcogenide layer may be characterized in that at least one of the elements of Group 16 and at least one of transition metal elements of groups 3 to 12 are combined.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 기판의 상면에 절연체 층을 형성하는 단계; 상기 절연체 층의 상면에 센서 물질 층을 형성하는 단계; 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 상기 센서 물질 층을 부분적으로 식각하는 단계; 부분적으로 식각된 상기 센서 물질 층의 상면과 상기 절연체의 상면에 전극용 메탈 층을 형성하는 단계; 및 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 상기 전극용 메탈 층을 부분적으로 식각하여 상기 센서 물질 층을 노출시키는 단계를 포함하는 접촉 저항이 개선된 가스센서 제조 방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, forming an insulator layer on an upper surface of a substrate; Forming a sensor material layer on the top surface of the insulator layer; Partially etching the sensor material layer using photolithography; Forming an electrode metal layer on the partially etched upper surface of the sensor material layer and the upper surface of the insulator; And exposing the sensor material layer by partially etching the electrode metal layer using photolithography.

상기 센서 물질 층은 16족 원소 중 어느 하나 이상과, 3족 내지 12족의 전이 금속 원소 중 어느 하나 이상이 결합된 것을 특징으로 할 수 있다.The sensor material layer may be characterized in that at least one of Group 16 elements and at least one of transition metal elements of Groups 3 to 12 are combined.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 기판의 상면에 절연체 층을 형성하는 단계; 상기 절연체 층의 상면에 센서 물질 층을 형성하는 단계; 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 상기 센서 물질 층을 부분적으로 식각하는 단계; 부분적으로 식각된 상기 센서 물질 층의 상면에 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 포토레지스트 층을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 층의 상면과, 상기 절연체의 상면에 전극용 메탈 층을 형성하는 단계; 및 상기 포토레지스트 층을 제거하여 상기 센서 물질 층을 노출시키는 단계를 포함하는 접촉 저항이 개선된 가스센서 제조 방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, forming an insulator layer on an upper surface of a substrate; Forming a sensor material layer on the top surface of the insulator layer; Partially etching the sensor material layer using photolithography; Forming a photoresist layer on the partially etched upper surface of the sensor material layer using photolithography; Forming an electrode metal layer on an upper surface of the photoresist layer and an upper surface of the insulator; And removing the photoresist layer to expose the sensor material layer.

상기 센서 물질 층은 16족 원소 중 어느 하나 이상과, 3족 내지 12족의 전이 금속 원소 중 어느 하나 이상이 결합된 것을 특징으로 할 수 있다.The sensor material layer may be characterized in that at least one of Group 16 elements and at least one of transition metal elements of Groups 3 to 12 are combined.

본 발명의 접촉 저항이 개선된 가스센서에 의하면, 제1전극 및 제2전극과 제1전극 및 제2전극 사이에 위치한 센서 물질 층과의 전류 흐름이 개선된다.According to the gas sensor with improved contact resistance of the present invention, the current flow between the first electrode and the second electrode and the sensor material layer positioned between the first electrode and the second electrode is improved.

도 1은 종래의 가스센서의 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 접촉 저항이 개선된 가스센서의 평면도이고,
도 3은 도 1의 A-A의 단면도이고,
도 4는 도 1의 B-B의 단면도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 접촉 저항이 개선된 가스센서 제조 방법의 순서도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 접촉 저항이 개선된 가스센서 제조 방법의 순서도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional gas sensor,
2 is a plan view of a gas sensor with improved contact resistance according to an embodiment of the present invention,
3 is a cross-sectional view of AA of FIG. 1,
Figure 4 is a cross-sectional view of BB of Figure 1,
5 is a flow chart of a method of manufacturing a gas sensor with improved contact resistance according to another embodiment of the present invention.
6 is a flowchart of a method of manufacturing a gas sensor with improved contact resistance according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements are assigned the same numerals as possible, even if they are indicated on different drawings.

그리고 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. In addition, in describing an embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with an understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.In addition, in describing the constituent elements of an embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are for distinguishing the constituent element from other constituent elements, and the nature, order, or order of the constituent element is not limited by the term.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 접촉 저항이 개선된 가스센서 및 이의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a gas sensor having improved contact resistance and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 접촉 저항이 개선된 가스센서의 평면도이고, 도 3은 도 1의 A-A의 단면도이고, 도 4는 도 1의 B-B의 단면도이다.2 is a plan view of a gas sensor with improved contact resistance according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view of A-A of FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view of B-B of FIG. 1.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 접촉 저항이 개선된 가스센서(100)는, 기판 층(110), 절연체 층(120), 센서 물질 층(130), 제1전극(140) 및 제2전극(150)을 포함한다.2 to 4, the gas sensor 100 with improved contact resistance according to an embodiment of the present invention includes a substrate layer 110, an insulator layer 120, a sensor material layer 130, and a first It includes an electrode 140 and a second electrode 150.

상기 절연체 층(120)은, 상기 기판 층(110)의 상면에 형성될 수 있다. 예컨대 상기 절연체 층(120)은 열산화(Thermal oxidation)를 통해 상기 기판 층(110)의 상면에 형성된 SiO2 절연막일 수 있다.The insulator layer 120 may be formed on the upper surface of the substrate layer 110. For example, the insulator layer 120 may be a SiO2 insulating layer formed on the upper surface of the substrate layer 110 through thermal oxidation.

또한, 상기 절연체 층(120)은 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition)에 의해 형성된 SiO2 절연막 일 수 있다.In addition, the insulator layer 120 may be a SiO2 insulating film formed by a chemical vapor deposition method.

상기 센서 물질 층(130)은 상기 절연체 층(120)의 상면에 부분적으로 형성될 수 있다.The sensor material layer 130 may be partially formed on the upper surface of the insulator layer 120.

상기 센서 물질 층(130)은 이산화탄소, 질소산화물, 수소, 알코올, 황산화물, 암모니아 등의 기체 성분의 농도를 검출할 수 있다.The sensor material layer 130 may detect the concentration of gaseous components such as carbon dioxide, nitrogen oxide, hydrogen, alcohol, sulfur oxide, and ammonia.

더 상세히 설명하면, 상기 센서 물질 층(130)에 상기 기체 성분이 흡착되거나, 상기 센서 물질 층(130)에 흡착되어 있는 산소와 상기 기체 성분이 반응할 때, 상기 기체 성분과 상기 센서 물질 층(130)에서는 전자수수가 발생하고, 이에 의해 상기 센서 물질 층(130)에 흐르는 전류를 상기 제1전극(140) 및 상기 제2전극(150)에서 감지하는 방식으로, 상기 접촉 저항이 개선된 가스센서(100)는 상기 기체 성분의 농도를 검출할 수 있다.In more detail, when the gas component is adsorbed on the sensor material layer 130 or when the oxygen adsorbed on the sensor material layer 130 and the gas component react, the gas component and the sensor material layer ( In 130), an electron transfer is generated, whereby the current flowing through the sensor material layer 130 is sensed by the first electrode 140 and the second electrode 150, so that the contact resistance is improved. The sensor 100 may detect the concentration of the gas component.

상기 센서 물질 층(130)은 Calcogenide 층으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The sensor material layer 130 may be formed of a Calcogenide layer.

상기 Calcogenide층은 16족 원소 중 어느 하나 이상과, 3족 내지 12족의 전이 금속 원소 중 어느 하나 이상이 결합되어 형성될 수 있다.The Calcogenide layer may be formed by combining any one or more of Group 16 elements and any one or more of Group 3 to Group 12 transition metal elements.

예컨대, 상기 Calcogenide층은 MoS2, MoSe2, WSe2 및 WS2 중 어느 하나 이상이 층착되어 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.For example, the Calcogenide layer may be formed by laminating at least one of MoS 2 , MoSe 2 , WSe 2 and WS 2.

상기 제1전극(140)의 하측 측면은 상기 센서 물질 층(130)의 측면과 접촉되며, 상기 제1전극(140)의 하면은 상기 절연체 층(120) 상면에 접촉될 수 있다.The lower side of the first electrode 140 may contact the side of the sensor material layer 130, and the lower side of the first electrode 140 may contact the upper surface of the insulator layer 120.

상기 제2전극(150)은 상기 센서 물질 층(130)을 사이로 상기 제1전극(140)과 이격되게 배치된다.The second electrode 150 is disposed to be spaced apart from the first electrode 140 through the sensor material layer 130.

그리고 상기 제2전극(150)의 하측 측면은 상기 센서 물질 층(130)의 측면과 접촉되며, 상기 제2전극(150)의 하면은 상기 절연체 층(120) 상면에 접촉될 수 있다.In addition, a lower side of the second electrode 150 may be in contact with a side of the sensor material layer 130, and a lower side of the second electrode 150 may be in contact with an upper surface of the insulator layer 120.

상기 제1전극(140)은 제1가로 전극(141)와 복수의 제1세로 전극(142)를 포함할 수 있다.The first electrode 140 may include a first horizontal electrode 141 and a plurality of first vertical electrodes 142.

상기 각 제1세로 전극(142)는 서로 이격되도록 배치되고, 상기 제1가로 전극(141) 일측과 연결될 수 있다.Each of the first vertical electrodes 142 may be disposed to be spaced apart from each other, and may be connected to one side of the first horizontal electrode 141.

상기 제2전극(150)은 제2가로 전극(151)와 복수의 제2세로 전극(152)를 포함할 수 있다.The second electrode 150 may include a second horizontal electrode 151 and a plurality of second vertical electrodes 152.

상기 제2가로 전극(151)은 상기 제1가로 전극(141)와 이격되게 배치된다.The second horizontal electrode 151 is disposed to be spaced apart from the first horizontal electrode 141.

즉, 상기 복수의 제1세로 전극(142)와 상기 복수의 제2세로 전극(152)이 사이에 배치되도록, 상기 제2가로 전극(151)은 상기 제1가로 전극(141)와 이격되게 배치된다.That is, the second horizontal electrode 151 is disposed to be spaced apart from the first horizontal electrode 141 so that the plurality of first vertical electrodes 142 and the plurality of second vertical electrodes 152 are disposed therebetween. do.

상기 각 제2세로 전극(152)은 서로 이격되게 배치되며, 상기 제2가로 전극(151)의 일측과 연결될 수 있다.Each of the second vertical electrodes 152 may be disposed to be spaced apart from each other, and may be connected to one side of the second horizontal electrode 151.

그리고 상기 각 제2세로 전극(152)은 서로 이격되게 배치되는 상기 각 제1세로 전극(142) 사이에 배치된다.In addition, each of the second vertical electrodes 152 is disposed between each of the first vertical electrodes 142 disposed to be spaced apart from each other.

상기 복수의 제1세로 전극(142)의 어느 하나와, 이와 인접하게 배치되는 상기 복수의 제2세로 전극(152) 중 어느 하나의 거리(D1, D2)는 다양하게 조절될 수 있다.Any one of the plurality of first vertical electrodes 142 and any one of the plurality of second vertical electrodes 152 disposed adjacent thereto may be variously adjusted.

예컨대, 상기 복수의 제2세로 전극(152) 중 서로 인접한 제1버티컬 전극(152a)와 제2버티컬 전극(152b) 사이에 배치되는 상기 복수의 제1세로 전극(142) 중 어느 하나인 제3버티컬 전극(142a)에 있어서, 상기 제1버티컬 전극(152a)와 상기 제3버티컬 전극(142a)의 간격(D1)이, 상기 제2버티컬 전극(152b)와 상기 제3버티컬 전극(142a)의 간격(D2) 보다 길 수 있다.For example, one of the plurality of first vertical electrodes 142 disposed between the first vertical electrode 152a and the second vertical electrode 152b adjacent to each other among the plurality of second vertical electrodes 152 In the vertical electrode 142a, a distance D1 between the first vertical electrode 152a and the third vertical electrode 142a is between the second vertical electrode 152b and the third vertical electrode 142a. It may be longer than the interval D2.

이렇게, 상기 복수의 제1세로 전극(142)의 어느 하나와, 이와 인접하게 배치되는 상기 복수의 제2세로 전극(152) 중 어느 하나의 거리(D1, D2)는 다양하게 조절되면, 다양한 온도에서 기체 성분의 농도를 정확히 검출할 수 있다. In this way, if any one of the plurality of first vertical electrodes 142 and any one of the plurality of second vertical electrodes 152 disposed adjacent thereto are variously adjusted, various temperatures It is possible to accurately detect the concentration of gas components.

더 상세히 설명하면, 낮은 온도에서 상기 기체 성분과 상기 센서 물질 층(130)에서 전자수수가 낮아지므로 서로 거리가 가까운 상기 제2버티컬 전극(152b)와 상기 제3버티컬 전극(142a)에서 전류를 감지하고, 높은 온도에서는 상기 기체 성분과 상기 센서 물질 층(130)에서 전자수수가 높아지므로, 서로 거리가 먼 상기 제1버티컬 전극(152a)와 상기 제3버티컬 전극(142a)에서 전류를 감지할 수 있다.In more detail, since the number of electrons in the gas component and the sensor material layer 130 decreases at a low temperature, current is sensed in the second vertical electrode 152b and the third vertical electrode 142a that are close to each other. And, at a high temperature, since the number of electrons in the gas component and the sensor material layer 130 increases, current can be sensed at the first vertical electrode 152a and the third vertical electrode 142a that are far from each other. have.

상기 제1가로 전극(141), 상기 복수의 제1세로 전극(142), 상기 제2가로 전극(151)와 상기 복수의 제2세로 전극(152) 사이에는 상기 센서 물질 층(130) 층이 형성될 수 있다.The sensor material layer 130 is formed between the first horizontal electrode 141, the plurality of first vertical electrodes 142, the second horizontal electrode 151 and the plurality of second vertical electrodes 152. Can be formed.

상기 센서 물질 층(130)을 형성하는 상기 Calcogenide 층은 상기 절연체 층(120)의 상면에 부분적으로 형성되고, 상기 Calcogenide 층은 상기 제1전극(140)과 상기 제2전극(150) 사이에 배치된다.The Calcogenide layer forming the sensor material layer 130 is partially formed on the upper surface of the insulator layer 120, and the Calcogenide layer is disposed between the first electrode 140 and the second electrode 150 do.

그리고 상기 제1전극(140)은 제1하측부분(140a)과 제1상측부분(140b)을 포함할 수 있다.In addition, the first electrode 140 may include a first lower portion 140a and a first upper portion 140b.

상기 제1하측부분(140a)과 상기 제1상측부분(140b)은 증착 공법으로 일체로 형성될 수 있다.The first lower portion 140a and the first upper portion 140b may be integrally formed by a deposition method.

그리고, 상기 제1하측부분(140a)은 상기 Calcogenide 층 사이의 공간으로 삽입되는 부분이고, 상기 제1상측부분(140b)은 상기 제1하측부분(140a)과 연결되는 부분이다.In addition, the first lower portion 140a is a portion inserted into the space between the calcogenide layers, and the first upper portion 140b is a portion connected to the first lower portion 140a.

상기 제1하측부분(140a)의 양 측면은 상기 Calcogenide 층의 측면과 접촉되고, 상기 제1상측부분(140b)의 양측 하면은 상기 Calcogenide 층의 상면과 접촉될 수 있다.Both side surfaces of the first lower portion 140a may contact side surfaces of the calcogenide layer, and both side surfaces of the first upper portion 140b may contact an upper surface of the calcogenide layer.

그리고 상기 제2전극(150)은 제2하측부분(150a)과 제2상측부분(150b)을 포함할 수 있다.In addition, the second electrode 150 may include a second lower portion 150a and a second upper portion 150b.

상기 제2하측부분(150a)과 상기 제2상측부분(150b)은 증착 공법으로 일체로 형성될 수 있다.The second lower portion 150a and the second upper portion 150b may be integrally formed by a deposition method.

그리고, 상기 제2하측부분(150a)은 상기 Calcogenide 층 사이의 공간으로 삽입되는 부분이고, 상기 제2상측부분(150b)은 상기 제2하측부분(150a)과 연결되는 부분이다.In addition, the second lower portion 150a is a portion inserted into the space between the calcogenide layers, and the second upper portion 150b is a portion connected to the second lower portion 150a.

상기 제2하측부분(150a)의 양 측면은 상기 Calcogenide 층의 측면과 접촉되고, 상기 제2상측부분(150b)의 양측 하면은 상기 Calcogenide 층의 상면과 접촉될 수 있다.Both side surfaces of the second lower portion 150a may contact side surfaces of the calcogenide layer, and both side surfaces of the second upper portion 150b may contact an upper surface of the calcogenide layer.

이렇게 상기 제1전극(140)의 상기 제1하측부분(140a)과, 상기 제2전극(150)의 제2하측부분(150a)이 상기 Calcogenide 층의 사이로 삽입되어, 상기 Calcogenide 층의 측면과 접촉되면, 상기 제1전극(140)과 상기 제2전극(150)은 각각 상기 Calcogenide 층과 옴 콘텍트(Ohmic contact)을 형성하기 때문에, 상기 제1전극(140) 및 상기 제2전극(150)와, 상기 Calcogenide 층과의 전류 흐름이 개선되어, 상기 Calcogenide 층의 가스 센싱의 정확도가 향상될 수 있다.In this way, the first lower portion 140a of the first electrode 140 and the second lower portion 150a of the second electrode 150 are inserted between the calcogenide layer and contact the side surface of the calogenide layer. Then, since the first electrode 140 and the second electrode 150 form ohmic contact with the calogenide layer, respectively, the first electrode 140 and the second electrode 150 , As the current flow with the calcogenide layer is improved, the accuracy of gas sensing of the calcogenide layer may be improved.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 접촉 저항이 개선된 가스센서 제조 방법의 순서도이다.5 is a flowchart of a method of manufacturing a gas sensor with improved contact resistance according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 접촉 저항이 개선된 가스센서 제조 방법은, 절연체 층을 형성하는 단계(S110); 센서 물질 층을 형성하는 단계(S120); 센서 물질 층을 부분적으로 식각하는 단계(S130); 전극용 메탈 층을 형성하는 단계(S140); 및 센서 물질 층을 노출시키는 단계(S150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, a method of manufacturing a gas sensor with improved contact resistance according to another embodiment of the present invention includes forming an insulator layer (S110); Forming a sensor material layer (S120); Partially etching the sensor material layer (S130); Forming a metal layer for an electrode (S140); And exposing the sensor material layer (S150).

상기 절연체 층을 형성하는 단계(S110)에서는 열산화(Thermal oxidation) 또는 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition)에 의해 상기 기판 층(110)의 상면에 SiO2 절연막을 형성할 수 있다.In the step of forming the insulator layer (S110), a SiO2 insulating film may be formed on the upper surface of the substrate layer 110 by thermal oxidation or chemical vapor deposition.

상기 센서 물질 층을 형성하는 단계(S120)에서는 상기 절연체 층(120)의 상면에 상기 센서 물질 층(130)을 형성한다.In forming the sensor material layer (S120), the sensor material layer 130 is formed on the upper surface of the insulator layer 120.

상기 센서 물질 층(130)은 상기 Calcogenide 층으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The sensor material layer 130 may be formed of the Calcogenide layer.

상기 센서 물질 층을 부분적으로 식각하는 단계(S130)에서는 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 상기 센서 물질 층(130)을 부분적으로 식각할 수 있다.In the step of partially etching the sensor material layer (S130), the sensor material layer 130 may be partially etched using photolithography.

즉, 상기 센서 물질 층(130)을 부분적으로 식각하여, 상기 절연체 층(120)의 상면이 부분적으로 노출되도록 할 수 있다.That is, the sensor material layer 130 may be partially etched so that the upper surface of the insulator layer 120 is partially exposed.

그리고, 전극용 메탈 층을 형성하는 단계(S140)에서는 부분적으로 식각된 상기 센서 물질 층(130)의 상면과 상기 절연체의 상면에 전극용 메탈 층을 형성한다.In the step of forming a metal layer for an electrode (S140), a metal layer for an electrode is formed on an upper surface of the partially etched sensor material layer 130 and an upper surface of the insulator.

상기 전극용 메탈 층을 형성하는 단계(S140)서 상기 제1전극(140)의 상기 제1하측부분(140a)과, 상기 제2전극(150)의 제2하측부분(150a)이 상기 Calcogenide 층의 사이로 삽입되어, 상기 Calcogenide 층의 측면과 접촉되고, 상기 제1전극(140)과 상기 제2전극(150)은 각각 상기 Calcogenide 층과 옴 콘텍트(Ohmic contact)을 형성할 수 있다.In the step of forming the metal layer for the electrode (S140), the first lower part 140a of the first electrode 140 and the second lower part 150a of the second electrode 150 are the Calcogenide layer. The first electrode 140 and the second electrode 150 may form ohmic contact with the calcogenide layer, respectively, by being inserted between the calcogenide layer and in contact with the side surface of the calcogenide layer.

그리고, 상기 센서 물질 층을 노출시키는 단계(S150)에서는 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 메탈 층을 부분적으로 식각하여 상기 센서 물질 층(130)을 노출시킬 수 있다.In the step of exposing the sensor material layer (S150 ), the metal layer may be partially etched using photolithography to expose the sensor material layer 130.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 접촉 저항이 개선된 가스센서 제조 방법의 순서도이다.6 is a flowchart of a method of manufacturing a gas sensor with improved contact resistance according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 접촉 저항이 개선된 가스센서 제조 방법은, 절연체 층을 형성하는 단계(S210); 센서 물질 층을 형성하는 단계(S220); 센서 물질 층을 부분적으로 식각하는 단계(S230); 포토레지스트 층을 형성하는 단계(S240); 전극용 메탈 층을 형성하는 단계(S250); 포토레지스트 층을 제거하는 단계(S260)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, a method of manufacturing a gas sensor with improved contact resistance according to another embodiment of the present invention includes the steps of forming an insulator layer (S210); Forming a sensor material layer (S220); Partially etching the sensor material layer (S230); Forming a photoresist layer (S240); Forming a metal layer for an electrode (S250); A step of removing the photoresist layer (S260) may be included.

상기 절연체 층을 형성하는 단계(S210)에서는 열산화(Thermal oxidation) 또는 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition)에 의해 상기 기판 층(110), 의 상면에 SiO2 절연막을 형성할 수 있다.In the step of forming the insulator layer (S210), a SiO2 insulating film may be formed on the upper surface of the substrate layer 110 by thermal oxidation or chemical vapor deposition.

상기 센서 물질 층을 형성하는 단계(S220)에서는 상기 절연체 층(120)의 상면에 센서 물질 층(130)을 형성한다.In the step of forming the sensor material layer (S220), the sensor material layer 130 is formed on the upper surface of the insulator layer 120.

상기 센서 물질 층(130)은, 상기 Calcogenide 층으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The sensor material layer 130 may be formed of the Calcogenide layer.

상기 센서 물질 층을 부분적으로 식각하는 단계(S230)에서는 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 상기 센서 물질 층(130)을 부분적으로 식각할 수 있다.In the step of partially etching the sensor material layer (S230), the sensor material layer 130 may be partially etched using photolithography.

즉, 상기 센서 물질 층(130)을 부분적으로 식각하여, 상기 절연체 층(120)의 상면이 부분적으로 노출되도록 할 수 있다.That is, the sensor material layer 130 may be partially etched so that the upper surface of the insulator layer 120 is partially exposed.

상기 포토레지스트 층을 형성하는 단계(S240)에서는 부분적으로 식각된 센서 물질 층(130)의 상면에 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 포토레지스트 층이 형성된다.In the step of forming the photoresist layer (S240), a photoresist layer is formed on the upper surface of the partially etched sensor material layer 130 using photolithography.

상기 전극용 메탈 층을 형성하는 단계(S250)에서는 상기 포토레지스트 층의 상면과, 상기 절연체의 상면에 전극용 메탈 층을 형성한다.In the step of forming the electrode metal layer (S250), an electrode metal layer is formed on an upper surface of the photoresist layer and an upper surface of the insulator.

상기 포토레지스트 층을 제거하는 단계(S260)에서는, 상기 포토레지스트 층을 제거하여 상기 포트레지스트 층의 상면에 형성된 상기 메탈 층도 제거되도록 하여, 상기 센서 물질 층(130)을 노출시킬 수 있다.In the step of removing the photoresist layer (S260), the metal layer formed on the upper surface of the photoresist layer is also removed by removing the photoresist layer, thereby exposing the sensor material layer 130.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.In the above, even though all the components constituting the embodiments of the present invention are described as being combined into one or operating in combination, the present invention is not necessarily limited to these embodiments. That is, within the scope of the object of the present invention, all of the constituent elements may be selectively combined and operated in one or more. In addition, terms such as "include", "consist of" or "have" described above mean that the corresponding component may be present unless otherwise stated, excluding other components. It should be construed that it may further include other components.

그리고 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.In addition, the above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 접촉 저항이 개선된 가스센서
110: 기판 층
120: 절연체 층
130: 센서 물질 층
140: 제1전극
150: 제2전극100: gas sensor with improved contact resistance
110: substrate layer
120: insulator layer
130: sensor material layer
140: first electrode
150: second electrode

Claims (7)

기판 층;
상기 기판 층의 상면에 형성된 절연체 층;
상기 절연체 층의 상면에 부분적으로 형성된 센서 물질 층;
하측 측면은 상기 센서 물질 층의 측면과 접촉되며, 하면은 상기 절연체 상면에 접촉된 제1전극;
상기 센서 물질 층을 사이로 상기 제1전극과 이격되게 배치되고, 하측 측면이 상기 센서 물질 층과 접촉되며, 하면에 상기 절연체 상면에 접촉된 제2전극을 포함하고,
상기 제1전극은,
서로 이격되어 배치되는 복수의 제1세로 전극과,
상기 각 제1세로 전극와 일측이 연결되는 제1가로 전극을 포함하고,
상기 제2전극은,
상기 각 제1세로 전극 사이에 각각 배치되는 복수의 제2세로 전극과,
상기 제1가로 전극과 이격되게 배치되고, 상기 각 제2세로 전극와 일측이 연결되는 제2가로전극을 포함하고,
상기 복수의 제2세로 전극은 서로 인접한 제1버티컬 전극과 제2버티컬 전극을 포함하고,
상기 복수의 제1세로 전극은, 상기 제1버티컬 전극과 상기 제2버티컬 전극 사이에 배치되는 제3버티컬 전극을 포함하고,
상기 제1버티컬 전극와 상기 제3버티컬 전극의 간격이, 상기 제2버티컬 전극와 상기 제3버티컬 전극의 간격 보다 긴 것을 특징으로 하고,
상기 제1전극은,
상기 센서 물질 층 사이로 삽입 형성되어, 상기 센서 물질 층과 측면이 접촉되는 제1하측부분과,
상기 제1하측부분의 상측에서 상기 제1하측부분과 일체로 형성되고, 양측 하면이 상기 센서 물질 층의 상면에 접촉되는 제1상측부분을 포함하고,
상기 제2전극은,
상기 센서 물질 층 사이로 삽입 형성되어, 상기 센서 물질 층과 측면이 접촉되는 제2하측부분과,
상기 제2하측부분의 상측에서 상기 제2하측부분과 일체로 형성되고, 양측 하면이 상기 센서 물질 층의 상면에 접촉되는 제2상측부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 저항이 개선된 가스센서.
A substrate layer;
An insulator layer formed on the upper surface of the substrate layer;
A layer of sensor material partially formed on the top surface of the insulator layer;
A first electrode having a lower side contacting a side surface of the sensor material layer, and a lower side contacting the upper surface of the insulator;
A second electrode disposed to be spaced apart from the first electrode through the sensor material layer, a lower side surface in contact with the sensor material layer, and a second electrode in contact with an upper surface of the insulator on a lower surface thereof,
The first electrode,
A plurality of first vertical electrodes disposed to be spaced apart from each other,
And a first horizontal electrode connected to one side of each of the first vertical electrodes,
The second electrode,
A plurality of second vertical electrodes disposed between each of the first vertical electrodes,
And a second horizontal electrode disposed to be spaced apart from the first horizontal electrode and having one side connected to each of the second vertical electrodes,
The plurality of second vertical electrodes include a first vertical electrode and a second vertical electrode adjacent to each other,
The plurality of first vertical electrodes include a third vertical electrode disposed between the first vertical electrode and the second vertical electrode,
Characterized in that the distance between the first vertical electrode and the third vertical electrode is longer than the distance between the second vertical electrode and the third vertical electrode,
The first electrode,
A first lower portion inserted between the sensor material layer and in contact with the sensor material layer and side surfaces,
A first upper portion formed integrally with the first lower portion at an upper side of the first lower portion, and having both lower surfaces thereof in contact with the upper surface of the sensor material layer,
The second electrode,
A second lower portion inserted between the sensor material layer and in contact with the sensor material layer and side surfaces,
And a second upper portion formed integrally with the second lower portion on the upper side of the second lower portion, and having both lower surfaces thereof in contact with the upper surface of the sensor material layer.
 청구항 1에 있어서,
상기 센서 물질 층은 Calcogenide 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 접촉 저항이 개선된 가스센서.
The method according to claim 1,
The gas sensor with improved contact resistance, characterized in that the sensor material layer is formed of a Calcogenide layer.
 청구항 2에 있어서,
상기 Calcogenide층은, 16족 원소 중 어느 하나 이상과, 3족 내지 12족의 전이 금속 원소 중 어느 하나 이상이 결합된 것을 특징으로 하는 접촉 저항이 개선된 가스센서.
The method according to claim 2,
The Calcogenide layer is a gas sensor with improved contact resistance, characterized in that at least one of the elements of Group 16 and at least one of transition metal elements of Groups 3 to 12 are combined.
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