KR20000044812A - Method for fabricating infrared absorption bolometer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 적외선 흡수 볼로메터의 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 제1 및 제2희생층은 평탄화 물질로 이루어져 있어서 이후에 별도의 평탄화 공정이 필요없고, 상기 제1 및 제2 마스크층은 이후에 희생층 상부에 형성될 구성부재와 동일한 재료로 형성되어 있음으로서 제거할 필요가 없어 공정단계를 매우 간편하게 하고 구조적, 기능적으로 안정한 적외선 흡수 볼로메터의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an infrared absorption bolometer, in particular, the first and second sacrificial layer is made of a planarization material, so that no separate planarization process is required afterwards, and the first and second mask layers are subsequently The present invention relates to a method for manufacturing an infrared absorbing bolometer which is formed of the same material as the constituent member to be formed on the sacrificial layer and thus does not need to be removed, thereby making the process step very simple and structurally and functionally stable.
볼로메터는 방사열의 변화에 따라 저항값이 변하는 재료(소위 볼로메터 요소)의 특성에 바탕을 둔 에너지 검출기중의 하나이다. 상기 볼로메터 요소는 금속과 반도성 재료를 이용하여 만들어진다. 금속에서, 온도가 올라갈수록 저항값이 높아지는 전형적인 저항값의 변화는 근본적으로 전자의 유동성의 변화에 기인하는 것이다. 높은 저항의 반도성 재료 볼로메터 요소를 이용하는 경우 온도변화에 따른 저항변화의 큰 민감성을 얻을 수 있으나, 반도성 재료는 박막형 제조가 어려우며, 균일성이 좋지 않고, 잡음지수가 큰 것이 문제점으로 남아있다.Volometers are one of the energy detectors based on the properties of materials (so-called bolometer elements) whose resistance changes with changes in radiant heat. The bolometer element is made using metal and semiconducting material. In metals, the typical change in resistance, the higher the temperature, is due to the change in electron flow. In case of using high resistance semiconducting material bolometer element, large sensitivity of resistance change with temperature change can be obtained, but semiconducting material is difficult to manufacture thin film type, poor uniformity, and high noise figure. .
도 1a 내지 도 1j를 참조하면, 3층구조로 된 적외선 흡수 볼로메터(100)의 제조공정은 집적회로(도시되지 않음)와 한쌍의 접속단자(114)를 포함한 기판(112)의 준비로서 시작된다. 상기 각각의 접속단자(114)는 상기 기판(112)의 상부에 위치하면서 상기 집적회로에 전기적으로 접속되어 있다.1A to 1J, the manufacturing process of the three-layered infrared absorption bolometer 100 begins with the preparation of a substrate 112 including an integrated circuit (not shown) and a pair of connection terminals 114. do. Each connection terminal 114 is positioned above the substrate 112 and electrically connected to the integrated circuit.
계속적으로, 실리콘 질화막(SiNx) 같은 잔류응력이 보상된 절연성이 우수한 재료로 만들어진 보호층(116)이 PECVD 방법을 사용하여 증착됨으로서, 도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 기판(112)과 접속단자(114)를 완전하게 덮고 있는 구동기판레벨(110)이 형성된다. 상기 구동기판레벨(110)은 내부의 직접회로와 접속단자(114) 등이 형성되어 있어서 굴곡이 심한 상부표면을 갖게 된다.Subsequently, a protective layer 116 made of a material having excellent insulating properties such as silicon nitride film (SiN x ) having excellent compensation for residual stress is deposited using a PECVD method, thereby connecting with the substrate 112 as shown in FIG. 1A. A driving substrate level 110 is formed that completely covers the terminal 114. The driving substrate level 110 is formed with an internal integrated circuit and a connection terminal 114, etc., so that the driving substrate level 110 has a severely curved upper surface.
다음으로, 다결정 실리콘(poly-Si) 같은 재료로 구성된 제 1 희생층(150)이 약 600℃ 이상의 고온에서 저압기상증착법(LPCVD)을 사용하여 증착된다. 상기 제1희생층(150)은 구동기판레벨(110)의 상부표면을 따라 굴곡을 갖게 된다. 이후, CMP 공정 같은 평탄화공정을 이용하여 도 1b에 도시된 바와 같이 평탄한 상부표면을 갖는 제1희생층(150)을 형성한다.Next, a first sacrificial layer 150 composed of a material such as polycrystalline silicon (poly-Si) is deposited using low pressure vapor deposition (LPCVD) at a high temperature of about 600 ° C or higher. The first sacrificial layer 150 is curved along the upper surface of the driving substrate level 110. Thereafter, a first sacrificial layer 150 having a flat upper surface is formed by using a planarization process such as a CMP process.
계속적으로, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 제1희생층(150)의 상부에 금속으로 이루어진 제1마스크층(152)을 증착한다. 이후 상기 제1마스크층(152)의 상부에 제1포토레지스트패턴(154)을 형성하여 제1마스크층(152)을 부분적으로 패턴한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 1C, a first mask layer 152 made of metal is deposited on the first sacrificial layer 150. Thereafter, a first photoresist pattern 154 is formed on the first mask layer 152 to partially pattern the first mask layer 152.
다음 단계로, 도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 제1마스크층(152)의 일정패턴에 따라 이방성 식각공정을 사용하여 제1희생층(150)을 부분적으로 식각하고, 동시에 제1마스크층(152)의 상부에 있는 포토레지스트패턴(154)을 제거함으로서 제1희생층(150)에 한쌍의 제1개구부분(156)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 1D, the first sacrificial layer 150 is partially etched using an anisotropic etching process according to a predetermined pattern of the first mask layer 152, and at the same time, the first mask layer ( The pair of first openings 156 are formed in the first sacrificial layer 150 by removing the photoresist pattern 154 on the upper portion of the 152.
이후, 도 1e에 도시된 바와 같이, 블랭크에칭(blank etching)방법을 사용하여 상기 제1마스크층(152)을 제거함으로서 평탄한 상부표면을 갖고 한쌍의 제1개구부분(156)이 형성되어 있는 제1희생층(150)을 제공한다.Thereafter, as shown in FIG. 1E, the first mask layer 152 is removed by using a blank etching method to have a flat upper surface and a pair of first openings 156 formed thereon. One sacrificial layer 150 is provided.
그 다음으로, 상기 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화산화물(SiOxNy) 같은 재료를 증착하여 지지층(도시되지 않음)을 형성하고 그 상부에 티탄늄 같은 금속으로 이루어진 전도층(도시되지 않음)을 증착한다. 그런후에, 상기 지지층과 전도층을 도 1f에 도시된 바와 같이 각각 원하는 형상의 한쌍의 지지교각(122)과 그 상부에 형성되어 있는 한쌍의 전도선(124)이 되도록 패턴함으로서 지지레벨(120)이 형성된다. 여기에서, 상기 전도선(124)의 한쪽 끝은 상기 구동기판레벨(110)의 접속단자(114)와 전기적으로 연결되어 있다.Next, a material such as silicon oxide (SiO x ) or silicon nitride oxide (SiO x N y ) is deposited to form a support layer (not shown), and a conductive layer (not shown) made of a metal such as titanium on top thereof. E). Then, the support level 120 by patterning the support layer and the conductive layer to be a pair of support piers 122 having a desired shape and a pair of conductive lines 124 formed thereon, respectively, as shown in FIG. 1F. Is formed. Here, one end of the conductive line 124 is electrically connected to the connection terminal 114 of the driving substrate level (110).
다음으로, 도 1g에 도시된 바와 같이, 앞에서 기술된 제1희생층(150)의 형성과정과 동일한 방법으로 다결정 실리콘(poly-Si) 같은 재료로 제2희생층(160)을 형성하는데, 상기 제2희생층의 상부표면은 CMP 같은 평탄화 공정에 희하여 평평한 상부표면을 갖고, 상기 제2희생층(160)의 내부에는 제2마스크층(162) 및 제2포토레지스트패턴(164) 등을 이용하여 상기 지지레벨(120)이 부분적으로 노출되도록 한쌍의 제2개구부분(166)을 형성되어 있다.Next, as shown in FIG. 1G, the second sacrificial layer 160 is formed of a material such as polycrystalline Si in the same manner as the formation of the first sacrificial layer 150 described above. The upper surface of the second sacrificial layer has a flat upper surface due to a planarization process such as CMP, and the second mask layer 162 and the second photoresist pattern 164 are disposed inside the second sacrificial layer 160. A pair of second openings 166 are formed so that the support level 120 is partially exposed.
이어지는 공정으로, 도 1h에 도시된 바와 같이, 상기 제2희생층(160)의 제2개구부분(166) 내부에 한쌍의 포스트(140)를 형성한다. 여기에서, 상기 각각의 포스트(140)는 절연물질(142)에 둘러쌓인 전관(144)을 포함하는데, 상기 전관(142)의 하부끝은 상기 지지레벨(120)의 전도선(124)에 전기적으로 연결되어 있다.In a subsequent process, as shown in FIG. 1H, a pair of posts 140 are formed in the second opening 166 of the second sacrificial layer 160. Here, each of the posts 140 includes an electric conduit 144 surrounded by an insulating material 142, the lower end of the electric conduit 142 is electrically connected to the conductive line 124 of the support level 120. Is connected.
다음으로, 도 1i에 도시된 바와 같이, 상기 제2희생층(160) 및 상기 한쌍의 포스트(140)의 상부에 흡수레벨(130)이 형성된다. 상기 흡수레벨(130)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화산화물(SiOxNy)로 만들어진 흡수대(132), 상기 흡수대(132)의 내부에 형성된 꼬불꼬불한 연속적인 'ㄹ'자 모양의 볼로메터 요소(134) 및 상기 흡수대(132)의 상부에 형성된 적외선 흡수코팅(136) 등을 포함하는데, 상기 볼로메터 요소(134)의 양끝은 상기 포스트(140)의 대응하는 전관(144)에 각각 전기적으로 연결되어 있음으로서, 상기 볼로메터 요소(134)는 상기 포스트(140)의 전관(144), 상기 지지레벨(120)의 전도선(124) 등을 통하여 하부의 상기 구동기판레벨(110)의 접속단자(114)에 전기적으로 연결되어 있다.Next, as shown in FIG. 1I, an absorption level 130 is formed on the second sacrificial layer 160 and the pair of posts 140. The absorption level 130 is an absorption band 132 made of silicon oxide (SiOx) or silicon nitride oxide (SiOxNy), and a continuous continuous 'L' shaped bolometer element formed inside the absorption band 132 ( 134 and an infrared absorption coating 136 formed on top of the absorption zone 132, each end of the bolometer element 134 being electrically connected to a corresponding front tube 144 of the post 140, respectively. Thus, the bolometer element 134 is connected to the lower driving substrate level 110 through the front tube 144 of the post 140, the conductive line 124 of the support level 120, etc. And electrically connected to 114.
마지막으로, 상기 제1희생층(150) 및 제2희생층(160)을 등방성 식각공정을 통하여 제거함으로서 도 1j에 도시된 바와 같은 3층구조의 적외선 흡수볼로메터(100)가 형성된다.Finally, by removing the first sacrificial layer 150 and the second sacrificial layer 160 through an isotropic etching process, the infrared absorption bolometer 100 having a three-layer structure as shown in FIG. 1J is formed.
상기에 기술된 3층 구조로 된 적외선 흡수 볼로메터(100)의 제조방법에서 상기 제1희생층(150) 및 제2희생층(160)을 다결정실리콘을 사용하여 형성할 경우 600℃정도의 고온에서 증착하여야 하므로, 전도선(124) 같은 금속으로 이루어져 있으면서 노출되어 있는 경우에 산화되어 전기적으로 작동을 불가능하게 할 수 있고, 증착후에도 평탄한 상부표면을 얻기 위해서는 CMP 같은 별도의 평탄화 공정이 필요하다. 또한, 상기 제1희생층(150) 및 제2희생층(160)에 제1개구부분(156) 또는 제2개구부분(166)을 형성하기 위하여 그 상부에 일정한 패턴형상을 갖는 제1마스크층(152) 또는 제2마스크층(162)이 증착된후 제거되므로 공정이 복잡하고, 상기 제1마스크층(152) 및 제2마스크층(162)의 제거가 완전하게 이루어지지 않을 경우 잔존물이 형성되어 전체적 구조에 악영향을 미치는 문제점이 있었다.When the first sacrificial layer 150 and the second sacrificial layer 160 are formed using polycrystalline silicon in the method of manufacturing the infrared absorption bolometer 100 having the three-layer structure described above, a high temperature of about 600 ° C. Since it must be deposited at, the conductive line 124 may be made of a metal such as oxidized when exposed and may be electrically disabled, and a separate planarization process such as CMP is required to obtain a flat upper surface after deposition. In addition, a first mask layer having a predetermined pattern on top of the first sacrificial layer 150 and the second sacrificial layer 160 to form the first opening 156 or the second opening 166. The process is complicated because the 152 or the second mask layer 162 is removed after deposition, and a residue is formed when the first mask layer 152 and the second mask layer 162 are not completely removed. There was a problem that adversely affects the overall structure.
본 발명은 목적은 제1 및 제2희생층은 평탄화 물질로 이루어져 있어서 이후에 별도의 평탄화 공정이 필요없고, 상기 제1 및 제2 마스크층은 이후에 희생층 상부에 형성될 구성부재와 동일한 재료로 형성되어 있음으로서 제거할 필요가 없어 공정단계를 매우 간편하게 하고 기능적, 구조적으로 안정한 적외선 흡수 볼로메터의 제조방법을 제공하는 것이다.The object of the present invention is that the first and second sacrificial layers are made of a planarization material, so that there is no need for a separate planarization process, and the first and second mask layers are made of the same material as the constituent member to be later formed on the sacrificial layer. It is to provide a method of manufacturing an infrared absorption bolometer, which is very simple and functional and structurally stable because it does not need to be removed as it is formed.
본 발명의 목적에 일치하여 적외선 흡수 볼로메터의 제조방법의 구성단계는:기판과 한쌍의 접속단자을 구비한 구동기판레벨을 준비하고; 상기 구동기판레벨의 상부에 평탄화 물질을 증착하여 제1희생층을 형성하고; 상기 제1희생층의 상부에 이후에 형성될 지지교각과 동일한 재료로 이루어진 제1마스크층을 형성하고; 상기 제1마스크층을 제1포토레지스트 패턴을 따라 부분적으로 식각패턴하고; 상기 제1마스크층의 식각패턴을 따라 상기 제1희생층을 부분적으로 식각하여 제1개구부분을 형성하고 동시에 제1포토레지스트패턴을 제거하고; 상기 제1마스크층의 상부에 지지교각 및 전도선을 형성하여 지지레벨을 형성하고; 상기 지지레벨의 상부에 평탄화 물질로 이루어진 제2희생층을 증착하고; 상기 제2희생층의 상부에, 이후에 형성될 흡수대와 동일한 재료로 이루어진 제2마스크층을 증착하고; 상기 제2마스크층을 제2포토레지스트패턴을 이용하여 부분적으로 식각패턴하고; 상기 제2마스크층의 식각패턴을 따라 상기 제2희생층을 부분적으로 식각하면서 동시에 제2포토레지스트패턴을 제거하고; 상기 제2마스크층의 상부에 흡수대, 볼로메터요소, 흡수코팅 등을 포함한 흡수레벨을 형성하고; 상기 제1 및 제2희생층을 제거하여 형성되는 단계로 이루어져 있다.According to the object of the present invention, the constituent steps of the method for manufacturing an infrared absorption bolometer include: preparing a driving substrate level having a substrate and a pair of connecting terminals; Depositing a planarizing material on the driving substrate level to form a first sacrificial layer; Forming a first mask layer made of the same material as the support piers to be formed later on the first sacrificial layer; Partially etching the first mask layer along a first photoresist pattern; Partially etching the first sacrificial layer along the etching pattern of the first mask layer to form a first opening, and simultaneously removing the first photoresist pattern; Forming a support level by forming a support pier and a conductive line on the first mask layer; Depositing a second sacrificial layer of planarization material on top of said support level; Depositing a second mask layer made of the same material as the absorption band to be formed later on the second sacrificial layer; Partially etching the second mask layer using a second photoresist pattern; Partially etching the second sacrificial layer along the etching pattern of the second mask layer and simultaneously removing the second photoresist pattern; Forming an absorption level including an absorption band, a bolometer element, an absorption coating, and the like on an upper portion of the second mask layer; Comprising a step formed by removing the first and second sacrificial layer.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 다음에 설명하는 발명의 바람직한 실시예로 부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
도 1a 내지 1j는 종래의 적외선 흡수 볼로메터 제조방법을 설명하는 단면도,1A to 1J are cross-sectional views illustrating a conventional infrared absorption bolometer manufacturing method;
도 2a 내지 2j는 본 발명에 따른 적외선 흡수 볼로메터 제조방법을 설명하는 단면도.2A to 2J are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing an infrared absorption bolometer according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
210 : 구동기판레벨 212 : 기판 214 : 접속단자210: driving substrate level 212: substrate 214: connection terminal
216 : 보호층 220 : 지지레벨 222 : 지지교각216: protective layer 220: support level 222: support piers
224 : 전도선 230 : 흡수레벨 232 : 흡수대224: conducting wire 230: absorption level 232: absorption band
234 : 볼로메터요소 236 : 적외선 흡수코팅 240 : 포스트234: bolometer element 236: infrared absorption coating 240: post
242 : 전관 244 : 절연물질 250 : 제1희생층242: total building 244: insulating material 250: first sacrificial layer
252 : 제1마스크층 254 : 제1포토레지스트패턴 256 : 제1개구부분252: first mask layer 254: first photoresist pattern 256: first opening
260 : 제2희생층 262 : 제2마스크층 266 : 제2개구부분260: second victim layer 262: second mask layer 266: second opening
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 적외선 흡수 볼로메터의 제조방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a manufacturing method of the infrared absorption bolometer according to the present invention.
도 2a 내지 도 2j를 참조하면, 적외선 흡수 볼로메터(200)의 제조공정은 집적회로(도시되지 않음)와 한쌍의 접속단자(214)를 포함하는 기판(212)의 준비로서 시작된다. 상기 각각의 접속단자(214)는 상기 기판(212)의 상부에 위치하면서 상기 집적회로에 전기적으로 접속되어 있다.2A-2J, the fabrication process of the infrared absorption bolometer 200 begins with the preparation of a substrate 212 including an integrated circuit (not shown) and a pair of connection terminals 214. As shown in FIG. Each connection terminal 214 is positioned above the substrate 212 and electrically connected to the integrated circuit.
계속적으로, 실리콘 질화막(SiNx) 같은 잔류응력이 보상된 절연성이 우수한 재료로 만들어진 보호층(216)이 PECVD 방법을 사용하여 증착됨으로서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 기판(212)과 접속단자(214)를 완전하게 덮고 있는 구동기판레벨(210)이 형성된다.Subsequently, a protective layer 216 made of a material having excellent insulating properties such as silicon nitride film (SiN x ) having excellent compensation for residual stress is deposited using the PECVD method, thereby connecting with the substrate 212 as shown in FIG. 2A. A driving substrate level 210 is formed that completely covers the terminal 214.
다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 구동기판레벨(210)의 상부에 아큐플로(ACCUFLO) 같은 평탄화 물질을 스핀코팅방법을 이용하여 도포한 후 300℃정도의 온도에서 베이킹(Baking)하여 제1희생층(250)을 형성한다. 여기에서, 상기 아큐플로는 AlliedSignal Advanced Microelectronic Material사가 생산하는 평탄화물질중의 하나로 높은 평탄도를 갖기 위하여 우수한 유동특성을 가지고 있으면서 실리콘은 포함하지 않고 탄소(C)와 수소(H)의 결합을 기본조성으로 하는 물질이다.Next, as shown in FIG. 2B, a planarizing material such as ACCUFLO is applied to the upper portion of the driving substrate level 210 by using a spin coating method, and then baking at a temperature of about 300 ° C. The first sacrificial layer 250 is formed. Here, Accucu is one of the flattening materials produced by AlliedSignal Advanced Microelectronic Material, which has excellent flow characteristics in order to have high flatness and does not contain silicon, but basically forms a combination of carbon (C) and hydrogen (H). It is a substance.
계속적으로, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 제1희생층(250)의 상부에 20-200nm의 두께를 갖는 제1마스크층(252)을 증착한다. 여기에서 상기 제1마스층(252)은 종래의 제1희생층(250)의 상부에 형성될 구성부재와 동일한 재료 즉 지지교각(도시되지 않음)의 형성재료인 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화산화물(SiOxNy)를 사용하여 형성한다. 이후 상기 제1마스크층(252)의 상부에 제1포토레지스트패턴(254)을 형성하여 제1마스크층(252)을 부분적으로 패턴한다.Subsequently, as shown in FIG. 2C, a first mask layer 252 having a thickness of 20-200 nm is deposited on the first sacrificial layer 250. The first mask layer 252 may be formed of silicon oxide (SiOx) or silicon nitride, which is the same material as that of the structural member to be formed on the conventional first sacrificial layer 250, that is, a material for forming a support bridge (not shown). It is formed using an oxide (SiOxNy). Thereafter, a first photoresist pattern 254 is formed on the first mask layer 252 to partially pattern the first mask layer 252.
다음 단계로, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 제1마스크층(252)의 일정패턴에 따라 이방성 식각공정을 사용하여 제1희생층(250)을 부분적으로 식각하여 한쌍의 제1개구부분(256)을 형성하고, 동시에 제1마스크층(252)의 상부에 있는 포토레지스트패턴(254)을 제거한다.Next, as shown in FIG. 2D, the first sacrificial layer 250 is partially etched by using an anisotropic etching process according to a predetermined pattern of the first mask layer 252, so that a pair of first openings ( 256 is formed and the photoresist pattern 254 on the first mask layer 252 is removed at the same time.
이후의 공정으로, 도 2e에 도시된 바와 같이, 상기 제1마스크층(252)의 상부에 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화산화물(SiOxNy) 같은 절연물질로 이루어진 지지층(도시되지 않음) 및 티탄늄 같은 금속으로 이루어진 전도층(도시되지 않음)을 증착한 후 이를 각각 한쌍의 지지교각(232) 및 한쌍의 전도선(234)이 되도록 식각함으로서 지지레벨(230)이 형성된다. 상기 전도선(234)의 한쪽끝은 상기 구동기판레벨(210)의 접속단자(214)에 전기적으로 연결되어 있다. 여기에서, 상기 제1마스크층(252)의 경우 상기 지지교각(232)과 동일한 재료로 이루어져 있고 20-200nm의 두께로 매우 얇게 형성되어 있기 때문에 제거하지 않더라도 상기 지지교각(232)에 포함되어 버린다.Subsequently, as shown in FIG. 2E, a support layer (not shown) and titanium of an insulating material such as silicon oxide (SiOx) or silicon nitride oxide (SiOxNy) are formed on the first mask layer 252. A support level 230 is formed by depositing a conductive layer (not shown) made of the same metal and then etching the conductive layer to form a pair of support piers 232 and a pair of conductors 234, respectively. One end of the conductive line 234 is electrically connected to the connection terminal 214 of the driving substrate level 210. Here, the first mask layer 252 is made of the same material as the support pier 232 and is formed very thin with a thickness of 20-200 nm, so that the first mask layer 252 is included in the support pier 232 even if not removed. .
다음으로, 도 2f에 도시된 바와 같이, 상기 지지레벨(230)의 상부에 아큐플로 같은 평탄화 물질을 도포후 300℃정도의 온도로 베이킹하여 제2희생층(260)을 형성한다. 여기에서, 상기 아큐플로는 300℃정도의 상온에서 형성되기 때문에 하부에 위치한 지지레벨(230)의 전도선(234)이 쉽게 산화되지 않는다.Next, as shown in FIG. 2F, a planarization material such as acuflo is coated on the support level 230 and then baked at a temperature of about 300 ° C. to form a second sacrificial layer 260. Here, since the accucu is formed at room temperature of about 300 ° C., the conductive line 234 of the support level 230 located below is not easily oxidized.
그런후에, 앞에서 기술한 상기 제1희생층(250)의 제1개구부분(256)의 형성과정과 동일하게 상기 제2희생층(260)의 상부에 제2마스크층(262) 및 제2포토레지스트패턴(도시되지 않음) 등을 이용하여, 도 2g에 도시된 바와 같이, 상기 제2희생층(260)의 내부에 한쌍의 제2개구부분(266)을 형성한다. 여기에서, 상기 제2마스크층(262)의 경우 이후에 형성될 흡수대(도시되지 않음)와 동일한 재료 즉 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화산화물(SiOxNy)를 이용하여 형성한다.Thereafter, the second mask layer 262 and the second photo on the second sacrificial layer 260 are formed in the same manner as the formation process of the first opening 256 of the first sacrificial layer 250 described above. Using a resist pattern (not shown) or the like, as shown in FIG. 2G, a pair of second openings 266 are formed in the second sacrificial layer 260. In this case, the second mask layer 262 is formed using the same material as the absorption band (not shown) to be formed later, that is, silicon oxide (SiOx) or silicon nitride oxide (SiOxNy).
이어지는 공정으로, 도 2h에 도시된 바와 같이, 상기 제2희생층(260)의 한쌍의 제2개구부분(266) 내부에 각각 포스트(240)를 형성한다. 여기에서, 상기 각각의 포스트(240)는 절연물질(242)에 둘러쌓인 전관(244)을 포함하는데, 상기 전관(242)의 하부끝은 상기 지지레벨(220)의 전도선(224)에 전기적으로 연결되어 있다.In the subsequent process, as shown in FIG. 2H, the posts 240 are formed in the pair of second openings 266 of the second sacrificial layer 260, respectively. Here, each of the posts 240 includes an electric conduit 244 surrounded by an insulating material 242, the lower end of the electric conduit 242 is electrically connected to the conductive line 224 of the support level 220. Is connected.
다음으로, 도 2i에 도시된 바와 같이, 상기 제2희생층(260) 및 상기 한쌍의 포스트(240)의 상부에 흡수레벨(230)이 형성된다. 상기 흡수레벨(230)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화산화물(SiOxNy)로 만들어진 흡수대(232), 상기 흡수대(232)의 내부에 형성된 꼬불꼬불한 연속적인 'ㄹ'자 모양의 볼로메터 요소(234) 및 상기 흡수대(232)의 상부에 형성된 적외선 흡수코팅(236) 등을 포함하는데, 상기 볼로메터 요소(234)의 양끝은 상기 대응하는 포스트(240)의 전관(244)에 각각 전기적으로 연결되어 있음으로서, 상기 볼로메터 요소(234)는 상기 포스트(240)의 전관(244), 상기 지지레벨(220)의 전도선(224) 등을 통하여 하부의 상기 구동기판레벨(210)의 접속단자(214)에 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 상기 제2마스크층(262)는 20-200nm의 두께로 얇게 형성되어 있고 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화산화물(SiOxNy) 등의 상부의 흡수대(232)와 동일한 재료로 형성되어 있어서, 상기 제2마스크층(262)는 상기 흡수대(232)에 포함된다.Next, as illustrated in FIG. 2I, an absorption level 230 is formed on the second sacrificial layer 260 and the pair of posts 240. The absorption level 230 is an absorption band 232 made of silicon oxide (SiOx) or silicon nitride oxide (SiOxNy), and a continuous continuous 'L' shaped bolometer element formed inside the absorption band 232 ( 234 and an infrared absorption coating 236 formed on top of the absorption zone 232, wherein both ends of the bolometer element 234 are electrically connected to the front tube 244 of the corresponding post 240, respectively. Thus, the bolometer element 234 is connected to the lower driving substrate level 210 through the front tube 244 of the post 240, the conductive line 224 of the support level 220, etc. And electrically connected to 214. In addition, the second mask layer 262 is thinly formed with a thickness of 20-200 nm and is formed of the same material as the absorption band 232 of the upper portion such as silicon oxide (SiOx) or silicon nitride oxide (SiOxNy). The second mask layer 262 is included in the absorption band 232.
마지막으로, 상기 제1희생층(250) 및 제2희생층(260)을 에싱(Ashing)방법 등을 이용하여 제거됨으로서 도 2j에 도시된 바와 같은 적외선 흡수볼로메터(200)가 형성된다.Finally, the first and second sacrificial layers 250 and 260 are removed using an ashing method or the like, thereby forming an infrared absorbing bolometer 200 as shown in FIG. 2J.
본 발명에 따른 적외선 흡수 볼로메터의 제조방법은 제1 및 제2희생층은 평탄화 물질로 이루어져 있어서 이후에 별도의 평탄화 공정이 필요없고, 상기 제1 및 제2 마스크층은 이후에 희생층 상부에 형성될 구성부재와 동일한 재료로 형성되어 있음으로서 제거할 필요가 없어 공정단계를 매우 간편하게 한다. 또한 상기 제1희생층 및 제2희생층은 300℃정도의 상온에서 형성됨으로 금속으로 이루어진 구성부재 즉 전도선등이 노출되어 있더라도 산화되지 않아 기능적으로 안정하게 할수 있고, 제1 및 제2 희생층에 제1 및 제2개구부분 등을 형성하기 위한 제1 및 제2마스크층이 다음에 형성될 구성부재와 동일한 재료로 이루어져 있음으로서 제1 및 제2 마스크층의 잔존에 희한 구조적 악영향을 줄일수 있다.In the method for manufacturing an infrared absorbing bolometer according to the present invention, since the first and second sacrificial layers are made of a planarization material, there is no need for a separate planarization process, and the first and second mask layers are later disposed on the sacrificial layer. Since it is formed of the same material as the component to be formed, there is no need to remove it, which greatly simplifies the process step. In addition, the first sacrificial layer and the second sacrificial layer are formed at a room temperature of about 300 ° C., so that even if a constituent member made of metal, ie, a conductive line, is exposed, the first sacrificial layer and the second sacrificial layer are not oxidized, and thus can be functionally stabilized. Since the first and second mask layers for forming the first and second openings and the like are made of the same material as the constituent members to be formed next, structural adverse effects on the remaining of the first and second mask layers can be reduced. .
상술한 바와 같이 본 발명은 바람직한 예를 중심으로 설명 및 도시되었으나, 본 기술 분야의 숙련자라면 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 다양하게 변형 실시 할 수 있음을 알 수 있을 것이다.As described above, the present invention has been described and illustrated with reference to a preferred example, but it will be understood by those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention.
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| KR1019980061312A KR20000044812A (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | Method for fabricating infrared absorption bolometer |
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| KR100472542B1 (en) * | 2002-01-08 | 2005-03-09 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | Structure and method for manufacturing infrared bolometer |
| KR100501296B1 (en) * | 2001-08-22 | 2005-07-18 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | Infrared bolometer manufacture method |
| CN102935994A (en) * | 2012-08-13 | 2013-02-20 | 武汉高德红外股份有限公司 | Novel CMOS-MEMS compatible uncooled infrared sensor pixel level packaging method |
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1998
- 1998-12-30 KR KR1019980061312A patent/KR20000044812A/en not_active Application Discontinuation
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