KR20010046434A - 열영상 검출용 초전소자 제조방법 - Google Patents
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Abstract
글래스의 구조 변경을 통하여, 유전막으로부터 글래스를 용이하게 분리할 수 있도록 한 열영상 검출용 초전소자 제조방법이 개시된다.
이를 구현하기 위하여 본 발명에서는, 유전막의 프론트면을 소정 부분 선택식각하여 상기 유전막 내에 복수의 홈을 형성하는 공정과; 상기 홈 내부의 슬레그를 제거하는 공정과; 상기 홈 내에만 선택적으로 에치스토퍼막을 형성하는 공정과; 상기 결과물 전면에, "공통 전극/페릴렌막/반투과성막" 적층 구조의 IR 흡수막을 형성하는 공정과; 상기 IR 흡수막 상에 복수의 관통 홀이 구비된 글래스를 부착하는 공정과; 상기 에치스토퍼막이 노출되도록 상기 유전막의 백면을 소정 두께 폴리싱하여 유전막 패턴을 형성하는 공정과; 상기 유전막 패턴의 백면 상에만 선택적으로 제 1 금속 전극을 형성하는 공정과; 상기 제 1 금속 전극 상에 인듐 범프를 형성하는 공정; 및 메사 형상의 아이솔레이션 절연막과 제 2 금속 전극이 구비된 반도체 칩을 준비한 다음, 상기 인듐 범프를 매개체로 이용하여 상기 제 2 금속 전극과 상기 제 1 금속 전극 간을 플립 칩 본딩하는 공정으로 이루어진 열영상 검출용 초전소자 제조방법이 제공된다.
Description
본 발명은 글래스의 구조 변경을 통하여, 유전막으로부터의 글래스 분리가 용이하게 이루어질 수 있도록 한 열영상 검출용 초전소자 제조방법에 관한 것이다.
최근들어, 전기석, 주석산 또는 자당등의 결정체의 일부를 가열하여 생기는 표면의 유전분극에 의한 전하를 이용하는 초전기에 대한 연구 개발이 매우 활발하게 이루어지고 있다. 초전형 열전소자는 이러한 초전기를 이용한 소자의 하나로서 별도로 제조된 단결정 구조의 집적소자와 모듈 형태로 재조합되어 열영상 검출용 초전소자로 사용되고 있다.
도 1a 내지 도 1i에는 상기 초전형 열전소자와 단결정 구조의 집적소자가 조합된 종래의 열영상 검출용 초전소자 제조방법을 도시한 공정수순도가 제시되어 있다. 상기 공정수순도를 참조하여 그 제조방법을 제 9 단계로 구분하여 살펴보면 다음과 같다.
제 1 단계로서, 도 1a에 도시된 바와 같이 유전막(10)의 프론트면을 소정 부분 레이저 식각하여 유전막(10) 내에 복수의 홈(g)을 형성한다. 이때, 유전막(10)은 유전체의 자발 분극에 의해 초전 전류가 발생하는 강유전체 물질로 형성되는데, 그 대표적인 예로는 BST(BaSrTiO3), PZT(PbZrTiO3), BT(BaTiO3), PST(PbScTaO3) 등을 들 수 있다.
제 2 단계로서, 도 1b에 도시된 바와 같이 레이저 식각시 생성된 슬레그를 제거하고 식각면의 균질성(uniformity)을 향상시킬 목적으로 습식식각 공정을 적용하여 상기 홈(g) 내부를 소정 부분 식각처리한다. 그 결과, 도시된 형태의 홈(g')이 만들어지게 된다.
제 3 단계로서, 도 1c에 도시된 바와 같이 상기 홈(g') 내부가 충분히 채워지도록 유전막(10) 상의 프론트면에 폴리이미드(polyimide) 재질의 에치스토퍼막(12)을 형성하고, 이를 소정 두께 폴리싱하여 상기 홈(g') 내에만 에치스토퍼막(12)을 잔존시킨다.
제 4 단계로서, 도 1d에 도시된 바와 같이 에치스토퍼막(12)을 포함한 유전막(10)의 프론트면에 "공통 전극(14)/페릴렌막(parylene)(16)/반투과성막(18)" 적층 구조의 적외선 흡수막(이하, IR 흡수막이라 한다)을 형성한다.
제 5 단계로서, 도 1e에 도시된 바와 같이 에폭시(epoxy)나 왁스(wax) 재질의 접착제(20)를 사용하여 상기 IR 흡수막을 이루는 반투과성막(18) 상에 글래스(22)를 부착한다.
제 6 단계로서, 도 1f에 도시된 바와 같이 제 5 단계에서 제조된 결과물을 뒤집어 유전막(10)의 백면이 위로 올라오도록 위치 정렬한 다음, 에치스토퍼막(12)이 노출될 때까지 상기 유전막(10)의 백면을 폴리싱하여 에치스토퍼막(12) 사이 사이에 유전막 패턴(10a)이 놓여지도록 한다. 이어, 폴리싱된 유전막 패턴(10a)의 백면 상에만 선택적으로 "In/Au/TiW/NiCr" 적층 구조의 제 1 금속 전극(24)을 형성하고, 상기 금속 전극(24) 상에 인듐 범프(26)를 형성한다.
제 7 단계로서, 도 1g에 도시된 바와 같이 메사 형상의 아이솔레이션 절연막(52)과 제 2 금속 전극(54)이 구비된 반도체 칩(50)을 준비한다.
제 8 단계로서, 도 1h에 도시된 바와 같이 인듐 범프(26)를 매개체로 이용하여 반도체 칩(50) 상의 제 2 금속 전극(54)과 유전막 패턴(10a) 백면의 제 1 금속 전극(24) 간을 플립 칩 본딩한다.
제 9 단계로서, 도 1i에 도시된 바와 같이 IR 흡수막을 이루는 반투과성막(18)으로부터 글래스(22)를 분리하고, 상기 홈(g') 내의 에치스토퍼막(12)을 제거하므로써, 본 공정 진행을 완료한다.
그러나, 상기에 언급된 일련의 공정수순에 의거하여 열영상 검출용 초전 소자를 제조할 경우에는 소자 제조시 다음과 같은 문제가 발생된다.
유전막(10) 상에 글래스(22) 부착시, 접착제(20)로서 에폭시를 이용할 경우에는 왁스를 사용한 경우에 비해 우수한 접착 특성을 얻을 수 있기는 하나 플립 칩 본딩후 IR 흡수막으로부터의 글래스 분리가 어렵다는 문제가 발생되고, 반면 왁스를 이용할 경우에는 에폭시를 사용한 경우에 비해 접착력이 떨어지므로 분리 자체가 용이하기는 하나 재질 특징상, 케미컬 특성이 약하고 용융점(mealting point)과 연화점(softening point)이 이 낮다는 특성을 지녀, 공정 진행시 가해지는 열 스트레스(thermal stress)나 습식식각(특히, 세정 작업)시 이용되는 케미컬로부터 왁스가 손상(damage)되는 문제가 발생된다.
이에 본 발명의 목적은, 복수의 관통 홀이 구비된 글래스를 적용하여 열영상 검출용 초전소자를 제조해 주므로써, 에폭시 재질의 접착제를 사용하여 유전막과 글래스 간을 부착시켜 주더라도 유전막으로부터의 글래스 분리가 용이하게 이루어질 수 있도록 한 열영상 검출용 초전소자 제조방법을 제공함에 있다.
도 1a 내지 도 1i는 종래의 열영상 검출용 초전소자 제조방법을 도시한 공정수순도,
도 2a 내지 도 2i는 본 발명에 의한 열영상 검출용 초전소자 제조방법을 도시한 공정수순도이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 유전막의 프론트면을 소정 부분 선택식각하여 상기 유전막 내에 복수의 홈을 형성하는 공정과; 상기 홈 내부의 슬레그를 제거하는 공정과; 상기 홈 내에만 선택적으로 에치스토퍼막을 형성하는 공정과; 상기 결과물 전면에, "공통 전극/페릴렌막/반투과성막" 적층 구조의 IR 흡수막을 형성하는 공정과; 상기 IR 흡수막 상에 복수의 관통 홀이 구비된 글래스를 부착하는 공정과; 상기 에치스토퍼막이 노출되도록 상기 유전막의 백면을 소정 두께 폴리싱하여 유전막 패턴을 형성하는 공정과; 상기 유전막 패턴의 백면 상에만 선택적으로 제 1 금속 전극을 형성하는 공정과; 상기 제 1 금속 전극 상에 인듐 범프를 형성하는 공정; 및 메사 형상의 아이솔레이션 절연막과 제 2 금속 전극이 구비된 반도체 칩을 준비한 다음, 상기 인듐 범프를 매개체로 이용하여 상기 제 2 금속 전극과 상기 제 1 금속 전극 간을 플립 칩 본딩하는 공정으로 이루어진 열영상 검출용 초전소자 제조방법이 제공된다.
상기 공정을 적용하여 초전소자를 제조할 경우, 유전막으로부터 글래스 분리시 에폭시 분리 용액이 글래스의 사면외에 그 내부에 만들어진 관통 홀을 통해서도 침투하게 되므로, 유전막과 글래스 간의 분리 작업이 보다 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2a 내지 도 2i는 본 발명에서 제안된 열영상 검출용 초전소자 제조방법을 도시한 공정수순도를 나타낸 것으로, 이를 참조하여 그 제조방법을 제 9 단계로 구분하여 살펴보면 다음과 같다. 여기서는 편의상, 종래 기술과 동일하게 진행되는 부분은 간략하게만 언급하고 차별화되는 부분을 중심으로 살펴본다.
제 1 단계로서, 도 2a에 도시된 바와 같이 유전막(100)의 프론트면을 소정 부분 레이저 식각하여 유전막(100) 내에 복수의 홈(g)을 형성한다. 이때, 유전막(100)은 유전체의 자발 분극에 의해 초전 전류가 발생하는 강유전체 물질(예컨대, BST, PZT, BT, PST 등)로 형성되며, 상기 홈(g) 형성 공정은 레이저 식각 공정 대신 이온 밀링법으로 실시해 주어도 무방하다.
제 2 단계로서, 도 2b에 도시된 바와 같이 레이저 식각시 생성된 슬레그를 제거하고 식각면의 균질성을 향상시킬 목적으로 습식식각 공정을 이용하여 상기 홈(g) 내부를 소정 부분 식각처리한다. 그 결과, 도시된 형태의 홈(g')이 만들어지게 된다.
제 3 단계로서, 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 홈(g') 내부가 충분히 채워지도록 유전막(100) 상의 프론트면에 폴리이미드 재질의 에치스토퍼막(102)을 형성하고, 유전막(100) 표면이 노출될 때까지 이를 폴리싱하여 상기 홈(g') 내에만 에치스토퍼막(102)을 잔존시킨다.
제 4 단계로서, 도 2d에 도시된 바와 같이 에치스토퍼막(102)을 포함한 유전막(100)의 프론트면에 "공통 전극(104)/페릴렌막(106)/반투과성막(108)" 적층 구조의 IR 흡수막을 형성한다. 이때, 상기 공통 전극(104)과 반투과성막(108)은 NiCr이나 TiW 재질로 형성된다.
제 5 단계로서, 도 2e에 도시된 바와 같이 에폭시 재질의 접착제(110)를 사용하여 상기 IR 흡수막을 이루는 반투과성막(108) 상에 복수의 관통 홀(h)이 구비된 글래스(112)를 부착한다. 이와 같이 관통 홀(h)이 구비된 글래스(112)를 적용하여 소자 제조를 이룬 것은 플립 칩 본딩 공정 완료후 실시되는 유전막으로부터의 글래스 분리 작업시 에폭시 분리 용액의 침투 부위를 넓혀 주기 위함이다.
제 6 단계로서, 도 2f에 도시된 바와 같이 제 5 단계에서 제조된 결과물을 뒤집어 유전막(100)의 백면이 위로 올라오도록 위치 정렬한 다음, 에치스토퍼막(102)이 노출될 때까지 상기 유전막(100)의 백면을 폴리싱하여 에치스토퍼막(102) 사이 사이에 유전막 패턴(100a)이 놓여지도록 한다. 이어, 폴리싱된 유전막 패턴(100a)의 백면 상에만 선택적으로 "In/Au/TiW/NiCr" 적층 구조의 제 1 금속 전극(114)을 형성하고, 상기 금속 전극(114) 상에 인듐 범프(116)를 형성한다.
제 7 단계로서, 도 2g에 도시된 바와 같이 신호처리를 위한 회로가 집적된 반도체 칩(150)을 준비하고, 그 위에 메사 형상을 갖는 폴리이미드 재질의 아이솔레이션 절연막(152)을 형성한 다음, 상기 아이솔레이션 절연막(152)의 상면과 그 일 측면 및 반도체 칩(150) 상의 소정 부분에 걸쳐 제 2 금속 전극(154)을 형성한다.
제 8 단계로서, 도 2h에 도시된 바와 같이 유전막 패턴(100a)과 아이솔레이션 절연막(152)이 상·하측부에서 각각 일대일 대응되도록 위치 정렬한 다음, 인듐 범프(116)를 매개체로 이용하여 반도체 칩(150) 상의 제 2 금속 전극(154)과 유전막 패턴(100a) 백면의 제 1 금속 전극(114) 간을 플립 칩 본딩한다.
제 9 단계로서, 도 2i에 도시된 바와 같이 IR 흡수막을 이루는 반투과성막(108)으로부터 글래스(112)를 분리하고, 상기 홈(g') 내의 에치스토퍼막(102)을 제거해 주므로써, 본 공정 진행을 완료한다.
이와 같이 공정을 진행할 경우, 반투과성막(108)으로부터 글래스(112) 분리시 에폭시 분리 용액이 글래스(112)의 사면(four side)외에 그 내부에 만들어진 관통 홀을 통해서도 침투하게 되므로, 공정 진행상의 어려움없이도 유전막 패턴(100a)과 글래스(112) 간을 용이하게 분리할 수 있게 된다.
뿐만 아니라, 기존의 경우에는 접착제(110)로서 에폭시를 사용할 경우 유전막과 글래스간의 분리가 어려워 전체적인 칩 사이즈 증가에 제한이 따랐으나, 본 기술을 적용할 경우에는 전체적인 칩 사이즈를 크게 가져가더라도 글래스(112) 내의 관통 홀(h) 개수 조절을 통해 유전막과 글래스간을 쉽게 분리할 수 있게 되므로, 초전 소자 제조시 칩 사이즈의 크기 제한으로부터 자유로와질 수 있다는 부가적인 효과 또한 얻을 수 있게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 복수의 관통 홀이 구비된 글래스를 적용하여 열영상 검출용 초전소자를 제조하므로써, 유전막으로부터 글래스 분리시 에폭시 분리 용액이 침투되는 영역을 기존보다 넓게 확보할 수 있게 되므로, 에폭시 재질의 접착제를 사용하여 유전막과 글래스 간을 부착하더라도 공정 진행상의 어려움없이 유전막과 글래스 간을 분리시킬 수 있게 된다.
Claims (1)
- 유전막의 프론트면을 소정 부분 선택식각하여 상기 유전막 내에 복수의 홈을 형성하는 공정과;상기 홈 내부의 슬레그를 제거하는 공정과;상기 홈 내에만 선택적으로 에치스토퍼막을 형성하는 공정과;상기 결과물 전면에, "공통 전극/페릴렌막/반투과성막" 적층 구조의 IR 흡수막을 형성하는 공정과;상기 IR 흡수막 상에 복수의 관통 홀이 구비된 글래스를 부착하는 공정과;상기 에치스토퍼막이 노출되도록 상기 유전막의 백면을 소정 두께 폴리싱하여 유전막 패턴을 형성하는 공정과;상기 유전막 패턴의 백면 상에만 선택적으로 제 1 금속 전극을 형성하는 공정과;상기 제 1 금속 전극 상에 인듐 범프를 형성하는 공정; 및메사 형상의 아이솔레이션 절연막과 제 2 금속 전극이 구비된 반도체 칩을 준비한 다음, 상기 인듐 범프를 매개체로 이용하여 상기 제 2 금속 전극과 상기 제 1 금속 전극 간을 플립 칩 본딩하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 열영상 검출용 초전소자 제조방법.
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990050210A KR100308789B1 (ko) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | 열영상 검출용 초전소자 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100308789B1 (ko) |
-
1999
- 1999-11-12 KR KR1019990050210A patent/KR100308789B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100308789B1 (ko) | 2001-11-02 |
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