KR20030016785A - 적외선 흡수 볼로메터 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 흡수 레벨에 형성되는 하부 전도선의 구조 신뢰화를 증진시킬 수 있도록 한다는 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 구동 기판 상부 전면에 폴리머로 이루어진 제 1 희생층과 다결정 실리콘으로 이루어진 마스크층을 순차적으로 증착하고, 마스크층의 상부에 포토레지스터를 도포하여 포토레지스터의 패턴에 따라 등방성 식각 방법을 이용하여 마스크층의 일부를 선택적으로 제거함으로써, 제 1 희생층의 일부를 노출시키며, 마스크층의 패턴에 따라 비등방성 식각 방법을 이용하여 제 1 희생층의 일부를 선택적으로 제거함으로써, 접속 단자의 일부를 노출시키는 개구부분을 형성한 후, 제 1 희생층이 식각된 부분인 개구부분에 형성되는 하부 전도선의 구조 신뢰화를 실현할 수 있으며, 구조의 신뢰화에 따른 하부 전도선의 저항 값을 안정화시킬 수 있다.
Description
본 발명은 볼로메터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각 물체가 방사하는 각종 적외선(온도)을 흡수하여 검출하는데 적합한 적외선 흡수 볼로메터의 제조 방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 볼로메터는 적외선 센서의 일종인 것으로, 물체에서 방사되는 적외선을 흡수하여 열 에너지로 변환할 때 그로 인한 온도 상승으로 전기 저항이 변화하는 것을 측정함으로써, 물체에 직접 접촉하지 않으면서도 물체 표면의 온도를 감지할 수 있는 특성을 갖는다.
일반적으로, 적외선은 그 파장이 가시광선보다 길고 전파보다 짧은 전자파의 일종으로 자연계에 존재하는 모든 물체는 사람을 비롯하여 모두 적외선을 방사하고 있다. 이때, 각 물체에서 방사되는 적외선은 온도에 따라 그 파장이 다르기 때문에 이러한 특성을 통해 온도 검출이 가능하다.
도 1은 통상적인 적외선 흡수 볼로메터를 나타내는 사시도이고, 도 3a 내지 3c는 종래의 볼로메터 제조 공정 과정을 나타내는 단면도이고, 도 4는 3c의 A 부분을 상세하게 나타낸 단면도이다. 즉, 도 3a 내지 3c는 볼로메터를 제조할 때 도 1에 도시된 적외선 흡수 볼로메터의 I-I선에 따라 보여지는 단면에서의 공정도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 적외선 흡수 볼로메터의 구성은 구동기판레벨(110), 지지레벨(120), 적어도 한쌍 이상의 포스트(130), 흡수레벨(140)로 구성된다.
도시된 바와 같이, 볼로메터의 제조공정은 집적회로(도시되지 않음)와 한쌍의 접속단자(112a)를 포함한 기판(100)의 준비로서 시작된다. 각각의 접속단자(112a)는 기판(100)의 상부에 위치하면서 집적회로에 전기적으로 접속되어 있다.
보호층(112)은 실리콘 질화막(SiNx) 같은 잔류응력이 보상된 절연성이 우수한 재료로 만들어지며, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방법을 사용하여 증착할 수 있다. 그리하여 기판(100)과 접속단자(112)를 완전하게 덮고 있는 구동기판레벨(110)이 형성된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 다결정 실리콘(poly-Si) 같은 재료로 구성되고, 평평한 상부표면을 가진 제 1 희생층(114)이 저압기상증착법(LPCVD : Low Presure Chemical Vapor Deposition)을 사용하여 증착된다. 그리고나서, 비등방성 식각 방법을 이용하여 제 1 희생층(114)이 부분적으로 제거됨으로서 한쌍의 빈구멍(116)이 형성된다.
그 다음으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 실리콘 질화물(SiNx) 같은 재료로 만들어진 하부 지지 교각(122)이 빈구멍(116)을 포함한 제 1 희생층(114)의 상부에 PECVD 법을 사용하여 증착되며, 접속단자(112a)가 노출되도록 하부 지지 교각(122)의 일부분을 식각함으로써 한쌍의 비어홀(Via hole)이 형성 후에, 티타늄 같은 금속으로 만들어진 하부 전도선(124)이 비어홀을 포함한 하부 지지 교각(122)의 상부에 스퍼터링법을 사용하여 증착되는데, 여기에서 비어홀 내부에 금속으로 만들어진하부 전도선(124)이 채워지면서 하부 전도선(124)이 접속단자(112a)와 전기적으로 연결하게 된다.
하부 전도선(124)과 하부 지지 교각(122)은 각각 금속 식각 방법과 비등방성 식각방법으로 패턴되면서 상부에 전도선이 형성되고, 전도선의 상부 전체를 포함하도록 실리콘 산화물을 증착하여 전도선 보호층(126)을 형성하고, 전도선 보호층(126)의 일부분을 비등방성 식각방법으로 식각하여 전도선 보호층(126)을 형성함으로서 한쌍의 지지교각인 지지레벨(120)이 형성된다.
도 3c를 참조하면, 지지레벨(120)의 상부에 제 1 희생층(114)과 동일한 물질을 도포 후 설정된 온도로 베이킹하여 제 2 희생층(128)을 형성한다. 그런후에, 앞에서 기술한 제 1 희생층(114)의 개구부분의 형성과정과 동일하게 제 2 희생층(128)의 상부에 실리콘 산화물로 이루어진 상부 지지 교각(142)과, 하부 전도선(124)과 연결되는 금속으로 이루어진 상부 전도선(144)과, 상부 지지 교각(142)과 동일한 재료인 실리콘 산화물로 이루어져 상부 전도선(144)의 상부에 증착되는 열 흡수층(146)을 PECVD법, 스퍼터링법 등을 사용하여 증착한 후, 금속식각법을 사용하여 셀단위로 나누어져 지지 포스트(130) 및 흡수레벨(140)을 형성한다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래 볼로메터의 경우 지지 레벨(120)의 상부에 형성되는 희생층의 두께에 비해 하부 지지 교각(122)의 두께가 매우 얇기 때문에, 일 예로서 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 희생층(114)의 식각 시에 언더 컷 현상이 유발되고, 이로 인해 후속하는 공정을 통해 하부 지지 교각(122)의 상부에 형성되는 하부 전도선(124)이 개구 부분에서 그 구조가 취약(도 4에서 점선으로 표시한 참조부호 B 부분)해지는 문제가 있으며, 이러한 문제들은 적외선 흡수 볼로메터의 제품 신뢰도를 저하시키는 주요한 요인 중의 하나가 되고 있는 실정이다.
또한, 하부 전도선(124)의 B부분이 높은 저항 값에 의해서 파손되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제 1 희생층의 상부에 마스크층을 형성한 후 노광, 등방성 식각 및 비등방성 식각 방법을 이용하여 약간의 슬로프를 주어 제 1 희생층을 식각함으로써, 슬로프를 갖는 하부 전도선을 형성할 수 있어 하부 전도선 구조의 취약해지는 문제를 해결할 수는 적외선 흡수 볼로메터 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부 회로와 전기적으로 연결되는 다수의 접속단자를 갖는 구동 기판 상에 셀 단위의 적외선 흡수 볼로메터를 제조하는 방법에 있어서, 상기 구동 기판 상부 전면에 폴리머로 이루어진 제 1 희생층과 다결정 실리콘으로 이루어진 마스크층을 순차적으로 증착하는 단계와, 상기 마스크층의 상부에 포토레지스터를 도포하고, 상기 포토레지스터의 패턴에 따라 등방성 식각 방법을 이용하여 상기 마스크층의 일부를 선택적으로 제거함으로써, 상기 제 1 희생층의 일부를 노출시키는 단계와, 상기 마스크층의 패턴에 따라 비등방성 식각 방법을 이용하여 상기 제 1 희생층의 일부를 선택적으로 제거함으로써, 상기 접속 단자의 일부를 노출시키는 개구부분을 형성하는 단계와, 상기 노출된 접속 단자를제외한 영역 전반에 걸쳐 하부 지지 교각을 형성하는 단계와, 상기 하부 지지 교각의 상부에 상기 노출된 접속단자에 연결되는 하부 전도선을 형성하는 단계와, 상기 하부 전도선 상부의 전면에 상기 하부 전도선 보호층을 형성하고, 상기 보호층, 하부 지지 교각 및 하부 전도선의 일부를 선택적으로 제거하여 상기 제 1 희생층의 일부를 노출시킴으로써, 지지 레벨을 형성하는 단계와, 상기 지지 레벨 구조와 사이에 제 2 희생층이 게재하며, 상기 하부 전도선에 연결되는 상부 전도선이 포함된 흡수 레벨을 형성 단계와, 상기 제 1 및 제 2 희생층을 제거함으로써 각 셀 단위의 볼로메터 구조를 완성하는 단계를 포함한다.
도 1은 전형적인 적외선 흡수 볼로메터의 사시도,
도 2a 내지 2j는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 적외선 흡수 볼로메터를 제조하는 주요 공정을 도시한 공정 단면도,
도 3a 내지 3c는 종래 적외선 흡수 볼로메터의 제조 공정을 나타내는 단면도,
도 4는 도 3c에 도시된 참조부호 A 부분에서 하부 전도선 보호층을 형성하기 전 상태의 확대 단면도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
110 : 구동 기판 레벨 112, 126 : 보호층
112a : 접속단자 115 : 마스크층
117 : 포토레지스터 120 : 지지 레벨
122 : 하부 지지 교각 124 : 하부 전도선
130 : 포스트 140 : 흡수 레벨
142 : 상부 지지 교각 144 : 상부 전도선
146 : 열 흡수층
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2a 내지 2j는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 적외선 흡수 볼로메터를 제조하는 주요 공정을 도시한 공정 단면도이다.
볼로메터의 제조공정은 집적회로(도시되지 않음)와 한쌍의 접속단자(112a)를 포함한 기판(100)의 준비로서 시작된다. 각각의 접속단자(112a)는 기판(100)의 상부에 위치하면서 집적회로에 전기적으로 접속되어 있다.
보호층(112)은 실리콘 질화막(SiNx) 같은 잔류응력이 보상된 절연성이 우수한 재료로 만들어지며, PECVD 방법을 사용하여 증착할 수 있다. 그리하여, 도 2a에 도시된 바와 같이, 보호층(120)이 접속 단자(112a)를 제외한 기판(100) 상부를 덮고 있는 구동기판레벨(110)이 형성된다.
도 2a를 참조하면, 구동기판레벨(110)은 집적회로(도시되지 않음)가 형성되어 있는 기판(100), 한쌍의 접속단자(112a) 및 보호층(112)을 포함한다. 금속으로 만들어진 각각의 접속단자(112a)는 기판(100)의 상부에 형성되어 있고 기판(100)의 집적회로에 전기적으로 접속되어 적외선 방사에너지 흡수작용에 의한 볼로메터의 저항변화를 집적회로에 전달한다. 보호층(112)은 잔류응력이 보상되고 절연성이 우수한 재료 즉, 실리콘 질화막으로 만들어져 있으면서 기판(100)을 덮고 있도록 형성되어 공정중에 기판(100)에 손상이 가지 않도록 한다.
다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 폴리머와 같은 재료로 구성되고, 평평한 상부표면을 가진 제 1 희생층(114)이 구동 기판 레벨(110)의 상부 전면에 저압기상증착법(LPCVD)을 사용하여 증착한다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 다결정 실리콘(poly Si) 같은 재료로 구성되고, 평평한 상부표면을 가진 마스크층(115)이 제 1 희생층(114)의 상부 전면에 저압기상증착법(LPCVD)을 사용하여 증착된다.
그리고 나서, 도 2d 내지 2e에 도시된 바와 같이, 마스크층(115)의 상부에 포토레지스터(117)를 일정 패턴에 따라 형성한 후, 포토레지스터 패턴에 따라 등방성 식각 공정을 사용하여 제 1 희생층(114)의 상부 일부가 노출되도록 마스크층(115)을 식각하여 한쌍의 개구부분을 형성하고, 마스크층(115)의 상부에 도포된 포토레지스터(117)를 제거한다.
그리고 나서, 도 2f에 도시된 바와 같이, 제 1 희생층(114)과 마스크층(115)을 동시에 비등방성 식각공정을 사용하여 접속 단자(112a)의 일부를 노출되도록 제 1 희생층(114)과 마스크층(115)을 식각하여 한쌍의 빈 구멍을 형성한다.
이와 같이 제 1 희생층(114)의 상부에 다결정 실리콘과 같은 물질로 이루어진 마스크층(115)을 형성한 후 노광, 등방성 식각 및 비등방성 식각 방법을 이용하여 약간의 슬로프를 주어 제 1 희생층(114)을 식각함으로써, 후술되는 공정에서 형성되는 하부 전도선 구조를 슬로프를 주어 형성할 수 있어 하부 전도선 구조가 취약해지는 문제를 해결할 수 있다.
이어서, 상부 표면에 하부 지지 교각 물질을 형성하고 패터닝을 통해 그 일부를 제거하여 접속단자(112a)의 상부를 노출시켜 하부 지지 교각(122)을 형성하며, 하부 지지 교각(122)의 상부에 하부 전도선(124)과 보호막(126)을 순차 형성함으로써, 도 2g에 도시된 바와 같이, 제 1 희생층(114)의 상부에 접속단자(112a)와 전기적으로 연결되는 지지 레벨(120)의 구조를 완성한다.
여기에서, 하부 지지 교각(122) 및 보호막(126)으로는, 예를 들면 SiO2가 사용되고, 하부 전도선(124)으로는, 예를 들면 Ti가 사용될 수 있다.
다시, 지지 레벨(120)의 상부에 후막의 제 2 희생층(128)을 형성하고 포토리소그라피 공정 및 식각 공정 등을 수행하여 제 2 희생층(128)과 보호막(126)의 일부를 제거함으로써, 지지 레벨(120)의 자유단 측 종단 부분에 있는 하부 전도선(124)의 상부 일부를 노출시키는 포스트 형성홀을 형성한 후, 상부 전면에 걸쳐 소정 두께의 상부 지지 교각 물질을 형성하고, 패터닝 공정을 수행하여 포스트 형성홀의 하부 면에 있는 상부 지지 교각 물질을 선택적으로 제거하여 하부 전도선(124)의 상부 일부를 노출시킴으로써, 일 예로서 도 2h에 도시된 바와 같이, 상부 지지 교각(142)을 형성한다. 여기에서, 상부 지지 교각(142)은 흡수 레벨의 지지는 물론 열 흡수층으로서도 기능한다.
다시, 스퍼터링 등과 같은 증착 공정을 수행하여 상부 전면에 걸쳐 박막의 전도성 물질(예를 들면, Ti 등)을 형성하고, 금속 식각 공정을 수행하여 전도성 물질의 일부를 선택적으로 제거함으로써, 상부 지지 교각(142)의 상부에 하부 전도선(124)과 전기적으로 연결되는 상부 전도선(144)을 형성한다.
다음에, 상부 전면에 걸쳐 열 흡수층 물질(예를 들면, SiO2등)을 형성(증착)한 후 포토리소그라피 공정, 식각 공정 등을 통해 열 흡수층 물질과 상부지지 교각의 일부를 선택적으로 제거하여 제 2 희생층(128)의 상부 일부를 노출시킴으로써, 일 예로서 도 2i에 도시된 바와 같이, 상부 지지 교각(142), 상부 전도선(144) 및 열 흡수층(148)이 순차 적층된 형태를 갖는 흡수 레벨(140)의 구조를 완성한다. 즉, 이러한 과정을 통해 볼로메터를 각 셀 단위로 분리한다.
마지막으로, 셀 단위로 분리된 볼로메터 구조에서 제 1 및 제 2 희생층(114,128)을 제거함으로써, 일 예로서 도 2j에 도시된 바와 같이, 셀 단위의 볼로메터를 완성한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 제 1 희생층의 상부에 다결정 실리콘과 같은 물질로 이루어진 마스크층을 형성한 후 노광, 등방성 식각 및 비등방성 식각 방법을 이용하여 약간의 슬로프를 주어 제 1 희생층을 식각함으로써, 제 1 희생층이 식각된 부분에 형성되는 하부 전도선의 구조 신뢰화를 실현할 수 있으며, 구조의 신뢰화에 따른 하부 전도선의 저항값을 안정화시킬 수 있다.
Claims (1)
- 내부 회로와 전기적으로 연결되는 다수의 접속단자를 갖는 구동 기판 상에 셀 단위의 적외선 흡수 볼로메터를 제조하는 방법에 있어서,상기 구동 기판 상부 전면에 폴리머로 이루어진 제 1 희생층과 다결정 실리콘으로 이루어진 마스크층을 순차적으로 증착하는 단계와,상기 마스크층의 상부에 포토레지스터를 도포하고, 상기 포토레지스터의 패턴에 따라 등방성 식각 방법을 이용하여 상기 마스크층의 일부를 선택적으로 제거함으로써, 상기 제 1 희생층의 일부를 노출시키는 단계와,상기 마스크층의 패턴에 따라 비등방성 식각 방법을 이용하여 상기 제 1 희생층의 일부를 선택적으로 제거함으로써, 상기 접속 단자의 일부를 노출시키는 개구부분을 형성하는 단계와,상기 노출된 접속 단자를 제외한 영역 전반에 걸쳐 하부 지지 교각을 형성하는 단계와,상기 하부 지지 교각의 상부에 상기 노출된 접속단자에 연결되는 하부 전도선을 형성하는 단계와,상기 하부 전도선 상부의 전면에 상기 하부 전도선 보호층을 형성하고, 상기 보호층, 하부 지지 교각 및 하부 전도선의 일부를 선택적으로 제거하여 상기 제 1 희생층의 일부를 노출시킴으로써, 지지 레벨을 형성하는 단계와,상기 지지 레벨 구조와 사이에 제 2 희생층이 게재하며, 상기 하부 전도선에연결되는 상부 전도선이 포함된 흡수 레벨을 형성 단계와,상기 제 1 및 제 2 희생층을 제거함으로써 각 셀 단위의 볼로메터 구조를 완성하는 단계로 이루어진 적외선 흡수 볼로메터 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020010050519A KR20030016785A (ko) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | 적외선 흡수 볼로메터 제조 방법 |
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| KR1020010050519A KR20030016785A (ko) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | 적외선 흡수 볼로메터 제조 방법 |
Publications (1)
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Family
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Family Applications (1)
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-
2001
- 2001-08-22 KR KR1020010050519A patent/KR20030016785A/ko not_active Application Discontinuation
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