KR20030016866A - 적외선 흡수 볼로메터의 산화막 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
적외선 흡수 볼로메터의 산화막 형성 방법을 개시한다.
적외선 흡수층의 적외선 흡수율을 높이기 위해서는 다공질의 SiO2막이 필요하지만, 일반적인 PECVD 장비를 이용하여 SiO2막을 증착하는 경우에는 다공질의 산화막이 용이하게 형성될 수 없다는 단점이 있다.
본 발명은 양극 산화 장치를 이용하여 다공질의 산화막을 적외선 흡수층의 Ti막 표면에 형성함으로써, 적외선 흡수층의 적외선 흡수율을 향상시키며, 나아가서 볼로메터의 검출 신호 성능을 증진시키도록 구현한 것이다.
Description
본 발명은 볼로메터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적외선 흡수율이 높은다공질 산화막을 형성하는데 적합한 적외선 흡수 볼로메터의 산화막 형성 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.
한편, 볼로메터는 금속 또는 반도성 재료를 이용하여 제조되는데, 그 구조는, 일 예로서 도 1에 도시된 바와 같다.
도 1은 전형적인 적외선 흡수 볼로메터의 사시도로서, 크게 구분해 볼 때, 상부에 보호막(112)이 피복된 구동 기판 레벨(110), 지지 레벨(120), 포스트(130) 및 검출 레벨(140)을 포함하며, 지지 레벨(120)이 구동 기판 레벨(110)내의 접속단자를 통해 지지되고, 검출 레벨(140)이 지지 레벨(120)의 자유단 측 종단에 형성된 포스트(130)를 통해 고정 지지되는 형상을 갖는다.
도 2은 도 1에 도시된 볼로메터의 I-I선을 따라 절단한 종래 적외선 흡수 볼로메터의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 종래의 적외선 흡수 볼로메터는 지지 레벨(220)내의 하부전도선(224)이 구동 기판 레벨(210)상에 형성된 접속단자(212a)에 전기적으로 연결되고, 지지 레벨(220)은 하부 지지 교각(222), 하부 전도선(224) 및 보호막(226)이 순차 적층된 구조를 가지며, 지지 레벨(220)의 자유단 측 종단에는 하부 전도선(224)에 전기적으로 연결되는 포스트(230)가 형성되어 있다.
여기에서, 구동 기판 레벨(210)은 접속단자(212a) 부분을 제외한 나머지 영역들이 실리콘 질화막 등과 같은 보호막(212)으로 피복되어 있으며, 도면에서의 상세한 도시는 생략하였으나, 구동 기판 레벨(210)의 내부에는 볼로메터를 구동하기 위한 집적회로가 내장되어 있다.
이때, 지지 레벨(220)을 형성하는 하부 지지 교각(222) 및 보호막(226)의 재질로는, 예를 들면 SiO2가 사용되고, 하부 전도선(224)의 재질로는 Ti가 사용될 수 있다.
또한, 포스트(230)와 일체로 형성되는 검출 레벨(240)은 상부 지지 교각(242), 상부 전도선(244) 및 적외선 흡수층(246)이 순차 적층되는 구조를 가지며, 상부 지지 교각(242)의 재질로는 TiO2가 사용되고, 상부 전도선(244)의 재질로는 Ti가 사용되며, 적외선 흡수층(246)의 재질로는 SiO2가 사용될 수 있다.
상술한 바와 같은 구조를 형성하기 위해서는 먼저 보호막(226)의 상부에 소정 두께의 희생층(도시 생략)을 형성하고, 희생층과 보호막(226)의 일부를 제거하여 하부 전도선(224)의 일부를 노출시킴으로써, 포스트 형성용 홀을 형성하며, 상부 지지 교각 물질을 형성한 후 포스트 형성용 홀의 하부 면에 있는 상부 지지 교각 물질의 일부를 제거하여 상부 지지 교각(242)을 형성하고, 다시 상부 표면상에 박막의 상부 전도선(244)을 형성한 후 그 상부에 적외선 흡수층(246)을 형성하는 방식의 제조 공정을 수행하게 된다.
이때, SiO2로 형성되는 적외선 흡수층(246)은 기본적으로 양호한 적외선 흡수율을 지녀야만 하는 바, 적외선 흡수율을 높이기 위해서 다공질(porous)의 SiO2막이 필요하게 되었다. 그러나, 일반적인 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장비를 이용하여 증착한 SiO2막은 다공질의 산화막으로 형성하기에는 많은 무리가 따른다는 문제가 제기되었다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로, 양극 산화 장치를 이용하여 다공질의 산화막을 Ti막 표면에 형성함으로써, 적외선 흡수층의 적외선 흡수율을 향상시키도록 한 적외선 흡수 볼로메터의 산화막 형성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부 회로와 전기적으로 연결되는 다수의 접속단자를 갖는 구동 기판 상에 셀 단위의 적외선 흡수 볼로메터의 산화막을 형성하는 방법에 있어서, 구동 기판과의 사이에 제 1 희생층을 게재하며, 대응하는 접속단자에 연결되는 하부 전도선이 포함된 지지 레벨 구조를 형성하는 과정; 지지 레벨 구조를 매립하는 형태의 제 2 희생층을 형성하고, 제 2 희생층의 일부를 선택적으로 제거함으로써, 하부 전도선의 상부 일부를 노출시키는 포스트형성홀을 형성하는 과정; 노출된 하부 전도선의 상부를 제외한 영역의 전반에 걸쳐 상부 지지 교각 물질을 형성하는 과정; 포스트 형성홀의 내부를 상부 지지 교각 물질의 높이까지 전도성 물질로 매립하여 하부 전도선에 연결되는 전도 보강층을 형성하는 과정; 상부 지지 교각 물질 및 전도 보강층의 상부에 상부 전도선을 형성하는 과정; 다공질의 산화막을 적외선 흡수층의 금속막 표면에 형성하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 적외선 흡수 볼로메터의 산화막 형성 방법을 제공한다.
도 1은 통상의 적외선 흡수 볼로메터의 사시도,
도 2는 통상의 적외선 흡수 볼로메터의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 적외선 흡수 볼로메터의 다공질 산화막 형성 방법을 구현하기 위한 양극 산화 장치의 구성도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
110 : 구동 기판 레벨 112 : 보호층
120, 220 : 지지 레벨 130, 230 : 포스트
140, 240 : 검출 레벨 210 : 구동기판레벨
212, 226 : 보호막 222 : 하부지지교각
224 : 하부전도선 242 : 상부지지교각
244 : 상부전도선 246 : 적외선 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 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
설명에 앞서, 본 발명의 핵심 기술요지는, 적외선 흡수층의 Ti 금속막 상에 형성되는 산화막을 양극 산화 장치를 이용하여 다공질화한다는 것으로, 이러한 기술적 수단으로부터 본 발명에서 목적으로 하는 바를 용이하게 달성할 수 있다.
먼저, 본 발명에 따른 다공질 산화막을 갖는 적외선 흡수 볼로메터는 지지 레벨(220)내의 하부 전도선(224)이 구동 기판 레벨(210)상에 형성된 접속단자(212a)에 전기적으로 연결되고, 지지 레벨(220)은 하부 지지 교각(222), 하부 전도선(224) 및 보호막(226)이 순차 적층된 구조를 가지며, 지지 레벨(220)의자유단 측 종단에는 하부 전도선(224)에 전기적으로 연결되는 포스트(230)가 형성되어 있다.
상술한 바와 같은 구조를 형성하기 위해서는 먼저 보호막(226)의 상부에 소정 두께의 희생층(도시 생략)을 형성하고, 희생층과 보호막(226)의 일부를 제거하여 하부 전도선(224)의 일부를 노출시킴으로써, 포스트 형성용 홀을 형성하며, 상부 지지 교각 물질을 형성한 후 포스트 형성용 홀의 하부 면에 있는 상부 지지 교각 물질의 일부를 제거하여 상부 지지 교각(242)을 형성하고, 다시 상부 표면상에 박막의 상부 전도선(244)을 형성한 후 그 상부에 적외선 흡수층(246)을 형성하는 방식의 제조 공정을 수행하게 된다.
이러한 적외선 흡수 볼로메터의 제조 과정은 통상의 볼로메터 제조 과정과 동일한 바, 구체적인 구현 과정은 생략하기로 한다.
이때, 본 발명에 따른 다공질 산화막을 갖는 적외선 흡수층(246)은 도 3과 같은 양극 산화 장치에 의해 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 적외선 흡수 볼로메터의 다공질 산화막을 형성하기 위한 양극 산화 장치의 구성도로서, 캐소드(300), 어노드(302) 등으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 적용되는 양극 산화는 도 3에 도시한 바와 같이 전해조에서 전극을 양극으로 작용하게 하여 전극위에서 산화막을 성장시키는 방법이다. 필요한 두께의 산화막을 성장시키기 위해서 양의 전압을 가하며, 산화막에 가해진 전압에 의해 생긴 106∼108V/cm 정도의 전장의 영향으로 이온에 의한 질량 전달 현상이 산화막을 통해 발생됨으로써 양극 산화막(304)이 성장된다. 예를 들어, 알루미늄에 있어서는 알루미늄 이온이 금속에서 출발하여 산화막을 거쳐 산화막과 전해액의 계면으로 이동하는데, 그곳에서 용액의 산소 이온과 결합하여 새로운 산화막을 형성한다.
이때, 알루미늄은 양극 산화 조건에 따라 치밀한 장벽 산화막이 생성되든지, 아니면 구멍이 많은 다공질 산화막으로 형성된다.
본 발명에서는 이러한 양극 산화법에 의해 다공질의 산화막을 적외선 흡수층의 Ti 금속막 표면에 형성하도록 구현하였다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 양극 산화 장치를 이용하여 다공질의 산화막을 적외선 흡수층의 Ti막 표면에 형성함으로써, 적외선 흡수층의 적외선 흡수율을 향상시키며, 나아가서 볼로메터의 검출 신호 성능을 증진시키는 효과가 있다.
Claims (2)
- 내부 회로와 전기적으로 연결되는 다수의 접속단자를 갖는 구동 기판 상에 셀 단위의 적외선 흡수 볼로메터의 산화막을 형성하는 방법에 있어서,상기 구동 기판과의 사이에 제 1 희생층을 게재하며, 대응하는 접속단자에 연결되는 하부 전도선이 포함된 지지 레벨 구조를 형성하는 과정;상기 지지 레벨 구조를 매립하는 형태의 제 2 희생층을 형성하고, 상기 제 2 희생층의 일부를 선택적으로 제거함으로써, 상기 하부 전도선의 상부 일부를 노출시키는 포스트 형성홀을 형성하는 과정;상기 노출된 하부 전도선의 상부를 제외한 영역의 전반에 걸쳐 상부 지지 교각 물질을 형성하는 과정;상기 포스트 형성홀의 내부를 상기 상부 지지 교각 물질의 높이까지 전도성 물질로 매립하여 상기 하부 전도선에 연결되는 전도 보강층을 형성하는 과정;상기 상부 지지 교각 물질 및 전도 보강층의 상부에 상부 전도선을 형성하는 과정;다공질의 산화막을 적외선 흡수층의 금속막 표면에 형성하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 적외선 흡수 볼로메터의 산화막 형성 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 다공질 산화막은 양극 산화 장치에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는적외선 흡수 볼로메터의 산화막 형성 방법.
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