KR20050075225A - Mems monolithic multi-functional integrated sensor and methods for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
단일칩으로 집적되는 MEMS 멀티 센서 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명에 의한 MEMS 멀티 센서의 제조공정은, 기판 상면에 다이아프램을 형성할 소정 두께의 제1 불순물막을 증착하는 단계, 제1 불순물의 소정영역을 소정 불순물로 도핑(doping)하여 브리지회로를 구성하는 복수개의 압저항을 형성하는 단계, 제1 불순물막 위에 제1 산화막을 형성하고, 제1 산화막의 소정영역 위에 온도 변화에 대하여 저항값이 비례적으로 가변하는 물질로 저항을 형성하는 단계, 제1 산화막과 저항의 상면에 패시베이션층을 형성하는 단계, 저항 및 압저항의 일부를 노출시키는 홀을 형성하는 단계, 도전물질로 홀을 메워 연결 와이어를 형성함과 동시에 패시베이션층 위의 소정영역에 콤 구조의 전극을 형성하는 단계, 압저항이 배치된 영역에 대응되는 기판의 하면측을 식각하여 다이아프램을 형성하는 단계, 기판 하면에 유리기판을 접합하여 진공실을 형성하는 단계 및 전극이 형성된 영역 위에 유전체를 증착하여 커패스터를 형성하는 단계로 이루어 진다.Disclosed are a MEMS multi-sensor integrated into a single chip and a method of manufacturing the same. In the manufacturing process of the MEMS multi-sensor according to the present invention, the step of depositing a first impurity film having a predetermined thickness to form a diaphragm on the upper surface of the substrate, doping a predetermined region of the first impurity with a predetermined impurity to form a bridge circuit Forming a plurality of piezoresistors, forming a first oxide film on the first impurity film, and forming a resistor on a predetermined region of the first oxide film with a material whose resistance value is proportionally variable with respect to a temperature change; (1) forming a passivation layer on the oxide film and the upper surface of the resistor; forming a hole exposing a portion of the resistance and piezoresistor; filling the hole with a conductive material to form a connection wire, and at the same time, Forming an electrode having a structure; forming a diaphragm by etching the lower surface side of the substrate corresponding to the region where the piezoresistance is disposed; and forming a glass substrate on the lower surface of the substrate. The combined takes place as large as forming fasteners by forming a vacuum chamber and an electrode is deposited over the dielectric region is formed.
Description
본 발명은, 습도, 온도 및 압력 센서가 하나의 동일칩 상에 구현된 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 멀티 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a micro electro mechanical system (MEMS) multi sensor in which humidity, temperature, and pressure sensors are implemented on one same chip, and a method of manufacturing the same.
MEMS는 기계적 부품들을 반도체 공정을 이용하여 전기적 소자로 구현하는 기술로서, 이를 이용하면 수㎛ 이하의 초미세구조를 지닌 기계·장비를 설계할 수 있다는 점에서, 전자·기계·의료·방산 등 전 산업 분야에 엄청난 변혁을 불러올 것으로 예측하고 있다. 특히 최근 각광을 받고 있는 MEMS 기술로 제조된 센서들은, 일반적으로 초소형으로 제조될 수 있으므로, 휴대폰과 같은 각종 소형기기등에 내장되어 다양한 정보를 감지하여 제공한다. MEMS is a technology that implements mechanical parts into electrical devices using semiconductor processes. In this sense, MEMS can design machinery and equipment with ultra-fine structures of several micrometers or less. It is expected to bring about a revolution in the industry. In particular, the sensors manufactured by the MEMS technology, which has recently been in the spotlight, are generally manufactured in a very small size, and thus are provided in various small devices such as a mobile phone to sense and provide various information.
특히, 압력센서, 고도센서, 온도센서, 습도센서, 습도센서 및 불쾌지수 센서 등은 이를 장착한 장치들의 환경 정보를 제공하는 중요한 소자들이다.In particular, pressure sensors, altitude sensors, temperature sensors, humidity sensors, humidity sensors and discomfort index sensors, etc. are important elements that provide environmental information of devices equipped with them.
그러나, 종래에는 이와 같은 센서들을 각각 개별적으로 제작한 후 반도체 기판 등에 패키징(packing)하는 공정에 의해 집적하는 방식이었다. 이러한 종래 방식은, 집적화된 센서의 부피가 커지며, 전력 소비가 상대적으로 크다는 문제점을 갖고 있다. 따라서, 소형화가 요구되는 MEMS 시스템에 적용할 센서들을 보다 컴팩트하게 집적할 수 있는 방법의 개발이 요청된다.However, in the related art, such sensors are fabricated separately, and then integrated by a process of packaging such a semiconductor substrate. This conventional method has a problem that the volume of the integrated sensor becomes large and power consumption is relatively large. Therefore, there is a need for a method of more compactly integrating sensors to be applied to a MEMS system requiring miniaturization.
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 서로 다른 감지 원리를 갖는 다수의 센서를 하나의 칩으로 구성하여, 전체 공정 단계를 줄일 수 있고 소형으로 구현 가능한, 단일칩으로 집적되는 MEMS 멀티 센서 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, by configuring a plurality of sensors having different sensing principles in a single chip, can reduce the overall process step, and can be implemented in a single chip integrated MEMS An object of the present invention is to provide a multi-sensor and a manufacturing method thereof.
본 발명에 의한 단일칩으로 구성되는 MEMS 멀티 센서는, 제1 기판, 상기 제1 기판 하면과 접합되어 소정영역 진공실을 형성하는 제2 기판, 상기 진공실에 대응하는 상기 제1 기판의 상면에 적층된 제1 불순물막으로 형성되어 외부 압력에 대응하는 응력을 발생시키는 다이아프램(diaphragm)과 상기 다이아프램의 일영역에 다수개의 압저항(piezoresistor)으로 구성되어, 상기 응력에 대응하는 전압신호를 출력하는 브리지회로를 포함하는 압력센서부 및 상기 제1 불순물막 위에 형성된 제1 산화막의 소정영역 위에 온도 변화에 대하여 저항값이 비례적으로 가변하는 저항을 포함하는 온도센서부를 포함한다.The MEMS multi-sensor comprising a single chip according to the present invention includes a first substrate, a second substrate bonded to a lower surface of the first substrate to form a predetermined area vacuum chamber, and stacked on an upper surface of the first substrate corresponding to the vacuum chamber. A diaphragm formed of a first impurity film to generate a stress corresponding to an external pressure, and a plurality of piezoresistors in one region of the diaphragm to output a voltage signal corresponding to the stress And a temperature sensor unit including a pressure sensor unit including a bridge circuit and a resistor in which a resistance value is proportionally changed with respect to a temperature change on a predetermined region of the first oxide film formed on the first impurity layer.
그리고, MEMS 멀티 센서는, 상기 제1 산화막의 상면에 형성된 패시베이션(passivation)층과 상기 패시베이션층 위에 형성된 콤 구조의 전극 및 상기 전극 사이에 주변 습도에 따라 유전율이 변하는 소정의 유전체로 구성된 커패스터를 포함하는 습도센서부를 더 포함한다.The MEMS multi-sensor includes a passivation layer formed on the upper surface of the first oxide film, a comb structure electrode formed on the passivation layer, and a capacitor composed of a predetermined dielectric whose dielectric constant varies between ambient electrodes between the electrodes. Further comprising a humidity sensor unit comprising a.
또한, MEMS 멀티 센서는 상기 전극과 동일 물질로 구성되며, 상기 압저항 및 상기 저항을 외부전극과 연결하는 와이어를 더 포함한다.In addition, the MEMS multi-sensor is made of the same material as the electrode, and further includes a wire connecting the piezoresistive and the resistor with an external electrode.
상기 패시베이션층은 저온 기상증착법에 의해 형성된 제2 산화막 및 제2 불순물막으로 구성될 수 있으며, 상기 유전체는 폴리마이드(polymide)로 구성될 수 있다. 그리고, 바람직하게는, 상기 압저항은 상기 다이아프램을 구성하는 상기 제1 불순물막의 소정 영역을 붕소이온(B+)으로 도핑하여 형성할 수 있다.The passivation layer may be composed of a second oxide film and a second impurity film formed by a low temperature vapor deposition method, and the dielectric may be composed of polymide. Preferably, the piezoresistive may be formed by doping a predetermined region of the first impurity film constituting the diaphragm with boron ion (B + ).
한편, 본 발명에 의한 단일칩으로 집적되는 MEMS 멀티 센서의 제조방법은, (a) 제1 기판 상면에 다이아프램을 형성할 소정 두께의 제1 불순물막을 증착하는 단계, (b) 상기 제1 불순물의 소정영역을 소정 불순물로 도핑(doping)하여 브리지회로를 구성하는 복수개의 압저항을 형성하는 단계, (c) 상기 제1 불순물막 위에 제1 산화막을 형성하고, 상기 제1 산화막의 소정영역 위에 온도 변화에 대하여 저항값이 비례적으로 가변하는 물질로 저항을 형성하는 단계, (d) 상기 제1 산화막과 상기 저항의 상면에 패시베이션층을 형성하는 단계, (e) 상기 저항 및 상기 압저항의 일부를 노출시키는 홀을 형성하는 단계, (f) 도전물질로 상기 홀을 메워 연결 와이어를 형성함과 동시에 상기 패시베이션층 위의 소정영역에 콤 구조의 전극을 형성하는 단계, (g) 상기 압저항이 배치된 영역에 대응되는 상기 제1 기판의 하면측을 식각하여 상기 다이아프램을 형성하는 단계, (h) 상기 제1 기판 하면에 제2 기판을 접합하여 진공실을 형성하는 단계 및 (j) 상기 전극이 형성된 영역 위에 유전체를 증착하여 커패스터를 형성하는 단계를 포함한다.On the other hand, the manufacturing method of the MEMS multi-sensor integrated into a single chip according to the present invention, (a) depositing a first impurity film having a predetermined thickness to form a diaphragm on the upper surface of the first substrate, (b) the first impurity Forming a plurality of piezoresistors constituting a bridge circuit by doping a predetermined region of the substrate with predetermined impurities, (c) forming a first oxide film over the first impurity film, and over the predetermined region of the first oxide film (D) forming a passivation layer on the first oxide film and the upper surface of the resistor; (e) forming a resistor with a material having a resistance variable proportionally with respect to a temperature change; Forming a hole exposing a portion, (f) filling the hole with a conductive material to form a connection wire and simultaneously forming a comb structured electrode in a predetermined region on the passivation layer, (g) the piezoresistor This ship Etching the lower surface side of the first substrate corresponding to the formed region to form the diaphragm, (h) bonding the second substrate to the lower surface of the first substrate to form a vacuum chamber, and (j) the electrode is Depositing a dielectric over the formed region to form a capacitor.
상기 (d) 단계의 패시베이션층은, 저온 기상증착법에 의해 상기 제1 산화막과 상기 저항의 상면에 형성되는 제2 산화막 및 제2 불순물막으로 구성될 수 있다.The passivation layer of step (d) may be composed of a second oxide film and a second impurity film formed on the upper surface of the first oxide film and the resistance by a low temperature vapor deposition method.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 단일칩에 압력센서, 온도센서 및 습도센서의 제작이 가능하여 센서들이 차지하는 전체 크기를 줄일 수 있다.As described above, according to the present invention, the pressure sensor, the temperature sensor, and the humidity sensor can be manufactured on a single chip, thereby reducing the total size occupied by the sensors.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention in more detail.
도 1은, 본 발명의 일실시예에 의한 단일칩으로 집적된 MEMS 멀티 센서의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 MEMS 멀티 센서의 구성 단면도이다. 1 is a view schematically showing the configuration of a MEMS multi-sensor integrated in a single chip according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the configuration of the MEMS multi-sensor.
도 1을 참조하면, MEMS 멀티 센서는, SOI(silicon-on-insulator) 기판(100) 위에 동일 공정을 통해 구현되는 절대 압력을 측정하기 위한 압력센서(120), 온도센서(130) 및 습도센서(140)를 구비한다. SOI 기판(100)의 하면에는 유리기판(200)이 접합되며, 압력센서(120)의 하부에는 SOI 기판(100)의 하면이 식각되어 이루어진 진공실(160)이 형성된다.Referring to FIG. 1, the MEMS multi-sensor includes a pressure sensor 120, a temperature sensor 130, and a humidity sensor for measuring absolute pressure implemented through the same process on a silicon-on-insulator (SOI) substrate 100. 140. The glass substrate 200 is bonded to the bottom surface of the SOI substrate 100, and a vacuum chamber 160 formed by etching the bottom surface of the SOI substrate 100 is formed below the pressure sensor 120.
여기에서 압력센서(120)는 압저항형 센서로서, 기계적 응력에 따라 전기저항도가 변하는 성질을 갖는 다수개의 압저항(121, 122, 123, 124)을 브릿지회로 구성되어, 후술할 다이아프램(diaphragm)에 일정 압력이 가해졌을 때의 전기저항도의 변화를 측정하여 가해진 압력값을 감지한다. Here, the pressure sensor 120 is a piezoresistive sensor, and a plurality of piezoresistors 121, 122, 123, and 124 having a property of changing electrical resistance according to mechanical stress are formed in a bridge circuit, to be described later. The pressure value is sensed by measuring the change in electrical resistivity when a certain pressure is applied to the diaphragm.
압력센서(120)에 대해 구체적으로 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 Si층(103), 제1 SiO2층(105) 및 제2 Si층(107)이 순차적으로 적층되어 구성되는 SOI 기판(100)의 상면에 p형 Si로 구성된 다이아프램(110)이 형성되며, 다이아프램(110)의 응력변화에 상응하여 저항값이 변화되도록, 다이아프램(110)의 일영역에 소정 두께의 붕소이온(B+)으로 도핑된 다수개의 압저항(120a, 120b)이 형성된다. 이들 압저항(120a, 120b)은 Al로 구성된 와이어(152, 153)에 의해 외부 전극에 연결된다. 그리고, 다이아프램에 외부로부터 인가되는 압력에 대응하는 응력변화가 발생되도록, 압저항(120a, 120b)이 배치된 영역에 대응하는 영역의 제1 Si층(103)을 식각하고, SOI 기판(100)의 하면과 유리 기판(200)을 열융합 본딩(eutetic bonding)으로 접합하여 진공실(160)을 형성한다. 이러한 진공실(160)은 다이아프램(110)에 형성된 압저항(120a, 120b)의 저항값 변화에 따른 압력검출의 기준압력값을 제공한다.The pressure sensor 120 will be described in detail. As shown in FIG. 2, the first Si layer 103, the first SiO 2 layer 105, and the second Si layer 107 are sequentially stacked. The diaphragm 110 formed of p-type Si is formed on the upper surface of the SOI substrate 100, and a predetermined value is defined in one region of the diaphragm 110 so that the resistance value changes in accordance with the stress change of the diaphragm 110. A plurality of piezoresistors 120a and 120b doped with a thickness of boron ions B + are formed. These piezoresistors 120a and 120b are connected to the external electrodes by wires 152 and 153 made of Al. Then, the first Si layer 103 in the region corresponding to the region where the piezoresistive resistors 120a and 120b are disposed is etched so that a stress change corresponding to the pressure applied from the outside to the diaphragm is generated, and the SOI substrate 100 is etched. ) And the glass substrate 200 are bonded to each other by thermal fusion bonding to form a vacuum chamber 160. The vacuum chamber 160 provides a reference pressure value for pressure detection according to the resistance value change of the piezoresistive resistors 120a and 120b formed in the diaphragm 110.
이러한 구성을 갖는 압력센서(120)에 있어서, 외부로부터 압력이 발생되는 경우 다이아프램(110)에 외부 압력에 상응하는 정도의 응력이 발생되게 되고, 이렇게 발생된 다이아프램(110)의 응력변화에 의해 다이아프램(110)에 형성된 다수개의 압저항(121, 122, 123, 124)의 저항값이 변화되게 된다. 도시되지 않은 신호처리회로에서는 압저항(120)의 저항값 변화에 대응하는 전압값을 검출하여 외부로부터 인가되는 압력을 산출하게 되는 것이다. In the pressure sensor 120 having such a configuration, when a pressure is generated from the outside, a stress corresponding to an external pressure is generated in the diaphragm 110, and thus the stress change of the diaphragm 110 generated as described above. As a result, the resistance values of the plurality of piezoresistors 121, 122, 123, and 124 formed in the diaphragm 110 are changed. In the signal processing circuit (not shown), a voltage value corresponding to a change in the resistance value of the piezoresistive 120 is detected to calculate a pressure applied from the outside.
온도센서(130)는 온도 변화에 대하여 그 저항값이 비례하는 물질, 예를들면 Pt, Ni, 폴리실리콘 등으로 형성된 지그재그 패턴의 저항(131)을 포함하여 구성된다. 이러한 저항(131)의 저항값을 검출하여 온도를 감지한다.The temperature sensor 130 includes a zigzag pattern resistor 131 formed of a material whose resistance is proportional to a temperature change, for example, Pt, Ni, polysilicon, or the like. The resistance value of the resistor 131 is detected to sense the temperature.
습도센서(140)는 정전용량형 상대습도센서로서, 콤 구조의 전극(141a, 141b, 141c)과 전극(141a, 141b, 141c) 사이를 채우는 유전물질(143)로 이루어진 커패스터를 포함하여 구성된다. 여기에서 유전물질로는 폴리마이드(polymide)를 사용한다. 폴리마이드는 주변의 수분을 흡수함에 따라 변하는 폴리마이드의 유전률에 대응하는 커패스터의 정전용량을 검출하여 습도를 감지한다.The humidity sensor 140 is a capacitive type relative humidity sensor, and includes a capacitor made of a comb structure of electrodes 141a, 141b, and 141c and a dielectric material 143 filling between the electrodes 141a, 141b and 141c. It is composed. Here, polymide is used as the dielectric material. The polyamide senses humidity by detecting a capacitance of a capacitor corresponding to the dielectric constant of the polyamide, which changes according to absorption of ambient moisture.
이하에서 도 3a 내지 도 3k에 도시된 단계별 제조공정을 참조하여 MEMS 멀티 센서의 제조방법을 설명한다. 여기에서는 증착, PR도포, 마스크생성, 식각공정 등에 대해서는 공지된 기술에 해당하는 바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, a method of manufacturing a MEMS multi-sensor will be described with reference to the step-by-step manufacturing process illustrated in FIGS. 3A to 3K. Here, the deposition, PR coating, mask generation, etching process, etc. correspond to known techniques, and a detailed description thereof will be omitted.
우선, 제1 Si층(103), 제1 SiO2층(105) 및 제2 Si층(107)이 순차적으로 적층되어 구성되는 SOI 기판(100)의 상면에 p형 Si을 소정 두께로 증착하여 다이아그램(110)을 형성한다(도 3a).First, p-type Si is deposited to a predetermined thickness on the upper surface of the SOI substrate 100 formed by sequentially stacking the first Si layer 103, the first SiO 2 layer 105, and the second Si layer 107. The diagram 110 is formed (FIG. 3A).
다음단계는, 압력센서(120)의 압저항(121, 122)이 형성될 패턴에 따라 확산법·합금법·이온 주입법 등을 이용하여 상기 다이아그램(110)의 대응 부분 속에 B+를 도핑(doping)하여 압저항(121, 122)을 형성하는 단계이다(도 3b).The next step is to doping B + into the corresponding portion of the diagram 110 using a diffusion method, an alloying method, an ion implantation method, etc. according to the pattern in which the piezoresistors 121 and 122 of the pressure sensor 120 are to be formed. ) To form piezoresistors 121 and 122 (FIG. 3B).
다음은, 도 3c와 같이 상기 다이아그램(110) 위에 제2 SiO2막(125)을 형성하고, 제2 SiO2막(125) 위에 PR을 도포한 후 저항(131)이 형성될 부분의 PR을 노광에 의해 제거한다. 그리고 그 위에 Pt를 증착한 후 노광에 의해 나머지 PR 및 PR상의 Pt를 제거하여 저항(131)만을 남겨 둔다(도 3d).Next, as shown in FIG. 3C, a second SiO 2 film 125 is formed on the diagram 110, PR is applied on the second SiO 2 film 125, and then PR of a portion where the resistor 131 is to be formed. Is removed by exposure. After depositing Pt thereon, the remaining PR and the Pt on the PR are removed by exposure, leaving only the resistor 131 (FIG. 3D).
도 3e에 도시된 단계는, LPCVD(low pressure chemical vapor deposition)를 이용하여, 저항(131) 및 제2 산화실리콘막(125) 위에 제3 산화실리콘막(131)과 제1 Si3N4막(133)을 형성하고, 한편, SOI 기판(100) 하면 위에 제4 산화실리콘막(135)과 제2 Si3N4막(137)을 형성하는 단계이다.The step shown in FIG. 3E is a third silicon oxide film 131 and a first Si 3 N 4 film on the resistor 131 and the second silicon oxide film 125 using low pressure chemical vapor deposition (LPCVD). 133 is formed, and a fourth silicon oxide film 135 and a second Si 3 N 4 film 137 are formed on the bottom surface of the SOI substrate 100.
다음은, 압저항(121, 122)의 일부를 노출시키기 위해 대응되는 패턴에 따라 제3 산화실리콘막(131) 및 제1 Si3N4막(133)을 건식 식각법에 의해 식각하고, 저항(131)의 일부를 노출시키기 위해 대응되는 패턴에 따라 제2 및 제3 산화실리콘막(125, 131)을 식각하여 홀(139-1, 139-2, 139-3)을 형성하는 단계이다(도 3f).Next, the third silicon oxide film 131 and the first Si 3 N 4 film 133 are etched by dry etching in accordance with a corresponding pattern to expose a part of the piezoresistors 121 and 122. Etching the second and third silicon oxide films 125 and 131 according to a corresponding pattern to expose a portion of the 131 to form holes 139-1, 139-2, and 139-3 ( 3f).
다음단계에서는, Al 등의 도전물질을 증착하여 상기 홀(139-1, 139-2, 139-3)을 메우고 제3 산화실리콘막(131) 위에 소정 두께의 도전막을 형성한 후 저항(131) 및 압저항(121, 122)과 외부전극이 연결되는 라인의 패턴에 따라 도전막을 식각하여 연결 와이어(151, 152, 153)를 형성하고, 커패스터의 전극(141) 패턴에 따라 도전막을 식각하여 전극(141)을 형성한다.In the next step, a conductive material such as Al is deposited to fill the holes 139-1, 139-2, and 139-3, and a conductive film having a predetermined thickness is formed on the third silicon oxide film 131. And etching the conductive film in accordance with the pattern of the line connecting the piezoresistive 121, 122 and the external electrode to form the connecting wires 151, 152, and 153, and etching the conductive film in accordance with the pattern of the electrode 141 of the capacitor. Thus, the electrode 141 is formed.
다음은, 진공실(160)이 마련될 캐버티(159)를 형성하는 단계로서, 압저항(121, 122) 하부의 대응되는 영역의 제1 실리콘층(103), 제4 산화실리콘막 및 제2 Si3N4막(137)을 식각하고(도 3h), 제4 산화실리콘막 및 제2 Si3 N4막(137)를 제거한다.Next, as a step of forming a cavity 159 in which the vacuum chamber 160 is to be provided, the first silicon layer 103, the fourth silicon oxide film, and the second silicon oxide layer 103 in the corresponding region under the piezo resistors 121 and 122. The Si 3 N 4 film 137 is etched (FIG. 3H), and the fourth silicon oxide film and the second Si 3 N 4 film 137 are removed.
다음단계는, 열융합 본딩(eutetic bonding)을 이용하여 SOI 기판(100)과 유리기판(200)을 접합하여 진공실(160)을 형성하는 단계이다(도 3i).The next step is to form the vacuum chamber 160 by bonding the SOI substrate 100 and the glass substrate 200 using heat fusion bonding (FIG. 3I).
마지막 단계는, 폴리마이드와 같은 유전물질을 소정 두께로 증착한 후, 전극(141) 사이 영역을 제외한 부분을 제거하여 유전체막(143)을 형성하는 단계이다.The final step is to form a dielectric film 143 by depositing a dielectric material, such as polyamide, to a predetermined thickness, and then removing portions except the region between the electrodes 141.
또한, 습도센서와 온도센서를 조합하여 불쾌지수 센서도 구현할 수 있다.In addition, the combination of the humidity sensor and the temperature sensor can also implement a discomfort index sensor.
한편, 각각의 센서를 별개로 구성할 경우에도 보정 실행시에는, 다른 센서의 설치가 요구된다. 따라서, 이상의 본 발명과 같이 동일칩에 다양한 종류의 센서를 집적화하면, 상호 보정의 효율적인 실행이 가능하다, On the other hand, even when each sensor is configured separately, the installation of another sensor is required at the time of correction execution. Therefore, by integrating various types of sensors on the same chip as in the present invention, it is possible to efficiently perform mutual correction.
이상의 본 발명에 따르면, 압저항형 및 정전용량형의 서로 다른 방식의 센서들을 하나의 칩에 집적하여, 마이크로 시스템의 전체 크기를 줄일 수 있고, 시스템 레벨의 어셈블리(assembly)를 위한 패키징 공정이 단순화 되며, 전력소비 효율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, by integrating piezoresistive and capacitive sensors in a single chip, it is possible to reduce the overall size of the micro-system, simplifying the packaging process for system-level assembly It is possible to improve the power consumption efficiency.
또한 본 발명에 의하면, 각각의 센서들이 다른 센서의 보정 작업에 이용되므로 효율적인 보정 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, since each sensor is used for the calibration operation of the other sensor, an efficient correction effect can be obtained.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.While the above has been shown and described with respect to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, it is usually in the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 단일칩으로 집적된 MEMS 멀티 센서의 구성을 개략적으로 도시한 도면,1 is a view schematically showing the configuration of a MEMS multi-sensor integrated in a single chip according to an embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 MEMS 멀티 센서의 구성 단면도, 그리고2 is a configuration cross-sectional view of a MEMS multi-sensor according to an embodiment of the present invention, and
도 3a 내지 도 3j는 도 2에 도시된 MEMS 멀티 센서의 제작 공정을 설명하기 위한 단계별 단면도이다.3A to 3J are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the MEMS multi-sensor shown in FIG. 2.
*도면의 주요부호에 대한 설명** Description of the major symbols in the drawings *
100 : SOI 기판 110 : 다이아프램100: SOI substrate 110: diaphragm
120 : 압력센서 121, 122 : 압저항120: pressure sensor 121, 122: piezoresistor
130 : 온도센서 131 : 저항130: temperature sensor 131: resistance
140 : 습도센서 141 : 콤 전극140: humidity sensor 141: comb electrode
143 : 유전체 160 : 진공실143: dielectric 160: vacuum chamber
200 : 유리기판200: glass substrate
Claims (8)
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