KR20080052169A - 볼로미터 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
잡음을 감소시키고 온도 감지에 대한 정밀도를 향상시키는 볼로미터 및 그 제조방법을 제공한다. 그 볼로미터 및 방법은 반사막의 표면으로부터 적외선 파장(λ)/4만큼의 공간을 이루며 반도체 기판의 상부에 위치하는 센서구조체를 포함한다. 이때, 센서구조체는 다결정화된 불순물이 도핑된 실리콘(Si) 또는 실리콘게르마늄(Si1-xGex, x=0.2~0.5)으로 이루어진 다결정 저항층을 포함하여 반사막 상부에 위치하는 몸통부 및 몸통부의 바깥 쪽에 금속패드에 전기적으로 연결되는 지지팔을 포함한다.
볼로미터, 적외선 파장, 공간, 다결정, 실리콘, 실리콘게르마늄
Description
도 1은 종래의 비냉각형 적외선 센서의 예로써 비정질 실리콘 저항체를 이용하는 볼로미터의 단면도이다.
도 2는 종래의 비냉각형 적외선 센서의 예로써 비정질 실리콘 저항체를 이용하는 볼로미터의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 비냉각형 적외선 센서의 예로써 다결정 실리콘 저항체를 이용하는 볼로미터의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명에 의한 다결정 실리콘 저항체를 이용하는 볼로미터의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
210: 기판 212: 금속 패드
214: 반사막 220: 빈 공간(air-gap)
222: 희생층 226: 보조전극
230: 센서 구조체 232: 제1 절연막
234a: 예비 저항층 234: 다결정 저항층
236: 제2 절연막 238: 전극
240: 흡수층 242: 제3 절연막
본 발명은 볼로미터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 집적회로가 포함된 반도체 기판 위에 제조되는 실리콘(Si) 또는 실리콘게르마늄(SiGe) 저항체를 이용하는 볼로미터 및 그 제조방법에 관한 것이다.
적외선 센서는 크게 액체 질소 온도에서 동작하는 냉각형과 상온에서 동작하는 비냉각형으로 구분된다. 냉각형 적외선 센서는 수은카드뮴텔레륨(HgCdTe)과 같은 밴드갭이 작은 반도체 재료가 적외선을 흡수할 때 생성되는 전자-정공 쌍을 광전도체(photoconductors), 광다이오드(photodiodes) 및 광축전기(photocapacitors) 방식으로 감지하는 소자이다. 반면, 비냉각형 적외선 센서는 적외선을 흡수할 때 발생하는 열에 의해 전기 전도도 또는 축전량의 변화를 감지하는 소자로, 통상적으로 초전(pyroelectic)형, 열전대(thermopile)형 및 볼로미터(bolometer)형으로 분류된다. 비냉각형은 냉각형보다 적외선을 감지하는 정밀도가 낮은 단점이 있지만, 별도의 냉각장치기 필요하지 않으므로 크기가 작고, 전력의 소모가 적으며, 가격이 낮은 장점이 있어서 응용 범위가 넓다.
비냉각형 적외선 센서 중 현재 가장 많이 사용되는 볼로미터는 적외선의 흡수 시에 발생하는 열에 의해 타이타늄(Ti)과 같은 금속 박막에서의 저항의 증가를 검출하거나 산화바나듐(VOx), 비정질 실리콘(amorphous Si)과 같은 반도체 박막에서의 저항의 감소를 검출하여 적외선을 감지한다. 저항체 박막(저항층이라고도 함)은 적외선 검출회로가 형성된 실리콘 기판 위에 일정한 높이로 부양되어 있는 절연체 멤브레인 위에 형성된다. 일정한 높이로 형성하는 이유는 저항체 박막을 기판으로부터 열적으로 차단시켜서 적외선 흡수 시에 발생하는 열을 보다 효과적으로 감지하기 위해서이다.
기판 위에 부양된 절연체 멤브레인은 표면 미세가공(surface micromachining) 기술로 제조되는데, 먼저 기판 위에 폴리이미드(polyimide)와 같은 희생층을 코팅하여 패터닝한다. 그후, 패터닝된 희생층 상에 절연체 박막을 증착한 후, 희생층만을 선택적으로 제거하여 빈 공간(air-gap)을 형성한다. 이때, 저항체가 형성되는 멤브레인에서 적외선이 최대로 흡수되도록 하기 위해서, 기판 표면에는 알루미늄(Al)과 같은 금속 반사막을 형성하고, 공간의 간격은 λ/4(여기서 λ는 감지하고자 하는 적외선 파장으로 일반적으로 8-12 ㎛임)로 조절한다.
볼로미터의 구조는 저항체의 종류에 따라 조금씩 달라지는데, 여기서는 비정질 실리콘을 저항체로 사용한 비정질 실리콘 볼로미터에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 종래의 비정질 실리콘 볼로미터를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 볼로미터는 검출회로(도시 안됨)를 포함하는 실리콘 기판(122)과, 기판(122)으로부터 λ/4의 공간을 두고 부양되는 있는 센서구조체(120)를 포함한다. 이때, λ 는 적외선 파장이다. 센서구조체(120)의 양끝은 금속 포스 트(124)에 의해 기판에 고정된다. 기판(122) 표면에는 도시된 바와 같이 검출회로와 전기적으로 연결된 알루미늄과 같은 금속 패드(128)와 금속 반사막(126)이 배치된다. 센서구조체(120)는 불순물이 도핑된 비정질 실리콘 저항층(136), 타이타늄 또는 니켈크롬(NiCr)과 같은 금속 흡수층(132) 및 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(Si3N4)과 같은 절연막(130, 134)으로 구성된다. 이때, 흡수층(132)은 하부 절연막(130)과 상부 절연막(134)으로 둘러싸여 보호되어 있다. 저항층(136)의 양끝은 금속 전극(138a, 138b)에 의해 금속 포스트(124), 금속 패드(128) 및 반사막(126)을 통하여 검출회로에 연결된다.
도 2는 종래의 비정질 실리콘 볼로미터를 설명하기 위한 평면도이다. 이때, 센서구조체는 도 1에 설명한 것과 동일할 수 있다.
도 2를 참조하면, 센서구조체(120)는 그 양끝에 연결된 지지팔(support arms, 142)에 의해 금속 탭(tab, 144) 및 포스트(124)을 통하여 기판에 고정되는데, 이때 지지팔(142)은 센서 구조체(120)으로부터 일정한 공간(146)을 두고 형성되어 센서 구조체(120)에서 기판으로 열이 누설되는 것을 차단한다.
볼로미터의 성능은 센서구조체(120)의 구조와 저항층(136)의 특성에 의존한다. 구체적으로, 센서구조체(120)의 구조는 높은 적외선 흡수도, 높은 열 차단도(thermal isolation)와 낮은 열용량(thermal mass)을 갖아야 한다. 왜냐하면, 적외선 흡수 시 발생하는 열이 기판으로 누설되지 않고, 생성된 열을 빠른 시간 내에 감지하기 위해서이다. 저항층(136)은 온도 변화에 따른 저항 변화가 크도록 높은 TCR(Temperature Coefficient of Resistance)를 가져야 하며, 낮은 NETD(Noise Equivalent Temperature Difference)를 갖도록 1/f 잡음(noise)이 작아야 한다. 적외선 센서의 성능의 가장 중요한 성능인 온도 정밀도는 통상적으로 NETD로 나타낸다.
일반적으로 저항체의 1/f 잡음은, 박막 내에 존재하는 결함(defects)에 의한 전하 트랩핑(carrier trapping)에 의해 발생하므로, 결정화도(crystallinity)가 증가하는 비정질, 다결정, 단결정 박막의 순서로 감소한다. 따라서, 실리콘 저항체를 이용한 볼로미터 제조 시 비정질 박막 대신 다결정 박막을 사용하면 1/f 잡음을 감소시켜 적외선 센서의 온도 감지에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있다.
그러나, 결정화도가 높은 다결정 실리콘 박막을 형성하기 위해서는 보통 700℃ 이상의 고온 공정이 요구되는 데, 이런 높은 온도에서는 기판에 형성된 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 검출회로의 특성이 열화(degradation)된다. 따라서, 종래의 실리콘 저항체를 이용한 볼로미터는 결정화도가 낮은 비정질 박막만을 사용하여 왔기 때문에 1/f 잡음 감소 및 그에 따른 온도 감지에 대한 정밀도 향상에 한계가 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 잡음을 감소시키고 온도 감지에 대한 정밀도를 향상시키는 볼로미터를 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 볼로미터의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 볼로미터는 내부에 검출회로를 포함하는 반도체 기판과 상기 반도체 기판의 표면에 일부 영역에 배치된 반사막 및 상기 반사막의 양측의 상기 반도체 기판의 표면에 상기 반사막과 이격되어 위치하는 금속패드를 포함한다. 또한, 상기 반사막의 표면으로부터 적외선 파장(λ)/4만큼의 공간을 이루며 상기 반도체 기판의 상부에 위치하는 센서구조체를 포함한다. 이때, 상기 센서구조체는 다결정화된 불순물이 도핑된 실리콘(Si) 또는 실리콘게르마늄(Si1-xGex, x=0.2~0.5)으로 이루어진 다결정 저항층을 포함하여 상기 반사막 상부에 위치하는 몸통부 및 상기 몸통부의 바깥 쪽에 상기 금속패드에 전기적으로 연결되는 지지팔을 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 볼로미터의 제조방법은 먼저 반도체 기판 내에 검출회로를 형성한다. 그후, 상기 반도체 기판의 표면의 일부 영역에 반사막을 형성한다. 상기 반사막의 양측의 상기 반도체 기판의 표면에 상기 반사막과 이격되어 위치하는 금속패드를 형성한다. 상기 반사막과 금속패드가 형성된 상기 반도체 기판의 전면에 적외선 파장(λ)/4 두께의 희생층을 형성한다. 상기 희생층의 상부에 다결정화된 불순물이 도핑된 실리콘(Si) 또는 실리콘게르마늄(Si1-xGex, x=0.2~0.5)으로 이루어진 다결정 저항층을 포함하는 센서구조체를 형성한다. 상기 희생층을 제거한다.
상기 희생층은 폴리이미드로 이루어질 수 있으며, 상기 폴리이미드층은 스핀코팅에 의해 도포한 후 300-400℃로 열경화하여 형성할 수 있다.
본 발명의 다결정 저항층은 상기 레이저 빔을 조사하여 결정화 또는 재결정화하여 형성할 수 있으며, 상기 레이저는 엑시머 레이저(excimer laser)를 사용할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 실시예 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다. 막 또는 영역들의 크기 또는 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장된 것이다.
본 발명에서 저항층은 먼저 비정질 박막 또는 낮은 결정화도를 갖는 다결정 박막을 증착한 후, 레이저 빔을 조사하여, 상기 박막을 결정화 또는 재결정화(recrystallization)시킴으로써 상기 저항층의 결정화도를 증가시키는 방법으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 이때, 기판은 저온으로 유지하여 상기 검출회로가 열화되지 않도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 볼로미터를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 볼로미터는 검출회로(도시 안됨)를 포함하는 반도체 기판(210), 기판(210)의 표면의 일정부분에 형성된 반사막(214) 및 반사막(214)으로부터 λ/4의 공간(220)만큼 이격되어 있는 센서구조체(230)를 포함한다. 센서구조체(230) 하부의 공간(220)은 적외선의 흡수가 최대가 되도록 하기 위한 것으 로, λ는 8-12 ㎛ 크기의 적외선 파장이다. 기판(210)은 반도체 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 기판(210) 내부에 포함된 검출회로는 일반적으로 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)으로 이루어진다.
기판(210)의 표면의 반사막(214)의 양측에는 반사막(214)과 일정한 간격만큼 떨어진 금속패드(212)가 배치된다. 금속패드(212) 및 반사막(214)은 알루미늄(Al)으로 이루어지는 것이 바람직하며, 이때 금속패드(212)는 기판(210) 내부에 형성된 검출회로와 연결된다.
센서 구조체(230)는 크게 몸통부와 지지팔로 구분된다. 몸통부는 제1 절연막(232), 저항층(234), 제2 절연막(236), 전극(238), 흡수층(240) 및 제3 절연막(242)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 지지팔은 제2 절연막(236), 전극(238) 및 제 3절연막(242)이 적층되어 있으며, 상기 지지팔은 기판(210) 표면에 형성된 금속패드(212)와 기계적 및 전기적으로 연결된다. 다시 말해, 상기 몸통부는 반사막(214) 상에 공간(220)을 이루면서 배치되며, 상기 지지팔은 반사막(214)의 바깥쪽 영역에 위치한다.
제1 절연막(232)은 열전도도가 낮은 재료인 산화실리콘(SiO2)으로 이루어지는 것이 바람직하며, 제2 및 제3 절연막(236, 242)보다 상대적으로 두꺼운 두께, 바람직하게는 200-500 nm를 갖는다. 제2 및 제3 절연막(236, 242)은 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(Si3N4)으로 이루어지는 것이 바람직하며, 제1 절연막(232)보다 상대적으로 얇은 두께, 바람직하게는 제2 절연막(236)은 50-200nm, 제 3 절연막은 50-200 nm를 갖는다.
본 발명의 저항층(234)은 불순물이 도핑된 다결정 실리콘(Si) 또는 실리콘게르마늄(Si1-xGex, x=0.2~0.5)으로 이루어지며, 바람직하게는 100-250 nm의 두께를 갖는다. 전극(238)은 알루미늄(Al), 타이타늄텅스텐(TiW) 또는 니켈크롬(NiCr) 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 단일층 또는 그 복합층으로 이루어지며, 바람직하게는 20-100 nm의 두께를 갖는다. 또한, 흡수층(240)은 타이타늄(Ti), 니켈크롬(NiCr) 또는 타이타늄(TiN) 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 단일층 또는 그 복합층으로 이루어진다. 흡수층(240)은 적외선의 흡수가 최대화되도록 바람직하게는 377ㅁ30Ω/㎠의 면저항(sheet resistance) 가지면서, 10-50 nm의 두께를 갖는다.
경우에 따라, 홀(224) 주변의 전극(238)의 하부에 보조전극(226)을 둘 수 있다. 왜냐하면, 얇은 두께의 전극(238)은 깊은 홀(224)에서 스텝 커버리지를 확보하기 어려워 금속패드(212)와 저항체(234)의 전기적인 연결이 불안정해질 수 있기 때문이다. 보조전극(226)은 200-500nm 두께의 알루미늄(Al)이 바람직하다.
도 4a 내지 도 4h는 도 3에서 제시한 본 발명의 실시예에 따른 볼로미터의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4a를 참조하면, 내부에 CMOS 검출회로(도시 안됨)가 포함된 실리콘 기판(210)을 준비한다. 이어서, 기판(210)의 표면에 반사막(214)과 반사막(214)의 양측에 일정한 간격만큼 이격된 금속패드(212)를 형성한다. 금속패드(212)와 반사 막(214)는 알루미늄(Al)과 같이 표면 반사도 및 도전성이 우수한 물질로 이루어질 수 있고, 예컨대 증착을 통하여 동시에 형성할 수 있다. 이때, 금속패드(212)는 상기 검출회로와 전기적으로 연결된다.
도 4b를 참조하면, 기판(210) 위에 희생층(222), 제1 절연막(232) 및 예비 저항층(234a)을 순차적으로 형성한다. 이때, 희생층(222)은 후속공정에서 제거되는 것으로 폴리이미드(polyimide)가 바람직하다. 희생층(222)은 λ/4 에 해당하는 두께(d)를 갖도록 스핀코팅(spin-coating)으로 도포한 후, 300-400℃에서 열경화(curing)하여 형성한다. λ는 적외선 파장으로 8-12㎛ 크기를 갖는다.
또한, 제1 절연막(232)은 예를 들어 산화실리콘(SiO2)으로 플라즈마 화학증착법(PECVD, Plasma Enhanced CVD) 또는 스퍼터링법을 사용하여 형성할 수 있다. 제1 절연막(232)은 바람직하게는 200-500 nm를 갖는다. 예비 저항층(234a)은 불순물이 도핑된 실리콘(Si) 또는 실리콘게르마늄(Si1-xGex, x=0.2~0.5)으로 이루어지는 것이 바람직하며, 화학증착법(CVD, Chemical Vapor Deposition) 또는 스퍼터링법으로 400℃ 이하에서 증착한 비정질 또는 결정화도가 낮은 다결정 박막이다. 예비 저항층(234a)은 바람직하게는 100-250 nm의 두께를 갖는다.
도 4c를 참조하면, 증착된 예비 저항층(234a)에 염화제논 엑시머 레이저(XeCl excimer laser, λ=308 nm) 빔을 조사하여 700 ℃ 이상으로 가열하여 결정화 또는 재결정화시킴으로써 결정화도가 높은 다결정 저항층(234)으로 변환시킨다. 이때, 기판(210)은 저온으로 유지하여 상기 검출회로가 열화되지 않도록 한다. 즉, 다결정 저항층(234)는 예비 저항층(234a)에 비해 결정화도가 높은 특징을 가진다. 레이저 빔을 이용하여 저온에서 결정화하는 것은 다결정 저항층(234)의 1/f 잡음을 감소시키고 볼로미터의 온도 감지에 대한 정밀도를 향상시킨다.
도 4d를 참조하면, 적층된 다결정 저항층(234), 제1 절연막(232) 및 희생층(222)의 순차적으로 식각하여 금속패드(211)를 노출시키는 홀(224)을 형성한다. 그후, 다결정 저항층(234)과 제1 절연막(232)을 식각하여 센서 구조체(230)의 몸통부를 형성한다. 이에 따라, 센서구조체(230)의 몸통부 부분은 반사막(214)의 상부에 λ/4만큼 떨어져 위치한다.
도 4e를 참조하면, 제1 절연막(232), 다결정 저항층(234) 및 희생층(222) 상에 제2 절연막(236)을 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(Si3N4)으로 형성한다. 이어서, 도 4g의 전극(238)이 접촉할 부분을 노출시키도록 제2 절연막(236)을 식각한다. 이에 따라, 상기 식각에 의하여 센서구조체(230)의 몸통부 및 지지팔의 구분하면서 금속패드(212) 및 다결정 저항층(234)의 일부가 노출된다. 경우에 따라, 홀(224) 주변의 전극(도 4f의 238)의 하부에 보조전극(226)을 형성할 수 있다.
도 4f를 참조하면, 제2 절연막(236) 상에 전극(238)을 알루미늄(Al), 타이타늄텅스텐(TiW) 또는 니켈크롬(NiCr) 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 단일층 또는 그 복합층을 균일한 두께로 형성한다. 그후, 노출된 금속 패드(212)와 다결정 저항층(234)이 연결되도록 전극(238)을 식각한다. 이로 인해, 전극(238) 사이의 다결정 저항층(234) 상에는 제2 절연막(236)이 위치한다.
도 4g를 참조하면, 전극(238) 사이의 다결정 저항층(234) 상에 통상의 방법을 이용하여 제3 절연막(242)로 둘러싸인 흡수층(240)을 타이타늄(Ti), 니켈크롬(NiCr) 또는 타이타늄(TiN)으로 형성한다. 이에 따라, 흡수층(240)은 다결정 저항층(234)과 전기적으로 절연된다. 이때, 흡수층(240)은 센서 구조체(230)의 몸통부에만 남도록 식각된다. 즉, 제3 절연막(242)은 흡수층(240)과 전극(238)을 덮도록 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(Si3N4)으로 형성한다. 이어서, 센서구조체(230)의 몸통부 및 지지팔 영역이 남도록 식각한다.
도 4h를 참조하면, 희생층(220)을 산소(O2)를 포함하는 혼합가스를 사용하는 플라즈마 연소(plasma ashing)법으로 제거한다. 이에 따라, 반사막(214)와 센서구조체(230)의 몸통부는 희생층(220)의 두께(d)에 해당하는 공간(220)이 형성된다.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
상술한 본 발명에 따른 볼로미터 및 그 제조방법에 의하면, 검출회로가 포함된 기판 위에 결정화가 증가된 다결정 실리콘 또는 실리콘게르마늄 저항층을 이용함으로써, 검출회로의 열화를 유발하지 않으면서 1/f 잡음 감소시키고, 그에 따른 온도 정밀도를 향상시킬 수 있다.
Claims (16)
- 내부에 검출회로를 포함하는 반도체 기판;상기 반도체 기판의 표면에 일부 영역에 배치된 반사막;상기 반사막의 양측의 상기 반도체 기판의 표면에 상기 반사막과 이격되어 위치하는 금속패드; 및상기 반사막의 표면으로부터 적외선 파장(λ)/4만큼의 공간을 이루며 상기 반도체 기판의 상부에 위치하는 센서구조체를 포함하며,상기 센서구조체는 다결정화된 불순물이 도핑된 실리콘(Si) 또는 실리콘게르마늄(Si1-xGex, x=0.2~0.5)으로 이루어진 다결정 저항층을 포함하여 상기 반사막 상부에 위치하는 몸통부; 및상기 몸통부의 바깥 쪽에 상기 금속패드에 전기적으로 연결되는 지지팔을 포함하는 볼로미터.
- 제1항에 있어서, 상기 몸통부는 제1 절연막, 저항층, 제2 절연막, 전극, 흡수층 및 제3 절연막인 순차적으로 적층되고, 상기 지지팔은 제2 절연막, 전극 및 제3 절연막이 순차적으로 적층된 구조인 것을 특징으로 하는 볼로미터.
- 제1항에 있어서, 상기 적외선 파장(λ)은 8-12 ㎛인 것을 특징으로 하는 볼 로미터.
- 제2항에 있어서, 상기 제1 절연막은 열전도도가 낮은 산화실리콘(SiO2)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 볼로미터.
- 제2항에 있어서, 상기 제2 및 제3 절연막은 산화실리콘(SiO2) 및 질화실리콘(Si3N4) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 볼로미터.
- 제2항에 있어서, 상기 전극은 알루미늄(Al), 타이타늄텅스텐(TiW) 및 니켈크롬(NiCr) 중에 선택된 어느 하나로 이루어진 단일층 또는 그 복합층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 볼로미터.
- 제2항에 있어서, 상기 흡수층은 타이타늄(Ti), 니켈크롬(NiCr) 및 타이타늄(TiN) 중에 선택된 어느 하나로 이루어진 단일층 또는 그 복합층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 볼로미터.
- 제2항에 있어서, 상기 제1 절연막은 200-500 nm 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 것.
- 반도체 기판 내에 검출회로를 형성하는 단계;상기 반도체 기판의 표면의 일부 영역에 반사막을 형성하는 단계;상기 반사막의 양측의 상기 반도체 기판의 표면에 상기 반사막과 이격되어 위치하는 금속패드를 형성하는 단계;상기 반사막과 금속패드가 형성된 상기 반도체 기판의 전면에 적외선 파장(λ)/4 두께의 희생층을 형성하는 단계;상기 희생층의 상부에 다결정화된 불순물이 도핑된 실리콘(Si) 또는 실리콘게르마늄(Si1-xGex, x=0.2~0.5)으로 이루어진 다결정 저항층을 포함하는 센서구조체를 형성하는 단계; 및상기 희생층을 제거하는 단계를 포함하는 볼로미터 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 희생층은 폴리이미드로 이루어진 것을 특징으로 하는 볼로미터의 제조방법.
- 제10항에 있어서, 상기 폴리이미드층은 스핀코팅에 의해 도포한 후 300-400℃로 열경화하여 형성하는 것을 특징으로 하는 볼로미터의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 센서구조체를 형성하는 단계는,상기 희생층 상에 제1 절연막 및 예비 저항층을 순차적으로 형성하는 단계;상기 예비 저항층에 레이저 빔을 조사하여 다결정 저항층을 형성하는 단계;상기 다결정 저항층, 제1 절연막 및 희생층의 일부를 순차적으로 제거하여 상기 금속패드를 노출시키는 단계;상기 다결정 저항층 및 제1 절연막을 상기 반사막 상에 한정되도록 식각하는 단계;상기 제1 절연막, 다결정 저항층 및 희생층의 노출된 부분을 균일한 두께로 덮는 제2 절연막을 형성하는 단계;상기 다결정 저항층의 양측 표면의 일부가 노출되도록 상기 제2 절연막을 제거하는 단계;상기 다결정 저항층과 상기 금속패드를 전기적으로 연결하는 전극을 형성하는 단계;상기 노출된 제2 절연막 상에 흡수층을 형성하는 단계; 및상기 전극, 제2 절연막 및 흡수층을 덮는 제3 절연막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼로미터 제조방법.
- 제12항에 있어서, 상기 예비 저항층은 비정질 상태 또는 결정화도가 낮은 불순물이 도핑된 실리콘(Si) 또는 실리콘게르마늄(Si1-xGex, x=0.2~0.5)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 볼로미터의 제조방법.
- 제12항에 있어서, 상기 예비 저항층은 화학증착법 또는 스퍼터링에 의해 400℃ 이하의 온도에서 형성하는 것을 특징으로 하는 볼로미터의 제조방법.
- 제12항에 있어서, 상기 다결정 저항층은 상기 레이저 빔을 조사하여 결정화 또는 재결정화하여 형성하는 것을 특징으로 하는 볼로미터의 제조방법.
- 제12항에 있어서, 상기 레이저는 엑시머 레이저(excimer laser)를 사용하는 것을 특징으로 하는 것.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |