KR20090065941A - 다층 구조의 볼로미터 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다층 구조의 볼로미터 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 센서 구조체의 몸통부를 지지하는 지지팔의 수를 하나로 줄이고 그 하나의 지지팔에 두 개의 전극을 형성하여 하나의 지지팔만으로 기판과의 전기적 연결이 가능하도록 구성한 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 센서 구조체의 열전도도를 크게 감소시켜 온도 감지에 대한 정밀도를 획기적으로 향상시키는 동시에 볼로미터의 픽셀 크기를 줄여 높은 해상도의 열영상을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 다층 구조의 볼로미터는 충분히 넓은 적외선 흡수층에 의해 높은 fill-factor를 얻을 수 있으므로 적외선 흡수율을 향상시킬 수 있다.
볼로미터, 픽셀, 다층구조, 적외선
Description
본 발명은 다층 구조의 볼로미터 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 센서 구조체의 몸통부를 지지하는 지지팔의 수를 하나로 줄이고 그 하나의 지지팔에 두 개의 전극을 형성하여 하나의 지지팔만으로 기판과의 전기적 연결이 가능하도록 구성된 다층 구조의 볼로미터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-054-02, 과제명: 유비쿼터스용 CMOS 기반 MEMS 복합센서기술개발].
적외선 센서는 크게 액체 질소 온도에서 동작하는 냉각형과 상온에서 동작하는 비냉각형으로 구분된다. 냉각형 적외선 센서는 수은 카드뮴 텔레륨(HgCdTe)과 같은 밴드갭이 작은 반도체 재료가 적외선을 흡수할 때 생성되는 전자-정공 쌍을 광전도체(photoconductors), 광다이오드(photodiodes) 및 광축전기(photocapacitors)를 통해 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. 볼로미터에서, 저항체 박막(저항층이라고도 함)은 적외선 검출회로가 형성된 기판 위에 일정한 높이로 부양되어 있는 센서 구조체 위에 형성된다. 일정한 높이로 형성하는 이유는 저항체 박막을 기판으로부터 열적으로 차단시켜서 적외선 흡수시에 발생하는 열을 보다 효과적으로 감지하기 위해서이다.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 볼로미터를 설명하기 위한 도면이다.
도 1a를 참조하면, 종래의 볼로미터는, 검출회로(미도시)를 포함하는 기판(110)과, 기판(110)으로부터 λ/4(λ:적외선 파장)의 공간을 두고 부양되어 있는 센서 구조체(150)를 포함한다.
상기 센서 구조체(150)는 그 양끝에 연결된 지지팔(support arms, 130)에 의해 기판(110)에 고정되는데, 이 때, 지지팔(130)은 센서 구조체(150)에서 기판(110)으로 열이 누설되는 것을 차단한다.
이와 같이 구성된 볼로미터에서 센서 구조체(150)의 구조는 높은 적외선 흡수도, 높은 열 차단도(thermal isolation)와 낮은 열용량(thermal mass)을 가져야 한다. 왜냐하면, 적외선 흡수시 발생하는 열이 기판(110)으로 누설되지 않고, 생성된 열을 빠른 시간 내에 감지하기 위해서이다.
이러한 이유로 인해 열 차단과 적외선의 흡수율을 높이기 위해서 볼로미터를 도 1a와 같이 2층 구조로 구성하거나, 또는 도 1b 및 도 1c와 같이 다층 구조로 구성하는 것이 불가피하다.
그러나, 도 1a와 같은 2층 구조의 경우는, 지지팔 부분이 적외선을 흡수하지 못하기 때문에 적외선 흡수율이 떨어지게 되는 단점이 있다.
이에 비하여, 도 1b 및 도 1c와 같은 다층 구조의 볼로미터에서는, 적외선 흡수층을 충분히 넓게 만들 수 있을 뿐만 아니라 열적 분리를 위한 지지팔을 길게 할 수 있기 때문에 특성면에서 매우 유리하게 된다. 또한, 적외선 영상을 위한 볼로미터 어레이에서 단위 픽셀의 크기를 작게 할 때 기존의 픽셀이 가지고 있는 광특성의 열화가 일어나지 않게 되는 장점도 있다.
하지만, 도 1b 및 도 1c와 같은 다층 구조의 경우는, 센서 구조체를 지지하는 지지팔 모두가 하부의 기판과 각각 전기적으로 연결되므로, 이로 인해 열전도도가 높아지게 될 뿐만 아니라 볼로미터의 픽셀 크기도 커지는 한계점을 갖고 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 센서 구조체의 몸통부를 지지하는 지지팔의 수를 하나로 줄이고 그 하나의 지지팔만으로 기판과의 전기적 연결이 가능하도록 구성함으로써, 센서 구조체의 열전도도를 크게 감소시켜 온도 감지에 대한 정밀도를 획기적으로 향상시키는 동시에 볼로미터의 픽셀 크기를 줄여 높은 해상도의 열영상을 얻을 수 있도록 하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다층 구조의 볼로미터는, 내부에 검출회로를 포함하는 반도체 기판과, 상기 반도체 기판의 상부에 형성된 제1, 2 금속 패드와, 상기 제1, 2 금속 패드로부터 적외선 파장(λ)/4 만큼의 공간을 이루며 상기 반도체 기판의 상부에 위치하는 센서 구조체를 포함하며, 상기 센서 구조체는, 상기 제1, 2 금속 패드의 상부에 위치하며 적외선 흡수시에 발생하는 온도 변화에 따라 저항이 변화되는 저항층을 포함하는 몸통부; 및 상단과 하단의 2층 구조로 구성되어 상기 몸통부 및 상기 제1, 2 금속 패드와 전기적으로 연결되는 하나의 지지팔을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 지지팔의 하단은, 상기 제1, 2 금속 패드와 각각 연결되는 제1, 2 전극과, 상기 제1, 2 전극간의 절연을 위한 제1 내지 제3 절연층을 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 지지팔의 상단은, 적외선 흡수시에 발생하는 온도 변화에 따라 저항이 변화되는 상기 저항층과, 상기 저항층의 절연을 위한 제4, 5 절연층과, 상기 저항층의 저항 변화를 상기 제1, 2 전극에 각각 전달하기 위한 제3, 4 전극을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 저항층은 실리콘, VOx, 또는 Ti 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 저항층이 실리콘으로 이루어진 경우, 상기 몸통부는 적외선 흡수를 위한 흡수층을 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다층 구조의 볼로미터 제조 방법은, (a) 검출회로가 포함된 기판 상부에 제1, 2 금속 패드를 형성하는 단계; (b) 상기 제1, 2 금속 패드가 노출되도록 상기 기판 상부에 제1 희생층을 형성한 후, 상기 제1 희생층 상부에 상기 제1, 2 금속 패드와 전기적으로 연결되는 제1, 2 전극과 상기 제1, 2 전극의 절연을 위한 제1 내지 제3 절연층을 형성하는 단계; (c) 센서 구조체의 몸통부와 연결될 부분이 노출되도록 상기 제3 절연층 상부에 제2 희생층을 형성한 후, 상기 제2 희생층 상부에 적외선 흡수시에 발생하는 온도 변화에 따라 저항이 변화되는 저항층, 상기 저항층의 절연을 위한 제4, 5 절연층, 상기 저항층의 저항 변화를 상기 제1, 2 전극에 각각 전달하기 위한 제3, 4 전극을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 제1 희생층 및 제2 희생층을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 기판은 반도체 실리콘으로 이루어지고, 상기 제1, 2 금속 패드는 알루미늄으로 이루어지며, 상기 제1, 2 희생층은 BCB(Benzocylobutene) 또는 폴리이미드(Polyimide)로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 저항층은 온도 변화에 따라 저항이 변화되는 실리콘, VOx, 또 는 Ti 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 저항층이 실리콘으로 이루어진 경우, 상기 (c) 단계 이후 및 상기 (d) 단계 이전에, 상기 제5 절연층 상부에 제6 절연층으로 둘러싸인 흡수층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫번째로, 센서 구조체의 몸통부를 지지하는 지지팔의 수를 하나로 줄이고 그 하나의 지지팔만으로 기판과의 전기적 연결이 가능하도록 구성함으로써, 이에 따라 센서 구조체의 열전도도를 크게 감소시켜 온도 감지에 대한 정밀도를 획기적으로 향상시킬 수 있다.
두번째로, 다층 구조의 볼로미터의 특성상 적외선 흡수층을 충분히 넓게 만들 수 있으므로, 높은 fill-factor를 얻을 수 있어 적외선 흡수율을 향상시킬 수 있다.
세번째로, 센서 구조체의 몸통부를 지지하는 지지팔의 수를 하나로 줄일 수 있으므로, 볼로미터 픽셀 크기를 줄여 높은 해상도의 열영상을 얻을 수 있으며, 이에 따라 적외선 카메라의 부피, 무게 및 가격의 감소 효과를 기대할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명 의 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.
도 2는 본 발명에 따른 다층 구조의 볼로미터를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 2의 A-A'혹은 B-B'에서 바라본 단면도이다. 도면에서 B1, B2는 기판(210) 상부의 제1, 2 금속 패드(P1, P2)와 지지팔(230)이 전기적으로 연결되는 부분을 나타내며, T1, T2는 적외선 흡수에 따른 저항 변화를 감지하는 저항층(S)과 지지팔(230)이 전기적으로 연결되는 부분을 나타낸다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 다층 구조의 볼로미터는, 내부에 검출회로(미도시)를 포함하는 반도체 기판(210)과, 상기 반도체 기판(210) 상부에 형성된 제1, 2 금속 패드(P1, P2)와, 상기 제1, 2 금속 패드(P1, P2)의 표면으로부터 적외선 파장(λ)/4 만큼의 공간(h)을 이루며 상기 반도체 기판(210)의 상부에 위치하는 센서 구조체(200)를 포함한다. 여기에서, λ는 감지하고자 하는 적외선 파장으로 일반적으로 8~12 ㎛ 크기의 적외선 파장이다.
상기 기판(210)은 반도체 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 기판(210)의 내부에는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)로 검출회로(미도시)가 형성되어 있다.
상기 기판(210) 상부에는 절연층(211)이 형성되어 있으며, 상기 절연층(211) 의 일부 영역에 제1, 2 금속 패드(P1, P2)가 형성되어 있다.
여기에서, 제1, 2 금속 패드(P1, P2)는 기판(210) 내부에 형성된 검출회로(미도시)와 전기적으로 연결되며, 알루미늄(Al)으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 센서 구조체(200)는 크게 지지팔(arm, 230)과 몸통부(body, 250)로 구분된다.
상기 지지팔(230)은 상단과 하단의 2층 구조로 구성되어 있으며, 하단 및 상단의 높이는 각각 h1, h2 이다.
먼저, 상기 지지팔(230)의 하단은 제1, 2 금속 패드(P1, P2)와 각각 연결되는 제1, 2 전극(E1, E2)과, 상기 제1, 2 전극(E1, E2)간의 절연을 위한 제1 내지 제3 절연층(L1, L2, L3)을 포함한다.
다음으로, 상기 지지팔(230)의 상단은 적외선 흡수시에 발생하는 온도 변화에 따라 저항이 변화되는 저항층(S)과, 상기 저항층(S)의 절연을 위한 제4, 5 절연층(L4, L5)과, 상기 저항층(S)의 저항 변화를 상기 제1, 2 전극(E1, E2)에 각각 전달하기 위한 제3, 4 전극(E3, E4)을 포함한다.
상기 몸통부(250)는 제6 절연층(L6)으로 둘러싸여 적외선을 흡수하는 흡수층(U)과, 적외선 흡수시에 발생하는 온도 변화에 따라 저항이 변화되는 저항층(S)과, 상기 저항층(S)의 절연을 위한 제4, 5 절연층(L4, L5)을 포함한다.
여기에서, 상기 저항층(S)은 온도 변화에 따라 저항이 변화되는 물질, 예를 들어 실리콘, VOx, 또는 Ti 중 어느 하나로 이루어지며, 상기 제4, 5, 6 절연층(L4, L5, L6)은 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(Si3N4)으로 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에 따른 다층 구조의 볼로미터는, 센서 구조체(200)의 몸통부(250)를 지지하는 지지팔(230)의 수를 하나로 줄여 그 하나의 지지팔(230)만으로 기판(210)과 두 개의 전기적 연결이 가능하도록 구성되어 있으며, 이에 따라 센서 구조체(200)의 열전도도를 크게 감소시켜 온도 감지에 대한 정밀도를 획기적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다층 구조의 볼로미터는, 하나의 지지팔(230)만을 이용하므로 볼로미터의 픽셀 크기가 감소되어 높은 해상도의 열영상을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다층 구조의 볼로미터는, 다층 구조의 볼로미터의 특성상 흡수층(U)을 충분히 넓게 만들 수 있으므로, 높은 fill-factor를 얻을 수 있어 적외선 흡수율을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 저항층(S)이 실리콘으로 이루어진 경우 흡수층(U)을 포함하는 구조에 대하여 설명하였지만, 상기 저항층(S)이 VOx 또는 Ti로 이루어진 경우에는 저항층(S) 자체가 적외선 흡수 역할을 하기 때문에 흡수층(U)을 생략할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 다층 구조의 볼로미터 제조 방법을 나타낸 흐름도이 며, 도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 볼로미터 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 흐름도를 기반으로 도 5a 내지 도 5f의 제조 공정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 5a를 참조하면, 내부에 CMOS 검출회로(미도시)가 포함된 기판(210)을 준비한 다음(S401), 기판(210)의 표면에 절연층(211)을 형성한 후 절연층(211)의 일부에 제1, 2 금속 패드(P1, P2)를 형성한다(S402).
이어서, 상기 절연층(211) 상부에 제1 희생층(231)을 형성한다(S403). 이 때, 제1, 2 금속 패드(P1, P2)의 상부가 노출되도록 제1 희생층(231)을 형성한다. 여기에서, 상기 제1 희생층(231)은 후속공정에서 제거되는 층으로, BCB(Benzocylobutene) 또는 폴리이미드(Polyimide)로 이루어지는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 5b를 참조하면, 상기 형성된 제1 희생층(231) 위에 제1 절연층(L1)을 형성한다(S404). 이 때, 제1금속 패드(P1)의 상부가 노출되도록 제1 절연층(L1)을 형성한다.
이어서, 제1 절연층(L1) 상부에 제1 전극(E1)을 형성하여 상기 노출된 제1 금속 패드(P1)에 제1 전극(E1)이 접촉되도록 한다(S405). 이 때, 제2 금속 패드(P2) 상부에는 제1 전극(E1)이 형성되지 않도록 하며, 제1 전극(E1)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 최소한 T1 까지 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 5c를 참조하면, 제1 전극(E1) 상부에 제2 절연층(L2)을 형성한 후(S406), 제2 금속 패드(P2)가 노출되도록 제2 절연층(L2) 및 제1절연층(L1)을 식각한다(S407).
이어서, 제2 절연층(L2) 상부에 제2 전극(E2)을 형성하여 상기 노출된 제2 금속 패드(P2)에 제2 전극(E2)이 접촉되도록 한다(S408). 이 때, 제2 전극(E2)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 최소한 T2 까지 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 5d를 참조하면, 제2 전극(E2) 상부에 제3 절연층(L3)을 형성한다(S409). 이어서, 제3 절연층(L3) 상부에 제2희생층(232)을 형성한다(S410). 이 때, T1 ,T2 영역이 노출되도록 제2 희생층(232)을 형성한다.
여기에서, 상기 제2 희생층(232)은 후속공정에서 제거되는 층으로, BCB(Benzocylobutene) 또는 폴리이미드(Polyimide)로 이루어지는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 5e를 참조하면, 제2 희생층(232) 상부에 제4 절연층(L4)을 형성한 후(S411), 제1, 2 전극(E1, E2)이 노출되도록 제4 절연층(L4), 제3절연층(L3) 및 제2 절연층(L2)을 식각한다(S412).
이어서, 상기 노출된 제1, 2 전극(E1, E2)의 상부에 제3, 4 전극(E3, E4)을 각각 형성한다(S413).
이어서, 상기 제4절연층(L4) 상부에 저항층(S)과 제5 절연층(L5)을 형성한다(S414).
여기에서, 상기 저항층(S)은 온도 변화에 따라 저항이 변화되는 물질, 예를 들어 실리콘, VOx, 또는 Ti 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 5f를 참조하면, 제5 절연층(L5) 상부에 통상의 방법을 이용하여 제6 절연층(L6)으로 둘러싸인 흡수층(U)을 형성한다(S415). 이 때, 상기 흡수층(U)은 몸통부(250)에만 형성된다. 이어서, 제1 희생층(231) 및 제2 희생층(232)을 식각하면(S416), 이에 따라 기판(210)과 센서 구조체(200) 사이에는 제1 희생층(231) 및 제2 희생층(232)의 전체 두께에 해당하는 공간(h)이 형성된다.
즉, 이와 같은 제조 공정에 의하면, 2층 구조로 이루어진 하나의 지지팔(230)을 통해 센서 구조체(200)의 몸통부(250)와 기판(210)이 전기적으로 연결된 구조를 얻을 수 있으며, 이에 따라 센서 구조체(200)의 열전도도가 크게 감소되어 온도 감지에 대한 정밀도가 획기적으로 향상된 볼로미터를 제조할 수 있다. 또한, 적외선 흡수층을 충분히 넓게 만들면 높은 fill-factor에 의해 적외선 흡수율이 향상된 볼로미터를 제조할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 볼로미터를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 다층 구조의 볼로미터를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A'혹은 B-B'에서 바라본 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다층 구조의 볼로미터 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 볼로미터 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
210: 반도체 기판 200 : 센서 구조체
230 : 지지팔 250 : 몸통부
P1, P2: 금속 패드
211: 절연층
231: 제1 희생층
232 : 제2 희생층
L1, L2 , L3, L4 , L5 : 제1 내지 제5 절연층
E1, E2, E3, E4,: 제1 내지 제4 전극
S : 저항층
U : 흡수층
Claims (16)
- 내부에 검출회로를 포함하는 반도체 기판과, 상기 반도체 기판의 상부에 형성된 제1, 2 금속 패드와, 상기 제1, 2 금속 패드로부터 적외선 파장(λ)/4 만큼의 공간을 이루며 상기 반도체 기판의 상부에 위치하는 센서 구조체를 포함하며,상기 센서 구조체는,상기 제1, 2 금속 패드의 상부에 위치하며 적외선 흡수시에 발생하는 온도 변화에 따라 저항이 변화되는 저항층을 포함하는 몸통부; 및상단과 하단의 2층 구조로 구성되어 상기 몸통부 및 상기 제1, 2 금속 패드와 전기적으로 연결되는 하나의 지지팔을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조의 볼로미터.
- 제 1항에 있어서,상기 제1, 2 금속 패드는 상기 기판의 검출회로와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 다층 구조의 볼로미터.
- 제 1항에 있어서, 상기 지지팔의 하단은,상기 제1, 2 금속 패드와 각각 연결되는 제1, 2 전극과,상기 제1, 2 전극간의 절연을 위한 제1 내지 제3 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조의 볼로미터.
- 제 3항에 있어서, 상기 지지팔의 상단은,적외선 흡수시에 발생하는 온도 변화에 따라 저항이 변화되는 상기 저항층과,상기 저항층의 절연을 위한 제4, 5 절연층과,상기 저항층의 저항 변화를 상기 제1, 2 전극에 각각 전달하기 위한 제3, 4 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조의 볼로미터.
- 제 4항에 있어서, 상기 몸통부는,상기 저항층의 절연을 위한 상기 제4, 5 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조의 볼로미터.
- 제 1항에 있어서,상기 저항층은 실리콘, VOx, 또는 Ti 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층 구조의 볼로미터.
- 제 6항에 있어서,상기 저항층이 실리콘으로 이루어진 경우, 상기 몸통부는 적외선 흡수를 위한 흡수층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조의 볼로미터.
- (a) 검출회로가 포함된 기판 상부에 제1, 2 금속 패드를 형성하는 단계;(b) 상기 제1, 2 금속 패드가 노출되도록 상기 기판 상부에 제1 희생층을 형성한 후, 상기 제1 희생층 상부에 상기 제1, 2 금속 패드와 전기적으로 연결되는 제1, 2 전극과 상기 제1, 2 전극의 절연을 위한 제1 내지 제3 절연층을 형성하는 단계;(c) 센서 구조체의 몸통부와 연결될 부분이 노출되도록 상기 제3 절연층 상부에 제2 희생층을 형성한 후, 상기 제2 희생층 상부에 적외선 흡수시에 발생하는 온도 변화에 따라 저항이 변화되는 저항층, 상기 저항층의 절연을 위한 제4, 5 절연층, 상기 저항층의 저항 변화를 상기 제1, 2 전극에 각각 전달하기 위한 제3, 4 전극을 형성하는 단계; 및(d) 상기 제1 희생층 및 제2 희생층을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조의 볼로미터 제조 방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 (a) 단계에서,상기 기판 상부에 절연층을 형성한 후 상기 절연층의 일부 영역에 제1, 2 금속 패드를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조의 볼로미터 제조 방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 (b) 단계에서,상기 제1, 2 금속 패드의 상부가 노출되도록 상기 기판 상부에 제1 희생층을 형성하는 제1 단계;상기 제1 금속 패드의 상부가 노출되도록 상기 제1 희생층 상부에 제1 절연층을 형성하는 제2 단계;상기 제1 절연층 상부에 제1 전극을 형성하여 상기 노출된 제1 금속 패드에 제1 전극이 접촉되도록 하는 제3 단계;상기 제1 전극 상부에 제2 절연층을 형성한 후, 상기 제2 금속 패드가 노출되도록 제1, 2 절연층을 식각하는 제4 단계;상기 제2 절연층 상부에 제2 전극을 형성하여 상기 노출된 제2 금속 패드에 제2 전극이 접촉되도록 하는 제5 단계; 및상기 제2 전극 상부에 제3 절연층을 형성하는 제6 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조의 볼로미터 제조 방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 (c) 단계에서,상기 센서 구조체의 몸통부와 연결될 부분이 노출되도록 상기 제3 절연층 상부에 제2 희생층을 형성하는 제1 단계;상기 제2 희생층 상부에 제4 절연층을 형성한 후, 상기 제1, 2 전극이 노출되도록 상기 제2 내지 제4 절연층을 식각하는 제2 단계;상기 노출된 제1, 2 전극의 상부에 제3, 4 전극을 각각 형성하는 제3 단계; 및상기 제4 절연층 상부에 저항층을 형성한 후 상기 저항층 상부에 제5 절연층을 형성하는 제4 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조의 볼로미터 제조 방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 기판은 반도체 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층 구조의 볼로미터 제조 방법.
- 제 8항에 있어서,상기 제1, 2 금속 패드는 알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층 구조의 볼로미터 제조 방법.
- 제 8항에 있어서,상기 저항층은 온도 변화에 따라 저항이 변화되는 실리콘, VOx, 또는 Ti 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층 구조의 볼로미터 제조 방법.
- 제 14항에 있어서,상기 저항층이 실리콘으로 이루어진 경우,상기 (c) 단계 이후 및 상기 (d) 단계 이전에, 상기 제5 절연층 상부에 제6 절연층으로 둘러싸인 흡수층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조의 볼로미터 제조 방법.
- 제 8항에 있어서,상기 제1, 2 희생층은 BCB(Benzocylobutene) 또는 폴리이미드(Polyimide)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층 구조의 볼로미터 제조 방법.
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