KR20110000917A - 온도 및 다중 가스 감응 센서 어레이 및 이의 제조방법 - Google Patents

온도 및 다중 가스 감응 센서 어레이 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 개시에서는, 절연 기판을 제공하는 단계; 상기 절연 기판 상에 온도 감응용 물질층을 형성하는 단계; 상기 온도 감응용 물질층을 패터닝하여 온도 감응막을 형성하는 단계; 상기 온도 감응막 상에 절연막을 형성하는 단계; 상기 전열막 상에 전도성 산화물 층을 형성하는 단계; 상기 전도성 산화물 막을 패터닝하여 복수개의 전극 패턴 어레이를 형성하는 단계; 상기 복수개의 전극 패턴 어레이 상에 복수개의 가스 감응막을 다층으로 형성하는 단계; 및 상기 복수개의 가스 감응막을 선택적으로 식각하여 상기 복수개의 전극 패턴 어레이의 각각 위에 가스 감응막 어레이 - 상기 가스 감응막 어레이는 적어도 하나의 가스 감응막을 포함함 - 를 형성하는 단계를 포함하는 센서 어레이 제조 방법을 제공한다.
산화물 온도센서, 가스센서, 산화물 절연막, 전도성 산화물, 어레이

Description

온도 및 다중 가스 감응 센서 어레이 및 이의 제조방법{SENSORS FOR DETECTING TEMPERATURE AND MULTI GAS AND METHED FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 산화물을 기반으로 하는 온도 및 다중 가스 감응 센서 어레이 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 산화물 반도체를 기반으로 한 가스센서는 센서 표면에 피검 가스가 접촉하였을 때 발생하는 전기전도도의 변화를 이용하여 피검 가스를 검지한다. 그러나, 종래의 가스센서는 피검가스의 종류나 분자량 등에 관한 충분한 정보를 제공하지 못한다는 문제점이 있었다. 예를 들어, n-형 산화물 가스센서는, 환원성 가스와 접촉할 경우 센서 표면에서의 공핍층이 얇아지면서 전도도가 커지고, 산화성 가스와 접촉할 경우에는 반대로 전도도가 저하되므로 피검 가스가 환원성 가스인지 산화성 가스인지의 구별은 가능하나, 구체적인 피검 가스의 종류나 분자량은 확인할 수 없다는 한계가 있었다.
또한, 종래의 가스 센서는 통상적으로 상온이 아닌 200~500℃ 근방의 온도에서 최대 동작 특성을 나타내며, 온도에 따라 감응도가 큰 차이를 나타내므로, 가스 센서에서의 패턴인식을 위해서는 반드시 온도에 대한 정보를 동시에 획득하여야 한 다는 불편함이 있었다. 뿐만 아니라, 이러한 종래의 가스 센서의 동작 온도로 인하여 온도에 대해 비교적 안정한 백금 등의 귀금속 등이 산화물 가스센서의 전극 재료로서 사용되었으나, 금속 전극 등이 적용될 수 없는 내부식 환경 또는 극한 환경에서는 센서를 사용할 수 없다는 문제점도 있었다.
가스 센서를 제조하기 위한 공정에 있어서도, 종래의 가스 센서 제조 공정은 피검가스에 대한 선택성을 부여하기 위해 귀금속의 전극의 패턴 어레이 위에 서로 다른 감지막을 독립적으로 형성함에 있어서, 일부 전극 패턴만을 개방하고 감지막을 형성하는 공정을 여러번 실행해야 하는 불편함이 있었다. 예를 들어, 네 개의 어레이를 형성 하기 위해서는 네 번의 감지막 형성공정을 수행하여야 하는 번거로움이 발생하게 된다.
따라서, 본원 발명에서는, 온도와 가스에 대한 정보를 동시에 얻을 수 있고 내부식 환경 또는 극한 환경 등에 용이하게 적용될 수 있는 온도 및 다중 가스감응 센서 어레이 및 이를 보다 간편하게 제조하는 방법을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 센서 어레이는 절연기판; 상기 절연기판 상에 형성된 온도 감응막; 상기 온도 감응막 상에 배치된 절연막; 상기 절연체 상에 배치되는 복수개의 전극 패턴 어레이; 및 복수개의 가스 감응막 어레이를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 복수개의 가스 감응막 어레이의 각각은 상기 복수개의 전극 패턴 어레이의 대응되는 어레이 상에 배치되고 적어도 하나의 가스 감응막을 포함할 수 있다.
또한, 다른 실시예에서는, 센서 어레이 제조 방법이 절연 기판을 제공하는 단계; 상기 절연 기판 상에 온도 감응용 물질층을 형성하는 단계; 상기 온도 감응용 물질층을 패터닝하여 온도 감응막을 형성하는 단계; 상기 온도 감응막 상에 절연막을 형성하는 단계; 상기 전열막 상에 전도성 산화물 층을 형성하는 단계; 상기 전도성 산화물 막을 패터닝하여 복수개의 전극 패턴 어레이를 형성하는 단계; 상기 복수개의 전극 패턴 어레이 상에 복수개의 가스 감응막을 다층으로 형성하는 단계; 및 상기 복수개의 가스 감응막을 선택적으로 식각하여 상기 복수개의 전극 패턴 어레이의 각각 위에 가스 감응막 어레이를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실 시예에 따르면, 상기 가스 감응막 어레이는 적어도 하나의 가스 감응막을 포함하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 온도 및 가스 감응 센서 어레이는 산화물로 구성되어 내부식 환경 또는 극한 환경 등에 용이하게 적용될 수 있으며, 온도 및 가스에 대한 정보를 동시에 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 온도 및 가스 감응 센서 어레이의 제조 방법은, 다층의 박막구조를 일련의 공정으로 형성시키고 선택적 식각 방식을 적용하여 가스 감응막 어레이를 형성시킴으로써, 여러 층의 가스 감응막을 갖는 센서 어레이가 간단하게 제조될 수 있도록 한다.
도면에 도시되거나 이하 설명되는 각 구성 요소 및 구성 요소들 간의 배치 관계는 하나의 예시로서 다양한 구성으로 변형될 수 있다. 따라서, 도면을 참조하여 자세히 설명하는 각 실시예는 청구항의 범위를 한정하는 것은 아니며, 실시 가능한 여러 형태 중 대표적 실시예를 설명하는 것일 뿐임을 알아야 한다. 이하에서는, 명확한 이해를 돕기 위해 첨부 도면 및 그에 표시된 참조번호를 이용하여 자세한 설명이 이루어질 것이며, 도면에서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성을 나타낸다.
도 1a는, 본원의 일 실시예에 따른 온도 및 다중 가스 감응 센서 어레이(100)(이하, '센서 어레이'라 한다)의 평면도를 도시하며, 도 1b 및 도 1c는, 도 1a에 도시된 센서 어레이(100)를 각각 aa'방향 및 bb'방향으로 자른 단면도를 도시 한다.
일 실시예에서, 센서 어레이(100)는, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 절연기판(110), 온도 정보을 얻기 위한 온도 감응막(120), 절연막(130), 및 전극 패턴 어레이(142,144,146,148) 및 가스 감지를 위한 가스 감응막 어레이(152,154,156,158)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 절연기판(110)은, 알루미나 또는 산화규소 등과 같이 전기 절연성을 갖는 물질로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 온도 감응막(120)은, 절연기판(110) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 온도 감응막(120)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 연결부(222) 및 연결부(222)에서 서로 연결되고 연결부(222)로부터 서로 소정의 간격을 두고 평행하게 연장된 제1 연장부(224a) 및 제2 연장부(224b)를 포함할 수 있다. 또한, 온도 감응막(120)은, 제1 연장부(224a) 및 제2 연장부(224b)의 연장 방향과 수직하고, 서로 반대 방향으로 연장된 제1 단부(226a) 및 제2 단부(226b)를 더 포함할 수 있다. 그러나, 온도 감응막(120)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 자유롭게 변형될 수 있음을 알아야 할 것이다.
일 실시예에서, 온도 감응막(120)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 절연기판(110)의 중간 부에 배치될 수 있다. 그러나, 온도 감응막(120)은 이와 같은 배치에 한정되지 않고, 절연기판(110) 상에서 자유롭게 배치될 수 있음을 알아야 한다.
일 실시예에서, 온도 감응막(120)은 티탄산바륨과 같이 저항 변화에 의해 온 도 변화의 측정이 가능한 종래의 써미스터 물질 또는 산화코발트 계 물질과 같이 기전력 변화에 의해 온도 변화의 측정이 가능한 산화물 열전소재로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 절연막(130)은, 이하에서 자세히 설명하는 전극 패턴 어레이(142,144,146,148)와 온도 감응막(120)을 전기적으로 분리하도록 온도 감응막(120) 상에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 절연막(130)은, 도 1a에 도시된 바와 같이, 온도 감응막(120)의 연결부(222), 제1 연장부(224a) 및 제2 연장부(224b)를 덮도록 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 절연막(130)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 단부(226a) 및 제2 단부(226b)가 외부로 노출되도록 온도 감응막(120)의 제1 단부(226a) 및 제2 단부(226b)는 덮지 않도록 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 절연막(130)은 약 1㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 그러나, 절연막(130)의 두께는 이에 제한되는 것이 아니고, 센서 어레이(100)의 온도감응의 민감도와 소자 전체의 크기를 고려하여 자유롭게 변형 가능함을 알아야 할 것이다.
일 실시예에서, 전극 패턴 어레이(142,144,146,148)는 절연막(130) 상에 배치될 수 있다. 도 3을 참고하면, 전극 패턴 어레이(142,144,146,148) 각각은 두 개의 빗살형태의 전극(IDE :Inter Digital Electrode)(340a,340b) 및, 저항 또는 전압 등의 전기적 신호 측정을 위해 각 전극(340a,340b)과 연결된 컨택패드(342a,342b)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 전극 패턴 어레이(142,144,146,148)에 포함된 두 개의 빗살형태의 전극(340a,340b)은 서로 대향하 고 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 전극(340a,340b)의 빗살 간의 간격(d)은 대략 20㎛~200㎛ 일 수 있다. 그러나, 각 전극 패턴 어레이(142,144,146,148)의 형태, 배치 및 빗살 간의 간격은 이에 한정되지 않으며, 이하에서 자세히 설명하는, 상부에 위치하는 가스 감응막 어레이(152,154,156,158)에서 발생하는 저항 변화를 감지할 수 있는 구조의 범위 내에서 자유롭게 변형 가능함을 알아야 할 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 절연막(130) 상에는 네 개의 전극 패턴 어레이(142,144,146,148)가 배치될 수 있으나, 절연막(130) 상에 배치되는 전극 패턴 어레이(142,144,146,148)의 개수는 이에 한정되지 않으며, 이하에서 자세히 설명하는 바와 같이, 가스 감응막 어레이(152,154,156,158)의 개수에 따라 네 개 이상 또는 이하일 수 있음을 알아야 한다.
일 실시예에서, 전극 패턴 어레이(142,146)는 절연막(130) 아래 배치된 온도 감응막(120)의 연결부(222), 제1 연장부(224a) 및 제2 연장부(224b)를 사이에 두고 다른 전극 패턴 어레이(144,148)와 대향하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 전극 패턴 어레이(142,144,146,148)는, 인듐주석산화물 (ITO) 또는 n-형 산화아연 등으로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 가스 감응막 어레이(152,154,156,158)는 각각 전극 패턴 어레이(142,144,146,148) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 가스 감응막 어레이(152,154,156,158)는, 하나 이상의 가스 감응막(162,164,166,168)을 포함할 수 있으며, 각 가스 감응막 어레이(152,154,156,158)가 포함하는 가스 감응 막(162,164,166,168)의 개수는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 가스 감응막 어레이(152)는 한 개의 가스 감응막(162)을 포함하고, 가스 감응막 어레이(154)는 차례로 적층된 두 개의 가스 감응막(162,164)을 포함하고, 가스 감응막 어레이(156)는 차례로 적층된 세 개의 가스 감응막(162,164,166)을 포함하고, 가스 감응막 어레이(158)는 차례로 적층된 네 개의 가스 감응막(162,164,166,168)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 가스 감응막 어레이(152,154,156,158)가 포함하는 가스 감응막(162,164,166,168)은 서로 가스 감응 특성이 다른 금속산화물 반도체물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 가스 감응막(162)은 산화 주석으로 구성되고, 가스 감응막(164)은 산화 티타늄으로 구성되고, 가스 감응막(166)은 산화 아연으로 구성되고, 가스 감응막(168)은 산화 텅스텐으로 구성될 수 있다. 이 경우, 각 가스 감응막 어레이(152,154,156,158)에서 외부에 노출되는 최상층 가스 감응막(162,164,166,168)은 서로 다른 가스 감응 특성을 가질 수 있으므로 복수 개의 가스를 검지하는 것이 가능하다. 예를 들어, 산화 주석, 산화 티타늄, 산화 아연, 산화 텅스텐 등은 피검 가스가 H2, CO, CO2, NOx, CH4 등인 경우 각 피검 가스에 대해 각각 다른 감응 특성을 나타내므로, 이와 같은 가스 감응물질의 감응특성으로부터 피검가스의 선택성에 대한 정보를 추출하는 것이 가능하다. 가스 감응막(162,164,166,168)을 구성하는 물질은 이에 한정되지 않으며, 가스 감응 특성을 갖는 다른 다양한 물질이 사용될 수 있음을 알아야 한다.
일 실시예에서, 센서 어레이(100)가 포함하는 가스 감응막 어레 이(152,154,156,158)의 개수는 피검 가스의 종류의 개수에 따라 결정될 수 있다. 또한, 결정된 가스 감응막 어레이(152,154,156,158)의 개수에 따라 전극 패턴 어레이(142,144,146,148)의 개수가 결정될 수 있다.
이하에서는, 도 4내지 도 10을 참고하여, 도 1 내지 도 3을 이용하여 설명한 본원 발명의 일 실시예에 따른 산화물 기반 온도 및 다중 가스감응 센서 어레이(100)의 제조방법을 설명한다.
도 4는, 본원 발명에 따른 산화물 기반 온도 및 다중 가스감응 센서 제조 방법의 각 단계를 도시한 순서도이다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 절연기판(500)을 제공한다(S400). 일 실시예에서, 절연기판(500)은, 상기에서 설명한 절연기판(110)과 동일하게, 알루미나 또는 산화규소 등과 같이 전기 절연성을 갖는 물질로 구성될 수 있다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 절연기판(500) 위에 온도 감응용 산화물 층(600)을 증착한다(S402). 일 실시예에서, 온도 감응용 산화물 층(600)은, 종래의 써미스터 물질인 티탄산바륨 또는 산화물 열전소재인 산화코발트 계 물질로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 온도 감응용 산화물 층(600)은, 스퍼터링 또는 PLD 등과 같은 종래의 증착방식을 이용하여 증착될 수 있다.
다음으로, 절연기판(500) 위에 증착된 온도 감응용 산화물 층(600)에 대해 패터닝을 실행하여, 도 7에 도시한 바와 같이 온도 감응막(700)을 형성한다(S404).
온도 감응용 산화물 층(600)은, 온도 감응막(700)이, 상기에서 도 2를 참고하여 설명한 온도 감응막(120)과 동일한 형태를 갖도록 패터닝 될 수 있다. 예를 들어, 온도 감응막(700)이 도 7에 도시한 바와 같이 연결부(702) 및 연결부(702)에서 서로 연결되고 연결부(702)로부터 서로 소정의 간격을 두고 평행하게 연장된 제1 연장부(704a) 및 제2 연장부(704b), 및 제1 연장부(704a) 및 제2 연장부(704b)의 연장 방향과 수직하고, 서로 반대 방향으로 연장된 제1 단부(706a) 및 제2 단부(706b)로 구성되도록, 온도 감응용 산화물 층(600) 상에서 연결부(702), 제1 및 제2 연장부(704a,704b) 및 제1 및 제2 단부(706a,706b)를 제외한 나머지 부분은 포토레지스터 등과 같은 감광물질을 사용하여 노출시키고 에칭을 실행할 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이, 온도 감응막(700)은 도 7에 도시된 형태에 한정되지 않고 자유롭게 변형된 형태를 가질 수 있으며, 온도 감응막(700)의 형태에 따라 온도 감응용 산화물 층(600)의 일부를 노출시키고 에칭함으로써 형성할 수 있다.
일 실시예에서는, 온도 감응막(700)은, 온도 감응용 산화물 층(600)에 대해 이온빔 등의 방법을 이용한 건식 식각 또는 화학적 식각을 이용하여 에칭을 실행함으로써 형성할 수 있다.
다음으로, 온도 감응막(700) 상에는, 도 8에서 도시된 바와 같이, 절연막(800)을 형성한다(S406). 일 실시예에서, 절연막(800)의 형상 및 배치는, 도 3를 참고하여 상기에서 설명한 절연막(130)의 형상 및 배치와 동일하게 적용될 수 있다. 일 실시예에서, 절연막(800)은 스퍼터링 또는 펄스레이져 증착 등의 종래의 방식에 따라 형성될 수 있다.
다음으로, 도 9에 도시한 바와 같이, 절연막(800) 상에 전도성 산화물 층(900)을 형성한다(S408). 일 실시예에서, 전도성 산화물 층(900)은, 상기 설명 한 바와 같이, 인듐주석산화물(ITO), n-형 산화아연 등과 같은 전도성 산화물로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 전극 산화물 층(900)은, 스퍼터링, 펄스레이져 증착 등과 같은 종래의 박막형성 공정을 이용하여 증착될 수 있다.
다음으로, 전도성 산화물 층(900)에 대해 패터닝 공정을 실행하여 전극 패턴 어레이(1002,1004,1006,1008)를 형성한다(S410).
도 10에 도시한 바와 같이, 전도성 산화물 층(900)을 패터닝하여 네 개의 전극 패턴 어레이(1002,1004,1006,1008)를 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 네 개의 전극 패턴 어레이(1002,1004,1006,1008)는, 두 개의 전극 패턴 어레이(1002,1006)가 절연막(800) 아래에 배치된 온도 감응막(700)의 연결부(702), 제1 및 제2 연장부(704a,704b)를 사이에 두고 다른 두 개의 전극 패턴 어레이(1004,1008)와 각각 대향하도록 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 각 전극 패턴 어레이(1002,1004,1006,1008)는, 도 3을 참고하여 상기에서 설명한 전극 패턴 어레이(142,144,146,148)와 동일하게, 두 개의 빗살형태의 전극(1010a,1010b)을 포함하고, 두 개의 전극(1010a,1010b)은 서로 대향하고 각 전극(1010a,1010b)의 빗살이 서로 엇갈리게 배치되도록 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 전극(1010a,1010b)의 서로 엇갈리게 배치된 빗살 간의 간격은 대략 20㎛~200㎛이 되도록 형성될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 각 전극 패턴 어레이(1002,1004,1006,1008)는 저항 또는 전압 등 전기적 신호의 측정이 가능하도록, 전극(1010a,1010b)과 연결된 컨택 패드(1012a,1012b)를 포함하도록 형성될 수 있다.
그러나, 전술한 바와 같이, 각 전극 패턴 어레이(1002,1004,1006,1008)의 형태, 배치 및 빗살 간의 간격은 이에 한정되지 않으며, 상부에 위치하게 될 가스 감응막 어레이(1102, 1104, 1106, 1108)의 저항 변화를 감지할 수 있는 구조의 범위 내에서 자유롭게 형성될 수 있음을 알아야 한다. 또한, 산화물 전극(1000)이 포함하는 전극 패턴 어레이(1002,1004,1006,1008)의 개수는, 이하에서 설명하는, 각 전극 패턴 어레이(1002,1004,1006,1008)의 상부에 위치하게 될 가스 감응막 어레이(1202, 1204, 1206, 1208)의 개수에 따라 결정될 수 있음을 알아야 한다.
일 실시예에서, 전극 패턴 어레이(1002,1004,1006,1008)는, 포토레지스터 등과 같은 감광 물질을 이용하여 전도성 산화물 층(900)의 일부를 개방한 상태에서 이온밀링 등의 방식을 통한 건식 식각 또는 화학적 에칭 등과 같은 종래의 에칭 기법을 이용하여 형성될 수 있다.
다음으로, 전극 패턴 어레이(1002,1004,1006,1008) 상에 가스 감응막(1102, 1104, 1106, 1108)을 형성한다(S412). 일 실시예에서, 전극 패턴 어레이(1002,1004,1006,1008) 상에는, 도 11에 도시한 바와 같이, 네 개의 가스 감응 막(1102, 1104, 1106, 1108)이 형성될 수 있으며, 네 개의 전극 패턴 어레이(1002,1004,1006,1008)를 덮도록 전극 패턴 어레이(1002,1004,1006,1008) 상에 차례대로 적층될 수 있다. 그러나, 전극 패턴 어레이(1002,1004,1006,1008) 상에 형성되는 가스 감응막(1102, 1104, 1106, 1108)의 개수는 이에 한정되지 않으며, 검지하고자 하는 피검 가스 종류의 개수에 따라 네 개 이상 또는 이하일 수 있다. 이 경우, 전술한 바와 같이 절연막(800) 상에 형성되는 전극 패턴 어레 이(1002,1004,1006,1008)의 개수도 가스 감응막(1102, 1104, 1106, 1108)의 개수에 따라 달라질 수 있다.
일 실시예에서, 각 가스 감응막(1102, 1104, 1106, 1108)은 전술한 바와 같이, 온도나 피검가스에 따라 감응도가 서로 다른 산화물로 구성될 수 있다. 예를 들어, 가스 감응막(1102, 1104, 1106, 1108)은, 각각 산화아연, 산화티타늄, 산화 텅스텐 또는 산화주석 등의 산화물로 구성될 수 있다. 그러나, 가스 감응막(1102, 1104, 1106, 1108)을 이루는 물질은 이에 한정되지 않으며, 가스 감응 특성을 갖는 다른 물질도 이용될 수 있음을 알아야 할 것이다.
일 실시예에서, 적층된 가스 감응막(1102, 1104, 1106, 1108)은, 센서 감응성을 높이기 위하여, 나노와이어 구조 또는 3차원의 엠보싱구조 등과 같이 표면적을 크게하고 확산거리를 짧게하는 물질 구조를 갖도록 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 가스 감응막(1102, 1104, 1106, 1108)은 다중 채널을 가지는 스퍼터링 또는 펄스레이져법 등의 진공방식이나 졸겔법에 의한 습식방법 등을 이용하여 형성시킬 수 있다. 그러나, 가스 감응막(1102, 1104, 1106, 1108)의 형성방법은 이에 제한되지 않으며, 다층 구조를 형성할 수 있는 다양한 방법을 통해 형성될 수 있음을 알아야 한다.
다음으로, 가스 감응막(1102, 1104, 1106, 1108)을 선택적으로 식각하여 전극 패턴 어레이(1002,1004,1006,1008) 상에 각각 가스 감응막 어레이(1202,1204,1206,1208)를 형성한다(S414). 일 실시예에서, 도 12에 도시한 바와 같이, 가스 감응막 어레이(1202)는 가스 감응막(1102)을 포함하고, 가스 감응막 어 레이(1204)는 가스 감응막(1102,1104)을 차례대로 포함하고, 가스 감응막 어레이(1206)는 가스 감응막(1102,1104,1106)을 차례대로 포함하고, 가스 감응막 어레이(1208)은 가스 감응막(1102,1104,1106,1108)을 차례대로 포함하도록 가스 감응막(1102,1104,1106,1108)을 선택적으로 식각할 수 있다.
이와 같이 형성된 센서 어레이(100)는, 전술한 바와 같이 각 가스 감응막 어레이(1202,1204,1206,1208)가 가스 감응성이 각기 다른 가스 감응막(1102,1104,1106,1108)을 최상층으로 포함하므로, 복수 개의 가스를 검지하는 것이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자나 당업자는 후기의 특허청구 범위에 기재된 본 발명의 기술 사항 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 세부사항은 한정적인 것이 아닌 것이며, 특허청구 범위의 의미 및 범위, 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1a는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 센서 어레이의 평면도를 도시하며, 도 1b 및 도 1c는 도 1a에 도시된 센서어레이를 각각 aa' 및 bb'방향으로 자른 단면도를 도시한다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 센서어레이의 절연 기판 상에 배치된 온도 감응막을 도시한다.
도 3은, 절연막 위에 형성된 전극 패턴 어레이를 도시한다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 센서 어레이 제조 방법의 각 단계를 나타내는 순서도이다.
도 5 내지 도 12는, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 어레이 제조 방법을 도시한 도면이다.

Claims (15)

  1. 센서 어레이에 있어서,
    절연기판;
    상기 절연기판 상에 형성된 온도 감응막;
    상기 온도 감응막 상에 배치된 절연막;
    상기 절연체 상에 배치되는 복수개의 전극 패턴 어레이; 및
    복수개의 가스 감응막 어레이 - 상기 복수개의 가스 감응막 어레이의 각각은 상기 복수개의 전극 패턴 어레이의 대응되는 어레이 상에 배치되고 적어도 하나의 가스 감응막을 포함함 -
    를 포함하는 센서 어레이.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 가스 감응막 어레이의 각각에 포함된 상기 가스 감응막 중 최상층인 가스 감응막은 서로 다른 가스 감응 물질로 구성된, 센서 어레이.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 온도 감응막은 연결부 및 상기 연결부로부터 연장된 연장부를 포함하고, 상기 연결부 및 상기 연장부는 상기 절연기판의 중간부에 배치된, 센서 어레이.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수개의 전극 패턴 어레이 중 일부 전극 패턴 어레이는, 상기 절연막 상에서, 상기 절연막 아래 배치된 상기 온도 감응막의 상기 연장부를 사이에 두고 다른 전극 패턴 어레이와 대향하도록 배치된, 센서 어레이.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 온도 감응막은 산화코발트계 열전소재 또는 티탄산 바륨계 써미스터 물질을 포함하는, 센서 어레이.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 온도 감응막은 산화코발트 또는 티탄산 바륨인, 센서 어레이.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 온도 감응막, 상기 절연막, 상기 전극 패턴 어레이 및 상기 가스 감응막 어레이는 산화물을 포함하는, 센서 어레이.
  8. 센서 어레이 제조 방법으로서,
    절연 기판을 제공하는 단계;
    상기 절연 기판 상에 온도 감응용 물질층을 형성하는 단계;
    상기 온도 감응용 물질층을 패터닝하여 온도 감응막을 형성하는 단계;
    상기 온도 감응막 상에 절연막을 형성하는 단계;
    상기 전열막 상에 전도성 산화물 층을 형성하는 단계;
    상기 전도성 산화물 층을 패터닝하여 복수개의 전극 패턴 어레이를 형성하는 단계;
    상기 복수개의 전극 패턴 어레이 상에 복수개의 가스 감응막을 다층으로 형성하는 단계; 및
    상기 복수개의 가스 감응막을 선택적으로 식각하여 상기 복수개의 전극 패턴 어레이의 각각 위에 가스 감응막 어레이 - 상기 가스 감응막 어레이는 적어도 하나의 가스 감응막을 포함함 - 를 형성하는 단계
    를 포함하는 센서 어레이 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수개의 가스 감응막은 서로 다른 가스 감응 물질로 구성된, 센서 어레이 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수개의 가스 감응막을 선택적으로 식각하여 상기 복수개의 전극 패턴 어레이의 각각 위에 가스 감응막 어레이를 형성하는 단계는, 상기 복수개의 전극 패턴 어레이 상에 각각 형성된 상기 가스 감응막 어레이가 서로 다른 개수의 가스 감응막을 포함하도록 상기 복수개의 가스 감응막을 선택적으로 식각하는 단계를 포함하는, 센서 어레이 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 온도 감응막은 산화코발트계 열전소재 또는 티탄산 바륨계 써미스터 물질을 포함하는, 센서 어레이 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 온도 감응용 물질층은 산화코발트 또는 티탄산 바륨인, 센서 어레이 제조 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 온도 감응용 물질층, 상기 절연막, 상기 전도성 산화물 층 및 상기 가스 감응막 각각은 산화물로 구성되는, 센서 어레이 제조 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 온도 감응용 물질층을 패터닝하여 온도 감응막을 형성하는 단계는, 상기 온도 감응막이 연결부와 상기 연결부로부터 연장된 연장부를 포함하고, 상기 연결부 및 상기 연장부는 상기 절연기판의 중간부에 배치되도록 상기 온도 감응용 물질층을 패터닝하는 단계를 포함하는, 센서 어레이 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전도성 산화물 층을 패터닝하여 복수개의 전극 패턴 어레이를 형성하는 단계는, 상기 복수개의 전극 패턴 어레이 중 일부 전극 패턴 어레이가, 상기 절연막 상에서, 상기 절연막 아래 배치된 상기 온도 감응막의 상기 연장부를 사이에 두고 다른 전극 패턴 어레이와 대향하게 배치되도록 상기 전도성 산화물 층을 패터닝하는 단계를 포함하는, 센서 어레이 제조 방법.
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