KR20120105231A

KR20120105231A - Method for manufacturing thermopile sensor to be possible thermal conductivity control

Info

Publication number: KR20120105231A
Application number: KR1020110022923A
Authority: KR
Inventors: 김태호; 이태훈; 김태윤
Original assignee: 지이센싱코리아(주)
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2012-09-25

Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a thermopile sensor is provided to improve output respond speed and output sensitivity and to improve production efficiency by simplifying manufacturing process. CONSTITUTION: A diamond Frey film is formed on the top of a silicon substrate(10). The diamond Frey film is comprised of a first oxide film, a nitride film, and a second oxide film. A thermocouple is formed by evaporating a first thermoelectric material and a second thermoelectric material on the top of the second oxide film. An insulating layer and a pad(17) are formed on the top of the thermocouple. The diamond Frey film is exposed by etching the bottom of the silicon substrate. A black body(19) is molded on the top of the insulating layer.

Description

Method for manufacturing thermopile sensor to be possible thermal conductivity control}

본 발명은 적외선 써모파일(thermopile) 센서의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 미세 반도체 공정 중 포토리소그래피(Photo Lithography)공정을 이용하여 흑체(block body) 물질을 제조함에 있어서, 열전도율을 향상시키고자 할 때에는 매우 검은색을 띄며 반사율이 낮은 그라핀(Graphene)을 주성분으로 하여 제조 및 구성하고, 열전도율을 낮출 경우에는 매우 검은색을 띠며 반사율이 낮은 카본(Carbon)을 주성분으로 하여 제조 및 구성하여 흑체의 열전도율을 조절할 수 있도록 함으로써, 출력응답속도(Response Time) 및 출력 감도(Sensitivity)를 크게 향상시킴과 동시에 제조공정의 간소화로 생산효율 상승에 따른 제품 단가의 절감효과를 유발하는 열전도율의 조절이 가능한 써모파일 센서 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for manufacturing an infrared thermopile sensor, and more particularly to manufacturing a block body material using a photolithography process in a micro electro mechanical system (MEMS) micro-semiconductor process. In order to improve thermal conductivity, it is manufactured and composed mainly of graphene, which is very black and has low reflectance, and when the thermal conductivity is lowered, carbon is very black and has low reflectance. It is manufactured and configured as a main ingredient to control the thermal conductivity of the black body, which greatly improves the response time and output sensitivity, and reduces the product cost due to the increase in production efficiency by simplifying the manufacturing process. The present invention relates to a method for manufacturing a thermopile sensor capable of controlling thermal conductivity.

일반적으로 온도를 측정하는 방법은 접촉식(contact type)과 비접촉식(non-contact type)으로 분류할 수 있는데, 비접촉식은 접촉이 불가능한 경우, 예를 들면 회전하는 측정대상물, 이동하는 측정대상물 또는 매우 고온이어서 접촉할 수 없는 측정대상물 등의 경우에만 한정하여 사용되어 왔으며, 이러한 비접촉식 온도 측정 장치는 고가이고 취급이 어렵다는 이유로 인해, 접촉식 측정장치가 보편적으로 사용되고 있다. In general, the method of measuring temperature can be classified into contact type and non-contact type. In the case where contact is impossible, for example, rotating measuring object, moving measuring object or very high temperature Subsequently, only non-contact measurement objects and the like have been used in a limited manner, and such a non-contact temperature measuring device has been widely used because of its high price and difficulty in handling.

그러나 최근에는 유아의 체열측정기 등을 비롯하여, 0?300℃ 정도의 비교적 저온영역의 측정에 사용될 수 있는 간단하고 저가인 비접촉식 방사온도계에 대한 요구가 커지고 있다.Recently, however, there is a growing demand for a simple and inexpensive non-contact radiation thermometer that can be used to measure a relatively low temperature range of about 0 to 300 ° C, including an infant thermometer.

현재, 방사 에너지를 감지하는 센서로는 광기전력 효과(photovoltaic effect)나 광전도 효과(photoconductive effect)를 이용한 양자형(photonic type) 센서와 볼로미터(bolometer), 초전 센서(pyroelectric sensor), 써모파일 센서(thermopile sensor)와 같은 열형(thermal type) 센서가 있다. At present, radiation sensor detects photonic type, bolometer, pyroelectric sensor and thermopile sensor using photovoltaic effect or photoconductive effect. There is a thermal type sensor such as a thermopile sensor.

이들 중, 양자형 센서는 입사파(incident radiation)가 전자를 여기(excite)시켜 센서의 전기적 특성을 변화시키는 것을 이용하는 것으로서, 일반적으로 선택된 파장범위에서 감지성능이 매우 뛰어나고 빠른 응답 특성(responsivity)을 가진다는 장점이 있지만, 고가이며 소정의 적외선 감도를 얻기 위해서는 액체질소온도 이하에서 동작시켜야 하는 단점이 있다.Among them, the quantum sensor uses incident radiation to excite electrons to change the electrical characteristics of the sensor. In general, the quantum sensor has a very good detection performance in a selected wavelength range and provides fast response characteristics. Although it has an advantage, it is expensive and has the disadvantage of operating below the liquid nitrogen temperature in order to obtain a predetermined infrared sensitivity.

한편, 상기 열형 센서 중에서 써모파일 센서는 기존에 확립되어 있는 반도체 공정으로 제작이 가능하며, 냉각이 필요 없고 저가임에도 신뢰성 있다는 장점 때문에 이에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.Meanwhile, among the thermal sensors, thermopile sensors can be manufactured by conventional semiconductor processes, and research on them is being actively conducted due to the advantages of low cooling and reliability even at low cost.

써모파일 센서란 두 가지 서로 다른 물질을 한쪽은 접점(junction)을 만들고 다른 쪽은 떼어놓은(open) 구조로 형성하여, 이 접점 부분과 개방된 부분에 온도차가 생기면 이 온도차의 크기에 비례하여 기전력(thermoelectric power)이 발생하는 지벡효과(Seebeck effect)를 이용함으로써 온도를 감지하는 센서를 말한다. The thermopile sensor is formed of two different materials with a junction on one side and an open structure on the other side. When a temperature difference occurs between the contact part and the open part, the electromotive force is proportional to the magnitude of the temperature difference. refers to a sensor that senses temperature by using the Seebeck effect, which generates thermoelectric power.

상기와 같은 써모파일 센서의 경우 적외선 복사에너지가 입력되었을 때에 나타나는 기전력은 저온부(cold region)와 고온부(hot region)의 온도차에 비례하여 나타나게 되며, 이는 입력에너지를 얼마만큼 효율적으로 흡수하여 사용하느냐에 달려있다. In the case of the thermopile sensor as described above, the electromotive force appearing when the infrared radiation is input is shown in proportion to the temperature difference between the cold region and the hot region, depending on how efficiently the input energy is absorbed and used. have.

따라서 되도록 많은 양의 에너지를 흡수해야 하며 일단 흡수된 에너지를 빼앗기지 않도록 설계하는 것이 써모파일 센서의 감도를 향상시키는 핵심문제이다.Therefore, it is essential to improve the sensitivity of the thermopile sensor, which must absorb as much energy as possible and design it so as not to lose it.

또한, 센서의 감도를 향상시키는 부분과 마찬가지로 열영상장비 및 야간투시경 등과 같은 분야에 써모파일이 적용되기 위해서는 높은 출력감도 이외에 빠른 응답특성 효과를 가져야 한다. 이는 열영상장비의 잔상 또는 뚜렷한 이미지 확보등과 밀접한 관계를 가지고 있기 때문이다. In addition, in order to apply a thermopile to a field such as a thermal imaging device and a night vision microscope, as well as a part of improving the sensitivity of the sensor, it must have a quick response characteristic effect in addition to a high output sensitivity. This is because it is closely related to afterimage or clear image acquisition of the thermal imaging equipment.

결국 적외선을 흡수하는 흑체(black body)의 역할이 상대적으로 중요하게 되는 데, 상기 흑체는 매우 검은색을 띠고, 동시에 불투명한 표면 재질(반사율)이어야 한다. 여기에 부가적으로 물질의 열전도율(thermal conductivity)을 조절할 수 있는 물질의 첨가로 조절이 가능하여야 한다.As a result, the role of a black body absorbing infrared rays becomes relatively important. The black body must be very black and at the same time an opaque surface material (reflectance). In addition, it should be possible to control the addition of a material that can control the thermal conductivity of the material.

이와 같은 조건을 구비해야 하는 흑체의 구성을 살펴보면, 종래에는 일반적으로 크롬나이트라이드(CrN) 등을 사용하여 제조하고 있으며, 이를 패터닝 공정을 수행하기 위하여 증착, 포토, 에치, 유기물 제거 및 세정 등 4종류의 공정을 거쳐야 하는 등 제조 공정이 많고 이로 인해 생산성이 떨어지며 비용이 상승되는 문제점이 도출되었다.
Looking at the configuration of a black body that must have such conditions, conventionally manufactured using chromium nitride (CrN) and the like, in order to perform the patterning process deposition, photo, etch, organic matter removal and cleaning 4 There are many manufacturing processes, such as having to go through various kinds of processes, and this leads to a problem in that productivity decreases and costs increase.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 MEMS 미세 반도체 공정 중 포토리소그래피공정을 이용하여 흑체 물질을 제조함에 있어서, 열전도율을 향상시키고자 할 때에는 매우 검은색을 띄며 반사율이 낮은 그라핀(Graphene)을 주성분으로 하여 제조 및 구성하고, 열전도율을 낮출 경우에는 매우 검은색을 띠며 반사율이 낮은 카본(Carbon)을 주성분으로 하여 제조 및 구성하여 흑체의 열전도율을 조절할 수 있도록 함으로써, 출력응답속도 및 출력 감도를 크게 향상시킴과 동시에 제조공정의 간소화로 생산효율 상승에 따른 제품 단가의 절감효과를 유발하는 열전도율의 조절이 가능한 써모파일 센서 제조방법을 제공하는 것에 있다.
The present invention has been invented to solve the above problems, and an object of the present invention is to produce a black body material using a photolithography process in a MEMS micro-semiconductor process. It is manufactured and composed with this low graphene as the main component, and when the thermal conductivity is lowered, it is manufactured and composed with carbon as the main component which is very black and has low reflectance, so that the thermal conductivity of the black body can be controlled. The present invention provides a method of manufacturing a thermopile sensor that can greatly improve output response speed and output sensitivity, and at the same time, control thermal conductivity, which leads to a reduction in product cost due to a simplification of the manufacturing process.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실리콘 기판의 상하부에 제1산화막, 질화막 및 제2산화막으로 구성되는 다이아프레이막을 형성하는 제1과정과, 상기 제2산화막 상부에 제1열전물질과 제2열전물질을 소정의 형태로 증착하고 패턴을 형성하여 열전쌍 구조를 생성하는 제2과정과, 상기 열전쌍 상부에 절연막을 증착하고, 패드를 형성한 후, 상기 실리콘 기판의 하부면을 식각하여 다이아프레임막을 노출시켜주는 제3과정과, 상기 절연막의 상부에 흑체를 성형하여 주는 제4과정을 포함하는 써모파일 센서의 제조방법에 있어서, 상기 흑체를 성형하는 제4과정에서, 상기 흑체는 포토리소그라피 단일 공정을 이용하여 제조하되, 상기 흑체는 그라핀 또는 카본 중의 하나를 주성분으로 하여 흑화 처리된 물질로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a first step of forming a diaphragm film consisting of a first oxide film, a nitride film and a second oxide film in the upper and lower portions of the silicon substrate, and the first thermoelectric material and the second on the second oxide film Depositing a thermoelectric material in a predetermined shape and forming a pattern to form a thermocouple structure; depositing an insulating film on the thermocouple, forming a pad, and etching a lower surface of the silicon substrate to form a diaphragm film. A method of manufacturing a thermopile sensor comprising a third process of exposing and a fourth process of forming a black body on top of the insulating film, wherein in the fourth process of forming the black body, the black body is a photolithography single process. It is prepared by using, the black body is characterized in that composed of a blackened material based on one of the graphene or carbon as a main component.

또한 본 발명에 따른 상기 흑화 처리된 물질로는 상기 그라핀 또는 카본 이외에 금(Au), 루테늄(Ru), 구리(Cu), 크롬(Cr), 백금(Pt), 비스무트(Bi) 중의 하나, 또는 둘 이상의 화합물이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.In addition, the blackened material according to the present invention is one of gold (Au), ruthenium (Ru), copper (Cu), chromium (Cr), platinum (Pt), bismuth (Bi), in addition to the graphene or carbon, Or two or more compounds are further included.

또한 본 발명에 따른 상기 흑체를 구성하는 흑화 처리된 물질로는 그라핀 또는 카본에 소정의 감광제를 더 포함하여 된 것을 특징으로 한다.In addition, the blackened material constituting the black body according to the present invention is characterized in that it further comprises a predetermined photosensitizer in graphene or carbon.

또한 본 발명에 따른 상기 흑체는 그라핀 또는 카본(C) 1~70중량%와, 감광제 30중량%와, 솔벤트 1~70중량%로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the black body according to the present invention is characterized by consisting of 1 to 70% by weight of graphene or carbon (C), 30% by weight of a photosensitive agent, and 1 to 70% by weight of solvent.

또한 본 발명에 따른 상기 흑체는 그라핀 또는 카본이 온 접점(Hot junction)에 도포되며, 그 구조가 단일 또는 복합구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the black body according to the present invention is characterized in that the graphene or carbon is applied to the hot junction (Hot junction), the structure is formed in a single or complex structure.

이와 같이 본 발명은 MEMS 미세 반도체 공정 중 포토리소그래피 공정을 이용하여 흑체 물질을 제조함에 있어서, 열전도율을 향상시키고자 할 때에는 매우 검은색을 띄며 반사율이 낮은 그라핀(Graphene)을 주성분으로 하여 제조 및 구성하고, 열전도율을 낮출 경우에는 매우 검은색을 띠며 반사율이 낮은 카본(Carbon)을 주성분으로 하여 제조 및 구성하여 흑체의 열전도율을 조절할 수 있도록 함으로써, 종래의 써모파일 센서의 감도 및 출력 대비하여 감도 측면에서 200% 이상의 감도 상승효과를 발휘하며 응답속도 측면에서 20% 이상의 효과를 발휘 할 수 있다. As described above, the present invention manufactures a black body material by using a photolithography process in the MEMS micro-semiconductor process, and when it is desired to improve the thermal conductivity, it is manufactured and composed mainly of graphene (Graphene) having a very black and low reflectance. In the case of lowering the thermal conductivity, it is manufactured and composed mainly of carbon having low blackness and low reflectance, so that the thermal conductivity of the black body can be adjusted. It shows more than 200% increase in sensitivity and more than 20% in response speed.

또한 흑체를 이루는 그라핀, 카본 등의 물질에 소정의 감광제(photo resist)를 함유하고 물질의 조성비율을 맞추어 1종류의 공정만으로 동일한 패터닝을 수행할 수 있게 되어 제작공정이 단순화되는 이점을 제공한다.
In addition, a certain photoresist is contained in a material such as graphene and carbon constituting a black body, and the same patterning can be performed using only one type of process by adjusting the composition ratio of the material, thereby simplifying the manufacturing process. .

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 적용되는 써모파일 센서의 평면도 및 단면도,
도 2a 내지 2f는 본 발명에 따른 써모파일 센서의 제조공정을 나타내는 도면이다.1A and 1B are a plan view and a cross-sectional view of a thermopile sensor applied to the present invention;
2A to 2F are views illustrating a manufacturing process of a thermopile sensor according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 적용되는 써모파일 센서의 평면도 및 단면도이다.1A and 1B are a plan view and a cross-sectional view of a thermopile sensor applied to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 써모파일 센서는, As shown, the thermopile sensor applied to the present invention,

실리콘 기판(10)의 상부에 제1산화막(11), 질화막(12) 및 제2산화막(13)으로 구성되는 다이아프레이막을 형성하고, 상기 제2산화막(13) 상부에 제1열전물질(thermo element)(14)과 제2열전물질(thermo element)(15)을 증착, 패턴을 형성하여 열전쌍을 형성하고, 상기 열전쌍 상부에 절연막(16) 및 패드(17)를 형성하고, 상기 실리콘 기판(10)의 하부면을 식각(18)하여 다이아프레임막을 노출시켜주고, 상기 절연막(16)의 상부에 흑체(19)를 성형하여 된 써모파일 센서에 있어서,A diaphragm film including the first oxide film 11, the nitride film 12, and the second oxide film 13 is formed on the silicon substrate 10, and the first thermoelectric material (thermo) is formed on the second oxide film 13. an element 14 and a second thermoelement 15 are deposited and a pattern is formed to form a thermocouple, an insulating film 16 and a pad 17 are formed on the thermocouple, and the silicon substrate ( In the thermopile sensor, the lower surface of 10) is etched to expose the diaphragm film, and the black body 19 is formed on the insulating film 16.

상기 흑체(19)는 포토리소그라피 단일공정을 이용하여 제조하되, 상기 흑체(19)는 그라핀(Graphene) 또는 카본(Carbon) 중의 하나를 주성분으로 하여 흑화 처리된 물질로 구성된다.The black body 19 is manufactured using a single photolithography process, and the black body 19 is composed of a material which is blackened by using either graphene or carbon as a main component.

여기서, 상기 흑체(19)는 열전도율을 향상시키고자 할 때에는 매우 검은색을 띄며 반사율이 낮은 그라핀을 주성분으로 하여 제조 및 구성하고, 열전도율을 낮출 경우에는 매우 검은색을 띠며 반사율이 낮은 카본을 주성분으로 하여 제조 및 구성한다.Here, the black body 19 is manufactured and configured with graphene having a very black and low reflectance as a main component to improve thermal conductivity, and a carbon having a very black and low reflectance when the thermal conductivity is lowered. It manufactures and comprises.

또한 상기 흑화 처리된 물질로는 상기 그라핀 또는 카본 이외에 금(Au), 루테늄(Ru), 구리(Cu), 크롬(Cr), 백금(Pt), 비스무트(Bi) 중의 하나, 또는 둘 이상의 화합물이 더 포함될 수 있다.Further, the blackened material may be one of gold (Au), ruthenium (Ru), copper (Cu), chromium (Cr), platinum (Pt), bismuth (Bi), or two or more compounds other than the graphene or carbon. This may be further included.

또한 상기 흑체(19)를 구성하는 흑화 처리될 물질로는 그라핀 또는 카본에 소정의 감광제(photo resist)를 더 포함하여 구성할 수 있다.In addition, as the material to be blackened to constitute the black body 19, a predetermined photoresist may be further included in graphene or carbon.

또한 본 발명에 따르자면 상기 흑화 처리된 물질로는 그라핀 및 감광제의 혼합물과, 카본 및 감광제의 혼합물에 소정의 솔벤트가 더 포함될 수 있다.According to the present invention, the blackened material may further include a solvent in a mixture of graphene and a photosensitizer and a mixture of carbon and a photosensitizer.

또한 본 발명에 따르자면 상기 흑체는 그라핀 또는 카본 1~70중량%와, 감광제 30중량%와, 솔벤트 1~70중량%로 구성된다.In addition, according to the present invention, the black body is composed of 1 to 70% by weight of graphene or carbon, 30% by weight of a photosensitizer, and 1 to 70% by weight of solvent.

또한, 상기 흑체(19)는 그라핀 또는 카본이 온접점(Hot junction)에 도포되어질 수 있으며, 그 구조가 단일 또는 복합구조를 형성할 수 도 있다.
In addition, the black body 19 may be applied to the hot junction (graphene or carbon), the structure may form a single or complex structure.

도 2a 내지 2f는 본 발명에 따른 써모파일 센서의 제조공정을 나타내는 도면이다.2A to 2F are views illustrating a manufacturing process of a thermopile sensor according to the present invention.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이 실리콘 기판(10)의 상하부에 제1산화막(11)을 증착하고, 상기 제1산화막(11)의 상부에는 질화막(12)을 증착한다.First, as illustrated in FIG. 2A, a first oxide film 11 is deposited on upper and lower portions of the silicon substrate 10, and a nitride film 12 is deposited on the first oxide film 11.

그리고 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 질화막(12) 상부에 제2산화막을(13)을 증착하여 제1산화막(11), 질화막(12) 및 제2산화막(13)으로 구성되는 다이아프레이막을 형성하여 준다.As shown in FIG. 2B, a second oxide layer 13 is deposited on the nitride layer 12 to form a diaphragm layer including the first oxide layer 11, the nitride layer 12, and the second oxide layer 13. Give it.

다음으로, 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 제2산화막(13) 상부에 제1열전물질(thermo element)(14)과 제2열전물질(thermo element)(15)을 소정의 형태로 증착하고 패턴을 형성하여 열전쌍 구조를 생성한다.Next, as illustrated in FIG. 2C, a first thermoelectric element 14 and a second thermoelement 15 are deposited on the second oxide layer 13 in a predetermined form and patterned. To form a thermocouple structure.

여기서 상기 열전쌍은 온 영역(hot region)과 냉 영역(cold region)에 직렬로 교차하여 위치되며, 온접점(hot junction)과 냉접점(cold junction)은 열적으로 분리되어 있게 된다.In this case, the thermocouple is positioned in series with the hot region and the cold region in series, and the hot junction and the cold junction are thermally separated from each other.

이와 같이 열전쌍 형성과정이 완료되면, When the thermocouple formation process is completed,

도 2d에 도시된 바와 같이 상기 열전쌍 상부에 절연막(16)을 증착하고, 패드(17)를 형성하여 센서로부터 출력되는 값이 검출되도록 하여준다.As shown in FIG. 2D, an insulating film 16 is deposited on the thermocouple, and a pad 17 is formed to detect a value output from the sensor.

다음으로, 도 2e에 도시된 바와 같이 실리콘 기판(10)의 하부면을 식각(18)하여 다이아프레임막을 노출시켜준다.Next, as shown in FIG. 2E, the lower surface of the silicon substrate 10 is etched 18 to expose the diaphragm film.

다음으로, 상기 절연막(16)의 상부에 흑체(19)를 성형하여 준다.Next, a black body 19 is formed on the insulating film 16.

이때 상기 흑체(19)는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 미세 반도체 공정 중 포토리소그라피(Photo Lithography) 단일공정을 이용하여 제조하며, 상기 흑체(19)는 그라핀 또는 카본을 주성분으로 하여 흑화 처리된 물질로 구성되며, 상기 포토리소그라피 단일 공정으로 동일한 패터닝을 수행하여 제조한다.In this case, the black body 19 is manufactured using a single photolithography process in a microelectromechanical system (MEMS) micro-semiconductor process, and the black body 19 is a blackened material mainly composed of graphene or carbon. Consisting of, prepared by performing the same patterning in a single photolithography process.

또한 본 발명에 따르자면, 상기 흑체(19)는 열전도율을 향상시키고자 할 때에는 매우 검은색을 띄며 반사율이 낮은 그라핀을 주성분으로 하여 제조 및 구성하고, 열전도율을 낮출 경우에는 매우 검은색을 띠며 반사율이 낮은 카본을 주성분으로 하여 제조 및 구성한다.In addition, according to the present invention, the black body 19 is manufactured and composed mainly of graphene having a very black and low reflectance when improving the thermal conductivity, and when the thermal conductivity is lowered, the black body has a very black reflectance. It manufactures and comprises these low carbon as a main component.

또한, 상기 흑체(19)는 그라핀 또는 카본이 온접점(Hot junction)에 도포되어질 수 있으며, 그 구조가 단일 또는 복합구조를 형성할 수 도 있다.In addition, the black body 19 may be applied to the hot junction (graphene or carbon), the structure may form a single or complex structure.

이와 같이 제조되는 본 발명에 따른 흑체(19)를 포함하는 써모파일 센서는 흑체(19)의 열전도율을 조절할 수 있게 되어, 종래의 써모파일 센서의 감도 및 출력 대비하여 감도 측면에서 200% 이상의 감도 상승효과를 발휘하며 응답속도 측면에서 20% 이상의 효과를 발휘 할 수 있게 된다.The thermopile sensor including the black body 19 according to the present invention manufactured as described above is able to adjust the thermal conductivity of the black body 19, the sensitivity is increased by 200% or more in terms of sensitivity compared to the sensitivity and output of the conventional thermopile sensor It is effective and can be more than 20% effective in terms of response speed.

또한 흑체를 이루는 그라핀, 카본 등의 물질에 소정의 감광제를 함유하고 물질의 조성비율을 맞추어 1종류의 공정만으로 동일한 패터닝을 수행할 수 있게 되어 제작공정이 단순화되어 생산 단가를 절감할 수 있게 된다.
In addition, the same patterning can be performed using only one type of process by including a predetermined photosensitive agent in a material such as graphene and carbon constituting a black body and adjusting the composition ratio of the material, thereby simplifying the manufacturing process and reducing the production cost. .

10: 실리콘기판 11: 제1산화막
12: 질산막 13: 제2산화막
14: 제1열전물질 15: 제2열전물질
16: 절연막 17: 패드
19: 흑체 10: silicon substrate 11: first oxide film
12: nitrate film 13: second oxide film
14: first thermoelectric material 15: second thermoelectric material
16: insulating film 17: pad
19: black body

Claims

Forming a diaphragm film including a first oxide film, a nitride film, and a second oxide film on upper and lower portions of the silicon substrate; and depositing a first thermoelectric material and a second thermoelectric material on the second oxide film in a predetermined shape. Forming a thermocouple structure to form a thermocouple structure; depositing an insulating film on the thermocouple, forming a pad, and etching a lower surface of the silicon substrate to expose a diaphragm film; In the manufacturing method of the thermopile sensor comprising a fourth process for forming a black body on the top of,
In a fourth process of molding the black body,
The black body is manufactured using a single photolithography process, wherein the black body is a thermopile sensor manufacturing method, characterized in that made of a blackened material consisting of either graphene or carbon as a main component.

The method of claim 1,
As the blackened material, one of gold (Au), ruthenium (Ru), copper (Cu), chromium (Cr), platinum (Pt), bismuth (Bi), or two or more compounds other than the graphene or carbon may be used. A thermopile sensor manufacturing method capable of adjusting the thermal conductivity, characterized in that it further comprises.

The method of claim 1,
The blackened material constituting the black body is a thermopile sensor manufacturing method capable of adjusting the thermal conductivity, characterized in that it further comprises a predetermined photosensitive agent in graphene or carbon.

The method of claim 1,
The black body is a thermopile sensor manufacturing method capable of adjusting the thermal conductivity, characterized in that consisting of 1 to 70% by weight of graphene or carbon (C), 30% by weight of the photosensitizer, and 1 to 70% by weight of the solvent.

The method of claim 1,
The black body is a graphene or carbon is applied to the hot junction (Hot junction), the structure of the thermopile sensor can be adjusted, characterized in that the structure is formed in a single or complex structure.