KR20140077590A - 홀 센서 및 그 제조 방법 - Google Patents

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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 홀 센서 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 홈이 형성되어 있는 플렉서블 기판; 상기 플렉서블 기판의 홈에 형성되어 있는 자계 플럭스 집중기; 상기 자계 플럭스 집중기에 접하도록 패터닝되어 있는 전극; 상기 전극의 주위에 형성된 패시베이션층; 및 상기 패스베이션층에 적층되어 있는 센서층을 포함하는 홀 센서 및 그 제조 방법이 제공된다.

Description

홀 센서 및 그 제조 방법{Hall sensor and method thereof}
본 발명은 홀 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
지자기 센서는 미세 자계 중 하나인 지구 자계를 측정하여 방위를 표시한다. 미세자계 중 하나인 지구 자계를 측정하여 방위를 측정하는 방법은 지표면과 수평한 위치에서 지구 자계의 3축 성분을 측정하여 방위를 표시하는 것을 기본으로 하고 있다.
이러한 미세 자계 검출 센서에 사용되는 자계 검출 방법은 통상적으로 플럭스 게이트(fluxgate) 방법, MR 방법, MI 방법, 홀 효과(Hall effect) 방법 등이 있다.
여기에서, 플럭스 게이트 방법이나, MR 방법 및 MI 방법의 경우는 제조 방법이 홀 효과 방식에 비해 까다롭고 작은 크기로 제조가 어려워 모바일용 지자기 센서에서는 주로 홀 효과 방식이 많이 사용되고 있다.
상기 홀 효과 방식은 외부 자장에 대해 전자(electron)가 로렌츠힘(Lorentz force)를 받게 되면, 이러한 외부 힘에 의해 전자가 휘어지게 되고, 이렇게 휘어진 전자에 의해 전압변화가 생기는데, 이때 발생한 전압변화를 측정함으로써 외부 자장의 세기를 예측하는 것이다.
이와 같은 홀 효과를 이용한 홀 센서의 구성 물질로는 보통 Si, InAs, InSb, GaAs 등이 활용되고 있다. 이중 Si를 구성 물질로 사용할 경우 센서 소자를 제조하면서 동시에 회로를 CMOS 공정을 통해 제작할 수 있는 이점이 있어 현재 가장 많이 활용되고 있는 방법이다.
하지만 Si를 이용하는 경우에 다른 구성 물질에 비해 자장 감응도(magnetic sensitivity)가 매우 낮고, 특히 타 방식들(fluxgate, MI, MR)에 비해서는 100배 이상 낮은 감응도를 나타내기도 한다.
따라서 제조가 용이하고 대량생산이 가능하며 크기를 줄일 수 있는 Si를 이용한 홀 지자기 센서의 감응도를 높이는 것이 현재의 기술에서 가장 중요한 목적이 되고 있다.
한편, 차세대 모바일 단말기의 경우 플렉서블(flexible) 기기를 요구할 가능성이 대단히 높다. 따라서 모든 부품을 플렉서블하게 만들 수 있는 기술이 반듯이 필요하게 된다.
상기 지자기 센서의 경우에도 플렉서블 하게 만들기 위해서 폴리머 기판(polymer substrate) 위에 홀 구성요소(Hall element(Si, InSb, GaAs))를 증착하여 만들고 있는데, 이 경우 폴리머가 리지드 기판이 아니기 때문에 그 특성이 리지드 기판 위에 증착한 것보다 나쁘게 된다.
이와 같은 종래의 플렉서블 지자기 센서 제작 방식은 폴리머 재질의 플렉서블한 기판 위에 홀 요소인 Si, InSb, GaAs 을 증착한 후 상부 전극을 패터닝(patterning)을 통해 올리고, 패스베이션(Passivation)을 하게 된다.
　그러나 이와 같은 종래 방식에 따르면, 플렉서블 소자를 만들 경우 일단 리지드한 기판 위에 증착하는 것과는 달리 기판 자체가 플렉서블하고 재료 또한 올려지는 재료와 상이한 폴리머 재질로서 홀 요소의 결정성이 좋지 않고 그 특성 또한 리지드 기판 위에 증착한 것에 비해 많이 떨어지게 된다.
또한 증착시 온도도 플렉서블 기판이 너무 높은 온도에서 견디기 어렵기 때문에 450 oC 미만에서 모든 공정을 끝내야 하는 어려움이 있다. 이런 이유 때문에 플렉서블한 홀 센서 소자의 특성이 원하는 요구를 맞추지 못하고 있다.
국내공개특허공보 2005-0113196호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 홀 소자의 증착을 리지드 기판 위에서 수행하고, 완성된 소자를 플렉서블 기판 위에 실장하도록 하여 형성된 홀 센서 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면은, 홈이 형성되어 있는 플렉서블 기판; 상기 플렉서블 기판의 홈에 형성되어 있는 자계 플럭스 집중기; 상기 자계 플럭스 집중기에 접하도록 패터닝되어 있는 전극; 상기 전극의 주위에 형성된 패시베이션층; 및 상기 패스베이션층에 적층되어 있는 센서층을 포함한다.
또한, 본 발명의 일측면은 상기 패시베이션층과 센서층을 감싸고 있는 몰딩층을 더 포함한다.
또한, 본 발명의 일측면의 상기 플렉서블 기판은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 설파이드(PES), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 나일론, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리술폰(PSF), 폴리에테르 이미드(PEI), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 극성기를 갖는 노보넨 수지로 이루어진 ARTON 중 어느 하나가 선택적으로 사용된다.
또한, 본 발명의 일측면의 상기 센서층은 Ga, Al, In, As, Sb, P 중 적어도 2종 이상의 원소로 구성된 제1 화합물 반도체층; 및 상기 패시베이션층과 제1 화합물 반도체층 사이에 형성되고 InxGa1-xAsySb1-y(0＜x≤1.0, 0≤y≤1.0)로 이루어지며, 기능층으로서 동작하는 제2 화합물 반도체층을 포함한다.
한편, 본 발명의 다른 측면은 (A) 캐리어 기판에 희생층을 개재한 센서 소자를 형성하는 단계; (B) 자계 플럭스 집중기를 구비한 플렉서블 기판을 준비하는 단계; (C) 센서 소자를 플렉서블 기판으로 향하도록 하여 플렉서블 기판에 센서 소자를 실장하는 단계; 및 (D) 상기 캐리어 기판과 희생층을 제거하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 측면의 상기 (A) 단계는, (A-1) 캐리어 기판에 희생층을 형성하는 단계; (A-2) 상기 희생층 위에 센서층을 형성하는 단계; (A-3) 상기 센서층위에 전극을 형성하는 단계; 및 (A-4) 상기 센서층위에 패시베이션층을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 측면의 상기 캐리어 기판은 리지드 기판으로, MgO 또는 Al2O3로 이루어진다.
또한, 본 발명의 다른 측면의 상기 (A-2) 단계는, Ga, Al, In, As, Sb, P 중 적어도 2종 이상의 원소로 구성된 제1 화합물 반도체층을 형성하는 단계; 및 상기 제1 화합물 반도체층 상에 형성되고 InxGa1-xAsySb1-y(0＜x≤1.0, 0≤y≤1.0)로 이루어지며, 기능층으로서 동작하는 제2 화합물 반도체층을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 측면의 상기 (B)단계는 (B-1) 플렉서블 기판에 대응되는 홈이 형성된 몰드를 준비하는 단계; (B-2) 상기 몰드에 형성된 홈의 중앙에 자계 플럭스 집중기를 위치시키는 단계; (B-3) 상기 몰드의 홈에 플렉서블 기판용 용액을 충진하는 단계; 및 (B-4) 상기 플렉서블 기판용 용액을 경화한 후에 몰드를 분리하여 플렉서블 기판을 완성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 측면의 상기 (D) 단계는 (D-1) 캐리어 기판을 플렉서블 기판에 부착한 후에 레이저를 조사하는 단계; (D-2) 희생층과 캐리어 기판이 분리되도록 하는 단계; 및 (D-3) 희생층을 제거하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 측면의 상기 희생층은 Ga-O 계열, Ga-N 계열, Ga-O-N 계열, PZT, ZrO2 중 어느 하나가 사용된다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 센서 소자를 리지드 기판 위에서 높은 온도에서 증착이 가능하기 때문에 소자의 성능을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 플렉서블 기판을 제작할 때에 자기 플럭스 집중기를 폴리머를 경화시킬 때 미리 형성할 수 있어 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 자기 플럭스 집중기를 둘러싸는 패스베이션층이 요구되지 않아 비용 절감과 공정 단순화를 이룰 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 홀 센서의 단면도이다.
도 2 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 홀 센서 제조 방법의 공정도이다.
도 11 내지 14는 도 7에 제공되는 자기 플럭스 집중기가 형성된 플렉서블 기판의 제조 방법의 공정도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 홀 센서의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 홀 센서는 홈이 형성되어 있는 플렉서블 기판(10), 상기 플렉서블 기판(10)의 홈에 형성되어 있는 자계 플럭스 집중기(12), 상기 자계 플럭스 집중기에 적층되어 있으며 패터닝되어 있는 전극(14), 상기 전극(14)의 주위에 형성된 패시베이션층(16), 상기 패스베이션층(16)에 적층되어 있는 센서층(18) 및 상기 패시베이션층(16)과 센서층(18)을 감싸고 있는 몰딩층(20)을 구비하고 있다.
상기 플렉서블 기판(10)은 유연성이 있는 기판으로, 폴리머를 포함하고 있다.
여기에서, 폴리머는 열경화성 수지와 열강화성 수지를 모두 포함하는 것으로, 바람직하게 플렉서블 기판(10)은 열을 가하는 경우 경화되며 플렉서블한 성질을 가지는 열경화성 수지인 것을 특징으로 한다. 본 발명이 적용되는 분야에 따라 폴리머는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 설파이드(PES), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 나일론, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리술폰(PSF), 폴리에테르 이미드(PEI), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 극성기를 갖는 노보넨 수지로 이루어진 ARTON 중 어느 하나가 선택적으로 사용될 수 있다.
이와 같은 플렉서블 기판(10)의 두께는 150~300㎛이며, 바람직하게 100㎛이다.
이러한 플렉서블 기판(10)의 상부에는 자계 플럭스 집중기(12)를 안착하기 위한 홈(11)이 형성되어 있다.
다음으로, 자계 플럭스 집중기(12)는 상기 플렉서블 기판(10)의 홈에 안착되며 자계가 센서층(18)에 집중되도록 하여 감도를 높이기 위한 것이다.
한편, 패시베이션층(14)은 상기 자계 플럭스 집중기(12)와 센서 소자(전극(16)과 센서층(18)로 이루어짐) 사이에 위치하며, 센서 소자의 전극(16)을 감싸고 형성되어 전극(16)을 외부 환경으로부터 보호한다.
이러한 패시베이션층(14)은 바람직하게 SiN, SiON, SiO2가 사용될 수 있다.
한편, 전극(16)은 자계 플럭스 집중기(12)와 센서층(18) 사이에 위치하고 있으며, 통상은 오믹 전극이며, 센서층(18)에 오믹 콘택트하는 것이 바람직하다. 전극의 재질은 AuGe/Ni/Au 등의 공지의 다층 전극이어도 되며, 단층의 금속이라도 무방하다.
그리고, 센서층(18)은 패시베이션층(14) 상에 InxGa1-xAsySb1-y(0＜x≤1.0, 0≤y≤1.0)로 이루어지는 제2 화합물 반도체층(18-2)이 형성되어 있다.
그리고, 제2 화합물 반도체층(18-2)에 Ga, Al, In, As, Sb, P 중 적어도 2종 이상의 원소로 구성된 제1 화합물 반도체층(18-1)이 형성되어 있다.
제1 화합물 반도체층(18-1) 및 제2 화합물 반도체층(18-2)의 (111)면이, 자계 플럭스 집중기(12) 표면에 평행하도록 구성되어 있다.
상기 제1 화합물 반도체층(18-1)은 Ga, Al, In, As, Sb, P 중 적어도 2종 이상의 원소로 구성된 화합물 반도체로 이루어지며, 이 제1 화합물 반도체층(18-1)의 두께는 통상 0.01㎛ ∼ 10㎛이고, 바람직하게는 0.1㎛ ∼ 5㎛이며, 0.5㎛ ∼ 2㎛인 것이 더욱 바람직하다. Al1-zGazAs(0≤z≤1)는 제1 화합물 반도체층(18-1)으로서 바람직한 예이며, 특히 GaAs가 바람직한 예이다.
또한, 제2 화합물 반도체층(18-2)은 InxGa1-xAsySb1-y(0≤y≤1)로 이루어지며, 이 제2 화합물 반도체층(18-2)의 두께는 통상 0.1㎛ 이상이고, 두꺼워지면 시트 저항이 작아진다. 고감도이며 비교적 저항이 높은 센서 소자를 형성하는 경우, 통상, 0.15㎛ ∼ 2㎛이고, 바람직하게는 0.3㎛ ∼ 1.5㎛이며, 0.5㎛ ∼ 1.2㎛인 것이 더욱 바람직하다. InAsySb1-y(0≤y≤1)는 제2화합물 반도체층(18-2)으로서 바람직한 예이며, 특히 InSb나 InAs가 바람직한 예이다.
또한, 제2 화합물 반도체층(18-2)에는 불순물이 도핑되어 있어도 된다. 도핑 원소로서는, Si나 Sn 등이 바람직한 예이다. 불순물 농도로서는, 통상 1×E15/㎤ ∼ 3.5×E16/㎤, 바람직하게는 2×E15/㎤ ∼ 2.5×E16/㎤이며, 5×E15/㎤ ∼ 2×E16/㎤인 것이 더욱 바람직하다.
한편, 몰딩층(20)은 센서층(18)과 패스베이션층(14) 그리고 플렉서블 기판(10)의 노출된 부위를 감싸도록 형성되어 있다.
이와 같이 구성되는 홀 센서는 플렉서블 기판(10) 위에 센서 소자를 리지드 기판 위에서 높은 온도에서 증착이 가능하기 때문에 소자의 성능을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 플렉서블 기판(10)을 제작할 때에 자기 플럭스 집중기(14)를 폴리머를 경화시킬 때 미리 형성할 수 있어 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 자기 플럭스 집중기를 둘러싸는 패스베이션층이 요구되지 않아 비용 절감과 공정 단순화를 이룰 수 있다.
도 2 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 홀 센서 제조 방법의 공정도이다.
도 2를 참조하면, 먼저 캐리어 기판(100) 위에 희생층(110)을 증착한다.
여기에서, 캐리어 기판(100)은 센서 소자가 안정적으로 증착되어 형성될 수 있도록 하고, 이후에 플렉서블 기판 위에 센서 소자가 실장되면 레이저 리프트 오프(Laser lift off) 방식에 의해 제거하기 위한 것으로, 리지드(rigid) 한 기판으로 MgO 또는 Al2O3로 이루어진다.
그리고, 희생층(110)은 센서 소자의 제작이 완료될 때에, 센서 소자로부터 캐리어 기판(100)을 분리하기 위한 것으로 화학기상성장법(chemical vapor deposition, CVD) 또는 물리적기상성장법(PVD:Physical vapor deposition)에 의해 형성될 수 있다. 바람직하게, 희생층(110)은 물리적기상성장법 중 스퍼터링 방식에 의해 형성될 수 있다.
이러한 희생층(110)은 157nm 내지 350nm 파장를 가지는 다양한 종류의 엑시머 레이저를 효과적으로 흡수할 수 있으며 부도성 물질로 Ga-O, Ga-N, Ga-O-N 계열의 물질이 사용될 수 있으며, 그외에도 PZT, ZrO2가 사용될 수 있으며, 바람직하게 희생층(110)으로 GaON이 사용된다.
다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이 희생층(110)위에 제1 화합물 반도체층(120-1)과 제2 화합물 반도체층(120-2)로 이루어진 센서층(120)을 형성한다.
이를 좀더 상세히 살펴보면 먼저 희생층(110)상에 제1 화합물 반도체층(120-1)으로서 700nm의 GaAs를, 제2 화합물 반도체층(120-2)으로서 1㎛의 InSb를 순차적으로 형성한다.
상기 제1 화합물 반도체층(120-1)은 Ga, Al, In, As, Sb, P 중 적어도 2종 이상의 원소로 구성된 화합물 반도체로 이루어지며, 이 제1 화합물 반도체층(120-1)의 두께는 통상 0.01㎛ ∼ 10㎛이고, 바람직하게는 0.1㎛ ∼ 5㎛이며, 0.5㎛ ∼ 2㎛인 것이 더욱 바람직하다. Al1-zGazAs(0≤z≤1)는 제1 화합물 반도체층(120-1)으로서 바람직한 예이며, 특히 GaAs가 바람직한 예이다.
또한, 제2 화합물 반도체층(120-2)은 InxGa1-xAsySb1-y(0≤y≤1)로 이루어지며, 이 제2 화합물 반도체층(120-2)의 두께는 통상 0.1㎛ 이상이고, 두꺼워지면 시트 저항이 작아진다. 고감도이며 비교적 저항이 높은 센서 소자를 형성하는 경우, 통상, 0.15㎛ ∼ 2㎛이고, 바람직하게는 0.3㎛ ∼ 1.5㎛이며, 0.5㎛ ∼ 1.2㎛인 것이 더욱 바람직하다. InAsySb1-y(0≤y≤1)는 제2화합물 반도체층(120-2)으로서 바람직한 예이며, 특히 InSb나 InAs가 바람직한 예이다.
또한, 제2 화합물 반도체층(120-2)에는 불순물이 도핑되어 있어도 된다. 도핑 원소로서는, Si나 Sn 등이 바람직한 예이다. 불순물 농도로서는, 통상 1×E15/㎤ ∼ 3.5×E16/㎤, 바람직하게는 2×E15/㎤ ∼ 2.5×E16/㎤이며, 5×E15/㎤ ∼ 2×E16/㎤인 것이 더욱 바람직하다.
이러한 센서층(120)은 화학기상성장법(chemical vapor deposition, CVD) 또는 물리적기상성장법(PVD:Physical vapor deposition)에 의해 형성될 수 있다. 바람직하게, 센서층(120)은 물리적기상성장법 중 스퍼터링 방식에 의해 형성될 수 있다.
이후에, 도 4에 도시된 바와 같이 센서층(120) 위에 전극층(130)을 도금 등의 방법으로 형성하고, 도 5에 도시된 바와 같이 마스크를 사용하여 패터닝하여 패터닝된 전극(132)을 형성한다.
전극의 재질은 AuGe/Ni/Au 등의 공지의 다층 전극이어도 되며, 단층의 금속이라도 무방하다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이 패터닝된 전극을 보호하기 위하여 패스베이션층(passivation layer)(140)를 증착한다.
이러한 패시베이션층(140)은 바람직하게 SiN, SiON, SiO2가 사용될 수 있다.
이러한 패스베이션층(140)은 화학기상성장법(chemical vapor deposition, CVD) 또는 물리적기상성장법(PVD:Physical vapor deposition)에 의해 형성될 수 있다. 바람직하게, 패시베이션층(140)은 물리적기상성장법 중 스퍼터링 방식에 의해 형성될 수 있다.
한편, 이와 같은 공정의 진행중에 별개로 또는 동시에 플렉서블 기판(200)을 준비한다.
이때, 도 7에 도시된 바와 같이 준비된 플렉서블 기판(200)에는 홈이 형성되어 있고 형성된 홈에 자계 플럭스 집중기(210)를 포함하도록 한다. 그 형성 공정은 도 11 내지 14를 통하여 아래에서 상세히 설명된다.
이후에, 도 8에 도시된 바와 같이 전극(132)이 형성된 면이 플렉서블 기판(200)을 향하도록 한 후에 캐리어 기판에 형성된 센서 소자(센서층과 전극을 포함함)을 플렉서블 기판에 접합시킨다.
그런 후에, 도 9에 도시된 바와 같이 ArF, KrCl, KrF, XeCl, XeF 등의 레이저를 조사하여 캐리어 기판(100)과 희생층(110)의 계면을 분리한다. 레이저를 캐리어 기판(100)에 조사하면, 캐리어 기판(100)의 에너지 밴드갭은 레이저의 파장보다 커 조사된 레이저는 용이하게 캐리어 기판(100)을 통과하여 희생층(110)에 흡수된
다. 레이저를 조사시 캐리어 기판(100)과 희생층(110) 사이에서는 플라즈마가 발생하며, 높은 온도의 플라즈마는 캐리어 기판(100)과 희생층(110) 계면 사이의 온도를 상승시켜 희생층(110)을 국부적인 용융 상태로 변화시킨다.
이 때 플라즈마의 높은 온도로 인한 국부적인 용융과 더불어 질소(N2) 가스가 발생하며, 질소 가스의 기화로 캐리어 기판(100)과 희생층(110)의 계면을 박리한다. 바람직하게, 희생층(110)을 형성시 반응성 수소 가스(H2)를 희생층(110) 성막시 유입시킬 수 있으며, 레이저 리프트 오프 공정시 플라즈마의 높은 온도에 따른 국부적인 용융에 따라 질소 가스(N2) 발생과 더불어 수소 가스(H2)의 기화를 통하여 희생층(110)과 캐리어 기판(100)의 계면이 보다 용이하게 박리된다.
이처럼, 희생층(110)이 캐리어 기판(100)과 분리되면, 도 10에 도시된 바와 같이 센서 소자에 붙은 희생층(110)을 이온 밀링(ion milling)을 통해 깨끗이 제거함으로써 홀 센서를 완성한다. 이후에, 몰딩층(220)을 도포하여 몰딩할 수 있다.
이와 같이 완성된 홀 센서의 경우 타 소자에 비해 높은 센서 성능 뿐 아니라 자계 플럭스 집중기(magnetic flux concentrator)를 본딩(bonding)하는 것도 플렉서블 기판을 제작할 때 쉽게 경화를 통해 고정시킬 수 있으므로 기존 플렉서블 소자에 비해 월등히 높은 작업성을 가질 수 있게 된다.
한편, 도 11 내지 14는 도 8에 제공되는 자기 플럭스 집중기가 형성된 플렉서블 기판의 제조 방법의 공정도이다.
도 11을 참조하면, 먼저 플렉서블 기판(200)에 대응되는 홈(310)을 구비한 몰드(300)을 준비한다.
이후에, 도 12에 도시된 바와 같이 몰드(300)의 홈(310)의 중앙에 자기 플렉스 집중기(210)을 위치하도록 설치한다.
그런 후에, 도 13에 도시된 바와 같이 몰드(300)의 홈(310)에 플렉서블 기판용 용액(320)을 주입하여 홈(310)이 충진되도록 한다.
여기에서, 플렉서블 기판용 용액은 폴리머를 포함할 수 있으며, 폴리머는 열경화성 수지와 열강화성 수지를 모두 포함하는 것으로, 바람직하게 폴리머는 열을 가하는 경우 경화되며 플렉서블한 성질을 가지는 열경화성 수지인 것을 특징으로 한다. 본 발명이 적용되는 분야에 따라 폴리머는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 설파이드(PES), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 나일론, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리술폰(PSF), 폴리에테르 이미드(PEI), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 극성기를 갖는 노보넨 수지로 이루어진 ARTON 중 어느 하나가 선택적으로 사용될 수 있다.
그리고, 도 14에 도시된 바와 같이 플렉서블 기판용 용액(320)이 경화된 후에 몰드(300)를 분리하여 자기 플렉스 집중기(210)가 매립된 플렉서블 기판(200)을 얻는다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
10 : 플렉서블 기판 12 : 자계 플렉스 집중기
14 : 전극 16 : 패시베이션층
18 : 센서층 18-1 : 제1 화합물 반도체층
18-2 : 제2 화합물 반도체층 20 : 몰딩층
100 : 캐리어 기판 110 : 희생층
120 : 센서층 130 : 전극층
132 : 전극 140 : 패시베이션층
200: 플렉서블 기판 210 : 자계 플렉스 집중기
220 : 몰딩층 300 : 몰드
310 : 홈 320 : 플렉서블 기판용 용액

Claims (11)

  1. 홈이 형성되어 있는 플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판의 홈에 형성되어 있는 자계 플럭스 집중기;
    상기 자계 플럭스 집중기에 접하도록 패터닝되어 있는 전극;
    상기 전극의 주위에 형성된 패시베이션층; 및
    상기 패스베이션층에 적층되어 있는 센서층을 포함하는 홀 센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 패시베이션층과 센서층을 감싸고 있는 몰딩층을 더 포함하고 있는 홀 센서.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 플렉서블 기판은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 설파이드(PES), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 나일론, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리술폰(PSF), 폴리에테르 이미드(PEI), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 극성기를 갖는 노보넨 수지로 이루어진 ARTON 중 어느 하나가 선택적으로 사용되는 홀 센서.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서층은
    Ga, Al, In, As, Sb, P 중 적어도 2종 이상의 원소로 구성된 제1 화합물 반도체층; 및
    상기 패시베이션층과 제1 화합물 반도체층 사이에 형성되고 InxGa1-xAsySb1-y(0＜x≤1.0, 0≤y≤1.0)로 이루어지며, 기능층으로서 동작하는 제2 화합물 반도체층을 포함하는 홀센서.
  5. (A) 캐리어 기판에 희생층을 개재한 센서 소자를 형성하는 단계;
    (B) 자계 플럭스 집중기를 구비한 플렉서블 기판을 준비하는 단계;
    (C) 센서 소자를 플렉서블 기판으로 향하도록 하여 플렉서블 기판에 센서 소자를 실장하는 단계; 및
    (D) 상기 캐리어 기판과 희생층을 제거하는 단계를 포함하는 홀 센서 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 (A) 단계는,
    (A-1) 캐리어 기판에 희생층을 형성하는 단계;
    (A-2) 상기 희생층 위에 센서층을 형성하는 단계;
    (A-3) 상기 센서층위에 전극을 형성하는 단계; 및
    (A-4) 상기 센서층위에 패시베이션층을 형성하는 단계를 포함하는 홀 센서 제조 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 캐리어 기판은 리지드 기판으로, MgO 또는 Al2O3로 이루어진 홀 센서 제조 방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 (A-2) 단계는,
    Ga, Al, In, As, Sb, P 중 적어도 2종 이상의 원소로 구성된 제1 화합물 반도체층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 화합물 반도체층 상에 형성되고 InxGa1-xAsySb1-y(0＜x≤1.0, 0≤y≤1.0)로 이루어지며, 기능층으로서 동작하는 제2 화합물 반도체층을 형성하는 단계를 포함하는 홀 센서 제조방법.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 (B)단계는
    (B-1) 플렉서블 기판에 대응되는 홈이 형성된 몰드를 준비하는 단계;
    (B-2) 상기 몰드에 형성된 홈의 중앙에 자계 플럭스 집중기를 위치시키는 단계;
    (B-3) 상기 몰드의 홈에 플렉서블 기판용 용액을 충진하는 단계; 및
    (B-4) 상기 플렉서블 기판용 용액을 경화한 후에 몰드를 분리하여 플렉서블 기판을 완성하는 단계를 포함하는 홀 센서 제조 방법.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 (D) 단계는
    (D-1) 캐리어 기판을 플렉서블 기판에 부착한 후에 레이저를 조사하는 단계;
    (D-2) 희생층과 캐리어 기판이 분리되도록 하는 단계; 및
    (D-3) 희생층을 제거하는 단계를 포함하는 홀 센서 제조 방법.
  11. 청구항 5에 있어서,
    상기 희생층은 Ga-O 계열, Ga-N 계열, Ga-O-N 계열, PZT, ZrO2 중 어느 하나가 사용되는 홀 센서 제조 방법.
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