KR20150086996A - 그래핀을 이용한 적외선 검출 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판; 및 상기 기판의 일면에 형성된 열전쌍 모듈을 포함하고, 상기 열전쌍 모듈은, 상기 기판의 가장자리에 형성된 제1단부와, 상기 기판의 중앙부로 연장 형성된 제2단부를 포함하는 복수 개의 적외선 흡수 패턴; 및 상기 복수 개의 적외선 흡수 패턴 사이에 배치되어 상기 복수 개의 적외선 흡수 패턴을 전기적으로 연결하는 전극 패턴을 포함하는 적외선 검출소자를 개시한다.

Description

그래핀을 이용한 적외선 검출 소자{Infrared ray detector using graphene}
본 발명은 그래핀을 이용한 적외선 검출 소자에 관한 것이다.
일반적으로, 적외선 검출 소자는 물체로부터 방사된 복사에너지를 검출하기 위해 사용된다. 적외선 검출 소자는 적외선을 감지하는 방식에 따라 반도체형과 열형으로 나눌 수 있다.
반도체형 센서는 적외선 파장에 따라 특성이 변하지만, 열형 센서는 파장에 관계없이 일정한 성능을 보인다.
열형 센서 중에서 써모파일 센서(Thermopile Sensor)는 기존에 확립되어 있는 반도체 공정으로 제작이 가능하며, 냉각이 필요 없고 저가임에도 신뢰성 있다는 장점 때문에 이에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
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, 온도차의 크기에 비례하여 기전력(thermoelectric power)이 발생하는 지벡효과(Seebeck effect)를 이용함으로써 온도를 감지하는 센서를 말한다.
적외선 복사에너지가 입력되었을 때에 나타나는 기전력은 저온부(cold region)와 고온부(hot region)의 온도차에 비례하여 나타나게 되므로 적외선 에너지를 얼마만큼 효율적으로 흡수하는 지가 중요하다.
따라서, 되도록 많은 양의 에너지를 흡수해야 하며 일단 흡수된 에너지를 빼앗기지 않도록 센서를 설계하는 것이 중요하다.
일반적으로 써모파일 센서는 기판상에 복수 개의 열전쌍을 형성하고 그 위에 적외선 흡수층을 형성한다. 그러나, 적외선 흡수층으로 사용되는 골드 블랙(Gold Black)은 고순도 질소 분위기에서 열 증착(thermal evaporator)를 이용하여 금(Au)과 구리(Cu)를 동시에 증착하여 제작하므로 제조 공정이 복잡해지고 제조 비용이 상승하는 문제가 있다.
본 발명은 중심부에 적외선 흡수 패턴이 집중 배치되는 적외선 검출 소자를 제공한다.
또한, 전극 패턴의 두께가 최적화되고 저온부에 반사층이 형성되는 적외선 검출 소자를 제공한다.
또한, 본 발명은 멤브레인의 두께가 최적화된 적외선 검출소자를 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 적외선 검출소자는, 기판; 및 상기 기판의 일면에 형성된 열전쌍 모듈을 포함하고, 상기 열전쌍 모듈은, 상기 기판의 가장자리에 형성된 제1단부와, 상기 기판의 중앙부로 연장 형성된 제2단부를 포함하는 복수 개의 적외선 흡수 패턴; 및 상기 복수 개의 적외선 흡수 패턴 사이에 배치되어 상기 복수 개의 적외선 흡수 패턴을 전기적으로 연결하는 전극 패턴을 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 적외선 검출소자에서, 서로 이웃한 적외선 흡수 패턴의 제2단부는 서로 다른 직경을 갖는 가상원 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 적외선 검출소자에서, 상기 적외선 흡수 패턴은, 상기 제2단부가 상기 기판의 중심점을 둘러싸는 제1가상원 상에 배치되는 제1적외선 흡수 패턴, 및 상기 제2단부가 상기 제1가상원을 둘러싸는 제2가상원 상에 배치되는 제2적외선 흡수 패턴을 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 적외선 검출소자에서, 상기 전극 패턴은, 일 측에 배치된 적외선 흡수 패턴의 제1단부와 전기적으로 연결되는 제1접촉단; 및 타 측에 배치된 적외선 흡수 패턴의 제2단부와 전기적으로 연결되는 제2접촉단;을 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 적외선 검출소자에서, 상기 전극 패턴은, 상기 적외선 흡수 패턴과 평행하게 연장되어 상기 제1접촉단과 제2접촉단을 연결하는 연장부를 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 적외선 검출소자에서, 상기 제1접촉단과 적외선 흡수 패턴이 접촉하는 제1접촉면적은 상기 2접촉단과 적외선 흡수 패턴이 접촉하는 제2접촉면적보다 크게 형성된다.
본 발명의 일 특징에 따른 적외선 검출소자에서, 상기 적외선 흡수 패턴은 그래핀(Graphene)을 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 적외선 검출소자에서, 상기 전극 패턴은 니켈(Ni)을 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 적외선 검출소자에서, 상기 전극 패턴의 두께는 45nm 이하로 형성된다.
본 발명의 일 특징에 따른 적외선 검출소자에서, 상기 제1접촉단 상부에는 금(Au)을 포함하는 반사층이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 적외선 검출소자에서, 상기 반사층의 두께는 10nm 내지 100nm 일 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 적외선 검출소자에서, 상기 기판의 중앙부에 형성된 열전쌍 모듈을 커버하는 적외선 흡수층을 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 적외선 검출소자에서, 상기 기판의 타면에는 중앙부에 멤브레인이 형성된다.
본 발명의 일 특징에 따른 적외선 검출소자에서, 상기 멤브레인의 두께는 0.2㎛ 내지 5.0㎛일 수 있다.
본 발명에 따르면, 적외선 흡수 패턴이 중심부에 집중되어 감도가 향상된다.
또한, 전극 패턴의 두께가 최적화되고 저온부에 반사층이 형성됨으로써 감도가 향상된다.
또한, 본 발명은 기판의 멤브레인의 두께가 최적화되어 열방출이 최소화된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 검출 소자의 평면도이고,
도 2는 도 1의 A 부분 확대도이고,
도 3은 도 2의 A-A 방향 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전쌍 모듈을 설명하기 위한 개념도이고,
도 5는 도 4의 B-B 방향 단면도이고,
도 6은 전극 패턴의 두께에 따른 적외선 검출 소자의 감도를 측정한 그래프이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전쌍 모듈에 반사층이 형성된 상태를 설명하기 위한 개념도이고,
도 8은 도 7의 C-C 방향 단면도이고,
도 9는 반사층의 두께에 따른 적외선 검출 소자의 감도를 측정한 그래프이고,
도 10은 본 발명에 따른 적외선 검출소자의 평면도 및 측면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 검출 소자의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분 확대도이고, 도 3은 도 2의 A-A 방향 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전쌍 모듈을 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 도 4의 B-B 방향 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 적외선 검출 소자는 기판(100)과, 기판(100)의 일면에 형성된 열전쌍 모듈(200), 열전쌍 모듈(200)과 연결된 한 쌍의 전극 패드(310, 320)를 포함한다.
기판(100)은 실리콘(Si)층의 양면에 대칭적으로 이산화실리콘 산화막(SiO2)이 형성되고 그 위에 다시 실리콘나이트라이드(Si3N-4) 유전막이 형성되어 제조될 수 있다. 따라서, 기판(100)의 단면은 Si3N4/SiO2/Si/SiO2/Si3N4층이 연속적으로 적층되는 구조를 가질 수 있다.
도 2와 도 3을 참고하면, 열전쌍 모듈(200)은 복수 개의 적외선 흡수 패턴(210), 및 복수 개의 적외선 흡수 패턴(210) 사이에 배치되어 적외선 흡수 패턴(210)을 서로 전기적으로 연결하는 전극 패턴(220)을 포함한다.
적외선 흡수 패턴(210)은 적외선을 흡수하는 재질을 포함한다. 구체적으로 적외선 흡수 패턴(210)은 그래핀(graphene)으로 구성되거나, 그래핀을 부분적으로 포함하는 물질로 구성될 수 있다.
통상적으로 그래핀은 흑연의 표면층을 한 겹만 떼어내서 얻어지는 물질로서 탄소로 구성된 나노물질이다. 그래핀은 2차원 평면 형태를 가지고 있으며, 상온 캐리어 이동도와 열전도율이 매우 높고 전기전도도가 매우 뛰어난 반도체이다.
본 발명의 실시예에서, 적외선 흡수 패턴(210)은 그래핀 옥사이드(grapheme oxide)로 구성될 수도 있다. 그래핀 옥사이드는 흑연을 강력한 산화제로 산화시켜 생성될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 적외선 흡수 패턴(210)은 검출 감도를 높이기 위하여 그래핀을 다수 적층하거나, 촉매를 첨가하거나, 또는 그래핀을 부분적으로 포함하는 물질을 열처리하여 형성될 수 있다.
적외선 흡수 패턴(210)은 기판(100)의 외측에서 중앙으로 연장 형성되어 중앙부에 집중되는 구조를 갖는다. 이때, 적외선 흡수 패턴(210)은 중앙부로 연장된 제2단부(211)가 서로 다른 직경을 갖는 가상원 상에 배치될 수 있다.
일 예로 적외선 흡수 패턴(210)은, 제2단부(211a)가 상기 기판(100)의 중심점(C1)을 둘러싸는 제1가상원(C2) 상에 배치되는 제1적외선 흡수 패턴(210)과, 제2단부(211b)가 제1가상원(C2)을 둘러싸는 제2가상원(C3) 상에 배치되는 제2적외선 흡수 패턴(210)과, 제2단부(211c)가 제2가상원(C3)을 둘러싸는 제3가상원(C4) 상에 배치되는 제3적외선 흡수 패턴(210), 및 제2단부(211d)가 제3가상원(C4)을 둘러싸는 제4가상원(C5) 상에 배치되는 제4적외선 흡수 패턴(210)을 포함할 수 있다.
이러한 구성에 의하여 따라서, 중앙부에 적외선 흡수 패턴(210)을 집중시킴으로써 적외선 검출 소자의 감도를 증가시킬 수 있다.
전극 패턴(220)은 복수 개의 적외선 흡수 패턴(210) 사이에 배치되어 적외선 흡수 패턴(210)을 전기적으로 연결한다.
도 4를 참고하면, 전극 패턴(220)은 일 측에 배치된 적외선 흡수 패턴(210)의 제1단부(212)와 전기적으로 연결되는 제1접촉단(223)과, 타 측에 배치된 적외선 흡수 패턴(210)의 제2단부(211)와 전기적으로 연결되는 제2접촉단(221), 및 적외선 흡수 패턴(210)과 평행하게 연장되어 제1접촉단(223)과 제2접촉단(221)을 연결하는 연장부(222)를 포함한다.
제1접촉단(223) 및 제2접촉단(221)은 적외선 흡수 패턴(210)의 상부에 적층되어 전기적으로 연결한다. 따라서, 제1접촉단(223) 및 제2접촉단(221)에 커버되지 않은 적외선 흡수 패턴(210)은 외부의 적외선을 흡수하게 된다.
본 실시예에서는 적외선 흡수 패턴(210)이 스트립 형상으로 형성되고 전극 패턴(220)은 제1접촉단(223)과 제2접촉단(221)이 서로 반대방향으로 절곡된 형상으로 형성된 것으로 묘사되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 적외선 흡수 패턴(210)과 전극 패턴(220)이 연속적으로 연결된 구조이면 다양하게 변형 가능하다.
예를 들면, 전극 패턴의 제2접촉단(221)이 적외선 흡수 패턴의 제2단부(211) 위에 형성된 것으로 도시되었으나, 반대로 적외선 흡수 패턴의 제2단부(211)가 전극 패턴의 제2접촉단(221) 위에 형성되도록 구성할 수도 있다. 이 경우 적외선 흡수면적이 넓어지는 장점이 있다.
도 5를 참고하면, 전극 패턴의 제1접촉단(223)과 적외선 흡수 패턴의 제1단부(212)가 접촉하는 제1접촉면적(P1)은 전극 패턴의 2접촉단(221)과 적외선 흡수 패턴의 제2단부(211)가 접촉하는 제2접촉면적(P2)보다 크게 형성된다. 따라서, 적외선 조사시 적외선 흡수 패턴(210)의 노출영역이 적외선을 흡수하여 온도가 증가하면, 제1접촉면적(P1)과 제2접촉면적(P2)간의 온도차가 발생하므로 제벡효과(Seebeck Effect)에 의해 기전력이 발생한다.
따라서, 제1접촉면적(P1)과 제2접촉면적(P2)의 차가 커질수록 적외선 조사시 접촉면적간의 온도차가 커져 적외선 검출 감도가 높아지게 된다. 따라서, 제1접촉면적(P1)과 제2접촉면적(P2)은 적어도 2배 이상 차이 나도록 구성되는 것이 바람직하다.
전극 패턴(220)은 일반적으로 사용되는 일반적인 금속이 모두 사용될 수도 있으나, 제벡계수(Seebeck Coefficient)가 낮은 물질이 선택되는 것이 바람직하다. 하기 표 1은 각 금속의 제벡계수를 표시한 표이다.
Metal 제벡계수(㎶/K) Metal 제벡계수(㎶/K)
몰리브덴(Mo) 10 흑연(C) 3.0
카드뮴(Cd) 7.5 백금(Pt) 0
텅스텐(W) 7.5 나트륨(Na) -2.0
금(Au) 6.5 칼륨(K) -9.0
은(Ag) 6.5 니켈(Ni) -15
구리(Cu) 6.5 콘스탄탄(constantan) -35
알루미늄(Al) 3.5 비스무스(Bi) -72
상기 [표 1]을 참조할 때, 몰리브덴과 금 등은 상대적으로 제벡 계수가 높고, 나트륨 칼륨 니켈, 콘스탄탄 등은 제벡계수가 낮음을 알 수 있다. 그래핀의 제벡계수가 일반적으로 약 20 내지 40㎶/K이므로 제벡계수가 낮은 나트륨 칼륨 니켈, 콘스탄탄 등이 전극 패턴에 적합하나, 제조 단가 등을 고려할 때 니켈이 선택되는 것이 바람직하다.
도 6을 참고하면, 도 6의 (a)와 같이 전극 패턴의 두께가 15nm인 경우에는 기전력이 1.2mV이고, 도 6의 (b)와 같이 두께가 45nm인 경우 기전력이 1.5mV로 감도가 증가함을 알 수 있다. 그러나, 도 6의 (c)와 같이 전극 패턴(220)의 두께가 65nm인 경우에는 기전력이 1.0mV이고, 도 6의 (d)와 같이 두께가 85nm인 경우에는 기전력이 0.8mV로 감소함을 알 수 있다.
이러한 실험 결과에 따르면, 전극 패턴의 두께가 45nm를 초과하는 경우에는 오히려 기전력이 감소함을 알 수 있다. 따라서, 센싱 감도를 높이기 위하여 전극 패턴의 두께는 45nm이하로 제작되는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전쌍 모듈에 반사층이 형성된 상태를 설명하기 위한 개념도이고, 도 8은 도 7의 C-C 방향 단면도이고, 도 9는 반사층의 두께에 따른 적외선 검출 소자의 감도를 측정한 그래프이다.
도 7과 도 8을 참고하면, 전극 패턴(220)의 제1접촉단(223) 상부에는 금(Au)을 포함하는 반사층(230)이 형성된다. 제1접촉단(223)은 적외선 센서의 저온부에 해당하므로 반사층(230)에 의해 적외선 반사율을 증가시키는 것이 바람직하다.
반사층은 제1접촉단(223)의 상부에 형성될 수 있다. 따라서, 전극 패턴은 제2접촉단(221)에 비해 제1접촉단(223)의 두께가 증가한다. 반사층의 두께는 10nm 내지 100nm 인 것이 바람직하며, 약 30nm인 것이 더욱 바람직하다.
도 9의 (a)와 같이 반사층이 없는 경우에는 기전력이 1.0mV이나, 도 9의 (b)와 같이 반사층이 형성된 경우 기전력이 1.2mV로 상승하여 감도가 약 20% 상승한 것을 알 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 적외선 검출소자의 평면도 및 측면도이다.
도 10을 참고하면, 반사층(223)은 적외선 검출 소자의 저온부(L) 상에 형성되어 적외선에 의해 저온부(L)의 적외선 흡수율이 상승되는 것을 방지한다. 전술한 바와 같이 반사층은 복수 개의 전극 패턴에 각각 형성될 수도 있으나 저온부(테두리 부분)에 전체적으로 형성될 수도 있다.
고온부(H)에는 적외선 흡수 패턴(210)이 집중적으로 배치되어 적외선을 흡수한다. 필요에 따라 고온부(H)에는 별도의 적외선 흡수층(240)이 더 형성될 수 있다. 이러한 적외선 흡수층(240)은 적외선 흡수 패턴(210)과 동일한 재질의 그래핀을 포함할 수도 있다. 따라서, 적외선 흡수 패턴(210)과 적외선 흡수층(240)에 의해 적외선 흡수량을 거의 100%로 유지할 수 있다.
기판(100)의 타면에는 중앙부에 멤브레인(110)이 형성된다. 멤브레인(110)은 기판(100)의 타면을 산소 플라즈마 등으로 식각하여 형성될 수 있으며, 적외선 검출 소자의 고온부(H)에 해당하는 영역과 대응되게 형성된다.
이러한 멤브레인(110)은 의해 적외선 흡수 패턴(210)에 의해 흡수된 열이 외부로 빠져나가지 않도록 얇게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 멤브레인(110)의 두께(d1)는 0.2 내지 5.0㎛로 형성될 수 있고, 더욱 바람직하게는 10㎛의 파장을 갖는 적외선 흡수율이 100%가 되는 2.5㎛의 두께를 갖는 것이 좋다. 따라서, 고온부(H)와 저온부(L)의 온도 차를 크게 하여 적외선 검출 감도를 향상시킬 수 있다.
100: 기판
110: 멤브레인
200: 열전쌍 모듈
210: 적외선 흡수 패턴
211: 제2단부
212: 제1단부
220: 전극 패턴
221: 제2접촉단
222: 연장부
223: 제1접촉단

Claims (14)

  1. 기판; 및
    상기 기판의 일면에 형성된 열전쌍 모듈을 포함하고,
    상기 열전쌍 모듈은,
    상기 기판의 가장자리에 형성된 제1단부와, 상기 기판의 중앙부로 연장 형성된 제2단부를 포함하는 복수 개의 적외선 흡수 패턴; 및
    상기 복수 개의 적외선 흡수 패턴 사이에 배치되어 상기 복수 개의 적외선 흡수 패턴을 전기적으로 연결하는 전극 패턴을 포함하는 적외선 검출 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    서로 이웃한 적외선 흡수 패턴의 제2단부는 서로 다른 직경을 갖는 가상원 상에 배치되는 적외선 검출 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적외선 흡수 패턴은,
    상기 제2단부가 상기 기판의 중심점을 둘러싸는 제1가상원 상에 배치되는 제1적외선 흡수 패턴, 및
    상기 제2단부가 상기 제1가상원을 둘러싸는 제2가상원 상에 배치되는 제2적외선 흡수 패턴을 포함하는 적외선 검출 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전극 패턴은,
    일 측에 배치된 적외선 흡수 패턴의 제1단부와 전기적으로 연결되는 제1접촉단; 및
    타 측에 배치된 적외선 흡수 패턴의 제2단부와 전기적으로 연결되는 제2접촉단;을 포함하는 적외선 검출 소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전극 패턴은,
    상기 적외선 흡수 패턴과 평행하게 연장되어 상기 제1접촉단과 제2접촉단을 연결하는 연장부를 포함하는 적외선 검출 소자.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1접촉단과 적외선 흡수 패턴이 접촉하는 제1접촉면적은 상기 2접촉단과 적외선 흡수 패턴이 접촉하는 제2접촉면적보다 큰 적외선 검출 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적외선 흡수 패턴은 그래핀(Graphene)을 포함하는 적외선 검출 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전극 패턴은 니켈(Ni)을 포함하는 적외선 검출 소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전극 패턴의 두께는 45nm 이하인 적외선 검출 소자.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 제1접촉단 상부에는 금(Au)을 포함하는 반사층이 형성된 적외선 검출 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 반사층의 두께는 10nm 내지 100nm 인 적외선 검출 소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 중앙부에 형성된 열전쌍 모듈을 커버하는 적외선 흡수층을 포함하는 적외선 검출 소자.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 타면에는 중앙부에 멤브레인이 형성되는 적외선 검출 소자.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 멤브레인의 두께는 0.2㎛ 내지 5.0㎛인 적외선 검출 소자.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011191215A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Seiko Instruments Inc サーモパイル型赤外線センサおよびその製造方法
KR20130058882A (ko) * 2011-11-28 2013-06-05 (주)와이즈산전 그래핀을 이용한 적외선 검출 소자
US8552380B1 (en) * 2012-05-08 2013-10-08 Cambridge Cmos Sensors Limited IR detector

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011191215A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Seiko Instruments Inc サーモパイル型赤外線センサおよびその製造方法
KR20130058882A (ko) * 2011-11-28 2013-06-05 (주)와이즈산전 그래핀을 이용한 적외선 검출 소자
US8552380B1 (en) * 2012-05-08 2013-10-08 Cambridge Cmos Sensors Limited IR detector

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101940422B1 (ko) 2017-10-02 2019-01-21 재단법인대구경북과학기술원 마이크로파 검출소자 및 마이크로파 검출소자의 제조방법

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