KR20170000211A - 공중부유형 나노와이어 어레이 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공중부유형 나노와이어 어레이 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2종의 나노와이어가 적층된 공중부유형 나노와이어를 포함하는 어레이와 이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이는, 기판; 상기 기판 상에서 공중부유되고, 순차적으로 적층된 제1 나노와이어, 절연 부재 및 제2 나노와이어를 포함하는 공중부유형 나노와이어; 상기 제1 나노와이어와 전기적으로 연결되는 제1 전극부; 및 상기 제2 나노와이어와 전기적으로 연결되는 제2 전극부;를 포함한다.

Description

공중부유형 나노와이어 어레이 및 이의 제조 방법{SUSPENDED TYPE NANOWIRE ARRAY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 공중부유형 나노와이어 어레이 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2종의 나노와이어가 적층된 공중부유형 나노와이어를 포함하는 어레이와 이의 제조 방법에 관한 것이다.
나노와이어는 그 매우 작은 크기로 인해 거시 세계에서는 발견할 수 없는 독특한 특징을 갖는다. 이러한 독특한 특징을 이용하면 초미세 및 고성능의 전자소자를 제작할 수 있다.
초미세 및 고성능의 전자소자들 중 일부 전자소자는, 동작을 위해서 고온으로 가열된 나노와이어가 필요하다.
한국 등록특허 제10-1403406호(이하, 종래 기술’)에는 공중부유형 탄소 나노와이어 기반 가스센서 및 온도센서 제조방법이 개시되어 있다.
상기 종래 기술은, 반도체 공정을 통해 제작된 마이크로 사이즈의 와이어를 고온으로 열 분해하여 일체형인 탄소 전극과 공중부유형 탄소나노와이어를 형성하는 방법에 관한 것이다. 이러한 종래 기술은, 탄소나노와이어 위에 특정 물질(가스 감지 물질)을 적층하여 가스의 농도를 검지하는 가스 센서를 제조하거나 또는 탄소나노와이어의 저항값을 측정하여 온도를 검지하는 온도 센서를 제조할 수 있다.
그런데, 상기 종래 기술은, 다양한 물질의 나노와이어를 형성하는 방법이 아니라, 탄소나노와이어를 형성하는 방법에 관한 것인데, 탄소나노와이어는 고온으로 가열시키는 것이 불가능하기 때문에, 상기 종래 기술을 이용하여 고온으로 가열된 나노와이어를 필요로하는 전자소자에 적용할 수 없다.
또한, 나노와이어가 고온으로 가열되면, 나노와이어는 고온에 의해 변형이 되므로, 나노와이어 자체의 손상이 발생할 수 있다. 이러한 나노와이어의 자체 손상을 방지할 수 있는 기술도 필요하다.
한국 등록특허 제10-1403406호 (공고일자 2014.06.03)
본 발명의 목적은 전술한 종래 기술의 필요성을 충족시키기 위해서 안출된 것으로,
본 발명에서는 전자소자의 휴대성이 강조되는 최근 동향에 맞게, 초 저전력 및 고온으로 동작할 수 있는 공중부양형 나노와이어 어레이를 제공한다.
또한, 스트레스에 대한 내성을 향상시킬 수 있는 공중부양형 나노와이어 어레이를 제공한다.
또한, 가스 센서를 구현할 수 있는 공중부양형 나노와이어 어레이를 제공한다.
또한, 복잡한 구조의 공중부양형 나노와이어 어레이를 간단한 반도체 일괄 공정을 통해 제조할 수 있는 공중부양형 나노와이어 어레이의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이는, 기판; 상기 기판 상에서 공중부유되고, 순차적으로 적층된 제1 나노와이어, 절연 부재 및 제2 나노와이어를 포함하는 공중부유형 나노와이어; 상기 제1 나노와이어와 전기적으로 연결되는 제1 전극부; 및 상기 제2 나노와이어와 전기적으로 연결되는 제2 전극부;를 포함한다.
여기서, 상기 절연 부재의 길이는, 상기 제1 나노와이어보다 더 짧고, 상기 제2 나노와이어의 길이는, 상기 절연 부재의 길이와 같거나 더 짧을 수 있다.
여기서, 상기 제1 나노와이어는 발열체일 수 있다.
여기서, 상기 공중부유형 나노와이어는 복수이고, 상기 복수의 공중부유형 나노와이어 중 인접한 두 개의 공중부유형 나노와이어는 소정 간격만큼 떨어져 배치되고, 상기 두 개의 공중부유형 나노와이어의 두 개의 제1 나노와이어 사이의 듀티비는 2.5 % 이상일 수 있다.
여기서, 상기 제1 나노와이어와 상기 제2 나노와이어의 재질은, 금속 또는 금속산화물이고, 상기 제1 나노와이어의 재질과 상기 제2 나노와이어의 재질은 서로 다를 수 있다.
여기서, 상기 절연 부재는, 절연 와이어이고, 상기 절연 와이어는, 상기 제1 나노와이어의 상면 전체와 측면의 일부를 커버하고, 상기 제2 나노와이어는 상기 절연 부재의 상면에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 절연 부재는, 절연 박막일 수 있다.
여기서, 상기 공중부유형 나노와이어는 복수이고, 상기 복수의 공중부유형 나노와이어의 제1 나노와이어들 상에 배치된 제1 공중부유형 전극; 및 상기 복수의 공중부유형 나노와이어의 제2 나노와이어들 상에 배치된 제2 공중부유형 전극;을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 나노와이어들 각각의 일단은 상기 제1 전극부에 연결되고, 상기 제2 전극부는 상기 제2 나노와이어들과 상기 제2 공중부유형 전극을 통해 전기적으로 연결된 제1 전극과 제2 전극을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 전극부는 상기 제1 나노와이의 일단과 연결된 제1 전극과 상기 제1 나노와이어의 타단과 연결된 제2 전극을 포함하고, 상기 제2 전극부는 상기 제2 나노와이어를 통해 전기적으로 연결된 제1 전극과 제2 전극을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 전극부의 제1 전극과 상기 제2 전극부의 제2 전극 각각은, 상기 제2 나노와이어 상에 배치되어 상기 기판 상에서 공중부유된 연장 전극을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기판은, 상기 제1 전극부의 제1 전극, 상기 제1 전극부의 제2 전극, 상기 제2 전극부의 제1 전극 및 상기 제2 전극부의 제2 전극이 각각 배치된 돌출부들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이의 제조 방법은, 나노그레이팅 기판의 소정 개수의 돌출부 상에 포토리소그래피 기법 또는 섀도 마스크 기법을 사용하여 제1 나노와이어를 형성하고, 상기 제1 나노와이어 상에 상기 포토리소그래피 기법 또는 상기 섀도 마스크 기법을 사용하여 순차적으로 절연 부재와 제2 나노와이어를 증착하는 나노와이어 형성 단계; 패터닝 기법 또는 상기 섀도 마스크 기법을 사용하여 상기 제1 나노와이어들과 전기적으로 연결되는 제1 전극부와 상기 제2 나노와이어들과 전기적으로 연결되는 제2 전극부를 형성하는 전극 형성 단계; 및 상기 나노그레이팅 기판을 상면에서 하면 방향으로 소정 두께만큼 식각하는 식각 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 전극 형성 단계는, 상기 제1 나노와이어들 상에 제1 도킹 전극을 형성하고, 상기 제2 나노와이어들 상에 제2 도킹 전극을 형성하고, 상기 제1 전극부에 상기 제1 나노와이어들 각각의 일단이 연결되도록 하고, 상기 제2 나노와이어들 상에 상기 제2 전극부으로부터 연장된 연장 전극을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 전극 형성 단계는, 상기 제1 나노와이어들 각각의 일단을 상기 제1 전극부의 제1 전극과 연결하고, 타단을 상기 제1 전극부의 제2 전극과 연결시키고, 상기 제2 나노와이어들 상에 상기 제2 전극부으로부터 연장된 연장 전극을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 공중부양형 나노와이어 어레이를 사용하면, 초 저전력 및 고온으로 동작할 수 있는 이점이 있다. 따라서, 기판으로 열 손실을 최소화하여 에너지 효율을 극대화하고, 기판의 열 변형에 의한 발열체의 영구 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 스트레스에 대한 내성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 초 저전력 및 고 민감도 가스센서를 구현할 수 있는 이점이 있다.
또한, 복잡한 구조의 공중부양형 나노와이어 어레이를 간단한 반도체 일괄 공정을 통해 제조할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 공중부유형 나노와이어 어레이의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 A-A’으로의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 공중부유형 나노와이어(100)의 변형된 예로서, 공중부유형 나노와이어(100’)의 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 복수의 공중부유형 나노와이어(100)들 사이의 소정 간격에 의한 온도의 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 복수의 공중부유형 나노와이어(100)들 사이의 듀티비(duty ratio)에 따른 상대적인 온도 분포와, 일반적인 기판부착형 나노와이어들 사이의 듀티비에 따른 상대적인 온도 분포를 보여주는 도면이다.
도 7 내지 도 11은 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 제2 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이의 사시도이다.
도 13은 도 1 또는 도 12에 도시된 공중부유형 나노와이어(100)의 실제 전자현미경 사진이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 도면들 중 인용부호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 인용부호들로 표시됨을 유의해야 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이(suspended type nanowire array)와 이의 제조 방법을 설명한다.
제1 실시 형태
도 1은 제1 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 공중부유형 나노와이어 어레이의 측면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 A-A’으로의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이(suspended type nanowire array)는, 기판(10), 공중부유형 나노와이어(100), 제1 전극부(300), 제2 전극부(500) 및 공중부유형 전극부(700)를 포함할 수 있다.
기판(10) 상에 공중부유형 나노와이어(100), 제1 전극부(300), 제2 전극부(500) 및 공중부유형 전극부(700)가 배치된다.
기판(10)은 상면(10a)과 돌출부(10b)를 포함한다.
기판(10)의 상면(10a) 상에는 공중부유형 나노와이어(100)와 공중부유형 전극부(700)가 배치될 수 있다. 구체적으로, 공중부유형 나노와이어(100)와 공중부유형 전극부(700)는 기판(10)의 상면(10a)으로부터 소정 간격으로 떨어져 배치될 수 있다.
돌출부(10b)는 상면(10a)에 배치된다. 여기서, 돌출부(10b)는 기판(10)과 동일한 재질로서 상면(10a)으로부터 연장된 것일 수 있다.
돌출부(10b)는 복수로 상면(10a)에 배치될 수 있다. 복수의 돌출부(10ba, 10bb, 10bc, 10bd)는 일렬로 배열될 수 있다. 일렬로 배열된 돌출부(10ba, 10bb, 10bc, 10bd)들은 서로 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
복수의 돌출부(10ba, 10bb, 10bc, 10bd) 상에는 제1 전극부(300)와 제2 전극부(500)가 각각 배치될 수 있다. 구체적으로, 도면에 도시된 바와 같이, 돌출부들(10ba, 10bb, 10bc, 10bd)의 개수가 4개인 경우, 제1 돌출부(10ba) 상에 제2 전극부(500)의 제2 전극(500b)이 배치되고, 제2 돌출부(10bb) 상에 제1 전극부(300)의 제2 전극(300b)이 배치되고, 제3 돌출부(10bc) 상에 제1 전극부(300)의 제1 전극(300a)이 배치되고, 제4 돌출부(10bd) 상에 제2 전극부(500)의 제1 전극(500a)이 배치될 수 있다.
한편, 도면에서는 돌출부(10b)가 복수인 것으로 기재되어 있으나, 돌출부(10b)는 하나일 수 있고, 제1 전극부(300)와 제2 전극부(500)가 하나의 돌출부(10b) 위에 서로 떨어져 배치될 수 있다.
공중부유형 나노와이어(100)는 기판(10) 상에서 공중부유된다. 공중부유형 나노와이어(100)는 기판(10)의 상면(10a)으로부터 소정 간격 떨어져 배치된다. 이렇게 공중부유형 나노와이어(100)가 기판(10) 상에서 공중부유되면, 전도에 의해 기판(10)으로 전달(손실)되는 열을 최소화하여 공중부유형 나노와이어(100)의 에너지 효율을 극대화할 수 있고, 공중부유형 나노와이어(100)의 높은 온도에 의해 기판(10)이 변형되고, 기판(10)의 변형에 의한 공중부유형 나노와이어(100)의 구조의 손상 가능성을 낮출 수 있다.
공중부유형 나노와이어(100)는 제1 나노와이어(110), 절연 부재(130) 및 제2 나노와이어(150)를 포함한다.
제1 나노와이어(110)의 일단은 제1 전극부(300)에 연결되고, 타단은 기판(10)으로부터 소정 간격 떨어져 배치된다. 이와 같이, 제1 나노와이어(110)의 일단은 제1 전극부(300)에 연결되고, 타단은 기판(10)으로부터 소정 간격 떨어져 배치되면, 제1 나노와이어(110)가 열에 의해 팽창되더라도 끊어지지 않는 이점이 있다. 즉, 제1 나노와이어(110)의 스트레스에 대한 내성을 향상시킬 수 있다. 만약, 제1 나노와이어(110)의 일단과 타단 모두가 고정된다면, 제1 나노와이어(110)의 열 팽창 시, 제1 나노와이어(110)는 내부 스트레스에 의해 끊어질 수 있다. 하지만, 제1 나노와이어(110)의 타단이 제1 전극부(300)에 고정되지 않고 기판(10)으로부터 소정 간격 떨어져 배치되면, 자유롭게 팽창 또는 수축될 수 있기 때문에, 내부 스트레스에 의한 끊어짐이 발생하지 않는다.
제1 나노와이어(110) 상에는 공중부유형 전극부(700)가 배치된다. 제1 나노와이어(110)의 타단부 상에 공중부유형 전극부(700)의 제1 공중부유형 전극(700a)이 배치된다.
제1 나노와이어(110)는 금속 또는 금속산화물일 수 있다. 제1 나노와이어(110)가 금속이면, 낮은 소비 전력으로 더 높은 온도를 구현할 수 있다. 이는 금속으로 이루어진 제1 나노와이어(110)의 열 고립 현상에 의한 것이다. 열 고립 현상은, 금속으로 구성된 제1 나노와이어(110)가 매우 좁은 이동 통로에 의한 산란 때문에 전자의 이동성이 낮아져 열 전도도가 떨어지는 현상을 의미한다.
제2 나노와이어(150)는 제1 나노와이어(110) 상에 배치된다. 제2 나노와이어(150)의 일단은 제2 전극부(500)에 연결된다. 이와 같이, 제2 나노와이어(150)의 일단은 제2 전극부(500)에 연결되고, 타단은 제2 전극부(500)에 연결되지 않으면, 제2 나노와이어(150)가 열에 의해 팽창되더라도 끊어지지 않는 이점이 있다. 즉, 앞서 상술한 제1 나노와이어(110)와 같은 이유로, 제2 나노와이어(150)의 스트레스에 대한 내성을 향상시킬 수 있다.
제2 나노와이어(150)의 길이는 제1 나노와이어(110)의 길이보다 짧게 형성될 수 있다. 제2 나노와이어(150)의 폭은 제1 나노와이어(110)의 폭보다 크게 형성될 수 있다.
제2 나노와이어(150) 상에는 제2 전극부(500)의 연장 전극(510a, 510b)이 배치될 수 있다. 제2 전극부(500)의 연장 전극(510a, 510b)은 제2 나노와이어(150)의 일단부 상에 배치될 수 있다.
제2 나노와이어(150) 상에는 공중부유형 전극부(700)가 배치될 수 있다. 제2 나노와이어(150)의 타단부 상에 공중부유형 전극부(700)의 제2 공중부유형 전극(700b)이 배치될 수 있다.
제2 나노와이어(150)는 금속 또는 금속산화물일 수 있다. 제2 나노와이어(150)가 금속이면, 낮은 소비 전력으로 더 높은 온도를 구현할 수 있다. 이는 금속으로 이루어진 제2 나노와이어(150)의 열 고립 현상에 의한 것이다. 열 고립 현상은, 금속으로 구성된 제2 나노와이어(150)가 매우 좁은 이동 통로에 의한 산란 때문에 전자의 이동성이 낮아져 열 전도도가 떨어지는 현상을 의미한다.
제2 나노와이어(150)의 재질은 제1 나노와이어(110)의 재질과 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 나노와이어(110)의 재질은 백금(Pt)와 같은 금속이고, 제2 나노와이어(150)의 재질은 주석산화물(SnO2)와 같은 금속산화물일 수 있다. 여기서, 제1 나노와이어(110)의 재질이 백금(Pt)이고, 제2 나노와이어(150)의 재질이 주석산화물(SnO2)이면, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이는 가스 센서로 이용할 수 있다.
절연 부재(130)는 제1 나노와이어(110)와 제2 나노와이어(150) 사이에 배치된다.
절연 부재(130)는 제1 나노와이어(110) 상에 배치되고, 제2 나노와이어(150)는 절연 부재(130) 상에 배치된다. 절연 부재(130)에 의해 제1 나노와이어(110)와 제2 나노와이어(150)는 서로 전기적으로 절연되지만, 열적으로 절연 부재(130)는 제1 나노와이어(110)에서 방출되는 열을 제2 나노와이어(150)로 전도하거나 제2 나노와이어(150)에서 방출되는 열을 제1 나노와이어(110)로 전도할 수 있다.
절연 부재(130)의 형상은, 도 3에 도시된 바와 같이, 와이어 형상일 수 있다. 즉, 절연 부재(130)는 절연 와이어일 수 있다.절연 부재(130)의 길이는 제1 나노와이어(110)의 길이보다 짧게 형성될 수 있고, 제2 나노와이어(150)의 길이와 같을 수 있다. 또한, 절연 부재(130)의 길이는 제1 나노와이어(110)의 길이보다 짧게 형성되되, 제2 나노와이어(150)의 길이보다는 더 길게 형성될 수 있다.
절연 부재(130)는, 제1 나노와이어(110)의 상단부를 커버할 수 있다. 즉, 절연 와이어(130)는 제1 나노와이어(110)의 상면 전체와 측면의 일 부분 상에 배치될 수 있다. 그리고, 절연 와이어(130)의 상면에 제2 나노와이어(150)가 배치될 수 있다.
제1 나노와이어(110)는 열을 방출하는 나노발열체일 수 있다. 제1 나노와이어(110)가 열을 방출하면, 제1 나노와이어(110)에서 방출된 열은 절연 와이어(130)를 통해 제2 나노와이어(150)로 전도될 수 있다. 따라서, 제2 나노와이어(150)는 제1 나노와이어(110)에 의해 고온으로 가열될 수 있다. 한편, 이와는 반대로 제2 나노와이어(150)가 열을 방출하는 나노발열체일 수 있고, 제1 나노와이어(110)는 제2 나노와이어(150)에 의해 고온으로 가열될 수 있다.
한편, 절연 부재(130)의 형상은 박막 형상일 수 있다. 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 4는 도 3에 도시된 공중부유형 나노와이어(100)의 변형된 예로서, 공중부유형 나노와이어(100’)의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 공중부유형 나노와이어(100’)는 제1 나노와이어(110), 절연 부재(130’) 및 제2 나노와이어(150)를 포함할 수 있다. 제1 나노와이어(110)와 제2 나노와이어(150)는 도 3에 도시된 제1 나노와이어(110)와 제2 나노와이어(150)와 동일하다.
절연 부재(130’)는 도 3에 도시된 절연 부재(130’)와 다른 구조를 갖는다.
절연 부재(130’)는 절연 박막일 수 있다. 절연 박막(130’)은 복수의 제1 나노와이어(110)들과 복수의 제2 나노와이어(150)들 사이에 배치될 수 있다.
절연 박막(130’)은 소정의 두께를 가지며, 위로 볼록한 제1 볼록부와 아래로 볼록한 제2 볼록부를 포함할 수 있다. 제1 볼록부는 제1 나노와이어(110) 상에 배치되고, 제2 볼록부는 인접한 두 개의 제1 나노와이어(110)들 사이에 배치될 수 있다. 이러한 절연 박막(130’)은 제1 나노와이어(110)와 제2 나노와이어(150) 사이의 전기적 절연뿐만 아니라 제1 나노와이어(110)의 대각선 상측에 위치한 다른 제2 나노와이어와의 전기적 절연도 이뤄질 수 있어 더 안정적인 구동이 가능한 이점이 있다.
다시, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상술한 공중부유형 나노와이어(100)는 복수일 수 있다. 복수의 공중부유형 나노와이어(100)들은 소정 간격으로 서로 떨어져 배치될 수 있다. 여기서, 인접한 두 개의 나노와이어(100)들 사이의 소정 간격은, 하나의 공중부유형 나노와이어의 온도가 다른 공중부유형 나노와이어의 온도에 의해 영향을 받는 간격 이하를 의미한다. 도 5 및 도 6을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.
도 5는 도 1에 도시된 복수의 공중부유형 나노와이어(100)들 사이의 소정 간격에 의한 온도의 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 5의 (a)는 어느 하나의 제1 나노와이어(110)의 온도가 인접한 다른 제1 나노와이어의 온도에 영향을 받지 않는 경우를 예정한 경우이고, 도 5의 (b)는 어느 하나의 제1 나노와이어(110)의 온도가 인접한 다른 제1 나노와이어의 온도에 영향을 받는 경우를 예정한 경우이다. 도 5의 (a)와 (b)에서 있어서, 제1 나노와이어(110)들은 모두 동일한 온도로 가열된 것으로 가정한다.
도 5의 (a)와 (b)를 참조하면, 도 5의 (b)와 같이 인접한 두 개의 제1 나노와이어(110)들 사이의 소정 간격이, 하나의 제1 나노와이어의 온도가 다른 제1 나노와이어의 온도에 의해 영향을 받는 간격 이하이면, 도 5의 (a)의 경우보다 더 높은 온도를 구현할 수 있다. 이는 제1 나노와이어(110)들 각각에서 방출되는 열이 보강되어 중첩되는 현상에 의한 것이다.
도 6은 도 1에 도시된 복수의 공중부유형 나노와이어(100)들 사이의 듀티비(duty ratio)에 따른 상대적인 온도 분포와, 일반적인 기판부착형 나노와이어들 사이의 듀티비에 따른 상대적인 온도 분포를 보여주는 도면이다.
도 6에 있어서 도 1에 도시된 제1 나노와이어(110)를 10개 사용하였으며, 10개의 제1 나노와이어는 같은 전력을 소비하는 것으로 가정하였다. 그리고, 제1 나노와이어(110)의 재질은 팔라듐으로 하였고, 제1 나노와이어(110)의 폭(width)는 50nm로 수행하였다.
참고로, 도 6은 도 1에 도시된 제1 나노와이어(110)를 자른 단면의 온도 분포를 나타내는 도면으로서, 제1 나노와이어(110) 주변의 온도만 색상으로 구별한 것이다.
도 6에서 표현된 듀티비(%)는 제1 나노와이어의 폭과 인접한 두 개의 제1 나노와이어 사이의 간격의 합을 100%으로 하였을 때, 제1 나노와이어의 폭 비율을 의미한다. 듀티비(%)가 50%라는 의미는 제1 나노와이어의 폭과 인접한 두 개의 제1 나노와이어 사이의 간격이 서로 같다는 의미이고, 듀티비(%)가 10%라는 의미는 제1 나노와이어의 폭이 50nm이면 인접한 두 개의 제1 나노와이어 사이의 간격은 450nm 라는 의미이다.
도 6을 참조하면, 공중부유형 나노와이어들의 상대적인 온도분포는 기판부착형 나노와이어들의 상대적인 온도분포보다 더 높다는 것을 확인할 수 있었을 뿐만 아니라, 제1 나노와이어들 사이의 듀티비가 2.5% 이상일 때, 하나의 제1 나노와이어의 온도가 인접한 다른 제1 나노와이어의 온도에 영향을 받는다는 점을 확인할 수 있었다.
다시, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 복수의 공중부유형 나노와이어(100)들은 제1 그룹(G1)과 제2 그룹(G2)으로 나눠질 수 있다. 각 그룹(G1, G2)별로 공중부유형 나노와이어(100)의 개수는 적어도 한 개 이상일 수 있다.
제1 그룹(G1)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)들 각각의 제1 나노와이어(110)의 일단은 제1 전극부(300)의 제1 전극(300a)에 연결되고, 제1 나노와이어(110)의 타단은 기판(10) 상에서 공중부유된다.
제2 그룹(G2)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)들 각각의 제1 나노와이어(110)의 일단은 제1 전극부(300)의 제2 전극(300b)에 연결되고, 제1 나노와이어(110)의 타단은 기판(10) 상에서 공중부유된다.
전체 공중부유형 나노와이어(100)들 각각의 제1 나노와이어(110)의 타단부 상에는 제1 공중부유형 전극(700a)이 배치된다. 제1 공중부유형 전극(700a)에 의해서 제1 그룹(G1)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)들의 제1 나노와이어(110)들과 제2 그룹(G2)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)들의 제1 나노와이어(110)들은 전기적으로 연결될 수 있고, 제1 전극부(300)의 제1 전극(300a)을 통해 입력되는 전류가 순차적으로 제1 그룹(G1)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)들의 제1 나노와이어(110)들, 제1 공중부유형 전극(700a) 및 제2 그룹(G2)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)들의 제1 나노와이어(110)들을 통해 제1 전극부(300)의 제2 전극(300b)으로 흐를 수 있다.
한편, 제1 그룹(G1)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)들 각각의 제2 나노와이어(150)의 일단부는 제2 전극부(500)의 제1 전극(500a)과 전기적으로 연결되고, 제2 나노와이어(150)의 타단은 기판(10) 상에서 공중부유된다.
여기서, 제2 나노와이어(150)의 일단부는 제2 전극부(500)의 제1 전극(500a)의 연장 전극(510a)을 통해 제2 전극부(500)의 제1 전극(500a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 연장 전극(510a)의 일단은 제1 전극(500a)에 연결되고, 연장 전극(510a)의 타단부는 제1 그룹(G1)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)들 각각의 제2 나노와이어(150)의 일단부 상에 배치된다.
제2 그룹(G2)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)들 각각의 제2 나노와이어(150)의 일단부는 제2 전극부(500)의 제2 전극(500b)과 전기적으로 연결되고, 제2 나노와이어(150)의 타단은 기판(10) 상에서 공중부유된다.
여기서, 제2 나노와이어(150)의 일단부는 제2 전극부(500)의 제2 전극(500b)의 연장 전극(510b)을 통해 제2 전극부(500)의 제2 전극(500b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 연장 전극(510b)의 일단은 제2 전극(500b)에 연결되고, 연장 전극(510b)의 타단부는 제2 그룹(G2)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)들 각각의 제2 나노와이어(150)의 일단부 상에 배치된다.
전체 공중부유형 나노와이어(100)들 각각의 제2 나노와이어(150)의 타단부 상에는 제2 공중부유형 전극(700b)이 배치된다. 제2 공중부유형 전극(700b)에 의해서 제1 그룹(G1)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)들의 제2 나노와이어(150)들과 제2 그룹(G2)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)들의 제2 나노와이어(150)들은 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 전극부(500)의 제1 전극(500a)을 통해 입력되는 전류가 순차적으로 제1 그룹(G1)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)들의 제2 나노와이어(150)들, 제2 공중부유형 전극(700b) 및 제2 그룹(G2)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)들의 제2 나노와이어(150)들을 통해 제2 전극부(500)의 제2 전극(500b)으로 흐를 수 있다.
이와 같이, 공중부유형 나노와이어(100)는 제1 나노 와이어(110)와 제2 나노와이어(150) 사이에 절연 부재(130)가 게재되어 있기 때문에, 제1 나노 와이어(110)와 제2 나노와이어(150)는 서로 독립적인 전기적 경로를 가질 수 있다.
제1 전극부(300)는 기판(10)의 돌출부(10b) 상에 배치되고, 제1 전극(300a)과 제2 전극(300b)를 포함할 수 있다.
제1 전극(300a)은 일렬로 배열된 제1 내지 제4 돌출부들(10ba, 10bb, 10bc, 10bd) 중 제3 돌출부(10bc) 상에 배치되고, 제2 전극(300b)은 제2 돌출부(10bb) 상에 배치될 수 있다.
제1 전극(300a)은 양(+) 전극일 수 있고, 제2 전극(300b)은 음(-) 전극일 수 있다. 반대로 제1 전극(300a)은 음(-) 전극일 수 있고, 제2 전극(300b)은 양(+) 전극일 수 있다.
제1 전극(300a)은 제1 그룹(G1)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)의 제1 나노와이어(110)의 일단과 연결된다. 여기서, 제1 전극(300a)의 일면이 제1 나노와이어(110)의 일단과 연결될 수 있다.
제2 전극(300b)은 제2 그룹(G2)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)의 제1 나노와이어(110)의 일단과 연결된다. 여기서, 제2 전극(300b)의 일면이 제1 나노와이어(110)의 일단과 연결될 수 있다.
제2 전극부(500)는 기판(10)의 돌출부(10b) 상에 배치되고, 제1 전극(500a)과 제2 전극(500b)를 포함할 수 있다.
제1 전극(500a)은 일렬로 배열된 제1 내지 제4 돌출부들(10ba, 10bb, 10bc, 10bd) 중 제4 돌출부(10bd) 상에 배치되고, 제2 전극(500b)은 제1 돌출부(10ba) 상에 배치될 수 있다.
제1 전극(500a)은 양(+) 전극일 수 있고, 제2 전극(500b)은 음(-) 전극일 수 있다. 반대로 제1 전극(500a)은 음(-) 전극일 수 있고, 제2 전극(500b)은 양(+) 전극일 수 있다.
제1 전극(500a)은 제1 그룹(G1)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)의 제2 나노와이어(150)의 일단부와 전기적으로 연결된다. 여기서, 제1 전극(500a)은 제2 나노와이어(150)의 일단부와 연결되는 연장 전극(510a)을 포함할 수 있다. 연장 전극(510a)의 일단은 제1 전극(500a)에 연결되고, 타단부는 제2 나노와이어(150)의 일단부 상에 배치되어 제2 나노와이어(150)의 일단부와 연결될 수 있다. 연장 전극(510a)은 제1 전극(500a)과 동일한 재질로서 함께 형성된 것일 수 있다. 연장 전극(510a)은 기판(10) 상에서 공중부유되므로, 연장 전극(510a)은 제1 전극(500a)의 공중부유형 전극으로 명명될 수 있다.
제2 전극(500b)은 제2 그룹(G2)에 포함된 공중부유형 나노와이어(100)의 제2 나노와이어(150)의 일단부와 전기적으로 연결된다. 여기서, 제2 전극(500b)은 제2 나노와이어(150)의 일단부와 연결되는 연장 전극(510b)을 포함할 수 있다. 연장 전극(510a)의 일단은 제2 전극(500b)에 연결되고, 타단부는 제2 나노와이어(150)의 일단부 상에 배치되어 제2 나노와이어(150)의 일단부와 연결될 수 있다. 연장 전극(510b)은 제2 전극(500b)과 동일한 재질로서 함께 형성된 것일 수 있다. 연장 전극(510b)은 기판(10) 상에서 공중부유되므로, 연장 전극(510b)은 제2 전극(500b)의 공중부유형 전극으로 명명될 수 있다.
공중부유형 전극부(700)는 공중부유형 나노와이어(100)들 상에 배치되고, 제1 공중부유형 전극(700a)과 제2 공중부유형 전극(700b)를 포함할 수 있다.
공중부유형 전극부(700)는 공중부유형 나노와이어(100)들 상에 배치되기 때문에, 기판(10) 상에 공중부유된다.
제1 공중부유형 전극(700a)과 제2 공중부유형 전극(700b) 각각은 공중부유형 나노와이어(100)의 길이 방향과 수직한 방향으로 연장된 판 형상을 가질 수 있다.
제1 공중부유형 전극(700a)은 전체 공중부유형 나노와이어(100)들 각각의 제1 나노와이어(110)의 타단부 상에 배치되어 제1 나노와이어(110)의 타단부와 연결된다.
제2 공중부유형 전극(700b)은 전체 공중부유형 나노와이어(100)들 각각의 제2 나노와이어(150)의 타단부 상에 배치되어 제2 나노와이어(150)의 타단부와 연결된다.
도 7 내지 도 11은 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7을 참조하면, 포토리소그래피 기법을 사용하여 나노그레이팅(nanograting) 기판(10A)에 제1 나노와이어(110)를 형성한다.
포토리소그래피 기법은 반도체 공정에서 사용되는 일반적인 포토리소그래피 기법을 의미한다.
상기 포토리스그래피 기법을 사용하여 나노그레이팅 기판(10A)의 소정 개수의 돌출부(11) 상에 제1 나노와이어(110)를 형성한다. 돌출부(11)의 그림자 효과를 이용하면 단순 증착 또는 경사 증착을 통해 와이어 형태의 제1 나노와이어(110)를 손쉽게 형성할 수 있다.
도 8은 경사 증착을 통해 나노그레이팅 기판(10A) 상에 제1 나노와이어(110)가 형성된 단면 TEM 이미지이다. 도 8을 참조하면, 제1 나노와이어는 나노그레이팅 기판의 돌출부 상에 배치된다. 경사 증착에 의해 제1 나노와이어는 돌출부의 상면과 돌출부의 측면의 상부에 배치될 수 있다.
앞으로의 모든 패터닝 과정은 포토리소그래피 대신 섀도 마스크를 사용하여 더욱 단순화할 수 있는 이점이 있다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 포토리소그래피 기법을 사용하여 제1 나노와이어(110) 상에 순차적으로 절연 부재(130)와 제2 나노와이어(150)를 순차적으로 증착한다. 구체적으로, 포토리소그래피 기법을 사용하여 제1 나노와이어(110)의 상면 전체와 측면 일부 상에 절연 부재(130)를 형성하고, 절연 부재(130) 상에 제2 나노와이어(150)를 형성한다. 그리고, 제2 나노와이어(150) 형성 시 제2 나노와이어(150)가 제1 나노와이어(110)에 직접 연결되지 않도록 한다.
이러한 절연 부재(130)와 제2 나노와이어(150) 형성 방법은, 단순 증착 또는 경사 증착을 이용하므로 필요에 따라 다양한 물질의 나노와이어를 제작할 수 있는 이점이 있다.
다음으로, 도 10을 참조하면, 제1 나노와이어(110)와 전기적으로 연결되는 제1 전극부(300), 제2 나노와이어(150)와 전기적으로 연결되는 제2 전극부(500) 및 도킹(docking) 전극부(700)를 패터닝 기법 또는 섀도 마스크 기법을 사용하여 형성한다.
여기서, 스트레스 내성 구조를 위해 추후에 공중에 부유될 도킹 전극부(700)는 충분히 폭을 작게 제작하여 식각 등방성에 의해 하부 물질이 제거될 수 있도록 유도하는 것이 바람직하다.
패터닝 기법 또는 섀도 마스크 기법을 사용하여 제1 전극부(300), 제2 전극부(500) 및 도킹 전극부(700)를 형성하기 때문에, 제작과 동시에 정렬되어 있는 공중부유형 나노와이어 어레이를 별도의 추가 공정 없이 곧바로 소자 제작에 활용할 수 있는 이점이 있다. 한편, 종래의 기판부착형 나노와이어는 기존의 일반적인 화학적 합성을 통해 제작되기 때문에, 기판부착형 나노와이어는 소자가 제작될 기판으로 전사하는 번거로운 과정이 필요하지만, 본 발명의 제조 방법은 그렇지 아니한 이점이 있다.
마지막으로, 도 10에 도시된 나노그레이팅 기판(10A)을 상면에서 하면 방향으로 소정 두께만큼 식각하여 도 11에 도시된 바와 같이 상면(10a)과 돌출부(10b)를 포함하는 기판(10)을 형성한다.
식각 방법은, 화학적 식각 방법을 사용할 수 있고, 제1 나노와이어(110)의 폭이 충분히 작기 때문에, 필연적으로 존재하는 약간의 식각 등방성은 제1 나노와이어(110) 하부 물질을 완벽히 제거하는데 충분하다.
식각 과정에서 제1 전극부(300), 제2 전극부(500) 및 도킹 전극부(700)가 마스크 역할을 하기 때문에 별도의 패터닝 과정이 필요하지 않는 이점이 있다. 도킹 전극부(700)는 나노그레이팅 기판(10A)의 식각에 의해 공중부유된다.
도 7 내지 도 11에 도시된 제조 방법은, 매우 고도화된 구조의 공중부유형 나노와이어 어레이를 반도체 공정 기술만을 이용하여 제작할 수 있기 때문에 양산 가능할 정도로 생산성이 높으며 일괄 공정을 통해 제작할 수 있다.
또한, 단순 증착을 이용하는 나노그레이팅 기반 나노와이어 제작 방법의 특성 상 다양한 물질의 나노와이어를 고온 동작이 필요한 다양한 전자소자에 활용할 수 있다.
또한, 완벽히 정렬된 수백, 수천 개의 공중부유형 나노와이어를 이용하기 때문에, 측정된 감지 신호는 평준화되어 신뢰성이 높다.
또한, 공중부유형 나노와이어 어레이는 수 μm 단위로 정교하게 길이나 넓이를 조절하여 재현성 있게 생산할 수 있다.
제2 실시 형태
도 12는 제2 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이의 사시도이다.
도 12를 참조하면, 제2 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이(suspended type nanowire array)는, 기판(10’), 공중부유형 나노와이어(100), 제1 전극부(300’) 및 제2 전극부(500’)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 제1 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이와 비교하여, 제2 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이는, 도 1에 도시된 공중부유형 전극부(700)를 갖지 않고, 기판(10’)의 구조, 제1 전극부(300’)의 위치, 및 제2 전극부(500’)의 위치에서 차이가 있다.
기판(10’)은 상면(10a’)과 상면(10a’) 상에 배치된 제1 내지 제4 돌출부(10ba’, 10bb’, 10bc’, 10bd’)를 포함한다.
제1 돌출부(10ba’)와 제2 돌출부(10bb’)는 상면(10a’)의 일측부 상에 일렬로 배치되고, 제3 돌출부(10bc’)와 제4 돌출부(10bd’)는 상면(10a’)의 타측부 상에 일렬로 배치된다. 그리고, 제2 돌출부(10bb’)와 제3 돌출부(10bc’)는 서로 마주보도록 배치된다. 여기서, 도 10에서는 제1 돌출부(10ba’)와 제4 돌출부(10bd’)가 서로 마주보지 않도록 배치되어 있지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 제1 돌출부(10ba’)와 제4 돌출부(10bd’)가 서로 마주도록 배치될 수도 있다.
제1 전극부(300’)는 제1 전극(300a’)과 제2 전극(300b’)을 포함한다.
제1 전극(300a’)은 제3 돌출부(10bc’) 상에 배치되고, 제2 전극(300b’)는 제2 돌출부(10bb’) 상에 배치된다.
제1 전극(300a’)은 공중부유형 나노와이어(100)의 제1 나노와이어(110)의 일단과 연결되고, 제2 전극(300b’)은 공중부유형 나노와이어(100)의 제1 나노와이어(110)의 타단과 연결된다. 제1 전극(300a’)과 제2 전극(300b’)에 의해 공중부유형 나노와이어(100)는 기판(10’) 상에서 공중부유될 수 있다.
제1 전극(300a’)은 양(+)전극일 수 있고, 제2 전극(300b’)는 음(-)전극일 수 있다. 반대일 수도 있다.
제2 전극부(500’)는 제1 전극(500a’)과 제2 전극(500b’)을 포함한다.
제2 전극(500a’)은 제4 돌출부(10bd’) 상에 배치되고, 제2 전극(500b’)는 제1 돌출부(10ba’) 상에 배치된다.
제1 전극(500a’)은 공중부유형 나노와이어(100)의 제2 나노와이어(150)의 일단부와 전기적으로 연결되고, 제2 전극(500b’)은 공중부유형 나노와이어(100)의 제2 나노와이어(150)의 타단부와 전기적으로 연결된다.
제1 전극(500a’)은, 공중부유형 나노와이어(100)의 제2 나노와이어(150)의 일단부와 전기적으로 연결되는 연장 전극(510a’)을 포함할 수 있다. 연장 전극(510a’)의 일단은 제1 전극(500a’)에 연결되고, 타단부는 공중부유형 나노와이어(100)의 제2 나노와이어(150)의 일단부 상에 배치되어 제2 나노와이어(150)와 연결될 수 있다.
제2 전극(500b’)은, 공중부유형 나노와이어(100)의 제2 나노와이어(150)의 타단부와 전기적으로 연결되는 연장 전극(510b’)을 포함할 수 있다. 연장 전극(510a’)의 일단은 제2 전극(500b’)에 연결되고, 타단부는 공중부유형 나노와이어(100)의 제2 나노와이어(150)의 타단부 상에 배치되어 제2 나노와이어(150)와 연결될 수 있다.
제1 전극(500a’)은 양(+)전극일 수 있고, 제2 전극(500b’)는 음(-)전극일 수 있다. 반대일 수도 있다.
제2 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이의 공중부유형 나노와이어(100)는, 도 1에 도시된 제1 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이의 공중부유형 나노와이어(100)와 구조는 동일하지만, 제1 전극부(300’)와의 연결 구조가 상이하다.
구체적으로, 제2 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이의 공중부유형 나노와이어(100)의 일단은 제1 전극부(300’)의 제1 전극(300a’)에 연결되고, 타단은 제1 전극부(300’)의 제2 전극(300b’)에 연결된다.
제2 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이에 있어서, 제1 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이와 구조가 동일한 부분은, 제1 실시 형태에 따른 공중부유형 나노와이어 어레이에서 발휘될 수 있는 기술적 효과를 동일하게 발휘할 수 있다.
도 13은 도 1 또는 도 12에 도시된 공중부유형 나노와이어(100)의 실제 전자현미경 사진이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 기판
100: 공중부유형 나노와이어
300: 제1 전극부
500: 제2 전극부
700: 공중부유형 전극부

Claims (15)

  1. 기판;
    상기 기판 상에서 공중부유되고, 순차적으로 적층된 제1 나노와이어, 절연 부재 및 제2 나노와이어를 포함하는 공중부유형 나노와이어;
    상기 제1 나노와이어와 전기적으로 연결되는 제1 전극부; 및
    상기 제2 나노와이어와 전기적으로 연결되는 제2 전극부;
    를 포함하는, 공중부유형 나노와이어 어레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 부재의 길이는, 상기 제1 나노와이어보다 더 짧고,
    상기 제2 나노와이어의 길이는, 상기 절연 부재의 길이와 같거나 더 짧은, 공중부유형 나노와이어 어레이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 나노와이어는 발열체인, 공중부유형 나노와이어 어레이.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공중부유형 나노와이어는 복수이고,
    상기 복수의 공중부유형 나노와이어 중 인접한 두 개의 공중부유형 나노와이어는 소정 간격만큼 떨어져 배치되고,
    상기 두 개의 공중부유형 나노와이어의 두 개의 제1 나노와이어 사이의 듀티비는 2.5 % 이상인, 공중부유형 나노와이어 어레이.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 나노와이어와 상기 제2 나노와이어의 재질은, 금속 또는 금속산화물이고,
    상기 제1 나노와이어의 재질과 상기 제2 나노와이어의 재질은 서로 다른, 공중부유형 나노와이어 어레이.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 부재는, 절연 와이어이고,
    상기 절연 와이어는, 상기 제1 나노와이어의 상면 전체와 측면의 일부를 커버하고, 상기 제2 나노와이어는 상기 절연 부재의 상면에 배치된, 공중부유형 나노와이어 어레이.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 부재는, 절연 박막인, 공중부유형 나노와이어 어레이.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 공중부유형 나노와이어는 복수이고,
    상기 복수의 공중부유형 나노와이어의 제1 나노와이어들 상에 배치된 제1 공중부유형 전극; 및
    상기 복수의 공중부유형 나노와이어의 제2 나노와이어들 상에 배치된 제2 공중부유형 전극;
    을 더 포함하는, 공중부유형 나노와이어 어레이.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 나노와이어들 각각의 일단은 상기 제1 전극부에 연결되고,
    상기 제2 전극부는 상기 제2 나노와이어들과 상기 제2 공중부유형 전극을 통해 전기적으로 연결된 제1 전극과 제2 전극을 포함하는, 공중부유형 나노와이어 어레이.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극부는 상기 제1 나노와이의 일단과 연결된 제1 전극과 상기 제1 나노와이어의 타단과 연결된 제2 전극을 포함하고,
    상기 제2 전극부는 상기 제2 나노와이어를 통해 전기적으로 연결된 제1 전극과 제2 전극을 포함하는, 공중부유형 나노와이어 어레이.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 전극부의 제1 전극과 상기 제2 전극부의 제2 전극 각각은, 상기 제2 나노와이어 상에 배치되어 상기 기판 상에서 공중부유된 연장 전극을 포함하는, 공중부유형 나노와이어 어레이.
  12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 기판은, 상기 제1 전극부의 제1 전극, 상기 제1 전극부의 제2 전극, 상기 제2 전극부의 제1 전극 및 상기 제2 전극부의 제2 전극이 각각 배치된 돌출부들을 포함하는, 공중부유형 나노와이어 어레이.
  13. 나노그레이팅 기판의 소정 개수의 돌출부 상에 포토리소그래피 기법 또는 섀도 마스크 기법을 사용하여 제1 나노와이어를 형성하고, 상기 제1 나노와이어 상에 상기 포토리소그래피 기법 또는 상기 섀도 마스크 기법을 사용하여 순차적으로 절연 부재와 제2 나노와이어를 증착하는 나노와이어 형성 단계;
    패터닝 기법 또는 상기 섀도 마스크 기법을 사용하여 상기 제1 나노와이어들과 전기적으로 연결되는 제1 전극부와 상기 제2 나노와이어들과 전기적으로 연결되는 제2 전극부를 형성하는 전극 형성 단계; 및
    상기 나노그레이팅 기판을 상면에서 하면 방향으로 소정 두께만큼 식각하는 식각 단계;
    를 포함하는, 공중부유형 나노와이어 어레이의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 전극 형성 단계는,
    상기 제1 나노와이어들 상에 제1 도킹 전극을 형성하고, 상기 제2 나노와이어들 상에 제2 도킹 전극을 형성하고,
    상기 제1 전극부에 상기 제1 나노와이어들 각각의 일단이 연결되도록 하고,
    상기 제2 나노와이어들 상에 상기 제2 전극부으로부터 연장된 연장 전극을 형성하는, 공중부유형 나노와이어 어레이의 제조 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 전극 형성 단계는,
    상기 제1 나노와이어들 각각의 일단을 상기 제1 전극부의 제1 전극과 연결하고, 타단을 상기 제1 전극부의 제2 전극과 연결시키고,
    상기 제2 나노와이어들 상에 상기 제2 전극부으로부터 연장된 연장 전극을 형성하는, 공중부유형 나노와이어 어레이의 제조 방법.
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