KR20180052013A - Ultraviolet sensor and fabricating method thereof - Google Patents
Ultraviolet sensor and fabricating method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180052013A KR20180052013A KR1020160149045A KR20160149045A KR20180052013A KR 20180052013 A KR20180052013 A KR 20180052013A KR 1020160149045 A KR1020160149045 A KR 1020160149045A KR 20160149045 A KR20160149045 A KR 20160149045A KR 20180052013 A KR20180052013 A KR 20180052013A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- insulating layer
- active region
- electrodes
- layer
- flexible substrate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 10
- -1 nanohelix Substances 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 claims description 5
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 claims description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 241000257465 Echinoidea Species 0.000 claims description 3
- 239000002127 nanobelt Substances 0.000 claims description 3
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 claims description 3
- 239000002063 nanoring Substances 0.000 claims 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VKJLWXGJGDEGSO-UHFFFAOYSA-N barium(2+);oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Ba+2] VKJLWXGJGDEGSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KJXBRHIPHIVJCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)lanthanum Chemical compound O=[Al]O[La]=O KJXBRHIPHIVJCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KUJYDIFFRDAYDH-UHFFFAOYSA-N 2-thiophen-2-yl-5-[5-[5-(5-thiophen-2-ylthiophen-2-yl)thiophen-2-yl]thiophen-2-yl]thiophene Chemical compound C1=CSC(C=2SC(=CC=2)C=2SC(=CC=2)C=2SC(=CC=2)C=2SC(=CC=2)C=2SC=CC=2)=C1 KUJYDIFFRDAYDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N Oxozirconium Chemical compound [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020654 PbScTaO Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XWCMFHPRATWWFO-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Ta+5].[Sc+3].[O-2].[O-2].[O-2] Chemical compound [O-2].[Ta+5].[Sc+3].[O-2].[O-2].[O-2] XWCMFHPRATWWFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CEPICIBPGDWCRU-UHFFFAOYSA-N [Si].[Hf] Chemical compound [Si].[Hf] CEPICIBPGDWCRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ILCYGSITMBHYNK-UHFFFAOYSA-N [Si]=O.[Hf] Chemical compound [Si]=O.[Hf] ILCYGSITMBHYNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000001182 laser chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JMOHEPRYPIIZQU-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(2+) Chemical compound [O-2].[Ta+2] JMOHEPRYPIIZQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N pentacene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC5=CC=CC=C5C=C4C=C3C=C21 SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920000301 poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UVGLBOPDEUYYCS-UHFFFAOYSA-N silicon zirconium Chemical compound [Si].[Zr] UVGLBOPDEUYYCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- CZXRMHUWVGPWRM-UHFFFAOYSA-N strontium;barium(2+);oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Sr+2].[Ba+2] CZXRMHUWVGPWRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/429—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to measurement of ultraviolet light
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/0657—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body
- H01L29/0665—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body the shape of the body defining a nanostructure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
- H01L29/51—Insulating materials associated therewith
- H01L29/517—Insulating materials associated therewith the insulating material comprising a metallic compound, e.g. metal oxide, metal silicate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Description
본 발명의 기술적 사상은 자외선 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 유연(flexible) 기판 위에 형성되는 반도체 기반의 자외선 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ultraviolet sensor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor-based ultraviolet sensor formed on a flexible substrate and a method of manufacturing the same.
화재 위험을 감지할 수 있는 수단으로 자외선(ultraviolet ray) 감지기, 예를 들어, 비반도체 자외선 센서(즉, 불꽃 감지기)가 사용되고 있다. 비반도체 자외선 센서는 탄화수소(액체, 기체, 고체), 금속(마그네슘), 유황(sulphur), 수소, 히드라진(hydrazine)， 암모니아(ammonia)를 발생시키는 대부분의 화재에 대하여 민감하게 작동되지만, 시야각이 좁고 감지 거리가 멀어지면 감지 특성이 크게 저하되는 단점이 있다.An ultraviolet ray detector, for example, a non-semiconductor ultraviolet ray sensor (i.e., a flame detector), is being used as a means of detecting a fire hazard. Non-semiconductor ultraviolet sensors are sensitive to most fires that generate hydrocarbons (liquid, gas, solid), metal (magnesium), sulfur, hydrogen, hydrazine, ammonia, It is disadvantageous that the sensing characteristic is greatly deteriorated when the distance is narrow.
이러한 단점을 극복하고 비반도체 자외선 센서를 이용하여 효과적으로 화재 위험을 감지하기 위해서는, 각기 다른 시야각 및/또는 거리마다 비반도체 자외선 센서들을 다수개 배치해야 하는데, 이 경우 제조 비용이 크게 증가함에도 불구하고 여전히 피할 수 없는 비보호 사각 지역에서는 화재 위험을 효과적으로 감지할 수 없다는 문제가 있다.In order to overcome this disadvantage and effectively detect the fire hazard by using a non-semiconductor ultraviolet sensor, it is necessary to arrange a plurality of non-semiconductor ultraviolet sensors at different viewing angles and / or distances. In this case, There is a problem in that the risk of fire can not be effectively detected in an unavoidable unprotected square area.
이에 따라, 제조 비용을 줄일 수 있으면서도 보다 빠르고 정확하게 화재 위험성을 감지할 수 있는 고감도, 고신뢰성의 자외선 센서의 개발이 요구된다.Accordingly, it is required to develop a high-sensitivity, high-reliability ultraviolet sensor that can reduce the manufacturing cost and detect the fire risk more quickly and accurately.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 제조 비용을 줄일 수 있으면서도 높은 감도와 응답 속도를 갖는 자외선 센서 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the technical idea of the present invention is to provide an ultraviolet sensor having a high sensitivity and a high response speed while reducing manufacturing cost, and a method of manufacturing the same.
본 발명의 기술적 사상에 따른 자외선 센서 및 이의 제조 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the ultraviolet sensor and the manufacturing method thereof according to the technical idea of the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and another problem which is not mentioned can be understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 자외선 센서는, 활성 영역에 대응하는 개구를 구비하는 유연(flexible) 기판; 상기 유연 기판의 상면을 덮고, 상기 활성 영역에서 상기 개구를 통해 하면의 일부가 노출되는 절연층; 상기 활성 영역에서 상기 절연층의 상면 상에 형성된 채널층, 제1 및 제2 전극; 및 상기 활성 영역에서 상기 개구를 통해 노출되는 상기 절연층의 하면 상에 형성되는 나노 구조체;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an ultraviolet sensor comprising: a flexible substrate having an opening corresponding to an active region; An insulating layer covering an upper surface of the flexible substrate and exposing a part of a lower surface of the active region through the opening; A channel layer formed on an upper surface of the insulating layer in the active region, first and second electrodes; And a nanostructure formed on the lower surface of the insulating layer exposed through the opening in the active region.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 나노 구조체는, 금속 산화물, 금속, 화합물 반도체, 산화물 반도체 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.According to an exemplary embodiment, the nanostructure may be formed of a metal oxide, a metal, a compound semiconductor, an oxide semiconductor, or a combination thereof.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 나노 구조체는, 나노로드(nanorod), 나노튜브(nanotube), 나노와이어(nanowire), 나노리프(nanoleaf), 꽃 형상(flower-like shape), 나노벨트(nanobelt), 나노링(nanoring), 나노헬릭스(nanohelix), 나노보우(nanobow), 나노도트(nanodot), 및 성게 형상(urchin shape) 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.According to an exemplary embodiment, the nanostructure may be a nanorod, a nanotube, a nanowire, a nanoleaf, a flower-like shape, a nanobelt, Nanowires, nanohelix, nanobow, nanodot, and urchin shapes, as shown in FIG. 1 (a).
예시적인 실시예에 따르면, 상기 나노 구조체의 상면은, 상기 절연층의 상기 하면을 기준으로 상기 유연 기판의 하면보다 낮게 위치할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the upper surface of the nanostructure may be positioned lower than the lower surface of the flexible substrate with respect to the lower surface of the insulating layer.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 채널층은, 유기 반도체 물질, 무기 반도체 물질, 및 화합물 반도체 물질 중 어느 하나를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the channel layer may comprise any one of an organic semiconductor material, an inorganic semiconductor material, and a compound semiconductor material.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 전극은, 상기 활성 영역에서 상기 절연층의 상면 상에 형성될 수 있고, 상기 채널층은, 상기 활성 영역에서 상기 절연층의 상면의 적어도 일부와, 상기 제1 및 제2 전극의 일부를 덮을 수 있다.According to an exemplary embodiment, the first and second electrodes may be formed on the upper surface of the insulating layer in the active region, and the channel layer may include at least a portion of the upper surface of the insulating layer in the active region , And may cover a part of the first and second electrodes.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 채널층은, 상기 활성 영역에서 상기 절연층의 상면을 덮을 수 있고, 상기 제1 및 제2 전극은, 상기 활성 영역에서 상기 채널층 상에 형성될 수 있다.According to an exemplary embodiment, the channel layer may cover an upper surface of the insulating layer in the active region, and the first and second electrodes may be formed on the channel layer in the active region.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 개구는, 상기 유연 기판의 상면과 상기 유연 기판의 하면 사이에서 폭이 변하는 테이퍼 구조를 가질 수 있다.According to an exemplary embodiment, the opening may have a tapered structure in which the width varies between the upper surface of the flexible substrate and the lower surface of the flexible substrate.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 자외선 센서는, 상기 채널층, 상기 제1 및 제2 전극을 덮는 패시베이션층;을 더 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the ultraviolet sensor may further include a passivation layer covering the channel layer, the first and second electrodes.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 자외선 센서는, 상기 유연 기판의 하면을 덮고, 상기 개구를 통해 노출되는 상기 절연층의 하면 및 상기 나노 구조체를 덮는 투명층;을 더 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the ultraviolet sensor may further include a transparent layer covering the lower surface of the flexible substrate and covering the lower surface of the insulating layer exposed through the opening and the nanostructure.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 자외선 센서의 제조 방법은, 활성 영역이 정의된 유연 기판의 상면 상에 절연층을 형성하는 단계; 상기 활성 영역에서 상기 절연층 상에 채널층, 제1 및 제2 전극을 형성하는 단계; 상기 채널층, 제1 및 제2 전극을 덮는 패시베이션층을 형성하는 단계; 상기 활성 영역에서 상기 유연 기판의 일부를 제거하여 상기 절연층의 하면의 일부를 노출시키는 개구를 형성하는 단계; 및 상기 활성 영역에서 상기 개구를 통해 노출되는 상기 절연층의 하면 상에 나노 구조체를 형성하는 단계;를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ultraviolet sensor, comprising: forming an insulating layer on an upper surface of a flexible substrate on which an active region is defined; Forming a channel layer, first and second electrodes on the insulating layer in the active region; Forming a passivation layer covering the channel layer, the first and second electrodes; Removing a portion of the flexible substrate from the active region to form an opening exposing a portion of the lower surface of the insulating layer; And forming a nanostructure on the lower surface of the insulating layer exposed through the opening in the active region.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 나노 구조체를 형성하는 단계는, 상기 개구를 통해 노출되는 상기 절연층의 하면을 덮는 씨드층을 형성하는 단계; 및 상기 씨드층이 형성된 부분에서만 선택적으로 상기 나노 구조체를 성장시키는 단계;를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the step of forming the nanostructure includes: forming a seed layer covering a bottom surface of the insulating layer exposed through the opening; And selectively growing the nanostructure only at a portion where the seed layer is formed.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 채널층, 제1 및 제2 전극을 형성하는 단계는, 상기 활성 영역에서 상기 절연층 상에 상기 제1 및 제2 전극을 형성하는 단계; 및 상기 활성 영역에서 상기 절연층의 상면의 적어도 일부와 상기 제1 및 제2 전극의 일부를 덮도록 상기 채널층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, forming the channel layer, the first and second electrodes comprises: forming the first and second electrodes on the insulating layer in the active region; And forming the channel layer to cover at least a portion of the upper surface of the insulating layer and a portion of the first and second electrodes in the active region.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 채널층, 제1 및 제2 전극을 형성하는 단계는, 상기 활성 영역에서 상기 절연층 상에 상기 채널층을 형성하는 단계; 및 상기 활성 영역에서 상기 채널층 상에 상기 제1 및 제2 전극을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, forming the channel layer, the first and second electrodes comprises: forming the channel layer on the insulating layer in the active region; And forming the first and second electrodes on the channel layer in the active region.
본 발명의 기술적 사상에 의한 자외선 센서 및 이의 제조 방법은, 저비용으로 제조 가능하고, 대면적화, 평면화가 가능하며, 감도와 응답속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The ultraviolet sensor and the method of manufacturing the same according to the technical idea of the present invention can be manufactured at a low cost, can be made larger, planarized, and have an effect of improving sensitivity and response speed.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 자외선 센서의 일부 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 자외선 센서의 자외선 감지 원리를 설명하기 위해 도 1의 2-2' 를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 자외선 센서의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 자외선 센서의 일부 구성을 나타내는 사시도들이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS A brief description of each drawing is provided to more fully understand the drawings recited in the description of the invention.
1 is a cross-sectional view showing a part of the configuration of an ultraviolet sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of 2-2 'of FIG. 1 to explain the ultraviolet ray sensing principle of the ultraviolet sensor of FIG.
3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an ultraviolet sensor according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are perspective views showing a part of the structure of an ultraviolet sensor according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들을 상세히 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings, and a duplicate description thereof will be omitted.
아래의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. The scope of technical thought is not limited to the following embodiments. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역, 부위, 또는 구성 요소를 다른 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various elements, regions, layers, regions and / or elements, these elements, components, regions, layers, regions and / It should not be limited by. These terms do not imply any particular order, top, bottom, or top row, and are used only to distinguish one member, region, region, or element from another member, region, region, or element. Thus, a first member, region, region, or element described below may refer to a second member, region, region, or element without departing from the teachings of the present invention. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명의 기술적 사상의 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.Unless otherwise defined, all terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the technical idea of the present invention belongs, including technical terms and scientific terms. In addition, commonly used, predefined terms are to be interpreted as having a meaning consistent with what they mean in the context of the relevant art, and unless otherwise expressly defined, have an overly formal meaning It will be understood that it will not be interpreted.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.If certain embodiments are otherwise feasible, the particular process sequence may be performed differently from the sequence described. For example, two processes that are described in succession may be performed substantially concurrently, or may be performed in the reverse order to that described.
첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. In the accompanying drawings, for example, variations in the shape shown may be expected, depending on manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments according to the technical concept of the present invention should not be construed as being limited to the specific shapes of the regions shown in this specification, but should include, for example, changes in shape caused by the manufacturing process.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 자외선 센서의 일부 구성을 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 자외선 센서의 자외선 감지 원리를 설명하기 위해 도 1의 2-2' 를 확대하여 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a partial structure of an ultraviolet sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the ultraviolet sensor shown in FIG. Fig.
먼저, 도 1을 참조하면, 자외선 센서(100)는 유연 기판(110), 절연층(120), 제1 및 제2 전극(130a, 130b), 채널층(140), 패시베이션층(150), 나노 구조체(160) 및 투명층(170)을 포함할 수 있다.1, an
유연 기판(110)은 유연성, 즉 휨 성질을 갖는 기판일 수 있다. 유연 기판(110)은, 예를 들면, PC(poly carbonate), PET(polyethylene terephthalate), PES(polyethersulphone), PDMS(polydimethylsiloxane), PEN(polyethylene naphthalene), PI(polyimide), PAR(polyarylates), PCO(polycyclicolefin) 등의 고분자 물질로 이루어진 얇은 기판일 수 있다. 또는, 유연 기판(110)은, 예를 들면, 얇은 유리(thin glass), 금속 등의 물질로 이루어진 기판일 수 있다.The
유연 기판(110)에는 활성 영역(AR)에 대응하며 절연층(120)의 하면(120bs)의 일부를 노출시키는 개구(111)가 형성되어 있다. 여기서, 활성 영역(AR)은 입사된 자외선에 대응하는 전류의 변화를 검출하기 위한 소자들이 형성되는 영역으로 정의될 수 있다. The
개구(111)는 유연 기판(110)을 관통하는 홀의 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 개구(111)의 제1 방향(도 1에서 Y1-Y2)과 수직을 이루는 단면은 원형일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 개구(111)의 상기 제1 방향과 수직을 이루는 단면은, 사각형, 다각형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.The opening 111 may have a shape of a hole passing through the
개구(111)는 상기 제1 방향과 수직을 이루는 단면의 폭이 상기 제1 방향을 따라서 변하는 테이퍼 구조를 가질 수 있다. The
일부 실시예에서, 개구(111)는 상기 제1 방향과 수직을 이루는 단면의 폭이 유연 기판(110)의 상면(110ts)으로부터 유연 기판(110)의 하면(110bs)으로 갈수록 넓어지는 구조를 가질 수 있다. In some embodiments, the
다른 실시예에서, 개구(111)는 상기 제1 방향과 수직을 이루는 단면의 폭이 유연 기판(110)의 상면(110ts)으로부터 유연 기판(110)의 하면(110bs)으로 갈수록 좁아지는 테이퍼 구조를 가질 수 있다. The
한편, 개구(111)는 상기 제1 방향과 수직을 이루는 단면의 폭이 유연 기판(110)의 상면(110ts)으로부터 유연 기판(110)의 하면(110bs)까지 일정한 구조를 가질 수도 있음은 물론이다.The
개구(111)를 통해 노출되는 절연층(120)의 하면(120bs)에는 나노 구조체(160)가 형성되어 있는데, 이에 대해서는 후술한다.The
유연 기판(110) 위에는 절연층(120)이 형성되어 있다. 상세하게는, 유연 기판(110)의 상면(110ts)을 덮고, 활성 영역(AR)에서 유연 기판(110)의 개구(111)를 통해 하면(120bs)의 일부가 노출되도록 절연층(120)이 형성되어 있다. An
절연층(120)은, 예를 들면, 실리콘 산화물(SiO), 실리콘 질화물(SiN), 실리콘 산질화물(SiON)로 이루어질 수 있다. 또는, 절연층(120)은, 예를 들면, 알루미늄 산화물(AlO), 하프늄 산화물(HfO), 하프늄 실리콘 산화물(HfSiO), 하프늄 산화 질화물(HfON), 하프늄 실리콘 산화 질화물(HfSiON), 란타늄 산화물(LaO), 란탄늄 알루미늄 산화물(LaAlO), 지르코늄 산화물(ZrO), 지르코늄 실리콘 산화물(ZrSiO), 지르코늄 산화 질화물(ZrON), 지르코늄 실리콘 산화 질화물(ZrSiON), 탄탈륨 산화물(TaO), 티타늄 산화물(TiO), 바륨 스트론튬 티타늄 산화물(BaSrTiO), 바륨 티타늄 산화물(BaTiO), 스트론튬 티타늄 산화물(SrTiO), 이트륨 산화물(YO), 또는 납 스칸듐 탄탈륨 산화물(PbScTaO) 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다.The
활성 영역(AR)에서 절연층(120) 위에는 제1 및 제2 전극(130a, 130b)과, 채널층(140)이 형성되어 있다. 상세하게는, 활성 영역(AR)에서 절연층(120)의 상면(120ts) 위에는, 제1 및 제2 전극(130a, 130b)이 제2 방향(도 1에서 X1-X2)을 따라 서로 이격되도록 배치되고, 채널층(140)이 제1 및 제2 전극(130a, 130b)의 일부와 제1 및 제2 전극(130a, 130b) 사이의 절연층(120)의 적어도 일부를 덮도록 형성된다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 절연층(120), 제1 및 제2 전극(130a, 130b), 및 채널층(140)의 배치는 다양하게 변경될 수 있다. 이에 대해서는 도 4b를 참조하여 후술한다.First and
제1 및 제2 전극(130a, 130b)은 각각 소스/드레인 전극으로 기능할 수 있다. 제1 및 제2 전극(130a, 130b)은, 예를 들면, Ti, Al, Ni, Au 등으로 구성되는 다양한 금속 물질들 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 또는, 제1 및 제2 전극(130a, 130b)은, 예를 들면, 전도성 폴리머로 이루어질 수 있다.The first and
채널층(140)은 제1 및 제2 전극(130a, 130b) 사이에서 전류 경로를 제공할 수 있다. 채널층(140)은 나노 구조체(160)를 통해 감지되는 자외선(도시 생략)에 의해 제어되는 채널 캐리어를 포함할 수 있다.The
채널층(140)은, 예를 들면, 결정질 실리콘, 비정질 실리콘, 다결정 실리콘, 등의 무기 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 또는, 채널층(140)은, 예를 들면, 펜타센(pentacene), α-6T(α-sexithiophene), P3HT(Poly-3-hexylthiophene), BBL(Benzobisimidazobenzophenanthroline), F16-CuPc(Perfluorinated copper-phthalocyanine) 등의 유기 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 또는, 채널층(140)은 카본 나노튜브, 화합물 반도체 등으로 이루어질 수 있다.The
절연층(120)의 상면(120ts)의 일부, 제1 및 제2 전극(130a, 130b), 및 채널층(140)을 덮는 패시베이션층(150)이 형성되어 있다. 패시베이션층(150)은 후속 공정 또는 외부 오염으로부터 제1 및 제2 전극(130a, 130b), 채널층(140)을 보호하는 역할을 하며, 예를 들면 실리콘 산화물(SiO), 실콘 질화물(SiN) 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다.A
활성 영역(AR)에서 유연 기판(110)의 개구(111)를 통해 노출되는 절연층(120)의 하면(120bs) 상에는 나노 구조체(160)가 형성되어 있다.A
나노 구조체(160)는 개구(111)를 통해 노출되는 절연층(120)의 하면(120bs) 상에서 랜덤한 배열을 갖도록 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 나노 구조체(160)는 개구(111)를 통해 노출되는 절연층(120)의 하면(120bs) 상에서 규칙적인 배열을 갖도록 형성될 수 있다. 또는, 나노 구조체(160)는 개구(111)를 통해 노출되는 절연층(120)의 하면(120bs) 상에서 소정의 단위로 그루핑되어 반복되는 패턴을 갖도록 형성될 수도 있다.The
나노 구조체(160)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 개구(111)를 통해 노출되는 절연층(120)의 하면(120bs) 상에서 상기 제1 방향으로 연장되는 나노로드(nanorod) 형상을 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 나노 구조체(160)는, 예를 들어, 나노도트(nanodot), 나노튜브(nanotube), 나노와이어(nanowire), 나노리프(nanoleaf), 꽃 형상(flower-like shape), 나노벨트(nanobelt), 나노링(nanoring), 나노헬릭스(nanohelix), 나노보우(nanobow), 및 성게 형상(urchin shape) 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다. The
나노 구조체(160)가 상기 제1 방향으로 연장되는 나노 로드 등과 같은 형상을 갖는 경우, 나노 구조체(160)의 상면은 개구(111)를 통해 노출되는 절연층(120)의 하면(120bs)을 기준으로 유연 기판(110)의 하면(110bs) 보다 낮게 위치할 수 있다.The top surface of the
한편, 나노 구조체(160)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 동일한 높이 및 동일한 폭을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 나노 구조체(160)는 서로 다른 높이 및/또는 폭을 가질 수도 있다. Meanwhile, the
나노 구조체(160)는, 예를 들면, 산화 아연(ZnO)과 같은 금속 산화물로 이루어질 수 있다. 또는, 나노 구조체(160)는 GaN, AlN 등과 같은 화합물 반도체로 이루어질 수 있다. 또는 나노 구조체(160)는 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 또는, 나노 구조체(160)는 금(Au)과 같은 금속으로 이루어질 수도 있다. 또는, 나노 구조체(160)는 상술한 예시적인 물질들의 조합으로 이루어질 수도 있다.The
나노 구조체(160)는 자외선의 입사 여부, 더 상세하게는 나노 구조체(160)를 이루는 물질의 밴드갭보다 큰 자외선의 입사 여부에 따라 채널층(140)의 채널 전도도를 변화시켜 자외선이 감지될 수 있도록 한다. The
도 2를 더 참조하여, 나노 구조체(160)를 통해 자외선이 감지되는 원리를 설명한다.The principle of detecting ultraviolet rays through the
나노 구조체(160)는, 유연 기판(110)의 하면(110bs)을 향해 자외선이 입사되지 않거나 나노 구조체(160)를 이루는 물질의 밴드갭보다 작은 자외선이 입사되면, 대기 중 산소를 음이온으로 이온화하여 표면에 흡착시킨다. 이에 따라, 채널층(140)의 전도밴드 에너지가 증가하여 채널 캐리어, 예를 들어 전자 농도가 감소된다. When the ultraviolet rays are not incident on the lower surface 110bs of the
반면, 나노 구조체(160)는, 유연 기판(110)의 하면(110bs)을 향해 나노 구조체(160)를 이루는 물질의 밴드갭보다 큰 자외선이 입력되면, 전자-홀 페어가 형성되어 표면의 산소 음이온을 다시 산소로 변환한 후 대기로 방출시킨다. 이에 따라, 채널층(140)의 전도밴드 에너지가 감소하여 전자 농도가 증가되고, 제1 및 제2 전극(130a, 130b) 사이에서 전류의 변화가 감지될 수 있게 된다.On the other hand, when ultraviolet rays larger than the bandgap of the material forming the
유연 기판(110)의 하면(110bs) 상에는 투명층(170)이 형성되어 있다. 투명층(170)은 유연 기판(110)의 하면(110bs)을 덮고, 개구(111)를 채워 개구(111)를 통해 노출되는 절연층(120)의 하면(120bs), 나노 구조체(160)를 덮을 수 있다. On the lower surface 110bs of the
그러나 이에 한정되는 것은 아니다. 구현예에 따라서는, 투명층(170)은 개구(111)의 일부만을 채울 수 있다. 또는 투명층(170)은 노출면이 유연 기판(110)의 하면(110bs)과 동일 평면을 이루도록 개구(111)만을 채울 수도 있다.However, the present invention is not limited thereto. Depending on the implementation, the
투명층(170)은, 예를 들면, 금속, 금속 산화물 등을 포함하는 투명막(transparent membrane)으로 이루어질 수 있다.The
이와 같이, 자외선 센서(100)는, 나노 구조체(160)를 이용하여 자외선이 입사되는 표면적의 증가를 극대화할 수 있어, 감도가 향상된다.Thus, the
또한, 자외선 센서(100)는, 자외선 입력에 따른 전류 변화의 검출 시 이동성이 높은 채널 캐리어를 이용하므로, 응답 속도가 향상된다.In addition, since the
또한, 자외선 센서(100)는 대면적 제조 공정이 가능하여 기존 비반도체 자외선 센서에 비해 저비용으로 제조 가능하다.In addition, the
또한, 자외선 센서(100)는 대면적화, 평면화가 가능하여 넓은 시야각을 확보할 수 있으며, 이에 따라 기존 비반도체 자외선 센서에 비해 감지 신뢰성이 향상된다. Also, since the
또한, 자외선 센서(100)는 유연성이 있어 의복, 모바일 기기 등 다양한 대상체에 응용할 수 있다.Further, since the
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 자외선 센서의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다. 도 3a 내지 도 3g에 있어서, 도 1에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 이하에서는 설명의 간략화를 위하여 중복 설명은 생략한다.3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an ultraviolet sensor according to an embodiment of the present invention. In FIGS. 3A to 3G, the same reference numerals as in FIG. 1 denote the same members, and a duplicate description will be omitted below for the sake of simplicity.
도 3a를 참조하면, 활성 영역(AR)이 정의된 유연 기판(110)의 상면(110ts) 상에 절연층(120)을 형성한다.Referring to FIG. 3A, an insulating
절연층(120)은, 예를 들면, ALD, CVD, 또는 PVD 공정 등을 이용하여 형성할 수 있다. 한편, 유연 기판(110)의 상면(110ts)에 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등이 형성되어 있는 경우, 절연층(120)을 형성하는 단계는 생략될 수도 있다.The insulating
도 3b를 참조하면, 활성 영역(AR)에서 절연층(120)의 상면(120ts) 상에 서로 이격되도록 제1 및 제2 전극(130a, 130b)을 형성한다.Referring to FIG. 3B, the first and
예를 들면, ALD, CVD, 또는 PVD 공정 등을 이용하여 절연층(120)의 상면(120ts) 상에 전극 물질층(도시 생략)을 형성하고, 패터닝을 통해 상기 전극 물질층의 일부를 제거하여 활성 영역(AR)에 위치하는 제1 및 제2 전극(130a, 130b)을 형성한다.For example, an electrode material layer (not shown) is formed on the upper surface 120ts of the insulating
도 3c를 참조하면, 활성 영역(AR)에서 제1 및 제2 전극(130a, 130b)의 일부와, 노출된 절연층(120)의 상면(120ts)의 적어도 일부를 덮도록 채널층(140)을 형성한다.3C, a
예를 들면, 스핀 코팅 공정을 이용하여 절연층(120)의 상면(120ts)을 덮도록 채널 물질층(도시 생략)을 형성한 후 경화시키고, 이어서, 패터닝을 통해 상기 채널 물질층의 일부를 제거하여 활성 영역(AR)에 위치하는 채널층(140)을 형성한다.For example, a channel material layer (not shown) is formed to cover the upper surface 120ts of the insulating
도 3d를 참조하면, 제1 및 제2 전극(130a, 130b), 채널층(140)을 덮는 패시베이션층(150)을 형성한다.Referring to FIG. 3D, a
패시베이션층(150)은, 예를 들면, ALD, CVD, 또는 PVD 공정을 이용하여 형성할 수 있다.The
도 3e를 참조하면, 활성 영역(AR)에서 유연 기판(110)의 일부를 제거하여 절연층(120)의 하면(120bs)의 일부를 노출시키는 개구(111)를 형성한다.Referring to FIG. 3E, a portion of the
예를 들면, 유연 기판(110)의 하면(110bs) 상에 유연 기판(110)의 하면(110bs)을 덮는 마스크층(도시 생략)을 형성하고, 포토리소그래피 공정을 통해 개구(111)의 형상에 대응하는 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. For example, a mask layer (not shown) is formed on the lower surface 110bs of the
이어서, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하는 식각 공정을 통해 절연층(120)의 하면(120bs)의 일부가 노출될 때까지 유연 기판(110)의 일부를 제거하여 활성 영역(AR)에서 개구(111)를 형성할 수 있다.Subsequently, a part of the
도 3f를 참조하면, 활성 영역(AR)에서 개구(111)를 통해 노출되는 절연층(120)의 하면(120bs) 상에 나노 구조체(160)를 형성한다.Referring to FIG. 3F, the
예를 들면, 개구(111)를 통해 노출되는 절연층(140)의 하면(120bs) 위에 씨드층을 형성하고, 이어서 상기 씨드층이 형성된 부분에서만 선택적으로 나노 구조체(160)를 성장시킬 수 있다.For example, a seed layer may be formed on the lower surface 120bs of the insulating
다른 예를 들면, 개구(111)를 통해 노출되는 절연층(140)의 하면(120bs) 및 유연 기판(110)을 덮도록 씨드층을 형성하여 나노 구조체를 성장시킨 후, 개구(111)를 통해 노출되는 절연층(140)의 하면(120bs) 이외의 영역에 형성된 나노 구조체를 제거하여 활성 영역(AR)에 나노 구조체(160)를 형성할 수도 있다.For example, a seed layer may be formed to cover the lower surface 120bs of the insulating
한편, 나노 구조체(160)는, 예를 들면, 유기금속 화학 기상 증착(metal organic chemical vapor deposition) 공정, 열 화학 기상 증착(thermal chemical vapor deposition), 마이크로웨이브-보조형 화학 기상 증착(microwave-assisted chemical vapor deposition), 레이저-보조형 화학 기상 증착(laser-assisted chemical vapor deposition), 솔-겔 코팅(sol-gel coating), 열수 성장(hydrothermal growth) 공정 등을 이용하여 성장시킬 수 있다.The
도 3g를 참조하면, 유연 기판(110)의 하면(110bs)을 덮고, 개구(111)를 통해 노출되는 절연층(120)의 하면(120bs)의 일부 및 나노 구조체(160)를 덮도록 투명층(170)을 형성한다. 3G, the
투명층(170)은, 예를 들면, ALD, CVD, 또는 PVD 공정 등을 이용하여 형성할 수 있다.The
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 자외선 센서의 일부 구성을 나타내는 사시도들이다. 도 4a 및 도 4b는 도 1에서 예시한 자외선 센서(100)의 변형예들을 나타낸다. 도 4a 및 도 4b에 있어서, 도 1에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 이하에서는 설명의 간략화를 위하여 중복 설명은 생략하고, 도 1에서와의 차이점을 중심으로 설명한다.4A and 4B are perspective views showing a part of the structure of an ultraviolet sensor according to another embodiment of the present invention. 4A and 4B show modifications of the
먼저, 도 4a를 참조하면, 자외선 센서(100')는 나노 구조체로서 나노 도트(180)를 포함한다. 즉, 본 발명의 기술적 사상에 따른 자외선 센서는 자외선 센서가 응용되는 장치 등의 사양, 제조 비용 등에 따라 다양한 형상의 나노 구조체를 채용할 수 있다.Referring to FIG. 4A, the ultraviolet sensor 100 'includes a
다음으로, 도 4b를 참조하면, 자외선 센서(100'')는 도 1에 예시한 자외선 센서(100)와 달리 절연층(120)의 상면(120ts) 위에 채널층(140)이 형성되고, 채널층(140) 위에서 제1 및 제2 전극(130a, 130b)이 서로 이격되도록 배치된다. 4B, the ultraviolet sensor 100 '' is different from the
더 자세히 설명하면, 자외선 센서(100'')는, 제1 및 제2 전극(130a, 130b)과 채널층(140) 각각의 하면이 절연층(120)의 상면(120ts)과 접하는 코플래너(coplanar) 구조의 자외선 센서(100)와 달리, 채널층(140), 제1 및 제2 전극(130a, 130b)이 절연층(120)의 상면(120ts)을 기준으로 엇갈린(staggered) 구조를 갖는다.More specifically, the ultraviolet sensor 100 '' has a structure in which the lower surfaces of the first and
도시하지는 않았으나, 구현예에 따라서는, 자외선 센서는 유연 기판의 상면에 채널층 및 전극들이 형성되는 코플래너 구조를 가질 수 있다. 또는, 자외선 센서는 유연 기판의 상면에 채널층이 형성되고 채널층 상에 전극들이 형성되는 엇갈린 구조를 가질 수도 있다.Although not shown, according to an embodiment, the ultraviolet sensor may have a coplanar structure in which a channel layer and electrodes are formed on an upper surface of a flexible substrate. Alternatively, the ultraviolet sensor may have a staggered structure in which a channel layer is formed on the upper surface of the flexible substrate and electrodes are formed on the channel layer.
이와 같이, 본 발명의 기술적 사상에 따른 자외선 센서는 전극들과 채널층의 배치를 다양하게 변경할 수 있다.As described above, the ultraviolet sensor according to the technical idea of the present invention can variously change the arrangement of the electrodes and the channel layer.
이상, 본 발명의 기술적 사상을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments but may be modified within the scope of the technical idea of the present invention. Various modifications and variations are possible.
100: 자외선 센서
110: 유연 기판
120: 절연층
130a, 130b: 제1 및 제2 전극
140: 채널층
150: 패시베이션층
160: 나노 구조체
170: 투명층100: Ultraviolet sensor
110: flexible substrate
120: insulating layer
130a, 130b: first and second electrodes
140: channel layer
150: Passivation layer
160: Nano structure
170: transparent layer
Claims (14)
상기 유연 기판의 상면을 덮고, 상기 활성 영역에서 상기 개구를 통해 하면의 일부가 노출되는 절연층;
상기 활성 영역에서 상기 절연층의 상면 상에 형성된 채널층, 제1 및 제2 전극; 및
상기 활성 영역에서 상기 개구를 통해 노출되는 상기 절연층의 하면 상에 형성되는 나노 구조체;를 포함하는, 자외선 센서.
A flexible substrate having an opening corresponding to an active region;
An insulating layer covering an upper surface of the flexible substrate and exposing a part of a lower surface of the active region through the opening;
A channel layer formed on an upper surface of the insulating layer in the active region, first and second electrodes; And
And a nano structure formed on the lower surface of the insulating layer exposed through the opening in the active region.
상기 나노 구조체는,
금속 산화물, 금속, 화합물 반도체, 산화물 반도체 또는 이들의 조합으로 이루어진, 자외선 센서.
The method according to claim 1,
The nano-
A metal oxide, a metal, a compound semiconductor, an oxide semiconductor, or a combination thereof.
상기 나노 구조체는,
나노로드(nanorod), 나노튜브(nanotube), 나노와이어(nanowire), 나노리프(nanoleaf), 꽃 형상(flower-like shape), 나노벨트(nanobelt), 나노링(nanoring), 나노헬릭스(nanohelix), 나노보우(nanobow), 나노도트(nanodot), 및 성게 형상(urchin shape) 중 어느 하나의 형상을 갖는, 자외선 센서.
The method according to claim 1,
The nano-
Nanowires, nanowires, nanoleafs, flower-like shapes, nanobelt, nanorings, nanohelix, nanorods, nanorods, nanorods, , A nanobow, a nanodot, and an urchin shape. The ultraviolet sensor according to claim 1,
상기 나노 구조체의 상면은,
상기 절연층의 상기 하면을 기준으로 상기 유연 기판의 하면보다 낮게 위치하는, 자외선 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the upper surface of the nanostructure comprises
Wherein the lower surface of the insulating layer is positioned lower than the lower surface of the flexible substrate with respect to the lower surface of the insulating layer.
상기 채널층은, 유기 반도체 물질, 무기 반도체 물질, 및 화합물 반도체 물질 중 어느 하나룰 포함하는, 자외선 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the channel layer includes one of an organic semiconductor material, an inorganic semiconductor material, and a compound semiconductor material.
상기 제1 및 제2 전극은, 상기 활성 영역에서 상기 절연층의 상면 상에 형성되고,
상기 채널층은, 상기 활성 영역에서 상기 절연층의 상면의 적어도 일부와, 상기 제1 및 제2 전극의 일부를 덮는, 자외선 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the first and second electrodes are formed on the upper surface of the insulating layer in the active region,
Wherein said channel layer covers at least a part of an upper surface of said insulating layer in said active region and a part of said first and second electrodes.
상기 채널층은, 상기 활성 영역에서 상기 절연층의 상면을 덮고,
상기 제1 및 제2 전극은, 상기 활성 영역에서 상기 채널층 상에 형성되는, 자외선 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the channel layer covers an upper surface of the insulating layer in the active region,
Wherein the first and second electrodes are formed on the channel layer in the active region.
상기 개구는, 상기 유연 기판의 상면과 상기 유연 기판의 하면 사이에서 폭이 변하는 테이퍼 구조를 갖는, 자외선 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the opening has a tapered structure with a width varying between an upper surface of the flexible substrate and a lower surface of the flexible substrate.
상기 채널층, 상기 제1 및 제2 전극을 덮는 패시베이션층;
을 더 포함하는, 자외선 센서.
The method according to claim 1,
A passivation layer covering the channel layer, the first and second electrodes;
Further comprising an ultraviolet sensor.
상기 유연 기판의 하면을 덮고, 상기 개구를 통해 노출되는 상기 절연층의 하면 및 상기 나노 구조체를 덮는 투명층;
을 더 포함하는, 자외선 센서.
The method according to claim 1,
A transparent layer covering the lower surface of the flexible substrate and covering the lower surface of the insulating layer exposed through the opening and the nanostructure;
Further comprising an ultraviolet sensor.
상기 활성 영역에서 상기 절연층 상에 채널층, 제1 및 제2 전극을 형성하는 단계;
상기 채널층, 제1 및 제2 전극을 덮는 패시베이션층을 형성하는 단계;
상기 활성 영역에서 상기 유연 기판의 일부를 제거하여 상기 절연층의 하면의 일부를 노출시키는 개구를 형성하는 단계; 및
상기 활성 영역에서 상기 개구를 통해 노출되는 상기 절연층의 하면 상에 나노 구조체를 형성하는 단계;
를 포함하는, 자외선 센서의 제조 방법.
Forming an insulating layer on the upper surface of the flexible substrate on which the active region is defined;
Forming a channel layer, first and second electrodes on the insulating layer in the active region;
Forming a passivation layer covering the channel layer, the first and second electrodes;
Removing a portion of the flexible substrate from the active region to form an opening exposing a portion of the lower surface of the insulating layer; And
Forming a nanostructure on the lower surface of the insulating layer exposed through the opening in the active region;
Wherein the method comprises the steps of:
상기 나노 구조체를 형성하는 단계는,
상기 개구를 통해 노출되는 상기 절연층의 하면을 덮는 씨드층을 형성하는 단계; 및
상기 씨드층이 형성된 부분에서만 선택적으로 상기 나노 구조체를 성장시키는 단계;
를 포함하는, 자외선 센서의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
The step of forming the nanostructure may include:
Forming a seed layer covering a bottom surface of the insulating layer exposed through the opening; And
Selectively growing the nanostructure only at a portion where the seed layer is formed;
Wherein the method comprises the steps of:
상기 채널층, 제1 및 제2 전극을 형성하는 단계는,
상기 활성 영역에서 상기 절연층 상에 상기 제1 및 제2 전극을 형성하는 단계; 및
상기 활성 영역에서 상기 절연층의 상면의 적어도 일부와 상기 제1 및 제2 전극의 일부를 덮도록 상기 채널층을 형성하는 단계;
를 포함하는, 자외선 센서의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein forming the channel layer, the first and second electrodes comprises:
Forming the first and second electrodes on the insulating layer in the active region; And
Forming the channel layer to cover at least a portion of the top surface of the insulating layer and a portion of the first and second electrodes in the active region;
Wherein the method comprises the steps of:
상기 채널층, 제1 및 제2 전극을 형성하는 단계는,
상기 활성 영역에서 상기 절연층 상에 상기 채널층을 형성하는 단계; 및
상기 활성 영역에서 상기 채널층 상에 상기 제1 및 제2 전극을 형성하는 단계;
를 포함하는, 자외선 센서의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein forming the channel layer, the first and second electrodes comprises:
Forming the channel layer on the insulating layer in the active region; And
Forming the first and second electrodes on the channel layer in the active region;
Wherein the method comprises the steps of:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160149045A KR101912913B1 (en) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | Ultraviolet sensor and fabricating method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160149045A KR101912913B1 (en) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | Ultraviolet sensor and fabricating method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180052013A true KR20180052013A (en) | 2018-05-17 |
| KR101912913B1 KR101912913B1 (en) | 2018-10-29 |
Family
ID=62486351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160149045A KR101912913B1 (en) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | Ultraviolet sensor and fabricating method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101912913B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220018887A (en) * | 2020-08-07 | 2022-02-15 | 울산과학기술원 | Nano structure with selectively deposited nano materials and method for selective deposition of nanomaterials on nano structure |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101581634B1 (en) * | 2015-04-16 | 2015-12-30 | 성균관대학교산학협력단 | Ultraviolet-ray sensor using field effect transistor and method for manufacturing thereof |
-
2016
- 2016-11-09 KR KR1020160149045A patent/KR101912913B1/en active IP Right Grant
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220018887A (en) * | 2020-08-07 | 2022-02-15 | 울산과학기술원 | Nano structure with selectively deposited nano materials and method for selective deposition of nanomaterials on nano structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101912913B1 (en) | 2018-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hu et al. | Piezotronic effect enhanced Schottky-contact ZnO micro/nanowire humidity sensors | |
| US9134270B2 (en) | Amorphous thin film for sensing | |
| US20170005200A1 (en) | Semiconductor device | |
| KR102216543B1 (en) | Graphene-Metal bonding structure and method of manufacturing the same, and semiconductor device having graphene-Metal bonding structure | |
| Bogorin et al. | Nanoscale rectification at the LaAlO3/SrTiO3 interface | |
| Cha et al. | Fabrication and characterization of pre-aligned gallium nitride nanowire field-effect transistors | |
| JP2016127267A (en) | Electronic device having two-dimensional material layer and method of manufacturing electronic device using inkjet printing | |
| KR101767726B1 (en) | Pressure sensing device having dirac material and method for operating the same | |
| CN112513625A (en) | Top gate thin film transistor gas sensor | |
| KR20090079035A (en) | Ferroelectric memory device | |
| TWI574005B (en) | Vertical sensor having multiple layers and manufacturing method thereof, and sensing system and sensing method using the vertical sensor having multiple layers | |
| US9159866B2 (en) | Photo sensor, method of manufacturing photo sensor, and display apparatus | |
| US20160155851A1 (en) | Semiconductor device | |
| KR101912913B1 (en) | Ultraviolet sensor and fabricating method thereof | |
| US8785263B2 (en) | Thin-film transistor substrate and method of manufacturing the same | |
| US9093536B2 (en) | Thin film transistor substrate and method of manufacturing the same | |
| US11415545B2 (en) | Gas sensor system and method | |
| US8916851B2 (en) | Graphene-based device and methods of forming the same | |
| TWI597496B (en) | Vertical sensor and manufacturing method thereof | |
| KR20100019261A (en) | Sensor using zno nanorod array and method for the same | |
| CN109300989A (en) | A kind of indium selenide transistor and its manufacturing method | |
| US9653612B2 (en) | Semiconductor device | |
| WO2019033847A1 (en) | Organic thin film transistor structure and manufacturing method, gas sensor and related apparatus | |
| JP2008071898A (en) | Carbon nanotube field-effect transistor and its manufacturing method | |
| KR102065110B1 (en) | Flexible graphene switching devece |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |