KR20180060250A - Gas sensor, menufacturing method for the gas sensor and gas sessing device - Google Patents

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KR20180060250A
KR20180060250A KR1020160159528A KR20160159528A KR20180060250A KR 20180060250 A KR20180060250 A KR 20180060250A KR 1020160159528 A KR1020160159528 A KR 1020160159528A KR 20160159528 A KR20160159528 A KR 20160159528A KR 20180060250 A KR20180060250 A KR 20180060250A
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Abstract

A gas sensor disclosed in an embodiment of the present invention comprises: a semiconductor layer having a plurality of protrusions; a sensing material dispersed on the surface of the protrusion; a first sensor electrode electrically connected with the semiconductor layer; and a second sensor electrode electrically connected with the semiconductor layer, wherein the protrusions are arranged between the first sensor electrode and the second sensor electrode.

Description

가스 센서, 가스 센서 제조방법 및 가스 감지 장치{GAS SENSOR, MENUFACTURING METHOD FOR THE GAS SENSOR AND GAS SESSING DEVICE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a gas sensor, a gas sensor manufacturing method,

실시 예는 가스 센서에 관한 것이다. An embodiment relates to a gas sensor.

실시 예는 가스 센서 제조 방법에 관한 것이다.An embodiment relates to a method of manufacturing a gas sensor.

실시 예는 가스 검출을 위한 반도체형 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다. Embodiments relate to a semiconductor sensor for gas detection and a manufacturing method thereof.

실시 예는 가스 센서를 갖는 가스 감지 장치에 관한 것이다.An embodiment relates to a gas sensing device having a gas sensor.

우리의 생활환경에는 대단히 많은 종류의 가스가 존재하고 있다. 일반가정, 업소, 공사장에서의 가스사고, 석유콤비나트, 탄광, 화학플랜트 등에서의 폭발사고 및 오염 공해 등의 문제가 잇따르고 있다. 인간의 감각기관으로는 위험 가스의 농도를 정량적으로 판별하거나 가스의 종류를 거의 판별할 수 없다. 이에 대응하기 위해 물질의 물리적 성질 또는 화학적 성질을 이용한 가스 센서가 개발되어 가스의 누설탐지, 농도 측정 및 경보 등에 사용되고 있다.There are many kinds of gases in our living environment. Problems such as gas accidents in general homes, businesses, construction sites, explosion accidents in petroleum combinets, mines, chemical plants, and pollution pollution are continuing. Human sensory organs can not quantitatively determine the concentration of the hazardous gas or can hardly distinguish the type of the gas. In order to cope with this problem, a gas sensor using physical properties or chemical properties of a material has been developed and used for leakage detection, concentration measurement and alarm for gas.

이러한 가스 센서에 대한 연구는 오래 전부터 이루어져 왔으며, 현재 많은 종류의 가스 센서가 상용화되어 있다. 반도체를 이용한 가스 센서는, 기체 성분이 반도체의 표면에 흡착하거나 또는 미리 흡착해 있던 산소등과 같은 흡착 가스와 반응할 때 흡착 분자와 반도체 표면과의 사이에 전자 수수가 일어나고 이로 인하여 반도체의 도전율과 표면 전위 등이 변화하게 되는데, 이러한 변화를 검출하는 원리이다.Such gas sensors have been studied for a long time, and many types of gas sensors are now commercially available. When a gas component is adsorbed on the surface of a semiconductor or reacted with an adsorbing gas such as oxygen or the like which has been previously adsorbed, a gas sensor using a semiconductor causes electron exchange between the adsorbing molecules and the surface of the semiconductor, Surface potential, and the like, which are the principle of detecting such a change.

반도체 가스 센서는 측정 대기의 스펙트럼이나 이온 모빌리티(mobility)에 의한 전도성 측정을 통한 광학식 가스 센서나 전기 화학식 가스 센서에 비하여 그 구조가 간단하고 공정이 용이하며, 크기가 작고 전력 소모가 작은 이점들이 있다.Semiconductor gas sensors are simpler in structure, easier to process, smaller in size and lower in power consumption than optical gas sensors or electrochemical gas sensors through measurement of conductivity by measurement spectrum or ion mobility .

실시 예는 가스 검출을 위한 가스 센서 및 그 제조방법을 제공한다.Embodiments provide a gas sensor for gas detection and a method of manufacturing the same.

실시 예는 반도체 소자로부터 방출된 광에 의해 가스와 반응하는 감지재를 갖는 가스 센서 및 그 제조방법을 제공한다.Embodiments provide a gas sensor having a sensing material that reacts with a gas by light emitted from a semiconductor device and a method of manufacturing the same.

실시 예는 자외선 광에 의해 가스와 반응하는 감지재가 분산된 복수의 반도체 돌기를 갖는 가스 센서 및 그 제조방법을 제공한다.Embodiments provide a gas sensor having a plurality of semiconductor protrusions in which a sensing material reacting with a gas by ultraviolet light is dispersed, and a method of manufacturing the same.

실시 예는 도전형 반도체의 돌기들의 표면에 가스 감지재를 분산시킨 가스 센서를 제공한다.The embodiment provides a gas sensor in which a gas sensing material is dispersed on the surface of protrusions of a conductive semiconductor.

실시 예는 도전형의 반도체층으로부터 돌출된 복수의 돌기의 표면에 가스와 반응하는 감지재가 배치된 가스 센서를 제공한다.Embodiments provide a gas sensor in which a sensing material that reacts with a gas is disposed on a surface of a plurality of projections projecting from a conductive semiconductor layer.

실시 예는 가스 센서를 갖는 가스 감지 장치를 제공한다.An embodiment provides a gas sensing device having a gas sensor.

실시 예는 가스 센서 및 이에 인접한 영역에 반도체 소자를 갖는 가스 감지 장치를 제공한다.An embodiment provides a gas sensing device having a gas sensor and a semiconductor device in an area adjacent thereto.

실시 예는 기판, 상기 기판 상에 도전형 반도체층, 상기 도전형 반도체층 상에 복수의 개구부를 갖는 절연층을 통해 돌출된 돌기의 표면에 감지재가 분산된 가스 센서 및 그 제조방법을 제공한다.An embodiment provides a gas sensor in which a sensing material is dispersed on a surface of a substrate, a conductive type semiconductor layer on the substrate, and protrusions protruding through an insulating layer having a plurality of openings on the conductive type semiconductor layer, and a method of manufacturing the same.

실시 예는 3차원 형상의 반도체 돌기의 표면에 감지재에 의한 임피던스 변화를 감지하는 감지 센서 및 그 제조 방법을 제공한다.Embodiments provide a sensing sensor for sensing a change in impedance due to a sensing material on a surface of a three-dimensional semiconductor protrusion and a method of manufacturing the same.

실시 예에 따른 가스 센서는, 기판; 상기 기판의 제1영역 상에 배치된 가스 센서부; 및 상기 기판의 제2영역 상에 배치된 반도체 소자를 포함하고, 상기 가스 센서부는, 복수의 돌기를 갖는 반도체층; 상기 돌기에 배치된 감지재; 및 상기 반도체층과 전기적으로 연결된 제1 및 제2센서 전극을 포함하며, 상기 반도체 소자는, 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함한다. A gas sensor according to an embodiment includes: a substrate; A gas sensor disposed on a first region of the substrate; And a semiconductor element disposed on a second region of the substrate, wherein the gas sensor portion includes: a semiconductor layer having a plurality of projections; A sensing member disposed on the projection; And first and second sensor electrodes electrically connected to the semiconductor layer, wherein the semiconductor element includes a first conductivity type semiconductor layer, a second conductivity type semiconductor layer, and a second conductivity type semiconductor layer, And an active layer disposed between the conductive semiconductor layers.

실시 예에 따른 가스 감지 장치는, 회로 기판; 상기 회로 기판의 제1영역 상에 배치된 가스 센서; 및 상기 회로 기판의 제2영역 상에 배치된 반도체 소자를 포함하며, 상기 가스 센서는, 도전형의 반도체층; 상기 반도체층 상에 복수의 제1개구부를 갖는 절연층; 상기 절연층의 제1개구부를 통해 상기 반도체층으로부터 돌출된 복수의 돌기; 상기 돌기의 표면에 감지재; 및 상기 반도체층에 전기적으로 연결된 제1,2센서 전극을 포함한다.A gas sensing device according to an embodiment includes: a circuit board; A gas sensor disposed on a first region of the circuit board; And a semiconductor element disposed on a second region of the circuit board, wherein the gas sensor comprises: a conductive semiconductor layer; An insulating layer having a plurality of first openings on the semiconductor layer; A plurality of protrusions protruding from the semiconductor layer through a first opening of the insulating layer; A sensing material on the surface of the projection; And first and second sensor electrodes electrically connected to the semiconductor layer.

실시 예에 의하면, 상기 반도체층 상에 배치되며 상기 복수의 돌기가 배치된 개구부를 갖는 절연층을 포함하며, 상기 돌기는 상기 절연층의 상면보다 돌출될 수 있다. According to an embodiment, the semiconductor light emitting device includes an insulating layer disposed on the semiconductor layer and having an opening in which the plurality of protrusions are disposed, and the protrusion may protrude from the upper surface of the insulating layer.

실시 예에 의하면, 상기 감지재는 상기 돌기들의 표면에 분산될 수 있다.According to the embodiment, the sensing material may be dispersed on the surface of the protrusions.

실시 예에 의하면, 상기 돌기의 일부는 다각 기둥 형상, 원 기둥 형상 또는 피라미드 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. According to the embodiment, a part of the projections may include at least one of a polygonal columnar shape, a circular columnar shape, and a pyramidal shape.

실시 예에 의하면, 상기 반도체층과 상기 제1도전형 반도체층은 상기 기판 상에서 서로 분리되며, 상기 반도체층은 상기 기판과 상기 절연층 사이에 배치될 수 있다. According to the embodiment, the semiconductor layer and the first conductivity type semiconductor layer are separated from each other on the substrate, and the semiconductor layer can be disposed between the substrate and the insulating layer.

실시 예에 의하면, 상기 복수의 돌기는 상기 제1센서 전극과 상기 제2센서 전극 사이에 배치되며, 상기 제1,2센서 전극은 상기 반도체층 위에 배치될 수 있다.According to an embodiment, the plurality of protrusions may be disposed between the first sensor electrode and the second sensor electrode, and the first and second sensor electrodes may be disposed on the semiconductor layer.

실시 예에 의하면, 상기 반도체층은 n형 도펀트를 갖는 반도체를 포함하거나, II족 및 VI족 화합물 반도체와 III족 및 V족 화합물 반도체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. According to the embodiment, the semiconductor layer may include a semiconductor having an n-type dopant, or may include at least one of group II and group V compound semiconductors and group III and group V compound semiconductors.

실시 예에 의하면, 상기 돌기는 상기 반도체층과 동일한 반도체를 포함할 수 있다.According to the embodiment, the protrusion may include the same semiconductor as the semiconductor layer.

실시 예에 의하면, 상기 감지재는 주 감지 재료와 촉매를 포함하며, 상기 주 감지 재료는 SnO2, CuO, TiO2, In2O3, ZnO, V2O5, RuO2, WO3, ZrO2, MoO3 , NiO, CoO, Fe2O3, 및 AB2O4 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함하며, 상기 촉매는 백금(pt), 구리(Cu), 로듐(Rd), 금(Au), 팔라듐(Pd), 철(Fe), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 지르코늄(Zr), 나이오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 루태늄(Ru), 로듐(Rh), 은(Ag), 하프늄(Hf), 탄탈늄(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 및 이리듐(Ir) 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sensing material includes a main sensing material and a catalyst, and the main sensing material is selected from the group consisting of SnO 2 , CuO, TiO 2 , In 2 O 3 , ZnO, V 2 O 5 , RuO 2 , WO 3 , ZrO 2 , MoO 3 , NiO, CoO, Fe 2 O 3 , and AB 2 O 4 Wherein the catalyst is selected from the group consisting of platinum (Pt), copper (Cu), rhodium (Rd), gold (Au), palladium (Pd), iron (Fe), titanium (Ti), vanadium V, Cr, Ni, Al, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Ag, And may include at least one or more of hafnium (Hf), tantalum (Ta), tungsten (W), rhenium (Re), and iridium (Ir).

실시 예에 의하면, 상기 감지재는 자외선 광에 의해 전자를 발생할 수 있다. According to the embodiment, the sensing material may generate electrons by ultraviolet light.

실시 예에 의하면, 상기 감지재는 상기 절연층을 통해 돌출된 상기 돌기들의 표면적의 10% 이상의 면적을 가질 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sensing material may have an area of 10% or more of the surface area of the protrusions projected through the insulating layer.

실시 예에 의하면, 상기 돌기들은 일 방향으로 긴 길이를 가지거나, 상기 돌기들이 서로 연결될 수 있다. According to the embodiment, the projections may have a long length in one direction, or the projections may be connected to each other.

실시 예에 의하면, 상기 반도체 소자는 상기 제1도전형 반도체층에 연결된 제1전극, 및 상기 제2도전형 반도체층에 연결된 제2전극을 포함하며, 자외선 광을 발광할 수 있다.According to an embodiment, the semiconductor device includes a first electrode connected to the first conductivity type semiconductor layer and a second electrode connected to the second conductivity type semiconductor layer, and may emit ultraviolet light.

실시 예에 의하면, 상기 감지재는 상기 돌기의 표면에 그레인 형태로 분산 배치될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sensing material may be dispersed and arranged in the form of a grain on the surface of the projection.

실시 예에 의하면, 상기 돌기들은 상기 제1,2센서 전극 사이에 배치되며, 상기 가스 센서 및 상기 반도체 소자의 둘레에 반사 측벽, 상기 가스 센서 및 상기 반도체 소자 상에 가스 유입을 위한 구멍을 갖는 반사 플레이트를 포함할 수 있다.According to the embodiment, the protrusions are disposed between the first and second sensor electrodes, and are provided with reflection sidewalls around the gas sensor and the semiconductor element, a reflection having a hole for gas inflow on the gas sensor and the semiconductor element, Plate.

실시 예에 따른 가스 센서 제조 방법은, 기판 상에 n형 도펀트를 갖는 반도체층을 형성하는 단계; 상기 반도체층 상에 절연층을 형성하는 단계; 상기 절연층에 복수의 제1개구부를 형성하는 단계; 상기 제1개구부를 통해 상기 반도체층으로부터 돌출된 복수의 돌기를 형성하는 단계; 상기 반도체층 상에 서로 이격된 제1,2센서 전극을 형성하는 단계; 및 상기 돌기의 표면에 그레인 형태의 감지재를 분산시켜 증착하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a gas sensor according to an embodiment includes forming a semiconductor layer having an n-type dopant on a substrate; Forming an insulating layer on the semiconductor layer; Forming a plurality of first openings in the insulating layer; Forming a plurality of protrusions protruding from the semiconductor layer through the first opening; Forming first and second sensor electrodes spaced apart from each other on the semiconductor layer; And dispersing and depositing a sensing material in the form of a grain on the surface of the projection.

실시 예는 반도체 소자로부터 조사된 광을 이용한 가스 센서를 제공함으로써, 가스 센서의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.The embodiment can improve the reliability of the gas sensor by providing the gas sensor using the light irradiated from the semiconductor element.

실시 예는 히터 없이 LED의 광을 이용한 가스 센서를 구현함으로써, 히터의 내구성 문제나 히터에 의한 웜 업 타입(Warm up time)과 같은 시간이 소요되는 문제를 해결할 수 있다.The embodiment realizes a gas sensor using light of an LED without a heater, thereby solving the problems of durability of the heater and time required for a warm-up time by the heater.

실시 예는 반도체 재질의 돌기들의 표면에 감지재를 배치함으로써, 가스 센서의 감지를 위한 표면적을 늘려줄 수 있다.The embodiment can increase the surface area for sensing the gas sensor by disposing the sensing material on the surface of the projections of the semiconductor material.

실시 예는 가스 센서의 감도를 개선시켜 줄 수 있다.Embodiments can improve the sensitivity of the gas sensor.

실시 예는 가스 센서를 소형화할 수 있다.The embodiment can downsize the gas sensor.

실시 예는 가스 센서의 소비전력을 줄일 수 있다.The embodiment can reduce the power consumption of the gas sensor.

실시 예는 가스 센서 및 이를 갖는 가스 감지 장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.Embodiments can improve the reliability of the gas sensor and the gas sensing device having the gas sensor.

도 1은 제1실시 예에 따른 가스 센서의 평면도이다.
도 2는 도 1의 가스 센서의 A-A측 단면도이다.
도 3은 도 2의 가스 센서에서 돌기 및 감지재를 나타낸 도면이다.
도 4의 (A)-(D)는 돌기의 평면도의 변형 예이다.
도 5는 도 2의 가스 센서의 돌기의 변형 예이다.
도 6은 도 1의 가스 센서에서 돌기들의 다른 배열을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1의 가스 센서에서 돌기들의 다른 배열 형태를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 1의 가스 센서에서 돌기들의 다른 배열 형태를 나타낸 도면이다.
도 9는 제2실시 예에 따른 가스 센서의 평면도이다.
도 10은 도 9의 가스 센서의 변형 예를 나타낸 평면도이다.
도 11은 도 9의 가스 센서의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 제3실시 예에 따른 가스 센서를 나타낸 사시도이다.
도 13은 도 12의 가스 센서에서 발광 소자의 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 제3실시 예의 변형 예로서, 반사 판을 갖는 가스 센서를 나타낸 사시도이다.
도 15는 제3실시 예의 변형 예로서, 가스 센서의 평면도이다.
도 16은 제4실시 예에 따른 가스 센서의 측 단면도이다.
도 17은 실시 예에 따른 가스 센서를 갖는 가스 감지 시스템의 블록 구성도이다.
도 18 내지 도 21은 실시 예에 따른 가스 센서 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 22는 실시 예에 따른 돌기 및 감지재에서의 자외선 광에 따른 전류 흐름을 나타낸 도면이다.
도 23은 실시 예에 따른 가스 센서의 돌기의 너비에 따른 전류 분포를 나타낸 도면이다.
도 24은 실시 예에 따른 감지재의 사이즈에 따른 가스 센싱 감도를 비교한 그래프이다.
도 25는 실시 예에 따른 가스 감지 센서의 센싱에 따른 감도를 나타낸 그래프이다.
1 is a plan view of a gas sensor according to a first embodiment.
2 is a cross-sectional view of the gas sensor of Fig. 1 on the AA side.
FIG. 3 is a view showing protrusions and sensing members in the gas sensor of FIG. 2. FIG.
4 (A) to 4 (D) show a modification of the plan view of the projection.
5 is a modification of the projection of the gas sensor of Fig.
FIG. 6 is a view showing another arrangement of projections in the gas sensor of FIG. 1;
7 is a view showing another arrangement of protrusions in the gas sensor of FIG.
8 is a view showing another arrangement of protrusions in the gas sensor of FIG.
9 is a plan view of the gas sensor according to the second embodiment.
10 is a plan view showing a modification of the gas sensor of FIG.
11 is a view showing a modified example of the gas sensor of Fig.
12 is a perspective view showing a gas sensor according to the third embodiment.
13 is a diagram showing an example of a light emitting element in the gas sensor of Fig.
14 is a perspective view showing a gas sensor having a reflection plate as a modification of the third embodiment.
15 is a plan view of a gas sensor as a modification of the third embodiment.
16 is a side cross-sectional view of the gas sensor according to the fourth embodiment.
17 is a block diagram of a gas sensing system having a gas sensor according to an embodiment.
18 to 21 are views showing a method of manufacturing a gas sensor according to an embodiment.
22 is a view showing current flow in accordance with ultraviolet light in the projections and sensing members according to the embodiment.
23 is a view showing a current distribution according to the width of the projection of the gas sensor according to the embodiment.
24 is a graph comparing gas sensing sensitivity according to the size of the sensing material according to the embodiment.
25 is a graph showing the sensitivity of the gas sensing sensor according to the embodiment according to sensing.

본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 각각의 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 특정 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 특정 실시 예에서 구성 A에 대한 특징을 설명하고 다른 실시 예에서 구성 B에 대한 특징을 설명하였다면, 구성 A와 구성 B가 결합된 실시 예가 명시적으로 기재되지 않더라도 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments may be modified in other forms or various embodiments may be combined with each other, and the scope of the present invention is not limited to each embodiment described below. Although not described in the context of another embodiment, unless otherwise described or contradicted by the description in another embodiment, the description in relation to another embodiment may be understood. For example, if the features of configuration A are described in a particular embodiment, and the features of configuration B are described in another embodiment, even if the embodiment in which configuration A and configuration B are combined is not explicitly described, It is to be understood that they fall within the scope of the present invention.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. In the description of the embodiment according to the present invention, in the case of being described as being formed "on or under" of each element, the upper (upper) or lower (lower) or under are all such that two elements are in direct contact with each other or one or more other elements are indirectly formed between the two elements. Also, when expressed as "on or under", it may include not only an upward direction but also a downward direction with respect to one element.

<실시예><Examples>

도 1은 제1실시 예에 따른 가스 센서의 평면도이고, 도 2는 도 1의 가스 센서의 A-A측 단면도이며, 도 3은 도 2의 가스 센서에서 돌기 및 감지재를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a plan view of the gas sensor according to the first embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view of the gas sensor taken along line A-A of FIG. 1, and FIG. 3 is a view showing protrusions and sensing members in the gas sensor of FIG.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 가스 센서(10)는 반도체층(21), 상기 반도체층(21) 상에 복수의 돌기(23), 및 상기 복수의 돌기(23) 상에 감지재(51)를 포함한다. 상기 가스 센서(10)는 상기 반도체층(21)에 연결된 복수의 센서 전극(41,43)을 포함한다. 상기 가스 센서(10)는 베이스측 기판(11)을 포함하며, 상기 반도체층(21)은 상기 기판(11) 상에 배치될 수 있다. 상기 반도체층(21) 상에는 절연층(31)이 배치될 수 있다.1 to 3, the gas sensor 10 includes a semiconductor layer 21, a plurality of projections 23 on the semiconductor layer 21, and a plurality of projections 23 on the plurality of projections 23 ). The gas sensor 10 includes a plurality of sensor electrodes 41 and 43 connected to the semiconductor layer 21. The gas sensor 10 includes a base side substrate 11 and the semiconductor layer 21 may be disposed on the substrate 11. [ An insulating layer 31 may be disposed on the semiconductor layer 21.

<기판(11)>&Lt; Substrate (11) >

도 1 및 도 2와 같이, 상기 기판(11)은 전도성 또는 절연성 재질일 수 있다. 상기 기판(11)은 반도체 기판 또는 비반도체 기판일 수 있다. 상기 기판(11)은 투광성 또는 비 투광성 재질의 기판일 수 있다. 상기 기판(11)은 사파이어 기판(Al2O3), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga2O3, GaAs와 같은 군에서 선택될 수 있다. 상기 기판(11)은 GaN계 반도체 예컨대, GaN 반도체로 형성될 수 있다. 상기 기판(11)은 bulk GaN 단결정 기판일 수 있다. 상기 기판(11)은 가스 센서(10)를 지지하기 위한 지지부재로 사용될 수 있다. 1 and 2, the substrate 11 may be a conductive or insulating material. The substrate 11 may be a semiconductor substrate or a non-semiconductor substrate. The substrate 11 may be a light-transmitting or non-light-transmitting substrate. The substrate 11 may be selected from the group consisting of a sapphire substrate (Al 2 O 3 ), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga 2 O 3 and GaAs. The substrate 11 may be formed of a GaN-based semiconductor, for example, a GaN semiconductor. The substrate 11 may be a bulk GaN single crystal substrate. The substrate 11 may be used as a support member for supporting the gas sensor 10. [

상기 기판(11)의 두께는 30㎛이상 예컨대, 30㎛ 내지 300㎛의 범위일 수 있으며, 상기 범위의 두께보다 작은 경우 제조 시의 핸들링이 어렵고 상기 범위보다 큰 경우 가스 센서(10)의 사이즈가 커질 수 있다. 상기 기판(11)은 제1축(X) 방향의 길이와 제2축(Y) 방향의 길이가 동일하거나 다를 수 있다. 상기 기판(11)은 예컨대, X축 방향의 길이가 Y축 방향의 길이보다 클 수 있다. 상기 가스 센서(10)는 상기 기판(11)이 제거하거나 기판 없이 제공될 수 있다. The thickness of the substrate 11 may be in the range of 30 탆 or more, for example, 30 탆 to 300 탆. When the thickness of the substrate 11 is smaller than the thickness of the above range, Can be large. The length of the substrate 11 in the direction of the first axis X and the length of the direction of the second axis Y may be the same or different. For example, the length of the substrate 11 in the X-axis direction may be greater than the length in the Y-axis direction. The gas sensor 10 may be provided with the substrate 11 removed or without a substrate.

<반도체층(21)><Semiconductor Layer 21>

도 1 및 도 2와 같이, 상기 반도체층(21)은 도전형 반도체를 포함할 수 있다. 상기 도전형 반도체층(21)은 n형 도펀트를 갖는 n형 반도체층이거나, p형 도펀트를 갖는 p형 반도체층일 수 있다. 실시 예는 n형 반도체층의 예로 설명하기로 한다. 상기 반도체층(21)에 첨가된 도펀트 농도는 5E16 이상 예컨대, 5E17이상일 수 있다. 상기 n형 도펀트는 예컨대 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 도펀트를 포함할 수 있다. As shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor layer 21 may include a conductive semiconductor. The conductive semiconductor layer 21 may be an n-type semiconductor layer having an n-type dopant or a p-type semiconductor layer having a p-type dopant. The embodiment will be described as an example of the n-type semiconductor layer. The dopant concentration added to the semiconductor layer 21 may be 5E16 or more, for example, 5E17 or more. The n-type dopant may include a dopant such as Si, Ge, Sn, Se, and Te.

상기 반도체층(21)은 II족 내지 VI족 원소의 화합물 반도체로 배치될 수 있다. 상기 반도체층(21)은 II족 및 VI족 화합물 반도체와, III족과 V족 화합물 반도체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 반도체층(21)은 예컨대 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, 및 ZnO 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 반도체층(21)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함할 수 있다. 상기 반도체층(21)은 GaN계 반도체를 포함할 수 있다. 상기 반도체층(21)은 단층 또는 다층일 수 있으며, 상기 다층인 경우 서로 다른 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 다층의 반도체층 중 적어도 하나 예컨대, 센서 전극(41,43)이 접촉될 수 있다. The semiconductor layer 21 may be disposed as a compound semiconductor of group II to VI elements. The semiconductor layer 21 may include at least one of group II and group V compound semiconductors and group III and group V compound semiconductors. The semiconductor layer 21 may be formed of at least one of GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, and ZnO. The semiconductor layer 21 may include a composition formula of In x Al y Ga 1 -x- y N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + y? The semiconductor layer 21 may include a GaN-based semiconductor. The semiconductor layer 21 may be a single layer or a multilayer, and may include a different semiconductor layer in the case of the multi-layer. At least one of the multi-layered semiconductor layers, for example, the sensor electrodes 41 and 43, may be contacted.

상기 반도체층(21)과 상기 기판(11) 사이에는 버퍼층(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 버퍼층은 II족 내지 VI족 원소의 화합물 반도체로 배치될 수 있다. 상기 버퍼층은 II족 및 VI족 화합물 반도체와, III족과 V족 화합물 반도체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 버퍼층은 예컨대 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 및 ZnO 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 반도체층(21)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함할 수 있다. 상기 버퍼층은 도펀트가 첨가된 반도체이거나, unintentional doped 반도체일 수 있다.A buffer layer (not shown) may be disposed between the semiconductor layer 21 and the substrate 11. The buffer layer may be disposed of a compound semiconductor of group II to VI elements. The buffer layer may include at least one of group II and group V compound semiconductors and group III and group V compound semiconductors. The buffer layer may be formed of at least one of GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP and ZnO. The semiconductor layer 21 may include a composition formula of In x Al y Ga 1 -x- y N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + y? The buffer layer may be a doped semiconductor or an unintentional doped semiconductor.

<돌기(23)> <Projections (23)>

도 1 내지 도 3과 같이, 상기 돌기(23)는 상기 반도체층(21)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 돌기(23)는 반도체 재질일 수 있다. 상기 돌기(23)는 상기 반도체층(21)과 동일한 재질을 포함할 수 있다. 상기 돌기(23)는 도전형 반도체 예컨대, n형 반도체 또는 p형 반도체를 포함할 수 있다. 상기 돌기(23)는 II족 내지 VI족 원소의 화합물 반도체로 배치될 수 있다. 상기 돌기(23)는 II족 및 VI족 화합물 반도체와, III족과 V족 화합물 반도체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 돌기(23)는 예컨대 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, 및 ZnO 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 돌기(23)는 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함할 수 있다. 상기 돌기(23)는 GaN계 반도체를 포함할 수 있다. 상기 돌기(23)는 단층 또는 다층일 수 있으며, 상기 다층인 경우 서로 다른 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 돌기(23)에 첨가된 도펀트 농도 예컨대, n형 도펀트 농도는 5E16 이상 예컨대, 5E17이상일 수 있다. 이러한 돌기(23)는 도전형 재질일 수 있다.1 to 3, the protrusions 23 may be electrically connected to the semiconductor layer 21. The protrusions 23 may be made of a semiconductor material. The protrusion 23 may include the same material as the semiconductor layer 21. The protrusion 23 may include a conductive semiconductor, for example, an n-type semiconductor or a p-type semiconductor. The protrusions 23 may be arranged as compound semiconductors of group II to VI elements. The projections 23 may include at least one of group II and group V compound semiconductors and group III and group V compound semiconductors. The protrusions 23 may be formed of at least one of GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, and ZnO. The projections 23 may include a composition formula of In x Al y Ga 1-xy N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + y? The protrusion 23 may include a GaN-based semiconductor. The protrusions 23 may be a single layer or a multi-layer, and may include different semiconductor layers in the case of the multi-layer. The dopant concentration added to the protrusion 23, for example, the n-type dopant concentration may be 5E16 or more, for example, 5E17 or more. The protrusion 23 may be a conductive type material.

상기 돌기(23)는 상기 반도체층(21)으로부터 돌출될 수 있다. 상기 돌기(23)는 복수개가 일정한 주기(D1)로 배열되거나, 서로 다른 주기로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 돌기(23)는 복수의 열(R1)로 배치될 수 있으며, 각각의 열(R1)에는 복수의 돌기(23)가 소정 주기(D3)을 갖고 배열될 수 있다. 상기 주기(D3)은 Y축 방향의 거리이며, X축 방향의 주기(D1)와 동일하거나 다를 수 있다.The projections 23 may protrude from the semiconductor layer 21. A plurality of the protrusions 23 may be arranged at regular intervals D1 or may be arranged at different intervals, but the invention is not limited thereto. The protrusions 23 may be arranged in a plurality of rows R1 and a plurality of protrusions 23 may be arranged in each row R1 with a predetermined period D3. The period D3 is a distance in the Y-axis direction, and may be the same as or different from the period D1 in the X-axis direction.

상기 돌기(23)는 기둥(rod) 형상일 수 있으며, 예컨대 다각 기둥이거나, 원 기둥 형상일 수 있으며, 또는 피라미드 형상일 수 있다. 상기 돌기(23)는 탑뷰 형상이 다각 형상 예컨대, 도 4의 (A)-(C)와 같이 육각 기둥, 팔각 기둥 또는 삼각 기둥 형상이거나, (D)와 같이 원 기둥 형상일 수 있다. 상기 돌기(23)의 상부는 피라미드 형상으로 형성되거나, 평탄한 수평 면으로 형성될 수 있다. 상기 돌기(23) 및 그 상부가 다각 형상을 갖는 경우, 표면적이 증가될 수 있다. 다른 예로서, 상기 돌기(23)는 적어도 일부가 뿔 형상이거나 뿔대 형상을 포함할 수 있다. 상기 돌기(23)들은 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 이러한 돌기(23)들의 표면적은 증가될 수 있고, 상기 돌기(23)의 표면적이 증가됨으로써, 상기 돌기(23)의 표면에 배치된 감지재(51)에 의한 임피던스는 증가 또는 감소될 수 있다. The protrusions 23 may be in the form of a rod, for example, a polygonal column, a columnar columnar shape, or a pyramidal shape. The protrusion 23 may have a hexagonal column, octagonal column or triangular column shape as shown in FIG. 4 (A) - (C), or may have a columnar shape as shown in FIG. 4 (D). The upper portion of the protrusion 23 may be formed in a pyramid shape or a flat horizontal surface. When the projections 23 and the upper portion thereof have a polygonal shape, the surface area can be increased. As another example, the projections 23 may be at least partially horn-shaped or truncated. The protrusions 23 may be arranged in a matrix form. The surface area of the protrusions 23 can be increased and the surface area of the protrusions 23 can be increased so that the impedance due to the sensing material 51 disposed on the surface of the protrusions 23 can be increased or decreased.

도 2와 같이, 상기 돌기(23)의 너비(D2)는 나노(nanometer) 사이즈 및 그 이상일 수 있다. 상기 돌기(23)의 너비(D2)는 100nm 이상 예컨대, 100nm 내지 2000nm의 범위일 수 있다. 상기 돌기(23)의 너비(D2)가 100nm 미만일 경우 표면적이 줄어들어 감지재(51)가 차지하는 면적이 줄어들거나 돌기(23)를 형성하는 데 어려움이 있다. 상기 상기 돌기(23)의 너비(D2)가 2000nm 초과일 경우, 가스의 센서 감도가 저하될 수 있다. 상기 돌기(23)의 너비(D2)는 도 23과 같이, 100nm 이상의 직경에서 전류(photocurrent)가 증가됨을 알 수 있다. 상기 돌기(23)의 높이(H1)는 상기 절연층(31)의 두께(T1)보다 크게 배치될 수 있다. 상기 돌기(23)의 높이(H1)는 예컨대, 250nm 내지 2000nm의 범위를 가질 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우 돌기(23)의 표면적이 작아 센싱 면적이 줄어들 수 있고 상기 범위보다 큰 경우 돌기(23)가 파손될 수 있는 문제가 있다. 2, the width D2 of the protrusion 23 may be a nanometer size or more. The width D2 of the protrusion 23 may be in a range of 100 nm or more, for example, 100 nm to 2000 nm. When the width D2 of the protrusion 23 is less than 100 nm, the surface area is reduced and the area occupied by the sensing material 51 is reduced or the protrusion 23 is difficult to form. If the width D2 of the protrusion 23 exceeds 2000 nm, the sensor sensitivity of the gas may be deteriorated. As shown in FIG. 23, the width D2 of the protrusion 23 shows that the photocurrent increases at a diameter of 100 nm or more. The height H1 of the protrusion 23 may be greater than the thickness T1 of the insulating layer 31. [ The height H1 of the protrusion 23 may range from 250 nm to 2000 nm. If the protrusion 23 is smaller than the above range, the surface area of the protrusion 23 is small and the sensing area can be reduced. ) May be damaged.

상기 돌기(23)는 다른 예로서, 나노 분말(nano powder), 나노 선(nano wire), 탄소 나노 튜브(Carbon Nano Tube; CNT) 및 그라핀(graphene) 등의 물질을 이용할 수 있다. 다른 예로서, 상기 반도체층(21) 대신에, 상기 기판(11)과 상기 절연층(31) 사이에 금속 또는 비 금속 재질의 전도층을 배치할 수 있다. 상기 돌기(23)는 반도체 재질이거나 금속 또는 비 금속 재질로 형성될 수 있다. As another example of the protrusion 23, a material such as a nano powder, a nano wire, a carbon nanotube (CNT), and a graphene may be used. As another example, instead of the semiconductor layer 21, a conductive layer made of a metal or a non-metal material may be disposed between the substrate 11 and the insulating layer 31. The protrusions 23 may be formed of a semiconductor material or a metal or a non-metal material.

<절연층(31)><Insulating layer 31>

도 1 및 도 2와 같이, 상기 절연층(31)은 상기 반도체층(21) 상에 배치될 수 있다. 상기 절연층(31)은 질화물 또는 산화물계 절연 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 SiNx(X>0), SiO2, SiOx(X>0), SiOxNy(x>9,y>0), Si3N4, 및 Al2O3 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 절연층(31)이 SiN인 경우 상기 반도체층(21)과 동일한 장비로 형성할 수 있다. 다른 예로서, 상기 절연층(31)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 절연층(31)은 unintentionally doped 반도체이거나, n형 도펀트와 p형 도펀트가 첨가된 무극성 타입의 반도체일 수 있다. 상기 절연층(31)의 두께(T1)는 상기 기판(11)보다는 얇은 두께로 형성될 수 있다. 상기 절연층(31)의 두께(T1)는 상기 반도체층(21)의 두께보다 얇거나 두꺼울 수 있다. 상기 절연층(31)의 두께(T1)는 200nm 이상 예컨대, 500nm 내지 10000nm의 범위일 수 있다. 상기 절연층(31)의 두께(T1)가 상기 범위 미만인 경우 전기적인 간섭이 발생될 수 있고, 상기 범위를 초과한 경우 돌기(23)의 표면적이 줄어들거나 상기 가스 센서(10)의 사이즈가 증가될 수 있다. As shown in FIGS. 1 and 2, the insulating layer 31 may be disposed on the semiconductor layer 21. The insulating layer 31 may be formed of a nitride or an oxide based insulating material and may be formed of a material such as SiNx (X> 0), SiO 2 , SiO x (X> 0), SiO x N y ), Si 3 N 4 , and Al 2 O 3 . When the insulating layer 31 is made of SiN, the semiconductor layer 21 may be formed using the same equipment. As another example, the insulating layer 31 may be formed as a single layer or a multilayer. The insulating layer 31 may be an unintentionally doped semiconductor or a non-polar type semiconductor doped with an n-type dopant and a p-type dopant. The thickness T1 of the insulating layer 31 may be less than the thickness of the substrate 11. The thickness (T1) of the insulating layer 31 may be thinner or thicker than the thickness of the semiconductor layer 21. The thickness T1 of the insulating layer 31 may be in a range of 200 nm or more, for example, 500 nm to 10000 nm. If the thickness T1 of the insulating layer 31 is less than the above range, electrical interference may occur. If the thickness T1 exceeds the above range, the surface area of the projections 23 may decrease or the size of the gas sensor 10 may increase .

상기 감지재(51)는 상기 절연층(31) 상면에도 부착될 수 있다. 상기 절연층(31)은 상기 돌기(23)의 하부에 대응되는 영역에 제1개구부(33)를 가질 수 있다. 상기 제1개구부(33)의 너비(B1)는 상기 돌기(23)의 너비(D2)와 같거나 작을 수 있다. 즉, 상기 돌기(23)는 상기 제1개구부(33)의 너비(B1)와 같거나 큰 너비(D2)로 배치되어, 상기 제1개구부(33)와 Z축 방향으로 오버랩되거나 상기 절연층(31)의 일부와 Z축 방향으로 오버랩될 수 있다. 상기 제1개구부(33)는 탑뷰 형상이 원 형상이거나, 다각형 형상일 수 있다. 상기 제1개구부(33)는 상기 절연층(31)이 수직 방향으로 관통되는 홀(Hole)로서, 상기 반도체층(21)이 노출되는 영역일 수 있다. 상기 제1개구부(33)는 상기 돌기(23)의 개수와 동일한 개수로 배치될 수 있다. The sensing material 51 may also be attached to the upper surface of the insulating layer 31. The insulating layer 31 may have a first opening 33 in a region corresponding to a lower portion of the protrusion 23. The width B1 of the first opening 33 may be equal to or less than the width D2 of the projection 23. [ That is, the protrusions 23 are arranged at a width D2 that is equal to or greater than the width B1 of the first openings 33, overlapping the first openings 33 in the Z-axis direction, 31 in the Z-axis direction. The first opening 33 may have a circular top view or a polygonal top view. The first opening 33 may be a hole through which the insulating layer 31 penetrates in a vertical direction and may be a region in which the semiconductor layer 21 is exposed. The first openings 33 may be arranged in the same number as the number of the projections 23.

상기 절연층(31)은 제2 및 제3개구부(35,37)를 포함할 수 있다. 상기 제2개구부(35)에는 제1센서 전극(41)이 배치될 수 있으며, 상기 제3개구부(37)에는 제2센서 전극(43)이 배치될 수 있다. 상기 제2,3개구부(35,37)는 상기 제1개구부들(33)을 중심으로 서로 반대측에 배치될 수 있다. 상기 제2,3개구부(35,37)의 크기는 상기 제1개구부(33)의 크기보다는 클 수 있다. 상기 절연층(31)은 가스 센서(10) 상에서 제거될 수 있다. 이러한 절연층(31)의 제거 공정은 감지재 형성 후 제거될 수 있다. The insulating layer 31 may include second and third openings 35 and 37. The first sensor electrode 41 may be disposed in the second opening 35 and the second sensor electrode 43 may be disposed in the third opening 37. The second and third openings 35 and 37 may be disposed on opposite sides of the first openings 33. The size of the second and third openings 35 and 37 may be greater than the size of the first opening 33. The insulating layer 31 may be removed on the gas sensor 10. This removal process of the insulating layer 31 can be removed after the sensing reformation.

<감지재(51)>&Lt; Sensing material (51) >

상기 감지재(51)는 상기 돌기(23)의 표면에 배치될 수 있다. 상기 감지재(51)는 상기 돌기(23)의 표면과 상기 절연층(31)의 상면에 배치될 수 있다. 상기 감지재(51)는 금속 산화물 재질로 형성될 수 있다. 상기 감지재(51)는 주 감지 재료와 촉매를 포함할 수 있다. 상기 주 감지 재료는 금속 산화물 재질을 포함하며, 상기 촉매는 금속을 포함할 수 있다. 상기 주 감지 재료는 예컨대, SnO2, CuO, TiO2, In2O3, ZnO, V2O5, RuO2, WO3, ZrO2, MoO3 , NiO, CoO, Fe2O3, 및 AB2O4 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있으며, 이것으로 제한되지 않는 다양한 재료들로 이루어질 수 있다. 상기 감지재(51)의 촉매는 예컨대, 백금(Pt), 구리(Cu), 로듐(Rd), 금(Au), 팔라듐(Pd), 철(Fe), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 지르코늄(Zr), 나이오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 루태늄(Ru), 로듐(Rh), 은(Ag), 하프늄(Hf), 탄탈늄(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 이리듐(Ir) 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 이러한 촉매 재료는 감지재(51) 내의 도핑 재료로서, 상기 주 감지 재료와 혼합될 수 있다. 상기 감지재(51)는 센싱 및 촉매 속성들의 둘 모두를 가질 수 있는 재료들을 포함할 수 있다. 실시 예에 따른 감지재(51)의 재질은 감지하고자 하는 가스 종류에 따라 상기의 주 감지 재료와 촉매 중에서 선택적으로 혼합될 수 있다.The sensing material 51 may be disposed on the surface of the protrusion 23. The sensing material 51 may be disposed on the surface of the protrusion 23 and on the upper surface of the insulating layer 31. The sensing material 51 may be formed of a metal oxide material. The sensing material 51 may include a main sensing material and a catalyst. The main sensing material comprises a metal oxide material, and the catalyst may comprise a metal. The main sensing material may be selected from the group consisting of SnO 2 , CuO, TiO 2 , In 2 O 3 , ZnO, V 2 O 5 , RuO 2 , WO 3 , ZrO 2 , MoO 3 , NiO, CoO, Fe 2 O 3 , 2 O 4 , &Lt; / RTI &gt; and the like. The catalyst of the sensing material 51 may be at least one selected from the group consisting of Pt, Cu, Rh, Au, Pd, Fe, Ti, (Cr), nickel (Ni), aluminum (Al), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), rhodium Hf), tantalum (Ta), tungsten (W), rhenium (Re), iridium (Ir) Such a catalyst material may be mixed with the main sensing material as a doping material in the sensing material 51. [ The sensing material 51 may comprise materials that may have both sensing and catalytic properties. The material of the sensing material 51 according to the embodiment may be selectively mixed with the main sensing material and the catalyst depending on the kind of gas to be sensed.

상기 감지재(51)는 그레인(grain) 형상으로 제공될 수 있으며, 상기 그레인의 사이즈는 서로 동일하거나 다를 수 있다. 상기 그레인의 사이즈는 2nm 이상 예컨대, 2nm 내지 20nm의 범위일 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우 감지재(51)의 역할이 미미하며 상기 범위보다 큰 경우 감지재(51)의 분산 효과가 줄어들 수 있다. 상기 감지재(51)는 상기 돌기(23)들의 표면에 부착되어, 임피던스(impedance) 변화를 줄 수 있다. 여기서, 도 24와 같이, 이산화탄소(Carbon dioxide)의 농도가 증가함에 따라 상기 감지재의 그레인 사이즈가 더 작은 사이즈(예: microwave assisted)에서 감지 감도(sensing response)가 더 증가함을 알 수 있다. The sensing material 51 may be provided in a grain shape, and the sizes of the sensing materials 51 may be the same or different from each other. The size of the grain may be in the range of 2 nm or more, for example, in the range of 2 nm to 20 nm. If the grain size is smaller than the above range, the grain size of the grain 51 may be insignificant. . The sensing material 51 may be attached to the surface of the protrusions 23 to change the impedance. Here, as shown in FIG. 24, it can be seen that as the concentration of carbon dioxide increases, the sensing response of the sensing material is further increased at a smaller grain size (e.g., microwave assisted).

상기 감지재(51)는 1종류 또는 2종류 이상의 주 감지 재료를 혼합하고, 이 혼합된 재료에 1종류 또는 2종류의 촉매 재료를 도핑할 수 있다. 상기 촉매 재료는 상기 주 감지 재료의 5wt% 이하 예컨대, 1wt% 내지 5wt%의 범위로 첨가될 수 있으며, 상기 촉매 재료가 상기 범위를 초과하면 가스 감지 감도가 저하될 수 있다. 예를 들면, 상기 감지재(51)는 SnO2와 ZnO을 혼합할 경우, SnO2를 ZnO보다 더 많은 비율로 혼합할 수 있으며, 예컨대 SnO2:ZnO의 몰 비율은 1.1:1 ~ 2.5:1의 비율로 혼합할 수 있으며, 촉매 재료는 예컨대, 백금(Pt)을 상기 주 감지 재료의 1wt% 내지 3wt%의 범위로 도핑할 수 있다. The sensing material 51 can mix one or two or more kinds of main sensing materials, and the mixed material can be doped with one or two kinds of catalyst materials. The catalyst material may be added in an amount of 5 wt% or less, for example, 1 wt% to 5 wt% of the main sensing material, and the gas sensing sensitivity may be lowered when the catalyst material exceeds the above range. For example, when the SnO 2 and ZnO are mixed with each other, the sensing material 51 may mix SnO 2 in a larger proportion than ZnO, for example, the molar ratio of SnO 2 : ZnO may range from 1.1: 1 to 2.5: 1 , And the catalyst material can be doped with, for example, platinum (Pt) in the range of 1 wt% to 3 wt% of the main sensing material.

실시 예에 따른 가스 센서(10)가 반도체 소자로부터 발생된 광(L1)이 조사되었을 때 전자가 발생되며, 상기 감지재(51)는 대기 중에서 가장 큰 구성비를 차지하는 질소나 산소와 가장 먼저 반응이 일어날 수 있다. 상기 질소는 비활성 가스로서 가스 센서(10) 내의 감지재(51)와는 아무런 반응이 일어나지 않고, 산소는 감지재(51) 표면에서 흡착되어 O2-, O2 -및 O-등의 산화 이온 형태로 존재하게 되며, 이때 산화 이온과 가스가 반응하여 전자를 이동시켜 줄 수 있다. 이때 돌기(23)의 표면에서의 전자 이동에 따라 매우 큰 임피던스 변화, 즉 고감도 특성이 나타날 수 있다. 즉, 상기 감지재(51)는 광(L1)에 반응하여 발생된 전자와 산소의 반응으로 산화 이온을 생성시켜 주고, 상기 산화 이온은 가스와 반응하여 상기 감지재(51)를 통해 전자를 이동시켜 줄 수 있다. 이러한 감지재(51)에서의 전자 이동은 임피던스를 변화시켜 줄 수 있으며, 상기 감지재(51)의 임피던스 변화는 센서 전극들(41,43)에 의해 검출될 수 있다. 상기 가스가 감지된 감지재(51)의 임피던스는 상기 반도체층(21)의 임피던스 보다 높거나 낮을 수 있다. 상기 가스는 H2, CO2, CO, HCl, Cl2, H2S, H2, HCN 등을 포함할 수 있다. 상기 감지재(51)는 반도체 세라믹 재질로서, 공정 및 열 처리를 통해 수백 ㏀ 내지 수십 ㏁ 범위의 임피던스 값을 가질 수 있다. Electrons are generated when the light L1 generated from the semiconductor element is irradiated to the gas sensor 10 according to the embodiment and the sensing material 51 is first reacted with nitrogen or oxygen which occupies the largest composition ratio in the atmosphere Can happen. The nitrogen does not react with the sensing material 51 in the gas sensor 10 as an inert gas and oxygen is adsorbed on the surface of the sensing material 51 to form oxide ions such as O 2- , O 2 - and O - In this case, the oxide ions and the gas react with each other to move the electrons. At this time, a very large change in impedance, that is, a high sensitivity characteristic, may be caused by the electron movement on the surface of the projection 23. [ That is, the sensing material 51 generates oxidized ions by reaction of electrons generated in response to the light L1 and oxygen, and the oxidized ions react with the gas to move electrons through the sensing material 51 . The movement of electrons in the sensing material 51 can change the impedance and the impedance change of the sensing material 51 can be detected by the sensor electrodes 41 and 43. The impedance of the sensing material 51, which senses the gas, may be higher or lower than the impedance of the semiconductor layer 21. The gas may include H 2 , CO 2 , CO, HCl, Cl 2 , H 2 S, H 2 , HCN, and the like. The sensing material 51 may be a semiconductor ceramic material and may have an impedance value in the range of several hundreds of k [Omega] to several tens of M [Omega] through process and heat treatment.

<센서 전극(41,43)>&Lt; Sensor electrodes (41, 43) >

상기 센서 전극(41,43)은 반도체층(21) 상에 배치될 수 있다. 상기 센서 전극(41,43)은 상기 반도체층(21) 상에 전기적으로 연결되며 서로 이격된 제1센서 전극(41)과 제2센서 전극(43)을 포함한다. The sensor electrodes 41 and 43 may be disposed on the semiconductor layer 21. The sensor electrodes 41 and 43 include a first sensor electrode 41 and a second sensor electrode 43 which are electrically connected to each other on the semiconductor layer 21 and are spaced apart from each other.

상기 제1,2센서 전극(41,43)은 상기 돌기(23)들이 배치된 영역을 기준으로 서로 반대측에 위치할 수 있다. 상기 제1,2센서 전극(41,43) 사이의 영역에는 상기 돌기(23)들 중 적어도 하나 이상 또는 모두가 배치될 수 있다. The first and second sensor electrodes 41 and 43 may be located on opposite sides of the region where the protrusions 23 are disposed. At least one or more of the protrusions 23 may be disposed in a region between the first and second sensor electrodes 41 and 43.

상기 센서 전극(41,43)은 금속 재질 예컨대, 금(Au), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 티탄나이트라이드(TiN), 텅스텐(W), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir) 및 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나, 합금 또는 서로 다른 물질을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 센서 전극(41,43)은 접착층 및 본딩층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, Ti/Au의 층 구조 또는 Cr/Au의 구조로 형성될 수 있다. 상기 센서 전극(41,43)은 200nm 이상의 두께 예컨대, 300nm 이상의 두께로 형성될 수 있다. The sensor electrodes 41 and 43 may be formed of a metal material such as Au, Pt, Al, Ag, Ti, TiN, Layer or multi-layer using at least one of tungsten (W), ruthenium (Ru), iridium (Ir), and copper (Cu), an alloy or a different material. The sensor electrodes 41 and 43 may include a laminate structure of an adhesive layer and a bonding layer, and may be formed of a Ti / Au layer structure or a Cr / Au structure. The sensor electrodes 41 and 43 may have a thickness of 200 nm or more, for example, 300 nm or more.

상기 센서 전극(41,43) 각각의 X축 방향의 길이(C1)은 상기 센서 전극(41,43) 사이의 간격(C3)보다 작을 수 있다. 상기 센서 전극(41,43)의 Y축 방향의 길이(C2)는 상기 돌기(23)들이 배열되는 영역의 Y축 방향의 길이와 같거나 다르게 배치될 수 있다. 상기 제1,2센서 전극(41,43)은 상기 반도체층(21)에 전기적으로 연결되며 상기 돌기(23)들의 표면에 부착된 감지재(51)에 의한 임피던스 변화를 검출할 수 있다. 이러한 제1,2센서 전극(41,43)에 의한 임피던스 변화를 통해 가스 누설 유무를 센싱할 수 있다.The length C1 in the X-axis direction of each of the sensor electrodes 41 and 43 may be smaller than the interval C3 between the sensor electrodes 41 and 43. [ The length C2 of the sensor electrodes 41 and 43 in the Y-axis direction may be equal to or different from the length of the region in which the protrusions 23 are arranged in the Y-axis direction. The first and second sensor electrodes 41 and 43 are electrically connected to the semiconductor layer 21 and can detect a change in impedance due to the sensing material 51 attached to the surface of the protrusions 23. The presence or absence of gas leakage can be sensed through the impedance change caused by the first and second sensor electrodes 41 and 43.

상기 제1,2센서 전극(41,43)은 와이어를 통해 회로 기판이나 패키지 내의 리드 패턴에 연결되거나, 다이 본딩될 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1,2센서 전극(41,43)은 상기 반도체층(21) 위에 배치된 예로 설명하였으나, 상기 반도체층(21)의 하면에 배치되거나, 비아 구조를 통해 상기 기판(11) 아래에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 상기 기판(11)이 전도성 재질인 경우 상기 제1,2센서 전극(41,43)은 상기 기판(11) 아래에 배치될 수 있다.The first and second sensor electrodes 41 and 43 may be connected to a lead pattern in a circuit board or a package through a wire, or may be die-bonded. As another example, although the first and second sensor electrodes 41 and 43 are disposed on the semiconductor layer 21, the first and second sensor electrodes 41 and 43 may be disposed on the lower surface of the semiconductor layer 21, ). &Lt; / RTI &gt; As another example, when the substrate 11 is made of a conductive material, the first and second sensor electrodes 41 and 43 may be disposed under the substrate 11.

실시 예에 따른 감지재(51)는 반도체 소자 예컨대, LED(light emitting diode)로부터 방출된 광을 조사받을 수 있다. 상기 감지재(51)는 LED로부터 방출된 광이 조사되면 전자를 발생하게 되며, 상기 발생된 전자는 주변 산소와 반응하여 O2-, O2 -및 O-등과 같은 산화 이온을 생성하게 되며, 상기 산화 이온은 가스와 반응하면 전자를 이동시켜 줄 수 있다. 이러한 전자의 이동에 따른 감지재(51)의 임피던스가 변화하게 된다. 상기 임피던스의 변화는 상기 반도체층(21)에 연결된 제1,2센서 전극(41,43) 사이의 임피던스 변화로 나타나며, 이러한 임피던스 변화는 제1,2센서 전극(41,43)에 연결된 신호 검출 회로에 의해 가스 감지를 검출될 수 있다. 도 25와 같이, 감지재에 자외선 광이 조사되고 외부의 이산화 질소(NO2)가 유입된 경우, 감지재의 저항 변화에 따라 센싱 감도의 레벨이 변화하게 되고, 이에 따라 가스 감지 여부를 판별할 수 있다. 이때 상기 센싱 감도의 레벨은 UV 광이 오프되면 로우 레벨이며, UV 광이 온 되면 하이 레벨이 될 수 있다.The sensing material 51 according to the embodiment may be irradiated with light emitted from a semiconductor element, for example, a light emitting diode (LED). When the light emitted from the LED is irradiated, the sensing material 51 generates electrons. The generated electrons react with the surrounding oxygen to generate oxide ions such as O 2- , O 2 - and O - The oxide ions can move electrons when they react with the gas. The impedance of the sensing material 51 changes with the movement of the electrons. The change in the impedance is caused by a change in impedance between the first and second sensor electrodes 41 and 43 connected to the semiconductor layer 21. The change in impedance is caused by the signal detection connected to the first and second sensor electrodes 41 and 43 Gas detection can be detected by the circuit. 25, when the ultraviolet light is irradiated to the sensing material and the external nitrogen dioxide (NO 2 ) flows in, the level of the sensing sensitivity changes according to the resistance change of the sensing material. Accordingly, have. At this time, the level of the sensing sensitivity may be a low level when the UV light is off, and may be a high level when the UV light is on.

상기 LED는 자외선, 가시광선 또는 적외선의 광 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 LED는 자외선 광을 포함할 수 있다. 상기 감지재(51)는 상기 자외선 광(L1)이 조사되면, 감지재의 표면으로 전자를 발생하게 된다. 상기 자외선 파장은 390nm 이하 예컨대, 200nm 내지 390nm의 범위를 가질 수 있다. 상기 자외선의 파장은 주 감지 재료의 밴드 갭에 따라 다를 수 있다. 예컨대, SnO2의 경우 밴드 갭은 3.6eV 정도일 수 있다. 도 22와 같이, 감지재에 자외선(UV) 광이 조사될 경우 예컨대, 254nm 또는 365nm인 경우 전류가 흐르게 됨을 알 수 있다. 실시 예는 LED의 광을 이용하여 전자를 발생시키는 가스 센서(10)를 제공함으로써, 가스 센서(10)의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다. 실시 예는 히터 없이 LED의 광을 이용한 가스 센서(10)를 구현함으로써, 히터의 내구성 문제나 히터에 의한 웜 업 타입(Warm up time)과 같은 시간이 소요되는 문제를 해결할 수 있다.The LED may include at least one of ultraviolet light, visible light, and infrared light. The LED may comprise ultraviolet light. The sensing material 51 generates electrons on the surface of the sensing material when the ultraviolet light L1 is irradiated. The ultraviolet wavelength may have a wavelength of 390 nm or less, for example, 200 nm to 390 nm. The wavelength of the ultraviolet light may be different depending on the band gap of the main sensing material. For example, in the case of SnO 2 , the band gap may be about 3.6 eV. As shown in FIG. 22, when ultraviolet (UV) light is irradiated on the sensing material, it is understood that a current flows when the sensing material is, for example, 254 nm or 365 nm. The embodiment can improve the reliability of the gas sensor 10 by providing the gas sensor 10 that generates electrons using the light of the LED. The embodiment realizes the gas sensor 10 using the light of the LED without the heater, thereby solving the problems of the durability of the heater and the warm-up time of the heater.

실시 예는 반도체 재질의 돌기(23)들을 기둥 형태로 돌출시켜 주고 상기 돌기(23)의 표면에 감지재(51)를 분산시켜 접촉시켜 줌으로써, 상기 돌기(23)들의 표면적을 늘려줄 수 있다. 이에 따라 가스 센서(10)의 가스 감지 감도를 개선시켜 줄 수 있다. 실시 예는 가스 센서(10)를 소형화할 수 있다. 실시 예는 별도의 히터를 구동하지 않게 되므로 가스 센서(10)의 소비전력을 줄일 수 있다. The surface of the protrusions 23 can be increased by protruding protrusions 23 made of a semiconductor material in a column shape and contacting and dispersing the sensing material 51 on the surface of the protrusions 23. Accordingly, the gas sensing sensitivity of the gas sensor 10 can be improved. The embodiment can downsize the gas sensor 10. The embodiment does not drive a separate heater, so the power consumption of the gas sensor 10 can be reduced.

실시 예는 돌기(23)들이 상기 절연층(31)의 제1개구부(33)를 통해 정렬될 수 있어, 상기 돌기(23)들의 개수 및 높이를 조절할 수 있다. 이러한 돌기(23)들의 표면적이나 개수를 효율적으로 조절할 수 있다.The protrusions 23 can be aligned through the first openings 33 of the insulating layer 31 so that the number and height of the protrusions 23 can be adjusted. The surface area or the number of the projections 23 can be efficiently controlled.

실시 예는 반도체층(21) 및 돌기(23)의 재질이 반도체 재질이므로, 이러한 반도체 재질에 자외선 광을 조사할 경우 광 전류(photo current)가 흐르게 되고 상기 반도체층(21) 및 돌기(23)들의 임피던스가 변화하게 된다. 이러한 자외선 광에 의한 돌기(23) 내에서의 임피던스 변화와 상기 돌기(23)들의 표면에 분산된 감지재(51)의 임피던스 변화를 이용하여, 제1,2센서 전극(41,43)를 통해 가스 감지 상태를 검출할 수 있다.The semiconductor layer 21 and the protrusions 23 are formed of a semiconductor material so that a photo current flows when the semiconductor material is irradiated with ultraviolet light, So that the impedance of the antenna is changed. The first and second sensor electrodes 41 and 43 are connected to each other by using the impedance change in the protrusion 23 by the ultraviolet light and the impedance change of the sensing material 51 dispersed on the surface of the protrusions 23. [ The gas sensing state can be detected.

도 2와 같이, 상기 돌기(23)들의 간격(D4)은 상기 각 돌기(23)의 너비(D2)보다 클 수 있다. 예컨대, 상기 돌기(23)들의 간격(D4)은 1㎛ 이상 예컨대, 1㎛ 내지 3㎛의 범위일 수 있다. 상기 돌기(23)들의 간격이 상기 범위보다 크면 제1,2센서 전극(41,43)에 걸리는 임피던스가 커질 수 있으며, 상기 범위보다 작으면 인접한 돌기(23)에 분산된 감지재(51) 간의 간섭이 발생될 수 있다.2, the distance D4 between the protrusions 23 may be greater than the width D2 of the protrusions 23. As shown in FIG. For example, the distance D4 between the projections 23 may be in the range of 1 占 퐉 or more, for example, 1 占 퐉 to 3 占 퐉. If the distance between the protrusions 23 is larger than the above range, the impedance applied to the first and second sensor electrodes 41 and 43 may be increased. If the distance is smaller than the above range, Interference may occur.

실시 예에서 상기 절연층(31) 상으로 노출된 상기 돌기(23)들의 표면적이 100%인 경우, 상기 감지재(51)는 상기 돌기(23)들의 표면적의 10% 이상 예컨대, 10% 내지 80%의 범위의 면적을 갖고 분산 분포될 수 있다. 상기 감지재(51)가 상기 범위보다 작은 경우 감지재(51)의 분포 면적의 조절이 어렵고 상기 범위보다 큰 경우 필름 형태의 감지재(51)로 형성될 수 있어, 가스 센서(10)의 감도(sensitivity)가 저하될 수 있다. The sensing member 51 may have a surface area of 10% or more, for example, 10% to 80% of the surface area of the protrusions 23 when the surface area of the protrusions 23 exposed on the insulating layer 31 is 100% % &Lt; / RTI &gt; It is difficult to control the distribution area of the sensing material 51 when the sensing material 51 is smaller than the above range and can be formed as a sensing material 51 in the form of a film when the sensing material 51 is larger than the above range, the sensitivity may be lowered.

도 1 및 2를 참조하면, 상기 제1,2센서 전극(41,43) 사이의 돌기(23)들은 M행 ×N열 이상(M≥1, N≥1)일 수 있다. 상기 제1센서 전극(41)는 상기 돌기(23)와 제1간격(G1)으로 이격될 수 있으며, 상기 제1간격(G1)은 상기 돌기(23) 간의 간격(D4)보다 클 수 있다. 상기 제1간격(G1)은 5㎛ 이상 예컨대, 5㎛ 내지 15㎛의 범위일 수 있다. 상기 제1간격(G1)이 상기 범위보다 작은 경우 돌기(23)들과 인접하기 때문에 제2개구부(35)의 형성에 어려움이 발생될 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우 가스 센서의 사이즈가 커질 수 있다. 상기 제2센서 전극(43)과 인접한 돌기(23) 사이의 제2간격(G2)은 상기 제1간격(G1)과 동일하거나 다를 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 1 and 2, protrusions 23 between the first and second sensor electrodes 41 and 43 may be M rows × N columns or more (M ≧ 1, N ≧ 1). The first sensor electrode 41 may be separated from the protrusion 23 by a first gap G1 and the first gap G1 may be larger than a gap D4 between the protrusions 23. [ The first gap G1 may be in the range of 5 占 퐉 or more, for example, 5 占 퐉 to 15 占 퐉. If the first gap G1 is smaller than the above range, it may be difficult to form the second opening 35 because it is adjacent to the protrusions 23. If it is larger than the above range, the size of the gas sensor may be increased have. The second gap G2 between the second sensor electrode 43 and the adjacent protrusion 23 may be equal to or different from the first gap G1 and is not limited thereto.

실시 예에서 제1,2센서 전극(41,43) 간의 간격(C3)은 50㎛ 이상일 수 있다. 상기 제1,2센서 전극(41,43) 간의 간격(C3)은 100㎛ 내지 200㎛의 범위일 수 있다. 상기 제1,2센서 전극(41,43) 간의 간격(C3)이 상기 범위보다 작으면 돌기(23)들의 간격이 좁아지거나 돌기(23)들의 개수가 줄어들어 가스 감지의 감도가 저하될 수 있고, 상기 범위보다 클 경우 임피던스가 증가될 수 있다.In the embodiment, the interval C3 between the first and second sensor electrodes 41 and 43 may be 50 탆 or more. The distance C3 between the first and second sensor electrodes 41 and 43 may be in the range of 100 m to 200 m. If the distance C3 between the first and second sensor electrodes 41 and 43 is smaller than the above range, the interval between the projections 23 may be narrowed or the number of the projections 23 may be reduced, If it is larger than the above range, the impedance can be increased.

실시 예에 따른 돌기(23)의 상부는 피라미드 형상을 갖는 다각뿔 구조를 가질 수 있다. 이러한 돌기(23)의 상부가 다각뿔 구조를 갖고 배치되므로, 상기 돌기(23)의 표면적을 증가시켜 줄 수 있다.The upper portion of the projection 23 according to the embodiment may have a polygonal pyramid shape. Since the upper portion of the protrusion 23 has a polygonal cone structure, the surface area of the protrusion 23 can be increased.

돌기(23)의 변형 예를 보면, 도 4의 (A)와 같이, 상기 돌기(23)는 6각 기둥 형상의 측면(S1)과 평탄한 상면(S2)을 가지거나, (B)와 같이 12각 기둥 형상의 측면(S1)을 갖고 평탄한 상면(S2)을 가질 수 있다. 이는 돌기가 4각 내지 12각 기둥 형상으로 변형될 수 있고, 그 상부는 평탄한 면이거나 뿔 구조를 가질 수 있다. 도 4의 (C)와 같이, 상기 돌기(23)는 삼각형 구조를 가질 수 있으며, 그 상부는 평탄한 상면(S2)이거나 뿔 구조를 가질 수 있으며, (D)와 같이 상기 돌기(23)는 원 기둥 형상일 수 있으며, 그 상부는 평탄한 상면(S2)을 갖거나 뿔 형상을 가질 수 있다. As shown in Fig. 4A, the projection 23 has a hexagonal prismatic side surface S1 and a flat upper surface S2. Alternatively, as shown in Fig. 4B, And can have a flat upper surface S2 having side surfaces S1 of each columnar shape. This is because the projections may be deformed into a quadrangular to hexagonal columnar shape, and the upper portion thereof may be a flat surface or a horn structure. As shown in FIG. 4C, the protrusion 23 may have a triangular structure, and the upper portion may be a flat upper surface S2 or a conical structure. As shown in FIG. 4D, And the upper portion thereof may have a flat upper surface S2 or may have a horn shape.

도 5는 도 2의 돌기의 변형 예이다. 도 5를 참조하면, 반도체층(21) 상에 절연층(31)이 배치되며 상기 절연층(31)의 제1개구부(33)를 통해 돌기(23)가 돌출될 수 있다. 상기 돌기(23)는 상기 절연층(31)의 제1개구부(33)와 동일한 형상을 갖는 하부(23A) 및 상기 절연층(31)의 상면보다 높게 돌출된 상부(23B)를 포함한다. 상기 돌기(23)의 상부(23B)의 바닥은 상기 제1개구부(33)의 둘레에 배치된 상기 절연층(31)의 상면 일부에 배치될 수 있다. 상기 돌기(23)의 하부(23A)는 상기 제1개구부(33)의 너비(B1)와 동일한 너비를 가질 수 있다. 상기 돌기(23)의 하부(23A)는 상기 제1개구부(33)의 형상과 동일한 형상을 가질 수 있다. 상기 돌기(23)의 상부(23B)는 다각뿔 형상 예컨대, 육각 뿔 형상을 가질 수 있다. 상기 돌기(23)의 상부(23B)가 다각뿔 형상인 경우, 상기 상부(23B)의 바닥은 상기 제1개구부(33)의 너비(B1)보다 넓은 너비(D1)를 가질 수 있다. 이러한 돌기(23)의 상부(23B)가 상기 제1개구부(33) 상에서 상기 제1개구부(33)의 둘레에 배치된 상기 절연층(31)의 상면에 배치됨으로써, 돌기(23)의 표면적을 증가시켜 줄 수 있다. 이러한 돌기(23)의 표면적에는 감지재(51)가 분산되어 배치될 수 있다. 제1,2센서 전극(41,43)은 상기 반도체층(21)과 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 감지재(51)에 조사된 LED의 광 예컨대, 자외선 광과 유입된 가스에 의해 임피던스 변화를 검출할 수 있다. 5 is a modification of the protrusion of Fig. 5, the insulating layer 31 is disposed on the semiconductor layer 21 and the protrusions 23 protrude through the first opening 33 of the insulating layer 31. [ The protrusion 23 includes a lower portion 23A having the same shape as the first opening portion 33 of the insulating layer 31 and an upper portion 23B protruding higher than the upper surface of the insulating layer 31. The bottom of the upper portion 23B of the protrusion 23 may be disposed on a part of the upper surface of the insulating layer 31 disposed around the first opening 33. [ The lower portion 23A of the protrusion 23 may have the same width as the width B1 of the first opening 33. [ The lower portion 23A of the protrusion 23 may have the same shape as that of the first opening 33. The upper portion 23B of the projection 23 may have a polygonal pyramid shape, for example, a hexagonal pyramid shape. The bottom of the upper portion 23B may have a width D1 greater than the width B1 of the first opening 33 when the upper portion 23B of the projection 23 is polygonal. The upper surface 23B of the projection 23 is disposed on the upper surface of the insulating layer 31 disposed around the first opening 33 on the first opening 33 so that the surface area of the projection 23 Can be increased. The sensing material 51 may be dispersed and disposed on the surface area of the projections 23. The first and second sensor electrodes 41 and 43 may be electrically connected to the semiconductor layer 21 and the impedance of the sensing material 51 may be changed by the light of the LED, Can be detected.

상기 반도체층(21) 및 돌기(23), 상기 감지재(51) 및 제1,2센서 전극(41,43)은 상기의 실시 예의 구성을 참조하기로 한다. 상기 돌기(23)의 하부(23A)의 외곽 형상과 상부(23B)의 외곽 형상은 서로 다른 형상을 가질 수 있다. The semiconductor layer 21, the protrusion 23, the sensing material 51, and the first and second sensor electrodes 41 and 43 will be described with reference to the structures of the above embodiments. The outer shape of the lower portion 23A of the projection 23 and the outer shape of the upper portion 23B may have different shapes.

도 6은 도 1의 가스 센서(10)에서 돌기(23)들의 다른 배열 형태를 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 돌기(23)들은 탑뷰에서 볼 때, 인접한 두 열(R1,R2)의 돌기(23)들의 개수가 다를 수 있다. 상기 인접한 열(R1,R2)의 돌기(23)들은 지그 재그 형태로 배열될 수 있다. 이 경우 제1,2센서 전극(41,43) 방향에 대응되는 돌기(23)들의 행의 개수는 늘어나는 효과가 있다. Fig. 6 is a view showing another arrangement of the projections 23 in the gas sensor 10 of Fig. Referring to Fig. 6, the projections 23 may differ in the number of the projections 23 of the two adjacent rows R1 and R2 when viewed from the top view. The projections 23 of the adjacent rows R1 and R2 may be arranged in a jig jig shape. In this case, the number of rows of protrusions 23 corresponding to the directions of the first and second sensor electrodes 41 and 43 is increased.

도 7은 도 1의 가스 센서(10)에서 돌기(23)들의 다른 배열 형태를 나타낸 도면이다.7 is a view showing another arrangement of the projections 23 in the gas sensor 10 of Fig.

도 7을 참조하면, 상기 돌기(23)들은 탑뷰에서 볼 때, 인접한 두 열(R1,R2)의 돌기(23,23C)들의 형상이 서로 다를 수 있다. 예컨대, 한 열(R1)의 돌기(23)들은 육각 기둥 형상이고, 다른 열(R2)의 돌기(23C)들은 삼각 기둥 형상을 가질 수 있다. 이러한 인접한 열(R1,R2)의 돌기(23,23C)들이 서로 다른 형상을 갖고 지그 재그로 배열될 수 있다. 다른 예로서, 상기 다른 열(R2)의 돌기들은 원 기둥일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 돌기(23,23C)들은 제1개구부의 형상에 따라 변경될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.Referring to FIG. 7, the protrusions 23 may have different shapes of the protrusions 23 and 23C of the two adjacent rows R1 and R2 when viewed from the top view. For example, the projections 23 of one row R1 may have a hexagonal columnar shape, and the projections 23C of the other row R2 may have a triangular columnar shape. The protrusions 23 and 23C of the adjacent rows R1 and R2 may have different shapes and arranged in a jig. As another example, the projections of the other row R2 may be circular columns, but are not limited thereto. The protrusions 23 and 23C may be changed according to the shape of the first opening, but are not limited thereto.

도 8을 참조하면, 센서 전극(41,43)은 가지 전극(41A,43A)을 포함할 수 있다. 제1센서 전극(41)은 절연층(31)의 제1 및 제3측면(S1,S3)에 인접하게 배치되고, 제2센서 전극(43)은 상기 절연층(31)의 제2 및 제4측면(S2,S4)에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 제1,2측면(S1,S2)은 서로 반대측 면이며, 제3,4측면(S3,S4)은 서로 반대측 면이며 상기 제1,2측면(S1,S2)과 직교하는 면일 수 있다. Referring to FIG. 8, the sensor electrodes 41 and 43 may include branch electrodes 41A and 43A. The first sensor electrode 41 is disposed adjacent to the first and third sides S1 and S3 of the insulating layer 31 and the second sensor electrode 43 is disposed adjacent to the second and third sides of the insulating layer 31. [ Four side surfaces S2, S4. The first and second side surfaces S1 and S2 may be opposite to each other and the third and fourth side surfaces S3 and S4 may be opposite to each other and perpendicular to the first and second side surfaces S1 and S2.

상기 제1센서 전극(41)은 적어도 하나의 제1가지 전극(41A)을 가지며, 상기 제1가지 전극(41A)은 상기 절연층(31)의 제2측면(S2) 방향을 향해 Y축 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제1가지 전극(41A)은 도 2의 반도체층(21) 상에 배치되고 상기 반도체층(21)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1가지 전극(41A)은 상기 제1센서 전극(41)의 X축 방향의 길이(C2)보다 작은 폭(C4)을 갖고 연장될 수 있다. 상기 제1가지 전극(41A)의 Y축 방향의 길이(C5)는 상기 돌기(23)의 Y축 방향의 주기(D3)보다는 클 수 있다. 이는 상기 제1가지 전극(41A)와 대응되는 영역에 적어도 2개 이상의 돌기(23)들이 배치될 수 있다. 상기 제1가지 전극(41A)은 돌기(23)들과 인접하게 배치되고 상기 제2센서 전극(43)과 대응될 수 있다. The first branched electrode 41A has at least one first branch electrode 41A extending in the Y-axis direction toward the second side S2 of the insulating layer 31, . The first branched electrode 41A may be disposed on the semiconductor layer 21 of FIG. 2 and may be electrically connected to the semiconductor layer 21. The first branched electrode 41A may extend with a width C4 smaller than the length C2 in the X axis direction of the first sensor electrode 41. [ The length C5 of the first branched electrodes 41A in the Y-axis direction may be greater than the period D3 of the protrusions 23 in the Y-axis direction. At least two protrusions 23 may be disposed in a region corresponding to the first branch electrode 41A. The first branched electrode 41A may be disposed adjacent to the protrusions 23 and may correspond to the second sensor electrode 43. [

상기 제2센서 전극(43)은 적어도 하나의 제2가지 전극(43A)을 가질 수 있으며, 상기 제2가지 전극(43A)은 상기 절연층(31)의 제1측면(S1) 방향을 항해 Y축 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제2가지 전극(43A)은 도 2의 반도체층(21) 상에 배치되고 상기 반도체층(21)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2가지 전극(43A)은 상기 제2센서 전극(43)의 X축 방향의 길이보다 작은 폭(예: C6)을 갖고 연장될 수 있다. 상기 제2가지 전극(43A)의 Y축 방향의 길이(C7)는 상기 돌기(23)의 Y축 방향의 주기(D3)보다는 클 수 있다. 이는 상기 제2가지 전극(43A)와 대응되는 영역에 적어도 2개 이상의 돌기(23)들이 배치될 수 있다. 상기 제2가지 전극(43A)은 돌기(23)들과 인접하게 배치되고 상기 제1센서 전극(41)과 대응될 수 있다. 상기 돌기(23)들은 센터 영역(A1)과 제1가지 전극(41A)에 인접한 영역(A2)와 제2가지 전극(43A)에 인접한 영역(A3)로 구분될 수 있으며, 상기 센터 영역(A1)은 제1,2센서 전극(41,43) 사이에 배치될 수 있다. The second branched electrode 43A may have at least one second branched electrode 43A and the second branched electrode 43A may be connected to the first side S1 of the insulating layer 31 in a direction Y And can extend in the axial direction. The second branched electrode 43A may be disposed on the semiconductor layer 21 of FIG. 2 and may be electrically connected to the semiconductor layer 21. The second branch electrode 43A may extend with a width (e.g., C6) smaller than the length of the second sensor electrode 43 in the X-axis direction. The length C7 of the second branched electrodes 43A in the Y-axis direction may be greater than the period D3 of the protrusions 23 in the Y-axis direction. At least two protrusions 23 may be disposed in a region corresponding to the second branched electrode 43A. The second branched electrode 43A may be disposed adjacent to the protrusions 23 and may correspond to the first sensor electrode 41. [ The protrusions 23 may be divided into a center area A1 and an area A2 adjacent to the first branched electrode 41A and an area A3 adjacent to the second branched electrode 43A. May be disposed between the first and second sensor electrodes 41 and 43.

상기 제1,2센서 전극(41,43)의 일부는 X축 방향으로 중첩될 수 있다. 이러한 제1,2센서 전극(41,43)에 가지 전극(41A,43A)을 배치하고, 상기 가지 전극(41A,43A)에 인접한 영역까지 돌기(23)들을 더 배치할 수 있다. 상기 돌기(23)들의 표면에는 감지재(51)가 분산 배치되어, LED로부터 방출된 광 예컨대, 자외선에 의해 반응하여 전자를 발생하고, 상기 발생된 전자와 주변 산소가 반응하여 산화 이온을 발생하고 상기 산화 이온과 가스가 반응하여 전자를 이동시켜 주어, 감지재(51)의 임피던스 변화를 검출할 수 있다. Portions of the first and second sensor electrodes 41 and 43 may overlap in the X-axis direction. The branch electrodes 41A and 43A may be disposed on the first and second sensor electrodes 41 and 43 and the protrusions 23 may be further disposed on a region adjacent to the branch electrodes 41A and 43A. On the surface of the protrusions 23, a sensing material 51 is dispersed and disposed to generate electrons by reacting with light emitted from the LED, for example, ultraviolet rays, and the generated electrons and peripheral oxygen react with each other to generate oxide ions The oxidizing ions and the gas react with each other to move the electrons, thereby detecting the change in the impedance of the sensing material 51.

도 9는 제2실시 예에 따른 가스 센서의 평면도이다. 제2실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 구성은 제1실시 예의 구성을 참조하기로 하며, 제1실시 예의 구성을 선택적으로 이용할 수 있다.9 is a plan view of the gas sensor according to the second embodiment. In describing the second embodiment, the same configuration as that of the first embodiment refers to the configuration of the first embodiment, and the configuration of the first embodiment can be selectively used.

도 9를 참조하면, 가스 센서는 절연층(31) 상에 반도체층(21)으로부터 돌출된 복수의 돌기(25)를 가지며, 상기 돌기(25)들은 제1,2센서 전극(41,43) 사이에 배치될 수 있다. 상기 복수의 돌기(25)는 X축 방향의 길이(D5)가 Y축 방향의 길이(D2)보다 2배 이상 긴 길이를 가질 수 있다. 상기 돌기(25)들은 X,Y축 방향 중 어느 한 축 방향 예컨대, X축 방향으로 스트라이프 형상을 가질 수 있다.9, the gas sensor has a plurality of protrusions 25 protruding from the semiconductor layer 21 on the insulating layer 31. The protrusions 25 protrude from the first and second sensor electrodes 41 and 43, As shown in FIG. The plurality of projections 25 may have a length D5 in the X-axis direction that is at least two times longer than a length D2 in the Y-axis direction. The protrusions 25 may have a stripe shape in any one of the X and Y axis directions, for example, the X axis direction.

상기 복수의 돌기(25)들은 Y축 방향으로 2열 이상이 배열될 수 있다. 상기 각 돌기(25)의 길이(D5)는 제1,2센서 전극(41,43)의 간격(C3)의 30% 이상 예컨대, 50% 이상일 수 있다. 상기 각 돌기(25)의 Y축 방향의 길이(D2)는 상기에 개시된 돌기(23)의 너비로서, 100nm 이상 예컨대, 100nm 내지 2000nm의 범위를 가질 수 있다. 이러한 돌기(25)의 표면에 실시 예에 개시된 감지재(51)를 분산 배치할 수 있다. 상기 돌기(25)들은 어느 한 축 방향으로 긴 길이로 제공됨으로써, 도 1의 돌기(25)의 표면적에 비해 더 넓은 표면적을 갖고 배치될 수 있다. 상기 제1,2센서 전극(41,43)은 LED로부터 광이 조사되고 외부 가스와 반응하는 감지재(51)의 임피던스 변화를 검출할 수 있다. The plurality of projections 25 may be arranged in two or more rows in the Y-axis direction. The length D5 of each protrusion 25 may be 30% or more, for example, 50% or more of the interval C3 between the first and second sensor electrodes 41 and 43. The length D2 of the protrusions 25 in the Y-axis direction may be in the range of 100 nm or more, for example, 100 nm to 2000 nm, as the width of the protrusions 23 described above. The sensing member 51 disclosed in the embodiment can be dispersedly disposed on the surface of the projection 25. [ The protrusions 25 may be provided with a long length in either one axial direction so that they have a larger surface area than the surface area of the protrusions 25 in Fig. The first and second sensor electrodes 41 and 43 can detect a change in impedance of the sensing material 51 that is irradiated with light from the LED and reacts with external gas.

도 10은 도 9의 변형 예로서, 돌기(26)의 표면에 복수의 리세스(26A) 및 돌출부 중 적어도 하나 또는 모두를 가질 수 있다. 상기 복수의 리세스(26A) 및 돌출부 중 적어도 하나 또는 모두는 상기 돌기(26)의 표면적을 증가시켜 줄 수 있다. 상기 리세스(26A)는 돌기(26)의 내측 방향을 향하여 Y축 방향으로 오목하며 수직 방향 예컨대, Z축 방향으로 길게 오목한 형상을 갖고 소정 간격으로 이격될 수 있다. 상기 리세스(26A) 각각은 측 단면이 다각형 형상이거나 반구형 형상일 수 있다. 상기 돌출부는 돌기(26)의 외측 방향을 향하여 Y축 방향 볼록하며 Z축 방향으로 긴 길이를 갖고 돌출될 수 있다. 상기 돌출부 각각은 측 단면이 다각형 형상이거나 반구형 형상일 수 있다. 이러한 돌기(26)의 표면 및 상기 리세스(26A) 또는/및 돌출부의 표면에 감지재(51)가 분산 배치될 수 있다. 이에 따라 전체 돌기(23)의 표면적을 증가시켜 줄 수 있어, 상기 감지재(51)에 의한 감지 감도를 높여줄 수 있다.Fig. 10 is a modification of Fig. 9, and may have at least one or both of a plurality of recesses 26A and protrusions on the surface of the protrusion 26. Fig. At least one or both of the plurality of recesses 26A and protrusions can increase the surface area of the protrusions 26. [ The recess 26A is concave in the Y-axis direction toward the inner side of the projection 26 and can be spaced apart by a predetermined distance in a shape of a long depression in the vertical direction, for example, the Z-axis direction. Each of the recesses 26A may have a polygonal or hemispherical cross-section. The protrusions may protrude in the Y-axis direction toward the outer side of the protrusions 26 and have a long length in the Z-axis direction. Each of the projections may have a polygonal or hemispherical cross-section. The sensing material 51 may be dispersedly disposed on the surface of the protrusion 26 and on the surface of the recess 26A and / or the protrusion. Accordingly, the surface area of the entire projections 23 can be increased, and the sensitivity of detection by the sensing material 51 can be increased.

도 11은 도 10의 가스 센서의 변형 예를 나타낸 도면이다. 11 is a view showing a modified example of the gas sensor of Fig.

도 11을 참조하면, 돌기(27)는 일 방향으로 긴 길이 예컨대, Y축 방향으로 긴 길이(D6)를 갖고 배열되며, 상기 돌기(27)들은 소정 영역에서 서로 연결될 수 있다. 상기 돌기(27)의 Y축 방향의 길이(D6)는 상기 제1,2센서 전극(41,43)의 Y축 방향의 길이(C2)의 30% 이상 예컨대, 50% 이상의 길이를 가질 수 있다. 인접한 돌기(27)들은 연결부(27B,27C)에 의해 서로 연결될 수 있다. 상기 연결부(27B,27C)들이 서로 다른 인접한 두 돌기(27)를 연결해 주므로, 상기 돌기(27)의 구조는 연속적으로 연결된 라인 형상으로 제공할 수 있다. 상기 돌기(27)의 연결부(27B,27C)는 인접한 두 돌기(27)의 상/하단에서 연속적으로 서로 연결해 줄 수 있다. 상기 돌기(27)에는 리세스(27A) 또는/및 돌출부가 배치될 수 있으며, 상기 리세스(27A) 또는/및 돌출부는 수직 방향으로 긴 홈이나 돌출된 형상으로 배치될 수 있다. Referring to FIG. 11, the projections 27 are arranged with a length D6 which is long in one direction, for example, in the Y-axis direction, and the projections 27 can be connected to each other in a predetermined region. The length D6 of the projection 27 in the Y-axis direction may be 30% or more, for example, 50% or more of the length C2 in the Y-axis direction of the first and second sensor electrodes 41 and 43 . Adjacent projections 27 may be connected to each other by connecting portions 27B and 27C. Since the connection portions 27B and 27C connect the two adjacent projections 27, the structure of the projections 27 can be provided in a continuously connected line shape. The connection portions 27B and 27C of the projections 27 can be connected to each other at the upper and lower ends of two adjacent projections 27 continuously. The projection 27 may be provided with a recess 27A and / or a projection, and the recess 27A and / or the projection may be arranged in a vertically long groove or protruding shape.

도 12는 제3실시 예에 따른 가스 센서 또는 가스 감지 장치를 나타낸 사시도이다. 제3실시 예를 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예(들)의 구성과 동일한 부분은 선택적으로 이용할 수 있다. 12 is a perspective view showing a gas sensor or a gas sensing device according to the third embodiment. In describing the third embodiment, the same parts as those of the embodiment (s) disclosed above can be selectively used.

도 12를 참조하면, 가스 센서 또는 가스 감지 장치는 가스 센서부(10A) 및 이에 인접한 반도체 소자(101)를 포함할 수 있다. 상기 반도체 소자(101)는 상기 기판(11) 상에서 가스 센서부(10A)와 일체로 형성되거나 분리될 수 있다. 이 경우 상기 반도체 소자(101)가 가스 센서부(10A)를 포함하는 구조이거나, 상기 가스 센서부(10A)가 상기 반도체 소자(101)을 포함하는 구조일 수 있다. 상기 가스 센서부(10A)는 도 1 내지 도 11의 실시 예(들)에 개시된 가스 센서를 선택적으로 포함할 수 있으며, 상기 실시 에에 개시된 설명을 참조하기로 한다. 예컨대, 상기 가스 센서부(10A)는 반도체층(21), 상기 반도체층(21) 상에 복수의 돌기(23), 및 상기 복수의 돌기(23) 상에 감지재(51)를 포함한다. 상기 가스 센서부(10A)는 상기 반도체층(21)에 연결된 제1,2 센서 전극(41,43)을 포함한다. 상기 가스 센서부(10A)는 베이스측 기판(11)을 포함하며, 상기 반도체층(21)은 상기 기판(11) 상에 배치될 수 있다. 상기 반도체층(21) 상에는 절연층(31)이 배치될 수 있다.Referring to FIG. 12, a gas sensor or gas sensing device may include a gas sensor portion 10A and a semiconductor device 101 adjacent thereto. The semiconductor device 101 may be integrally formed or separated from the gas sensor portion 10A on the substrate 11. [ In this case, the semiconductor device 101 may include the gas sensor unit 10A, or the gas sensor unit 10A may include the semiconductor device 101. The gas sensor portion 10A may optionally include the gas sensor disclosed in the embodiment (s) of Figs. 1-11, and will be described with reference to the description disclosed in the above embodiment. For example, the gas sensor unit 10A includes a semiconductor layer 21, a plurality of protrusions 23 on the semiconductor layer 21, and a sensing material 51 on the plurality of protrusions 23. The gas sensor unit 10A includes first and second sensor electrodes 41 and 43 connected to the semiconductor layer 21. The gas sensor portion 10A includes a base side substrate 11 and the semiconductor layer 21 may be disposed on the substrate 11. [ An insulating layer 31 may be disposed on the semiconductor layer 21.

상기 가스 센서는 상기 기판(11)의 제1영역 상에 배치된 가스 센서부(10A)와, 상기 기판(11)의 제2영역 상에 배치된 반도체 소자(101)를 포함할 수 있다. 상기 제1,2영역은 상기 기판(11)의 상면의 서로 다른 영역일 수 있다. 상기 가스 센서부(10A)가 배치된 제1영역은 상기 반도체 소자(101)가 배치된 제2영역의 면적보다 작을 수 있다. 여기서, 상기 반도체 소자(101)는 상기 기판(11)을 포함하거나 상기 가스 센서부(10A)의 기판 상에 일체로 배치되거나 분리된 구성일 수 있다. 상기 가스 센서부(10A)는 상기 반도체 소자(101)의 측면들 중 적어도 한 측면에 인접하거나 대응되게 배치될 수 있다. The gas sensor may include a gas sensor portion 10A disposed on a first region of the substrate 11 and a semiconductor device 101 disposed on a second region of the substrate 11. [ The first and second regions may be different regions on the upper surface of the substrate 11. The first area where the gas sensor part 10A is disposed may be smaller than the area of the second area where the semiconductor device 101 is disposed. Here, the semiconductor device 101 may include the substrate 11 or may be integrally disposed or separated on the substrate of the gas sensor unit 10A. The gas sensor portion 10A may be disposed adjacent to or corresponding to at least one side of the side surfaces of the semiconductor device 101. [

상기 반도체 소자(101)는 자외선, 가시 광선 또는 적외선 광을 발광할 수 있으며, 예컨대 자외선 광을 발광할 수 있다. 상기 반도체 소자(101)는 발광소자, 수광 소자 등 각종 전자 소자 포함할 수 있으며, 발광소자와 수광소자는 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 반도체 소자(101)는 발광소자일 수 있다. 상기 발광소자는 전자와 정공이 재결합함으로써 빛을 방출하게 되고, 이 빛의 파장은 물질 고유의 에너지 밴드 갭(band gap)에 의해서 결정될 수 있다. 따라서, 방출되는 빛의 파장은 상기 물질의 조성에 따라 다를 수 있다. 상기 발광 소자는 LED(light emitting diode)를 포함할 수 있다.The semiconductor device 101 may emit ultraviolet light, visible light, or infrared light, and may emit ultraviolet light, for example. The semiconductor device 101 may include various electronic devices such as a light emitting device and a light receiving device. The light emitting device and the light receiving device may include a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer. The semiconductor device 101 according to this embodiment may be a light emitting device. The light emitting device emits light by recombination of electrons and holes, and the wavelength of the light can be determined by an energy band gap inherent to the material. Thus, the wavelength of the emitted light may vary depending on the composition of the material. The light emitting device may include a light emitting diode (LED).

상기 반도체 소자(101)는 제1,2전극(141,143)으로 전원이 공급되면 광을 방출할 수 있다. 상기 반도체 소자(101)의 상면, 하면 및 측면들을 통해 방출된 광은 인접한 감지재(51)에 조사될 수 있다. 상기 제1,2센서 전극(41,43)은 상기 반도체 소자(101)로부터 광이 조사되고 외부 가스가 감지되면 돌기(28)에 부착된 감지재(51)의 임피던스 변화를 검출할 수 있다. 상기 돌기(28)는 실시 예에 개시된 돌기 설명 및 구조를 선택적으로 적용할 수 있다.The semiconductor device 101 may emit light when power is supplied to the first and second electrodes 141 and 143. Light emitted through the upper surface, the lower surface and the side surfaces of the semiconductor element 101 may be irradiated to the adjacent sensing material 51. The first and second sensor electrodes 41 and 43 can detect a change in impedance of the sensing member 51 attached to the protrusion 28 when light is irradiated from the semiconductor element 101 and external gas is sensed. The protrusion 28 can selectively apply the protrusion description and structure disclosed in the embodiment.

상기 가스 센서부(10A)는 반도체 소자(101) 사이의 영역은 홈(108)이 배치될 수 있으며, 상기 홈(108)에는 절연층(31)이 연장되어, 반도체 소자(101)와 분리시켜 줄 수 있다.The gas sensor part 10A may be provided with a groove 108 between the semiconductor elements 101 and the insulating layer 31 may be extended to the groove 108 to be separated from the semiconductor element 101 You can give.

도 13은 도 12의 반도체 소자의 개략 구성도이다. 13 is a schematic configuration diagram of the semiconductor device of Fig.

도 13을 참조하면, 반도체 소자(101)는 기판(11), 상기 기판(11) 상에 제1도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2도전형 반도체층(125)을 갖는 발광 구조층(120), 상기 발광 구조층(120) 상에 전극층(131), 상기 제1도전형 반도체층(121)에 연결된 제1전극(141) 및 상기 제2도전형 반도체층(125)에 연결된 제2전극(143)을 포함할 수 있다.13, a semiconductor device 101 includes a substrate 11, a first conductive semiconductor layer 121, an active layer 123, and a second conductive semiconductor layer 125 on the substrate 11 A light emitting structure layer 120, an electrode layer 131 on the light emitting structure layer 120, a first electrode 141 connected to the first conductive semiconductor layer 121, and a second conductive semiconductor layer 125, And a second electrode 143 connected to the second electrode 143.

상기 기판(11)은 전도성 또는 절연성 재질의 기판일 수 있으며, 또는 투광성 또는 비 투광성 재질의 기판일 수 있다. 상기 기판(11)은 사파이어 기판(Al2O3), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga2O3, GaAs와 같은 군에서 선택될 수 있다. 상기 기판(11)은 발광 소자를 지지하기 위한 층으로 사용될 수 있다. 상기 기판(11)은 실시 예에 개시된 가스 센서부(10A)의 기판(11)일 수 있다. The substrate 11 may be a substrate made of a conductive or insulating material, or a substrate made of a light-transmitting or non-light-transmitting material. The substrate 11 may be selected from the group consisting of a sapphire substrate (Al 2 O 3 ), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga 2 O 3 and GaAs. The substrate 11 can be used as a layer for supporting the light emitting element. The substrate 11 may be the substrate 11 of the gas sensor portion 10A disclosed in the embodiment.

상기 기판(11) 위에는 반도체층으로서, 버퍼층, 및 제1도전형 반도체층 중 적어도 하나가 배치될 수 있다. 실시 예는 상기 기판(11) 위에 가스 센서부(10A)의 반도체층(21)과 동일한 반도체층이 배치된 예로 설명하기로 한다.On the substrate 11, at least one of a semiconductor layer, a buffer layer, and a first conductivity type semiconductor layer may be disposed. In the embodiment, the same semiconductor layer as the semiconductor layer 21 of the gas sensor unit 10A is disposed on the substrate 11.

상기 발광 구조층(120)은 II족 내지 VI족 원소의 화합물 반도체 예컨대, II족 및 VI족 화합물 반도체 또는 III족 및 V족 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 상기 발광 구조층(120)의 제1도전형 반도체층(121)은 기판(11) 위에 배치되며 제1도전형 도펀트를 포함하며, 예컨대 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함한다. 상기 제1도전형 반도체층(121)은, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제1도전형 반도체층(121)은 제1도전형 도펀트가 도핑된 III족-V족 원소의 화합물 반도체 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(121)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The light emitting structure layer 120 may include compound semiconductors of group II to VI elements, for example, group II and group V compound semiconductors, or group III and group V compound semiconductors. The first conductivity type semiconductor layer 121 of the light emitting structure layer 120 is disposed on the substrate 11 and includes a first conductive type dopant and an n type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, Te, . The first conductivity type semiconductor layer 121 includes a composition formula of In x Al y Ga 1 -x- y N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + y? The first conductive semiconductor layer 121 may be a compound semiconductor of a group III-V element doped with a first conductive dopant, for example, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, and AlGaInP. The first conductive semiconductor layer 121 may be formed as a single layer or a multilayer, but the present invention is not limited thereto.

상기 활성층(123)은 상기 제1도전형 반도체층(121) 위에 배치되며 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선(quantum wire) 구조 또는 양자 점(quantum dot) 구조를 선택적으로 포함한다. 상기 활성층(123)은 우물층과 장벽층의 주기를 포함한다. 상기 우물층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함하며, 상기 장벽층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함할 수 있다. 상기 우물층/장벽층의 주기는 예컨대, InGaN/GaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, AlGaN/AlGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/InAlGaN, AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs의 페어로 구현될 수 있다. 상기 우물층/장벽층의 주기는 2주기 이상으로 형성될 수 있으며, 상기 장벽층은 상기 우물층의 밴드 갭보다 넓은 밴드 갭을 가지는 반도체 물질로 형성될 수 있다. 상기 활성층(123)은 가시 광선부터 자외선까지의 파장 범위 내에서 선택적으로 발광할 수 있으며, 예컨대 자외선의 피크 파장을 갖는 광 또는 가시광선의 피크 파장의 광을 발광할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The active layer 123 is disposed on the first conductive semiconductor layer 121 and selectively includes a single quantum well, a multiple quantum well (MQW), a quantum wire structure, or a quantum dot structure . The active layer 123 includes a well layer and a barrier layer period. The well layer comprises a composition formula of In x Al y Ga 1 -x- y N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + y≤1), and wherein the barrier layer is In x Al y It may include a composition formula of Ga 1 -x- y N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + y≤1). InGaN / AlGaN, InGaN / InGaN, AlGaN / AlGaN, GaN / AlGaN, InAlGaN / InAlGaN, AlGaAs / GaAs, InGaAs / GaAs, InGaP / GaP, InGaN / InGaN, InGaN / InGaN, , InP / GaAs pairs. The period of the well layer / barrier layer may be two or more cycles, and the barrier layer may be formed of a semiconductor material having a band gap wider than the band gap of the well layer. The active layer 123 may selectively emit light within a wavelength range from visible light to ultraviolet light, and may emit light having a peak wavelength of ultraviolet light or light having a peak wavelength of visible light. However, the present invention is not limited thereto.

상기 제2도전형 반도체층(125)은 상기 활성층(123) 위에 배치되며 제2도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제2도전형 반도체층(125)은, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP와 같은 화합물 반도체 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(125)이 p형 반도체층이고, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba을 포함할 수 있다. The second conductive semiconductor layer 125 is disposed on the active layer 123 and doped with a second conductive dopant such as In x Al y Ga 1 -x- y N (0? X? 1, 0? y? 1, 0? x + y? 1). The second conductive semiconductor layer 125 may include at least one of compound semiconductors such as GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP and AlGaInP. The second conductive semiconductor layer 125 may be a p-type semiconductor layer, and the second conductive dopant may include Mg, Zn, Ca, Sr, and Ba as p-type dopants.

상기 전극층(131)은 투명한 층이거나 반사 재질의 층으로 구현될 수 있다. 상기 전극층(131)은 상기 제2도전형 반도체층(125) 상에 배치되며 상기 제2도전형 반도체층(125)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 반사 재질의 층은 금속 예컨대, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 투명한 층은 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), IZTO(Indium-Zinc-Tin-Oxide), IAZO(Indium-Aluminum-Zinc-Oxide), IGZO(Indium-Gallium-Zinc-Oxide), IGTO(Indium-Gallium-Tin-Oxide), AZO(Aluminum-Zinc-Oxide), ATO(Antimony-Tin-Oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 투명한 층과 상기 반사 재질의 층이 적층될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The electrode layer 131 may be a transparent layer or a reflective layer. The electrode layer 131 may be disposed on the second conductivity type semiconductor layer 125 and may be electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer 125. The reflective material layer may be formed of a metal or an alloy including at least one of metals such as Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Or may be formed in multiple layers. The transparent layer may be formed of indium tin oxide (ITO), indium-zinc-oxide (IZO), indium-zinc-tin-oxide (IZTO), indium- Zinc-Oxide), IGTO (Indium-Gallium-Tin-Oxide), AZO (Aluminum-Zinc-Oxide), and ATO (Antimony-Tin-Oxide). The transparent layer and the reflective material layer may be laminated, but the present invention is not limited thereto.

도 14는 도 12의 가스 센서 상에 반사 플레이트(160)가 배치될 수 있다. 상기 반사 플레이트(160)는 금속 재질 예컨대, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Fig. 14 can be arranged with the reflection plate 160 on the gas sensor of Fig. The reflection plate 160 may include at least one of a metal material such as Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au and Hf.

상기 반사 플레이트(160)는 반도체 소자(101)로부터 이격될 수 있으며, 상기 반도체 소자(101)로부터 방출된 광을 반사시켜 줄 수 있다. 예컨대, 자외선 광을 반사할 수 있다. 상기 반사 플레이트(160)는 내부에 구멍(162)을 가질 수 있으며, 상기 구멍(162)은 실시 예에 따른 가스 센서에서 감지할 수 있는 가스가 유입되는 구멍일 수 있다. 상기 구멍(162)은 상기 반도체 소자(101)로부터 방출된 광이 외부로 누설되지 않도록 최소의 크기를 가질 수 있다. 상기 구멍(162)은 적어도 하나 또는 2개 이상을 포함하며, 상기 돌기(28)들이 배치된 영역과 수직 방향으로 중첩되게 배치될 수 있다. 상기 반도체 소자(101) 및 상기 가스 센서부(10A)의 외측 둘레는 광 누설을 방지하기 위한 측벽이 배치될 수 있다. 상기 반도체 소자(101) 및 상기 가스 센서부(10A)의 하부에는 전원 공급을 위한 회로 기판이 배치될 수 있다.The reflection plate 160 may be spaced apart from the semiconductor element 101 and may reflect light emitted from the semiconductor element 101. For example, ultraviolet light can be reflected. The reflective plate 160 may have a hole 162 therein and the hole 162 may be a hole into which a gas detectable by the gas sensor according to the embodiment is introduced. The hole 162 may have a minimum size so that light emitted from the semiconductor element 101 is not leaked to the outside. The holes 162 may include at least one or more than two of the holes 162, and may be arranged so as to be overlapped with the region in which the protrusions 28 are disposed. The semiconductor device 101 and the gas sensor part 10A may have a sidewall for preventing leakage of light. A circuit board for power supply may be disposed below the semiconductor device 101 and the gas sensor unit 10A.

도 15는 제3실시 예의 변형 예로서, 가스 센서 또는 가스 감지 장치의 평면도이다.15 is a plan view of a gas sensor or a gas sensing device as a modification of the third embodiment.

도 15를 참조하면, 가스 센서 또는 가스 감지 장치는 복수의 가스 센서부(10A,10B)와 반도체 소자(101)를 포함할 수 있다. 제1가스 센서부(10A)는 기판(11)의 제1영역 상에 배치되며 제1돌기(29)들의 표면에 제1감지재(51)가 분산 배치되고, 상기 반도체 소자(101)는 상기 기판(11)의 제2영역 상에 배치되며, 상기 제2가스 센서부(10B)는 기판(11)의 제3영역 상에 배치되며 제2돌기(29A)들의 표면에 제2감지재(52)가 배치될 수 있다. Referring to FIG. 15, the gas sensor or the gas sensing device may include a plurality of gas sensor portions 10A and 10B and a semiconductor device 101. The first gas sensor part 10A is disposed on the first area of the substrate 11 and the first sensing material 51 is dispersed and disposed on the surfaces of the first projections 29, The second gas sensor portion 10B is disposed on the third region of the substrate 11 and the second sensing material 52 is disposed on the surface of the second projections 29A, May be disposed.

상기 제1,2가스 센서부(10A,10B)는 도 1 내지 도 11의 실시 예(들)에 개시된 가스 센서를 선택적으로 포함할 수 있으며, 상기 실시 에에 개시된 설명을 참조하기로 한다. 예컨대, 상기 제1,2가스 센서부(10A,10B)는 반도체층(21), 상기 반도체층(21) 상에 복수의 돌기(29,29A), 및 상기 복수의 돌기(29,29A) 상에 감지재(51,52)를 포함한다. 상기 제1,2가스 센서부(10A,10B)는 상기 반도체층(21)에 연결된 제1,2센서 전극(41,43)(42,44)을 포함한다. 상기 제1,2가스 센서부(10A,10B)는 베이스측 기판(도 12의 11)을 포함하며, 상기 반도체층(21)은 기판 상에 배치될 수 있다. 상기 반도체층(21) 상에는 절연층(도 12의 21)이 배치될 수 있다.The first and second gas sensor portions 10A and 10B may optionally include the gas sensor disclosed in the embodiment (s) of FIGS. 1 to 11, and the description disclosed in the above embodiment will be referred to. For example, the first and second gas sensor units 10A and 10B include a semiconductor layer 21, a plurality of protrusions 29 and 29A on the semiconductor layer 21, and a plurality of protrusions 29 and 29A (51, 52). The first and second gas sensor units 10A and 10B include first and second sensor electrodes 41 and 43 and 42 and 44 connected to the semiconductor layer 21. The first and second gas sensor units 10A and 10B include a base substrate 11 (FIG. 12), and the semiconductor layer 21 may be disposed on a substrate. An insulating layer (21 in FIG. 12) may be disposed on the semiconductor layer 21.

상기 제1 내지 3영역은 상기 기판의 상면의 서로 다른 영역일 수 있다. 상기 제2영역은 상기 제1,3영역 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1,2가스 센서부(10A,10B)는 상기 반도체 소자(101)의 측면들 중 적어도 한 측면에 배치되거나, 서로 반대측 측면에 배치되거나, 서로 다른 측면에 배치될 수 있다.The first to third regions may be different regions on the upper surface of the substrate. The second region may be disposed between the first and third regions. The first and second gas sensor units 10A and 10B may be disposed on at least one side of the side surfaces of the semiconductor device 101, at opposite sides thereof, or at different sides thereof.

상기 제1,2가스 센서부(10A,10B)가 배치된 제1,3영역은 상기 반도체 소자(101)가 배치된 제2영역의 면적보다 작을 수 있다. 여기서, 상기 반도체 소자(101)는 도 12와 같은 기판을 포함하거나 상기 가스 센서부(10A,10B)의 하부에 배치된 기판 상에 일체로 배치되거나 분리된 구성일 수 있다.상기 제1,2감지재(51,52)는 서로 다른 가스를 감지하기 위한 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 SnO2-Fe인 경우 H2S 가스를 감지할 수 있으며, SnO2-Pd인 경우 H2 가스를 감지할 수 있고, TiO2-Cu인 경우 CO2 또는 CO를 감지할 수 있으며, SnO20-Cu인 경우 HCl 또는 Cl2 가스를 감지할 수 있다. 상기 제1,2감지재(51,52)는 서로 다른 종류의 가스를 감지하는 감지재일 수 있다.The first and third regions where the first and second gas sensor units 10A and 10B are disposed may be smaller than the area of the second region where the semiconductor device 101 is disposed. Here, the semiconductor device 101 may include a substrate as shown in FIG. 12, or may be integrally disposed or separated on a substrate disposed below the gas sensor units 10A and 10B. The sensing material 51 and 52 may be formed of a material for sensing different gases. For example, the sensing materials 51 and 52 may detect H 2 S gas in the case of SnO 2 -Fe and detect H 2 gas in the case of SnO 2 -Pd. Can detect CO 2 or CO in the case of TiO 2 -Cu, and detect HCl or Cl 2 gas in the case of SnO 2 O-Cu. The first and second sensing materials 51 and 52 may be sensing materials for sensing gases of different kinds.

상기 제1,2가스 센서부(10A,10B) 사이에는 반도체 소자(101)가 배치될 수 있다. 상기 반도체 소자(101)는 예컨대, 도 13의 구조를 포함할 수 있으며, 자외선, 가시광선 또는 적외선 광을 발광할 수 있으며, 예컨대 자외선 광을 발광할 수 있다.A semiconductor device 101 may be disposed between the first and second gas sensor units 10A and 10B. The semiconductor device 101 may include, for example, the structure of FIG. 13, and may emit ultraviolet light, visible light, or infrared light, and may emit ultraviolet light, for example.

상기 제1,2감지재(51,52)는 제1,2돌기(29,29A)의 표면에 분산 배치될 수 있다. 상기 제1감지재(51)는 제1돌기(29)의 표면에 부착되며 반도체 소자(101)로부터 조사된 광과 외부의 가스(예: H2S)에 반응하고, 상기 제1,2센서 전극(41,43)는 상기 제1감지재(51)의 임피던스 변화를 검출할 수 있다. 상기 제2감지재(52)는 제2돌기(29A)의 표면에 부착되며 반도체 소자(101)로부터 조사된 광과 외부의 가스(예: HCl)에 반응하고, 제3,4센서 전극(42,44)는 상기 제2감지재(52)에 의한 임피던스 변화를 검출할 수 있다. The first and second sensing members 51 and 52 may be disposed on the surfaces of the first and second protrusions 29 and 29A. The first sensing material 51 is attached to the surface of the first projection 29 and reacts with light emitted from the semiconductor element 101 and an external gas such as H 2 S, The electrodes 41 and 43 can detect a change in impedance of the first sensing material 51. The second sensing material 52 is attached to the surface of the second projection 29A and reacts with light emitted from the semiconductor element 101 and an external gas such as HCl, , 44) can detect a change in impedance caused by the second sensing material (52).

상기 제1,2가스 센서부(10A,10B)와 상기 반도체 소자(101)는 기판(도 14의 11) 상에 배치되거나, 서로 분리되어 배치될 수 있다. The first and second gas sensor units 10A and 10B and the semiconductor device 101 may be disposed on a substrate (11 in FIG. 14) or separately from each other.

도 16은 제4실시 예에 따른 가스 감지 장치의 측 단면도이다.16 is a side cross-sectional view of the gas sensing device according to the fourth embodiment.

도 16을 참조하면, 가스 감지 장치(100)는 회로 기판(150), 상기 회로 기판(150) 상에 가스 센서(10), 상기 회로 기판(150) 상에 반도체 소자(101A), 상기 가스 센서(10) 및 반도체 소자(101A)를 감싸는 반사 측벽(110), 상기 반사 측벽(155) 상에 반사 플레이트(160)를 포함할 수 있다. 상기 가스 센서(10) 및 상기 반도체 소자(101A)는 서로 분리된 예로 설명하였으나, 도 12 또는 도 14와 같은 가스 센서로 구현될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 16, a gas sensing device 100 includes a circuit board 150, a gas sensor 10 on the circuit board 150, a semiconductor device 101A on the circuit board 150, A reflecting sidewall 110 surrounding the semiconductor device 10 and the semiconductor device 101A and a reflecting plate 160 on the reflecting sidewall 155. [ Although the gas sensor 10 and the semiconductor device 101A are described as being separated from each other, they may be realized by a gas sensor as shown in FIG. 12 or 14, but the invention is not limited thereto.

상기 회로 기판(150)은, 수지 재질의 PCB, 금속 코어를 갖는 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 중 적어도 하나를 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 회로 기판(150)은 세라믹 재질을 포함할 수 있다. The circuit board 150 may include at least one of a resin-made PCB, a metal core PCB (MCPCB) having a metal core, and a flexible PCB (FPCB), but is not limited thereto. The circuit board 150 may include a ceramic material.

상기 반사 측벽(155)은 세라믹 재질일 수 있다. 상기 반사 측벽(155)은 상기 회로 기판(150)과 동일한 세라믹 재질로 형성될 수 있다. 상기 회로 기판(150)은 상면에 복수의 회로 패턴(미도시)을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 회로 패턴은 상기 가스 센서(10) 및 반도체 소자(101A)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 회로 패턴은 가스 센서(10)의 센서 전극들과 와이어로 연결되거나 다른 전도성 부재를 통해 연결될 수 있다. 상기 회로 패턴은 반도체 소자의 전극들에 와이어를 통해 연결되거나 직접 본딩될 수 있다. The reflective sidewalls 155 may be made of a ceramic material. The reflective sidewalls 155 may be formed of the same ceramic material as the circuit board 150. The circuit board 150 may include a plurality of circuit patterns (not shown) on an upper surface thereof, and the plurality of circuit patterns may be electrically connected to the gas sensor 10 and the semiconductor device 101A. The circuit pattern may be connected to the sensor electrodes of the gas sensor 10 by a wire or through another conductive member. The circuit pattern may be connected to the electrodes of the semiconductor element through a wire or may be directly bonded.

상기 반사 측벽(155) 내부에는 가스 센서(10) 및 반도체 소자(101A)가 배치될 수 있다. 상기 반사 측벽(155) 상에는 반사 플레이트(160)가 배치되며, 상기 반사 플레이트(160)는 광을 반사하여 광의 누설을 방지할 수 있다. 상기 반사 측벽(155) 내부는 캐비티 구조 또는 오목한 리세스 구조로 형성될 수 있다. 상기 반사 측벽(155)의 상부 둘레에는 단차진 구조가 배치되며, 상기 단차진 구조 상에 반사 플레이트(160)가 밀착 결합될 수 있다. 상기 반사 플레이트(160)는 접착제(미도시)로 상기 반사 측벽(155)과 접촉될 수 있다. The gas sensor 10 and the semiconductor element 101A may be disposed inside the reflective sidewall 155. [ A reflective plate 160 is disposed on the reflective sidewall 155. The reflective plate 160 reflects light to prevent leakage of light. The inside of the reflective sidewall 155 may be formed with a cavity structure or a concave recessed structure. A stepped structure is disposed around the upper portion of the reflective sidewall 155, and the reflective plate 160 can be closely coupled to the stepped structure. The reflective plate 160 may be in contact with the reflective sidewall 155 with an adhesive (not shown).

상기 가스 센서(10)는 반도체 소자(101A)로부터 조사된 광과 반사 플레이트(160)의 구멍(162)을 통해 유입된 가스 예컨대, 유해 가스에 의해 가스 노출을 감지할 수 있다. The gas sensor 10 can detect gas exposure by the light irradiated from the semiconductor element 101A and the gas introduced through the hole 162 of the reflection plate 160, for example, a harmful gas.

상기 반도체 소자(101A) 및 가스 센서(10)는 회로 기판(150) 상에 분리되어 배치되었으나, 가스 센서(10)의 기판 상에 반도체 소자(101A)가 배치되어 일체형으로 배치될 수 있다.Although the semiconductor device 101A and the gas sensor 10 are separately disposed on the circuit board 150, the semiconductor device 101A may be disposed on the substrate of the gas sensor 10 so as to be integrally disposed.

도 17은 실시 예에 따른 가스 센서를 갖는 가스 감지 시스템의 블록 구성도이다.17 is a block diagram of a gas sensing system having a gas sensor according to an embodiment.

가스 센서(10)에 의해 감지된 임피던스 변화는 신호 처리 회로(171)에 의해 검출되며, 상기 신호 처리 회로(171)는 가스의 유입에 따른 임피던스 변화를 통해 가스를 검출하게 된다. 상기 신호 처리 회로(171)는 가스가 감지되면 송신 모듈(175)을 통해 유선 또는/및 무선을 통해 전달하거나, 출력 모듈(177)을 통해 알람 또는 표시 모드를 통해 사용자에게 알려줄 수 있다. 이러한 시스템은 제어부(173)가 배치될 수 있다. 상기 제어부(173)는 신호 처리 회로(171)의 출력 또는 송신을 제어할 수 있다. The impedance change sensed by the gas sensor 10 is detected by the signal processing circuit 171, and the signal processing circuit 171 detects the gas through a change in impedance due to the inflow of the gas. When the gas is detected, the signal processing circuit 171 can transmit the signal through the transmission module 175 by wire or wirelessly, or through the output module 177 through the alarm or display mode. The control unit 173 may be disposed in such a system. The control unit 173 can control the output or transmission of the signal processing circuit 171.

도 18 내지 도 21은 실시 예에 따른 가스 센서 제조 과정을 설명하기 위한 도면이다.18 to 21 are views for explaining a process of manufacturing the gas sensor according to the embodiment.

도 18을 참조하면, 기판(11) 위에 반도체층(21)이 성장될 수 있다. 상기 기판(11)은 상기 기판(11)은 전도성 또는 절연성 재질일 수 있다. 상기 기판(11)은 반도체 기판 또는 비반도체 기판일 수 있다. 상기 기판(11)은 투광성 또는 비 투광성 재질의 기판일 수 있다. 상기 기판(11)은 사파이어 기판(Al2O3), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga2O3, GaAs와 같은 군에서 선택될 수 있다. 상기 기판(11)은 GaN계 반도체 예컨대, GaN 반도체로 형성될 수 있다. 상기 기판(11)은 bulk GaN 단결정 기판일 수 있다. 상기 기판(11)은 가스 센서(10)를 지지하기 위한 지지부재로 사용될 수 있다. Referring to FIG. 18, a semiconductor layer 21 may be grown on a substrate 11. The substrate 11 may be a conductive or insulating material. The substrate 11 may be a semiconductor substrate or a non-semiconductor substrate. The substrate 11 may be a light-transmitting or non-light-transmitting substrate. The substrate 11 may be selected from the group consisting of a sapphire substrate (Al 2 O 3 ), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga 2 O 3 and GaAs. The substrate 11 may be formed of a GaN-based semiconductor, for example, a GaN semiconductor. The substrate 11 may be a bulk GaN single crystal substrate. The substrate 11 may be used as a support member for supporting the gas sensor 10. [

상기 반도체층(21)의 성장 장비는, 전자빔 증착기, PVD(physical vapor deposition), CVD(chemical vapor deposition), PLD(plasma laser deposition), 이중형의 열증착기(dual-type thermal evaporator) 스퍼터링(sputtering), MOCVD(metal organic chemical vapor deposition) 등에 의해 형성할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The growth equipment of the semiconductor layer 21 may be an electron beam evaporator, a physical vapor deposition (PVD), a chemical vapor deposition (CVD), a plasma laser deposition (PLD), a dual-type thermal evaporator sputtering, , Metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), or the like, but the invention is not limited thereto.

상기 반도체층(21)은 도전형 반도체를 포함할 수 있다. 상기 도전형 반도체층(21)은 n형 도펀트를 갖는 n형 반도체층이거나, p형 도펀트를 갖는 p형 반도체층일 수 있다. 실시 예는 n형 반도체층의 예로 설명하기로 한다. 상기 n형 도펀트는 예컨대 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 반도체층(21)은 II족 내지 VI족 원소의 화합물 반도체로 배치될 수 있다. 상기 반도체층(21)은 II족 및 VI족 화합물 반도체와, III족과 V족 화합물 반도체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 반도체층(21)은 예컨대 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, 및 ZnO 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 반도체층(21)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함할 수 있다. 상기 반도체층(21)은 GaN계 반도체를 포함할 수 있다. 상기 반도체층(21)은 단층 또는 다층일 수 있으며, 상기 다층인 경우 서로 다른 반도체층을 포함할 수 있다. The semiconductor layer 21 may include a conductive semiconductor. The conductive semiconductor layer 21 may be an n-type semiconductor layer having an n-type dopant or a p-type semiconductor layer having a p-type dopant. The embodiment will be described as an example of the n-type semiconductor layer. The n-type dopant may include a dopant such as Si, Ge, Sn, Se, and Te. The semiconductor layer 21 may be disposed as a compound semiconductor of group II to VI elements. The semiconductor layer 21 may include at least one of group II and group V compound semiconductors and group III and group V compound semiconductors. The semiconductor layer 21 may be formed of at least one of GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, and ZnO. The semiconductor layer 21 may include a composition formula of In x Al y Ga 1 -x- y N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + y? The semiconductor layer 21 may include a GaN-based semiconductor. The semiconductor layer 21 may be a single layer or a multilayer, and may include a different semiconductor layer in the case of the multi-layer.

상기 반도체층(21) 상에는 절연층(31)이 형성될 수 있다. 상기 절연층(31)은 상기 절연층(31)은 질화물 또는 산화물계 절연 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 SiNx(X>0), SiO2, SiOx(X>0), SiOxNy(x>9,y>0), Si3N4, 및 Al2O3 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 절연층(31)이 SiN인 경우 상기 반도체층(21)과 동일한 장비로 형성될 수 있다. 이러한 절연층(31)은 되거나, 증착 장비로 형성될 수 있다. 상기 절연층(31)은 반도체층(21)의 성장을 차단하기 위한 마스크 층으로 증착될 수 있다.An insulating layer 31 may be formed on the semiconductor layer 21. The insulating layer 31 is the insulation layer 31 may be formed of a nitride or oxide-based insulating material, for example, SiNx (X> 0), SiO 2, SiO x (X> 0), SiO x N y ( x > 9, y > 0) Si 3 N 4 , and Al 2 O 3 . If the insulating layer 31 is made of SiN, it may be formed of the same equipment as the semiconductor layer 21. This insulating layer 31 may be formed or formed by a deposition equipment. The insulating layer 31 may be deposited as a mask layer for blocking the growth of the semiconductor layer 21.

이후, 상기 절연층(31)에는 복수의 제1개구부(33)을 형성하게 된다. 상기 제1개구부(33)은 소정의 마스크 패턴을 통해 형성될 수 있다. 상기 제1개구부(33)는 원 형상, 다각 형상, 어느 한 방향으로 길이가 긴 형상일 수 있으며, 상기에 개시된 실시 예들의 돌기의 하부 형상일 수 있다.Thereafter, a plurality of first openings 33 are formed in the insulating layer 31. The first opening 33 may be formed through a predetermined mask pattern. The first opening 33 may have a circular shape, a polygonal shape, a long shape in any one direction, or a lower shape of the projection of the above-described embodiments.

도 19를 참조하면, 상기 절연층(31)의 제1개구부(33)이 형성되면, 반도체 성장 장비를 통해 반도체를 성장하게 되며, 이때 상기 제1개구부(33)을 통해 돌기들(23)들이 상기 반도체층(21)로부터 성장될 수 있다. 상기 돌기(23)들의 하부는 상기 제1개구부(33)의 형상에 따라 성장되며, 상기 제1개구부(33) 위에서는 성장 방법에 따라 수직한 기둥 형상으로 형성되거나, 피라미드 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 돌기(23)의 형상은 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.Referring to FIG. 19, when the first opening 33 of the insulating layer 31 is formed, the semiconductor is grown through the semiconductor growth equipment, and the protrusions 23 are formed through the first opening 33 Can be grown from the semiconductor layer (21). The lower portions of the protrusions 23 are grown in accordance with the shape of the first openings 33. The protrusions 23 may be formed in a vertical column shape or a pyramid shape on the first openings 33 according to a growth method . The shape of the projection 23 will be described with reference to the description of the embodiments disclosed above.

도 20을 참조하면, 상기 돌기(23)가 형성되면, 상기 절연층(31)에 제2,3개구부(35,37)이 배치되며, 상기 제2,3개구부(35,37)에 제1,2센서 전극(41,43)을 형성하게 된다. 도 21을 참조하면, 상기 제1,2센서 전극(41,43)이 형성되면, 미리 준비된 감지재(51)을 상기 돌기(23)의 표면에 증착하고 소결(Sintering)을 진행하게 된다. 상기 감지재(51)는 그레인 형태로 상기 돌기(23)의 노출된 표면 중에서 10% 이상의 면적으로 분산 증착될 수 있다. 상기 감지재(51)는 상기 절연층(31) 상면에도 부착될 수 있다. 상기 감지재(51)의 재질은 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 한다. 이때의 감지재(51)는 가스 센서의 종류에 따라 감지 재료가 선택될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 여기서, 상기 제1,2센서 전극(41,43)의 형성 과정과 상기 감지재(51)의 형성 과정은 서로 변경될 수 있다. Referring to FIG. 20, when the protrusion 23 is formed, the second and third openings 35 and 37 are disposed in the insulating layer 31, And two sensor electrodes 41 and 43 are formed. Referring to FIG. 21, when the first and second sensor electrodes 41 and 43 are formed, a sensing material 51 prepared in advance is deposited on the surface of the protrusion 23 and sintered. The sensing material 51 may be dispersed in an area of 10% or more of the exposed surface of the protrusion 23 in the form of a grain. The sensing material 51 may also be attached to the upper surface of the insulating layer 31. The material of the sensing material 51 will be described with reference to the description of the embodiments described above. The sensing material 51 may be selected depending on the type of the gas sensor, but is not limited thereto. Here, the process of forming the first and second sensor electrodes 41 and 43 and the process of forming the sensing material 51 may be changed.

실시예에 따른 가스 센서 또는 가스 센서 장치는 각 종 유독성 가스 또는 폭발성 가스와 같은 가스가 발생되는 장소나 장치 예컨대, 차량 램프와 같은 이동 장치에 적용되거나 밀폐된 공간에 적용될 수 있다. 또는 실내 또는 실외의 가스 센서 장치에 적용될 수 있다. The gas sensor or the gas sensor device according to the embodiment can be applied to a place where gases such as various kinds of toxic gas or explosive gas are generated, or to a space where the device is applied to a mobile device such as a vehicle lamp or an enclosed space. Or to an indoor or outdoor gas sensor device.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects, and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects and the like illustrated in the embodiments can be combined and modified by other persons skilled in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents of such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the embodiments.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. It can be seen that the modification and application of branches are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

10: 가스 센서
10A,10B: 가스 센서부
11: 기판
21: 반도체층
23: 돌기
31: 절연층
41,42,43,44: 센서 전극
51: 감지재
101,101A: 반도체 소자
120: 발광 구조층
121: 제1도전형 반도체층
123: 활성층
125: 제2도전형 반도체층
131: 전극층
141,143: 전극
10: Gas sensor
10A, 10B: gas sensor unit
11: substrate
21: semiconductor layer
23: projection
31: Insulating layer
41, 42, 43, 44:
51: Sensing material
101, 101A: Semiconductor device
120: light emitting structure layer
121: a first conductivity type semiconductor layer
123: active layer
125: second conductive type semiconductor layer
131: electrode layer
141, 143:

Claims (20)

기판;
상기 기판의 제1영역 상에 배치된 가스 센서부; 및
상기 기판의 제2영역 상에 배치된 반도체 소자를 포함하고,
상기 가스 센서부는,
복수의 돌기를 갖는 반도체층;
상기 돌기에 배치된 감지재; 및
상기 반도체층과 전기적으로 연결된 제1 및 제2센서 전극을 포함하며,
상기 반도체 소자는, 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하는 가스 센서.
Board;
A gas sensor disposed on a first region of the substrate; And
And a semiconductor device disposed on a second region of the substrate,
The gas sensor unit includes:
A semiconductor layer having a plurality of projections;
A sensing member disposed on the projection; And
And first and second sensor electrodes electrically connected to the semiconductor layer,
Wherein the semiconductor element includes a first conductivity type semiconductor layer, a second conductivity type semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer.
제1항에 있어서, 상기 반도체층 상에 배치되며 상기 복수의 돌기가 배치된 개구부를 갖는 절연층을 포함하며,
상기 돌기는 상기 절연층의 상면보다 돌출되는 가스 센서.
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising an insulating layer disposed on the semiconductor layer and having an opening in which the plurality of protrusions are disposed,
And the protrusion protrudes from the upper surface of the insulating layer.
제2항에 있어서, 상기 감지재는 상기 돌기들의 표면에 분산된 가스 센서.The gas sensor according to claim 2, wherein the sensing material is dispersed on the surface of the projections. 제2항에 있어서, 상기 돌기의 일부는 다각 기둥 형상, 원 기둥 형상 또는 피라미드 형상 중 적어도 하나를 포함하는 가스 소자.The gas device according to claim 2, wherein a part of the projection includes at least one of a polygonal columnar shape, a circular columnar shape, and a pyramidal shape. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반도체층과 상기 제1도전형 반도체층은 상기 기판 상에서 서로 분리되며,
상기 반도체층은 상기 기판과 상기 절연층 사이에 배치되는 가스 센서.
The semiconductor light emitting device according to any one of claims 2 to 4, wherein the semiconductor layer and the first conductivity type semiconductor layer are separated from each other on the substrate,
Wherein the semiconductor layer is disposed between the substrate and the insulating layer.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 돌기는 상기 제1센서 전극과 상기 제2센서 전극 사이에 배치되며,
상기 제1,2센서 전극은 상기 반도체층 위에 배치되는 가스 센서.
5. The sensor device according to any one of claims 1 to 4, wherein the plurality of protrusions are disposed between the first sensor electrode and the second sensor electrode,
Wherein the first and second sensor electrodes are disposed on the semiconductor layer.
제6항에 있어서, 상기 반도체층은 n형 도펀트를 갖는 반도체를 포함하는 가스 센서.7. The gas sensor of claim 6, wherein the semiconductor layer comprises a semiconductor having an n-type dopant. 제7항에 있어서, 상기 반도체층은 II족 및 VI족 화합물 반도체와 III족 및 V족 화합물 반도체 중 적어도 하나를 포함하는 가스 센서.8. The gas sensor according to claim 7, wherein the semiconductor layer comprises at least one of group II and group V compound semiconductors and group III and group V compound semiconductors. 제7항에 있어서, 상기 돌기는 상기 반도체층과 동일한 반도체를 포함하는 가스 센서.8. The gas sensor according to claim 7, wherein the protrusion includes the same semiconductor as the semiconductor layer. 제6항에 있어서, 상기 감지재는 주 감지 재료와 촉매를 포함하며,
상기 주 감지 재료는 SnO2, CuO, TiO2, In2O3, ZnO, V2O5, RuO2, WO3, ZrO2, MoO3, NiO, CoO, Fe2O3, 및 AB2O4 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함하며,
상기 촉매는 백금(pt), 구리(Cu), 로듐(Rd), 금(Au), 팔라듐(Pd), 철(Fe), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 지르코늄(Zr), 나이오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 루태늄(Ru), 로듐(Rh), 은(Ag), 하프늄(Hf), 탄탈늄(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 및 이리듐(Ir) 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함하는 가스 센서.
7. The sensor according to claim 6, wherein the sensing material comprises a main sensing material and a catalyst,
The main sensing material is SnO 2, CuO, TiO 2, In 2 O 3, ZnO, V 2 O 5, RuO 2, WO 3, ZrO 2, MoO 3, NiO, CoO, Fe 2 O 3, and AB 2 O 4 At least one, or two or more,
The catalyst may be selected from the group consisting of platinum, copper, rhodium, gold, palladium, iron, titanium, vanadium, chromium, nickel, (Al), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), silver (Ag), hafnium (Hf), tantalum , Tungsten (W), rhenium (Re), and iridium (Ir).
제10항에 있어서, 상기 감지재는 자외선 광에 의해 전자를 발생하며,
상기 반도체 소자는 자외선 광을 방출하는 가스 센서.
The method of claim 10, wherein the sensing material generates electrons by ultraviolet light,
Wherein the semiconductor element emits ultraviolet light.
제5항에 있어서, 상기 감지재는 상기 절연층을 통해 돌출된 상기 돌기들의 표면적의 10% 이상의 면적을 갖고 배치되는 가스 센서.6. The gas sensor according to claim 5, wherein the sensing material is disposed with an area of 10% or more of the surface area of the protrusions protruding through the insulating layer. 제5항에 있어서, 상기 돌기들은 일 방향으로 긴 길이를 가지는 가스 센서.The gas sensor according to claim 5, wherein the protrusions have a long length in one direction. 제13항에 있어서, 상기 돌기들은 서로 연결되는 가스 센서.14. The gas sensor of claim 13, wherein the protrusions are connected to each other. 제5항에 있어서, 상기 반도체 소자는 상기 제1도전형 반도체층에 연결된 제1전극, 및 상기 제2도전형 반도체층에 연결된 제2전극을 포함하며, 자외선 광을 발광하는 가스 센서.The gas sensor as claimed in claim 5, wherein the semiconductor element includes a first electrode connected to the first conductivity type semiconductor layer, and a second electrode connected to the second conductivity type semiconductor layer, and emits ultraviolet light. 회로 기판;
상기 회로 기판의 제1영역 상에 배치된 가스 센서; 및
상기 회로 기판의 제2영역 상에 배치된 반도체 소자를 포함하며,
상기 가스 센서는,
도전형의 반도체층;
상기 반도체층 상에 복수의 제1개구부를 갖는 절연층;
상기 절연층의 제1개구부를 통해 상기 반도체층으로부터 돌출된 복수의 돌기;
상기 돌기의 표면에 감지재; 및
상기 반도체층에 전기적으로 연결된 제1,2센서 전극을 포함하는 가스 감지 장치.
A circuit board;
A gas sensor disposed on a first region of the circuit board; And
And a semiconductor element disposed on a second region of the circuit board,
The gas sensor comprises:
A conductive semiconductor layer;
An insulating layer having a plurality of first openings on the semiconductor layer;
A plurality of protrusions protruding from the semiconductor layer through a first opening of the insulating layer;
A sensing material on the surface of the projection; And
And first and second sensor electrodes electrically connected to the semiconductor layer.
제16항에 있어서, 상기 감지재는 상기 돌기의 표면에 그레인 형태로 분산 배치되는 가스 감지 장치.17. The gas sensing device according to claim 16, wherein the sensing material is dispersed and arranged in a shape of a grain on a surface of the projection. 제17항에 있어서, 상기 돌기들은 상기 제1,2센서 전극 사이에 배치되며,
상기 가스 센서 및 상기 반도체 소자의 둘레에 반사 측벽, 상기 가스 센서 및 상기 반도체 소자 상에 가스 유입을 위한 구멍을 갖는 반사 플레이트를 포함하며,
상기 반도체 소자는 자외선 광을 상기 감지재에 조사하는 가스 감지 장치.
18. The apparatus of claim 17, wherein the protrusions are disposed between the first and second sensor electrodes,
And a reflective plate having reflective sidewalls around the gas sensor and the semiconductor element, the gas sensor, and a hole for gas entry on the semiconductor element,
Wherein the semiconductor element irradiates ultraviolet light onto the sensing material.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감지재는, 주 감지 재료와 촉매를 포함하며,
상기 주 감지 재료는 SnO2, CuO, TiO2, In2O3, ZnO, V2O5, RuO2, WO3, ZrO2, MoO3, NiO, CoO, Fe2O3, 및 AB2O4 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함하며,
상기 촉매는 백금(pt), 구리(Cu), 로듐(Rd), 금(Au), 팔라듐(Pd), 철(Fe), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 지르코늄(Zr), 나이오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 루태늄(Ru), 로듐(Rh), 은(Ag), 하프늄(Hf), 탄탈늄(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 및 이리듐(Ir) 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함하는 가스 센서.
19. The sensor according to any one of claims 16 to 18, wherein the sensing material comprises a main sensing material and a catalyst,
The main sensing material is SnO 2, CuO, TiO 2, In 2 O 3, ZnO, V 2 O 5, RuO 2, WO 3, ZrO 2, MoO 3, NiO, CoO, Fe 2 O 3, and AB 2 O 4 At least one, or two or more,
The catalyst may be selected from the group consisting of platinum, copper, rhodium, gold, palladium, iron, titanium, vanadium, chromium, nickel, (Al), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), silver (Ag), hafnium (Hf), tantalum , Tungsten (W), rhenium (Re), and iridium (Ir).
기판 상에 n형 도펀트를 갖는 반도체층을 형성하는 단계;
상기 반도체층 상에 절연층을 형성하는 단계;
상기 절연층에 복수의 제1개구부를 형성하는 단계;
상기 제1개구부를 통해 상기 반도체층으로부터 돌출된 복수의 돌기를 형성하는 단계;
상기 반도체층 상에 서로 이격된 제1,2센서 전극을 형성하는 단계; 및
상기 돌기의 표면에 그레인 형태의 감지재를 분산시켜 증착하는 단계를 포함하는 가스 센서 제조 방법.
Forming a semiconductor layer having an n-type dopant on a substrate;
Forming an insulating layer on the semiconductor layer;
Forming a plurality of first openings in the insulating layer;
Forming a plurality of protrusions protruding from the semiconductor layer through the first opening;
Forming first and second sensor electrodes spaced apart from each other on the semiconductor layer; And
And dispersing and depositing a sensing material in the form of a grain on the surface of the projections.
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