KR20180067362A - 가스 센서, 가스 센서 제조방법 및 가스 감지 장치 - Google Patents
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Abstract
실시 예에 개시된 가스 센서는, 제1요철 구조를 갖는 지지부재; 상기 지지부재의 제1영역 위에 발광소자; 및 상기 지지부재의 제2영역 위에 제1센서부가 배치되며, 상기 발광소자는, 제1도전형 반도체층, 제2도전형 반도체층, 및 상기 제1도전형 반도체층과 상기 제2도전형 반도체층 사이에 활성층을 갖는 발광 구조층을 포함하며, 상기 제1센서부는, 상기 제1요철 구조 상에 배치되며 상기 발광소자로부터 방출된 광에 의해 저항이 변화되는 감지재; 상기 감지재에 접촉되는 제1센서 전극 및 제2센서 전극을 포함하며, 상기 제1요철 구조는 상기 제1,2센서 전극 사이에 배치된다.
Description
실시 예는 가스 센서에 관한 것이다.
실시 예는 가스 센서 제조방법에 관한 것이다.
실시 예는 센서부와 발광소자를 갖는 가스 센서에 관한 것이다.
실시 예는 가스 센싱을 위한 센서부와 발광소자를 갖는 가스 센서에 관한 것이다.
실시 예는 가스 검출을 위한 반도체형 소자 및 그 감지 장치에 관한 것이다.
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.
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.
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.
실시 예는 가스 검출을 위한 가스 센서 및 그 제조방법을 제공한다.
실시 예는 지지부재의 요철 구조에 감지재를 배치한 가스 센서 및 그 제조방법을 제공한다.
실시 예는 감지재의 활성화 및 저항 변화를 통해 상기 감지재에 연결된 센서 전극으로 센싱 감도를 검출하는 가스 센서 및 그 제조방법을 제공한다.
실시 예는 발광소자로부터 방출된 광에 반응하여 가스를 검출하는 센서부를 갖는 가스 센서 및 그 제조방법을 제공한다.
실시 예는 기판의 서로 다른 영역 상에 광을 조사하는 발광소자와 가스를 센싱하는 센서부를 갖는 가스 센서를 제공한다.
실시 예는 기판 상에 발광소자 및 상기 발광소자의 측면들 중 적어도 한 측면과 대응되는 영역에 하나 또는 복수의 센서부가 배치된 가스 센서를 제공한다.
실시 예는 가스 센서용 가스 센서를 제공한다.
실시 예는 가스 센서용 가스 센서를 갖는 감지 장치를 제공한다.
실시 예에 따른 가스 센서는, 제1요철 구조를 갖는 지지부재; 상기 지지부재의 제1영역 위에 발광소자; 및 상기 지지부재의 제2영역 위에 제1센서부가 배치되며, 상기 발광소자는, 제1도전형 반도체층, 제2도전형 반도체층, 및 상기 제1도전형 반도체층과 상기 제2도전형 반도체층 사이에 활성층을 갖는 발광 구조층을 포함하며, 상기 제1센서부는, 상기 제1요철 구조 상에 배치되며 상기 발광소자로부터 방출된 광에 의해 저항이 변화되는 감지재; 상기 감지재에 접촉되는 제1센서 전극 및 제2센서 전극을 포함하며, 상기 제1요철 구조는 상기 제1,2센서 전극 사이에 배치된다.
실시 예에 따른 감지 장치는, 캐비티를 갖는 패키지 몸체; 상기 캐비티 내에 배치된 가스 센서; 및 상기 가스 센서 상에 배치된 개구부를 갖는 반사 플레이트를 포함하며, 상기 가스 센서는, 제1요철 구조를 갖는 지지부재; 상기 지지부재의 제1영역 위에 발광소자; 및 상기 지지부재의 제2영역 위에 제1센서부가 배치되며, 상기 발광소자는, 제1도전형 반도체층, 제2도전형 반도체층, 및 상기 제1도전형 반도체층과 상기 제2도전형 반도체층 사이에 활성층을 갖는 발광 구조층을 포함하며, 상기 제1센서부는, 상기 제1요철 구조 상에 배치되며 상기 발광소자로부터 방출된 광에 의해 저항이 변화되는 제1감지재; 상기 제1감지재에 접촉되는 제1 및 제2센서 전극을 포함한다.
실시 예에 의하면, 상기 제1센서 전극 및 제2센서 전극은 상기 감지재 상에 배치되며, 상기 제1,2센서 전극은 상기 지지 부재의 리세스에 배치된다.
실시 예에 의하면, 상기 지지 부재의 제3영역 위에 제2센서부를 포함하며, 상기 지지 부재는 상기 제2센서부가 배치된 제2요철 구조를 포함한다.
실시 예에 의하면, 상기 발광소자는 상기 발광 구조층의 상면에 기판을 갖는 LED를 포함하며, 상기 발광소자는 자외선 광을 발생할 수 있다. 상기 지지부재는 절연성 또는 전도성 재질의 기판을 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1감지재는, 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.
실시 예는 발광소자로부터 조사된 광에 활성화되는 센서부를 가스 센서로 제공함으로써, 가스 센서의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 지지 부재의 하나 또는 복수의 요철 구조에 감지재를 도포함으로써, 감지재에 의한 불량 방지나 균일한 양의 감지재를 도포할 수 있는 효과가 있다.
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.
실시 예는 기판의 서로 다른 영역 위에 발광소자 및 센서부를 배치함으로써, 가스 센서의 사이즈를 소형화할 수 있다.
실시 예는 플립 칩 구조의 발광소자 및 이의 측면상에 센서부가 배치된 가스 센서를 구현할 수 있다.
실시 예는 수평형 칩 구조의 발광소자와 이의 측면 상에 센서부를 갖는 가스 센서를 구현할 수 있다.
실시 예는 수직형 칩 구조의 발광소자 및 이의 측면상에 센서부가 배치된 가스 센서를 구현할 수 있다.
실시 예는 가스 센서의 센싱 감도를 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 가스 감지를 위한 센서를 소형화할 수 있다.
실시 예는 가스 감지를 위한 센서의 소비전력을 줄일 수 있다.
실시 예는 가스 감지를 위한 센서 및 이를 갖는 감지 장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 가스 센서의 평면도이다.
도 2는 제1실시 예에 따른 가스 센서의 A-A측 단면도이다.
도 3는 도 2의 가스 센서의 부분 확대도이다.
도 4는 제2실시 예에 따른 가스 센서의 평면도이다.
도 5는 도 4의 가스 센서의 변형 예이다.
도 6 내지 도 9는 도 1의 가스 센서의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 10은 제3실시 예에 따른 가스 센서의 사시도이다.
도 11는 도 10의 가스 센서의 변형 예를 나타낸 사시도이다.
도 12는 도 10의 가스 센서를 갖는 감지 장치의 예를 나타낸 측 단면도이다.
도 13는 도 10 및 도 11의 발광 소자의 예이다.
도 14은 도 10 및 도 11의 발광 소자의 다른 예이다.
도 15은 실시 예에 따른 감지재의 표면적에 따른 감도를 나타낸 그래프이다.
도 16은 실시 예에 따른 기판의 요철 구조에 따른 감지재 표면의 면적 증가를 나타낸 그래프이다.
도 2는 제1실시 예에 따른 가스 센서의 A-A측 단면도이다.
도 3는 도 2의 가스 센서의 부분 확대도이다.
도 4는 제2실시 예에 따른 가스 센서의 평면도이다.
도 5는 도 4의 가스 센서의 변형 예이다.
도 6 내지 도 9는 도 1의 가스 센서의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 10은 제3실시 예에 따른 가스 센서의 사시도이다.
도 11는 도 10의 가스 센서의 변형 예를 나타낸 사시도이다.
도 12는 도 10의 가스 센서를 갖는 감지 장치의 예를 나타낸 측 단면도이다.
도 13는 도 10 및 도 11의 발광 소자의 예이다.
도 14은 도 10 및 도 11의 발광 소자의 다른 예이다.
도 15은 실시 예에 따른 감지재의 표면적에 따른 감도를 나타낸 그래프이다.
도 16은 실시 예에 따른 기판의 요철 구조에 따른 감지재 표면의 면적 증가를 나타낸 그래프이다.
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.
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.
<실시예>
도 1은 제1실시 예에 따른 가스 센서의 평면도이고, 도 2은 도 1의 가스 센서의 A-A측 단면도이고, 도 2는 도 1의 가스 센서의 부분 확대도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시 예에 따른 가스 센서는 지지부재(350) 및 상기 지지 부재(350) 상에 센서 전극(10,30), 및 상기 센서 전극(10,30)에 연결된 감지재(150)를 포함한다. 상기 센서 전극(10,30) 및 감지재(150)는 센서부로 정의될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 지지 부재(350)는 요철 구조(60)를 가지며, 상기 요철 구조(60) 상에는 상기 센서 전극(10,30) 및 감지재(150)가 배치될 수 있다. 상기 가스 센서 또는 센서부(105)는 상기 지지 부재(350) 상에 절연층(352)을 포함하며, 상기 절연층(352) 상에 상기 센서 전극(10,30) 및 감지재(150)가 배치될 수 있다.
상기 가스 센서 또는 센서부(105)의 사이즈는 가로 길이 × 세로 길이가 예컨대, (300㎛~20000㎛)×(300㎛~20000㎛)의 범위일 수 있다. 상기 가스 센서(105)의 두께 또는 높이는 500㎛ 이하 예컨대, 30㎛ 내지 500㎛의 범위를 가질 수 있다. 평면 상에서 제1축 방향은 가로 방향 또는 X축 방향이며, 제2축 방향은 세로 방향이거나 X축 방향과 직교하는 Y축 방향일 수 있다. 제3축 방향은 높이 또는 두께 방향이거나, 상기 제1,2축 방향과 직교하는 Z축 방향일 수 있다.
<지지부재(350)>
상기 지지부재(350)은 전도성 또는 절연성 재질일 수 있다. 상기 지지부재(350)은 반도체 기판 또는 비반도체 기판일 수 있다. 상기 지지부재(350)은 투광성 또는 비 투광성 재질의 기판일 수 있다. 상기 지지부재(350)은 사파이어 기판(Al2O3), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga2O3, GaAs와 같은 군에서 선택될 수 있다. 상기 지지부재(350)은 GaN계 반도체 예컨대, GaN 반도체로 형성될 수 있다. 상기 지지부재(350)은 n형 반도체층일 수 있다. 상기 지지부재(350)은 bulk GaN 단결정 기판일 수 있다. 상기 지지부재(350)은 센서를 지지하기 위한 베이스 부재로 사용될 수 있다.
상기 지지부재(350)의 두께는 30㎛이상 예컨대, 30㎛ 내지 3000㎛의 범위일 수 있으며, 상기 범위의 두께보다 작은 경우 제조 시의 핸들링이 어렵고 상기 범위보다 큰 경우 센서의 사이즈가 커질 수 있다. 상기 지지부재(350)은 제1축(X) 방향의 길이와 제2축(Y) 방향의 길이가 동일하거나 다를 수 있다. 상기 가스 센서(105)는 상기 지지부재(350)이 제거하거나 분리시켜 제공될 수 있다.
다른 예로서, 상기 지지부재(350)은 회로 기판일 수 있다. 상기 지지부재(350)이 회로 패턴을 갖는 회로 기판인 경우, 상기 회로 기판은 수지 재질의 PCB, 금속 코어를 갖는 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB), 세라믹 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 지지부재(350)는 상면에 요철 구조(60)을 가질 수 있다. 상기 요철 구조(60)은 오목한 오목 구조(62)와 볼록 구조(61)가 교대로 배치될 수 있다. 상기 오목 구조(62)은 복수의 볼록 구조(61) 사이에 각각 배치될 수 있다. 상기 오목 구조(62)와 상기 볼록 구조(61) 중 적어도 하나는 도 1과 같이 스트라이프 형상으로 배치되거나, 원형 또는 다각형 형상을 갖는 매트릭스 형상으로 배열될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 3과 같이, 상기 오목 구조(62)의 바닥 너비(D1)는 4㎛ 이상 예컨대, 4㎛ 내지 10㎛의 범위일 수 있다. 상기 오목 구조(62)의 깊이(H1)는 상기 오목 구조(62)의 바닥 너비(D1)보다 작을 수 있으며, 6㎛ 이하 예컨대, 2㎛ 내지 6㎛의 범위일 수 있다. 상기 오목 구조(62)의 깊이(H1)는 상기 지지 부재(350)의 두께(T1)의 50% 이하 예컨대, 60% 이하의 깊이일 수 있다. 상기 볼록 구조(61)의 상면 너비(D3)는 상기 오목 구조(62)의 바닥 너비(D1)와 동일하거나 4㎛ 이상 예컨대, 4㎛ 내지 10㎛의 범위에 배치될 수 있다. 이러한 오목 구조(62)과 볼록 구조(61)는 감지재(150)의 도포 면적을 증대시켜 줄 수 있다. 상기 볼록 구조(61)는 주기적으로 배열되거나 불규칙적으로 배열될 수 있다. 상기 오목 구조(62)는 깊어질수록 점차 좁은 너비를 가질 수 있으며, 상부 너비(D2)가 바닥 너비(D1)보다는 넓을 수 있다. 상기 오목 구조(62)의 측면의 경사 각도는 30도 이상 예컨대, 30도 내지 60도의 범위일 수 있다.
도 15는 감지재의 표면적에 따른 센싱 감도를 나타낸 그래프로서, 표면적이 증가할수록 센싱 감도가 비례하여 증가됨을 알 수 있다. 도 16과 같이, 기판의 요철 구조에 따른 표면적 증가에 따라 코팅되는 층인 감지재의 표면적도 비례하여 증가함을 알 수 있다.
상기 지지 부재(350)는 제1센서 전극(10)을 위한 제1리세스(15)과 제2센서 전극을 위한 제2리세스(35)가 배치될 수 있다. 상기 지지 부재(350)는 제1,2리세스(15,35)를 구비하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1,2리세스(15,35)의 바닥 너비(D4)는 상기 너비(D1,D2,D3)보다는 클 수 있다.
<절연층(352)>
상기 절연층(352)은 절연성 시트이거나 층일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 절연층(352)은 예컨대, 질화물 또는 산화물계 절연 재질을 포함할 수 있으며, 예컨대 SiN2 , SiN4 , Si3N4 중 적어도 하나를 포함하는 SixNy(x>0, y>0), SiO2을 포함하는 SiOx(X>0), SiO3Ny4을 갖는 SiOxNy(x>0,y>0), 및 Al2O3을 갖는 AlxOy(x>0, y>0)중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 절연층(352)는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 절연층(352)은 상기 지지부재(352)의 두께보다는 얇은 두께로 형성될 수 있다. 상기 절연층(352)의 두께는 200nm 이상 예컨대, 500nm 내지 10000nm의 범위일 수 있다. 상기 절연층(352)의 두께가 상기 범위 미만인 경우 전기적인 간섭이 발생될 수 있고, 상기 범위를 초과한 경우 상기 절연층(352)과 상기 지지부재(350) 사이의 응력이 너무 커져 상기 센서의 신뢰성이 저하될 수 있다. 상기 절연층(352)은 상기 지지부재(350)이 절연 재질인 경우, 제거될 수 있다.
상기 절연층(352)의 상면에는 상기 감지재(150), 및 센서 전극(10,30)이 배치될 수 있다. 상기 절연층(352)은 상기 지지부재(350)의 요철 구조(60)의 표면을 따라 요철 구조로 연장될 수 있다. 상기 절연층(352)은 상기 지지 부재(350)의 제1,2리세스(15,35) 상에 연장될 수 있다.
<감지재(150)>
실시 예에 따른 센서부의 감지재(150)는 소정 파장의 광에 활성화되는 재질을 포함할 수 있다. 상기 감지재(150)는 후술되는 발광 소자로부터 조사된 광에 의해 활성화될 수 있다. 상기 감지재(150)는 상기 발광 소자로부터 방출된 광이 진행되는 방향에 배치되거나, 광이 직접 조사되는 경로 또는 간접적으로 조사되는 경로 상에 배치될 수 있다.
상기 감지재(150)는 제1,2센서 전극(10,30)과 접촉될 수 있다. 상기 감지재(150)가 상기 요철 구조(60)를 따라 배치됨으로써, 상기 감지재(150)의 도포시 도포되는 양과 부피를 증가시켜 줄 수 있다. 상기 감지재(150)의 표면적을 증가시켜 줄 수 있다. 상기 감지재(150)는 조사된 광에 의해 활성화되고 외부 가스가 감지되면 제1,2센서 전극(10,30) 사이의 저항을 변화시켜 줄 수 있다.
상기 감지재(150)는 상기 요철 구조(60)의 표면에 균일한 두께를 갖도록 10㎛ 이하 예컨대, 4㎛ 내지 10㎛의 범위로 배치될 수 있다. 상기 감지재(150)가 상기 범위보다 작을 경우 분포가 균일하지 않을 수 있으며, 상기 범위보다 큰 경우 요철 구조(60)의 오목 구조(62)와 볼록 구조(61)에서의 두께가 달라지는 문제가 발생될 수 있다.
상기 감지재(150)는 상기 절연층(113)의 표면에 배치될 수 있다. 상기 감지재(150)는 금속 산화물 재질로 형성될 수 있다. 상기 감지재(150)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(150)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(150) 내의 도핑 재료로서, 상기 주 감지 재료와 혼합될 수 있다. 상기 감지재(150)는 센싱 및 촉매 속성들의 둘 모두를 가질 수 있는 재료들을 포함할 수 있다. 실시 예에 따른 감지재(150)의 재질은 감지하고자 하는 가스 종류에 따라 상기의 주 감지 재료와 촉매 중에서 선택적으로 혼합될 수 있다.
상기 감지재(150)는 그레인(grain)을 포함할 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(150)의 역할이 미미하며 상기 범위보다 큰 경우 센싱 감도가 저하될 수 있다.
상기 감지재(150)는 1종류 또는 2종류 이상의 주 감지 재료를 혼합하고, 이 혼합된 재료에 1종류 또는 2종류의 촉매 재료를 도핑할 수 있다. 상기 주 감지 재료는 1종 또는 2종을 혼합하여, 25mol% 내지 75mol%의 범위일 수 있으며, 가스 감지 특성 및 특정 가스에 반응할 수 있는 범위로 설정될 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 있고 상기 범위보다 작으면 감지 효과가 미미할 수 있다. 예를 들면, 상기 감지재(150)는 SnO2와 ZnO을 혼합할 경우, SnO2를 ZnO보다 더 많은 비율로 혼합할 수 있으며, 예컨대 SnO2:ZnO의 몰 비율은 1:1 ~ 1:2.5 혹은 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.
이하 표 1은 감지하고자 하는 타켓 가스와 감지재의 종류를 나타낸다.
| Target Gas | Sensing material | 종류 |
| Ethanol | ZnO, SnO2:Pt | Alcohol계 |
| Methanol | ZnO | |
| Propanol | ZnO:Fe2O3 | |
| CO | SnO2/TiO2:Nb | Carbon oxides계 |
| CO2 | ZnO | |
| NO | ZnO | Nitrogen oxides계 |
| NO2 | ZnO, SnO2:WO3 | |
| H2 | ZnO, SnO2:Pd | Hydrogen계 |
| NH3 | ZnO,WO3:Ti | Amonia계 |
| H2S | ZnO,SnO2:Ag | VOC계 |
| Acetone | ZnO, SnO2:Pd | |
| LPG | ZnO, SnO2:Ni | |
| SO2 | SnO2:V |
<센서 전극>
실시 예에 따른 센서부의 전극 구조는 감지재(150)에 접촉되고 상기 감지재(150)로부터 저항의 변화를 검출할 수 있는 패턴 구조를 포함할 수 있다. 상기 전극 구조는 제1센서 전극(151) 및 제2센서 전극(153)을 포함할 수 있다. 상기 제1센서 전극(151) 및 제2센서 전극(153)은 패드로 구현되거나, 상기 패드 및 이에 연장된 연장 패턴을 갖는 구조를 포함할 수 있다.
상기 제1,2센서 전극(10,30)은 와이어(wire)의 본딩을 위한 패드로서, 금속 재질 예컨대, 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 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 제1센서 전극(10)의 탑뷰 형상은 원 형상, 타원 형상, 다각형 형상, 반구형 형상 중 적어도 한 형상을 포함할 수 있다. 상기 제2센서 전극(30)은 상기 제1센서 전극(10)와 동일한 형상이거나 다른 형상일 수 있으며, 형상, 타원 형상, 다각형 형상, 반구형 형상 중 적어도 한 형상을 포함할 수 있다.
상기 제1,2센서 전극(10,30)은 상기 요철 구조(60)로부터 이격될 수 있다. 이는 제1,2센서 전극(10,30)에 요철 구조(60)를 배치할 경우, 와이어 본딩 불량이 발생될 수 있다.
상기 제1,2센서 전극(10,30)는 상기 감지재(150)의 상면에 접촉될 수 있다. 상기 감지재(150)는 상기 제1,2센서 전극(10,30)에 연결될 수 있다. 상기 제1,2센서 전극(10,30)은 상기 감지재(150)의 양측에 접촉되거나, 상기 감지재(150)의 어느 한 측에 접촉될 수 있다. 상기 제1,2센서 전극(10,30)는 상기 요철 구조(60)를 기준으로 서로 반대측에 배치될 수 있다. 상기 제1,2센서 전극(10,30)는 전기적으로 분리되며 상기 감지재(150)에 의해 연결될 수 있다.
상기 제1,2센서 전극(10,30)는 외부에 노출되므로, 산화 방지층을 포함할 수 있다. 상기 제1,2센서 전극(10,30)는 비 저항이 높은 물질 예컨대, 비 저항이 20 이상을 포함할 수 있다. 상기 니크롬은 비 저항이 108.3일 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1,2센서 전극(10,30)는 나노 분말(nano powder), 나노 선(nano wire), 나노 로드(nano rod), 탄소 나노 튜브(Carbon Nano Tube; CNT) 및 그라핀(graphene) 등의 물질을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시 예는 제1,2센서 전극(10,30) 사이의 요철 구조(60)의 표면을 따라 감지재(150)를 배치함으로써, 제1,2센서 전극(10,30)에 걸리는 초기 저항이 달라질 수 있다. 상기 제1,2센서 전극(10,30)에 접촉되며 임의의 파장을 갖는 광에 반응하는 감지재(150)를 배치하여, 저항을 변화시켜 주어, 가스 감지 여부를 검출할 수 있다. 실시 예는 가스 센서(105)의 사이즈 및 두께를 줄여줄 수 있다. 즉, 히터 없이 LED의 광을 이용한 센서를 구현함으로써, 히터의 내구성 문제나 히터에 의한 사이즈의 증가나, 웜 업 타입(Warm up time)과 같은 시간이 소요되는 문제를 해결할 수 있다.
실시 예에 따른 가스 센서 또는 센서부의 동작을 설명하면, 상기 감지재(150)는 제1,2센서 전극(10,30)의 표면에 접촉되어, 임피던스(impedance) 변화를 줄 수 있다. 상기 감지재(150)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(150)는 SnO2와 ZnO을 혼합할 경우, SnO2를 ZnO보다 더 많은 비율로 혼합할 수 있으며, 예컨대 SnO2:ZnO의 몰 비율은 1:1 ~ 1:2.5 혹은 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. 여기서, SnO2의 경우 밴드 갭이 3.6eV 정도 되므로, 발광소자로부터 방출된 광이 340nm인 경우, 포토 커런트(photo current)를 형성시켜 줄 수 있다. 상기 주 감지 재료의 입자 사이즈는 30nm 이상 예컨대, 30nm 내지 60nm의 범위를 가지며, 상기 입자 사이즈가 작으면 특성은 개선될 수 있으나 비용 증가 문제가 존재하고, 상기 범위보다 큰 경우 표면 에너지가 작아져 산소 공공(oxygen vacancy)을 만들지 못하는 문제가 발생될 수 있다.
감지재(150)의 표면으로 광이 입사될 수 있다. 상기 광은 발광 소자로부터 조사된 광일 수 있다. 상기 발광 소자는 LED를 포함하며, 상기 LED는 자외선, 가시광선 또는 적외선의 광 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 LED는 자외선 광을 포함할 수 있다. 상기 감지재(150)는 상기 자외선 광이 조사되면, 감지재(150)의 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.
상기 감지재(150)에 자외선(UV) 광이 조사될 경우 예컨대, 254nm 또는 365nm인 경우 전류(Photo current)가 흐르게 됨을 알 수 있다. 실시 예는 LED의 광을 이용하여 전자를 발생시키는 가스 센서(105)를 제공함으로써, 가스 센서(105)의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다. 실시 예는 히터 없이 LED의 광을 이용한 가스 센서(105)를 구현함으로써, 히터의 내구성 문제나 히터에 의한 웜 업 타입(Warm up time)과 같은 시간이 소요되는 문제를 해결할 수 있다.
상기 제1,2센서 전극(10,30)은 상기 감지재(150)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 자외선(UV)의 온, 오프에 따라 상기 가스 센서의 센싱 저항 레벨이 로우/하이로 변경될 수 있다. 상기 가스는 H2, CO2, CO, HCl, Cl2, H2S, H2, HCN, NH3, C3H8 , C4H10 , CH4 등을 포함할 수 있다. 상기 감지재(150)는 반도체 세라믹 재질로서, 공정 및 열 처리를 통해 수백 ㏀ 내지 수십 ㏁ 범위의 저항 값을 가질 수 있다.
도 4는 제2실시 예로서, 지지 부재(350)의 상면에 불규칙한 요철 구조(65)가 형성되며, 상기 요철 구조(65) 상에 절연층(352) 및 감지재(150)가 적층될 수 있다. 상기 감지재(150)는 상기 불규칙한 요철 구조(65)를 따라 불 규칙한 요철 면을 가질 수 있고, 제1,2센서 전극(10,30)과 연결될 수 있다.
도 5는 도 4의 변형 예로서, 지지 부재(350)의 상면에 규칙적인 주기(T2)을 갖는 요철 구조(67)이 배치될 수 있다. 상기 요철 구조(67) 상에는 절연층(352) 및 감지재(150)가 적층되므로, 상기 감지재(150)의 표면적을 증가시켜 줄 수 있다.
도 6 내지 도 9은 상기한 가스 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 지지 부재(350) 예컨대, 실리콘 기판을 준비하고, 에칭을 수행하게 된다. 상기 에칭은 습식 또는/및 건식 에칭을 수행하여 요철 구조(60)를 형성하고, 제1,2리세스(15,35)를 형성하게 된다. 상기 요철 구조(60)의 깊이와 상기 제1,2리세스(15,35)의 깊이는 동일할 수 있다.
상기 지지 부재(350)의 요철 구조(60)의 및 리세스(15,35)의 표면에 절연층(352)이 형성되며, 상기 절연층(352)은 CVD 장비로 증착할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 절연층(352)은 상기 지지부재(350)의 상면 및 상기 요철 구조(60)의 표면에 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 지지 부재(350) 상에 배치된 절연층(352) 상에 감지재(150)를 증착하게 된다. 상기 증착된 감지재(150)는 소정 온도 예컨대, 700도 이상의 온도에서 어닐링될 수 있다. 상기 감지재(150)는 예컨대, MOx(x>0)을 포함할 수 있으며, 상기에 개시된 재료 중에서 선택될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 지지 부재(350) 상에 센서 전극(10,30)을 형성한다. 상기 센서 전극(10,30)은 상기 감지재(150) 상에 배치되며, 제1,2리세스(15,35) 상에 각각 배치될 수 있다. 상기 센서 전극(10,30)은 금(Au), 백금(Pt), 텅스텐(W), 아연(Zn), 코발트(Co), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg), 철(Fe), 티탄나이트라이드(TiN), 텅스텐(W), 니크롬(Ni-Cr alloy), 루비늄(Rb), 토륨(Th), 백금로듐(Pt-Rh), 동(Cu), 스트론튬(Sr), 탈륨(Tl), 크롬(Cr), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 니켈(Ni), 크로멜합금(Ni-Cr), 수은(Hg), 아르멜합금(Ni- Al) 및 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나, 합금 또는 서로 다른 물질을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
도 10은 제4실시 예에 따른 가스 센서의 예를 사시도이다. 도 11의 가스 센서는 상기에 개시된 센서 전극 및 감지재를 센서부로 정의하여 설명하기로 한다.
도 10을 참조하면, 실시 예에 따른 가스 센서(100A)는 지지부재(350), 상기 지지부재(350)의 제1영역 위에 발광소자(101), 및 상기 지지부재(350)의 제2영역 위에 센서부(105)를 포함한다.
상기 가스 센서(100A)는 전극 구조로서, 상기 지지부재(350) 상에 발광 소자(101)에 연결된 리드 전극(320,330)과 센서부(105)의 센서 전극(10,30)을 포함할 수 있다.
상기 가스 센서(100A)는 지지부재(350)의 서로 다른 영역 상에 발광소자(101)와 센서부(105)가 배치될 수 있다. 상기 가스 센서(100)에서 발광소자(101)와 상기 센서부(105)는 수직 방향(Z)으로 중첩되지 않을 수 있다. 상기 발광소자(101)와 상기 센서부(105)는 상기 발광소자(101)을 기준으로 수평 방향으로 중첩되게 배치될 수 있다. 상기 센서부(105)는 상기 발광소자(101)로부터 방출된 광에 의해 활성화되고 외부 가스에 의해 저항이 변화될 수 있다. 상기 센서부(105)는 상기 발광소자(101)로부터 방출된 광과 외부 가스에 의해 저항이 낮아지거나 전도성을 가질 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자(101)는 수평형 칩 구조, 수직형 칩 구조, 플립 칩 구조 중 적어도 하나로 구현될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광소자(101)는 LED(Light emitting diode)를 포함하며, 상기 LED는 자외선, 가시광선 또는 적외선의 광 중에서 적어도 하나를 발광할 수 있다. 실시 예에 따른 발광소자(101)는 자외선 파장의 광을 발광할 수 있다. 실시 예에 따른 상기 가스 센서에서 발광소자(101)와 센서부(105) 사이의 거리는 상기 발광소자(101)의 한 변의 길이의 5배 이하 예컨대, 1배 내지 5배의 범위일 수 있다. 상기 가스 센서의 사이즈는 가로 길이 × 세로 길이가 예컨대, 500㎛~5000㎛×500㎛~5000㎛의 범위일 수 있다. 상기 가스 센서의 두께 또는 높이는 100㎛ 이상 예컨대, 100㎛ 내지 500㎛의 범위를 가질 수 있다. 평면 상에서 제1축 방향은 가로 방향 또는 X축 방향이며, 제2축 방향은 세로 방향이거나 X축 방향과 직교하는 Y축 방향일 수 있다. 제3축 방향은 높이 또는 두께 방향이거나, 상기 제1,2축 방향과 직교하는 Z축 방향일 수 있다.
상기 지지부재(350)는 실시 예에 개시된 부재로서, 전도성 또는 절연성 재질일 수 있다. 상기 지지부재(350)는 반도체 재질일 수 있다. 상기 지지부재(350)는 투광성 또는 비 투광성 재질일 수 있다. 상기 지지부재(350)는 사파이어 기판(Al2O3), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga2O3, GaAs와 같은 군에서 선택될 수 있다. 상기 지지부재(350)은 GaN계 반도체 예컨대, GaN 반도체로 형성될 수 있다. 상기 지지부재(350)는 bulk GaN 단결정 기판일 수 있다. 상기 지지부재(350)는 발광소자(101) 또는 가스 센서를 지지하기 위한 지지부재로 사용될 수 있다. 상기 지지부재(350)가 실리콘과 같은 전도성 재질인 경우, 상기 지지부재(350) 상에는 절연층(352)이 배치될 수 있다.
상기 지지부재(350)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 센서의 사이즈가 커질 수 있다. 상기 지지부재(350)는 제1축(X) 방향의 길이와 제2축(Y) 방향의 길이가 동일하거나 다를 수 있다. 상기 지지 부재(350)의 제1축 방향의 길이와 제2축 방향의 길이는 상기 가스 센서의 가로 길이와 세로 길이일 수 있다.
상기 지지부재(350)는 표면에 요철 구조(60)가 배치될 수 있으며, 상기 요철 구조(60)는 오목 구조(62)와 볼록 구조(61)가 교대로 배치되거나, 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 다른 예로서, 요철 구조는 불규칙한 또는 주기적인 구조로 형성될 수 있다.
상기 절연층(352)은 상기 지지부재(350) 상에 배치될 수 있다. 상기 절연층(352)은 상기 지지부재(350)의 상면 전체에 배치될 수 있다. 상기 절연층(352)은 상기 지지부재(350)의 상면에 배치되며, 상기 지지부재(350)와 상기 발광소자(101) 사이의 영역과, 상기 지지부재(350)과 상기 센서부(105) 사이의 영역에 배치될 수 있다. 상기 절연층(352)은 상기 지지부재(350)과 상기 발광소자(101)에 연결된 리드 전극(320,330)과 센서부(105)의 센서 전극(10,30) 사이에 배치될 수 있다.
상기 절연층(352)은 유전체 재질을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 절연층(352)은 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 및 황화물 중 적어도 하나로 형성된 절연물질 또는 절연성 수지를 포함한다. 상기 절연층(352)은 예컨대, SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 또는 MgO 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 절연층(352)의 두께는 5㎛ 이하 예컨대, 0.1㎛ 내지 2㎛의 범위를 포함할 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우 전기적인 간섭이 발생될 수 있고 상기 범위보다 큰 경우 재료가 낭비되거나 소자 두께가 증가될 수 있다.
리드 전극(320,330)은 상기 발광소자(101) 아래에 적어도 하나가 배치될 수 있으며, 예컨대 제1,2리드 전극(320,330)을 포함한다. 상기 제1,2리드 전극(320,330)은 상기 발광소자(101)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1,2리드 전극(320,330)은 수평한 층 구조로 배치될 수 있다. 상기 제1,2리드 전극(320,330) 중 적어도 하나 또는 모두는 상기 발광소자(101)와 수직 방향으로 오버랩될 수 있다.
상기 제1,2리드 전극(320,330)은 상기 발광소자(101)의 영역 외측으로 연장될 수 있다. 상기 제1,2리드 전극(320,330)의 연장 방향은 상기 발광소자(101)를 중심으로 서로 반대측 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제1,2리드 전극(320,330)은 상기 지지부재(350)를 관통하는 비아(via) 전극으로 형성되거나, 상기 비아 전극을 더 가질 수 있으며, 이 경우 지지부재(350)의 하면에 상기 비아 전극에 연결된 패드가 배치될 수 있다.
상기 제1,2리드 전극(320,330)은 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 알루미늄(Al), 인(P) 중 적어도 하나 또는 이들의 선택적 합금으로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 제1,2리드 전극(320,330)이 다층인 경우, 상기 절연층(352) 또는 지지부재(350) 위에 본딩층, 상기 본딩층 위에 반사층이 배치될 수 있다. 상기 본딩층/반사층 각각은 단층 또는 다층일 수 있다. 상기 제1,2리드 전극(320,330)은 발광소자(101)의 둘레에서 입사되는 광을 반사시켜 줄 수 있다.
상기 제1,2리드 전극(320,330)은 패드(323,333)를 구비할 수 있다. 상기 패드(323,333)는 상기 본딩층이 오픈되어 노출된 경우, 제거될 수 있다. 상기 제1,2리드 전극(320,330)의 패드(323,333)는 서로 이격되어 배치될 수 있으며, 예컨대 상기 발광소자(101)의 제1축 방향의 길이보다는 크게 이격될 수 있다. 상기 패드(323,333)는 상기 제1리드 전극(320)의 위에 배치된 제1패드(323)와, 상기 제2리드 전극(330)의 위에 배치된 제2패드(333)를 포함한다. 상기 제1,2패드(323,333)는 상기 발광소자(101)를 기준으로 서로 반대측에 배치될 수 있다.
상기 제1,2패드(323,333)는 와이어와 같은 연결 부재가 연결되어, 전원을 공급받을 수 있다. 상기 제1,2패드(323,333)는 상기 제1,2리드 전극(320,330)이 비아 구조를 갖는 경우, 별도로 형성되지 않을 수 있다. 상기 제1패드(323)의 탑뷰 형성과 상기 제2패드(333)의 탑뷰 형상은 서로 다른 형상일 수 있으며, 예컨대 원 형상, 다각형 형상 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1,2리드 전극(320,330)은 제1축 방향으로 긴 길이로 배치되며, 상기 발광소자(101)는 제1,2리드 전극(320,330)의 경계 영역에서 제1,2리드 전극(320,330)과 전기적으로 연결될 수 있다.
<발광소자(101)>
상기 발광소자(101)는, 도 13과 같이 제1도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2도전형 반도체층(125)을 갖는 발광 구조층(120)을 포함한다. 상기 발광소자(101)는, 상기 제1도전형 반도체층(121)에 연결된 제1전극(141), 및 상기 제2도전형 반도체층(125)에 연결된 제2전극(143)을 포함할 수 있다. 상기 발광소자(101)는 기판(111)을 포함할 수 있다. 상기 발광 구조층(120)은 상기 기판(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(101)의 측면들 중 적어도 하나에는 상기 센서부(105)가 대응될 수 있다.
상기 발광소자(101)는 제1,2리드 전극(320,330) 중 적어도 하나의 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(101)는 제1,2리드 전극(320,330)과 상기 제1,2리드 전극(320,330) 사이의 간극 영역(325) 상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 13를 참조하면, 상기 발광소자(101)는 기판(111)을 포함할 수 있다. 상기 기판(111)은 발광 구조층(120) 상에 배치될 수 있다. 상기 기판(111)은 전도성 또는 절연성 재질일 수 있다. 상기 기판(111)은 반도체 재질일 수 있다. 상기 기판(111)은 투광성 또는 비 투광성 재질일 수 있다. 상기 기판(111)은 사파이어 기판(Al2O3), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga2O3, GaAs와 같은 군에서 선택될 수 있다. 상기 기판(111)은 GaN계 반도체 예컨대, GaN 반도체로 형성될 수 있다. 상기 기판(111)은 bulk GaN 단결정 기판일 수 있다.
상기 기판(111)의 상면 및 하면 중 적어도 하나에는 복수의 돌기(111B)를 포함할 수 있으며, 상기 돌기(111B)는 상기 기판(111)의 재질로 형성되거나, 절연 재질로 형성될 수 있다. 상기 돌기의 측 단면은 반구형 형상이거나, 다각형 형상을 포함할 수 있다. 상기 돌기는 입사되는 광의 임계각을 변화시켜 주어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 기판(111)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 발광소자(101)의 사이즈가 커질 수 있다. 상기 기판(111)은 제1축(X) 방향의 길이와 제2축(Y) 방향의 길이가 동일하거나 다를 수 있다. 상기 기판(111)은 발광소자(101)로부터 분리되어 제거될 수 있다. 상기 발광소자(101)는 상기 기판(111)이 제거하거나 기판 없이 제공될 수 있다.
상기 기판(111)과 상기 발광 구조층(120) 사이에는 III족-V족 화합물 반도체 및 II족-VI족 화합물 반도체 중 적어도 하나를 갖는 반도체층이 형성될 수 있다. 상기 반도체층은 복수의 층이 적층될 수 있다. 상기 화합물 반도체층의 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. 상기 반도체층이 성장되는 기판은 성장 기판 또는 투광성 기판일 수 있고, 상기 반도체층에 별도로 부착된 기판은 전도성 또는 비 전도성 기판이거나 투광성 또는 비 투광성 재질로 배치될 수 있다.
실시 예는 상기 기판(111) 위에 반사층을 더 배치하여, 기판 방향으로 진행하는 광을 센서부(105)로 반사시켜 줄 수 있다.
발광 구조층(120)
상기 발광 구조층(120)은 II족 내지 VI족 원소의 화합물 반도체 예컨대, II족과 VI족 화합물 반도체 또는 III족과 V족 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 상기 발광 구조층(120)은 상기 기판(111) 아래에 배치될 수 있다. 상기 발광 구조층(120)의 상면은 상기 기판(111)의 하면되거나 대면할 수 있다. 상기 발광 구조층(120)과 기판(111) 사이에는 다른 반도체층이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 구조층(120)은 제1도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2도전형 반도체층(125)을 포함할 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층(121)은 상기 기판(111)과 활성층(123) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(121)은 제1도전형의 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. 상기 제1도전형 반도체층(121)은 서로 다른 적어도 두 층이 교대로 배치된 초격자 구조로 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(121)은 전극 접촉층이 될 수 있다.
상기 활성층(123)은 상기 제1도전형 반도체층(121)과 제2도전형 반도체층(125) 사이에 배치될 수 있다. 상기 활성층(123)은 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, GaN/AlGaN, InAlGaN/InAlGaN, AlGaN/AlGaN, AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs의 페어로 구현될 수 있다. 상기 우물층/장벽층의 주기는 상기 페어들이 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 가시광선의 피크 파장을 갖는 광 또는 청색 피크 파장의 광을 발광할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2도전형 반도체층(125)은 상기 활성층(123)과 리드 전극(320,330) 사이에 배치되며 제2도전형의 도펀트가 도핑된 반도체를 포함할 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(125)은 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. 상기 제2도전형 반도체층(125)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제2도전형 반도체층(125)은 서로 다른 적어도 두 층이 교대로 배치된 초격자 구조로 형성될 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(125)은 전극 접촉층이 될 수 있다.
상기 발광 구조층(120)은 다른 예로서, 제1도전형 반도체층(121)이 p형 반도체이고, 상기 제2도전형 반도체층(125)이 n형 반도체일 수 있다. 상기 발광 구조층(120)은 접합 형태에 따라 p-n 접합, n-p 접합, n-p-n 접합, p-n-p 접합 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 p는 p형 반도체층이며, 상기 n은 n형 반도체층이며, 상기 n-p 접합 또는 p-n 접합은 활성층을 가지며, 상기 n-p-n 접합 또는 p-n-p 접합은 n-p 사이 또는 p-n 사이에 적어도 하나의 활성층을 가질 수 있다.
상기 발광 구조층(120)은 상기의 층들의 위 또는/및 아래에 다른 층들을 더 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 구조층(120)의 상면 면적은 하면 면적보다 좁을 수 있다. 상기 발광 구조층(120)의 하면의 면적은 상기 기판(111)의 상면의 면적과 동일하거나 작을 수 있다. 여기서, 상기 면적은 X축-Y축 평면이 이루는 면적일 수 있다. 상기 발광 구조층(120)의 측면들은 수직한 축 방향(Z)에 대해 경사진 면으로 형성될 수 있으며, 이러한 경사진 면은 광의 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자(101)의 전극 구조는 제1,2전극(141,143), 및 전도층(114)을 포함할 수 있다. 상기 제1전극(141)은 상기 제1도전형 반도체층(121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1전극(141)은 패드로 구현될 수 있다. 상기 제1전극(141)은 상기 제1도전형 반도체층(121)의 일부 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1전극(141)은 상기 제2전극(143)보다 높은 영역에 배치될 수 있으며, 상기 활성층(123)의 측면과 대면할 수 있다. 상기 제1전극(141)은 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 알루미늄(Al), 인(P) 중 적어도 하나 또는 이들의 선택적 합금으로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 제2전극(143)은 상기 제2도전형 반도체층(125) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2전극(143)은 상기 전도층(114) 및 상기 제2도전형 반도체층(125) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2전극(143)은 패드로 구현될 수 있다. 상기 제2전극(143)은, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 알루미늄(Al), 인(P) 중 적어도 하나 또는 이들의 선택적 합금으로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 제1,2전극(141,143)은 발광 구조층(120) 상에서 수평 방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
전도층(114)은 상기 발광 구조층(120) 아래에 배치될 수 있다. 상기 전도층(114)은 상기 제2도전형 반도체층(125)과 제2전극(143) 사이의 영역과, 상기 제1도전형 반도체층(121)과 제1전극(141) 사이의 영역 중 적어도 하나 또는 모두에 배치될 수 있다. 상기 전도층(114)은 예컨대, 상기 제2도전형 반도체층(125) 아래에 배치되며, 상기 제2도전형 반도체층(125) 및 제2전극(143)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 전도층(114)은 투명한 층이거나 반사 재질의 층으로 구현될 수 있다. 상기 전도층(114)은 금속, 비금속 또는 반도체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 전도층(114)은 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 전도층(114)은 비금속 예컨대, 금속 산화물 또는 금속 질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물 또는 금속 질화물은 ITO(indium tin oxide), ITON(ITO nitride), IZO(indium zinc oxide), IZON(IZO nitride), 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), GZO(gallium zinc oxide), ZnO, IrOx, RuOx, NiO와 같은 재료 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 전도층(114)는 요철 구조로 형성되어, 광 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
보호층(133)은 상기 발광 구조층(120) 아래에 배치될 수 있다. 상기 보호층(133)은 절연 재질로 형성될 수 있다. 상기 보호층(133)은 상기 전도층(114)와 상기 제2전극(143)을 보호할 수 있으며, 외부 습기 침투 및 전기적인 간섭을 차단할 수 있다. 상기 보호층(133)의 일부는 제1전극(141)의 측면에 연장되어 접촉될 수 있다.
상기 보호층(133)은 분산형 브래그 반사(distributed bragg reflector: DBR) 구조로 형성될 수 있으며, 상기 분산형 브래그 반사 구조는 서로 다른 굴절률을 갖는 두 유전체층이 교대로 배치된 구조를 포함하며, 예컨대, SiO2층, Si3N4층, TiO2층, Al2O3층, 및 MgO층 중 서로 다른 어느 하나를 각각 포함할 수 있다.
상기한 발광소자(101)는 플립 칩 구조로서, 상기 제1,2전극(141,143) 중 적어도 하나는 복수로 배치되어, 본딩력을 개선시켜 주고 발광소자(101)를 안정적으로 지지할 수 있다. 상기 발광소자(101)은 수평형 칩 구조로 배치되거나, 수직형 칩 구조로 배치될 수 있다.
<센서부(105)>
상기 센서부(105)는 도 1 내지 도 5의 구조 중 적어도 하나의 가스 센서를 포함할 수 있다. 상기 센서부(105)는 상기 발광소자(101)와 전기적으로 분리될 수 있으며, 상기 발광소자(101)로부터 조사된 광에 반응하여 가스 유무를 검출하는 센서일 수 있다. 상기 센서부(105)는 상기 절연층(352) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 절연층(352)은 상기 센서부(105)의 보호 층일 수 있다. 상기 센서부(105)는 복수의 센서 전극(10,30) 및 상기 복수의 센서 전극(10,30)에 연결된 감지재(150)를 포함한다. 상기 복수의 센서 전극(10,30)은 상기 절연층(352) 또는 지지 부재(350)상에 배치될 수 있다. 상기 복수의 센서 전극(10,30)은 서로 분리된 제1센서 전극(151)과 제2센서 전극(153)을 포함할 수 있다. 상기 제1,2센서 전극(10,30)은 감지재(150)의 외측 상면에 배치될 수 있다.
상기 제1,2센서 전극(10,30)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf, Mo, W, TiN, Cr 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 제1,2센서 전극(10,30)은 상기 제1,2리드 전극(320,330)과 전기적으로 분리될 수 있다.
상기 제1,2센서 전극(10,30)은 나노 분말(nano powder), 나노 선(nano wire), 나노 로드(nano rod), 탄소 나노 튜브(Carbon Nano Tube; CNT) 및 그라핀(graphene) 등의 물질을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 감지재(150)는 상기 요철 구조(60)를 따라 배치되며, 상기 제1,2센서 전극(10,30)과 접촉될 수 있다. 이러한 감지재(150)는 발광소자(101)로부터 방출된 광에 의해 저항이 낮아지거나 전도성을 갖게 되므로, 요철 구조(60) 내에서 서로 인접한 제1,2센서 전극(10,30) 사이를 전기적으로 연결시켜 줄 수 있다. 상기 감지재(150)는 상기 발광소자(101)로부터 입사된 광에 의해 제1저항을 갖게 되며, 외부 가스가 유입되면 상기 제1저항 보다 낮은 제2저항으로 변화될 수 있다. 이에 따라 상기 감지재(150)는 광과 가스에 의해 제1,2센서 전극(10,30) 즉, 제1,2연장부(13,33) 간의 전기적인 저항을 낮추어 주고, 전기적으로 연결시켜 줄 수 있다. 이러한 제1,2센서 전극(10,30)가 상기 감지재(150)에 의해 전기적으로 연결되어 저항이 낮아지게 됨으로써, 제1,2센서 전극(10,30)에 의해 저항을 검출할 수 있다. 상기 검출된 저항의 변화는 가스 센서에 의한 가스 존재 유무를 측정할 수 있다.
상기 감지재(150)는, 금속 산화물 재질로 형성될 수 있다. 상기 감지재(150)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(150)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(150) 내의 도핑 재료로서, 상기 주 감지 재료와 혼합될 수 있다. 상기 감지재(150)는 센싱 및 촉매 속성들의 둘 모두를 가질 수 있는 재료들을 포함할 수 있다. 실시 예에 따른 감지재(150)의 재질은 감지하고자 하는 가스 종류에 따라 상기의 주 감지 재료와 촉매 중에서 선택적으로 혼합될 수 있다. 상기 센서부(105)에서의 감지라는 의미는, 측정 가스의 존재 유무뿐만 아니라, 측정 가스의 농도 변화까지도 감지함을 의미할 수 있다.
실시 예에 따른 가스 센서(100A)는, 센서부(105)와 발광소자(101)는 상기 지지부재(350)의 서로 다른 영역 위에 배치되므로, 상기 발광소자(101)로부터 방출된 광이 센서부(105)으로 입사될 수 있어, 광의 입사 효율이 증가될 수 있다. 이에 따라 센서부(105)의 동작 신뢰성이 개선될 수 있다.
실시 예에 따른 센서부(105)가 발광소자(101)에 인접하게 또는 상기 발광소자(101)의 활성층(123)에 인접한 영역에 배치되므로, 조사되는 광의 강도를 안정적으로 제공할 수 있다. 상기 센서부(105)와 상기 발광소자(101) 사이의 거리는 2000㎛ 이하를 가지므로, 조사된 광의 광량 및 광도 저하를 최소화하여 가스 센서의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다. 실시 예는 감지재(150)의 부피를 늘려 주어, 균일한 센싱 감도를 갖는 가스 센서를 제공할 수 있다.
실시 예에 따른 센서부(105)의 감지재(150)는 상기 제1,2센서 전극(10,30) 간에 저항의 변화를 주어, 제1,2센서 전극(10,30)에 의한 가스 감지 유무를 검출할 수 있다. 예컨대, 상기 감지재(150)에 가스가 감지된 경우, 저항 값이 낮아지고 이러한 저항 값은 제1,2센서 전극(10,30)에 의해 검출될 수 있다. 또는 상기 감지재(150)에 가스가 없는 경우, 감지재(150)는 절연 저항이 될 수 있다. 상기 감지재(150)에서의 저항 값의 변화는 적어도 2% 정도 변화할 경우, 제1,2센서 전극(10,30)에 의해 가스 감지 여부를 검출할 수 있다.
실시 예에 따른 가스 센서는, 발광소자(101)의 광을 이용하므로 가격을 낮출 수 있고, 히터를 이용하지 않아 열 충격에 대한 신뢰성 저하를 방지할 수 있고, 멤브레인 구조에 다른 MEMS(Microelectromechanical systems) 공정이나 패키징의 복잡한 문제를 줄일 수 있다. 제1실시 예에 따른 가스 센서는 가스 검출을 위한 센서부(105)와 발광소자(101)를 서로 인접한 영역에 배치하므로, 가스 센서의 패키징이 용이할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자(101)가 자외선 광을 방출하는 경우, 자외선 LED 칩은 모서리 부분의 광 출력이 센터 영역보다는 낮은 특성이 있다. 이에 따라 상기 감지재(150)를 상기 발광소자(101)의 주변 영역보다는 측면의 센터 영역과 대응되도록 배치할 수 있다. 상기 주변 영역은 상기 발광소자(101)의 각 에지(Edge)에 인접한 영역을 포함할 수 있다.
도 11는 도 10의 가스 센서의 변형 예로서, 복수의 센서부를 구비한 예이다. 상기 복수의 센서부(105,105A) 중 어느 하나는 상기의 센서부로 정의하여 설명하기로 하며, 상기 센서부와 동일한 부분은 동일 부호로 처리하여 설명 및 전용하기로 한다.
도 12를 참조하면, 가스 센서는 지지부재(350)의 제1영역 상에 발광소자(101), 제2영역 상에 제1센서부(105) 및 제3영역 상에 제2센서부(105A)를 포함한다. 상기 제1센서부(105A) 또는 제2센서부(105A)는 상기에 개시된 가스 센서 또는 센서부를 참조하기로 한다.
상기 발광소자(101), 제1센서부(105) 및 제2센서부(105A)는 상기 지지부재(350)의 서로 다른 영역 상에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(101)는 상기 제1센서부(105)와 제2센서부(105A) 사이에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(101)는 제1,2감지재(150,150A) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1,2센서부(105,105A)는 상기 발광소자(101)의 서로 다른 측면과 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제1,2센서부(105,105A)는 상기 발광소자(101)의 적어도 2측면과 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제1,2센서부(105,105A)는 상기 발광소자(101)의 서로 반대측 측면과 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제1,2감지재(150,150A)는 상기 발광소자(101)의 서로 반대측 측면 또는 서로 다른 측면에 배치될 수 있다. 상기 제1,2감지재(150,150A)는 상기 지지부재(350)의 요철 구조(60,67)내에 배치될 수 있다.
상기 제1센서부(105)와 제2센서부(105A) 사이의 거리는 상기 발광소자(101)와 상기 제1센서부(105) 사이의 거리보다 크고, 상기 발광소자(101)와 상기 제2센서부(105A) 사이의 거리보다 클 수 있다.
상기 제1센서부(105)는 제1,2센서 전극(10,30) 및 제1감지재(150)를 포함할 수 있으며, 상기 제1감지재(150)는 제1요철 구조(60)내에서 제1,2센서 전극(10,30)과 연결되거나 접촉될 수 있다. 상기 제2센서부(105A)는 제3,4센서 전극(10A,30A)과 제2감지재(150A)를 포함할 수 있으며, 상기 제2감지재(150A)는 제2요철 구조(67) 내에서 상기 제3,4센서 전극(10A,30A)과 연결되거나 접촉될 수 있다. 상기 제1 내지 제4센서 전극(10,30,10A,30A)은 상기에 개시된 센서 전극의 설명을 참조하며 동일한 구성에 대해 선택적으로 전용할 수 있다. 상기 제1,2감지재(150,150A)는 서로 동일하거나 다를 수 있다. 이 경우 상기 제1,2감지재(150,150A)가 다를 경우 서로 다른 가스를 센싱하여 검출할 수 있다.
상기 제1,2감지재(150,150A)는 금속 산화물 재질로 형성될 수 있다. 상기 제1,2감지재(150,150A)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 제1,2감지재(150,150A)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 제1,2감지재(150,150A) 내의 도핑 재료로서, 상기 주 감지 재료와 혼합될 수 있다. 상기 제1,2감지재(150,150A)는 센싱 및 촉매 속성들의 둘 모두를 가질 수 있는 재료들을 포함할 수 있다. 실시 예에 따른 제1,2감지재(150,150A)의 재질은 감지하고자 하는 가스 종류에 따라 상기의 주 감지 재료와 촉매 중에서 선택적으로 혼합될 수 있다.
상기 제1감지재(150)는 제1,2센서 전극(10,30)의 표면에 접촉되어, 임피던스(impedance) 변화를 줄 수 있다. 상기 제2감지재(150A)는 제3,4센서 전극(10A,30A)의 표면에 접촉되어 임피던스의 변화를 줄 수 있다. 상기 제1,2감지재(150,150A)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 제1,2감지재(150,150A) 중 어느 하나는 SnO2와 ZnO을 혼합할 경우, SnO2를 ZnO보다 더 많은 비율로 혼합할 수 있으며, 예컨대 SnO2:ZnO의 몰 비율은 1:1 ~ 1:2.5 혹은 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. 여기서, SnO2의 경우 밴드 갭이 3.6eV 정도 되므로, 발광소자(101)로부터 방출된 광이 340nm인 경우, 포토 커런트(photo current)를 형성시켜 줄 수 있다. 상기 주 감지 재료의 입자 사이즈는 30nm 이상 예컨대, 30nm 내지 60nm의 범위를 가지며, 상기 입자 사이즈가 작으면 특성은 개선될 수 있으나 비용 증가 문제가 존재하고, 상기 범위보다 큰 경우 표면 에너지가 작아져 산소 공공(oxygen vacancy)을 만들지 못하는 문제가 발생될 수 있다.
실시 예에 따른 센서부(105,105A)는 발광소자(101)로부터 광이 조사되면, 상기 제1,2감지재(150,150A)에 의해 전자가 발생되며, 감지재(150,150A)의 표면에서 흡착되어 O2-, O2 -및 O-등의 산화 이온 형태로 존재하게 되며, 이때 산화 이온과 가스가 반응하여 전자를 이동시켜 줄 수 있다. 이때 감지재(150,150A)의 표면에서의 전자 이동에 따라 매우 큰 임피던스 변화, 즉 고감도 특성이 나타날 수 있다. 즉, 상기 감지재(150,150A)는 광에 반응하여 발생된 전자와 산소의 반응으로 산화 이온을 생성시켜 주고, 상기 생성된 산화 이온은 가스와 반응하여 상기 감지재(150,150A)를 통해 전자를 이동시켜 줄 수 있다. 이러한 감지재(150,150A)에서의 전자 이동은 제1,2센서 전극(10,30) 사이의 저항과, 제3,4센서 전극(10A,30A) 사이의 저항을 변화시켜 예컨대, 저항을 낮추어 줄 수 있다. 상기 센서부(105,105A)에서 제1,2감지재(150,150A)의 저항 변화는 센서 전극들에 의해 검출될 수 있다.
도 12는 도 10의 가스 센서를 갖는 감지 장치의 측 단면도이다. 상기 가스 센서는 도 10의 가스 센서의 예를 적용하기로 한다.
도 12를 참조하면, 감지 장치는 패키지 몸체(360), 상기 패키지 몸체(360)의 캐비티(352) 내에 실시 예에 개시된 가스 센서(100A), 상기 가스 센서(100A) 상에 반사 플레이트(370)를 포함할 수 있다.
상기 패키지 몸체(360)는 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 패키지 몸체(360)은 세라믹 재질을 포함할 수 있다. 사기 패키지 몸체(360)의 외형 사이즈는 적어도 한 변이 6mm 이상 예컨대, 6mm~12mm ×5mm ~ 12mm의 범위일 수 있다.
상기 패키지 몸체(360)는 캐비티(365)를 가지며, 상기 캐비티(365)에 상기 가스 센서(100A)가 배치될 수 있다. 상기 캐비티(365)의 깊이는 1mm 이상일 수 있으며, 예컨대 1mm내지 3mm의 범위일 수 있다. 상기 캐비티(365)의 가로 및 세로 길이는 적어도 4mm 이상 예컨대, 4mm 내지 10mm의 범위일 수 있다.
상기 캐비티(365)의 바닥에는 복수의 리드 패턴이 배치되며, 상기 복수의 리드 패턴들은 상기 가스 센서(100A)의 패드부들과 와이어 또는 비아 구조와 같은 연결 부재로 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 패키지 몸체(360)의 바닥에는 하부 패턴이 배치될 수 있고, 상기 캐비티(365)의 바닥의 리드 패턴과 비아 구조로 연결될 수 있다. 이러한 하부 패턴를 통해 전원을 공급하거나, 센싱 저항을 검출할 수 있다.
상기 패키지 몸체(360)는 상기 가스 센서(100A)의 둘레에 배치되어, 상기 가스 센서(100A)의 발광소자(101)로부터 방출된 광을 반사시켜 줄 수 있고, 상기 가스 센서(100A)로부터 전도된 열을 방열할 수 있다. 상기 패키지 몸체(360)는 회로 기판 상에 배치되거나, 다른 구조물에 결합될 수 있다.
상기 패키지 몸체(360)의 상부에는 단차 구조(362)가 배치될 수 있다. 상기 단차 구조(362)에는 반사 플레이트(370)가 배치될 수 있다. 상기 반사 플레이트(370)는 광을 반사하여 광의 누설을 방지할 수 있다. 상기 패키지 몸체(360)의 단차진 구조(362)에 상기 반사 플레이트(370)가 밀착 결합되거나 접착될 수 있다. 상기 반사 플레이트(370)는 접착제(미도시)로 상기 패키지 몸체(360)과 접촉될 수 있다. 상기 센서부(105)는 발광소자(101)로부터 조사된 광과 반사 플레이트(370)의 개구부(372)을 통해 유입된 가스 예컨대, 유해 가스에 의해 가스 노출을 감지할 수 있다. 상기 개구부(372)는 하나 또는 복수로 배치될 수 있다.
상기 발광소자(101) 및 센서부(105)는 가스 센서(100A)의 서로 다른 영역 상에 배치되므로, 상기에 개시된 다른 실시 예의 구성을 선택적으로 적용할 수 있다. 실시 예는 센서부의 제1,2센서 전극(10,30) 중 어느 하나는 발광소자(101)와 공통으로 연결될 수 있으며, 예컨대 제1센서 전극(151)과 제1전극이 공통으로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
다른 예로서, 실시 예는 발광소자(101)를 하나로 구성하였으나, 복수로 배치되어, 상기 복수의 발광소자 사이에 센서부(105)가 배치되거나, 서로 다른 발광소자의 외측에 센서부가 각각 배치될 수 있다. 상기 복수의 발광소자는 서로 동일한 파장 또는 서로 다른 파장을 발광할 수 있다.
실시 예에 따른 가스 센서를 갖는 감지 장치에 의해 감지된 가스 감지 여부는, 신호 처리 회로에 의해 검출되며, 송신 모듈을 통해 유선 또는/및 무선을 통해 전달하거나, 출력 모듈을 통해 알람 또는 표시 모드를 통해 사용자에게 알려줄 수 있다.
도 14은 실시 예에 따른 발광소자의 다른 예이다.
도 14를 참조하면, 발광소자(101)는 기판(221) 및 발광 구조층(225)을 포함하며, 상기 기판(221)은 상기 발광 구조층(225) 상에 배치되며, 상기 발광 구조층(210)은 제1,2전극(245,247) 상에 배치될 수 있다. 상기 기판(221)은 예를 들어, 투광성, 전도성 기판 또는 절연성 기판일 수 있다. 상기 기판(221)의 상면 및/또는 하면에는 복수의 돌출부(미도시)가 형성될 수 있으며, 상기 복수의 돌출부 각각은 측 단면이, 반구형 형상, 다각형 형상, 타원 형상 중 적어도 하나를 포함하며, 스트라이프 형태 또는 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 상기 돌출부는 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 기판(221)과 제1도전형 반도체층(222) 사이에 다른 반도체층 예컨대, 버퍼층(미도시)이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 기판(221)은 제거될 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 상기 발광 구조층(225)은 제1도전형 반도체층(222), 제2도전형 반도체층(224), 상기 제1,2도전형 반도체층(222,224) 사이에 활성층(223)을 포함한다. 상기 활성층(223)의 위 또는/및 아래에는 다른 반도체층들이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이러한 발광 구조층(225)은 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
상기 제1,2전극(245,247)은 상기 발광 구조층(225) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1전극(245)은 상기 제1도전형 반도체층(222)에 접촉되며 전기적으로 연결되며, 상기 제2전극(247)는 상기 제2도전형 반도체층(224)에 접촉되며 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1전극(245) 및 제2전극(247)은 오믹 접촉, 접착층, 본딩층의 특성을 갖는 금속으로 비 투광성으로 이루어질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 및 제2전극(245,247)은 바닥 형상이 다각형 또는 원 형상일 수 있다.
상기 발광소자(101)는 제1 및 제2전극층(241,242), 제3전극층(243), 유전체층(231,233)을 포함한다. 상기 제1 및 제2전극층(241,242) 각각은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 전류 확산층으로 기능할 수 있다. 상기 제1 및 제2전극층(241,242)은 상기 발광 구조층(225)의 아래에 배치된 제1전극층(241); 및 상기 제1전극층(241) 아래에 배치된 제2전극층(242)을 포함할 수 있다. 상기 제1전극층(241)은 전류를 확산시켜 주게 되며, 상기 제2전극층(242)은 입사되는 광을 반사하게 된다. 여기서, 요철 구조(226)는 상기 제1,2전극층(241,242)을 통해 상기 발광 구조층(225)의 일부 영역을 노출시켜 줄 수 있다. 상기 발광 구조층(225)의 일부 영역은 제1도전형 반도체층(222)의 영역일 수 있다.
상기 제1 및 제2전극층(241,242)은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1전극층(241)은 투광성 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 금속 산화물 또는 금속 질화물로 형성될 수 있다. 상기 제1전극층(241)은 예컨대 ITO(indium tin oxide), ITON(ITO nitride), IZO(indium zinc oxide), IZON(IZO nitride), 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), GZO(gallium zinc oxide) 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 제2전극층(242)은 상기 제1전극층(241)의 하면과 접촉되며 반사 전극층으로 기능할 수 있다. 상기 제2전극층(242)은 금속 예컨대, Ag, Au 또는 Al를 포함한다. 상기 제2전극층(242)은 상기 제1전극층(241)이 일부 영역이 제거된 경우, 상기 제2도전형 반도체층(224)의 하면에 부분적으로 접촉될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1 및 제2전극층(241,242)의 구조는 무지향성 반사(ODR: Omni Directional Reflector layer) 구조로 적층될 수 있다. 상기 무지향성 반사 구조는 낮은 굴절률을 갖는 제1전극층(241)과, 상기 제1전극층(241)과 접촉된 고 반사 재질의 금속 재질인 제2전극층(242)의 적층 구조로 형성될 수 있다. 상기 전극층(241,242)은, 예컨대, ITO/Ag의 적층 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 제1전극층(241)과 제2전극층(242) 사이의 계면에서 전 방위 반사각을 개선시켜 줄 수 있다.
다른 예로서, 상기 제2전극층(242)은 제거될 수 있으며, 다른 재질의 반사층으로 형성될 수 있다. 상기 반사층은 분산형 브래그 반사(distributed bragg reflector: DBR) 구조로 형성될 수 있으며, 상기 분산형 브래그 반사 구조는 서로 다른 굴절률을 갖는 두 유전체층이 교대로 배치된 구조를 포함하며, 예컨대, SiO2층, Si3N4층, TiO2층, Al2O3층, 및 MgO층 중 서로 다른 어느 하나를 각각 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 전극층(241,242)은 분산형 브래그 반사 구조와 무지향성 반사 구조를 모두 포함할 수 있으며, 이 경우 98% 이상의 광 반사율을 갖는 발광 칩을 제공할 수 있다. 상기 플립 방식으로 탑재된 발광 칩은 상기 제2전극층(242)으로부터 반사된 광이 기판(311)을 통해 방출하게 되므로, 수직 상 방향으로 대부분의 광을 방출할 수 있다.
상기 제3전극층(243)은 상기 제2전극층(242)의 아래에 배치되며, 상기 제1 및 제2전극층(241,242)과 전기적으로 절연된다. 상기 제3전극층(243)은 금속 예컨대, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 제3전극층(243) 아래에는 제1전극(245) 및 제2전극(247)가 배치된다.
상기 유전체층(231,233)은 제1 및 제2전극층(241,242), 제3전극층(243), 제1 및 제2전극(245,247), 발광 구조층(225)의 층 간의 불필요한 접촉을 차단하게 된다. 상기 유전체층(231,233)은 제1 및 제2유전체층(231,233)을 포함한다. 상기 제1유전체층(231)은 상기 제3전극층(243)과 제2전극층(242) 사이에 배치된다. 상기 제2유전체층(233)은 상기 제3전극층(243)과 제1,2전극(245,247) 사이에 배치된다.
상기 제3전극층(243)은 상기 제1도전형 반도체층(222)과 연결된다. 상기 제3전극층(243)의 연결부(244)는 상기 제1, 2전극층(241, 242) 및 발광 구조층(225)의 요철 구조(226)로 돌출되며 제1도전형 반도체층(222)과 접촉된다. 여기서, 상기 요철 구조(226)는 상기 기판(221)에 인접할수록 점차 좁은 너비를 가질 수 있다. 상기 요철 구조(226)는 경사진 면을 제공할 수 있다. 상기 요철 구조(226)은 복수개가 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 연결부(244)는 상기 각 요철 구조(226)에 배치될 수 있다. 상기 요철 구조(226)는 상기 제2도전형 반도체층(125) 및 상기 활성층(123)을 관통하여 상기 제1도전형 반도체층(121)의 일부 영역까지 배치될 수 있다. 상기 제3전극층(243)의 연결부(244)의 둘레에는 상기 제1유전체층(231)의 일부(232)가 연장되어 제3전극층(243)과 상기 제1 및 제2전극층(241,242), 제2도전형 반도체층(224) 및 활성층(223) 간의 전기적인 연결을 차단한다. 상기 발광 구조층(225)의 측면에는 측면 보호를 위해 절연 층이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2전극(247)은 상기 제2유전체층(233) 아래에 배치되고 상기 제1유전체층(231)과 제2유전체층(233)의 오픈 영역을 통해 상기 제1 및 제2전극층(241,242) 중 적어도 하나와 접촉되거나 연결된다. 상기 제1전극(245)은 상기 제2유전체층(233)의 아래에 배치되며 상기 제2유전체층(233)의 오픈 영역을 통해 상기 제3전극층(243)과 연결된다. 이에 따라 상기 제2전극(247)의 돌기(248)는 제1,2전극층(241,242)을 통해 제2도전형 반도체층(224)에 전기적으로 연결되며, 제1전극(245)의 돌기(246)는 제3전극층(243)을 통해 제1도전형 반도체층(222)에 전기적으로 연결된다.
상기 제1전극(245)에 연결된 연결부(246)는 복수개 배치될 수 있어, 전류 확산을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 제1,2전극(245,247)는 발광 구조층(225)의 아래에 넓은 면적으로 제공될 수 있다. 상기 제1,2전극(245,247)의 하면은 동일한 수평 면 상에 더 넓은 면적으로 제공될 수 있어, 접합 부재와의 접착 면적이 개선될 수 있다. 이에 따라 상기 제1,2전극(245,247)은 접합 부재와의 접합 효율이 개선될 수 있다.
실시예에 따른 가스 센서 또는 감지 장치는 각 종 유독성 가스 또는 폭발성 가스와 같은 가스가 발생되는 장소나 장치 예컨대, 차량 내부, 또는 차량 램프와 같은 이동 장치에 적용되거나 밀폐된 공간에 적용될 수 있다. 또는 실내 또는 실외의 감지 장치에 적용될 수 있다.
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.
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.
10,30: 센서 전극
60,65,67: 요철 구조
105,100A: 가스 센서
101: 발광소자
105A: 센서부
150,150A: 감지재
320,330: 리드 전극
350: 지지부재
352: 절연층
360: 패키지 몸체
60,65,67: 요철 구조
105,100A: 가스 센서
101: 발광소자
105A: 센서부
150,150A: 감지재
320,330: 리드 전극
350: 지지부재
352: 절연층
360: 패키지 몸체
Claims (13)
- 제1요철 구조를 갖는 지지부재;
상기 지지부재의 제1영역 위에 발광소자; 및
상기 지지부재의 제2영역 위에 제1센서부가 배치되며,
상기 발광소자는, 제1도전형 반도체층, 제2도전형 반도체층, 및 상기 제1도전형 반도체층과 상기 제2도전형 반도체층 사이에 활성층을 갖는 발광 구조층을 포함하며,
상기 제1센서부는, 상기 제1요철 구조 상에 배치되며 상기 발광소자로부터 방출된 광에 의해 저항이 변화되는 감지재; 상기 감지재에 접촉되는 제1센서 전극 및 제2센서 전극을 포함하며,
상기 제1요철 구조는 상기 제1,2센서 전극 사이에 배치되는 가스 센서. - 제1항에 있어서, 상기 제1센서 전극 및 제2센서 전극은 상기 감지재 상에 배치되며,
상기 제1요철 구조는 오목 구조와 볼록 구조가 교대로 배치되거나 불규칙 또는 규칙적인 구조를 포함하는 가스 센서. - 제1항에 있어서, 상기 제1,2센서 전극은 상기 지지 부재의 리세스에 배치되는 가스 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 지지 부재의 제3영역 위에 제2센서부를 포함하며,
상기 지지 부재는 상기 제2센서부가 배치된 제2요철 구조를 포함하는 가스 센서. - 제4항에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 제1요철 구조와 이격된 제2요철 구조를 포함하며,
상기 제2센서부는 상기 제2요철 구조 상에 제2감지재 및 상기 제2감지재에 접촉된 제3,4센서 전극을 포함하는 가스 센서. - 제5항에 있어서, 상기 발광소자는 상기 제1,2센서부 사이에 배치되는 가스 센서.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 부재 상에 상기 발광소자와 전기적으로 연결된 제1리드 전극 및 제2리드 전극을 포함하며,
상기 제1리드 전극과 상기 제2리드 전극은 상기 제1,2센서 전극과 전기적으로 분리되는 가스 센서. - 제7항에 있어서, 상기 지지 부재 상에 절연층을 포함하며,
상기 절연층은 상기 지지 부재와 상기 제1,2리드 전극과 상기 제1,2센서 전극 사이에 배치되는 가스 센서. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광소자는 상기 발광 구조층의 상면에 기판을 갖는 LED를 포함하는 가스 센서.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광소자는 자외선 광을 발생하는 가스 센서.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지부재는 절연성 또는 전도성 재질의 기판을 포함하는 가스 센서.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1감지재는, 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. - 캐비티를 갖는 패키지 몸체;
상기 캐비티 내에 배치된 가스 센서; 및
상기 가스 센서 상에 배치된 개구부를 갖는 반사 플레이트를 포함하며,
상기 가스 센서는,
제1요철 구조를 갖는 지지부재;
상기 지지부재의 제1영역 위에 발광소자; 및
상기 지지부재의 제2영역 위에 제1센서부가 배치되며,
상기 발광소자는, 제1도전형 반도체층, 제2도전형 반도체층, 및 상기 제1도전형 반도체층과 상기 제2도전형 반도체층 사이에 활성층을 갖는 발광 구조층을 포함하며,
상기 제1센서부는, 상기 제1요철 구조 상에 배치되며 상기 발광소자로부터 방출된 광에 의해 저항이 변화되는 제1감지재; 상기 제1감지재에 접촉되는 제1 및 제2센서 전극을 포함하며,
상기 제1요철 구조는 상기 제1,2센서 전극 사이에 배치되는 감지 장치.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200093266A (ko) * | 2019-01-28 | 2020-08-05 | 한국광기술원 | 산란부를 갖는 가스센서 패키지 및 그를 제조하는 방법 |
| KR20200109031A (ko) * | 2019-03-12 | 2020-09-22 | 한국광기술원 | 표면 플라즈몬 공명을 이용한 가스센서 패키지 및 그를 제조하는 방법 |
| KR20200109010A (ko) * | 2019-03-12 | 2020-09-22 | 한국광기술원 | 마이크로-나노 패턴을 구비하는 가스센서 패키지 및 이를 제조하는 방법 |
-
2016
- 2016-12-12 KR KR1020160169004A patent/KR20180067362A/ko not_active Application Discontinuation
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