KR20220089652A - 전자 컴포넌트를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

전자 컴포넌트를 제조하기 위한 방법 Download PDF

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마르쿠스 마이어
요르게 에두아르도 아다티 에스테베츠
알렉산드라 마리나 로트
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인피니온 테크놀로지스 아게
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Abstract

전자 컴포넌트를 제조하기 위한 방법이 개시되고, 방법은,
기판 및 기판에 의해 지지되는 기능 층을 제공하는 단계;
기능 층이 부착된 기판의 면 상에 구조화된 보호 층을 형성하는 단계 ― 구조화된 보호 층은 기능 층의 일부가 노출되도록 리세스를 가짐 ―;
기능 층의 노출된 부분에 용매 및 전기 전도성 성분들을 포함하는 분산액을 도포하여, 리세스가 분산액으로 적어도 부분적으로 충전되도록 하는 단계;
전기 전도성 층을 생성하기 위해 분산액을 건조하는 단계; 및
구조화된 보호 층을 제거하는 단계
를 포함한다.

Description

전자 컴포넌트를 제조하기 위한 방법{METHOD FOR MANUFACTURING AN ELECTRONIC COMPONENT}
실시예들은 전자 컴포넌트를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 실시예들은 전자 컴포넌트를 제조하기 위한 방법에 관한 것이고, 여기서, 분산액(dispersion)이 기능 층에 도포되고 건조되어 전기 전도성 층이 생성된다.
분산액을 도포하고 건조하여 정의된 패턴을 갖는 전기 전도성 층들을 획득하는 것은 잉크젯 프린팅과 같은 선택적 증착 기법들을 사용하는 경우 난제가 된다. 특히, 마란고니 효과로 인한 전기 전도성 층의 패턴의 에지 상의 재료 축적은 전기 전도성 층의 원하는 패턴 주위에 전도성 경로를 생성한다. 이는 화학 저항성 가스 센서(chemo-resistive gas sensor)들과 같은 후속 디바이스들에서 불량한 수율을 초래한다.
따라서, 전자 컴포넌트를 제조하기 위한 개선된 방법이 필요하다.
문제는 전자 컴포넌트를 제조하기 위한 방법에 의해 해결되고, 방법은,
기판 및 기판에 의해 지지되는 기능 층을 제공하는 단계;
기능 층이 부착된 기판의 면 상에 구조화된 보호 층을 형성하는 단계 ― 구조화된 보호 층은 기능 층의 하나 이상의 부분이 노출되도록 하나 이상의 리세스를 가짐 ―;
기능 층의 노출된 부분들 중 적어도 하나에 용매 및 전기 전도성 성분들을 포함하는 분산액을 도포하여, 리세스들 중 적어도 하나가 분산액으로 적어도 부분적으로 충전되도록 하는 단계;
전기 전도성 층을 생성하기 위해 분산액을 건조하는 단계; 및
구조화된 보호 층을 제거하는 단계
를 포함한다.
기판은 전기 컴포넌트를 생성하기 위한 기초로서 적합한 기계적 및 전기적 특성들을 제공하는 실리콘 또는 유리와 같은 임의의 재료로 제조될 수 있다.
기능 층은 전기 컴포넌트를 제조하는 데 적합한 임의의 층일 수 있다. 기능 층은 여러 개의 하위 층을 포함할 수 있다.
구조화된 보호 층이라는 용어는 분산액의 도포 동안 기능 층의 부분들이 분산액에 의해 덮이는 것을 방지하고, 하나 이상의 리세스를 갖는 임의의 층을 지칭하고, 하나 이상의 리세스에서 기능 층들의 부분들이 노출되고, 그에 따라, 분산액의 도포 동안, 그 기능 층들의 부분들이 분산액에 의해 덮인다. 구조화된 보호 층은 포토리소그래피 프로세스를 사용하여 제조될 수 있다. 특히, 보호 층은 이전에 형성된 레지스트 마스크를 사용하여 리프트-오프(lift-off) 프로세스에 의해 구조화되는 포토레지스트일 수 있다.
일반적으로, 분산액이라는 용어는 액체와 고체 입자들의 혼합물을 지칭한다. 여기서, 분산액은 용매 및 전기 전도성(고체) 성분들, 이를테면 나노입자들을 포함한다. 전기 전도성 성분들뿐만 아니라 용매의 타입은 사용 사례에 따라 다르다. 분산액이라는 용어에 대한 동의어들은 잉크 또는 페이스트이다.
분산액은 용매를 제거하여 건조될 수 있다.
방법은 분산액을 도포하고 건조하여 형성된 전기 전도성 층을 포함하는 임의의 종류의 전자 컴포넌트들을 생성하는 데 적합하다. 특히, 방법은 분산액을 도포하고 건조하여 생성되는 가스 감응 전기 전도성 층을 갖는 화학 저항성 가스 센서를 생성하는 데 적합하다.
본 개시내용에 따른 방법은 어떠한 커피 링(coffee ring)도 없이 정의된 패턴을 갖는 전기 전도성 층을 생성할 수 있게 하고, 그에 따라, 전기 전도성 층이 가스 감응 요소로서 사용될 수 있는 화학 저항성 가스 센서들과 같은 후속 디바이스들의 성능이 개선된다.
이 방법에 의해, 매우 큰 영역들에 추가하여, 훨씬 더 작은 프린팅된 영역들을 생성하는 것이 또한 가능하고, 이는 다른 방식으로는 액적 크기 및/또는 조정 정확도의 제한으로 인해 실제 프린팅 프로세스에 의해 달성되지 않을 수 있다.
실시예들에 따르면, 방법은,
구조화된 보호 층을 형성하기 전에 기능 층에 희생 층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
구조화된 보호 층을 형성하는 단계는,
희생 층 상에 구조화된 보호 층을 형성하는 단계 ― 구조화된 보호 층의 리세스들 각각에서 희생 층의 일부가 노출됨 ―; 및
희생 층 상에 구조화된 보호 층이 형성된 후에 희생 층의 노출된 부분들을 제거하는 단계
를 포함한다.
희생 층은 구조화된 보호 층을 제거하는 단계 동안 기능 층의 적어도 부분들을 보호할 수 있다. 이는 구조화된 보호 층을 제거하는 데 사용되는 방법이 보호되지 않는 기능 층을 손상시킬 수 있는 경우에 필요할 수 있다. 구조화된 보호 층을 제거하는 단계 후에, 희생 층이 부분적으로 또는 완전히 제거될 수 있다.
실시예들에 따르면, 기능 층은 기판의 공동 위에서 연장되고, 여기서, 구조화된 보호 층은 기판을 향하지 않는 기능 층의 면에 형성된다. 이러한 피처들은 기판으로부터 전기 전도성 층의 단열을 제공하고, 이는, 예컨대, 전기 전도성 층이 화학 저항성 가스 센서의 감지 요소로서 구성되는 경우들에 바람직하다.
실시예들에 따르면, 희생 층은 화학 기상 증착 프로세스에 의해 형성된다.
실시예들에 따르면, 희생 층은 탄소를 포함한다.
실시예들에 따르면, 구조화된 보호 층은 포토리소그래피 프로세스에 의해 형성되고, 여기서, 구조화된 보호 층은 포토레지스트를 포함한다. 구조화된 보호 층은 아세톤 침지(acetone dip)를 사용하여 제거될 수 있다.
실시예들에 따르면, 리세스들에서 노출되는 희생 층의 부분들은 제1 에칭 프로세스에 의해 제거된다. 제1 에칭 프로세스는 플라즈마 애싱 단계를 사용할 수 있다.
실시예들에 따르면, 분산액은 잉크젯 프린팅 프로세스에 의해 도포된다. 잉크젯 프린팅 프로세스들은, 필요한 분산액의 품질이 낮아질 수 있도록, 구조화된 보호 층의 선택된 부분들, 특히 리세스 또는 리세스들 상에 분산액을 도포하는 것을 가능하게 한다.
실시예들에 따르면, 분산액은 스프레이 코팅 프로세스에 의해 도포된다. 스프레이 코팅 프로세스들은 매우 짧은 시간 내에 분산액을 도포하는 것을 가능하게 한다.
실시예들에 따르면, 기능 층은 콘택 배열을 포함하고, 여기서, 콘택 배열은, 콘택 배열을 사용하여 전기 전도성 층의 전기 저항 또는 콘택 배열에 연결된 기준 전극과 전기 전도성 층 사이의 전기 용량이 감지될 수 있도록, 전기 전도성 층이 콘택 배열에 연결되도록 하는 방식으로 형성된다. 이러한 피처들은 모든 타입들의 저항성 센서들에 유리하다.
실시예들에 따르면, 전자 컴포넌트는 화학 저항성 가스 센서이고, 여기서, 전기 전도성 층은 가스들의 혼합물 내의 하나 이상의 가스를 감지하도록 구성되고, 여기서, 전기 전도성 층의 전기 저항 또는 전기 전도성 층과 기준 전극 사이의 전기 용량은 가스들의 혼합물에 따라 좌우된다.
가스 측정을 위한 종래의 방법은 인터디지털(interdigital) 구조의 전극들 사이의 가스 감응 전기 전도성 층의 저항의 변화의 측정이다. NO2 또는 O3와 같은 가스 분자들이 가스 감응 전기 전도성 층 상에 흡착되어, 가스 감응 전기 전도성 층 내의 전하 밀도 시프트를 발생시키고, 그에 따라, 저항의 변화를 발생시킨다. 이러한 저항의 변화가 측정될 수 있고, 그에 따라, 가스 존재의 증거가 된다.
분산액은 그래핀(graphene)으로 제조되거나 또는 가스들과 전기적으로 상호작용하는 임의의 다른 성분들로 제조된 성분들을 포함할 수 있다.
본 개시내용에 따른 제조 방법은 가스 감응 전기 전도성 층의 원하는 패턴 주위의 커피 링들을 방지하고, 그에 따라, 화학 저항성 가스 센서의 성능이 증가된다.
실시예들에 따르면, 기능 층은 전기 전도성 층을 가열하도록 구성된 가열 요소를 포함한다. 가열 요소는 전기 전도성 층의 온도를 제어하는 것을 가능하게 하고, 이는, 예컨대, 화학 저항성 가스 센서들에 바람직하다.
실시예들에 따르면, 기능 층의 노출된 부분들 중 적어도 하나에 분산액을 도포하는 단계는, 분산액이 리세스들 중 적어도 하나의 외측 에지에 도달하도록 하는 방식으로 행해진다. 이러한 피처들은 전기 전도성 층이 전체 패턴에 대해 균일한 두께를 갖는 것을 보장한다.
실시예들에 따르면, 기능 층의 노출된 부분에 분산액을 도포하는 단계는, 분산액이 리세스의 외측 에지 위로 연장되도록 하는 방식으로 행해진다.
실시예들에 따르면, 리세스의 에지 위로 연장된 분산액의 부분 및 보호 층은 제2 에칭 프로세스에 의해 제거된다. 제2 에칭 프로세스는 아세톤 침지를 사용할 수 있다. 이러한 피처들은 커피 링이 전기 전도성 층의 원하는 패턴 외부에서 발생하고, 커피 링이 제2 에칭 프로세스에 의해 제거될 것을 보장한다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부 도면들에 대해 후속하여 논의된다.
도 1은 본 개시내용에 따른 방법의 제1 예시적인 실시예를 개략도로 예시한다.
도 2는 본 개시내용에 따른 방법의 제2 예시적인 실시예를 개략도로 예시한다.
도 3은 본 개시내용에 따른 방법의 기판 및 기판에 의해 지지되는 기능 층을 제공하는 단계의 실시예를 개략도로 예시한다.
도 4는 본 개시내용에 따른 방법의 기능 층이 부착된 기판의 면 상에 구조화된 보호 층을 형성하는 단계의 실시예를 개략도로 예시하고, 여기서, 구조화된 보호 층은 기능 층의 하나 이상의 부분이 노출되도록 하나 이상의 리세스를 갖는다.
도 5는 본 개시내용에 따른 방법의 기능 층의 노출된 부분들 중 적어도 하나에 용매 및 전기 전도성 성분들을 포함하는 분산액을 도포하여, 리세스들 중 적어도 하나가 분산액으로 적어도 부분적으로 충전되도록 하는 단계의 실시예를 개략도로 예시한다.
도 6은 본 개시내용에 따른 방법의 전기 전도성 층을 생성하기 위해 분산액을 건조하는 단계 및 구조화된 보호 층을 제거하는 단계의 실시예를 개략도로 예시한다.
도 7은 본 개시내용에 따른 방법의 구조화된 보호 층을 형성하기 전에 기능 층에 희생 층을 형성하는 단계의 실시예를 개략도로 예시한다.
도 8은 본 개시내용에 따른 방법의 희생 층 상에 구조화된 보호 층을 형성하는 단계의 실시예를 개략도로 예시하고, 여기서, 구조화된 보호 층의 리세스들 각각에서 희생 층의 일부가 노출된다.
도 9는 본 개시내용에 따른 방법의 희생 층 상에 구조화된 보호 층이 형성된 후에 희생 층의 노출된 부분들을 제거하는 단계의 실시예를 개략도로 예시한다.
도 10은 본 개시내용에 따른 방법의 기능 층의 노출된 부분들 중 적어도 하나에 용매 및 전기 전도성 성분들을 포함하는 분산액을 도포하여, 리세스들 중 적어도 하나가 분산액으로 적어도 부분적으로 충전되도록 하는 단계의 실시예를 개략도로 예시한다.
도 11은 본 개시내용에 따른 방법의 전기 전도성 층을 생성하기 위해 분산액을 건조하는 단계 및 구조화된 보호 층을 제거하는 단계의 실시예를 개략도로 예시한다.
다음의 설명에서, 동일한 또는 동등한 요소들, 또는 동일한 또는 동등한 기능을 갖는 요소들은 동일한 또는 동등한 참조 번호들에 의해 표시된다.
다음의 설명에서, 본 개시내용의 실시예들의 더 완전한 설명을 제공하기 위해 복수의 세부사항이 제시된다. 그러나, 본 개시내용의 실시예들이 이러한 특정 세부사항들 없이도 실시될 수 있다는 것이 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 다른 경우들에서, 본 개시내용의 실시예들을 불명료하게 하는 것을 피하기 위해, 널리 공지된 구조들 및 디바이스들은 상세히 나타내지 않고 블록도 형식으로 도시된다. 추가하여, 이하에서 설명되는 상이한 실시예들의 피처들은, 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 서로 조합될 수 있다.
도 1은 본 개시내용에 따른 전자 컴포넌트(1)를 제조하기 위한 방법의 제1 예시적인 실시예를 개략도로 예시한다. 방법은, 기판(2) 및 기판(2)에 의해 지지되는 기능 층(3)을 제공하는 단계; 기능 층(3)이 부착된 기판(2)의 면 상에 구조화된 보호 층(4)을 형성하는 단계 ― 구조화된 보호 층(4)은 기능 층(3)의 하나 이상의 부분(6)이 노출되도록 하나 이상의 리세스(5)를 가짐 ―; 기능 층(3)의 노출된 부분들(6) 중 적어도 하나에 용매 및 전기 전도성 성분들을 포함하는 분산액(7)을 도포하여, 리세스들(6) 중 적어도 하나가 분산액(7)으로 적어도 부분적으로 충전되도록 하는 단계; 전기 전도성 층(8)을 생성하기 위해 분산액(7)을 건조하는 단계; 및 구조화된 보호 층(4)을 제거하는 단계를 포함한다.
전자 컴포넌트(1)를 제조하기 위한 방법의 제1 예시적인 실시예의 단계들은 도 3 내지 도 6에서 더 상세히 설명된다.
도 2는 본 개시내용에 따른 전자 컴포넌트(1)를 제조하기 위한 방법의 제2 예시적인 실시예를 개략도로 예시한다. 방법은, 기판(2) 및 기판(2)에 의해 지지되는 기능 층(3)을 제공하는 단계; 기능 층(3)이 부착된 기판(2)의 면 상에 구조화된 보호 층(4)을 형성하는 단계 ― 구조화된 보호 층(4)은 기능 층(3)의 하나 이상의 부분(6)이 노출되도록 하나 이상의 리세스(5)를 가짐 ―; 기능 층(3)의 노출된 부분들(6) 중 적어도 하나에 용매 및 전기 전도성 성분들을 포함하는 분산액(7)을 도포하여, 리세스들(6) 중 적어도 하나가 분산액(7)으로 적어도 부분적으로 충전되도록 하는 단계; 전기 전도성 층(8)을 생성하기 위해 분산액(7)을 건조하는 단계; 구조화된 보호 층(4)을 제거하는 단계; 및 구조화된 보호 층(4)을 형성하기 전에 기능 층(3)에 희생 층(9)을 형성하는 단계를 포함하고, 여기서, 구조화된 보호 층(4)을 형성하는 단계는, 희생 층(9) 상에 구조화된 보호 층(4)을 형성하는 단계 ― 구조화된 보호 층(4)의 리세스들(5) 각각에서 희생 층(9)의 일부가 노출됨 ―; 및 희생 층(9) 상에 구조화된 보호 층(4)이 형성된 후에 희생 층(9)의 노출된 부분들(10)을 제거하는 단계를 포함한다.
전자 컴포넌트(1)를 제조하기 위한 방법의 제2 예시적인 실시예의 단계들은 도 3 및 도 7 내지 도 11에서 더 상세히 설명된다.
도 3은 본 개시내용에 따른 방법의 기판(2) 및 기판(2)에 의해 지지되는 기능 층(3)을 제공하는 단계의 실시예를 개략도로 예시한다.
일부 실시예들에서, 기능 층(3)은 기판(2)의 공동(11) 위에서 연장되고, 여기서, 구조화된 보호 층(4)은 기판(2)을 향하지 않는 기능 층(3)의 면에 형성된다.
도 3의 실시예에서의 기판(2) 및 기능 층(3)은 화학 저항성 가스 센서일 수 있는 전자 컴포넌트(1)에 대한 예비 생성물을 형성한다.
예시적인 기능 층(3)은 전기 전도성 층(8)과 접촉하도록 의도된 콘택 배열(12)을 포함하고, 전기 전도성 층(8)은 화학 저항성 가스 센서의 감지 요소일 수 있고, 추후의 스테이지에서 형성된다. 더욱이, 예시적인 기능 층(3)은 전기 전도성 층(8)을 가열하도록 구성된 가열 요소(13)를 포함하고, 그에 따라, 특히, 화학 저항성 가스 센서의 감지 요소는 상이한 온도들에서 동작될 수 있다.
예시적인 기능 층(3)은 기판(2)의 공동(11) 위에 걸쳐 있는 전기 절연성 멤브레인(15)을 포함한다. 멤브레인(15)은 지지 요소(16)에 의해 기판(2)에 고정된다. 멤브레인(15)은 통기 개구(17)를 포함하고, 통기 개구(17)는 기판(2)을 향하는 멤브레인(15)의 면과 기판(2)을 향하지 않는 멤브레인(15)의 면 사이의 압력 균등화를 보장한다.
더욱이, 예시적인 기능 층(3)은 전도체 배열(18)을 포함하고, 전도체 배열(18)은 전기 전도성 층(8) 및 가열 요소(13)를 오더 콘택(order contact)들(19)에 전기적으로 연결하고, 오더 콘택들(19)은 전기 전도성 층(8), 특히, 가스 센서의 감지 요소 및 가열 요소를 제어 및 감지 프로세서에 연결하는 데 사용될 수 있다.
도 4는 본 개시내용에 따른 방법의 기능 층(3)이 부착된 기판(2)의 면 상에 구조화된 보호 층(4)을 형성하는 단계의 실시예를 개략도로 예시하고, 여기서, 구조화된 보호 층(4)은 기능 층(3)의 하나 이상의 부분(6)이 노출되도록 하나 이상의 리세스(5)를 갖는다.
일부 실시예들에서, 구조화된 보호 층(4)은 포토리소그래피 프로세스에 의해 형성되고, 여기서, 구조화된 보호 층은 포토레지스트를 포함한다.
도 4의 실시예에서, 구조화된 보호 층(4)은 리세스(5)를 포함하고, 리세스(5)는 콘택 배열(12)을 적어도 부분적으로 포함하는 기능 층(3)의 부분(6)이 노출되도록 하는 방식으로 형성된다.
도 5는 본 개시내용에 따른 방법의 기능 층(3)의 노출된 부분들(6) 중 적어도 하나에 용매 및 전기 전도성 성분들을 포함하는 분산액(7)을 도포하여, 적어도 하나의 리세스(5)가 분산액(7)으로 적어도 부분적으로 충전되도록 하는 단계의 실시예를 개략도로 예시한다.
일부 실시예들에서, 분산액(7)은 잉크젯 프린팅 프로세스에 의해 도포된다.
일부 실시예들에서, 분산액(7)은 스프레이 코팅 프로세스에 의해 도포된다.
일부 실시예들에서, 기능 층(3)의 노출된 부분들(6) 중 적어도 하나에 분산액(7)을 도포하는 단계는, 분산액(7)이 리세스들(5) 중 적어도 하나의 외측 에지(14)에 도달하도록 하는 방식으로 행해진다.
일부 실시예들에서, 기능 층(3)의 노출된 부분들(6) 중 적어도 하나에 분산액(7)을 도포하는 단계는, 분산액(7)이 리세스들(5) 중 적어도 하나의 외측 에지 위로 연장되도록 하는 방식으로 행해진다.
일부 실시예들에서, 리세스들(5) 중 적어도 하나의 외측 에지(14) 위로 연장된 분산액(7)의 부분 및 보호 층(4)은 제2 에칭 프로세스에 의해 제거된다.
도 6은 본 개시내용에 따른 방법의 전기 전도성 층(8)을 생성하기 위해 분산액(7)을 건조하는 단계 및 구조화된 보호 층(4)을 제거하는 단계의 실시예를 개략도로 예시한다.
일부 실시예들에서, 전자 컴포넌트(1)는 화학 저항성 가스 센서(1)이고, 여기서, 전기 전도성 층(8)은 가스들의 혼합물 내의 하나 이상의 가스를 감지하도록 구성되고, 여기서, 전기 전도성 층(8)의 전기 저항 또는 전기 전도성 층(8)과 기준 전극 사이의 전기 용량은 가스들의 혼합물에 따라 좌우된다.
일부 실시예들에서, 기능 층(3)은 콘택 배열(12)을 포함하고, 여기서, 콘택 배열은, 콘택 배열(12)을 사용하여 전기 전도성 층(8)의 전기 저항 또는 콘택 배열(12)에 연결된 기준 전극과 전기 전도성 층(8) 사이의 전기 용량이 감지될 수 있도록, 전기 전도성 층(8)이 콘택 배열(12)에 연결되도록 하는 방식으로 형성된다.
일부 실시예들에서, 기능 층(3)은 전기 전도성 층(8)을 가열하도록 구성된 가열 요소(13)를 포함한다.
도 6에서, 전기 전도성 층(8)은 실제 감지 영역 외부에 커피 링형 전도성 경로를 갖지 않는다는 것을 알 수 있다.
도 7은 본 개시내용에 따른 방법의 구조화된 보호 층(4)을 형성하기 전에 기능 층(3)에 희생 층(9)을 형성하는 단계의 실시예를 개략도로 예시한다.
일부 실시예들에서, 희생 층(9)은 화학 기상 증착 프로세스에 의해 형성된다.
일부 실시예들에서, 희생 층(9)은 탄소를 포함한다.
일부 실시예들에서, 리세스들(5)에서 노출되는 희생 층(9)의 부분들(10)은 제1 에칭 프로세스에 의해 제거된다.
도 7의 실시예에서, 희생 층(9)은 기판(2)을 향하지 않는 기능 층(3)의 면 전체 위에서 연장된다. 추가하여, 통기 개구(17)가 희생 층(9)에 의해 덮인다.
도 8은 본 개시내용에 따른 방법의 희생 층(9) 상에 구조화된 보호 층(4)을 형성하는 단계의 실시예를 개략도로 예시하고, 여기서, 구조화된 보호 층(4)의 리세스들(5) 각각에서 희생 층(9)의 일부가 노출된다.
도 8의 실시예에서, 구조화된 보호 층(4)은 2개의 리세스(5)를 포함한다. 리세스들(5) 중 하나는 콘택 배열(12)의 적어도 일부를 덮는 희생 층(9)의 제1 부분(10)이 노출되도록 하는 방식으로 배열된다. 리세스들(5) 중 다른 하나는 통기 개구(17)를 덮는 희생 층(9)의 제2 부분(10)이 노출되도록 하는 방식으로 배열된다.
도 9는 본 개시내용에 따른 방법의 희생 층(9) 상에 구조화된 보호 층(4)이 형성된 후에 희생 층(9)의 노출된 부분들(10)을 제거하는 단계의 실시예를 개략도로 예시한다.
도 9의 실시예에서, 구조화된 보호 층(4)의 노출된 부분들(10) 둘 모두는 단일 단계에서 제거되고, 그에 따라, 콘택 배열(12)의 적어도 일부를 포함하는 기능 층의 제1 부분(6), 통기 개구(17)의 적어도 일부를 포함하는 기능 층의 제2 부분(6)이 노출된다.
도 10은 본 개시내용에 따른 방법의 기능 층(3)의 노출된 부분들(6) 중 적어도 하나에 용매 및 전기 전도성 성분들을 포함하는 분산액(7)을 도포하여, 리세스들(6) 중 적어도 하나가 분산액(7)으로 적어도 부분적으로 충전되도록 하는 단계의 실시예를 개략도로 예시한다.
도 10의 실시예에서, 분산액은 콘택 배열(12)의 적어도 일부를 덮는 희생 층(9)의 제1 부분(10)에만 도포된다는 것에 유의해야 한다.
도 11은 본 개시내용에 따른 방법의 전기 전도성 층(8)을 생성하기 위해 분산액(7)을 건조하는 단계 및 구조화된 보호 층(4)을 제거하는 단계의 실시예를 개략도로 예시한다.
도 11에서, 전기 전도성 층(8)이 실제 감지 영역 외부에 커피 링형 전도성 경로를 갖지 않는 것을 볼 수 있다.
본 개시내용의 본질은 기능 층(3)에 인접하게 구조화된 보호 층을 형성하고, 구조화된 보호 층(4) 상에 분산액(7)을 증착하여 기능 층 상에 전기 전도성 층(8)을 형성하는 것이다.
특히, 새로운 방법은 커피 링이 없는 그래핀 코팅들(8)을 가능하게 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 구조화된 레지스트 마스크일 수 있는 구조화된 보호 층이 실제 프린팅 프로세스 전에 리소그래피를 사용하여 형성된다. 이어서, 다음 단계는 그래핀을 포함할 수 있는 분산액(7)의 도포이다. 도포는 프린팅 프로세스에 의해 행해질 수 있고, 여기서, 분산액(7)은 이전에 노출된 레지스트 없는 영역들 내에 프린팅되고, 여기서, 분산액(7)은 레지스트의 에지 위로 프린팅된 후에 건조될 수 있다. 이제, 결과적인 커피 링은 전기 전도성 층(8)의 영역 외부에서 레지스트의 상단에 있다. 이어서, 구조화된 보호 층(4)이 제거되고, 이와 함께 커피 링이 제거된다. 이는 활성 센서 필드일 수 있는 균질 그래핀 층(8)을 기능 층(3) 상에 남긴다.
대안은, 예컨대 스프레이 코터를 사용하여, 구조화된 보호 층(4)의 전체 표면에 그래핀 잉크(7)를 도포하는 것일 수 있다. 후속 단계에서, 구조화된 보호 층이 제거될 수 있고, 이와 함께, 구조화된 보호 층 상의 그래핀 층(8)이 제거될 수 있다. 이어서, 리소그래피에 의해 이전에 노출된 영역들만이 그래핀 층(8)으로 덮일 것이다.
이는 커피 링이 없는 구조화된 균질 그래핀 코팅(8)을 생성한다.
위에서 설명된 내용은 단지 예시적인 것일 뿐이고, 본원에서 설명되는 배열들 및 세부사항들의 수정들 및 변형들은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 자명할 것임이 이해된다. 따라서, 위의 기술 및 설명에 의해 제시되는 특정 세부사항들에 의해 제한되는 것이 아니라 다음의 청구항들의 범위에 의해서만 제한되는 것이 의도된다.

Claims (15)

  1. 전자 컴포넌트(1)를 제조하기 위한 방법으로서,
    기판(2) 및 상기 기판(2)에 의해 지지되는 기능 층(3)을 제공하는 단계;
    상기 기능 층(3)이 부착된 상기 기판(2)의 면 상에 구조화된 보호 층(4)을 형성하는 단계 ― 상기 구조화된 보호 층(4)은 상기 기능 층(3)의 하나 이상의 부분(6)이 노출되도록 하나 이상의 리세스(5)를 가짐 ―;
    상기 기능 층(3)의 노출된 부분들(6) 중 적어도 하나에 용매 및 전기 전도성 성분들을 포함하는 분산액(7)을 도포하여, 상기 리세스들(6) 중 적어도 하나가 상기 분산액(7)으로 적어도 부분적으로 충전되도록 하는 단계;
    전기 전도성 층(8)을 생성하기 위해 상기 분산액(7)을 건조하는 단계; 및
    상기 구조화된 보호 층(4)을 제거하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구조화된 보호 층(4)을 형성하기 전에 상기 기능 층(3)에 희생 층(9)을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 구조화된 보호 층(4)을 형성하는 단계는,
    상기 희생 층(9) 상에 상기 구조화된 보호 층(4)을 형성하는 단계 ― 상기 구조화된 보호 층(4)의 상기 리세스들(5) 각각에서 상기 희생 층(9)의 일부가 노출됨 ―; 및
    상기 희생 층(9) 상에 상기 구조화된 보호 층(4)이 형성된 후에 상기 희생 층(9)의 노출된 부분들(10)을 제거하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기능 층(3)은 상기 기판(2)의 공동(11) 위에서 연장되고, 상기 구조화된 보호 층(4)은 상기 기판(2)을 향하지 않는 상기 기능 층(3)의 면에 형성되는, 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 희생 층(9)은 화학 기상 증착 프로세스에 의해 형성되는, 방법.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 희생 층(9)은 탄소를 포함하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구조화된 보호 층(4)은 포토리소그래피 프로세스에 의해 형성되고, 상기 구조화된 보호 층은 포토레지스트를 포함하는, 방법.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리세스들(5)에서 노출되는 상기 희생 층(9)의 부분들(10)은 제1 에칭 프로세스에 의해 제거되는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분산액(7)은 잉크젯 프린팅 프로세스에 의해 도포되는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분산액(7)은 스프레이 코팅 프로세스에 의해 도포되는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능 층(3)은 콘택 배열(12)을 포함하고, 상기 콘택 배열은, 상기 콘택 배열(12)을 사용하여 상기 전기 전도성 층(8)의 전기 저항 또는 상기 콘택 배열(12)에 연결된 기준 전극과 상기 전기 전도성 층(8) 사이의 전기 용량이 감지될 수 있도록, 상기 전기 전도성 층(8)이 상기 콘택 배열(12)에 연결되도록 하는 방식으로 형성되는, 방법.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 컴포넌트(1)는 화학 저항성 가스 센서(chemo-resistive gas sensor)(1)이고, 상기 전기 전도성 층(8)은 가스들의 혼합물 내의 하나 이상의 가스를 감지하도록 구성되고, 상기 전기 전도성 층(8)의 전기 저항 또는 상기 전기 전도성 층(8)과 기준 전극 사이의 전기 용량은 상기 가스들의 혼합물에 따라 좌우되는, 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능 층(3)은 상기 전기 전도성 층(8)을 가열하도록 구성된 가열 요소(13)를 포함하는, 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능 층(3)의 노출된 부분들(6) 중 적어도 하나에 분산액(7)을 도포하는 단계는, 상기 분산액(7)이 상기 리세스들(5) 중 적어도 하나의 외측 에지(14)에 도달하도록 하는 방식으로 행해지는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기능 층(3)의 노출된 부분들(6) 중 적어도 하나에 분산액(7)을 도포하는 단계는, 상기 분산액(7)이 상기 리세스들(5) 중 적어도 하나의 외측 에지 위로 연장되도록 하는 방식으로 행해지는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 리세스들(5) 중 적어도 하나의 외측 에지(14) 위로 연장된 상기 분산액(7)의 부분 및 상기 보호 층(4)은 제2 에칭 프로세스에 의해 제거되는, 방법.
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