WO2013094849A1 - 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법 - Google Patents

나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법 Download PDF

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nanowires
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정영도
이영화
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    • A61F11/00—Methods or devices for treatment of the ears or hearing sense; Non-electric hearing aids; Methods or devices for enabling ear patients to achieve auditory perception through physiological senses other than hearing sense; Protective devices for the ears, carried on the body or in the hand
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    • H04R3/00—Circuits for transducers
    • H04R3/04—Circuits for transducers for correcting frequency response

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a cochlear implant frequency separator using nanowire growth, and more particularly, to a method for manufacturing a cochlear implant frequency separator using nanowire growth capable of detecting sound in a broad spectrum frequency band. will be.
  • the cochlear implant which helps the function of the auditory nerve to sense the sound by stimulating the auditory nerve of living people with electricity, is recognized as the most efficient device among the neural aids developed to date. Transplant surgery is increasing every year.
  • the conventional cochlear implant device includes an internal device inserted into the human body to stimulate the auditory nerve and an external device receiving a sound from outside the human body.
  • an internal device inserted into the human body to stimulate the auditory nerve and an external device receiving a sound from outside the human body.
  • separate equipment since separate equipment should always be attached to the outside of the human body, it takes a long time to become used as a part of the human body, and there was an inconvenience that a third party could recognize it.
  • the conventional cochlear implant device is also limited in the sound of the frequency band that can be detected due to the limited receiving space in the human body, even using this, it is difficult to recognize the acoustic wave of a wide range frequency range to distinguish the voice It was not possible to stay at a level that helped with daily life and to detect sounds in a broad spectrum frequency band, such as music.
  • an object of the present invention is to solve such a conventional problem, a method of manufacturing a frequency separation apparatus for cochlear implant using nanowire growth that can help to recognize the acoustic wave of a wide band frequency using nanowire growth. In providing.
  • the step of patterning the lower electrode portion may be spaced apart from each other but the pattern of the center electrode and the auxiliary electrode extending from the center electrode of the width gradually increases in the longitudinal direction of the base film.
  • the growing of the nanowires may include stacking an upper surface of the base layer with a photosensitive agent; Seeding the center electrode by removing a portion of the photoresist to expose the center electrode to the outside; And growing nanowires using the central electrode exposed to the outside as a seed layer.
  • the nanowires may grow zinc oxide (ZnO) through a low temperature growth method.
  • the method may further include coating the upper side of the nanowires and the base layer with a protective layer to prevent damage to the nanowires after growing the nanowires.
  • the method may further include exposing the nanowires to the outside by removing the protective layer coated on the nanowires after exposing the bottom surface of the base layer.
  • the stacking of the base layer may include providing a plurality of base layers to be spaced apart from each other.
  • the base layer may be formed of silicon nitride (Si 3 N 4 ).
  • a cochlear implant frequency separator comprising an upper layer and a lower layer, the upper layer manufacturing step and the lower layer manufacturing step, the lower layer manufacturing step, the first silicon layer on the upper surface of the base Stacking and stacking a second silicon layer on a lower surface of the base; Stacking a base film to receive acoustic waves on the first silicon layer; Patterning a lower electrode portion on the base layer; Stacking a seed layer on the lower electrode part; Exposing the bottom surface of the base film to the outside by removing a part of the layer provided on the bottom surface of the base film; Growing nanowires having piezoelectric properties from the seed layer; achieved by a method for manufacturing a cochlear implant frequency separator using nanowire growth.
  • the step of patterning the lower electrode portion may be spaced apart from each other but the pattern of the center electrode and the auxiliary electrode extending from the center electrode of the width gradually increases in the longitudinal direction of the base film.
  • the nanowires may grow zinc oxide (ZnO) through a low temperature growth method.
  • the manufacturing of the upper layer may include forming a plurality of first pattern portions having a cross section recessed in a triangular shape on the substrate and spaced apart from each other; Forming a second pattern portion between the neighboring first pattern portions; And coating an upper electrode portion on the first pattern portion and the second pattern portion.
  • the forming of the second pattern portion may include coating a buffer layer on the substrate between adjacent first pattern portions; Depositing a silicon dioxide (SiO 2 ) layer on top of the substrate; Selectively removing only the buffer layer and the silicon dioxide layer in a region where the buffer layer and the silicon dioxide (SiO 2 ) layer are stacked at the same time; And etching the substrate region between neighboring silicon dioxide (SiO 2 ) layers to pattern the second pattern portion.
  • a silicon dioxide (SiO 2 ) layer on top of the substrate.
  • the stacking of the base layer may include providing a plurality of base layers to be spaced apart from each other.
  • the base layer may be formed of silicon nitride (Si 3 N 4 ).
  • a method for manufacturing a cochlear implant frequency separator using nanowire growth which can precisely separate frequencies through vibration of the base membrane by growing nanowires on the base membrane.
  • the nanowires may be coated with a photosensitizer to prevent the nanowires from being damaged in subsequent processes.
  • each electrode layer may be improved and the robustness may be improved.
  • FIG. 1 illustrates a step of stacking a first silicon layer and a second silicon layer in a lower layer manufacturing step of a method for manufacturing a cochlear frequency separator using combined nanowire growth according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 2 shows the step of patterning the base film in the lower layer manufacturing step of the method for manufacturing a cochlear frequency separator using nanowire growth of Figure 1,
  • FIG. 3 illustrates a step of patterning a lower electrode part in a lower layer manufacturing step of a method for manufacturing a cochlear frequency separator using nanowire growth of FIG. 1,
  • Figure 4 shows the step of removing a portion of the first silicon layer in the lower layer manufacturing step of the method for manufacturing a cochlear frequency separator using nanowire growth of Figure 1,
  • FIG. 5 illustrates a step of seed layering in a lower layer manufacturing step of a method for manufacturing a cochlear frequency separator using the nanowire growth of FIG. 1;
  • FIG. 6 illustrates a step of growing nanowires in a lower layer manufacturing step of a method for manufacturing a cochlear frequency separator using the nanowire growth of FIG. 1;
  • FIG. 7 illustrates a step of coating a protective layer in a lower layer manufacturing step of a method for manufacturing a cochlear frequency separator using the nanowire growth of FIG. 1;
  • FIG. 8 illustrates a step of removing a part of the second silicon layer and the base in the lower layer manufacturing step of the method for manufacturing a cochlear frequency separator using the nanowire growth of FIG. 1;
  • FIG. 9 illustrates a step of exposing the bottom surface of the base film to the outside by partially removing the first silicon layer in the lower layer manufacturing step of the method for manufacturing a cochlear frequency separator using the nanowire growth of FIG. 1;
  • FIG. 10 illustrates an underlayer manufactured by a method for manufacturing a cochlear implant frequency separator using the nanowire growth of FIG. 1;
  • FIG. 11 schematically illustrates a process of another modification of the lower layer manufacturing step of the method for manufacturing a cochlear frequency separator using the nanowire growth of FIG. 1;
  • FIG. 12 schematically illustrates a step of forming a first pattern portion of an upper layer manufacturing step of a method for manufacturing a cochlear frequency separator using nanowire growth of FIG. 1;
  • FIG. 13 schematically illustrates a step of forming a second pattern part of an upper layer manufacturing step of a method for manufacturing a cochlear frequency separator using nanowire growth of FIG. 1;
  • FIG. 14 illustrates an upper layer manufactured by a method for manufacturing a cochlear implant frequency separator using the nanowire growth of FIG. 1;
  • FIG. 15 schematically illustrates a cochlear frequency separator manufactured by the method for manufacturing a cochlear frequency separator using the nanowire growth of FIG. 1;
  • FIG. 16 schematically shows a cochlear implant frequency separator using nanowire growth according to a method for manufacturing a cochlear implant frequency separator using nanowire growth according to a second embodiment of the present invention.
  • 17 is a view for explaining the operation of the cochlear implant frequency separator using nanowires produced by the method for manufacturing a cochlear implant frequency separator according to the present invention.
  • or 10 corresponds to the cross section of the surface cut
  • the cochlear implant frequency separating apparatus 10 using nanowire growth according to the first embodiment of the present invention is composed of a lower layer 100 and an upper layer 200. Therefore, the method for manufacturing a cochlear implant frequency separator using nanowire growth according to the present embodiment includes a lower layer manufacturing step, an upper layer manufacturing step, and a coupling step of combining the upper layer and the lower layer.
  • the lower layer 100 has a predetermined region of the base layer 120 corresponding to the frequency band of the incident acoustic wave, and the nanowire 150 grown on the base layer 120 is formed on the upper layer electrode of the upper layer 200.
  • the piezoelectric properties are configured to generate an electrical signal from the nanowire 150.
  • FIG. 1 illustrates a step of stacking a first silicon layer and a second silicon layer in a lower layer manufacturing step of a method for manufacturing a cochlear frequency separating device using combined nanowire growth according to a first embodiment of the present invention.
  • a base 110 is prepared.
  • a DSP (Double Side Polished) silicon wafer is used as the base 110.
  • the first silicon layer 111 is stacked on the upper surface of the provided base 110, and the second silicon layer 112 is stacked on the lower surface of the base 110.
  • silicon oxide is used for the first silicon layer 111 and the second silicon layer 112 stacked on the base 110, and in this step, the base 110 is formed in a predetermined chamber. It is carried out by laminating silicon oxide on the base 110 through a wet oxidation method of heating the chamber and blowing steam at the same time as heating the chamber.
  • Figure 2 shows the step of patterning the base film in the lower layer manufacturing step of the manufacturing method of the frequency separation device for cochlear implant using the nanowire growth of FIG.
  • the base film 120 is patterned on the top surface of the first silicon layer 111 stacked on the top surface of the base 110.
  • the base layer 120 deposits a silicon nitride (Si 3 N 4 ) layer on the upper surface of the first silicon layer 111 by using low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), and then performs photolithography. Formed by patterning the silicon nitride layer into a predetermined form.
  • the silicon nitride layer is patterned so that the base film 120 having a plurality of quadrangular cross-sections may be spaced apart from each other on the base.
  • each base film 120 is a component of one cochlear frequency separator 10. According to this, it is possible to manufacture the cochlear implant frequency separator 10 using the same number of nanowire growth as the base film 120 formed on the base 110.
  • FIG. 3 illustrates a step of patterning a lower electrode part in a lower layer manufacturing step of a method for manufacturing a cochlear frequency separator using nanowire growth of FIG. 1.
  • the lower electrode unit 130 has a shape of the plurality of central electrodes 131 and the auxiliary electrode 132 extending from each of the central electrodes 131.
  • the lower electrode 130 is formed of titanium (Ti) bonded to the bottom surface of gold to improve adhesion between gold (Au), a metal having high electrical conductivity, and gold and other materials. Phosphorus gold / titanium (Au / Ti) bilayer metals are used. Accordingly, the lower electrode portion 130 is formed by depositing a double layer metal composed of gold / titanium (Au / Ti) on a base film and patterning it using photolithography.
  • the lower electrode 130 is patterned in such a way that the center electrode 131 and the auxiliary electrode 132 are connected to each other. That is, the center electrode 131 is provided in the center of the base film 120 in a plurality of spaced apart from each other by a predetermined interval, and is patterned to have a form gradually increasing in width along the longitudinal direction of the base film 120.
  • the central electrode 131 is formed by continuously connecting the left and right sides of the center electrode 131 by patterning the plurality of imaginary lines formed by successively connecting the midpoints of the side surfaces to form a predetermined parabola or a straight line. A pair of parabolas or a pair of straight lines will form a virtual pyramid or trapezoid.
  • the auxiliary electrode 132 is provided as the number of the plurality of center electrode 131 spaced apart from each other as a medium for transmitting a signal generated from the center electrode 131 to the outside, each of the center electrode 131 It extends from and formed long along the width direction of the base film 120.
  • the auxiliary electrode 132 may be formed on the base layer 120, and may be formed to extend to an area of the lower layer 100 beyond the base layer 120 as necessary.
  • the top surface of the central electrode 131 serves as a seed layer for the nanowires 150 to grow, and as described above, the auxiliary electrode 132 connects the generated signal to an external signal processor or the like. It serves as a vehicle for
  • FIG. 4 illustrates a step of removing a part of the first silicon layer in the lower layer manufacturing step of the method for manufacturing a cochlear frequency separator using the nanowire growth of FIG. 1.
  • a portion of the first silicon layer 111 on the upper surface of the base 110 is etched and removed. That is, in the beam step, only the first silicon layer 111 stacked on the region where the base film 120 is not laminated is selectively removed.
  • FIG. 5 illustrates a step of seed layering in a lower layer manufacturing step of the method for manufacturing a cochlear frequency separator using nanowire growth of FIG. 1.
  • the entire upper surface of the base 110 that is, the upper surface of the base 110, the base film 120, and the lower electrode part 130 is coated with a photoresist 140.
  • the photoresist 140 coated on the upper surface of the center electrode 131 is lifted off using a photolithography to be removed, and the center electrode 131 is exposed to the outside, thereby being exposed to the outside.
  • the central electrode 131 is used as a seed layer for growing the nanowires 140.
  • FIG. 6 illustrates a step of growing nanowires in a lower layer manufacturing step of a method for manufacturing a cochlear frequency separator using the nanowire growth of FIG. 1.
  • a plurality of nanowires 150 having piezoelectric properties are grown by using each of the top surfaces of the plurality of central electrodes 131 exposed to the outside as a seed layer.
  • the nanowires 150 are formed by low temperature growth of zinc oxide (ZnO).
  • FIG. 7 illustrates a step of coating a protective layer in a lower layer manufacturing step of a method for manufacturing a cochlear frequency separator using the nanowire growth of FIG. 1.
  • a central electrode including the nanowires is included.
  • the protective layer 180 is formed by further coating the upper surface of the film with a photosensitive agent.
  • a perfluoropolyether (PFPE) layer 160 is deposited on the upper surface of the protective layer 180, and a carrier wafer 170 is bonded to the upper side of the perfluoropolyether layer 160.
  • PFPE perfluoropolyether
  • FIG. 8 illustrates a step of removing part of the second silicon layer and the base in the lower layer manufacturing step of the method for manufacturing a cochlear frequency separator using the nanowire growth of FIG. 1.
  • the bottom surface of the base film 120 is processed to be exposed to the outside so that the base film 120 may be in direct contact with the propagation medium to receive acoustic waves.
  • the second silicon layer 112 corresponding to the virtual parabola formed by connecting the midpoints of the respective side surfaces of the plurality of central electrodes 131 as the outline is removed using photolithography. According to this step, the lower portion of the base 110 is exposed to the outside in the form of a trapezoid by partially removing the second silicon layer 112.
  • a part of the base 110 is selectively etched using the second silicon layer 112 exposed to the outside in a trapezoidal shape as a mask.
  • the etching of the base 110 uses a deep reactive ion etching (Deep RIE) process, according to this step, the base (in the trapezoidal shape of the same shape as the second silicon layer 112 described above) 110 is removed, and the bottom surface of the first silicon layer 111 provided on the top surface of the base 110 is exposed to the outside.
  • Deep RIE deep reactive ion etching
  • FIG. 9 illustrates a step of exposing the bottom surface of the base film to the outside by partially removing the first silicon layer in the lower layer manufacturing step of the method for manufacturing a cochlear frequency separator using the nanowire growth of FIG. 1.
  • the first silicon layer 111 remaining on the upper surface of the base 110 is removed in a trapezoidal shape.
  • BHF Borered Hydro Fluoric Acid
  • the first silicon 111, the second silicon layer 112, and the base 110 provided on the bottom surface of the base film 120 are removed in the shape of a trapezoid by the above-described steps, and the bottom surface of the base film 120 is trapezoidal. It is exposed to the outside in the form.
  • PFPE perfluoropolyether
  • IPA isopropyl alcohol
  • the protective layer 180 which was coated on the upper surface of the base film 120 using acetone, to protect the damage of the nanowires 150, the upper surface of the base film 120 and the nanowires 150 are removed. Ensure exposure to the outside.
  • FIG. 10 illustrates an underlayer manufactured by a method for manufacturing a cochlear implant frequency separator using the nanowire growth of FIG. 1.
  • the lower electrode 100 is formed on the upper surface of the lower layer 100 around the base layer 120, and the central electrode constituting the lower electrode part 130 (
  • the nanowires 150 grow using the seed layer 131 as a seed layer, and the bottom surface of the base layer 120 is exposed to the outside in the form of a virtual trapezoidal shape formed by a virtual curve connecting the side surfaces of the central electrode 131.
  • the lower surface area of the base film 120 which is processed but not exposed is supported upward by the second silicon layer 112.
  • the step of exposing the bottom surface of the base film after the growth of the nanowires was performed, but after the bottom surface of the base film was exposed through processing, the bottom layers were prepared in the order of growing the nanowires. It may be.
  • FIG. 11 schematically illustrates a process of another modification of the lower layer manufacturing step of the method for manufacturing a cochlear frequency separator using the nanowire growth of FIG. 1.
  • FIG. 11 After forming the lower electrode portion 130 through the process shown in Figure 4 to, as shown in Figure 11 (a), a separate seed layer on the upper surface of the center electrode 131 of the lower electrode portion 130 150s are laminated.
  • the seed layer 150s selectively stacked on the central electrode is a base for growing the nanolayer 150 later.
  • PFPE perfluoropolyether
  • the bottom surface of the base film 120 is exposed to the outside.
  • the perfluoropolyether layer 160 and the carrier wafer 170 are removed.
  • the lower layer may be manufactured by growing the nanowires 150 from the seed layer 150s separately stacked on the central electrode 131.
  • the lower layer 100 is finally manufactured by performing the process of opening the bottom surface of the base film 120 prior to the growth of the nanowires 150.
  • An upper layer manufacturing step includes forming a first pattern portion, forming a second pattern portion, and coating an upper electrode portion.
  • FIG. 12 schematically illustrates a step of forming a first pattern portion of an upper layer manufacturing step of a method for manufacturing a cochlear frequency separator using nanowire growth of FIG. 1.
  • a double side polished (DSP) silicon wafer is prepared as a substrate 210, and the prepared substrate 210 is cleaned using an RCA cleaning method.
  • the first substrate is disposed on the upper surface of the substrate 210 through a wet-oxidation process, in which the cleaned substrate 210 is placed in a predetermined chamber and blown with steam. Silicon (SiO 2 ) layer 220 is deposited.
  • the first buffer layer 230 is formed by stacking a photosensitive agent on the top surface of the deposited first silicon dioxide (SiO 2 ) layer 220.
  • the first buffer layer 230 coated by the photolithography method is patterned into a plurality of stripe shapes having a shape of being repeatedly spaced apart, thereby forming a first interposed portion of the first buffer layer 230. Only the silicon dioxide (SiO 2 ) layer 220 is selectively exposed to the outside in a stripe shape.
  • the first silicon dioxide (SiO 2 ) layer 220 is introduced by injecting a BOE (Buffered Oxide Echant) solution using the remaining first buffer layer 230 as a mask. By etching, the first silicon dioxide (SiO 2 ) layer 220 is patterned into a stripe shape having the same shape as that of the first buffer layer 230.
  • BOE Bouffered Oxide Echant
  • the substrate 210 is etched using the first silicon dioxide (SiO 2 ) layer 220 which is not etched by the above process as a mask.
  • the silver is etched by potassium hydroxide (KOH), thereby forming a plurality of first pattern portions 240 recessed in the form of an inverted triangle in cross section.
  • the first buffer layer remaining on the region of the substrate 210 on which the first pattern part 240 is not formed ( 230 and the first silicon dioxide (SiO 2 ) layer 220 are completely removed.
  • FIG. 13 schematically illustrates a step of forming a second pattern part of an upper layer manufacturing step of a method for manufacturing a cochlear frequency separator using nanowire growth of FIG. 1.
  • a second buffer layer 250 made of a photosensitive agent is laminated on the entire upper surface of the substrate 210, and the second pattern portion is later formed using photolithography. Only the second buffer layer 250 stacked on the region of the substrate 210 on which the 270 is to be selectively removed is selectively removed.
  • a substrate 210 on which an entire upper surface of the substrate 210, that is, an upper surface of the second buffer layer 250 that is not removed and the first pattern portion 240 are formed is formed.
  • a second silicon dioxide (SiO 2 ) layer 260 is deposited on the top of the substrate.
  • the second silicon dioxide layer 260 and the second buffer layer 250 may be formed. At the same time, any material present on the stacked area is removed. As a result, the second silicon dioxide layer 260 remains only in the region of the substrate 210 where the second pattern portion 270 is not to be formed, and the second silicon dioxide layer 260 is replaced with the second pattern portion 270. It can be used as a mask for patterning.
  • the second pattern portion 270 is formed by etching the substrate in the form of an inverted triangle in cross section using the remaining second silicon dioxide (SiO 2 ) layer 260 as a mask. Therefore, the second pattern portion 270 is provided in a region between the neighboring first pattern portions 240.
  • the first pattern portion 240 and the second pattern on the substrate 210 are removed.
  • the pattern portion 270 is formed at the same time.
  • gold / titanium may be formed on the outer surface of the substrate 210 on which the first pattern part 240 and the second pattern part 270 are formed.
  • the upper electrode portion 280 is formed by coating a double layer metal of Ti).
  • FIG. 14 illustrates an upper layer manufactured by a method for manufacturing a cochlear implant frequency separator using the nanowire growth of FIG. 1.
  • the upper layer is configured in such a manner that the upper electrode portion 280 is formed on a region recessed into the substrate 210.
  • the second pattern part having the same shape is patterned between neighboring first pattern parts, thereby coating the upper electrode part at the same time as the first pattern part and the second pattern part.
  • the upper layer may be manufactured by coating the upper electrode part only on the plurality of first pattern parts spaced apart from each other without patterning the second pattern part on the substrate.
  • first pattern portion and the second pattern portion should be configured to correspond to the nanowires formed on the lower electrode portion, so that the first pattern portion and the second pattern portion contact each other according to the position and structure of the nanowire and the lower electrode portion. It may be patterned, or may be patterned apart from each other.
  • FIG. 15 schematically illustrates a cochlear implant frequency separator using nanowire growth manufactured by the method for manufacturing a cochlear implant frequency separator of FIG. 1.
  • the bonding step includes forming a via hole, forming a connection electrode part, and combining an upper layer and a lower layer.
  • a plurality of via-holes 320 are spaced apart from each other on the substrate 210, and an inner surface of the via-holes 320 to be punched is formed of a conductive metal, for example, a gold / titanium (Au / Ti) bilayer.
  • the coating part 330 is formed by coating with metal.
  • connection electrode part a connection electrode which is a medium for electrically connecting the upper electrode part 280 and an external separate signal processor so that the upper electrode part 280 formed on the upper layer 200 is provided to the outside.
  • the part 310 is formed.
  • connection electrode 310 patterning the connection electrode 310 to the substrate 210 by using gold / titanium (Au / Ti) metal to electrically connect each via hole 320 and the upper electrode 280 corresponding thereto.
  • Au / Ti gold / titanium
  • the upper electrode part 280 is disposed to face the lower electrode part 130, thereby directly transmitting an electrical signal generated from the upper electrode part 280 to the outside. Since it is difficult to do so, an electrical signal generated from the upper electrode portion 280 may be transmitted to the opposite surface of the substrate 210 on which the upper electrode portion 280 is formed through the via hole 320 completely penetrating the substrate 210. To help.
  • the upper electrode part 280 and the lower electrode part 130 are opposed to each other, and each nanowire 150 grown from the lower electrode part 130 is formed.
  • the upper layer 200 and the lower layer 100 are coupled to each other so as to be located in a recessed area of the upper electrode part 280.
  • the area of the upper layer 200 is configured to be smaller than that of the lower layer 100, so that a part of the upper surface of the lower layer 100 is exposed during bonding, so that the auxiliary electrode 132 of the lower electrode part 130 is externally located. It is desirable to allow full exposure.
  • the upper electrode part 280 is electrically connected to a predetermined external signal analyzer 500 through the via hole 320, and the lower electrode part 130 is directly connected to the signal analyzer 500 through the auxiliary electrode 132. By being connected, the electrical signal generated at each electrode unit may be transmitted to the signal analyzer 500.
  • FIG. 16 schematically illustrates a cochlear implant frequency separator using nanowire growth according to a method of manufacturing a cochlear implant frequency separator using nanowire growth according to a second embodiment of the present invention.
  • the method for manufacturing a cochlear implant frequency separator using nanowire growth includes an upper layer manufacturing step, a lower layer manufacturing step, and a combining step. Since the lower layer manufacturing step is the same as described in the first embodiment, duplicate description is omitted.
  • the coupling step includes a step of forming a connection electrode unit and combining the upper layer and the lower layer.
  • connection electrode part 410 is a step of forming the connection electrode part 410 for electrically connecting an external signal processor with the upper electrode part 280.
  • the connection electrode part 410 is a third connection electrode which connects the first connection electrode part 411 and the second connection electrode part 413 and the first connection electrode part 411 and the second connection electrode part 413 to each other. Section 412.
  • the first connection electrode part 411 extending from the upper electrode part 280 is formed on the substrate 210 having the same surface as the upper electrode part 280.
  • a third connection electrode part 413 is formed to protrude downward from the first connection electrode part 411.
  • the upper electrode part 280 and the lower electrode part 130 are disposed to face each other, and the nanowire 150 extending from the lower electrode part 130 is formed.
  • the upper layer 200 and the lower layer 110 are combined to be accommodated in the space formed by the upper electrode unit 280.
  • the area of the upper layer 200 is configured to be smaller than the area of the lower layer 100, so that a part of the upper surface of the lower layer 100 is exposed during bonding, such that the auxiliary electrode 132 and the second electrode 132 of the lower electrode part 130 are exposed.
  • the connection electrode part 413 is completely exposed to the outside.
  • the second connection electrode part 413 contacts the third connection electrode part and the third connection electrode part 413 is the upper electrode part 280. Since it is electrically connected to the first connection electrode portion 411 is electrically connected to the), it is possible to easily transmit the electrical signal generated from the upper electrode portion 280 to the outside through the connection electrode portion 410.
  • the upper electrode part 280 is connected to a predetermined external signal analyzer 500 through the connection electrode part 410, and the lower electrode part 130 is directly connected to the signal analyzer 500 through the auxiliary electrode 132.
  • the electrical signal generated at each electrode unit may be transmitted to the signal analyzer 500.
  • 17 is a view for explaining the operation of the cochlear implant frequency separator using nanowire growth produced by the method for manufacturing a cochlear implant frequency separator according to the present invention.
  • the base layer 120 is supported by a predetermined propagation medium 600 in the lower layer 100, and the upper electrode part 280 and the nanowires ( The upper layer 200 and the lower layer 100 are combined in a structure in which 150 is opposed to each other.
  • an area of the base film 120 that responds to a frequency band of the acoustic wave flowing along the propagation medium 600 is provided from the propagation medium 600. It reacts with the acoustic waves that cause deformation.
  • the nanowires 150 react by the reaction of the base layer 120, and the nanowires 150 to be deformed are deformed in contact with the upper electrode part 280 corresponding to the upper side, and the nanowires 150 are piezoelectric. To generate an electrical signal.
  • the generated electrical signal is transmitted to an external signal analyzer, and the human body can sense sound by stimulating the auditory nerve corresponding to the frequency band of the acoustic wave.

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Abstract

본 발명은 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법은 상부층과 하부층으로 구성되는 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 있어서, 상부층 제조단계와 하부층 제조단계와 상기 상부층과 상기 하부층을 결합시키는 결합단계를 포함하되, 상기 하부층 제조단계는, 베이스의 상면과 하면에 실리콘 옥사이드(SiO) 층을 적층하는 단계; 상기 베이스 상면의 실리콘 옥사이드 층 상에 실리콘 나이트라이드(Si3N4)로 구성되는 기저막을 적층하는 단계; 상기 기저막 상에 하층 전극부를 패터닝 하는 단계; 상기 하층 전극부 상에 나노 와이어를 성장시키는 단계; 상기 기저막의 하면에 마련된 층을 일부 제거함으로써 상기 기저막의 하면을 외부에 노출시키는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 나노 와이어 성장을 이용하여 광 대역 주파수의 음향파를 인지하도록 도와줄 수 있는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법이 제공된다.

Description

나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법
본 발명은 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광범위 스펙트럼 주파수 대역의 소리를 감지할 수 있는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 관한 것이다.
선천적 또는 후천적으로 청력을 잃은 사람들에게 도움을 주기 위한 의료장치가 많이 개발되고 있다. 특히, 청신경의 기능이 살아있는 사람들의 청신경을 전기로 자극하여 소리를 감지할 수 있도록 도와주는 인공와우(cochlear implant)장치는 현재까지 개발된 신경보조장치 중 가장 효율적인 장치로 인식되고 있으며, 이러한 인공와우 이식수술이 매년 증가하고 있는 추세이다.
종래의 인공와우장치는 인체 내에 삽입되어 청신경을 자극하는 내부기기와 인체외부에서 소리를 받아들이는 외부기기를 포함하여 구성된다. 다만, 별도의 장비가 인체 외부에 항상 부착되어야 하므로 인체의 일부로서 익숙해지기 까지 장시간이 소요되고, 제3자가 이를 인식할 수 있다는 불편함이 있었다.
또한, 이러한 종래의 인공와우장치는 인체내의 한정된 수용공간으로 인하여 감지할 수 있는 주파수 대역의 소리 역시 한정되어 있는바, 이를 이용하더라도 넓은 범위 주파수 영역의 음향파를 인식하는 것은 어려우므로 음성을 구분하여 일상생활을 하는데 도움을 주는 수준에 머무르고, 음악과 같이 광범위의 스펙트럼 주파수 대역의 소리를 감지하는 것은 불가능하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 나노 와이어 성장을 이용하여 광 대역 주파수의 음향파를 인지하도록 도와줄 수 있는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 상부층과 하부층으로 구성되는 인공와우용 주파수 분리장치의 제조방법에 있어서, 상부층 제조단계와 하부층 제조단계를 포함하고, 상기 하부층 제조단계는, 베이스의 상면에 제1실리콘층을 적층하고, 상기 베이스의 하면에 제2실리콘층을 적층하는 단계; 상기 제1실리콘층 상에 음향파를 전달받는 기저막을 적층하는 단계; 상기 기저막 상에 하층 전극부를 패터닝 하는 단계; 상기 하층 전극부 상에 압전 특성을 지니는 나노 와이어를 성장시키는 단계; 상기 기저막의 하면에 마련된 층을 일부 제거함으로써 상기 기저막의 하면을 외부에 노출시키는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 의해 달성된다.
또한, 상기 하층 전극부를 패터닝 하는 단계는 상호 이격되되 상기 기저막의 길이방향을 따라서 폭이 점점 증가하는 형태의 중앙 전극과 상기 중앙 전극으로부터 연장되는 보조전극을 패터닝 할 수 있다.
또한, 상기 나노 와이어를 성장시키는 단계는 상기 기저막의 상면을 감광제로 적층하는 단계; 상기 감광제 일부를 제거하여 중앙전극을 외부로 노출시킴으로써 상기 중앙전극을 시드층(seed-layer)화 하는는 단계; 상기 외부에 노출되는 중앙전극을 시드층으로 하여 나노와이어를 성장시키는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 나노 와이어는 산화아연(ZnO)을 저온성장 방식을 통하여 성장시킬 수 있다.
또한, 상기 나노 와이어를 성장시키는 단계 이후에 상기 나노 와이어의 손상을 방지하도록 상기 나노 와이어 및 상기 기저막의 상측을 보호층으로 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기저막의 하면을 노출시키는 단계 이후에 상기 나노 와이어 상측에 코팅되는 상기 보호층을 제거함으로써 상기 나노 와이어를 외부에 노출시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기저막을 적층하는 단계는, 상기 기저막을 패터닝하여 상호 이격되는 복수개로 마련하는 것을 포함할 수 있다.
또한 상기 기저막은 실리콘 나이트라이드(Si3N4)로 구성될 수 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 상부층과 하부층으로 구성되는 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 있어서, 상부층 제조단계와 하부층 제조단계를 포함하고, 상기 하부층 제조단계는, 베이스의 상면에 제1실리콘층을 적층하고, 상기 베이스의 하면에 제2실리콘층을 적층하는 단계; 상기 제1실리콘층 상에 음향파를 전달받는 기저막을 적층하는 단계; 상기 기저막 상에 하층 전극부를 패터닝 하는 단계; 상기 하층 전극부 상에 시드층(seed-layer)을 적층하는 단계; 상기 기저막의 하면에 마련된 층을 일부 제거함으로써 상기 기저막의 하면을 외부에 노출시키는 단계; 상기 시드층으로부터 압전 특성을 지니는 나노 와이어를 성장시키는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 의해 달성된다.
또한, 상기 하층 전극부를 패터닝 하는 단계는 상호 이격되되 상기 기저막의 길이방향을 따라서 폭이 점점 증가하는 형태의 중앙 전극과 상기 중앙 전극으로부터 연장되는 보조전극을 패터닝 할 수 있다.
또한, 상기 나노 와이어는 산화아연(ZnO)을 저온성장 방식을 통하여 성장시킬 수 있다.
또한, 상기 상부층 제조단계는 기판에 단면이 삼각형 형태로 함몰되되 상호 이격되는 복수개의 제1패턴부를 형성하는 단계; 상기 이웃하는 제1패턴부의 사이에 제2패턴부를 형성하는 단계; 상기 제1패턴부와 상기 제2패턴부 상에 상층 전극부를 코팅하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2패턴부를 형성하는 단계는 이웃하는 제1패턴부의 사이의 상기 기판 상에 버퍼층을 코팅하는 단계; 상기 기판의 상측에 이산화규소(SiO2) 층을 증착하는 단계; 상기 버퍼층과 상기 이산화규소(SiO2) 층이 동시에 적층된 영역의 버퍼층과 이산화규소층 만을 선택적으로 제거하는 단계; 이웃하는 이산화규소(SiO2) 층의 사이의 기판영역을 식각하여 제2패턴부를 패터닝 하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기저막을 적층하는 단계는, 상기 기저막을 패터닝하여 상호 이격되는 복수개로 마련하는 것을 포함할 수 있다.
또한 상기 기저막은 실리콘 나이트라이드(Si3N4)로 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 기저막에 나노와이어를 성장시켜 기저막의 진동을 통하여 주파수를 정밀하게 분리할 수 있는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법이 제공된다.
또한, 나노 와이어를 성장시킨 후에 나노 와이어를 감광제로 코팅함으로써 이후 동반되는 공정에서 나노 와이어가 손상되지 않도록 할 수 있다.
또한, 각 전극층을 금/티타늄(Au/Ti) 금속으로 패터닝 함으로써 전기 전도성의 향상 및 견고성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 결합형 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 제1실리콘층 및 제2실리콘층을 적층하는 단계를 도시한 것이고,
도 2는 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 기저막을 패터닝하는 단계를 도시한 것이고,
도 3은 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 하층 전극부를 패터닝 하는 단계를 도시한 것이고,
도 4는 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 제1실리콘층 일부를 제거하는 단계를 도시한 것이고,
도 5는 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 시드층 화하는 단계를 도시한 것이고,
도 6은 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 나노 와이어를 성장시키는 단계를 도시한 것이고,
도 7은 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 보호층을 코팅하는 단계를 도시한 것이고,
도 8은 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 제2실리콘층 및 베이스를 일부 제거하는 단계를 도시한 것이고,
도 9는 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 제1실리콘층을 일부 제거하여 기저막의 하면을 외부에 노출시키는 단계를 도시한 것이고,
도 10은 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 의하여 제작된 하부층을 도시한 것이고,
도 11은 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계의 다른 변형례의 공정을 개략적으로 도시한 것이고,
도 12는 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 상부층 제조단계의 제1패턴부를 형성하는 단계를 개략적으로 도시한 것이고,
도 13은 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 상부층 제조단계의 제2패턴부를 형성하는 단계를 개략적으로 도시한 것이고,
도 14는 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 의하여 제작된 상부층을 도시한 것이고,
도 15는 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 의하여 제작된 인공와우용 주파수 분리장치를 개략적으로 도시한 것이고,
도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 의하여 제작된 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치를 개략적으로 도시한 것이고,
도 17은 본 발명에 따른 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 의하여 제작된 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다. 한편, 도 1 내지 도 10의 (b) 도면은 각 도면의 (a)의 절단선을 따라 절단한 면의 단면을 도시한 것에 해당한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치(10)는 크게 하부층(100)과 상부층(200)으로 구성된다. 따라서, 본 실시예의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법은 하부층 제조단계, 상부층 제조단계, 상부층과 하부층을 결합하는 결합단계를 포함하여 구성된다.
먼저, 하부층 제조단계에 대해서 설명한다.
상기 하부층(100)은 입사되는 음향파의 주파수 대역에 따라 대응되는 기저막(120) 소정의 영역이 진동하고, 기저막(120)의 상측에 성장되는 나노 와이어(150)가 상부층(200)의 상층 전극부(280)와 접촉하여 변형됨으로써, 압전성질에 의하여 나노 와이어(150)로부터 전기신호가 발생되도록 구성된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 결합형 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 제1실리콘층 및 제2실리콘층을 적층하는 단계를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 하부층(100)을 제조하기 위해서, 먼저, 베이스(110)를 마련한다. 베이스(110)는 DSP(Double Side Polished) 실리콘 웨이퍼가 이용된다.
상기 마련된 베이스(110)의 상면에 제1실리콘층(111)을 적층하고, 베이스(110)의 하면에는 제2실리콘층(112)을 적층한다. 이때, 본 실시예에서 베이스(110)에 적층되는 제1실리콘층(111) 및 제2실리콘층(112)은 실리콘 옥사이드(silicon oxide)가 이용되며, 본 단계는 베이스(110)를 소정의 챔버에 넣고, 챔버를 가열함과 동시에 수증기를 불어 넣어주는 습식 산화(wet oxidation) 방식을 통하여 베이스(110)에 실리콘 옥사이드를 적층함으로써 수행된다.
도 2는 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 기저막을 패터닝하는 단계를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 상기 베이스(110)의 상면에 적층된 제1실리콘층(111)의 상면에 기저막(120)을 패터닝한다. 기저막(120)은 저압화학증착(LPCVD:Low Pressure Chemical Vapor Deposition)을 이용하여 제1실리콘층(111)의 상면에 실리콘 나이트라이드(Si3N4)층을 증착시키고, 포토 리소그래피(photolithography)를 이용하여 실리콘 나이트라이드 층을 소정의 형태로 패터닝 함으로써 형성된다. 본 실시예에서는 베이스 상에 다수개의 사각형 형상의 단면을 가지는 기저막(120)이 상호 이격되게 위치할 수 있도록, 실리콘 나이트라이드 층이 패터닝된다.
즉, 본 단계에 의하면, 실리콘 웨이퍼로 구성되는 단일의 베이스(110) 상에 기저막(120) 다수개가 마련되며, 각각의 기저막(120)은 하나의 인공와우용 주파수 분리장치(10)의 구성요소가 되며, 이에 의하면, 베이스(110)에 형성된 기저막(120)와 동일한 갯수의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치(10)의 제작이 가능하다.
도 3은 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 하층 전극부를 패터닝 하는 단계를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 기저막(120)을 패터닝 한 후에는 하층 전극부(130)를 패터닝 한다. 하층 전극부(130)는 복수개의 중앙 전극(131)과 중앙 전극(131) 각각으로부터 연장되는 보조전극(132)의 형태를 갖는다.
본 실시예에서 하층 전극부(130)로는 재질이 견고하고, 전기 전도성이 높은 금속인 금(Au)과 금과 타 재질과의 접착특성을 향상시키기 위하여 금 하면에 티타늄(Ti)이 접합되는 형태인 금/티타늄(Au/Ti) 이중층 금속이 이용된다. 따라서, 하층 전극부(130)는 금/티타늄(Au/Ti)로 구성되는 이중층 금속을 기저막 상에 증착하고, 포토 리소그래피를 이용하여 이를 패터닝 함으로써 형성된다.
한편, 하층 전극부(130)는 중앙 전극(131)과 보조전극(132)이 상호 연결되는 형태로 패터닝 된다. 즉, 상기 중앙 전극(131)은 기저막(120)의 중앙에 길이방향을 따라서 복수개가 소정간격 이격되게 구비되되, 기저막(120)의 길이방향을 따라서 너비가 점점 증가하는 형태를 갖도록 패터닝 된다. 또한, 중앙전극(131)은 복수개가 측면의 중점을 연속적으로 연결하여 형성되는 가상의 선이 소정의 포물선 또는 직선을 형성하도록 패터닝 됨으로써, 중앙전극(131)의 좌우 측면을 각각 연속적으로 연결함으로써 형성되는 한 쌍의 포물선 또는 한 쌍의 직선은 가상의 피라미드 또는 사다리꼴 도형을 형성하게 된다.
상기 보조전극(132)은 중앙전극(131)으로부터 발생되는 신호를 외부로 전달하기 위한 매개체로서 상호 이격되는 복수개의 중앙 전극(131)의 갯수와 동일한 갯수로 마련되며, 각각의 중앙 전극(131)으로부터 연장되어 기저막(120)의 폭방향을 따라서 길게 형성된다. 보조전극(132)은 기저막(120) 상에서 형성될 수도 있고, 필요에 따라서는, 기저막(120)의 범위를 벗어나는 하부층(100)의 영역까지 연장되어 형성될 수 있다.
한편, 중앙전극(131)의 상면은 나노 와이어(150)가 성장하기 위한 시드층(seed layer)의 역할을 하고, 상술한 바와 같이 보조전극(132)은 발생하는 신호를 외부의 신호처리부 등에 연결하기 위한 매개체로서의 역할을 한다.
도 4는 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 제1실리콘층 일부를 제거하는 단계를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 하층 전극부(130)를 형성하고 난 후에는, 베이스(110) 상면의 제1실리콘층(111) 일부를 식각하여 제거한다. 즉, 보 단계에서는 기저막(120)이 적층되지 않은 영역 상에 적층되는 제1실리콘층(111) 만을 선택적으로 제거한다.
도 5는 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 시드층 화하는 단계를 도시한 것이다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 나노 와이어(150)를 성장시키기 위하여, 시드층(seed-layer)으로 이용되는 중앙전극(131)의 상면만을 외부에 노출시킨다. 먼저, 베이스(110)의 상측 전면(全面), 즉, 베이스(110), 기저막(120), 하층 전극부(130)의 상면을 감광제(photoresist)(140)로 코팅한다. 이후에는, 포토 리소그래프를 이용하여 중앙전극(131)의 상면에 코팅되는 감광제(140)를 리프트 오프(lift-off)하여 제거하고, 중앙전극(131)을 외부에 노출시킴으로써, 외부에 노출되는 중앙전극(131)은 나노 와이어(140) 성장을 위한 시드층으로 이용된다.
도 6은 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 나노 와이어를 성장시키는 단계를 도시한 것이다.
그리고 나서, 도 6을 참조하면, 외부에 노출되는 복수개의 중앙전극(131)의 상면 각각을 시드층으로 하여 압전 특성을 지닌 복수개의 나노 와이어(150)를 성장시킨다. 나노 와이어(150)는 산화아연(ZnO)을 저온 성장시키는 방식에 의하여 형성된다.
도 7은 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 보호층을 코팅하는 단계를 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 나노 와이어(150)를 성장시키는 단계를 수행한 후에는, 이후 공정에서 나노 와이어(150)가 외력 또는 화학반응에 의하여 손상되는 것을 방지하기 위하여, 나노 와이어를 포함하는 중앙전극의 상면을 감광제로 추가 코팅함으로써 보호층(180)이 형성되도록 한다.
보호층(180)의 상면에는 퍼플루오로폴리에테르(PFPE:PerFluoroPolyEther) 층(160)을 증착하고, 퍼플루오로폴리에테르 층(160)의 상측에는 캐리어 웨이퍼(170)를 결합한다.
도 8은 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 제2실리콘층 및 베이스를 일부 제거하는 단계를 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 캐리어 웨이퍼(170)의 결합 후에는, 기저막(120)이 전파매질과 직접 접촉하여 음향파를 전달받을 수 있도록 기저막(120)의 하면이 외부에 노출될 수 있도록 가공한다.
즉, 복수개의 중앙전극(131)의 각 측면의 중점을 연결하여 형성되는 가상의 포물선을 외곽선으로 하여 하방으로 이에 대응되는 제2실리콘층(112)을 포토리소그래피를 이용하여 제거한다. 본 단계에 의하면, 제2실리콘층(112)이 일부 제거됨으로써 베이스(110)의 하면이 사다리꼴의 형태로 외부에 노출되게 된다.
사다리꼴의 형상으로 외부에 노출되는 제2실리콘층(112)을 마스크로 하여, 베이스(110)의 일부를 선택적으로 식각한다. 이때, 베이스(110)의 식각은 심도 반응성 이온 식각 (Deep RIE: Deep Reactive Ion Ethcing) 공정을 이용하며, 본 단계에 의하면, 상술한 제2실리콘층(112)과 동일한 형태의 사다리꼴 형태로 베이스(110)가 제거되며, 베이스(110) 상면에 마련되는 제1실리콘층(111)의 하면이 외부에 노출되게 된다.
도 9는 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계에서 제1실리콘층을 일부 제거하여 기저막의 하면을 외부에 노출시키는 단계를 도시한 것이다.
마찬가지로, 도 9를 참조하면, 베이스(110)를 마스크로 하여, 베이스(110) 상면에 남아있는 제1실리콘층(111)을 사다리꼴 형태로 제거한다. 이때의 제1실리콘층(111)의 식각에는 BHF(Buffered Hydro Fluoric Acid)용액이 이용될 수 있다.
따라서, 상술한 단계에 의하여 기저막(120) 하면에 구비되었던 제1실리콘(111), 제2실리콘층(112) 및 베이스(110)가 사다리꼴의 형태로 제거되고, 기저막(120)의 하면이 사다리꼴 형태로 외부에 노출되게 된다.
상기 기저막(120)의 하면을 외부에 노출시키는 단계 이후에는 캐리어 웨이퍼(170)를 제거하고, 이소프로필 알코올(IPA:isopropyl alcohol)을 이용하여 퍼플루오로폴리에테르(PFPE:PerFluoroPolyEther) 층(160)도 제거한다.
동시에, 나노 와이어(150)의 손상을 보호하기 위해 기저막(120) 상면에 코팅되었던 보호층(180)를 아세톤(Acetone)을 이용하여 제거함으로써, 기저막(120)의 상면 및 나노와이어(150)가 외부에 노출되도록 한다.
따라서, 본 과정에 의하면, 기저막(120)의 하면은 사다리꼴 형태로 일부만이 외부에 노출되나, 기저막(120)의 상면은 전면(前面)이 외부에 노출되게 된다.
도 10은 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 의하여 제작된 하부층을 도시한 것이다.
도 10을 참조하면, 상술한 하부층 제조단계에 의하여, 하부층(100)은 기저막(120)을 중심으로 상면에 하층 전극부(130)가 형성되고, 하층 전극부(130)을 구성하는 중앙 전극(131)을 시드층으로 하여 나노 와이어(150)가 성장하며, 기저막(120)의 하면은 중앙전극(131)의 측면을 연결하는 가상의 곡선에 의하여 형성되는 가상의 사다리꼴 도형의 형태로 외부에 노출되도록 가공되되, 노출되지 않는 기저막(120)의 하면 영역은 제2실리콘층(112)에 의하여 상방으로 지지된다.
한편, 본 실시예의 하부층 제조단계의 변형례에서는 나노와이어를 성장시킨 후에 기저막의 하면을 노출시키는 단계를 수행하였으나, 가공을 통하여 기저막의 하면을 노출시킨 후에 나노와이어를 성장시키는 순서대로 하부층을 제조할 수도 있다.
도 11은 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 하부층 제조단계의 다른 변형례의 공정을 개략적으로 도시한 것이며, 도 11을 참조하여 이러한 변형례를 설명하면, 도 1 내지 도 4에서 도시된 공정을 통하여 하층 전극부(130)를 형성하고 난 후에는, 도 11(a)에서와 같이, 하층 전극부(130) 중 중앙전극(131)의 상면에 별도의 시드층(150s)을 적층한다. 중앙전극에 선택적으로 적층되는 시드층(150s)은 추후 나노 레이어(150)가 성장하기 위한 기반이 된다.
그리고 나서, 도 11(b)에서와 같이, 베이스(110)의 상측에 퍼플루오로폴리에테르(PFPE:PerFluoroPolyEther) 층(160)을 증착하고, 퍼플루오로폴리에테르 층(160)의 상측에는 캐리어 웨이퍼(170)를 결합한다.
그 후에, 도 11(c)에 도시된 바와 같이, 제1실리콘층(111), 제2실리콘층(112) 및 베이스(110) 일부를 저거함으로써 기저막(120)의 하면을 외부에 노출시킨 후에, 퍼플루오로폴리에테르층(160)과 캐리어 웨이퍼(170)를 제거한다.
마지막으로, 도 11(d)에서와 같이, 중앙전극(131)에 별도로 적층된 시드층(150s)으로부터 나노와이어(150)를 성장함으로써 하부층이 제작될 수도 있다.
즉, 본 실시예의 변형례에 의하면, 나노 와이어(150)의 성장보다 기저막(120) 하면을 개방하는 공정을 선행하여 수행함으로써 최종적으로 하부층(100)을 제작하게 된다.
다음으로, 상부층 제조단계에 대해서 설명한다. 상부층 제조단계는 제1패턴부를 형성하는 단계와 제2패턴부를 형성하는 단계와 상층 전극부를 코팅하는 단계를 포함한다.
먼저, 상기 제1패턴부를 형성하는 단계에 대해서 설명한다.
도 12는 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 상부층 제조단계의 제1패턴부를 형성하는 단계를 개략적으로 도시한 것이다.
먼저, 도 12(a)를 참조하면, DSP(Double Side Polished) 실리콘 웨이퍼를 기판(210)으로 준비하고, 준비된 기판(210)을 RCA 세정법을 이용하여 세척한다.
도 12(b)를 참조하면, 세척된 기판(210)을 소정의 챔버에 넣고, 수증기를 불어 넣어주는 방법인 습식 산화(wet-oxidation) 공정을 통하여, 기판(210)의 상면에 제1이산화규소(SiO2) 층(220)을 증착시킨다. 도 11(c)를 참조하면, 증착된 제1이산화규소(SiO2) 층(220)의 상면에는 감광제를 적층함으로써 제1버퍼층(230)이 형성된다.
도 12(d)를 참조하면, 포토 리소그래피 방법을 이용하여 도포된 제1버퍼층(230)을 반복적으로 이격되는 형태의 복수개의 스트라이프 형상으로 패터닝함으로써, 제1버퍼층(230)의 하면에 개재된 제1이산화규소(SiO2) 층(220)만 선택적으로 스트라이프 형상으로 외부에 노출시킨다.
도 12(e)를 참조하면, 상기 과정으로 제거되지 않고 남아있는 제1버퍼층(230)을 마스크로 이용하여 BOE(Buffered Oxide Echant)용액을 투입함으로써 제1이산화규소(SiO2) 층(220)을 식각함으로써, 제1이산화규소(SiO2) 층(220)을 제1버퍼층(230)과 동일한 형태의 스트라이프 형태로 패터닝한다.
다음으로는, 도 12(f)를 참조하면, 상기 공정에 의하여 식각되지 않은 제1이산화규소(SiO2) 층(220)을 마스크로 하여 기판(210)을 에칭하는데, 이때의 기판(210)은 수산화칼륨(KOH)에 의하여 에칭되고, 이에 의하여 기판에는 단면이 역삼각형인 형태로 함몰되는 복수개의 제1패턴부(240)가 형성된다.
도 12(g)를 참조하면, 상술한 단계에 의하여 제1패턴부(240)가 형성된 후에는 제1패턴부(240)가 형성되지 않은 기판(210)의 영역 상에 남아있는 제1버퍼층(230) 및 제1이산화규소(SiO2)층(220)을 완전히 제거한다.
다음으로 제2패턴부를 형성하는 단계에 대해서 설명한다.
도 13은 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법의 상부층 제조단계의 제2패턴부를 형성하는 단계를 개략적으로 도시한 것이다.
도 13(a) 및 도 13(b)를 참조하면, 기판(210)의 상면 전면(全面)에 감광제로 구성되는 제2버퍼층(250)을 적층하고, 포토 리소그래피를 이용하여 추후 제2패턴부(270)가 형성될 기판(210) 영역 상에 적층되는 제2버퍼층(250) 만 선택적으로 제거한다.
도 13(c)를 참조하면, 기판(210)의 상측 전면(全面), 즉, 제거되지 않고 남아 있는 제2버퍼층(250)의 상면 및 제1패턴부(240)가 형성되는 기판(210)의 상면에 제2이산화규소(SiO2) 층(260)을 증착시킨다.
그리고, 도 13(d)를 참조하면, 기판(210) 상에서 제2이산화규소층(260)이 독립하여 적층되는 영역을 제외하고, 제2이산화규소층(260)과 제2버퍼층(250)이 동시에 적층된 영역 상에 존재하는 물질을 모두 제거한다. 이에 의하면, 제2패턴부(270)가 형성되지 않을 기판(210) 영역에만 제2이산화규소층(260)이 남게 되고, 이러한 제2이산화규소층(260)을 제2패턴부(270)를 패터닝 하기 위한 마스크로 이용할 수 있게된다.
따라서, 도 13(e)를 참조하면, 남아있는 제2이산화규소(SiO2) 층(260)을 마스크로 단면이 역삼각형인 형태로 기판을 식각하여 제2패턴부(270)를 형성한다. 따라서, 제2패턴부(270)는 상호 이웃하는 제1패턴부(240)의 사이 영역에 마련된다.
도 13(f)를 참조하면, BOE 용액을 이용하여 마스크로 이용되기 위하여 남아있던 제2이산화규소(SiO2) 층을 모두 제거하면, 기판(210)상에는 제1패턴부(240)와 제2패턴부(270)가 동시에 형성된다.
도 13(g)를 참조하면, 상층 전극부(280)를 코팅하는 단계에서는 제1패턴부(240)와 제2패턴부(270)가 형성된 기판(210)의 외면에 금/티타늄(Au/Ti)의 이중층 금속을 코팅함으로써 상층 전극부(280)가 형성된다.
도 14는 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 의하여 제작된 상부층을 도시한 것이다.
도 14를 참조하면, 상부층은 기판(210)으로 함몰되는 영역 상에 상층 전극부(280)가 형성되는 형태로 구성된다.
한편, 본 실시예에서 설명한 바에 의하면 제1패턴부를 형성한 후에 동일한 형태의 제2패턴부를 이웃하는 제1패턴부 사이에 패터닝 함으로써, 제1패턴부와 제2패턴부 동시에 상층 전극부를 코팅하였으나, 기판 상에 제2패턴부를 패터닝하지 않고, 상호 이격되는 복수개의 제1패턴부에만 상층 전극부를 코팅함으로써 상부층을 제작할 수도 있다.
또한, 제1패턴부와 제2패턴부는 하층 전극부 상에 형성되는 나노 와이어에 대응되게 구성되어야 하므로, 나노 와이어 및 하층 전극부의 위치 및 구조에 따라서 제1패턴부와 제2패턴부가 상호 접하도록 패터닝될 수도 있으며, 상호 이격되게 패터닝 될 수 있다.
다음으로, 상기 결합단계에 대해서 설명한다.
도 15는 도 1의 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 의하여 제작된 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 15를 참조하여 설명하면, 상기 결합단계는 비아홀을 형성하는 단계와 연결 전극부를 형성하는 단계와 상부층과 하부층을 결합하는 단계를 포함하여 구성된다.
먼저, 기판(210)에 복수개의 비아홀(via-hole)(320)을 상호 이격되게 천공하고, 천공되는 비아홀(320)의 내면을 전도성 금속, 예를들면, 금/티타늄(Au/Ti) 이중층 금속으로 코팅하여 코팅부(330)를 형성한다.
상기 연결 전극부를 형성하는 단계에서는 상부층(200)에 형성되는 상층 전극부(280)가 외부에 제공하기 하도록, 상층 전극부(280)와 외부 별도의 신호처리부 를 전기적으로 연결하기 위한 매개인 연결 전극부(310)를 형성한다.
즉, 금/티타늄(Au/Ti) 금속을 이용하여 각 비아홀(320) 및 이에 대응되는 각 상층 전극부(280)가 전기적으로 상호 연결되도록 하는 연결 전극부(310)를 기판(210)에 패터닝함으로써, 상층 전극부(280)를 통하여 제공되는 전기신호가 비아홀(320)으로 전달되도록 한다.
따라서, 상부층(200)과 하부층(100)의 상호 결합시 상층 전극부(280)는 하층 전극부(130)와 대향되도록 배치됨에 따라 상층 전극부(280)로부터 발생하는 전기신호를 외부에 직접 전달하기 어려우므로, 상층 전극부(280)로부터 발생되는 전기신호가 기판(210)을 완전히 관통하는 비아홀(320)을 통하여 상층 전극부(280)가 형성되는 기판(210)의 맞은편 면 쪽으로 전달될 수 있도록 한다.
상기 상부층(200)과 하부층(100)을 결합하는 단계에서는 상층 전극부(280)와 하층 전극부(130)가 상호 대향되도록 하되, 하층 전극부(130)으로부터 성장된 각 나노 와이어(150)가 상층 전극부(280)의 함몰되는 영역 내에 위치하도록 상부층(200)과 하부층(100)을 상호 결합하게 된다.
또한, 상부층(200)의 면적이 하부층(100)의 면적보다 작도록 구성되어, 결합시 하부층(100)의 상면 일부가 노출되도록 함으로써, 하층 전극부(130)의 보조전극(132)이 외부에 완전히 노출되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상층 전극부(280)는 비아홀(320)를 통하여 소정의 외부 신호 분석기(500)와 전기적으로 연결되고, 하층 전극부(130)는 보조전극(132)를 통하여 신호 분석기(500)와 직접 연결됨으로써, 각 전극부에서 발생되는 전기신호는 신호 분석기(500)에 전달될 수 있다.
다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 대하여 설명한다.
도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 의하여 제작된 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 16을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법은 상부층 제조단계와 하부층 제조단계와 결합단계를 포함하며, 상기 상부층 제조단계 및 하부층 제조단계는 제1실시예에서 설명한 것과 동일하므로 중복설명은 생략한다.
상기 결합단계는 연결 전극부를 형성하는 단계와 상부층과 하부층을 결합하는 단계를 포함하여 구성된다.
상기 연결 전극부(410)를 형성하는 단계는 외부의 신호 처리기를 상층 전극부(280)와 전기적으로 연결하기 위한 연결 전극부(410)를 형성하는 단계이다. 연결 전극부(410)는 제1연결 전극부(411)와 제2연결 전극부(413)와 제1연결 전극부(411)와 제2연결 전극부(413)를 상호 연결하는 제3연결 전극부(412)로 구성된다.
먼저, 상층 전극부(280)이 위치한 면과 동일면의 기판(210)상에 상층 전극부로(280)부터 연장되는 제1연결 전극부(411)를 형성한다. 또한, 제1연결 전극부(411)로부터 하방으로 돌출 연장되는 제3연결 전극부(413)를 형성한다.
마지막으로, 상부층(200)과 하부층(100) 결합시 하부층의(100) 하층 전극부(130)에 위치하는 면과 동일면의 베이스(110) 상에서 제1연결 전극부에 대향되는 위치를 단부로 하여 소정방향으로 연장되는 제2연결 전극부(412)를 패터닝한다.
상기 상부층(200)과 하부층(100)을 결합하는 단계에서는, 상층 전극부(280)와 하층 전극부(130)가 대향되도록 배치하되, 하층 전극부(130)로부터 연장되는 나노 와이어(150)가 상층전극부(280)에 의하여 형성되는 공간 내에 수용되도록 상부층(200)과 하부층(110)을 결합한다.
또한, 상부층(200)의 면적이 하부층(100)의 면적보다 작도록 구성되어, 결합시 하부층(100)의 상면 일부가 노출되도록 함으로써, 하층 전극부(130)의 보조전극(132) 및 제2연결 전극부(413)가 외부에 완전히 노출되도록 한다.
따라서, 상부층(200)과 하부층(100)의 상호 결합에 의하면, 제2연결 전극부(413)가 제3연결 전극부에 상호 접촉하며, 제3연결 전극부(413)는 상층 전극부(280)에 전기적으로 연결되는 제1연결 전극부(411)와 전기적으로 연결되므로, 상층 전극부(280)에서 발생하는 전기적 신호를 연결 전극부(410)를 통하여 외부로 용이하게 전달할 수 있다.
한편, 상층 전극부(280)는 연결 전극부(410)를 통하여 소정의 외부 신호 분석기(500)와 연결되고, 하층 전극부(130)는 보조전극(132)를 통하여 신호 분석기(500)와 직접 연결됨으로써, 각 전극부에서 발생되는 전기신호는 신호 분석기(500)에 전달될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장지 제조방법에 의하여 제작된 인공와우용 주파수 분리장치의 동작원리를 간략하게 설명한다.
도 17은 본 발명에 따른 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 의하여 제작된 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 17을 참조하면, 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치는 하부층(100)이 소정의 전파매질(600)에 의하여 기저막(120)이 지지되고, 상층 전극부(280)와 나노 와이어(150)가 상호 대향되는 구조로 상부층(200) 과 하부층(100)이 결합된다.
전파매질(600)을 통하여 소정의 주파수를 가지는 음향파가 전달되면, 전파매질(600)을 따라서 유동하는 음향파가 가지는 주파수 대역에 반응하는 기저막(120)의 영역이 전파매질(600)로부터 제공되는 음향파에 의하여 반응하여 변형을 일으킨다.
기저막(120)의 반응에 의하여 나노 와이어(150)가 반응하게 되고, 변형되는 나노 와이어(150)는 상측에 대응되는 상층 전극부(280)와 접촉하여 변형되고, 나노 와이어(150)는 압전 성질에 의하여 전기 신호를 발생시킨다. 발생되는 전기신호는 외부의 신호 분석기로 전달되고, 음향파의 주파수 대역에 대응되는 청신경을 자극함으로써 인체를 소리를 감지할 수 있게 된다.
따라서, 본 실시예에 의하여 제작된 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 의하면 광대역 주파수를 가지는 음향파를 쉽게 분리하고 분석하여 인체의 청신경에 전달할 수 있게된다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

Claims (15)

  1. 상부층과 하부층으로 구성되는 인공와우용 주파수 분리장치의 제조방법에 있어서,
    상부층 제조단계와 하부층 제조단계를 포함하고,
    상기 하부층 제조단계는,
    베이스의 상면에 제1실리콘층을 적층하고, 상기 베이스의 하면에 제2실리콘층을 적층하는 단계;
    상기 제1실리콘층 상에 음향파를 전달받는 기저막을 적층하는 단계;
    상기 기저막 상에 하층 전극부를 패터닝 하는 단계;
    상기 하층 전극부 상에 압전 특성을 지니는 나노 와이어를 성장시키는 단계;
    상기 기저막의 하면에 마련된 층을 일부 제거함으로써 상기 기저막의 하면을 외부에 노출시키는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하층 전극부를 패터닝 하는 단계는
    상호 이격되되 상기 기저막의 길이방향을 따라서 폭이 점점 증가하는 형태의 중앙 전극과 상기 중앙 전극으로부터 연장되는 보조전극을 패터닝 하는 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 나노 와이어를 성장시키는 단계는,
    상기 기저막의 상면을 감광제로 적층하는 단계; 상기 감광제 일부를 제거하여 중앙전극을 외부로 노출시킴으로써 상기 중앙전극을 시드층(seed-layer)화 하는는 단계; 상기 외부에 노출되는 중앙전극을 시드층으로 하여 나노와이어를 성장시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 나노 와이어는 산화아연(ZnO)을 저온성장 방식을 통하여 성장시키는 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 나노 와이어를 성장시키는 단계 이후에
    상기 나노 와이어의 손상을 방지하도록 상기 나노 와이어 및 상기 기저막의 상측을 보호층으로 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기저막의 하면을 노출시키는 단계 이후에 상기 나노 와이어 상측에 코팅되는 상기 보호층을 제거함으로써 상기 나노 와이어를 외부에 노출시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기저막을 적층하는 단계는,
    상기 기저막을 패터닝하여 상호 이격되는 복수개로 마련하는 것을 포함하는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기저막은 실리콘 나이트라이드(Si3N4)로 구성되는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법.
  9. 상부층과 하부층으로 구성되는 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법에 있어서,
    상부층 제조단계와 하부층 제조단계를 포함하고,
    상기 하부층 제조단계는,
    베이스의 상면에 제1실리콘층을 적층하고, 상기 베이스의 하면에 제2실리콘층을 적층하는 단계;
    상기 제1실리콘층 상에 음향파를 전달받는 기저막을 적층하는 단계;
    상기 기저막 상에 하층 전극부를 패터닝 하는 단계;
    상기 하층 전극부 상에 시드층(seed-layer)을 적층하는 단계;
    상기 기저막의 하면에 마련된 층을 일부 제거함으로써 상기 기저막의 하면을 외부에 노출시키는 단계;
    상기 시드층으로부터 압전 특성을 지니는 나노 와이어를 성장시키는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하층 전극부를 패터닝 하는 단계는
    상호 이격되되 상기 기저막의 길이방향을 따라서 폭이 점점 증가하는 형태의 중앙 전극과 상기 중앙 전극으로부터 연장되는 보조전극을 패터닝 하는 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 나노 와이어는 산화아연(ZnO)을 저온성장 방식을 통하여 성장시키는 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부층 제조단계는
    기판에 단면이 삼각형 형태로 함몰되되 상호 이격되는 복수개의 제1패턴부를 형성하는 단계; 상기 이웃하는 제1패턴부의 사이에 제2패턴부를 형성하는 단계; 상기 제1패턴부와 상기 제2패턴부 상에 상층 전극부를 코팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2패턴부를 형성하는 단계는 이웃하는 제1패턴부의 사이의 상기 기판 상에 버퍼층을 코팅하는 단계; 상기 기판의 상측에 이산화규소(SiO2) 층을 증착하는 단계; 상기 버퍼층과 상기 이산화규소(SiO2) 층이 동시에 적층된 영역의 버퍼층과 이산화규소층 만을 선택적으로 제거하는 단계; 이웃하는 이산화규소(SiO2) 층의 사이의 기판영역을 식각하여 제2패턴부를 패터닝 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 기저막을 적층하는 단계는,
    상기 기저막을 패터닝하여 상호 이격되는 복수개로 마련하는 것을 포함하는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 기저막은 실리콘 나이트라이드(Si3N4)로 구성되는 나노와이어 성장을 이용한 인공와우용 주파수 분리장치 제조방법.
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