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순차적으로 적층되는 베리어층과 채널층 또는 순차적으로 적층되는 상기 베리어층, 상기 채널층 및 버퍼층과 함께, 상기 베리어층 아래에서 상기 베리어층의 양 측부에 위치되는 오믹 전극 그리고 상기 오믹 전극 아래에 위치되는 패드 전극을 포함하는 압력 센싱 구조물;상기 압력 센싱 구조물 아래에서 상기 압력 센싱 구조물에 전기적으로 접속되는 입출력 회로 구조물을 포함하고,상기 압력 센싱 구조물은 HEMT(High Electron Mobility Transistor) 유래(由來) 구조를 이루어 상기 채널층에 2-DEG(dimensional electron gas)를 가지고,상기 베리어층과 상기 채널층은 이종의 화합물 반도체이며 갈륨(Ga)과 질소(N) 중 적어도 하나를 포함하는 물질로 이루어져 외부 힘에 반응되어 굽힘시 압전 분극을 일으키고,상기 입출력 회로 구조물은 두께 방향에 직각인 방향으로 상기 패드 전극으로부터 벗어나 상기 베리어층의 중앙 영역과 마주보는 캐버티(cavity)를 가지고,상기 압력 센싱 구조물은 상기 입출력 회로 구조물의 상기 캐버티와 교차하며 상기 패드 전극에 의해 상기 캐버티의 일 측부 및 타 측부로부터 지지되는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서
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단독으로 형성되는 채널층 또는 순차적으로 적층되는 상기 채널층 및 버퍼층와 함께, 상기 채널층 아래에서 상기 채널층의 소정 부위의 채널 돌출부 상에 위치되는 베리어층, 상기 베리어층 아래에서 상기 베리어층으로부터 상기 베리어층의 양 측부를 향해 연장하는 오믹 전극, 및 상기 베리어층의 양 측부에서 상기 채널층 상에 위치되어 상기 오믹 전극과 접촉하는 패드 전극을 포함하는 압력 센싱 구조물;상기 압력 센싱 구조물 아래에서 상기 압력 센싱 구조물에 전기적으로 접속되는 입출력 회로 구조물을 포함하고,상기 압력 센싱 구조물은 HEMT(High Electron Mobility Transistor) 유래(由來) 구조를 이루어 상기 채널층에 2-DEG(dimensional electron gas)를 가지고,상기 베리어층과 상기 채널층은 이종의 화합물 반도체이며 갈륨(Ga)과 질소(N) 중 적어도 하나를 포함하는 물질로 이루어져 외부 힘에 반응되어 굽힘시 압전 분극을 일으키고,상기 입출력 회로 구조물은 두께 방향으로 상기 베리어층과 마주하고 상기 두께 방향에 직각으로 상기 베리어층보다 더 큰 면적을 가지는 캐버티(cavity)를 포함하고,상기 압력 센싱 구조물은, 상기 입출력 회로 구조물의 상기 캐버티와 교차하는 때, 상기 패드 전극에 의해 상기 캐버티의 일 측부 및 타 측부로부터 지지되고, 상기 입출력 회로 구조물의 상기 캐버티의 측부로부터 상기 캐버티의 상부측을 향해 돌출하는 때, 상기 패드 전극에 의해 상기 캐버티의 상기 측부로부터 지지되며 상기 캐버티의 상기 상부측 상에서 들뜬 상태(floating state)로 유지되는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서
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제1 항 또는 제2 항에 있어서,상기 오믹 전극은, 상기 패드 전극이 상기 캐버티의 외부에 위치되는 때, 바 형상 또는 판 형상으로 이루어지며, 상기 패드 전극이 상기 캐버티의 외부로부터 상부측으로 돌출하는 때, 인터디지트 형상 또는 핑거 형상으로 이루어지고, HEMT 유래 구조에서 트랜지스터의 소오스 및 드레인의 역할을 하고,상기 오믹 전극과 상기 패드 전극은, 상기 패드 전극이 상기 캐버티의 상기 외부에 위치되는 때, 순차적으로 적층되고, 상기 패드 전극이 상기 캐버티의 상기 외부로부터 상기 상부측으로 돌출하는 때, 서로 마주보는 단부들을 통해 접촉하는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서
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제1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 오믹 전극은 상기 베리어층과 오믹 접합(ohmic contact)을 하며 타이타늄(Ti), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 백금(Pt)과 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하며,상기 패드 전극은 타이타늄(Ti), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 백금(Pt)과 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서
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제1 항 또는 제2 항에 있어서,상기 베리어층 아래에서 상기 캐버티와 마주하는 보호층을 더 포함하고,상기 보호층은 SiNx, Si3N4, SiO2, Al2O3, HfO2, Polyimide, Bencocyclobutene, 및 AlN 중 어느 하나로 이루어져 오믹 전극들 사이의 베리어층을 덮는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서
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6
제1 항 또는 제2 항에 있어서,상기 베리어층은 AlXGa1-XN(0≤X≤1), InAlN 과 InAlGaN 중 어느 하나를 포함하는 물질로 구성되고, 상기 버퍼층과 상기 채널층은 갈륨(Ga)과 질소(N) 중 적어도 하나를 포함하는 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서
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7
제1 항 또는 제2 항에 있어서,상기 입출력 회로 구조물은 순차적으로 적층되는 회로 지지 기판과 접합 패턴층 또는 순차적으로 적층되는 상기 회로 지지 기판, 신호 전달층과 상기 접합 패턴층을 포함하고,상기 회로 지지 기판은 상기 캐버티를 오목 형상으로 한정하며 상기 캐버티 주변에 복수의 전기 회로를 지지하고,상기 접합 패턴층은 상기 패드 전극과 접촉하여 상기 전기 회로에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서
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제7 항에 있어서,상기 회로 지지 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 갈륨인(GaP), 갈륨비소인(GaAsP), 보론 나이트라이드(BN), SiC, GaN, ZnO, MgO, 사파이어, 석영 및 유리 중 어느 하나의 무기물 기판, 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene naphthalate, PEN), 폴리노르보넨(Polynorbornene, PN), 폴리아크릴레이트 (Polyacrylate), 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol, PVA), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에테르설폰(Polyethersulfone, PES), 폴리스타일렌(Polystyrene, PS), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리염화비닐(polyvinylchloride, PVC), 폴리아미드(Polyamide, PA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutyleneterephthalate, PBT), 폴리메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate, PMMA) 및 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS) 중 어느 하나이며,상기 접합 패턴층은 주석(Sn), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 인듐(In)과 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서
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9
제7 항에 있어서,상기 입출력 회로 구조물 상에 위치되어 상기 압력 센싱 구조물의 양 측부를 둘러싸는 실링 부재를 더 포함하고,상기 실링 부재는 상기 채널층 또는 상기 버퍼층에 외부 힘의 적용시 상기 채널층과 상기 베리어층의 굽힘을 통해 상기 캐버티로부터 외부를 향해 누출되는 공기를 막는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서
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10
제9 항에 있어서,상기 압력 센싱 구조물이 최 상부측에 상기 채널층을 가지며 상기 입출력 회로 구조물이 상기 회로 지지 기판과 상기 접합 패턴층을 가지는 구조에서,상기 실링 부재는, 상기 압력 센싱 구조물의 상기 양 측부에서 상기 채널층, 상기 베리어층, 상기 오믹 전극, 상기 패드 전극 및 상기 접합 패턴층과 접촉하도록 상기 채널층과 상기 회로 지지 기판을 덮고, 상기 회로 지지 기판의 상기 캐버티 상에서 상기 압력 센싱 구조물의 최 상면에 상기 채널층을 노출시키는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서
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11
제9 항에 있어서,상기 압력 센싱 구조물이 최 상부측에 상기 버퍼층을 가지며 상기 입출력 회로 구조물이 상기 회로 지지 기판과 상기 접합 패턴층을 가지는 구조에서,상기 실링 부재는, 상기 압력 센싱 구조물의 상기 양 측부에서 상기 버퍼층, 상기 채널층, 상기 베리어층, 상기 오믹 전극, 패드 전극 및 상기 접합 패턴층과 접촉하도록 상기 버퍼층과 상기 회로 지지 기판을 덮고, 상기 회로 지지 기판의 상기 캐버티 상에서 상기 압력 센싱 구조물의 최 상면에 상기 버퍼층을 노출시키는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서
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제9항에 있어서,상기 실링 부재는 SiNx, Si3N4 및 SiO2 중 어느 하나를 포함하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서
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제2 항에 있어서,상기 압력 센싱 구조물은, 상기 입출력 회로 구조물의 상기 캐버티와 교차하는 때, 상기 캐버티를 경유하는 방향에 직각 방향에서 상기 캐버티 주변으로부터 들뜬 상태(floating state)로 유지되고, 상기 입출력 회로 구조물의 상기 캐버티의 상기 측부로부터 상기 캐버티의 상기 상부측을 향해 캔틸레버 형상으로 돌출하는 때, 상기 캐버티를 향해 돌출하는 방향에 직각 방향에서 상기 캐버티 주변으로부터 들뜬 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서
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순차적으로 적층되는 더미 구조물과 압력 센싱 구조물을 형성하고,상기 더미 구조물과 상기 압력 센싱 구조물을 뒤집어서 하부측에 상기 압력 센싱 구조물과 상부측에 상기 더미 구조물을 형성하고,상기 압력 센싱 구조물 아래에서 상기 압력 센싱 구조물에 전기적으로 접속되는 입출력 회로 구조물을 형성하고,상기 압력 센싱 구조물로부터 상기 더미 구조물을 제거시키는 것을 포함하고,상기 더미 구조물은 상기 압력 센싱 구조물과 접촉하는 더미 분리층에 갈륨(Ga), 인듐(In)과 질소(N) 중 적어도 하나를 포함하는 물질을 가지고,상기 압력 센싱 구조물은, 상기 더미 구조물과 상기 압력 센싱 구조물을 뒤집은 후, 순차적으로 적층되는 베리어층 및 채널층 또는 순차적으로 적층되는 상기 베리어층, 상기 채널층 및 버퍼층과 함께, 상기 베리어층 아래에 또는 상기 베리어층 및 상기 채널층 아래에 오믹 전극과 패드 전극을 포함하는 HEMT(High Electron Mobility Transistor) 유래 구조를 이루고,상기 입출력 회로 구조물은 캐버티(cavity)를 포함하며 상기 캐버티 주변에서 상기 패드 전극과 접촉하여 상기 오믹 전극에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서의 제조방법
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제14 항에 있어서,상기 더미 구조물과 상기 압력 센싱 구조물을 형성하는 것은, 예비 더미 기판 상에 예비 버퍼층과 예비 더미 분리층을 순차적으로 형성하거나 상기 예비 더미 기판 상에 상기 예비 더미 분리층을 형성하여 예비 더미 구조물을 구성하고,상기 예비 더미 기판 상에 상기 예비 버퍼층과 상기 예비 더미 분리층을 가지는 때, 상기 예비 더미 구조물 상에 예비 채널층, 예비 베리어층, 예비 오믹 전극, 예비 패드 전극과 예비 보호층을 순차적으로 형성하거나, 상기 예비 더미 기판 상에 상기 예비 더미 분리층을 가지는 때, 상기 예비 더미 구조물 상에 상기 예비 버퍼층, 상기 예비 채널층, 상기 예비 베리어층, 상기 예비 오믹 전극, 상기 예비 패드 전극과 상기 예비 보호층을 순차적으로 형성하여 예비 압력 센싱 구조물을 구성하고,상기 입출력 회로 구조물에서 일 방향으로 상기 입출력 회로 구조물의 폭에 가까운 크기를 가지도록, 상기 예비 압력 센싱 구조물과 상기 예비 더미 구조물을 순차적으로 식각하는 것을 포함하고,상기 예비 더미 기판, 상기 예비 버퍼층, 상기 예비 더미 분리층, 상기 예비 채널층과 상기 예비 베리어층은 동일 면적을 가지도록 식각되는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서의 제조방법
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제14 항에 있어서,상기 더미 구조물과 상기 압력 센싱 구조물을 형성하는 것은, 예비 더미 기판 상에 예비 버퍼층과 예비 더미 분리층을 순차적으로 형성하거나 상기 예비 더미 기판 상에 상기 더미 분리층을 형성하여 예비 더미 구조물을 구성하고,상기 예비 더미 기판 상에 상기 예비 버퍼층과 상기 예비 더미 분리층을 가지는 때, 상기 예비 더미 구조물 상에 예비 채널층, 베리어층, 오믹 전극, 패드 전극과 보호층을 순차적으로 형성하거나, 상기 예비 더미 기판 상에 상기 예비 더미 분리층을 가지는 때, 상기 예비 더미 구조물 상에 상기 예비 버퍼층, 상기 예비 채널층, 상기 베리어층, 상기 오믹 전극, 상기 패드 전극과 상기 보호층을 순차적으로 형성하여 예비 압력 센싱 구조물을 구성하고,상기 입출력 회로 구조물에서 일 방향으로 상기 입출력 회로 구조물의 폭에 가까운 크기를 가지도록, 상기 예비 압력 센싱 구조물과 상기 예비 더미 구조물을 순차적으로 식각하는 것을 포함하고,상기 베리어층은 상기 예비 채널층의 소정 부위로부터 돌출되는 채널 돌출부와 접촉하고,상기 예비 압력 센싱 구조물과 상기 예비 더미 구조물의 식각은 상기 예비 더미 기판 상에서 수행되며,상기 예비 버퍼층, 상기 예비 더미 분리층과 상기 예비 채널층은 동일 면적으로 식각되는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서의 제조방법
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제15 항 또는 제16 항에 있어서,상기 예비 더미 기판은 사파이어(sapphire), 갈륨 나이트라이드(GaN), 실리콘카바이트(SiC)와 다이아몬드(diamond) 중 어느 하나를 포함하고,상기 베리어층은 AlXGa1-XN(0≤X≤1), InAlN 및 InAlGaN 중 어느 하나로 구성되고,상기 버퍼층과 상기 채널층은 갈륨(Ga)과 질소(N) 중 적어도 하나를 포함하는 물질로 구성되고,상기 예비 더미 분리층, 상기 예비 버퍼층과 상기 예비 채널층은 에피텍셜 방식으로 성장시켜 형성되고,상기 오믹 전극과 상기 패드 전극은 도전 물질로 이루어지고,상기 보호층은 절연 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서의 제조방법
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제15 항에 있어서,상기 예비 오믹 전극은 상기 예비 베리어층의 양 측부에 위치되고,상기 예비 패드 전극은 상기 예비 오믹 전극 상에 적층되고,상기 예비 보호층은 예비 오믹 전극들 사이에서 예비 베리어층을 덮고,상기 예비 오믹 전극, 상기 예비 패드 전극과 상기 예비 보호층은 상기 예비 압력 센싱 구조물과 상기 예비 더미 구조물의 식각 동안 식각되고,상기 예비 오믹 전극과 상기 예비 패드 전극은 식각되어 바 형상 또는 판 형상의 상기 오믹 전극과 상기 패드 전극으로 형성되고,상기 패드 전극은 상기 입출력 회로 구조물에서 상기 캐버티의 일 측부 및 타 측부에 위치되어 상기 압력 센싱 구조물을 지지하는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서의 제조방법
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제16 항에 있어서,상기 오믹 전극은 상기 베리어층 상에서 인터디지트 형상 또는 핑거 형상으로 위치되어 상기 베리어층으로부터 상기 베리어층의 양 측부를 향해 연장하고,상기 패드 전극은 상기 베리어층의 양 측부에서 상기 예비 채널층 상에 위치되어 단부를 통해 상기 오믹 전극과 접촉하고,상기 보호층은 상기 베리어층 상에서 오믹 전극들 사이의 베리어 층을 덮고,상기 오믹 전극과 상기 패드 전극은 상기 예비 압력 센싱 구조물과 상기 예비 더미 구조물의 식각 동안 식각 타켓으로부터 벗어나 있고,상기 패드 전극은 상기 입출력 회로 구조물에서 상기 캐버티의 일 측부 및 타 측부에 위치되거나 상기 캐버티의 상기 측부로부터 상기 캐버티의 상부측을 향해 돌출하여 상기 압력 센싱 구조물을 지지하는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서의 제조방법
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제19 항에 있어서,상기 압력 센싱 구조물은, 상기 입출력 회로 구조물의 상기 캐버티와 교차하는 때, 상기 캐버티를 경유하는 방향에 직각 방향에서 상기 캐버티 주변으로부터 들뜬 상태(floating state)로 유지되고, 상기 입출력 회로 구조물의 상기 캐버티의 상기 측부로부터 상기 캐버티의 상기 상부측을 향해 캔틸레버 형상으로 돌출하는 때, 상기 캐버티를 향해 돌출하는 방향에 직각 방향에서 상기 캐버티 주변으로부터 들뜬 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서의 제조방법
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제14 항에 있어서,상기 입출력 회로 구조물을 형성하는 것은,상기 압력 센싱 구조물 아래에서 회로 지지 기판을 준비하고, 상기 회로 지지 기판의 두 장소 상에 접합 패턴층 또는 순차적으로 적층되는 신호 전달층과 상기 접합 패턴층을 형성하는 것을 포함하고,상기 회로 지지 기판은 접합 패턴층들 사이의 영역에서 상기 캐버티를 오목 형상으로 한정하고, 상기 접합 패턴층은 상기 패드 전극을 통해 상기 오믹 전극에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서의 제조방법
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제21 항에 있어서,상기 회로 지지 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 갈륨인(GaP), 갈륨비소인(GaAsP), 보론 나이트라이드(BN), SiC, GaN, ZnO, MgO, 사파이어, 석영 및 유리 중 어느 하나의 무기물 기판, 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene naphthalate, PEN), 폴리노르보넨(Polynorbornene, PN), 폴리아크릴레이트 (Polyacrylate), 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol, PVA), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에테르설폰(Polyethersulfone, PES), 폴리스타일렌(Polystyrene, PS), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리염화비닐(polyvinylchloride, PVC), 폴리아미드(Polyamide, PA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutyleneterephthalate, PBT), 폴리메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate, PMMA) 및 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS) 중 어느 하나이며,상기 신호 전달층과 상기 접합 패턴층은 도전 물질을 포함하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서의 제조방법
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제14 항에 있어서,상기 압력 센싱 구조물로부터 상기 더미 구조물을 제거시키는 것은,상기 더미 구조물의 상기 더미 분리층에 레이저를 레이저 리프트 오프(Laser-Lift Off; LLO) 방식으로 조사하고,상기 레이저를 이용하여 상기 더미 분리층에 열을 적용하고, 상기 더미 분리층에 열 적용 동안, 상기 더미 분리층에서 상기 갈륨(Ga), 상기 인듐(In)과 상기 질소(N)의 결합 상태를 와해(瓦解)시키고, 상기 압력 센싱 구조물로부터 상기 더미 구조물을 분리시키는 것을 포함하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서의 제조방법
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제15 항에 있어서,상기 압력 센싱 구조물과 상기 입출력 회로 구조물 상에 실링 부재를 형성하는 것을 더 포함하고,상기 실링 부재는 SiNx, Si3N4 및 SiO2 중 어느 하나를 포함하며, 상기 입출력 회로 구조물 상에서 상기 압력 센싱 구조물의 양 측부에 위치되어 상기 압력 센싱 구조물을 덮는 것을 특징으로 하는 HEMT 유래 구조를 가지는 고감도 압력 센서의 제조방법
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