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내장형 마이크로 히터를 포함하는 가스 센서에 있어서, 내장형 마이크로 히터 아래에 구비된 제1 절연막;상기 내장형 마이크로 히터의 위에 구비되어 내장형 마이크로 히터를 보호하는 제2 절연막;상기 내장형 마이크로 히터의 양단 위에 위치한 상기 제2 절연막에 형성된 접촉창;상기 접촉창과 상기 제2 절연막 위에 구비되고, 내장형 마이크로 히터와 전기적으로 연결된 제1 금속 배선;상기 제1 절연막 아래에 구비된 기판;상기 내장형 마이크로 히터의 주변을 따라 구비된 복수 개의 제1 에칭홀들;상기 제1 에칭홀들 사이에 형성된 제1 마이크로 브릿지(micro-bridges)들; 및상기 제1 에칭홀들을 통해 상기 기판이 식각되어, 상기 제1 에칭홀들의 주변에 위치한 내장형 마이크로 히터의 하부의 기판에 형성된 제1 공기층; 상기 제1 금속 배선의 주변을 따라 구비되되 제1 금속 배선의 양쪽 주변에 있는 제1 및 제2 절연막에 구비된 복수 개의 제2 에칭홀들;상기 제2 에칭홀들 사이에 형성된 제2 마이크로 브릿지(micro-bridges)들; 및상기 제2 에칭홀들을 통해 상기 기판이 식각되어, 상기 제2 에칭홀들의 주변에 위치한 제1 금속 배선의 하부 기판에 형성된 제2 공기층; 을 구비하여, 내장형 마이크로 히터에서 생성된 열이 상기 내장형 마이크로 히터 및 상기 제1 금속 배선을 통해 방출되는 것을 억제하는 것을 특징으로 하는 가스 센서
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제1항에 있어서,상기 제1 금속 배선은 적어도 2층 이상으로 구성되고, 제1 금속 배선의 하부 금속 배선층을 구성하는 금속은 제1 금속 배선의 상부 금속 배선층을 구성하는 금속에 비해 열 전도도가 작은 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스센서
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제1항에 있어서,상기 복수 개의 제 2 에칭홀들은 상기 내장형 마이크로 히터의 끝단으로부터 10 ㎛ 이상이 되도록 하여 내장형 마이크로 히터에서 발생된 열이 제1 금속 배선을 통해 기판으로 방출되는 것을 억제하는 것을 특징으로 하고,상기 제1 공기층과 상기 제2 공기층은 서로 연결되어 하나의 공기층을 형성하는 것을 특징으로 하는 가스센서
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제1항에 있어서,상기 접촉창은 단일의 접촉창 또는 복수 개의 접촉창으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 센서
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제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서,상기 내장형 마이크로 히터는 제1 금속 배선과 다른 물질로 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 내장형 마이크로 히터가 반도체 물질로 구성된 경우 반도체 물질에 n형 또는 p형의 불순물이 도핑되어 전기 전도성을 증가시키고, 상기 접촉창에는 실리사이드층이 형성되어 접촉 저항을 낮추는 것을 특징으로 하는 가스 센서
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제1항에 있어서,상기 제1 및 제2 에칭홀들의 단방향 길이는 상기 제1 및 제2 마이크로 브릿지(micro-bridges)들의 단방향 길이보다 크게 하여 제1 및 제2 마이크로 브릿지를 통해 방출되는 열을 줄이면서 기계적 안전성을 유지하는 것을 특징으로 하는 가스 센서
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제1항에 있어서, 상기 가스 센서는 저항형 가스 센서이며,상기 가스 센서는, 상기 내장형 마이크로 히터를 덮고 있는 제2 절연막 위에 감지 물질들이 도포되어 형성된 감지 물질층; 상기 감지 물질층의 양단에 위치한 제2 금속 배선; 상기 제2 금속 배선의 주변을 따라 구비되되 제2 금속 배선의 양쪽 주변에 있는 제1 및 제2 절연막에 구비된 복수 개의 제3 에칭홀들;상기 제3 에칭홀들 사이에 형성된 제3 마이크로 브릿지(micro-bridges)들; 및상기 제3 에칭홀들을 통해 상기 기판이 식각되어, 상기 제3 에칭홀들의 주변에 위치한 제2 금속 배선의 하부 기판에 형성된 제3 공기층; 을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 센서
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제7항에 있어서, 상기 제1 공기층, 제2 공기층 및 제3 공기층은 서로 연결되어 하나의 공기층을 형성하는 것을 특징으로 하는 가스 센서
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제7 항에 있어서,상기 제2 금속 배선은 상기 제1 금속 배선과 동일한 물질로 이루어지고 동일한 제조 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 제3 에칭홀들은 제2 금속 배선의 주변을 따라 상기 제2 금속 배선과 상기 감지 물질층이 접촉하는 영역의 가장자리로부터 적어도 10㎛ 이상 형성되어, 제2 금속 배선을 통해 기판으로 상기 내장형 마이크로 히터의 열이 방출되는 것을 억제하는 것을 특징으로 하는 가스 센서
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제7 항에 있어서,상기 제1, 제2 및 제3 에칭홀들은 각각 내장형 마이크로 히터, 제1 금속 배선 및 제2 금속 배선으로부터 하나 또는 둘 이상의 층으로 이루어지며, 상기 제1, 제2 및 제3 에칭홀들이 복수 개의 층으로 이루어진 경우, 서로 인접한 층에 위치한 제1, 제2 및 제3 마이크로 브릿지들이 서로 연결되지 않도록 상기 제1, 제2 및 제3 에칭홀들이 배치되도록 구성된 것을 특징으로 하는 가스 센서
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제1항에 있어서, 상기 가스센서는 감지 신호를 전류로 바꾸는 FET(Field Effect Transistor)를 더 구비한 FET형 가스 센서인 것을 특징으로 하며, 상기 FET는 소스, 드레인, 플로팅 전극 및 제어 전극을 포함하고, 상기 FET의 소스, 드레인 및 채널이 형성되는 활성 영역은 상기 기판에 구비되되 상기 활성영역을 제외한 영역에 상기 제1 절연막이 위치하고, 상기 플로팅 전극과 제어 전극은 서로 분리되되 마주 보는 형태로 구비되고, 상기 플로팅 전극과 상기 내장형 마이크로 히터는 상기 제2 절연막으로 덮여 있는 것을 특징으로 하며, 상기 서로 마주 보는 제어 전극과 제2 절연막으로 덮여 있는 플로팅 전극의 일부 및 그 사이에 감지 물질층이 위치하고, 상기 내장형 마이크로 히터는 상기 감지 물질층의 하부에 위치한 것을 특징으로 하는 FET형 가스 센서
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제11항에 있어서, 상기 플로팅 전극은 상기 감지 물질층과 상기 FET 사이에 위치하되 상기 활성영역과 게이트 절연막을 사이에 두고 위치하는 것을 특징으로 하며, 상기 내장형 마이크로 히터 아래에 구비된 제1 공기층은 상기 플로팅 전극을 따라 그 아래에 추가로 구비되되 상기 활성영역에 닿지 않도록 구성된 것을 특징으로 하는 가스 센서
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제12항에 있어서,상기 플로팅 전극과 제어 전극은 서로 분리되되 깍지 낀 (interdigitated) 형태로 마주 보도록 위치하여, 제어 전극과 플로팅 전극 사이의 커플링 비를 개선하고, 감지된 신호를 집중해서 FET에 전달하는 안테나 효과를 갖도록 하여 가스 응답을 개선하는 것을 특징으로 하는 가스 센서
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제11항에 있어서, 상기 가스 센서는 상기 제어 전극의 일단에 연결된 제3 금속 배선; 상기 제3 금속 배선의 주변을 따라 구비되되 제3 금속 배선의 양쪽 주변에 있는 제1 및 제2 절연막에 구비된 복수 개의 제4 에칭홀들;상기 제4 에칭홀들 사이에 형성되어 기계적 안정성을 개선하는 제4 마이크로 브릿지(micro-bridges)들; 및상기 제4 에칭홀들을 통해 상기 기판이 식각되어, 상기 제4 에칭홀들의 주변에 위치한 제3 금속 배선의 하부 기판에 형성된 제4 공기층; 을 더 구비하고, 상기 제어 전극과 상기 제3 금속 배선은 동일한 물질로 이루어지고, 상기 제4 공기층은 상기 제3 금속배선을 따라 그 아래에 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 센서
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제14 항에 있어서,상기 제1, 제2 및 제4 에칭홀들은 각각 내장형 마이크로 히터, 제1 금속 배선 및 제3 금속 배선으로부터 하나 또는 둘 이상의 층으로 이루어지며, 상기 제1, 제2 및 제4 에칭홀들이 복수 개의 층으로 이루어진 경우, 서로 인접한 층에 위치한 제1, 제2 및 제4 마이크로 브릿지들이 서로 연결되지 않도록 상기 제1, 제2 및 제4 에칭홀들이 배치되도록 구성된 것을 특징으로 하는 가스 센서
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제13항에 있어서, 상기 제3 금속 배선은 중간에 제3 금속 배선과는 다른 물질이 삽입되어 구성된 것을 특징으로 하며, 상기 제3 금속 배선에 삽입되는 물질은 제3 금속 배선보다 낮은 열전도도를 갖는 물질인 것을 특징으로 하는 가스 센서
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