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목차

표제지=0,1,1

인사말씀/오길록=0,2,1

제출문=0,3,1

요약문=1,4,5

SUMMARY=6,9,4

CONTENTS=10,13,1

목차=11,14,1

표목차=12,15,1

그림목차=13,16,3

List of Tables=16,19,1

Figure Captions=17,20,3

제1장 서론=1,23,3

제1절 연구배경 및 목적=3,25,3

제2절 연구내용 및 범위=5,27,4

제2장 적외선 센서에 적용되는 강유전체 박막 및 흡수체 개발=9,31,3

제1절 개요=11,33,3

제2절 Pyroelectric 박막 증착 및 평가=14,36,11

제3절 적외선 흡수체 제작 및 특성 평가=25,47,14

제3장 적외선 센서 구조 및 공정 기술=39,61,3

제1절 개요=41,63,1

제2절 센서 구조체 설계 기술=41,63,9

제3절 센서 구조체 공정 기술=49,71,22

제4절 센서 구조체 공정 결과 평가=70,92,5

제4장 적외선 센서 어레이 평가 기술=75,97,3

제1절 개요=77,99,5

제2절 Package 및 측정 회로 기초 기술 연구=81,103,8

제3절 센서 신호 평가 기술=89,111,3

제4절 적외선 광학계=92,114,3

제5장 결론=95,117,4

부록. 연구결과물=99,121,7

영문목차

[title page etc.]=0,1,12

CONTENTS=10,13,10

Chapter 1. INTRODUCTION=1,23,3

Section 1. Background of the research and purpose=3,25,3

Section 2. Contents and research ranges=5,27,4

Chapter 2. RESEARCH ON FERROELECTRIC AND IR ABSORPTION LAYER=9,31,3

Section 1. Introduction=11,33,3

Section 2. Research on Ferroelectric Materials=14,36,11

Section 3. Research on Infra red ray absorption layer=25,47,14

Chapter 3. DESIGN OF IR FOCAL PLANE AND PROCESS SCHEMES=39,61,3

Section 1. Introduction=41,63,1

Section 2. Design of MEMS structure=41,63,9

Section 3. Process development for MEMS structure=49,71,22

Section 4. Evaluation of design and process=70,92,5

Chapter 4. EVALUATION OF IR FPA=75,97,3

Section 1. Introduction=77,99,5

Section 2. Packaging and evaluation circuit=81,103,8

Section 3. Signal evaluation=89,111,3

Section 4. Design of IR optics=92,114,3

Chapter 5. CONCLUSION=95,117,4

Appendix I. List of the Research Products Including Documents and Equipments=99,121,7

표목차

[표 1-1] 적외선 센서의 종류=4,26,1

[표 1-2] 연구 항목별 목표=7,29,1

[표 2-1] 초전 특성을 갖는 물질들=19,41,2

[표 2-2] Zr／(Zr+Ti) ratios x에 따른 PZT 박막의 전기적 특성=21,43,1

[표 2-3] Black Platinum 증착 조건=28,50,1

[표 2-4] NiCr 박막의 실험조건=30,52,2

[표 3-1] 다결정 실리콘 membrane 적용 구조와 실리콘 산화막 membrane 적용 구조의 비교=73,95,1

[표 4-1] 측정 시스템 주요 구성 내역=82,104,1

[표 4-2] 50mm 구경 적외선 광학계의 성능=92,114,1

그림목차

(그림 1-1) 적외선 영상 시스템의 계략도=5,27,1

(그림 2-1) PZT 및 BLT 박막의 제조 공정도=22,44,1

(그림 2-2) PZT 박막의 (a)Pt／Ti／SiO₂／Si 기판에서의 PZT(30／70) 박막의 이력 특성 및 (b)PZT(30／70) 박막의 유전 특성=23,45,1

(그림 2-3) 제작된 PZT 박막의 표면 미세 구조=24,46,1

(그림 2-4) 온도에 대한 파장 대 Spectral radiancy 특성=25,47,1

(그림 2-5) 일반적인 초전소자의 개략도=27,49,1

(그림 2-6) Black platinum의 파장에 대한 반사(흡수)율 특성=29,51,1

(그림 2-7) 열처리에 따른 Ni-Cr 박막의 특성 변화=33,55,1

(그림 2-8) NiCr 박막의 Cr rf power와 다양한 열처리 조건에 따른 resistivity 특성=34,56,1

(그림 2-9) NiCr 상부전극의 증착시 Cr target의 rf power와 상부전극의 두께에 따른 NiCr／PZT구조에서 열처리 후의 Polarization-Voltage 특성 (열처리조건:N2 분위기에서 600℃,1분)=35,57,1

(그림 2-10) Pt／PZT／Pt와 NiCr／PZt／Pt 구조의 NiCr 두께에 따른 흡수율=36,58,1

(그림 2-11) IR 영역에서 SiO2 박막의 refractive index 변화=37,59,1

(그림 2-12) SiO²／Pt(1000-)／PZT(3000-)／Pt(1000-)의 구조를 갖는 적외선 센서의 적외선 흡수(반사)율 simulation 및 동일 구조 박막에서의 실측치=38,60,1

(그림 3-1) 본 연구에서 제작한 단위 픽셀 소자의 패턴=42,64,1

(그림 3-2) 본 연구에서 제작한 마스크의 전체적인 layout=43,65,1

(그림 3-3) 픽셀 소자의 특성 평가용 측정 패턴=44,66,1

(그림 3-4(a)) ANSYS를 이용한 열 해석 결과 (좌측:패턴모양,우측:정상상태에서의 온도분포)=47,69,1

(그림 3-4(b)) ANSYS를 이용한 열 해석 결과 (좌측:패턴모양,우측:정상상태에서의 온도분포)=48,70,1

(그림 3-5) 다결정 실리콘을 membrane으로 하는 단위 픽셀 소자의 상면 및 단면도=50,72,1

(그림 3-6) 다결정 실리콘 membrane을 적용한 소자의 개략적인 공정=52,74,1

(그림 3-7) 희생층 식각후의 LL 패턴의 모양;(a) 1㎛ 희생층,(b) 2㎛ 희생층 (소자 크기 50㎛×50㎛,scale bar 생략)=56,78,1

(그림 3-8) Anchor 식각 공정 방법에 따른 셀 모양의 변화;(a) 습식 식각 공정,(b) 건식 식각 공정=57,79,1

(그림 3-9) 흡수층의 흡착특성 불량으로 인한 박리현상=58,80,1

(그림 3-10) Polyimide 보호층 패터닝 후의 소자 모습=59,81,1

(그림 3-11) BOE를 이용한 희생층 식각 후의 불량 발생 모습 (a) 셀 어레이 영역,(b) 측정 패턴 영역=60,82,1

(그림 3-12) GPE를 이용한 희생층 식각 후의 불량 발생 모습 (a) 셀 어레이 영역,(b) 측정 패턴 영역=61,83,1

(그림 3-13) 실리콘 산화막 membrane을 적용한 소자의 평면 및 단면도=62,84,1

(그림 3-14) 실리콘 산화막 membrane 적용 소자의 개략적인 공정 진행도=64,86,1

(그림 3-15) 상부전극 식각후 및 흡수층 산화막 증착후의 강유전체 특성 (두 경우 모두 recovery anneal 후의 결과이다)=68,90,1

(그림 3-16) 희생층 식각 후의 픽셀 소자 모습;(a) TMAH를 이용한 희생층 식각 결과,(b) XeF₂를 이용한 희생층 식각결과=69,91,1

(그림 3-17) XeF₂ 식각 공정 전후의 강유전체 특성 변화=70,92,1

(그림 3-18) 성공적인 전체 공정 완료후의 LL 패턴 셀 어레이 모습 (Fill factor:0.39)=71,93,1

(그림 3-19) 공정 완료후의 ML(a) 과 SL(b) 패턴의 셀 어레이 모습 Fill factor;(a)0.56,(b)0.64=72,94,1

(그림 4-1) 초전형 적외선 센서의 기본적인 작동 원리=79,101,1

(그림 4-2) 주파수에 따른 (a) 전류 및 (b) 전압 응답 속도=80,102,1

(그림 4-3) 초전형 적외선 센서 평가 시스템의 개요도=81,103,1

(그림 4-4) 초전형 적외선 센서의 Package 개략도=83,105,1

(그림 4-5) Germanium window의 광특성=84,106,1

(그림 4-6) 측정 Board의 functional block diagram=85,107,1

(그림 4-7) Pyroelectrlc coefficient 측정의 기본 회로=86,108,1

(그림 4-8) 초전 소자의 온도 반응에 따른 출력 신호=86,108,1

(그림 4-9) Detector의 인가 전압과 전하의 관계=87,109,1

(그림 4-10) chopper를 이용한 적외선 감지 반응도 측정=88,110,1

(그림 4-11) 적외선 센서 평가를 위한 측정 패턴=89,111,1

(그림 4-12) MEMS 공정 후 PZT 강유전체 박막의 이력 특성=90,112,1

(그림 4-13) MEMS 공정후 micro-bridge위에서 PZT박막의 초전계수=91,113,1

(그림 4-14) IR 적외선 센서 광학계 시스템 도면=93,115,1

(그림 4-15) IR 적외선 센서 시스템 입체도=94,116,1

칼라목차

jpg

(그림 2-6) Black platinum의 파장에 대한 반사(흡수)율 특성=29,51,1

(그림 3-4(a)) ANSYS를 이용한 열 해석 결과 (좌측:패턴모양,우측:정상상태에서의 온도분포)=47,69,1

(그림 3-4(b)) ANSYS를 이용한 열 해석 결과 (좌측:패턴모양,우측:정상상태에서의 온도분포)=48,70,1

(그림 3-6) 다결정 실리콘 membrane을 적용한 소자의 개략적인 공정=52,74,1

(그림 3-14) 실리콘 산화막 membrane 적용 소자의 개략적인 공정 진행도=64,86,1

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