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기 술 명
미세 열유속 센서 및 그 제조 방법
연 구 자
이선규(기전공학부)
등록번호
10-1050517-00-00
출원번호
10-2009-0028678
문 의 처
문희곤062-715-3077hgmoon@gist.ac.kr
발명정보

본 발명은 미세한 유동이 존재하는 상태에서 유체가 센싱부에 방출하는 열량을 측정하는 센서와 그 제조 방법에 관한 것이다. 세포의 발열 및 생체 조직의 발열 특성 연구 등의 바이오 장치들의 경우 생화학적 방법에 의한 측정이 아닌 비침습적이고 비접촉, 물질적 변형이 따르지 않는 방법이 필요하다. 따라서, 생체 조직 샘플의 변형과 파괴를 막기 위해 샘플의 대사를 위한 보존액과 같이 샘플의 측정이 요구되고, 샘플을 고정하지 않고 유체 채널 내에서의 유동시의 측정이 필요하다. 본 발명은 이러한 목적을 위한 것으로서, 써모파일로 이루어진 열유속 센서와 샘플의 보존액과 유동을 위한 유체 채널이 결합된 센서이며, 생체 조직의 원래 상태를 유지하면서 고분해능이나 고민감도의 발열 측정이 가능한 특징이 있다. 따라서, 본 발명은 미세 온도나 열류량, 특히 생체 세포의 발열량(heat generation)을 측정하는 데에 이용될 수 있다. 본 발명은 나노 마이크로 센서나 전자제품 스마트 냉각 시스템, 각종 의료 기기 등에 적용될 수 있다. 본 발명은 (a) 웨이퍼의 적어도 일면을 폴리싱하여 실리콘 기판부를 형성하는 단계; (b) 실리콘 기판부의 적어도 일면에 절연층을 증착시키는 단계; (c) 절연층 위에 서로 다른 두 금속층이 번갈아 연결된 열 감지부를 증착시키며, 열 감지부의 일측에 형성된 두 금속층의 접합부 인접 위치에 메인 히터를 형성시키고 열 감지부의 타측에 형성된 접합부에 인접하는 위치에 보조 히터를 더 형성시키는 단계; (d) 절연층, 열 감지부, 메인 히터 및 보조 히터의 노출면을 덮는 보호층을 형성시키는 단계; 및 (e) 양단면이 상기 보호층에 접착된 고분자 수지층을 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 열유속 센서의 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 샘플에 대한 센서 측정값의 정확도를 높일 수 있다. 또한, 생체 조직의 발열 특성을 수월하게 파악할 수 있다

발명효과

본 발명에 따르면, 다음 효과를 얻을 수 있다. 첫째, 열감지 소자(열전대쌍)의 양측에 히터와 보조 히터를 각각 구비함으로써, 열감지 소자가 샘플에 대한 측정값의 정확도를 높일 수 있다. 둘째, 유동 제어가 가능한 유체 채널을 형성함으로써 생체 조직의 발열 특성을 수월하게 파악할 수 있다.

대표청구항

(a) 웨이퍼의 적어도 일면을 폴리싱하여 실리콘 기판부를 형성하는 단계; (b) 상기 실리콘 기판부의 적어도 일면에 절연층을 증착시키는 단계; (c) 상기 절연층 위에 서로 다른 두 금속층이 번갈아 연결된 열 감지부를 증착시키며, 상기 열 감지부의 일측에 형성된 상기 두 금속층의 접합부 인접 위치에 메인 히터를 형성시키고 상기 열 감지부의 타측에 형성된 상기 접합부에 인접하는 위치에 보조 히터를 더 형성시키는 것으로서, 상기 두 금속층 중 어느 하나인 제1 금속층을 상기 절연층 위에 먼저 증착시키는 증착단계 및 상기 두 금속층 중 다른 하나인 제2 금속층을 상기 절연층 위에 증착시켜 상기 열 감지부를 완성시키고, 상기 제2 금속층으로만 이루어진 상기 메인 히터 또는 상기 보조 히터를 형성시키는 히터형성단계; (d) 상기 절연층, 상기 열 감지부, 상기 메인 히터 및 상기 보조 히터의 노출면을 덮는 보호층을 형성시키는 단계; 및 (e) 양단면이 상기 보호층에 접착된 고분자 수지층을 형성시키는 단계 를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 열유속 센서의 제조 방법.