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적외선 센서는 적외선 이미지 시스템을 구성하는 가장 중요한 핵심부품이다. 이로 인해 우주, 국방, 의료 산업 등 많은 분야에서 적외선 센서 기술에 대한 요구가 지속적으로 증가하고 있다. 적외선 검출에 사용되는 적외선 센서는 기본 검출원리에 따라 열형 센서와 광자형 센서가 있으며, 다양한 적외선 센서들의 스펙트럼 응답은 광자형인 PbS, PbSe의 경우 높은 감도를 가지고 있으나 파장 의존성이 크고 냉각장치를 사용해야하는 단점이 있어 구현하기가 힘들다. 또한 열형 센서의 일종인 초전형 (pyroelectric) 또는 열전도형 (thermalpile) 적외선 센서는 감도는 낮으나 넓은 ...

적외선 센서는 적외선 이미지 시스템을 구성하는 가장 중요한 핵심부품이다. 이로 인해 우주, 국방, 의료 산업 등 많은 분야에서 적외선 센서 기술에 대한 요구가 지속적으로 증가하고 있다. 적외선 검출에 사용되는 적외선 센서는 기본 검출원리에 따라 열형 센서와 광자형 센서가 있으며, 다양한 적외선 센서들의 스펙트럼 응답은 광자형인 PbS, PbSe의 경우 높은 감도를 가지고 있으나 파장 의존성이 크고 냉각장치를 사용해야하는 단점이 있어 구현하기가 힘들다. 또한 열형 센서의 일종인 초전형 (pyroelectric) 또는 열전도형 (thermalpile) 적외선 센서는 감도는 낮으나 넓은 적외선 파장 영역에서 고른감도를 보이고 상온에서 동작이 가능하며, 별도의 냉각장치가 필요없는 장점이 있다. 하지만 초전형 적외선 센서의 경우, 센서의 출력이 광원으로 입력되는 펄스주파수가 짧으면, 적외선 센서의 충방전 시간이 짧아져서 충분한 출력을 나타내지 못하고, 열전도형 센서의 경우 공정이 복잡하다는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 센서의 감도는 광자형에 비해 상대적으로 낮지만 상온에서 넓은 적외선 파장영역에서 고른 감도를 가지며, 특별한 냉각장치가 필요하지 않고, 간단한 공정과장을 통해 제작할 수 있는 볼로미터 (bolometer) 형 적외선 센서를 제작하였다. 볼로미터형 적외선 센서로 쓰이는 물질은 저항의 온도계수가 큰 재료를 사용하며, 적외선 방사에 의한 온도 상승으로 생기는 전기저항 변화를 측정하는 적외선 볼로미터이다. 재료로서는 VOx, Ti, Pt, a-Si 등과 같은 물질이 연구되고 있으며 최근에는 a-Si 에 GH4룰 주입한 a-SiGe에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 가장 큰 a-SiGe 의 장점은 기존 CMOS 공정에서 사용되는 물질이므로 추가적인 공정라인 변경이나 오염에 대해 열려 할 필요가 없다는 것이다. 본 논문에서는 구조적으로 열손실을 줄이고 분해능과 감도를 향상시키는데 초점을 맞추고 있다. 표면미이크로 머시닝 기술을 이용하여 플로팅 (floating) 구조를 만들었고 적외선 흡수율을 향상하였으며 열손실을 감소하였다. 제작된 적외선 볼로미터의 성능을 분석하기 위하여 측정 시스템을 구성하고 적외선 입사에 따른 전압변화 및 노이즈 전압을 측정하여 전압 감도 및 탐지도 특성을 분석하였다.

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