Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR101477144B1 - Resistive oxide for bolometer, and bolometer and IR detector using the same - Google Patents

Resistive oxide for bolometer, and bolometer and IR detector using the same Download PDF

Info

Publication number
KR101477144B1
KR101477144B1 KR1020130022082A KR20130022082A KR101477144B1 KR 101477144 B1 KR101477144 B1 KR 101477144B1 KR 1020130022082 A KR1020130022082 A KR 1020130022082A KR 20130022082 A KR20130022082 A KR 20130022082A KR 101477144 B1 KR101477144 B1 KR 101477144B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bolometer
resistive oxide
oxide layer
resistive
infrared
Prior art date
Application number
KR1020130022082A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140107899A (en
Inventor
조정호
백종후
남중희
정영훈
윤지선
르덕탕
Original Assignee
한국세라믹기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국세라믹기술원 filed Critical 한국세라믹기술원
Priority to KR1020130022082A priority Critical patent/KR101477144B1/en
Publication of KR20140107899A publication Critical patent/KR20140107899A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101477144B1 publication Critical patent/KR101477144B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G45/00Compounds of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00Compounds of cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00Compounds of nickel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

본 발명은 볼로미터용 저항성 산화물 및 이를 포함하는 볼로미터 및 적외선 검출 소자에 관한 것으로, 본 발명에 따른 볼로미터용 저항성 산화물은 주요성분으로 니켈, 코발트, 망간를 함유하는 (Ni,Co,Mn)O4 계를 모체로 하고, 첨가물로서 CuO를 포함하며, 부(負)온도계수(Negative Temperature Coefficient) 특성을 나타낸다. 상기 볼로미터용 저항성 산화물은 낮은 비저항, 높은 TCR값, 낮은 노이즈 특성과 함께 작동온도 범위에서 안정적인 상(phase)으로 존재하여 우수한 정밀도와 향상된 온도 안정성을 갖는 볼로미터 및 이를 포함하는 적외선 검출 소자의 제작이 가능하다. The present invention relates to a resistive oxide for a bolometer, and a bolometer and an infrared detecting element comprising the same. The resistive oxide for a bolometer according to the present invention comprises (Ni, Co, Mn) O 4 system containing nickel, cobalt, And contains CuO as an additive and exhibits a negative temperature coefficient characteristic. The resistive oxide for the bolometer can exist in a stable phase in the operating temperature range with low resistivity, high TCR value, low noise characteristic, and it is possible to manufacture a bolometer and an infrared detecting device including the bolometer with excellent precision and improved temperature stability Do.

Description

볼로미터용 저항성 산화물 및 이를 포함하는 볼로미터 및 적외선 검출 소자{Resistive oxide for bolometer, and bolometer and IR detector using the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resistive oxide for a bolometer and a bolometer and an infrared detector using the resistive oxide,

본 발명은 볼로미터용 저항성 산화물 및 이를 포함하는 볼로미터 및 적외선 검출 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 (Ni,Co,Mn)O4 계를 모체로 하고, 첨가물로서 CuO를 포함하는 볼로미터용 저항성 산화물 및 이를 포함하는 볼로미터 및 적외선 검출 소자에 관한 것이다.
The present invention relates to a resistive oxide for a bolometer and a bolometer and an infrared ray detecting element including the resistive oxide for a bolometer. More particularly, the present invention relates to a resistive oxide for a bolometer including an (Ni, Co, Mn) O 4 system as a matrix and CuO as an additive, And a bolometer and an infrared ray detecting element including the same.

적외선 센서는 크게 광자형(Photon) 및 열형(Thermal)으로 분류된다. 광자형은 주로 화합물 반도체를 사용하여 입사한 적외선의 에너지를 흡수하여 여기된 전자 신호를 검출하는 광전도 현상을 이용하며, 성능은 뛰어나나 액체질소 냉각기가 필요하여 가격이 높은 단점이 있다. 반면에 복사되는 열에너지를 저항이나 전류 또는 기전력 변화로 검출하는 방식으로서 광자형에 비해 성능은 떨어지지만 냉각기가 필요 없고 가격이 저렴하여 일반적으로 가장 많이 쓰이고 있다. 열형 적외선 센서는 다시 초전형, 저항형, 열전형으로 나뉘는데, 현재 주로 사용되고 있는 열형 센서는 초전형 및 저항형이다. Infrared sensors are classified into Photon and Thermal. The photon type mainly uses compound semiconductors and absorbs the energy of infrared rays and uses the photoconductive phenomenon to detect excited electronic signals. The photon type is excellent in performance, but requires a liquid nitrogen cooler and has a high price. On the other hand, as a method of detecting the thermal energy to be radiated by resistance, current, or electromotive force change, performance is lower than that of the photon type, but it is generally used most because it does not need a cooler and is cheap. Thermal infrared sensors are divided into a super-type, a resistance type, and a thermoelectric type. The thermal type sensors which are mainly used now are a super-type and a resistance type.

볼로미터는 열저항 센서로서 물체에서 방사되는 적외선을 흡수하여 열에너지로 바뀔 때 그로 인한 온도 상승으로 전기저항이 변화하는 것을 측정하여 적외선을 검출할 수 있으며, 이러한 특징을 갖는 볼로미터를 2차원적으로 배열하여 적외선 영상을 구현할 수도 있다. 볼로미터의 중요한 설계인자들은 볼로미터와 주위 환경과의 낮은 열전도, 넓은 흡수면적을 통한 높은 적외선 흡수율, 낮은 1/f 노이즈 특성, 충분히 낮은 열시 상수 등이 있는데, 특히, 볼로미터에 사용되는 열저항 물질은 높은 온도저항계수(Temerature Coefficient of Resistence: TCR), 낮은 저항, IC 공정과의 연계성, 제조공정의 저렴화 및 단순화, 높은 재현성 등이 요구된다. A bolometer is a thermal resistance sensor that can detect infrared rays by measuring the change in electrical resistance due to the temperature rise when the infrared rays absorbed from the object are absorbed and converted into thermal energy. The bolometer is arranged two- Infrared images can also be implemented. The important design parameters of the bolometer are the low thermal conductivity of the bolometer and the surrounding environment, the high infrared absorption rate through the wide absorption area, the low 1 / f noise characteristic, and the sufficiently low temperature constants. In particular, Low resistance, connection with IC process, low cost and simplification of manufacturing process, and high reproducibility are required.

현재 사용되는 볼로미터 물질에는 Ti 등의 금속박막, 바나듐 산화물, 비정질 실리콘 등이 있다. 금속박막을 이용하는 경우에는 상온저항이 매우 낮다는 장점을 가지지만 TCR값이 매우 작아 소자의 응답특성(responsibity)을 향상시켜야 하는 문Currently used bolometer materials include metal thin films such as Ti, vanadium oxide, and amorphous silicon. In the case of using a metal thin film, the resistance at room temperature is very low. However, since the TCR value is very small, it is necessary to improve the responsivity of the device.

제가 있으며, 비정질 실리콘의 경우에는 TCR값이 높아 응답특성이 좋은 반면에 비정질 실리콘으로 된 볼로미터 저항층은 매우 얇아 열용량이 낮으므로 열시상수를 유지하기 위해 열전도를 낮게 유지하는 설계가 필요하고 높은 소자 저항으로 생기는 존슨 잡음(Johnson noise)이 높다는 단점을 가진다.In amorphous silicon, the response characteristic is good because of the high TCR value. On the other hand, since the bolometer resistance layer made of amorphous silicon is very thin and the heat capacity is low, it is necessary to design a structure that keeps the thermal conductivity low to maintain the constant temperature. (Johnson noise) caused by the noise is high.

또한, 가장 널리 적용되는 물질인 바나듐 산화물의 경우에는 금속박막에 비해 비교적 높은 -2.0%/℃ 내외의 TCR값을 가지고 비정질 실리콘에 비해 비교적 낮은 소자 저항값을 가지지만, VO2, V2O5, V2O3 등의 무수히 많은 중간상의 존재하며 특정 온도에서 절연체나 반도체로부터 금속상으로 상변태를 겪게되어 재현성 있는 제조가 어렵고, 통상 이온빔 장치 등 고가의 장비와 400℃ 이상의 고온에서 제조되어야 하는 문제점들을 가지고 있다. 또한, 저항이 매우 높아 볼로미터 소자에 적용이 어려운 문제를 해결하고자 바나듐 옥사이드에 텅스텐, 크롬, 망간, 등 다른 금속을 도핑하여 바나듐 옥사이드의 저항을 낮추는 방법이 미국특허 제5,288,380호로 공지되어 있다. 그러나 이 방법은 단지 도핑에 의해 바나듐 옥사이드의 저항을 낮추는 목적으로 발명되었으며, 정확한 도핑 조성 등의 표시없이 매우 광범위하게 기술하였고, 도핑으로 인한 적외선 소자의 성능에 크게 영향을 미치는 TCR값의 향상에 대해서는 발명이 이루어지지 않아서 여전히 많은 문제점을 갖고 있다.
In addition, the vanadium oxide, which is the most widely applied material, has a relatively low TCR value of about -2.0% / ° C, which is relatively higher than that of the metal thin film. However, VO 2 , V 2 O 5 , V 2 O 3 , and the like, and it is difficult to reproduce the phase transition from an insulator or a semiconductor to a metal phase at a specific temperature. In general, it is difficult to manufacture expensive equipments such as an ion beam device and a high- . In order to solve the problem that it is difficult to apply to a bolometer element due to a very high resistance, a method of lowering the resistance of vanadium oxide by doping vanadium oxide with another metal such as tungsten, chromium, or manganese is known as U.S. Patent No. 5,288,380. However, this method has been invented only for the purpose of lowering the resistance of vanadium oxide by doping, and has been extensively described without indicating the exact doping composition. The improvement of the TCR value, which greatly affects the performance of the infrared device due to doping, There are still many problems because the invention is not carried out.

1. 미국특허 제5,288,380호(1994.02.22)1. U.S. Patent No. 5,288,380 (Feb. 22, 1994)

본 발명은 상기 언급한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 낮은 저항과 높은 TCR값을 갖는 새로운 볼로미터용 저항 재료인 저항성 산화물을 제공함으로써, 볼로미터 소자의 성능을 향상시키고자 한다. 또한 새로운 저항성 산화물을 이용하여 작동온도에서 안정적으로 작동할 수 있는 고감도의 적외선 감지 소자를 제공하고자 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and aims to improve the performance of a bolometer element by providing a resistive oxide which is a resistance material for a new bolometer having a low resistance and a high TCR value. It is also intended to provide a highly sensitive infrared sensing device that can operate stably at operating temperature using a new resistive oxide.

본 발명의 일실시예에 따른 볼로미터용 저항성 산화물은 주요성분으로 니켈, 코발트, 망간를 함유하는 (Ni,Co,Mn)O4 계를 모체로 하고, 첨가물로서 CuO를 포함하며, 부(負)온도계수(Negative Temperature Coefficient) 특성을 나타낸다. The resistive oxide for a bolometer according to an embodiment of the present invention comprises a (Ni, Co, Mn) O 4 system containing nickel, cobalt, and manganese as main components as a matrix, CuO as an additive, (Negative Temperature Coefficient).

또한, 상기 볼로미터용 저항성 산화물은 하기 화학식1을 만족하고, Further, the resistive oxide for the bolometer satisfies the following formula (1)

<화학식1> [(Ni,Co,Mn)1- xCux]O4, 상기 x는 0.1 ≤ x ≤ 0.3임, (Ni, Co, Mn) 1- x Cu x ] O 4 , wherein x is 0.1? X? 0.3,

상온에서의 비저항이 200Ω·cm 이하이며, The resistivity at room temperature is 200? Cm or less,

상온에서의 저항온도계수(TCR)의 절대값이 3%/℃ 이상이고, The absolute value of the resistance temperature coefficient (TCR) at room temperature is 3% / DEG C or more,

상기 모체와 첨가물은 고용체를 형성하는 것을 특징으로 한다.
Characterized in that the matrix and the additive form a solid solution.

그리고 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼로미터는 기판; 상기 기판에 이격되어 형성되고, 주요성분으로 니켈, 코발트, 망간를 함유하는 (Ni,Co,Mn)O4 계를 모체로 하고, 첨가물로서 CuO를 포함하고, 부(負)온도계수(Negative Temperature Coefficient) 특성을 나타내는 저항성 산화물층; 및 상기 기판과 저항상 산화물층을 연결하여 지지하는 지지부재;를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a bolometer comprising: a substrate; (Ni, Co, Mn) O 4 system containing nickel, cobalt, and manganese as main components, CuO as an additive, and a negative temperature coefficient ) Resistive oxide layer; And a support member connecting and supporting the substrate and the oxide layer at all times.

상기 기판과 저항성 산화물층 사이에 배치된 적외선 반사층과 상기 저항성 산화물층 상에 배치된 적외선 반사방지층을 더 포함하고, 상기 적외선 반사층은 상기 기판의 상부면 혹은 상기 저항성 산화물층의 하부면에 형성될 수 있고,And an infrared reflective layer disposed on the substrate and the resistive oxide layer and an infrared reflective layer disposed on the resistive oxide layer, wherein the infrared reflective layer may be formed on an upper surface of the substrate or a lower surface of the resistive oxide layer However,

상기 지지부재는 상기 기판으로부터 상부로 연장된 적어도 한쌍의 지지기둥; 및 상기 한쌍의 지지기둥 사이에 연결되어 상기 저항성 산화물층을 지지하는 지지층;을 포함하고,The supporting member includes at least a pair of supporting columns extending upward from the substrate; And a support layer connected between the pair of support pillars to support the resistive oxide layer,

상기 저항성 산화물층은 하기 화학식1을 만족하고, Wherein the resistive oxide layer satisfies the following formula (1)

<화학식1> [(Ni,Co,Mn)1- xCux]O4, 상기 x는 0.1 ≤ x ≤ 0.3임, (Ni, Co, Mn) 1- x Cu x ] O 4 , wherein x is 0.1? X? 0.3,

상온에서의 비저항이 200Ω·cm 이하이고, 상온에서의 저항온도계수(TCR)의 절대값이 3%/℃ 이상이고, 상기 저항성 산화물층은 고용체를 형성하는 것을 특징으로 한다. Characterized in that the resistivity at room temperature is 200? 占 cm m or less and the absolute value of the resistance temperature coefficient (TCR) at room temperature is 3% / 占 폚 or more and the resistive oxide layer forms solid solution.

또한, 본 발명에 또 다른 실시예에 따른 적외선 검출 소자는 상기 볼로미터를 포함한다.
Further, an infrared detecting element according to another embodiment of the present invention includes the bolometer.

본 발명에 따른 주요성분으로 니켈, 코발트, 망간를 함유하는 (Ni,Co,Mn)O4 계를 모체로 하고, 첨가물로서 CuO를 포함하는 볼로미터용 저항성 산화물은 낮은 비저항, 높은 TCR값, 낮은 노이즈 특성과 함께 작동온도 범위에서 안정적인 상(phase)으로 존재하여 우수한 정밀도와 향상된 온도 안정성을 갖는 볼로미터 및 이를 포함하는 적외선 검출 소자의 제작이 가능하다.
The resistive oxides for the bolometer including CuO as the matrix and the (Ni, Co, Mn) O 4 system containing nickel, cobalt and manganese as main components according to the present invention have low resistivity, high TCR value, It is possible to manufacture a bolometer and an infrared detecting device including the bolometer having excellent precision and improved temperature stability in a stable phase in the operating temperature range.

도 1은 본 발명에 따른 볼로미터용 저항성 산화물의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 [(Ni,Co,Mn)1- xCux]O4의 조성에 따른 X선 회절 특성을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 [(Ni,Co,Mn)1- xCux]O4의 비저항 및 TCR 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 [(Ni,Co,Mn)1- xCux]O4의 비저항 및 TCR 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적외선 검출 소자용 볼로미터를 나타타낸 단면도이다.
1 is a flowchart showing a method for producing a resistive oxide for a bolometer according to the present invention.
2 is a graph showing X-ray diffraction characteristics according to the composition of [(Ni, Co, Mn) 1- x Cu x ] O 4 according to the present invention.
3 is a graph showing the resistivity and TCR characteristics of [(Ni, Co, Mn) 1 - x Cu x ] O 4 according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the resistivity and TCR characteristics of [(Ni, Co, Mn) 1 - x Cu x ] O 4 according to another embodiment of the present invention.
5 is a sectional view showing a bolometer for an infrared detecting element according to another embodiment of the present invention.

특정 실시예의 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특정 실시예의 여러 설명을 제공한다. 그러나, 본 발명은 청구범위에 의해 한정되고 커버되는 다수의 여러 방법으로 구현될 수 있다. 본 상세한 설명은 동일한 참조 번호가 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 나타내는 도면을 참조하여 설명된다. The following detailed description of specific embodiments provides several explanations of specific embodiments of the invention. However, the present invention may be embodied in many different ways that are defined and covered by the claims. This description is made with reference to the drawings, wherein like reference numerals denote like or functionally similar elements.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 볼로미티용 저항성 산화물과, 이를 포함하는 볼로미터 및 자외선 검출 소자에 관하여 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.

도 1는 본 발명에 따른 볼로미터용 저항성 산화물의 제조방법을 나타내는 순서도이다.1 is a flowchart showing a method for producing a resistive oxide for a bolometer according to the present invention.

우선, AB2O4의 스핀넬(spinel) 결정 구조를 갖는 볼로미터용 저항성 산화물을 제조하기 위하여 주요성분으로 니켈, 코발트, 망간를 함유하는 모체인 (Ni,Co,Mn)O4 계를 구성하는 Mn3O4, Co3O4, NiO 분말과 첨가물인 CuO 분말을 몰비에 따라서 칭량한 후 혼합한다(S100). 이때 상기 (Ni,Co,Mn)O4계 저항성 산화물은 [(Ni,Co,Mn)1-xCux]O4의 조성식을 만족하는데, 여기서 조성을 결정하는 주요 변수인 x는 0 ≤ x ≤ 0.3에서 선택되었다. 몰비에 따라 칭량한 분말을 분산 용매로서 에틸 알코올 또는 메틸 알코올과 함께 볼밀링하여 혼합하였다. 분산 용매와 볼의 비율을 1:1로 하고, 사용된 볼은 zirconia ball로 24시간 습식 혼합한다. First, in order to produce a resistive oxide for a bolometer having a spinel crystal structure of AB 2 O 4 , Mn (Mn) constituting the (Ni, Co, Mn) O 4 system containing nickel, cobalt and manganese 3 O 4 , Co 3 O 4 , NiO powder and CuO powder as an additive are weighed according to the molar ratio and mixed (S100). In this case, the (Ni, Co, Mn) O 4 -based resistive oxide satisfies a composition formula of [(Ni, Co, Mn) 1-x Cu x ] O 4 wherein x, 0.3. The powder weighed according to the molar ratio was ball milled with ethyl alcohol or methyl alcohol as a dispersing solvent and mixed. The ratio of the dispersion solvent to the balls is 1: 1, and the balls are wet-mixed with zirconia balls for 24 hours.

다음으로, 혼합된 분말을 알루미나 도가니에 넣고, 800 내지 1000℃의 온도에서 1 시간 내지 3시간 동안 열처리하여 하소(calcination)하고, 이후에 다시 분산 용매와 지르코니아 볼을 이용하여 볼밀링하여 분쇄하여 중간 화합물 분말을 형성한다(S200). 상기 하소 및 분쇄 공정은 안정적인 중간 화합물의 생성을 위해서 복수회에 걸쳐서 반복 실시할 수도 있다. 이때 각 출발물질과 혼합된 분말에 대하여 TG(시차열분석)를 측정하고, 하소된 분말에 대한 XRD분석과 병행하여 바람직한 하소온도를 결정하였다. 결정하였다. 하소는 800 내지 1000℃의 온도에서 1 시간 내지 3시간 동안 실시하였는데, 그 이하의 온도에서는 원료 분말들 사이의 반응이 충분하지 않았고, 그 이상의 온도에서는 후속 절차인 분쇄가 어려운 단점이 있다.Next, the mixed powder is placed in an alumina crucible and calcined by heat treatment at a temperature of 800 to 1000 ° C for 1 to 3 hours. Thereafter, the mixture is ball milled using a dispersing solvent and a zirconia ball, A compound powder is formed (S200). The calcining and pulverizing step may be repeatedly carried out a plurality of times in order to produce a stable intermediate compound. At this time, TG (differential thermal analysis) was measured for powder mixed with each starting material, and a preferable calcination temperature was determined in parallel with XRD analysis of the calcined powder. . The calcination was carried out at a temperature of 800 to 1000 ° C for 1 hour to 3 hours. However, the reaction between the raw powders was not sufficient at a temperature lower than that, and there was a disadvantage in that the subsequent procedure, which is a subsequent procedure, was difficult to carry out.

하소한 후에 분쇄한 중간 화합물 분말에 결합제를 소량 첨가하여 10μm 이하로 입경을 균일화한 다음에 1ton/cm2의 성형압을 가하여 직경 10mm의 disk형 시편으로 가압 성형하여 성형체를 형성하였다(S300). 이때 결합제는 10% PVA수용액을 결합제로서 5wt% 첨가하는 것이 바람직하다.After the calcination, a small amount of a binder was added to the pulverized intermediate compound powder to uniformize the particle size to 10 μm or less, followed by applying a forming pressure of 1 ton / cm 2 to the disk-shaped specimen having a diameter of 10 mm (S300). At this time, it is preferable that 5 wt% of 10% PVA aqueous solution as a binder is added to the binder.

상기 성형체를 2시간 동안 1℃/분의 속도로 승온하고, 250℃에서 2시간 유지하여 흡착수(H2O)와 부착수(OH)를 증발시켰으며, 600℃에서 결정 내부에 들어있는 결합수(OH)와 바인더와 같은 결합제를 휘발시켰다. 이후에 백금 플레이트를 이용하여 1150 내지 1260℃의 온도에서 3시간 내지 5시간 동안 열처리함으로써 스핀넬 결정 구조를 갖는 소결체를 형성하였다(S400). 소결온도가 1150℃ 이하에서는 소결이 충분하지 아니하여 스핀넬 결정성이 충분하지 않고, 1250℃ 이상에서는 입자 크기가 너무 커지고, 일부 영역이 용융되어 비정상 성장이 일어나 구조 내 결함이 발생할 수 있다. The formed body was heated at a rate of 1 ° C / minute for 2 hours and held at 250 ° C for 2 hours to evaporate adsorbed water (H 2 O) and attached water (OH). At 600 ° C, (OH) and binders were volatilized. Thereafter, a sintered body having a spinel crystal structure was formed by performing a heat treatment using a platinum plate at a temperature of 1150 to 1260 ° C for 3 hours to 5 hours (S400). When the sintering temperature is lower than 1150 캜, the sintering is insufficient and the spinel crystallinity is not sufficient. When the sintering temperature is higher than 1250 캜, the grain size becomes too large and some regions are melted and abnormal growth may occur.

상기 소결체를 연마하고 세척한 후 양면에 실버 페이스트(silver paste)를 스크린 인쇄하여, 100℃ dry oven 내에서 건조한 후에 600℃에서 10분간 소부하여 전극을 형성한 후에 온도에 따른 저항 변화 등을 관찰하였다. After the sintered body was polished and cleaned, silver paste was screen-printed on both sides, dried in a 100 ° C dry oven, and then baked at 600 ° C for 10 minutes to form electrodes. .

본 발명에 따른 볼로미터용 저항성 산화물의 제조 공정은 상술한 바에 한정되지 않고, 원하는 소자의 특성 및 공정상의 편의에 따라 다양한 수정과 변경이 가능하다.
The manufacturing process of the resistive oxide for a bolometer according to the present invention is not limited to the above, and various modifications and changes can be made depending on the characteristics of the desired device and the convenience of the process.

도 2는 본 발명에 따른 [(Ni,Co,Mn)1- xCux]O4의 조성에 따른 X선 회절 특성을 나타내는 그래프이다. 이는 분석하려는 저항성 산화물 표면에 각도를 변화시키면서 특정 X선 빔을 입사키고 결정면의 특성에 따라 X선 빔이 회절되어 나오는 강도를 읽어 결정구조를 파악하는 것이다. 스핀넬 결정 구조에서 발견되는 주요 XRD 피크(peak)만이 관찰되는 도 2에 도시된 바와 같이 (Ni,Co,Mn)O4 모재와 다양한 몰비(x)로 CuO가 첨가된 모든 시편에서 2차상이 발생되지 않고, 단일상의 스핀넬 구조의 화합물이 고용체 상태로 잘 합성된 것을 확인할 수 있다. 이러한 화합물은 자신의 용융점까지 안정된 상태를 유지한다. 즉, 종래에 볼로미터 저항체로 주로 사용되는 바나듐 산화물의 경우는 VO2, V2O5, V2O3 등의 무수히 많은 중간상이 존재하여 재현성 있는 볼로미터의 제조가 어려운 반면에, 본 발명에 따른 [(Ni,Co,Mn)1-xCux]O4 산화물의 경우는 넓은 온도 범위에 대해 안정적으로 존재하여 이를 이용하여 제조된 볼로미터와 적외선 검출 소자는 향상된 온도 안정성을 가지는 것이 가능하게 된다. 2 is a graph showing X-ray diffraction characteristics according to the composition of [(Ni, Co, Mn) 1- x Cu x ] O 4 according to the present invention. This is to grasp the crystal structure by changing the angle on the surface of the resistive oxide to be analyzed and irradiating a specific X-ray beam and reading the intensity of the X-ray beam diffracted according to the characteristics of the crystal plane. As shown in Fig. 2, in which only the main XRD peaks found in the spinel crystal structure are observed, in all the specimens to which CuO was added at (Ni, Co, Mn) O 4 base material and various molar ratios (x) And it can be confirmed that the compound of the single-phase spinel structure is synthesized well as a solid solution state. These compounds remain stable until their melting point. That is, in the case of vanadium oxide which is conventionally used as a bolometer resistor, there are numerous intermediate phases such as VO2, V2O5 and V2O3, and it is difficult to produce a reproducible bolometer. In contrast, [(Ni, Co, Mn) 1-x Cu x ] O 4 oxide is stably present over a wide temperature range, so that the bolometer and the infrared detecting device manufactured using the same can have improved temperature stability.

소결체 시편에 대한 XRD 분석을 통하여 구한 격자상수를 이용하여 이론 밀도를 계산한 후, 아르키메데스법을 이용해 구한 소결 밀도와 비교하여 상대 밀도를 알아보았다. [(Ni,Co,Mn)1- xCux]O4 산화물의 상대밀도는 모든 CuO 첨가량에 대해서 95% 이상으로 나타났고, CuO 첨가에 따라서 상대밀도가 특별히 변화하는 경향은 나타나지 않았다.
Theoretical densities were calculated from the lattice constants obtained by XRD analysis of the sintered specimens, and the relative density was compared with the sintered density obtained by the Archimedes' method. The relative density of [(Ni, Co, Mn) 1 - x Cu x ] O 4 oxides was found to be over 95% with respect to all CuO additions, and the relative density did not show any particular change with the addition of CuO.

도 3 내지 도 4는 Ni, CO, Mn의 조성비가 다른 본 발명의 실시예에 따른 [(Ni,Co,Mn)1-xCux]O4의 비저항 및 TCR 특성을 나타내는 그래프이다. 3 to 4 are graphs showing the resistivity and TCR characteristics of [(Ni, Co, Mn) 1-x Cu x ] O 4 according to the embodiment of the present invention in which the composition ratios of Ni, CO and Mn are different.

도 3의 경우는 [(Ni0 .3Co0 .33Mn0 .37)1- xCux]O4 저항성 산화물에 관한 결과로서, 상온에서의 비저항이 CuO가 첨가되지 않은 경우에 비해서 CuO가 첨가됨에 따라서 급격하게 감소하는 것을 알 수 있다. In the case of FIG. 3 [(Ni 0 .3 Co 0 .33 Mn 0 .37) 1- x Cu x] O 4 as a result of the resistive oxide, is compared with the case where the specific resistance at room temperature is not added CuO CuO It is understood that the amount thereof is sharply decreased with the addition of the catalyst.

AB2O4 조성의 스핀넬 구조를 갖는 (Ni,Co,Mn)O4 계에서는 Ni2 +는 사면체 site(A-site)를 차지하고, Mn3 +와 Co3 +는 팔면체 site(B-site)를 차지하는데, 이러한 스핀넬 구조에 전기 전도는 B-site에 위치하는 Mn3 +과 Mn4 + 사이에 전자의 호핑(hopping)에 의하여 이루어진다. 한편, 역 스핀넬 구조의 경우에 Ni와 Mn 이온은 둘 다 사면체 site와 팔면체 site를 차지할 수 있다. 팔면체 site에 존재하는 Ni2 +는 Mn3 +에서 Mn4 +로 원자가가 변화하도록 유도한다. CuO가 (Ni,Co,Mn)O4 계에 첨가되면 Cu2 + 이온은 Ni2 +를 우선적으로 치환하게 되는데, Cu2 +이온은 Ni2 +보다 무거워서 Ni2+ 이온보다 Mn 이온의 원자가 변화에 더 큰 영향을 미쳐서 Mn3 +과 Mn4 + 사이에 전자의 호핑(hopping)이 더 많이 일어나게 하고, 이로 인해 (Ni,Co,Mn)O4 계에 CuO가 첨가됨에 따라 비저항은 감소하게 되는 것이다. 한편, (Ni,Co,Mn)O4 계에 CuO가 너무 많이 첨가되는 경우에는 (Ni,Co,Mn)O4 계의 불안정성으로 인한 Mn3 + 이온의 Jahn Teller 효과에 의해서 MnO6 팔면체의 뒤틀림을 야기하고, 이로 인해서 Mn3 +과 Mn4 + 사이에 전자의 호핑(hopping)을 어렵게하므로 CuO의 첨가에 따라서 더이상 비저항이 낮아지지 않게 된다. Having a spinel structure of AB 2 O 4 composition (Ni, Co, Mn) O 4 system the Ni 2 + occupies tetrahedral site (A-site), Mn 3 + and Co 3 + the octahedral site (B-site ). Electrical conduction to such a spinnel structure is achieved by electron hopping between Mn 3 + and Mn 4 + located at the B-site. On the other hand, in the case of an inverted spinnel structure, both Ni and Mn ions can occupy tetrahedral sites and octahedral sites. Ni 2 + present in the octahedral site induces the valence change from Mn 3 + to Mn 4 + . When CuO is (Ni, Co, Mn) O is added to the four-based Cu 2 + ions are Ni 2 + a there is preferentially substituted, Cu 2 + ions of the Mn ion valence change than heavy Ni 2+ ions than Ni 2 + (Ni, Co, Mn) O 4 system, the resistivity decreases as CuO is added to the (Ni, Co, Mn) O 4 system, which causes more electrons hopping between Mn 3 + and Mn 4 + will be. On the other hand, (Ni, Co, Mn) O when CuO is added too much, the four series is by the Jahn Teller effect of (Ni, Co, Mn) O 4 system Mn 3 + ions due to the instability of the twisting of the MnO 6 octahedral , Which makes it difficult to hop electrons between Mn 3 + and Mn 4 + , so that the resistivity is no longer lowered by the addition of CuO.

적외선 흡수에 의한 온도 변화에 따라서 저항값이 변화하는 볼로미터용 저항체는 그 저항이 높을수록 볼로미터의 노이즈가 증가하기 때문에 낮은 저항값을 갖는 것이 요구되는데, 볼로미터를 포함하는 적외선 검출 소자의 작동온도는 일반적으로 상온에서 50℃인데, 이러한 온도 범위에서 볼로미터용 저항체의 비저항은 200Ω·cm 이하인 것이 요구된다. 한편 최근들어 적외선 검출 소자의 소형화가 이루어짐에 따라서 마이크로 볼로미터가 필요하고, 이를 위해서는 100Ω·cm 이하의 더욱 낮은 비저항이 요구되기도 한다.  The resistance of the resistor for a bolometer that changes its resistance value in accordance with the temperature change due to infrared absorption is required to have a low resistance value because the noise of the bolometer increases as the resistance increases. The operating temperature of the infrared detecting device including the bolometer is generally At room temperature to 50 ° C. The resistivity of the resistor for a bolometer is required to be 200 Ω · cm or less in this temperature range. On the other hand, in recent years, miniaturization of an infrared detecting element has necessitated a microbolometer. For this purpose, a resistivity of 100 Ω · cm or less is required.

한편, (Ni,Co,Mn)O4 계에 CuO가 첨가됨에 따라서 비저항은 감소하는 것과 함께 적외선 검출 소자의 볼로미터 저항체가 가져야하는 또 다른 주요 특성인 TCR의 절대값도 감소하게 된다. CuO가 첨가된지 않은 (Ni,Co,Mn)O4 산화물의 경우 상온에서 TCR의 절대값이 5.18%/℃이나, Cu의 성분비(x)가 0.3인 경우에는 상온에서 TCR의 절대값이 3.67%/℃로 감소하였다. Cu의 성분비(x)가 0.30이하인 경우에는 적외선 검출 소자의 작동온도 구간에서 상온 TCR의 절대값이 3%/℃를 유지하나, x가 0.3을 초과하는 경우에는 상온 TCR의 절대값이 3%/℃보다 더 작게 된다. On the other hand, as CuO is added to the (Ni, Co, Mn) O 4 system, the resistivity decreases and the absolute value of the TCR, which is another important property of the IR detector element, is also decreased. The absolute value of TCR at room temperature was 5.18% / ° C for CuO-free (Ni, Co, Mn) O 4 oxides but the absolute value of TCR at room temperature was 3.67% / [Deg.] C. When the composition ratio (x) of Cu is 0.30 or less, the absolute value of the room temperature TCR is maintained at 3% / ° C in the operating temperature range of the infrared detecting element. If x exceeds 0.3, the absolute value of the room temperature TCR is 3% Lt; / RTI &gt;

도 4는 [(Ni0 .263Co0 .131Mn0 .605)1- xCux]O4 저항성 산화물에 관한 비저항과 TCR 변화를 나타내는데, 앞서 살펴본 바와 유사하게 CuO의 첨가량이 증가함에 따라서 비저항과 TCR의 절대값이 감소하는 것을 알 수 있다. 즉, CuO가 첨가되지 않은 경우에는 매우 높은 상온에서의 비저항값을 나타내나, CuO가 첨가됨에 따라서 급격히 낮아져서 적외선 검출 소자에 적용되는 볼로미터로 사용이 가능하게 된다. 상온에서의 TCR 역시 CuO의 첨가에 따라 감소하지만, CuO 첨가량(x)이 0.30까지도 3%/℃ 이상을 유지한다. 4 [(Ni Co 0 .263 0 .131 0 .605 Mn) 1- x Cu x] O 4 indicate the resistivity and TCR change in the resistive oxide, similar to the added amount of CuO increased as we have seen thus as a specific resistance And the absolute value of TCR decrease. That is, when CuO is not added, it shows a very high specific resistance value at room temperature, but it becomes rapidly lower as CuO is added, so that it can be used as a bolometer applied to an infrared detecting element. The TCR at room temperature also decreases with the addition of CuO, but it maintains more than 3% / ℃ even when the amount of CuO added (x) is 0.30.

따라서, 본 발명에 따른 볼로미터용 저항성 산화물에서는 (Ni,Co,Mn)O4 계 모체에 첨가되는 CuO의 성분비(x)가 0.1 내지 0.3 사이의 범위에서 선택될 수 있다([(Ni,Co,Mn)1- xCux]O4, 상기 x는 0.1 ≤ x ≤ 0.3임).
Therefore, in the resistive oxide for a bolometer according to the present invention, the composition ratio x of CuO added to the (Ni, Co, Mn) O 4 matrix can be selected within the range of 0.1 to 0.3 ([(Ni, Mn) 1- x Cu x ] O 4 , wherein x is 0.1? X? 0.3.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적외선 검출 소자용 볼로미터를 나타타낸 단면도이다. 본 발명에 따른 적외선 검출 소자용 볼로미터는 기판(510); 상기 기판에 이격되어 형성되고, 주요성분으로 니켈, 코발트, 망간를 함유하는 (Ni,Co,Mn)O4 계를 모체로 하고, 첨가물로서 CuO를 포함하고, 부(負)온도계수(Negative Temperature Coefficient) 특성을 나타내는 저항성 산화물층(530); 및 상기 기판과 저항상 산화물층을 연결하여 지지하는 지지부재(520)를 포함한다. 5 is a sectional view showing a bolometer for an infrared detecting element according to another embodiment of the present invention. A bolometer for an infrared detecting element according to the present invention includes a substrate 510; (Ni, Co, Mn) O 4 system containing nickel, cobalt, and manganese as main components, CuO as an additive, and a negative temperature coefficient ) Resistive oxide layer (530); And a support member 520 for supporting and supporting the substrate and the oxide layer all the time.

상기 기판(510)은 내부에 적외선 검출 회로를 포함하는 반도체 기판으로서, 실리콘 등의 반도체 재료로 이루어진다.The substrate 510 is a semiconductor substrate including an infrared detection circuit therein, and is made of a semiconductor material such as silicon.

상기 저항성 산화물층(530)은 적외선을 흡수하여 온도변화가 발생하고 이에 따라 저항이 변화하는 볼로미터용 저항체로서 상기 기판(510)과 이격되어 위치하는데, 주요성분으로 니켈, 코발트, 망간를 함유하는 (Ni,Co,Mn)O4 계를 모체로 하고, 첨가물로서 CuO를 포함하고, 부(負)온도계수(Negative Temperature Coefficient) 특성을 나타낸다. 이러한 저항성 산화물층의 조성은 다음의 화학식1으로 표현될 수 있다. The resistive oxide layer 530 is a resistor for a bolometer that changes its resistance by absorbing infrared rays and accordingly changes its resistance. The resistive oxide layer 530 is spaced apart from the substrate 510 and includes nickel, cobalt, and manganese , Co, Mn) O 4 system as a matrix, CuO as an additive, and a negative temperature coefficient characteristic. The composition of this resistive oxide layer can be expressed by the following formula (1).

<화학식1>&Lt; Formula 1 >

[(Ni,Co,Mn)1- xCux]O4, 상기 x는 0.1 ≤ x ≤ 0.3이다.[(Ni, Co, Mn) 1 - x Cu x ] O 4 , wherein x is 0.1? X? 0.3.

상기 저항성 산화물층은 볼로미터의 적외선 검출 감도와 온도 안정성을 향상시키기 위하여 상온에서의 비저항이 200Ω·cm 이하이고, 상온에서의 저항온도계수(TCR)의 절대값이 3%/℃ 이상일 수 있다. The resistive oxide layer may have a resistivity at room temperature of 200? Cm or less and an absolute value of the resistance temperature coefficient (TCR) at room temperature of 3% / 占 폚 or higher in order to improve infrared sensitivity and temperature stability of the bolometer.

상기 지지부재(520)는 기판(510)과 저항성 산화물층(530)을 연결하여 지지하는데, 볼로미터용 저항성 산화물층(530)와 주위와의 열전도를 최소화하기 위하여 기판(510)으로부터 저항성 산화물층(530)이 서로 접촉되지 않고 이격공간(560)에 의하여 분리되도록 한다. 한편, 상기 지지부재(520)는 상기 기판으로부터 상부로 연장된 적어도 한쌍의 지지기둥(521)과, 상기 한쌍의 지지기둥(521) 사이에 연결되어 상기 저항성 산화물층(530)을 지지하는 지지층(522)로 구성될 수 있다. 지지기둥(521)는 저항성 산화물층을 지지할 수 있도록 충부한 기계적 강도를 가지는 한편 주위와의 열전도를 최소화하기 위하여 그 단면적이 작도록 형성되고, 낮은 열전도를 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 지지층(522)는 그 위에 위치하는 저항성 산화물층과 직접 접촉하면서 지지하는 것으로, 상부의 저항성 산화물층과 반응하지 않아야하고 절연 특성을 가져야한다. 예를 들면 실리콘 산화막, 알루미늄 산화막, 티타늄 산화막 등으로 이루어질 수 있다. The support member 520 connects and supports the substrate 510 and the resistive oxide layer 530. The resistive oxide layer 530 and the resistive oxide layer 530 are formed on the substrate 510 to minimize thermal conduction between the resistive oxide layer 530 and the surroundings. 530 are separated from each other by the spacing space 560 without being in contact with each other. The support member 520 includes at least a pair of support pillars 521 extending upward from the substrate and a support layer connected between the pair of support pillars 521 to support the resistive oxide layer 530 522). The support pillars 521 may be made of a material having a low thermal conductivity and formed to have a small cross-sectional area in order to minimize thermal conduction to the surroundings while having a mechanical strength to support the resistive oxide layer. The support layer 522 must be in direct contact with the resistive oxide layer disposed thereon and should not react with the upper resistive oxide layer and have insulating properties. For example, a silicon oxide film, an aluminum oxide film, a titanium oxide film, or the like.

한편, 상기 기판(510)과 저항성 산화물층(530) 사이에는 적외선 반사층(540)이 배치될 수 있다. 볼로미터용 저항성 산화물층에서 적외선 흡수율을 높이기 위해서는 목표로하는 적외선 파장대에 최적화된 광학적 공진구조가 필요한데, 이를 위하여 반사층(540)은 기판 상에 형성되고, 저항성 산화물층은 적외선 반사층의 표면으로부터 λ/4만큼 이격되어 위차하여 λ의 파장으로 입사된 적외선의 대부분이 저항성 산화물층에 흡수될 수 있도록 한다. 적외선 반사층과 저항성 산화물층의 이격공간을 이용하여 공진하는 것 이외에 저항성 산화물층 자체를 공진구조로 구현할 수도 있는데, 이는 저항성 산화물층 하부에 접하도록 반사층이 있고, 저항성 산화물층의 두께를 공진구조인 λ/4로 맞추는 것에 의하여 달성 가능하다. 적외선 반사층(540)은 당업자에게 알려진 바처럼 금이나 은 등의 금속층, 혹은 서로 다른 굴절율을 갖는 유전체층(예를 들어, SiO2, TiO2의 교번적층)을 교번 적층하여 형성하는 분산 브레그 반사층으로 이루어질 수 있다.Meanwhile, an infrared ray reflective layer 540 may be disposed between the substrate 510 and the resistive oxide layer 530. In order to increase the infrared absorption rate in the resistive oxide layer for the bolometer, an optical resonance structure optimized for the target infrared wavelength band is required. For this purpose, a reflection layer 540 is formed on the substrate, and a resistive oxide layer is formed on the surface of the infrared reflection layer So that most of infrared rays incident at a wavelength of? Can be absorbed in the resistive oxide layer. In addition to resonating using the spacing between the infrared reflecting layer and the resistive oxide layer, the resistive oxide layer itself may be formed in a resonant structure. This is because there is a reflective layer in contact with the bottom of the resistive oxide layer, / 4. &Lt; / RTI &gt; The infrared reflecting layer 540 may be a dispersion brazing reflective layer formed by alternately laminating metal layers such as gold or silver or dielectric layers having different refractive indices (for example, alternating layers of SiO 2 and TiO 2 ) as known to those skilled in the art Lt; / RTI &gt;

또한, 볼로미터를 향하여 입사되는 적외선이 외부로 다시 반사되지 않고 내부의 저항성 산화물(530)에 의하여 흡수될 수 있도록 상기 저항성 산화물층(530) 상에는 적외선 반사방지층(550)을 더 포함할 수 있다. 적외선 반사방지층(550)은 당업자에게 용이하게 선택할 수 있는 아연, 주석, 알루미늄, 티타늄, 실리콘 등의 금속의 산화물을 단일층으로 혹은 복수의 층을 적층하여 형성할 수 있다.
In addition, the infrared ray reflection layer 550 may further include an infrared ray reflection preventing layer 550 on the resistive oxide layer 530 so that the infrared ray incident toward the bolometer can be absorbed by the inner resistive oxide 530 without being reflected back to the outside. The infrared reflection preventing layer 550 can be formed by laminating a single layer or a plurality of layers of an oxide of a metal such as zinc, tin, aluminum, titanium, or silicon, which can be easily selected by those skilled in the art.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 주요성분으로 니켈, 코발트, 망간를 함유하는 (Ni,Co,Mn)O4 계를 모체에 CuO를 첨가하는 것에 의하여 종래에 볼로미터용 저항체로서 주로 이용되는 바나듐 산화물이나 비정질 실리콘 등에 비하여 낮은 비저항, 높은 TCR값, 낮은 노이즈 특성을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 넓은 온도 범위에서 안정적인 상(phase)으로 존재하여 우수한 정밀도와 향상된 온도 안정성을 갖는 저항성 산화물을 얻는 것이 가능하다. 아울러 본 발명에 따른 저항성 산화물을 볼로미터용 저항체로 사용하는 경우 우수한 적외선 검출 특성을 갖는 볼로미터 및 적외선 검출 소자를 제작하는 것이 가능하게 된다. As described above, according to the present invention, by adding CuO to the matrix of (Ni, Co, Mn) O 4 system containing nickel, cobalt and manganese as main components, vanadium oxide It is possible to obtain a resistive oxide having a low resistivity, a high TCR value and a low noise characteristic as well as a stable phase in a wide temperature range and having excellent precision and improved temperature stability, compared with amorphous silicon and the like. In addition, when the resistive oxide according to the present invention is used as a resistor for a bourometer, it becomes possible to manufacture a bolometer and an infrared ray detecting element having excellent infrared ray detecting characteristics.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.

510: 기판 520: 지지부재
521: 지지기둥 522: 지지층
530: 저항성 산화물층 540: 적외선 반사층
550: 적외선 반사방지층
510: substrate 520: support member
521: Support column 522: Support layer
530: a resistive oxide layer 540: an infrared reflective layer
550: Infrared reflection preventive layer

Claims (15)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 기판;
상기 기판에 이격되어 형성되고, 주요성분으로 니켈, 코발트, 망간를 함유하는 (Ni,Co,Mn)O4 계를 모체로 하고, 첨가물로서 CuO를 포함하고, 부(負)온도계수(Negative Temperature Coefficient) 특성을 나타내는 저항성 산화물층;
상기 기판과 저항상 산화물층을 연결하여 지지하는 지지부재; 및
상기 기판과 저항성 산화물층 사이에 배치된 적외선 반사층을 포함하는 볼로미터.
Board;
(Ni, Co, Mn) O 4 system containing nickel, cobalt, and manganese as main components, CuO as an additive, and a negative temperature coefficient ) Resistive oxide layer;
A support member connecting and supporting the substrate and the oxide layer at all times; And
And an infrared reflecting layer disposed between the substrate and the resistive oxide layer.
삭제delete 제 6 항에 있어서,
상기 저항성 산화물층 상에 배치된 적외선 반사방지층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼로미터.
The method according to claim 6,
And an infrared anti-reflection layer disposed on the resistive oxide layer.
제 6 항에 있어서,
상기 지지부재는,
상기 기판으로부터 상부로 연장된 적어도 한쌍의 지지기둥; 및
상기 한쌍의 지지기둥 사이에 연결되어 상기 저항성 산화물층을 지지하는 지지층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 볼로미터.
The method according to claim 6,
Wherein the support member comprises:
At least a pair of support columns extending upward from the substrate; And
And a support layer connected between the pair of support pillars to support the resistive oxide layer.
제 6 항에 있어서,
상기 적외선 반사층은 상기 기판의 상부면 혹은 상기 저항성 산화물층의 하부면에 형성된 것을 특징으로 하는 볼로미터.
The method according to claim 6,
Wherein the infrared reflecting layer is formed on the upper surface of the substrate or the lower surface of the resistive oxide layer.
제 6 항에 있어서,
상기 저항성 산화물층은 하기 화학식1을 만족하는 것을 특징으로 하는 볼로미터.
<화학식1>
[(Ni,Co,Mn)1- xCux]O4, 상기 x는 0.1 ≤ x ≤ 0.3이다.
The method according to claim 6,
Wherein the resistive oxide layer satisfies the following formula (1).
&Lt; Formula 1 >
[(Ni, Co, Mn) 1 - x Cu x ] O 4 , wherein x is 0.1? X? 0.3.
제 6 항에 있어서,
상기 저항성 산화물층의 상온에서의 비저항이 200Ω·cm 이하인 것을 특징으로 하는 볼로미터.
The method according to claim 6,
And the resistivity of the resistive oxide layer at room temperature is 200? Cm or less.
제 11 항에 있어서,
상기 저항성 산화물층의 상온에서의 저항온도계수(TCR)의 절대값이 3%/℃ 이상인 것을 특징으로 하는 볼로미터.
12. The method of claim 11,
Wherein an absolute value of a resistance temperature coefficient (TCR) of the resistive oxide layer at room temperature is 3% / DEG C or more.
제 6 항에 있어서,
상기 저항성 산화물층은 고용체를 형성하는 것을 특징으로 하는 볼로미터.
The method according to claim 6,
Wherein the resistive oxide layer forms a solid solution.
제 6 항, 및 제 8 항 내지 제 14 항 중에서 선택된 어느 한 항의 볼로미터를 포함하는 적외선 검출 소자. An infrared ray detecting element comprising the bolometer of any one of claims 6, 8,
KR1020130022082A 2013-02-28 2013-02-28 Resistive oxide for bolometer, and bolometer and IR detector using the same KR101477144B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130022082A KR101477144B1 (en) 2013-02-28 2013-02-28 Resistive oxide for bolometer, and bolometer and IR detector using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130022082A KR101477144B1 (en) 2013-02-28 2013-02-28 Resistive oxide for bolometer, and bolometer and IR detector using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140107899A KR20140107899A (en) 2014-09-05
KR101477144B1 true KR101477144B1 (en) 2014-12-29

Family

ID=51755338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130022082A KR101477144B1 (en) 2013-02-28 2013-02-28 Resistive oxide for bolometer, and bolometer and IR detector using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101477144B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002250655A (en) * 2001-02-26 2002-09-06 Mitsubishi Electric Corp Infrared detection element and its manufacturing method
KR20040060381A (en) * 2002-12-30 2004-07-06 박경순 A manufacturing process and composition of NTC thermistors
KR20130027232A (en) * 2011-09-07 2013-03-15 한국기계연구원 Conductive particle dispersed negative temperature coefficient film and the preparation method thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002250655A (en) * 2001-02-26 2002-09-06 Mitsubishi Electric Corp Infrared detection element and its manufacturing method
KR20040060381A (en) * 2002-12-30 2004-07-06 박경순 A manufacturing process and composition of NTC thermistors
KR20130027232A (en) * 2011-09-07 2013-03-15 한국기계연구원 Conductive particle dispersed negative temperature coefficient film and the preparation method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Sensors and Actuators A, Vol.135, pp.472-475 (2006.10.17.) *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140107899A (en) 2014-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Intatha et al. Impedance study of giant dielectric permittivity in BaFe0. 5Nb0. 5O3 perovskite ceramic
Sutar et al. Dielectric and impedance spectroscopy of Sr (Bi0. 5Nb0. 5) O3 ceramics
US9243959B2 (en) Infrared detector including broadband light absorber
KR101420264B1 (en) Method of manufacturing bolometer resistive film and bolometer, and bolometer and IR detector manufactured by the same
US11118981B2 (en) Frequency-selective metasurface integrated uncooled microbolometers
EP2581721B1 (en) Infrared thermal detector and method of manufacturing the same
CN109269662B (en) Rare earth nickel-based perovskite oxide thermistor material applied to infrared detection
US20150226612A1 (en) Bolometric detector with a mim structure including a thermometer element
Arya et al. Studies of structural and electrical characteristics of multi-substituted Bi 0.5 Na 0.5 TiO 3 ferroelectric ceramics
Chamekh et al. Structural and electrical characterization of strontium doped barium titanate for radiometric measurement
US8017911B2 (en) Use of spinel ferrites as sensitive material for bolometric infrared detector devices
Whatmore et al. Sputtered lead scandium tantalate thin films: Pb 4+ in B sites in the perovskite structure
CN109859916B (en) Delta temperature zone resistance based on rare earth nickel-based perovskite compound
WO2011126040A1 (en) Ptc element and heating-element module
KR101477144B1 (en) Resistive oxide for bolometer, and bolometer and IR detector using the same
JP2000319065A (en) Ferroelectric ceramic, pyroelectric and pyroelectric infrared ray detector
Yang et al. Enhanced pyroelectric properties and application of tetragonal Mn-doped 0.29 Pb (In1/2Nb1/2) O3-0.31 Pb (Mg1/3Nb2/3) O3-0.40 PbTiO3 ternary single crystals
Yang et al. Crystal structure, electric and microwave dielectric properties of La2Mg (Mg1/3Sb2/3) O6 novel double-perovskite with non-stoichiometric 1: 1 cationic ordering
US5854587A (en) REx M1-x Mny O.sub.δ films for microbolometer-based IR focal plane arrays
Levin et al. Structural Behavior and Raman Spectra of Perovskite-Like Solid Solutions (1− x) LaMg0. 5Ti0. 5O3-x La2/3TiO3
Zhang et al. TiO2− x films for bolometer applications: recent progress and perspectives
Mahapatra et al. Dielectric, resistive and conduction characteristics of lead-free complex perovskite electro-ceramic:(Bi1/2K1/2)(Zn1/2W1/2) O3
Halder et al. Synthesis and Electrical Characterization of Lead-Free Electronic Material: Bi (Co2/3Nb1/3) O3
KR20140109540A (en) Method of manufacturing Vanadiun dioxide film and bolometer, and bolometer and IR detector manufactured by the same
Abdullah et al. Metasurface integrated microbolometers

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171208

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181217

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191204

Year of fee payment: 6