DE3925391A1 - Thermosaeule - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Thermosäule nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Thermosäulen bestehen aus mehreren, hintereinander geschalteten Thermoelementen und werden oft zur Intensitätsmessung von Infra­ rotstrahlung verwendet. Dabei wird bei jedem Thermoelement einem von zwei sogenannten "Thermokontakten", nämlich dem sogenannten "heißen" Thermokontakt, dadurch Wärme zugeführt, daß eine strah­ lungsempfangende Fläche der Infrarotstrahlung ausgesetzt wird, während der andere, sogenannte "kalte" Thermokontakt vor Bestrah­ lung geschützt wird. Die Größe des der von der Thermosäule er­ zeugten thermoelektrischen Signal wächst mit der Intensität der auf die strahlungsempfangende Fläche auftreffenden Infrarotstrah­ lung.

Grundsätzlich müssen Absorber, Wärmewiderstand und Kühlkörper einer Thermosäule der Art der jeweils nachzuweisenden Infrarot­ strahlung angepaßt werden. Im einfachsten Fall dienen die heißen Thermokontakte selbst als Absorber, die Verbindungsleitungen zwi­ schen heißen und kalten Thermokontakten als Wärmewiderstand, wäh­ rend der Kühlkörper aus einem Metallring besteht, der in gutem Wärmekontakt mit den kalten Thermokontakten steht.

Der Absorber sollte so gut wärmeisoliert sein, daß vom Wärmestrom fast nichts an die Umgebung abgegeben wird, so daß dieser über den Wärmewiderstand nahezu vollständig dem Kühlkörper zufließt.

Eine derartige Thermosäule ist beispielsweise aus der Produktbe­ schreibung S07 der Fa. Isabellenhütte, Postfach 1453, D-6430 Dil­ lenburg, bekannt. Die dort beschriebene Thermosäule besteht aus 16 hintereinander geschalteten Cu-CuNi-Thermoelementen, die zwi­ schen zwei Kapton-Folien (Stärke 25-50 µm) eingesiegelt sind. Die heißen Thermokontakte der Thermoelemente sind auf einer kreisförmigen Fläche (6 mm Durchmesser) gleichmäßig verteilt, während die kalten Thermokontakte auf einem Kreis mit 10 mm Durchmesser angeordnet sind.

Diese Thermosäule liefert dann ein thermoelektrisches Signal, wenn eine Temperaturdifferenz zwischen den innenliegenden (hei­ ßen) und den außenliegenden (kalten) Thermokontakten existiert. Die Temperaturdifferenz wird durch die auf die heißen Thermokon­ takten auftreffende Infrarotstrahlung erzeugt, die in den als Ab­ sorber wirkenden Kapton-Folien in Wärme umgewandelt und über einen Wärmewiderstand in eine Wärmesenke (Kühlkörper) abgeführt wird.

Die Herstellung der aus der genannten Produktbeschreibung bekann­ ten Thermosäule ist in Anbetracht der geringen Empfindlichkeit relativ aufwendig und damit teuer.

Aus der Zeitschrift "Measurement", Vol. 6, No. 1, Jan.-Mar. 1988, Seiten 2 ff., ist eine in Dünnschichttechnik hergestellte Thermo­ säule bekannt, die auf einem aus Silizium bestehenden, sogenann­ ten "Substrat" aufgebracht ist, wobei im folgenden das mit der Thermosäule versehene Substrat als "Chip" bezeichnet wird. Zur Herstellung des Chips werden aus der Fertigung von integrierten Schaltkreisen und aus der Mikromechanik her bekannte Verfahren, wie anisotropes Ätzen.

Die strahlungsempfangende Fläche der Thermoelemente der aus der Zeitschrift "Measurement" bekannten Thermosäule ist auf einer aus Siliziumnitrit (Si₃N₄) und Quarz (SiO₂) bestehenden Membran angebracht, die durch anisotropes Ätzen hergestellt wird. Zur Erzeugung des thermoelektrischen Signals werden Wismut-Antimon- Thermokontakte verwendet. Diese Thermosäule hat den Vorteil, daß aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit der Membran das thermo­ elektrische Signal relativ hoch ist. Andererseits weist diese Thermosäule den Nachteil auf, daß sie schwierig herzustellen ist und der Chip bei seiner Handhabung während des Fertigungsprozes­ ses leicht beschädigt werden kann. Darüber hinaus weist der für eine derartige Thermosäule zu verwendende Chip immer noch eine relativ große Fläche von über 9 mm² auf.

Aus der Dissertation von Alexander Willem van Herwaarden (Tech­ nische Universität Delft in Holland, 24. Juni 1987 und J. Vac. Sci. Techn. AS, 2454 (1987)) ist eine weitere Thermosäule be­ kannt, bei der die strahlungsempfangende Fläche nicht mehr auf einer allseits mit dem Chip mechanisch und damit auch thermisch verbundenen Membran aufgebracht ist, sondern auf einer im Innen­ bereich des Chips frei schwebenden, an vier Bändern aufgehängten Membran ("floating membrane"). Darüber hinaus werden zur Erzeu­ gung des thermoelektrischen Signals Thermokontakte verwendet, die aus p-dotiertem Silizium und Aluminium bestehen.

Neben den Vorteilen, die darin bestehen, daß sie bei guter Em­ pfindlichkeit mit aus der Herstellung von integrierten Schalt­ kreisen her bekannten Standardmethoden relativ preiswert her­ stellbar ist, gibt die aus der vorgenannten Dissertation bekannte Thermosäule bezogen auf die relativ große Chipfläche nur ein re­ lativ kleines thermoelektrisches Signal ab, was angesichts der Tatsache, daß die Größe der Fläche des Chips direkt dessen Preis bestimmt (kleine Chipfläche = niedriger Preis), von Nachteil ist.

Es war daher Aufgabe der Erfindung, eine noch preiswertere Ther­ mosäule zu schaffen, bei der zum einen die Chipfläche noch weiter verkleinert wird und die zum anderen ein noch größeres thermo­ elektrisches Signal abgibt, ohne daß die Funktionsfähigkeit der Thermosäule beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird für eine Thermosäule nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die in dessen kennzeichnenden Teil ent­ haltenen Merkmale gelöst.

Dadurch, daß die strahlungsempfangende Fläche über ein einziges Band und damit über einen Wärmewiderstand äußerst geringer Wärme­ leitfähigkeit mit dem Rand des Chips verbunden ist, erhält man eine Thermosäule minimaler Chipfläche, aber guten thermischen Wirkungsgrads, d.h. ein relativ großes thermoelektrisches Signal bei gegebener Infraroteinstrahlung.

In einer Weiterbildung der Erfindung (Anspruch 2) ist es vorge­ sehen, daß sich das Band im Inneren des durch vier Einfassungen gebildeten Randes erstreckt und spiralförmig ausgebildet ist. Eine spiralförmige Ausbildung des Bandes bietet den Vorteil, daß gegenüber z.B. einer mäanderartigen Anordnung der Flächenbedarf für den gesamten Chip geringer ist. Weiterhin kann die strah­ lungsempfangende Fläche bei spiralförmiger Ausbildung des Bandes im Zentrum des Chip angeordnet werden, was einen einfachen ro­ tationssymmetrischen Aufbau gestattet.

Dadurch, daß die Leiterbahnen auf dem Band angeordnet sind (An­ spruch 3), ergibt sich der Vorteil, daß das Material des Bandes unabhängig von der Wahl der Materialien für die Thermokontakte festlegbar ist.

Vorteilhaft ist es, wenn das Band in denjenigen Bereichen, in denen keine Leiterbahnen verlaufen, mit Löchern oder Schlitzen versehen ist (Anpruch 4). Hierdurch wird die Wärmeleitfähigkeit weiter herabgesetzt und das Sensorsignal erhöht. Dies ist sehr wichtig bei Verwendung von monokristallinem Silizium als Band­ material, da dieses eine höhere Wärmeleitfähigkeit - was bei ge­ schlossenem Band von Nachteil wäre - als polykristallines Sili­ zium bei besseren mechanischen Eigenschaften (Festigkeit) - was bei geschlossenem Band von Vorteil ist - aufweist.

Zur Erzielung eines geringen Flächenbedarfs für den Gesamtchip und dem damit verbundenen Kostenvorteil wird vorgeschlagen, je­ weils die beiden, zu einem Thermokontakt führenden Leiterbahnen auf dem Band übereinander anzuordnen (Anspruch 5), wobei zwischen allen Leiterbahnen eine isolierende Schicht, beispielsweise aus Siliziumoxid (SiO₂) oder Siliziumnitrit (Si₃Ni₄) liegt. Da­ bei weist die isolierende Schicht im Bereich der Thermokontakte Öffnungen auf, innerhalb derer sich die beiden Leiterbahnen be­ rühren.

Es ist weiterhin vorteilhaft, daß sowohl für die kalten als auch die heißen Thermokontakte einerseits dotiertes Silizium und an­ dererseits ein Metall als thermoelektrische Materialien verwendet werden (Anspruch 6), da eine derartige Anordnung mit aus der Her­ stellung von integrierten Schaltkreisen bekannten Standardverfah­ ren (CMOS oder bipolar) hergestellt werden kann.

Es ist vorteilhaft (vgl. Ansprüche 7 und 8), daß das Band aus poly- oder monokristallinem oder amorphem Silizium oder aus Sili­ ziumdioxid (SiO₂) oder Siliziumnitrit (Si₃N₄) besteht. Der­ artige Materialien haben nämlich den Vorteil, daß sie eine be­ sonders geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, was zu einer Er­ höhung des thermoelektrischen Signals führt.

Dadurch, daß als thermoelektrische Materialien bei beiden Thermo­ kontakten einerseits p-dotiertes Silizium und andererseits Alumi­ nium verwendet werden (Anspruch 9), lassen sich wiederum Verfah­ ren verwenden, die aus der Herstellung von integrierten Schalt­ kreisen bekannt sind, wobei der besondere Vorteil in der Tempera­ turabhängigkeit des thermoelektrischen Koeffizienten bei geeignet gewählter Dotierung des Siliziums liegt.

Um nur mit einer Maske für die Leiterbahnen und die Kontakte aus­ zukommen, können die zur Reihenschaltung der Thermoelemente die­ nenden Leiterbahnen aus dem gleichen Material wie die entspre­ chenden Kontaktflächen der Thermokontakte selbst bestehen (An­ spruch 10) . Dies führt zu einer Kosteneinsparung, da die Anzahl der Masken vermindert wird und auch im weiteren Herstellungspro­ zeß ein Fertigungsschritt wegfällt.

Eine Aufhängung der strahlungsempfindlichen Fläche an einem ein­ zigen Band ist nicht einfach durchführbar. Der Schichtenaufbau auf dem Chip muß auf die Materialien und die Schichtdicken abge­ stimmt sein, da sonst aufgrund innerer Spannungen sich die Bänder verkrümmen oder verwerfen. Ein Thermosäulenchip mit deformierten Bändern ist aber unbrauchbar. Wählt man für eine Anordnung nach Anspruch 5 für das Band, die isolierende Schicht, die Thermo­ kontakte und die Leiterbahnen Materialien nach den Ansprüchen 8-11 und legt man für deren Dimensionierung Abmessungen nach An­ spruch 12 zugrunde, so lassen sich die beiden nachstehend be­ schriebenen Effekte so weitgehend kompensieren, daß Verwerfungen oder Verkrümmungen nicht mehr auftreten.

Aus der Dünnschichttechnik ist bekannt, daß Schichten, die durch Bedampfen eines Substrates hergestellt werden, bei der Konden­ sation beträchtliche Spannungen aufbauen. Grund hierfür ist, daß die Materialien zur Aufdampfung beträchtlich heißer sind als das Substrat; beim Abkühlen werden deshalb z.B. bei Aluminium auf Si­ lizium Zugspannungen auftreten.

Im Gegensatz hierzu entstehen bei der Herstellung der aus SiO₂ bestehenden isolierenden Schicht auf dem Siliziumsubstrat Druck­ spannungen. Grund hierfür ist, daß das SiO₂ bei höheren Tempe­ raturen (größer als Umgebungstemperatur) auf dem Siliziumsubstrat erzeugt wird. Beim Abkühlen entsteht eine Druckspannung, da der thermische Ausdehnungskoeffizient von SiO₂ wesentlich kleiner als der von Silizium ist.

Um eine flache Ausführung der Thermosäule ohne Verwerfungen zu erreichen, muß deshalb das SiO₂ so dünn wie möglich sein. Wei­ terhin sollten Dicke und Breite der Aluminiumleiterbahnen so klein wie möglich sein, um die Spannungen zu minimieren.

Es ist weiterhin vorgesehen, daß die strahlungsempfangende Fläche kreisförmig ausgebildet und bis in den Bereich der Öffnungen mit einer Infrarotstrahlung gut absorbierenden Schicht, beispiels­ weise aus Ruß (Anspruch 13), überzogen ist, um die Thermospannung zu erhöhen.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen (An­ spruch 14), daß zur Messung der Temperatur des Randes des Chips auf einem seiner Einfassungen ein elektronisches Bauelement ange­ bracht ist, bei welchem sich zumindest eine Materialeigenschaft im bekannten Ausmaß mit dessen Temperatur ändert. Dabei liefert das Bauelement ein Eingangssignal für eine Kompensationsschal­ tung, um die bei bestimmten thermoelektrischen vorhandene Tempe­ raturabhängigkeit der Thermospannung auszugleichen.

Es wird ferner vorgeschlagen, daß auf dem Rand des Chips zusätz­ lich eine elektronische Schaltung angeordnet ist, die das thermo­ elektrische Signal verstärkt, nötigenfalls linearisiert und/oder temperaturkompensiert (Anspruch 15), um sehr schwache Infrarot­ strahlung, die von einem entfernten Objekt emittiert wird, in ein der Temperatur des Objekts proportionales elektrisches Signal mit einer Spannungshöhe in der Größe einiger Volt umzuwandeln.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 den schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Thermo­ säule,

Fig. 2 einen teilweise dargestellten Schnitt durch die strah­ lungsempfangende Fläche entlang der in Fig. 1 mit A-A be­ zeichneten Richtung und in perspektivischer Darstellung den teilweisen Verlauf des Bandes samt der auf ihm ange­ brachten Leiterbahnen,

Fig. 3a und 3b den schematischen Verlauf der beiden auf dem Band angeordneten Leiterbahnen.

Fig. 1 zeigt einen quadratisch ausgebildeten Chip 1 aus mono­ kristallinem, p-dotiertem Silizium mit einer Gesamtdicke im Be­ reich von 300-750 µm, der auf seiner ganzen Oberfläche mit einer Schicht aus n-dotiertem Silizium mit einer Dicke von 5-10 µm ver­ sehen und dessen Rand mit 2 bezeichnet ist. Der Chip 1 läßt sich mit aus der Fertigung von integrierten Schaltkreisen bekannten Methoden herstellen und dient als Ausgangsprodukt (Substrat) für die Fertigung der erfindungsgemäßen Thermosäule. Die Breite und die Länge des Chips 1 betragen jeweils etwa 2 mm, so daß er etwa eine Fläche von 4 mm² aufweist.

Ebenfalls wieder mittels aus der Herstellung von integrierten Schaltkreisen bekannter mikromechanischer Verfahren, beispiels­ weise Ätzen, wird der ursprünglich als quadratischer Quader aus­ gebildete Chip 1 so weiterbearbeitet, daß er an seinem Rand 2 nur noch aus vier Einfassungen 2′, 2′′, 2′′′, 2′′′′ mit einer unveränder­ ten Dicke von 300-750 µm besteht, die ein Rechteck begrenzen. Um zumindest schematisch die räumliche Struktur des Chips 1 erkenn­ bar zu machen, ist die in der Fig. 1 vorne rechts verlaufende Einfassung 2′ des Chips 1 aufgebrochen dargestellt, obgleich alle vier Einfassungen 2′, 2′′, 2′′′, 2′′′′ des quadratischen Chips 1 durchgehend ausgebildet sind.

Nach Anwendung weiterer, entsprechender mikromechanischer Ver­ fahren verbleibt an der Einfassung 2′ ein rechtswinklig angelenk­ tes und dann ein dreimal in Richtung des Uhrzeigersinns recht­ winklig abgeknicktes Band 3, das vollkommen aus monokristallinem, n-dotiertem Silizium besteht. Dem Ende des Bandes 3 ist ein scheibenförmiger Körper angeformt, auf welchem durch weitere Ver­ fahrensschritte die strahlungsempfangende Fläche 4 erzeugt wird. Die Dicke des Bandes 3 und des scheibenförmigen Körpers liegt in der Größenordnung von 5 µm, so daß von dem ursprünglich etwa 300 µm dicken Substrat ein beträchtlicher Anteil entfernt, bei­ spielsweise also weggeätzt ist. Das etwa 130 µm breite Band 3 ist so entlang den Einfassungen 2′, 2′′, 2′′′, 2′′′′ geführt, daß zwi­ schen der betreffenden Einfassung und dem Band 3 ein Spalt 5 vor­ handen ist.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Band 3 geschlitzt, gelocht oder mit anderen Aussparungen versehen sein. Die so vorgenommene Materialabtragung hat den Zweck, die ther­ mische Leitfähigkeit des Bandes 3 weiter herabzusetzen, ohne daß dessen mechanische Stabilität entscheidend beeinträchtigt wird.

Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau der heißen Thermokontakte der Thermosäule. Über den gesamten Verlauf des Bandes 3 sind in das n-dotierte Siliziummaterial insgesamt sechs parallel zueinan­ der verlaufende, rinnenförmige Einlagerungen 6 mit p-dotiertem Silizium angeordnet. Die Einlagerungen 6 erstrecken sich von dem scheibenförmigen Körper über das diesem zugewandte Ende 14 des Bandes 3 entlang des gesamten Bandes 3 über das dem Rand 2 zuge­ wandte Ende 13 des Bandes 3 bis zur Einfassung 2′ des Chips 1. Das eingelagerte, p-dotierte Silizium bildet Leiterbahnen 10b (vgl. Fig. 3b), von denen auf dem Band 3 insgesamt sechs angeord­ net sind und von denen in Fig. 2 lediglich deren Enden 7 erkenn­ bar sind.

Die Herstellung des p-dotierten Siliziums in den Einlagerungen 6 erfolgt mit bekannten Methoden, beispielsweise Diffusions- oder Ionenimplantationsverfahren.

Weiter ist aus Fig. 2 ersichtlich, daß über dem Band 3 jeweils außer im Bereich der Schnittstelle A-A vorhandener Öffnungen 8 eine etwa 0,15 µm dicke, elektrisch isolierende Schicht 9 aus Si­ liziumdioxid (SiO₂) angebracht ist, deren Breite etwa der Brei­ te des Bandes 3 entspricht. Die Öffnungen 8 haben den Zweck, daß dort die Enden 15 weiterer, aus Aluminium bestehender und auf der isolierenden Schicht 9 verlaufender Leiterbahnen 10a (vgl. auch Fig. 3a) mit den entsprechenden Enden 7 der aus p-dotiertem Sili­ zium bestehenden Leiterbahnen 10b in elektrischen Kontakt gelan­ gen. Die derart entstehende elektrische Verbindung zwischen den Leiterbahnen 10a und 10b bildet den heißen Thermokontakt der Thermoelemente, von denen in Fig. 2 nur drei von insgesamt sechs vorhandenen gezeigt sind. Die Dicke bzw. maximale Dicke der Lei­ terbahnen 10a und 10b beträgt etwa 0,6 µm, ihre Breite bzw. maxi­ male Breite etwa 12 µm.

Schneidet man das Band 3 längs der in Fig. 1 mit B-B′ bezeichneten Richtung, so erhält man ein Schnittbild, das mit dem längs der Richtung A-A′ weitgehend identisch ist und dessen Elemente eben­ falls wieder mit einem Ionen- oder einem Diffusionsverfahren er­ zeugt werden. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die Ein­ fassung 2′ wesentlich dicker (zwischen 300-750 µm) ist als die strahlungsempfangende Fläche 4 (Dicke etwa 5 µm). Die Anordnung am Übergang vom Band 3 zu der ersten Einfassung 2′ enthält dabei die kalten Thermokontakte der Thermosäule.

In den Fig. 3a und 3b ist der Verlauf der Leiterbahnen 10a und 10b schematisch dargestellt, die sich längs des Bandes 3 er­ strecken. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 handelt es sich dabei um jeweils sechs Leiterbahnen. Die Leiterbahnen 10a und 10b werden mittels einer ersten und zweiten Kontaktfahne 11 und 12 elektrisch kontaktiert, wobei die erste Kontaktfahne 11 mit einer aus Aluminium bestehenden Leiterbahn 10a und die zweite Kontaktfahne 12 mit einer aus p-dotiertem Silizium bestehenden Leiterbahn elektrisch verbunden ist. Damit weist die beschriebene Thermosäule sechs hintereinander geschaltete, aus einer Kombina­ tion von p-dotiertem Silizium und Aluminium bestehenden Thermo­ elemente auf.

In weiteren Ausführungsformen der Erfindung können die Thermokon­ take aus anderen Elementen, z.B. n-dotiertem Polysilizium oder Gold, bestehen. Weiterhin können Teile des Chips 1 (z.B. das Band 3) zur Reduzierung der thermischen Leitfähigkeit aus Polysilizium oder anderen Materialien, z.B. Siliziumdioxid (SiO₂) oder Sili­ ziumnitrit (Si₃N₄), aufgebaut sein.

Um möglichst viel Strahlungsenergie aus der einfallenden Infra­ rot-Strahlung zu absorbieren, wird die gesamte strahlungsempfan­ gende Fläche 4 mit einer nicht dargestellten Schwärzungsschicht überzogen, die beispielsweise aus Ruß oder in einer anderen Ausführungsform zur wellenlängenselektiven Absorption aus einer dielektrischen Schicht besteht. Weiterhin in den Figuren nicht dargestellt ist ein den Chip 1 umgebendes Gehäuse, welches mit einem Schutzgas, beispielsweise Xenon, gefüllt und nach außen gasdicht verschlossen ist.

Darüber hinaus kann auf der Einfassung 2′ des Randes 2 des Chips 1 eine Diode, ein Widerstand oder ein anderes Element angeordnet sein, um an dieser Stelle die Temperatur messen zu können. Dabei nutzt man die Tatsache aus, daß die genannten Bauelemente Mate­ rialeigenschaften besitzen, die sich in bekanntem Ausmaß mit der Temperatur ändern. Die Einfassung 2′ kann darüber hinaus noch mit einer elektronischen Schaltung versehen werden, die das Sensor­ signal verstärkt, nötigenfalls temperaturkompensiert und/oder li­ nearisiert.

Claims (15)

1. Thermosäule mit mehreren, elektrisch in Reihe geschalteten und auf einem aus Silizium bestehenden Chip ausgebildeten Thermoelementen, mit einer strahlungsempfangenden Fläche, mit einem Körper relativ hoher Wärmekapazität und mit einem den Körper und die strahlungsempfangende Fläche verbindenden Wär­ mewiderstand, wobei jedes Thermoelement einen heißen Thermo­ kontakt auf oder in der Nähe der strahlungsempfangenden Fläche und einen auf dem Rand des Chips gelegenen kalten Thermokontakt aufweist und wobei beide Thermokontakte über Leiterbahnen elektrisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß von dem ursprünglich plattenförmigen Chip (1) derart Si­ lizium abgetragen ist, daß neben einem Rand (2), der gleich­ zeitig den Körper hoher Wärmekapazität bildet, nur noch ein an den Rand (2) angelenktes, dünnes Band (3) bestehen bleibt, an dessen dem Rand (2) zugewandten ersten Ende (13) die kal­ ten Thermokontakte ausgebildet sind und an dessen zweitem En­ de (14) sowohl die heißen Thermokontakte ausgebildet als auch die strahlungsempfangende Fläche (4) angeformt ist.

2. Thermosäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Band (3) im Inneren des durch vier Einfassungen (2′, 2′′, 2′′′, 2′′′′) gebildeten Randes (2) erstreckt und spi­ ralförmig ausgebildet ist.

3. Thermosäule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (10a, 10b) auf dem Band (3) angeordnet sind.

4. Thermosäule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (3) in denjenigen Bereichen, in denen keine Lei­ terbahnen (10a, 10b) verlaufen, mit Löchern oder Schlitzen versehen ist.

5. Thermosäule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die beiden, zu einem Thermokontakt führenden Lei­ terbahnen (10a, 10b) auf dem Band (3) übereinander angeordnet sind, wobei zwischen allen Leiterbahnen (10a, 10b) eine iso­ lierende Schicht (9) liegt, und daß die isolierende Schicht (9) im Bereich der kalten und heißen Thermokontakte Öffnungen (8) aufweist, innerhalb derer sich die Enden (15, 7) der bei­ den Leiterbahnen (10a, 10b) berühren.

6. Thermosäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl für die kalten als auch die heißen Thermokontakte einerseits dotiertes Silizium und andererseits ein Metall als thermoelektrische Materialien verwendet werden.

7. Thermosäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (3) aus Siliziumoxid (SiO₂) oder aus Silizium­ nitrit (Si₃N₄) besteht.

8. Thermosäule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (3) aus monokristallinem, n-dotiertem Silizium besteht.

9. Thermosäule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als thermoelektrische Materialien bei beiden Thermokon­ takten einerseits p-dotiertes Silizium (7) und andererseits Aluminium (15) verwendet werden.

10. Thermosäule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Reihenschaltung der Thermoelemente dienenden Lei­ terbahnen (10a, 10b) aus dem gleichen Material wie die ent­ sprechenden Kontaktflächen (15, 7) der Thermokontakte selbst bestehen.

11. Thermosäule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Schicht (9) aus Siliziumdioxid (SiO₂) besteht.

12. Thermosäule nach den Ansprüchen 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der isolierenden Schicht (9) etwa 0,15 µm, die Dicke der Leiterbahnen (10a, 10b) etwa 0,6 µm, deren Breite etwa 12 µm, die Dicke des Bandes (3) etwa 5 µm und dessen Breite 130 µm beträgt.

13. Thermosäule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsempfangende Fläche (4) kreisförmig ausge­ bildet und bis in den Bereich der Öffnungen (8) mit einer In­ frarotstrahlung gut absorbierenden Schicht, beispielsweise aus Ruß, überzogen ist.

14. Thermosäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Temperatur des Randes (2) des Chips (1) auf einem seiner Einfassungen (2′, 2′′, 2′′′, 2′′′′) ein elek­ tronisches Bauelement angebracht ist, bei welchem sich zumin­ dest eine Materialeigenschaft im bekannten Ausmaß mit dessen Temperatur ändert.

15. Thermosäule nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Rand (2) des Chips (1) zusätzlich eine elek­ tronische Schaltung angeordnet ist, die das thermoelektrische Signal verstärkt, nötigenfalls linearisiert und/oder tempera­ turkompensiert.