JP4571433B2 - ミリ電磁波またはサブミリ電磁波のためのアンテナと最適化キャビティとを備えてなる輻射検出デバイスならびにその製造方法 - Google Patents

ミリ電磁波またはサブミリ電磁波のためのアンテナと最適化キャビティとを備えてなる輻射検出デバイスならびにその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、ミリ電磁波またはサブミリ電磁波のためのアンテナを備えてなる輻射検出デバイスに関するものであり、また、そのようなデバイスの製造方法に関するものである。
本発明は、特に、ミリ電磁波またはサブミリ電磁波を吸収し得るよう構成されたアンテナを備えてなるボロメータマトリクスに関するものである。
よって、本発明は、サブミリ電磁波からミリ電磁波までにわたるスペクトル範囲における受動的輻射検出という分野に関するものである。
このようなスペクトル範囲においては、いくつかの雰囲気透過ウィンドウを使用することによって、特にボロメータマトリクスに基づいて、科学用途のまた民間用途のまた軍事用途の画像を得ることができる。
ボロメータは、入力放射のパワーを測定する。ボロメータは、四分割検出器とされる。ボロメータの場合には、吸収部材が、入力光フラックスを熱フラックスへと変換し、この熱フラックスが、参照温度と比較して、感熱部材の温度を上昇させる。熱センサが、このような温度変化を電気信号へと変換する。
ボロメータは、理論的には、非常に幅広いスペクトル帯域にわたって敏感な検出器ではあるけれども、与えられた狭い帯域に対して、様々な既存の吸収システムが最適化される必要がある。
本発明が、本発明の範囲内における様々なスペクトル帯域に対して容易に適合させ得るようなボロメータマトリクスを構成することを可能とし、これにより、光学的性能という観点において大幅な改良をもたらし得るような、システムに関するものであることに、注意されたい。
さて、サブミリ波長（１００μｍの程度）からミリ波長（数ｍｍの程度）までに対応した広範なスペクトル範囲における検出について考察する。
現時点で、サブミリ波領域は、空間を介したあるいは航空機を利用した天体物理学的観測や、地上に配置された望遠鏡による天体物理学的観測に、応用されている。
ミリ波領域は、天体物理学的観測に関する応用においても、また、民間用および軍事用の応用においても、関心がある。
天体物理学的観測のためには、検出に際して、検出可能なノイズ等価パワーという観点において非常に高い性能が要求される。このパワーは、１０−１７〜１０−１５Ｗ／Ｈｚ１／２ という範囲である。このような性能を得るためには、検出器を、極低温（ボロメータに関して０．３Ｋという程度）にまで冷却する必要がある。
地上からのまた航空機からの観測においては、軍事用途のまたは民間用途の応用のための検出に際して、ＮＥＰ（noise equivalent powers,ノイズ等価パワー）は、１０−１４ 〜１０−１２ Ｗ／Ｈｚ１／２ という範囲である必要がある。しかしながら、検出器の温度範囲は、特に操作性の理由からまたコスト的な理由から、１５０〜３００Ｋとされる。
したがって、２つのミリ波検出状況は、特に、検出器が、極低温にまで冷却されるか、あるいは、『雰囲気』温度とされるか、という点において、区別される。
双方の検出状況において、単一の検出器を使用して２次元的に走査を行うシステムと比較して、複数の基本的検出器が行列配置されることによって形成され高速で画像形成が可能な検出器マトリクスに対して、注意を払うべきである。
本発明が、以下の参考文献［１］に記載されているようなグリッド型ボロメータに関するものではないことに注意されたい。
参考文献［１］：欧州特許出願公開第０ ７４９ ００７号明細書、米国特許第５，８２５，０２９号明細書に対応（Patrick Agnese 氏および Jean-Michel Sajer 氏による）。
本発明は、アンテナを有したボロメータに限定されるものであって、このようなボロメータは、以下の参考文献［２］［３］に記載されている。
参考文献［２］：国際公開第００／４０９３７号パンフレット,“Bolometric detector
with antenna”、Patrick Agnese 氏。
参考文献［３］：米国特許第６，３２９，６５５号明細書,“Architecture and method
of coupling electromagnetic energy to thermal detectors”,Micheal D. Jack 氏他。
図１は、アンテナを有したミリ波ボロメータの公知例を概略的に示す断面図である。
このタイプのボロメータは、図１に示すように、金属化された基板（２）と、エッチングされた検出部（４）と、を備えている。この検出部（４）は、アンテナ（６）と、抵抗性金属から形成された梁またはアーム（１０）と、梁またはアーム（１０）を介してアンテナ（６）に対して固定された中央温度検出器（８）と、を有している。
このボロメータにおいては、４分の１波長キャビティを構成する共鳴キャビティ（１２）が、検出部（４）内に基板（２）を配置することによって、形成されている。このキャビティ（１２）は、基板の金属化被膜（１４）によって、反射性とされている。
アンテナ（６）と金属化被膜（１４）との間の距離に相当する、キャビティ（１２）の厚さまたは高さは、決定された波長（λ）を有した放射の検出に適合するものとされている。すなわち、ｎを、キャビティ（１２）を規定する検出部（４）を形成するために使用される材料の屈折率としたときに、λ／(４ｎ)に等しいものとされている。図１の例においては、この材料は、シリコンとされている。
このような構造の欠点は、アンテナより下方に位置したキャビティが、比較的大きな屈折率を有したシリコンによって規定されていることである。そのため、波長の狭い帯域においてスペクトル吸収が起こる。
さらに、中央温度検出器の懸架アームから構成されるアンテナ電気的負荷の抵抗値が、制限され過ぎていて、入力放射フラックスの最大吸収が得られない。
その結果、この負荷も、また、ボロメータの熱抵抗を形成することにより、このボロメータのレスポンスは、比較的小さなものとなる。
アンテナを有した公知のボロメータの欠点について、より詳細に検証する。
このタイプのボロメータは、吸収に対するレスポンスを改良し得るよう、アンテナの下方にキャビティを備えている。従来より、このキャビティの厚さは、検出対象をなす放射の平均波長の４分の１とされてきた。
したがって、このキャビティは、与えられた波長に対して適合している。このようにして、直接的に吸収される信号と、キャビティを通過した信号とが、出力のところにおいて互いに加えられ、合計としての吸収量を増大させている。
さらに、媒体の屈折率をｎとし、Ｚ０ を真空のインピーダンスとしたときに、媒体の負荷抵抗は、Ｚ０／ｎ となり、これは、３７７Ωに等しい。波長（λ）を、検出対象をなす放射の平均波長としたときに、屈折率がｎでありかつ厚さがλ／４ｎであるような４分の１波長キャビティの場合には、負荷抵抗は、Ｒ＝Ｚ０／ｎ となる。
したがって、負荷抵抗（Ｒ）は、材料が真空であったとしても、Ｚ０ 以下としかすることができない。アンテナが自立性のものではないことにより、真空とすることが困難であることは、よく知られている。
欧州特許出願公開第０ ７４９ ００７号明細書 米国特許第５，８２５，０２９号明細書 国際公開第００／４０９３７号パンフレット 米国特許第６，３２９，６５５号明細書
本発明の目的は、公知のアンテナ付きボロメータの性能を向上させることであり、より詳細には、そのようなボロメータの負荷抵抗を改良することによって、ボロメータによる放射吸収を劣化させることなく、小さな熱伝導性を得ることである。
１つの解決手段は、屈折率が１よりも小さな材料を、アンテナの下方において使用することである。しかしながら、これは不可能である。そのため、『見かけの』屈折率を１よりも小さくし得るような解決手段を見つけなければならない。これは、４分の１波長よりも薄いキャビティを使用することにより、本発明によって得られる。
このような状況下では、直接的に吸収される放射と、キャビティを伝搬した信号とが、もはや、単に互いに加えられることはない。
しかしながら、吸収を驚くほど増大させ得るような他の現象が発生する。
この吸収は、マクスウェルの方程式を使用したシミュレーションによって観測される。
本発明が、特に、参考文献［２］に記載されたアンテナ付き輻射検出デバイスに関する改良であることに注意されたい。
より詳細には、本発明は、ミリ電磁波またはサブミリ電磁波に関する輻射検出のためのデバイスに関するものであって、少なくとも１つのボロメータを具備してなり、このボロメータが、受信アンテナと、抵抗負荷と、温度検出部材と、共鳴キャビティと、を備え、共鳴キャビティが、ボロメータの一部によって囲まれており、ボロメータのその一部が、屈折率（ｎ）を有した材料から形成され、受信アンテナが、共鳴キャビティの上方に配置され、このようなデバイスにおいて、共鳴キャビティの厚さが、λを、デバイスによって検出すべき電磁波に関する平均波長としたときに、厳格に、λ／(４ｎ)よりも薄いものとされていることを特徴としている。
本発明によるデバイスの好ましい一実施形態においては、ボロメータは、さらに、検出部を備え、この検出部は、受信アンテナと、温度検出部材と、を有し、ボロメータは、さらに、検出部に対して配置された反射性基板を備え、共鳴キャビティは、反射性基板と検出部とによって規定されている。
例えば、受信アンテナは、４極型アンテナとすることができる。
ボロメータは、冷却されるタイプのものとすることも、また、冷却されないタイプのものとすることも、できる。
本発明によるデバイスは、好ましくは、ＭおよびＮを１以上の整数としたときに、Ｍ×Ｎ個のボロメータからなるマトリクスとされる。
本発明は、さらに、本発明によるデバイスを製造するための方法に関するものであって、この方法においては、受信アンテナと抵抗負荷と温度検出部材と共鳴キャビティとを備えてなるボロメータを、バルクシリコン／シリカ／シリコン薄層という構造を有してなる基板を出発材料として、形成する。
本発明による方法の好ましい一実施形態においては、基板は、バルクシリコン／シリカ／シリコン薄層／シリカ／シリコン薄層という構造を有している。
本発明は、添付図面を参照しつつ、本発明を何ら限定するものではなく単なる例示としての好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を読むことにより、明瞭に理解されるであろう。
一例においては、本発明による輻射検出デバイスは、形状と共鳴キャビティと抵抗負荷とが最適化されているような４極型受信アンテナを備えている。
例えば、光学的検出に関して対象となる中心周波数（ｆ）は、９４ＧＨｚであり、帯域幅は、少なくとも４０ＧＨｚであり、偏光選択性を有しておらず、λを、周波数（ｆ）に対応した中心波長としたときに、アンテナのピッチは、λ／２＝１．６ｍｍに等しい。
そのようなアンテナ付きボロメータの最適化とは、アンテナ負荷すなわち抵抗性負荷の増大化である。それは、抵抗性負荷の増大化によって、熱的レスポンスが向上するからである。
アンテナ構造、および、このアンテナ構造よりも下に位置する共鳴キャビティは、光学的レスポンスを劣化させることなくまた吸収スペクトル曲線を劣化させることなく、抵抗性負荷を増大させ得るように、構成される必要がある。
４極型アンテナを有したデバイスの電磁気的振舞いに関し、シミュレーションを行った。
第１シミュレーションにおいては、このアンテナのピッチを、１．６ｍｍとするとともに、０．５ｍｍ厚さの真空共鳴キャビティを使用した。周波数（ｆ）（単位：ＧＨｚ）に対しての、吸収パワー（Ｐ）（単位：Ｊ）の変化の様子が、図２に示されている。この場合、抵抗性負荷は、２００Ω（曲線 I）、および、１５００Ω（曲線II）とされた。
負荷が２００Ωの場合には、ｆ１ ＝１５０ＧＨｚに対応するλ＝２ｍｍ（ｅ＝０．５ｍｍに対する最大波長λｍａｘ は、４×ｅ＝２ｍｍであることによる）のところにおいて予想される『４分の１波長』効果は、観測されなかった。最大値は、ｆ２ ＝８６ＧＨｚに対応するλ＝３．５ｍｍのところに現れた。
したがって、４分の１波長キャビティは、支配的効果を有していない。特に表面波励起といったような、他の共鳴効果が存在している。
さらに、８６ＧＨｚのピークが、負荷抵抗値が２００Ωから１５００Ωへと変更されたときには、低下していることがわかる。このことは、この負荷抵抗を増大したいという観点からは、望ましくないことである。
第２シミュレーションにおいては、キャビティの厚さが、より薄いものとされた。すなわち、キャビティの厚さは、０．２ｍｍとされた。アンテナは、この場合においても４極型構造のままであるものの、ピッチは、１．２８ｍｍとされた。このシミュレーションの結果は、図３に示されており、この場合、抵抗性負荷は、７５０Ω（曲線 I）、および、１５００Ω（曲線II）とされた。
したがって、０．２ｍｍ厚さのキャビティの場合には、約９０ＧＨｚのところにおいて、最大吸収が引き続いて得られていることがわかる。この場合には、複数の負荷抵抗の値に関して、特に負荷抵抗の値を大きくした場合にも、そのような最大吸収が得られている。したがって、キャビティの厚さを薄くすることが有利である。
第２シミュレーションに戻ると、第１案は、１．３ｍｍというピッチ、かつ、０．２ｍｍというキャビティ厚さ、かつ、１５００Ωという負荷、である。これにより、第１シミュレーションの場合と比較して、７．５倍の向上が得られる。
本発明の好ましい実施形態においては、アンテナの下方においてシリコンの厚さを最小化することによって例えば２００μｍといったような厚さでもって空虚なキャビティを形成することの困難さは、ＳＯＩタイプの構造（バルクシリコン／シリカ／シリコン薄層）を使用することに代えて、『ＤＳＯＩ構造』とも称されるダブルＳＯＩタイプの構造（バルクシリコン／シリカ／シリコン薄層（通常は、数μｍ厚さ）／シリカ／シリコン薄層）が使用された場合には、克服される。
ここで、シリコン厚さは、ミリサイズのアンテナの下方における基板背面からの深いエッチングの分散とは個別的に、制御される。これにより、このアンテナの平坦性を保証することができ、アンテナの形成のために使用されている金属層内の応力に起因する『ひだ付きシート』効果を避けることができる。
これにより、図４において概略的な断面図によって図示しているような、本発明によるボロメータの一例が得られる。
以下においては、図４のボロメータを得るための本発明による製造プロセスの一例について説明する。図４は、図５Ａ〜図５Ｋに図示された様々なステップの後の最終結果を示している図５Ｌに対応している。
図４におけるボロメータは、シリコンから形成された基板（１６）と、シリコンから形成された検出部（１８）と、を備えている。基板（１６）は、検出部（１８）の背面を通して、検出部（１８）内に配置されている。
基板（１６）のうちの、検出部（１８）に対向した面は、反射材を形成する電気伝導性薄層（２０）によってコーティングされている。
検出部（１８）は、例えば４極型アンテナといったようなアンテナ（２２）と、抵抗性金属から形成された梁（２６）と、梁（２６）を介してアンテナ（２２）から懸架された中央温度検出器（２４）と、を有している。
図４のボロメータは、さらに、共鳴キャビティ（２８）を備えている。この共鳴キャビティ（２８）は、空虚なものとされていて、検出部（１８）と反射材（２０）との間のスペースから構成されている。アンテナ（２２）は、このキャビティ（２８）の上方に位置している。
このキャビティ（２８）の厚さ（ｅ）は、アンテナ（２２）と反射材（２０）との間の距離である。本発明においては、この厚さ（ｅ）は、λを、このボロメータによって検出すべき放射に関する平均波長とし、ｎを、キャビティ（２８）を規定する材料（この場合、検出部においては、シリコン）の屈折率としたときに、厳格に、λ／(４ｎ)よりも薄いものとされる。
典型的には、検出部（１８）は、数μｍ厚さとされた第１シリコン層（３０）を有している。第１シリコン層（３０）は、下方に位置した真空キャビティ上におけるアンテナの機械的振舞いを保証する。第１シリコン層（３０）の高さは、反射性基板（１６）が可動とされていることにより、調節可能である。
検出部（１８）は、さらに、第２シリコン層（３２）を有している。第２シリコン層（３２）は、温度検出器（１８）を形成するために使用された数十μｍ厚さのものである。
温度検出器は、例えばＴｉＮやＴａＮといったような抵抗性金属からなる梁（２６）から、懸架されている。
このタイプの構造は、上記問題点を解決する。雰囲気温度におけるミリ波ボロメータに関し、空虚なキャビティが、上記シミュレーションに基づいて実際に形成された。そして、抵抗負荷の顕著な増大化が得られ、これにより、ボロメータの熱抵抗の顕著な増大化が得られた。
１Ｋよりも低温のサブミリ波ボロメータに関しては、熱容量が、言い換えれば温度検出器の熱容量が、効果的に最小化された。それは、入射波に対する検出機能（アンテナ）と、輻射機能（言い換えれば、温度検出器の機能および梁の機能）と、が形状的に分離されているからである。この状況は、参考文献［１］に記載の技術とは、明確に相違している。
懸架梁（２６）を形成している金属は、数Ｋ以下においては、超伝導体となる。そのため、梁は、数十分の１Ｋにおいては、非常に大きな熱抵抗を有している。
それでもなお、この金属は、入射電磁波が高周波数である場合には、抵抗性のままである。したがって、アンテナ上への入射波によって誘起された表面電流は、これら梁からなる抵抗性負荷におけるジュール効果によって、消費される。このことは、温度検出器の温度を増大させる。
次に、図５Ａ〜図５Ｌを参照することにより、図４に示すボロメータを得るための、本発明による製造プロセスの一例について説明する。このボロメータを形成するために、基板（３４）（図５Ａ）を使用して、ＤＳＯＩ構造を形成する。
この基板（３４）は、以下のものからなる積層体である。
−例えば４５０μｍ厚さといったような、バルクシリコン基板（３６）。
−厚さが例えば３８０ｎｍとされているような、シリカ製埋込薄層（３８）。
−厚さが例えば５μｍとされているような、エピタキシャル形成シリコンからなる薄層（４０）。
−厚さが例えば３８０ｎｍとされているような、さらなるシリカ製埋込薄層（４２）。
−厚さが例えば１μｍとされているような、エピタキシャル形成シリコンからなる他の薄層（４４）。
次に、上層（４４）においてイオン打込を行う（図５Ｂ）。特に、以下のようなイオン打込を行う。
−ｐ＋＋にドーピングされたシリコン（図５Ｂにおける符号（４６））を形成するための第１イオン打込。これにより、層（４４）内において、３つの領域（４８，５０，５２）が形成される。
−例えば５００ｎｍ厚さとされたような、ｎ＋＋にドーピングされたシリコン領域（５４）を、中央領域（５２）内に形成するための第２イオン打込。
その後、光リソグラフィーとメサエッチングとを行って、領域（４８，５０）をなす大部分のシリコンと、これら領域（４８，５０）の直下に位置するｐ＋＋ドーピングシリコンと、を除去する。これにより、実質的に、図５Ｃに示すように、領域（５２）だけを残す。
図５Ｃにおいて、次なるステップは、例えば５７４０樹脂（商標名）からなる７μｍ厚さの層といったような、感光性樹脂からなる非常に薄い層（５６）を成膜することである。
そして、図５Ｄに示すように、次なるステップは、光リソグラフィー、および、コンタクトのエッチングである。
樹脂層（５６）を除去した後に、次なるステップは、得られた構造上にシリカ層（５８）（例えば、１μｍ厚さ）を成膜することであり、その後、この層（５８）上に、例えば５７４０樹脂（商標名）（Shipley Company 社による）からなる７μｍ厚さの層といったような、感光性樹脂層（６０）を成膜することである。
次なるステップは、図５Ｄに示すようにして、層（５８，６０）を貫通させて、複数の開口（６２）を形成することである。
その後、図５Ｅに示すように、次なるステップは、これら開口（６２）を貫通させて、１５０ｎｍという厚さにわたって、ＡｌＳｉからなる複数の電気コンタクト（６４）を形成することである。
図５Ｆに示すように、次なるステップは、得られた構造上に、反射性材料からなる層（６６）を成膜することである。この層（６６）は、例えば、４００ｎｍ厚さの金層とされる。
この層は、ボロメータのアンテナを形成するために使用されることとなる。
次なるステップは、図５Ｇに示すようにして、アンテナを形成することとなる金属層をエッチングすることである。これにより、層（６０）上に、アンテナ（６８）が得られる。
その後、図５Ｈに示すように、次なるステップは、例えば９０ｎｍ厚さでもって、ＴａＮまたはＴｉＮからなる層を、成膜することである。このようにして成膜された層をエッチングすることにより、ボロメータの中央温度検出器を支持するよう機能するアーム（７０）を、形成する。
次なるステップは、バルクシリコン基板（３６）の背面を、一連の成膜およびエッチングによって処理することにより、図５Ｉに示すような構造を得ることである。
基板の背面に関しては、両端部のところにおいては、狭いＴＥＯＳシリカ層（７２）（例えば、厚さが１μｍであり、幅が５０ｎｍである）を残す。この層上に、ＰＥＣＶＤによって得られた酸化物層（７４）を設ける。この酸化物層（７４）は、厚さが例えば２μｍとされ、幅が層（７２）と同じとされる。
図からわかるように、基板（３６）の両サイドには、感光性樹脂層（７６）が形成されている。この層は、例えば５７４０樹脂（商標名）からなる７μｍ厚さの層であって、構造の両サイド上に延在しており、狭い層（７２，７４）を被覆しているとともに、基板（３６）の中央部分（７８）を露出させている。中央部分（７８）は、例えば５μｍといったような薄い厚さにわたって、エッチングされている。
その後、図５Ｊに示すように、基板（３６）の背面から、第２回目のシリコンとシリカとのエッチングを行う。
これにより、基板（３６）の大部分を除去され、シリコンの側方部分（８０，８２）だけが残される。これら側方部分（８０，８２）は、反射層によって被覆された基板を、その後の操作によって配置することを、可能とする。側方部分（８０，８２）は、図からわかるように、層（７２，７４）と同じ幅とされている。
さらに、基板（３６）のシリコン部分（８４）が、アンテナの下方に位置した領域のところに残されている。このシリコン部分（８４）は、側方部分（８０，８２）と連続している。シリコン部分（８４）の厚さは、５μｍの程度とされる。
他方、基板（３６）をなすシリコンは、図５Ｊからわかるように、２つのシリコン部分（８４）の間に位置する領域（８６）においては完全に除去されている。言い換えれば、中央温度検出器と、これに関連する梁またはアームと、に対応する部分の下方に位置する領域においては完全に除去されている。
その後、図５Ｋに示すように、第３回目のシリコンとシリカとのエッチングを、図５Ｊにおいて得られた構造の背面を通して、行う。シリコン領域（８４）を除去し、ボロメータの中央温度検出器（８８）と、この温度検出器をボロメータアンテナに対して連結するための複数のアーム（９０）と、を得る。
その後、図５Ｌに示すように、シリコン基板（９２）を、図５Ｋにおいて得られた構造の背面側から、この構造内に配置し、これにより、ボロメータを完成させる。
構造内への基板（９２）の配置に先立って、薄い電気電導性層（９４）を、この基板（９２）のうちの、配置のために使用される面の上に、成膜する。この層（９４）は、例えば、４００ｎｍ厚さの金層とされる。
図５Ｌに示すように、次なるステップは、このようにして反射性とされた基板（９２）を、図５Ｋにおいて得られた構造内へと配置することである。配置の深さは、ボロメータの共鳴キャビティに関して選択された厚さの関数として、調節される。
本発明による輻射検出デバイスにおいては、４極型アンテナを、例えば螺旋型アンテナといったような、輻射検出デバイスに適合した他の任意のタイプのアンテナによって代替することができる。
さらに、上記説明においては、デバイスの例として、１つのボロメータだけを例示した。しかしながら、実用的には、複数のそのようなボロメータからなるマトリクス（９６）が、図６に概略的に図示したようにして、使用される。
このマトリクス（９６）内における各ボロメータ（９８）は、単一のＤＳＯＩ基板から形成されている。この基板上には、ボロメータに関する必要性に応じて、複数の電気絶縁体（図示せず）が設けられる。
さらに、各ボロメータ（９８）のそれぞれの検出部（図示せず）に対して、１つの反射性基板（１００）が一括的に配置される。
アンテナを有した公知のボロメータを概略的に示す断面図である。 アンテナを有したボロメータの電磁気的振舞いに関してのシミュレーション結果を示すグラフである。 アンテナを有したボロメータの電磁気的振舞いに関してのシミュレーション結果を示すグラフである。 本発明によるボロメータデバイスの一例を概略的に示す断面図である。 本発明による製造プロセスの一例における各ステップを概略的に示す断面図である。 本発明による製造プロセスの一例における各ステップを概略的に示す断面図である。 本発明による製造プロセスの一例における各ステップを概略的に示す断面図である。 本発明による製造プロセスの一例における各ステップを概略的に示す断面図である。 本発明による製造プロセスの一例における各ステップを概略的に示す断面図である。 本発明による製造プロセスの一例における各ステップを概略的に示す断面図である。 本発明による製造プロセスの一例における各ステップを概略的に示す断面図である。 本発明による製造プロセスの一例における各ステップを概略的に示す断面図である。 本発明による製造プロセスの一例における各ステップを概略的に示す断面図である。 本発明による製造プロセスの一例における各ステップを概略的に示す断面図である。 本発明による製造プロセスの一例における各ステップを概略的に示す断面図である。 本発明による製造プロセスの一例における各ステップを概略的に示す断面図である。 本発明によるマトリクス型ボロメータデバイスを概略的に示す斜視図である。
符号の説明
１６ 反射性基板
１８ 検出部
２２ 受信アンテナ
２４ 温度検出部材
２６ 梁またはアーム（抵抗負荷）
２８ 共鳴キャビティ
３４ 基板
６８ 受信アンテナ
８８ 温度検出部材
９０ 梁またはアーム（抵抗負荷）
９２ 反射性基板
９６ マトリクス
９８ ボロメータ
１００ 反射性基板

Claims (7)

  1. 中心波長λに対応した中心周波数を有したミリ電磁波またはサブミリ電磁波に関する検出のための方法であって、
    ボロメータが使用され、
    このボロメータが、
    抵抗負荷（２６，９０）と、
    受信アンテナ（２２）と温度検出部材（２４）とを有した検出部（１８）と、
    前記検出部に対向して配置された反射性基板（１６，９２）と、
    前記反射性基板と前記検出部との間に規定されているキャビティと、
    を備え、
    前記受信アンテナが、前記キャビティの上方に配置され、
    このような方法において、
    前記キャビティの厚さを、前記受信アンテナと前記反射性基板との間の距離とするとともに、λ／４よりも薄いものとし、
    前記抵抗負荷（２６，９０）と前記受信アンテナ（２２）と温度検出部材（２４）とを、第１基板から構成するとともに、前記受信アンテナを、前記検出部によって少なくとも部分的に支持し、さらに、前記検出部を、前記第１基板の２つの側方部分（８０，８２）によって支持し、
    前記反射性基板（１６，９２）を、前記第１基板とは別部材をなす第２基板から構成し、
    前記第１基板の前記側方部分を、前記受信アンテナと前記反射性基板との間に前記キャビティが形成されるようにして、前記第２基板上に配置することを特徴とする方法。
  2. 請求項１記載の方法において、
    前記受信アンテナが、４極型アンテナ（２２，６８）とされていることを特徴とする方法。
  3. 請求項１または２記載の方法において、
    前記ボロメータが、冷却されるタイプのものであることを特徴とする方法。
  4. 請求項１または２記載の方法において、
    前記ボロメータが、冷却されないタイプのものであることを特徴とする方法。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法において、
    ＭおよびＮを１以上の整数としたときに、Ｍ×Ｎ個の前記ボロメータからなるマトリクス（９６）を使用することを特徴とする方法。
  6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法において、
    前記受信アンテナ（６８）と前記抵抗負荷（９０）と前記温度検出部材（８８）と前記キャビティとを備えてなる前記ボロメータを、バルクシリコン／シリカ／シリコン薄層という構造を有してなる基板（３４）から形成することを特徴とする方法。
  7. 請求項６記載の方法において、
    前記基板（３４）が、バルクシリコン／シリカ／シリコン薄層／シリカ／シリコン薄層という構造を有していることを特徴とする方法。
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