JPH05206526A - ボロメータとその製法 - Google Patents
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Abstract
メータを説明した。ボロメータが、集積回路基板122
と、少なくとも1つのピラー124だけ、基板122か
ら隔たった画素本体120とを含む。画素本体120
は、例えば7乃至12ミクロンであってよいが、このス
ペクトル範囲内の放射を吸収する。例えばチタンの様な
吸収材料132で構成される。吸収材132が、吸収さ
れた放射に比例する温度まで画素本体120を加熱す
る。吸収材132の上に絶縁材料134が形成される。
更に、例えば不定形シリコンが考えられるが、画素本体
120の温度に対応する電気抵抗を持つ可変抵抗材料1
36が、この絶縁層134の上に形成される。電流が、
集積回路基板122と略平行に可変抵抗材料136の中
を流れて検出される。この他の装置及び方法も説明し
た。
Description
製造、特に、無冷却赤外線検出器及びその製法に関す
る。
線放射の検出は、夜間に見る(可視光を用いずに知覚す
る)為の重要な方法である。赤外線検出器は、走査形又
は凝視形アレイ、極低温(典形的には液体窒素の温度)
又は無冷却検出器、3−5ミクロン又は8−12ミクロ
ンのスペクトル感度範囲及び光子又は熱検出機構の様
に、種々の方法で分類することができる。極低温赤外線
検出器は、典形的には、HgCdTeの様なバンドギャ
ップの小さい(約0.1−0.2eV)半導体で作ら
れ、光子を吸収して電子−正孔の対を発生するフォトダ
イオード又はフォトキャパシタとして動作する。例え
ば、シリコン信号処理回路に接着したHgCdTeフォ
トキャパシタを持つハイブリッド装置について述べた米
国特許第4,686,373号を参照されたい。
室温で僅か約4kTであって、暗電流の中にどんな信号
も埋もれてしまうので、バンドギャップの小さい半導体
を使うことができない。この為、無冷却赤外線検出器は
他の物理現象に頼っており、極低温検出器より感度が低
いが、冷却装置又はそのエネルギ消費を必要としない。
極低温検出器の一層高い検出能力を必要としない様な携
帯式の低エネルギの用途では、無冷却熱検出器を選ぶの
が好ましい。この時、赤外線の光子を吸収し、その結果
起こる吸収素子の加熱を検出する。熱検出器は(1)パ
イロ電気検出器、(2)熱電対又は(3)ボロメータと
いう3種類の内の1つであるのが普通である。
り少し低い動作温度(典形的には0℃乃至150℃)で
(BaSrTiO3 の様な)強電性セラミック材料を使
う。好ましい強電性材料は、動作温度で自発誘電体分極
に大きな変化を持ち、強電体を絶縁体として、キャパシ
タの両端に電荷を発生することによって生じた誘起電圧
を感知することにより、強電体の加熱が検出される。例
えば米国特許第4,348,611号、同第4,14
2,207号及び同第4,379,232号を参照され
たい。
電体材料の欠陥、接点の欠陥及び盛上げ結合部の欠陥の
為に、大きな検出器アレイ(例えば256×256個の
画素のアレイと云う様な)に拡張した時に問題があり、
こう云う欠陥の為に歩留まりが低い。
接触電位が変化することに頼っている。例えば、シリコ
ン上のモノリシック・アレイにビスマス・アンチモン又
はポリシリコン−金の対を用いた、1980年IEEE
IEDM テクニカル・ダイジェスト676に記載さ
れたG.ラヒジ他の論文「集積回路技術を用いて製造し
たモノリシック熱電堆検出器」を参照されたい。
た薄い金属被膜又は半導体被膜の抵抗値の温度変化に頼
る。薄膜は、シリコン基板内の懸架した誘電体被膜の上
に作ることができ、シリコン基板上のモノリシック検出
回路に隣接して配置することができる。誘電体被膜が懸
架される様に、誘電体被膜の下からシリコンをエッチン
グによって除くことにより、誘電体被膜がシリコン基板
の他の部分から熱的に隔離される。その例として、温度
による抵抗変化の為の不定形シリコン被膜と赤外線吸収
及び電気接点の為の突合せニッケル被膜を含む、24イ
ンフラレッド・フィジックス誌57(1984年)及び
26インフラレッド・フィジックス誌43(1986
年)所載のK.C.リディヤードの論文を参照された
い。上に挙げた引用文献をここで参照しておく。
に、シリコン・ウェーハの上にモノリシックに作ること
ができるので、パイロ電気検出器の歩留まりの問題が避
けられる。然し、熱電対及びボロメータは、パイロ電気
検出器よりも検出能力が低いという問題がある。
1,663号に記載されている。この方式では、電流
が、比較的短かい抵抗通路を持つ検出器の中を垂直方向
に流れ、この結果非直線的な電気特性になり、一層大き
な抵抗値の電圧係数が得られる。非直線抵抗は検出器ア
レイの性能を悪くする。その為、大きな導電通路を持つ
セルが望ましい。従って、こう云う問題のどれか又は全
てを解決する改良が現在では望まれている。
利点は明白であろうし、一部分は以下の説明から明らか
になるが、無冷却赤外線検出器に対する方法と装置を提
供するこの発明によって達成される。
検出するボロメータを説明する。ボロメータが集積回路
基板と、この基板から少なくとも1つのピラーだけ隔た
った画素本体とを含む。画素本体は、例えば7乃至12
ミクロンというスペクトル範囲を含む広い範囲に亘って
放射を吸収する、例えばチタンの様な吸収材料で構成さ
れる。吸収材料が画素本体を、吸収された放射に比例す
る温度に加熱する。吸収材料の上に絶縁材料を形成す
る。更に、絶縁層の上に、画素本体の温度に対応する電
気抵抗を持つ可変抵抗材料、考えられるものとしては、
例えば不定形シリコンが形成される。電流が可変抵抗材
料の中を集積回路基板と略平行に流れて検出される。
の上に暫定層を形成する工程を含む。吸収材料の層を暫
定層の上に形成し、パターンぎめしてエッチングする。
絶縁層を吸収材料の層の上に形成し、パターンぎめして
エッチングする。その後、絶縁層の上に可変抵抗材料の
層を形成する。可変抵抗材料の層、及び暫定層のその下
にある部分に、少なくとも1つのピラー孔を形成する。
各々のピラー孔の中に導電ピラーを形成する。可変抵抗
材料をパターンぎめしてエッチングし、温度によって可
変の抵抗を形成する。ピラーから温度によって可変の抵
抗まで、少なくとも2つの接点を形成する。最後に、暫
定層を除去する。
る方式に比べて、妥当なコストで製造することのできる
生産性のある赤外線検出セルが得られることである。
動作させることができ、この為極低温装置の必要が無
い。その結果、極低温装置に普通伴なうコスト及び寸法
の制約が避けられる。
抗の中を垂直にと云うのでは無く、基板に対して平行で
あるから、比較的長い導電通路ができる。その為、抵抗
の一層妥当な電圧係数を達成することができ、従って、
一層直線的な装置を作ることができる。
ついて述べる所から、更によく理解されよう。図面全体
に亘り、特に断らない限り、対応する部分には同じ数字
及び記号を用いている。
方と使い方を詳しく説明する。然し、この発明は色々応
用の利く発明の概念を提供するものであり、この考えは
広い範囲の種々の具体的な形で実施することができる。
ここで具体的に説明する実施例は、この発明を作り及び
使う具体的な例を示すに過ぎず、この発明の範囲を制限
するものでは無い。
置を示す略図である。この装置が赤外線レンズ装置10
2、随意選択の機械的なチョッパ104(この発明では
この要素は必要では無い)、ボロメータ・アレイ10
6、アレイ106に対する駆動及び読出し回路108、
ビデオ処理装置110、表示装置112、及びタイミン
グ及び制御回路114を含む。レンズ装置102が、温
かい物体116から放出された赤外線放射をアレイ10
6に結像する。チョッパ104は、レンズ装置102に
よって集められた赤外線放射を周期的に遮り、且つ通過
させる開口を持つ回転円盤であってよい。好ましい実施
例では、チョッパ104は焦点合せ/焦点外し形であ
る。一実施例では、アレイ106が、256行及び25
6列に配置された65,536個のボロメータを含む。
各々のボロメータが、温かい物体116の像にレンズ装
置102の視野内にある周囲の場面を加えたものの中の
画素に対応する。アレイ106は、片側に赤外線に対し
て透明な窓を形成するか、又は熱輸送の小さいゲートの
雰囲気によって囲まれたステンレスの真空室の中に収容
することができる。温かい物体116を含む画面からの
放射が、窓を通ってアレイ106に入る様に、窓を位置
ぎめする。
は、IR束を電気信号に変換することに通ずる一連の事
象の中での各々の素子を考えることによって確認するこ
とができる。最初の工程は、IR束を検出器の画素に貯
蔵される熱エネルギに変換することである。この過程を
できる限り大きくしようとすれば、画素の吸収効率は関
心のあるIR帯に亘って100%にすべきである。画素
の温度上昇が大きくなる様にする為には、画素の熱容量
を最小限にし、周囲の構造からの画素の熱的な隔離を最
大にしなければならない。画素の所定の温度変化に対す
る信号出力を最大にする為には、ボロメータ抵抗の温度
に対する抵抗係数ができるだけ大きくあるべきである。
画素の抵抗値は、読出し回路と両立性を持つ様なもので
なければならないと共に、読出し回路によって要求され
る、読出し状態にある画素の電力散逸を制御するもので
なければならない。最後に、画素の抵抗及び読出し用前
置増幅器の両方によって発生される電気雑音は、必要な
作像性能が得られる位に小さくなければならない。
云う多くの条件は互いに矛盾しており、全てのパラメー
タを個別に最適にすることはできない。例えば、検出器
を薄くすることによって、画素の熱容量を最小限にしよ
うとすると、恐らく構造の吸収が受入れることのできな
いものになり、その逆のことも受入れることができなく
なり、熱容量を犠牲にして吸収を最大にすることになろ
う。
れることができる兼合いとなる構造の第1の好ましい実
施例の断面図を湿す。この構造では、画素本体120が
シリン基板122の上方にピラー124によって隔てら
れており、基板は特定の画素に関連する画素前置増幅器
(図面に示してない)を持っている。ピラー124は、
アルミニウム、又は他の金属の様に構造及び導電条件を
満たすその他の材料で作ることができる。ピラー124
が、画素120と、基板122にデポジットした赤外線
反射被膜によって形成された基板鏡126との間の隔た
りを制御する。反射被膜はアルミニウム又はその他の適
当な金属であってよい。鏡126が、画素を最初に通過
した時に吸収されなかったIR放射を反射して画素に戻
し、更によく吸収される様に作用する。画素本体120
は、理想的には、共振性能を得る為に、鏡126の上方
にλ/4μ(λは検出するIR放射の波長であり、典形
的には7乃至12ミクロンである。)だけ隔てることが
できる。然し、もっと実際的な場合、この間隔は処理又
はその他の関心によって決定される。実験によると、こ
の構造のIR吸収は、鏡と吸収材の間隔が約λ/4であ
ることに強く左右されず、従ってこの間隔は普通は製造
し易い様に選ばれる。
の間の画素相互接続部の1つとしても作用し得る。導電
パッド128が画素とICの間の別の相互接続部として
作用する。鏡126が画素相互接続部の内の1つでない
場合、別のパッド(図面に示してない)を使うことがで
きる。最初のパスで、IR吸収効率が十分に高ければ、
鏡126を省略してもよいことに注意されたい。
能を果たす被膜の逐次的な層で構成される。最初の被膜
層130は不活性化層であり、製造過程の間、主吸収材
層132を損傷から保護する。必要な化学的な性質を持
つ任意の被膜を使うことができる。その被膜の例を挙げ
れば、二酸化シリコン、不定形シリコン及び窒化シリコ
ンがある。次の層である吸収材層132は、自由電子の
吸収を利用して、入射したIRを画素内の熱に変換する
薄い導電層である。この吸収材層は、典形的にはチタ
ン、ニッケル又はクロムの様な金属である。次に、絶縁
層134が形成されて吸収材層132を隔離し、その次
に、検出器の温度感知抵抗被膜136である次の層があ
る。絶縁被膜134はIR放射の2次吸収材としても作
用し得る。絶縁層134には、二酸化シリコン、窒化シ
リコン又は不定形シリコンの様に、任意の絶縁被膜を使
うことができる。層134は不活性化層130と同じ材
料であってもよい。最後の被膜が温度感知抵抗層136
であり、これがボロメータ抵抗を形成し、2次IR吸収
材として作用し得る。好ましい実施例では、ボロメータ
抵抗材料136は、7×10-4/Ω−cmにドープされ
た不定形シリコンであってよい。然し、適当なTCR
(抵抗温度係数)を持つ半導体又は半金属を使うことが
できる。
1)大きな温度依存性、2)100%のIRの吸収、
3)熱容量が極く小さいこと、及び4)熱隔離が高いこ
とを有する。従って、装置を形成する為に選ばれる材料
は、こう云う特性を最適にする様に選ぶ。例えば、吸収
層132は、最大量のIRエネルギが熱に変換される様
に選ばれる。実際の場合、チタンの様な材料を用いる
と、80乃至90%の吸収が達成された。
スペクトル範囲は可視光を含むことができる。可視光が
半導体によって吸収され、ボロメータ抵抗内に担体が発
生される。これが検出器の抵抗値を変える。
度感知抵抗材料136が抵抗値を変えて、熱、従ってI
R放射が、その下の回路で検出できる様にならなければ
ならない。更に、抵抗内で発生される電気雑音を最小限
に抑えなければならない。典形的には雑音は1/F雑音
である。1/F雑音は、被膜の欠陥に担体ガトラップさ
れたことによって発生されるのが典形的である。雑音の
小さい被膜を調製することは、現在では経験的な技術で
ある。従って、熱抵抗依存性を最大にするが、電気雑音
を最小限にする材料が選ばれる。その例を幾つか挙げる
と、不定形シリコン、ゲルマニウム及び金属酸化物があ
る。然し、この判断基準を満たすこの他の材料を使って
もよい。
は、各々の被膜を非常に薄く作ることができる様に、適
当な物理的な強度を持つ被膜を選ぶことによって最適に
される。
は、画素をセルの他の部分から熱的に隔離することによ
って最適にされる。この目標は、画素本体120を基板
122から隔てることによって達成される。この他の熱
隔離方式は、後で図3について説明する。
される。このピラーが基板122内に形成されたICに
相互接続部138を介して接続される。相互接続部13
8は任意の適当な導電材料で形成することができる。
に図3について説明すると、画素120の中心部分は、
IR放射の吸収をすると共に画素抵抗の本体となる。画
素の2辺に沿った支持アーム142が、抵抗本体120
と、熱抵抗142の基板側の端にあるその下のスペーサ
・ミラー124との間に長くて薄い、幅の狭い熱隔離抵
抗を作る。支持アームは空隙146によって、抵抗本体
から隔てられている。こうして、画素本体140が基板
122から熱的に隔離されている。
の構造的な支持との間には兼合いをとらなければならな
い。図示の場合、すき間146(これは空隙であってよ
い)が、4辺の内の3辺で、支持アーム142を画素本
体120から隔てている。すき間146は、更に熱隔離
を希望する場合、画素本体の残る2辺に沿って伸ばすこ
とができる。支持アーム142の機械的な強度が、この
変更によって実質的に弱められる。各々の個別の設計に
対し、こう云う兼合いも考慮しなければならない。
料の非常に薄い被膜を適用して、画素の中心にある抵抗
本体120に電気接点を設けることができる。画素の熱
隔離を犠牲にしない様にする為、被膜はできるだけ薄く
する。
42の端とスペーサ・ミラー124の頂部の間の機械的
な支持及び電気接点となる。図示の接点領域は、製造方
法の工夫であって、この構造に直接的な寄与をするもの
では無い。
鏡)写真が図4aに示されている。図4bは、密な詰込
みのアレイに対する製造過程を実証する為の機械的な画
素のアレイを示す。
示す様な平面図の形状を持つ個々の画素を製造し、外部
の増幅器を用いて、IR検出器として動作させた。こう
云う装置に対してこれまで測定されたNEΔT(雑音等
価温度差)は、f/1光学系を仮定すると、7乃至12
ミクロンのIR通過帯域及び1乃至100Hzの電気的
な通過帯に亘って測定した時、0.18℃と云う程低か
った。装置の性能の限流因子は、ボロメータ被膜の過剰
の雑音(典形的には1/F雑音)である。この過剰の雑
音は、原則的には減らして、装置の性能が0.1乃至
0.05℃又はそれよりよい値に達する様にすることが
できる。
プラズマCVD(化学反応気相成長)によって約250
Åの厚さにデポジットしたSiO2 (二酸化シリコン)
の吸収材不活性化層130を使う。吸収材層132は、
不活性化層130の上にデポジットした140ÅのTi
(チタン)で構成される。絶縁体層134もSiO2 の
プラズマ・デポジッションで形成され、厚さは1,00
0乃至2,000Åの間で変化する。抵抗層136は、
プラズマCVDによってデポジットされたa−Si(不
定形シリコン)で構成され、PF5 (五弗化燐)原料か
ら取出した燐で導電性を持つ様にドープしてある。現在
デポジットしたこの薄膜の抵抗値の温度係数は3乃至
3.5%であり、導電度は約8×10-4cm-1Ω-1であ
る。
つには、プロセスの便宜の為であり、もう1つには、重
要な電気的及び機械的な考慮の為である。例えば、絶縁
体被膜は、二酸化シリコンではなく、窒化シリコン、硫
化亜鉛又は不定形シリコンにすることができる。表1に
は、こう云う電気的及び機械的な性質の内の若干の重要
なものをまとめて示してある。
赤外線放射が、画素本体120の上面に入射し、吸収層
132に吸収されて、画素の温度を上昇させる。この
時、温度感知抵抗層136の抵抗値が、温度変化に対応
して、即ち、IR放射の強度変化に対応して変化する。
この抵抗値の変化を、基板122に形成した集積回路に
よって監視することができる。
部138aから抵抗層136の中を、基板122と平行
に通り、相互接続部138bから下へ出て行く。電流
が、垂直に画素に入って、それから出ていくのとは対照
的に、横方向に画素を横切って流れるので、導電通路
は、或る従来の使い方よりもかなり長い。この違いは、
恐らく3,000Åから30μまで(2桁)であるが、
抵抗値の電圧係数にかなりの改良をもたらし、従って非
常に直線性のよい抵抗になる。
5−10の断面図に示されている。最初に図5について
説明すると、この用途の為に設計されたICの平面化し
た面の上に、アルミニウムの被膜をデポジットし、パタ
ーンぎめして、回路に対する電気接点126,128を
明らかにする。次に、ポリイミド(有機重合体)の被膜
150が、この材料に対して屡々扱われる普通の回転被
覆により、2μmの厚さにデポジットされる。この後、
被膜150を焼成して、高温に於ける安定性を確実にす
る。
被膜150の面の上に吸収材不活性化被膜(現在はSi
O2 )がプラズマCVDにより典形的には175℃の基
板温度で適用される。不活性化被膜130の後、直流マ
グネトロン・スパッタリングにより、Ti吸収材被膜1
32をデポジットする。このデポジッションの後、Ti
被膜132を図7に示す様に、BCl3 (三塩化硼素)
と他のガスの混合物の中でのプラズマ・エッチングによ
り、支持アームの無い画素抵抗の本体の形にパターンぎ
めする。
絶縁体被膜134を1000乃至2,000Åの厚さに
適用する。この被膜及びその下にある不活性化被膜は、
図7−10では今度は層135として示してあるが、C
F4 (四弗化炭素)及びO2 (酸素)又はその他の公知
のSiO2 エッチャントを用いて、一度にパターンぎめ
してプラズマ・エッチする。このパターンは、画素の中
心本体と支持アームの両方を含む。
ンぎめした絶縁層の上に、原料としてSiH4 (シラ
ン)及びPF5 (五弗化燐であるが、弗化硼素を使って
もよい)を使って、プラズマCVDにより、n形又はp
形にドープされたa−Si(不定形シリコン)被膜13
6をデポジットする。このデポジッションのパラメータ
は、所望の電気的及び物理的な特性が得られる様に選ば
れる。次に図9について説明すると、a−Si被膜13
6が、ピラーの場所でその下にあるポリイミド被膜15
0を露出するのに必要な所で、選択的に除去される。次
に酸素及びアルゴンのプラズマを使って、基板122内
に形成されたICのその下にある金属接点126又は1
28に達するまで、このポリイミドを除去する。パター
ンぎめしたa−Si被膜136が、このエッチ工程の
間、エッチ・マスクとして使われる。温度感知a−Si
被膜136が、フォトレジスト処理及び四弗化炭素及び
酸素内でのプラズマ・エッチングを使って、今度は画素
本体及び支持アームの両方の輪郭で、再びパターンぎめ
される。
フォトレジスト(図面に示してない)を再び被覆し、ア
ルミニウムのピラー124が、ポリイミド被膜の2.0
ミクロンの厚さになるまで、真空メタライズによってデ
ポジットされる。その後、特別に開発されたリフトオフ
方法を用いて、過剰の金属がこの構造から剥ぎ取られ、
ポリイミド被膜150内の孔に巣篭りになってICと接
触するピラー124を残す。
す様にデポジットしてパターンぎめした導体の薄い(1
00Å又はそれ未満)被膜によって限定する。この被膜
は、画素の中心にある抵抗本体に対する抵抗値の小さい
接点として作用する。
後の要素である金属片のメタライズが、フォトレジスト
の2層を使って適用される。第1の層152は、ポリイ
ミド150の縁とピラー124の本体の間の空所を埋
め、第2の層154は、金属片パターンの本体を限定す
る。金属片138の金属が、これらのフォトレジスト被
膜の上にデポジットされ、過剰の金属が普通のリフトオ
フ方法によって除去される。これによって、その下にあ
るポリイミド被膜150を除去することを除いて、図2
に示した構造が完成する。
ことによって損傷を受けることがあるから、基板ウェー
ハを鋸引きして個々のアレイにし、そのウェーハを普通
の化学手段によってきれいにしてから、画素の下からポ
リイミド被膜を除去する。鋸引き及び鋸引き後の洗浄が
完了したら、酸素及びアルゴンのプラズマを用いて、そ
の下にあるポリイミド被膜を画素の下からエッチングに
よって除く。典形的なエッチング時間は、150℃の基
板温度を使うと、現在では約3乃至5時間である。
することができる。更に、この構造内の被膜の配置は、
製造手順を簡単にする為、又は性能を改善する為に、変
更することができる。例えば、この構造を逆さにすれ
ば、画素本体を1回のパターンぎめ工程によって限定
し、絶縁体被膜及び抵抗被膜の整合を保証することがで
きる。
が、この説明はこの発明を制約するものと解してはなら
ない。以上の説明から、当業者には、図示の実施例の種
々の変更並びにこの発明のその他の実施例が容易に考え
られよう。従って、特許請求の範囲は、この様な変更又
はその他の実施例をも含むものであることを承知された
い。
する。
するボロメータに於て、集積回路基板と、該基板から少
なくとも1つのピラーだけ隔たる画素本体とを有し、該
画素本体は、前記スペクトル範囲内の放射を吸収し、吸
収した放射に比例して前記画素本体を或る温度に加熱す
る吸収材料、該吸収材料の上に形成された絶縁材料、及
び前記画素本体の温度に対応する電気抵抗を持つ可変抵
抗材料で構成されており、前記可変抵抗材料には前記集
積回路基板と略平行に電流が流れ、前記可変抵抗材料が
前記絶縁層の上に形成されているボロメータ。
て、スペクトル範囲が7乃至12ミクロンであるボロメ
ータ。
て、画素本体が集積回路基板から約2乃至3ミクロン隔
たっているボロメータ。
て、吸収材の下に不活性化層が形成されているボロメー
タ。
て、吸収材がチタンであるボロメータ。
て、可変抵抗材料が不定形シリコンであるボロメータ。
て、ボロメータが前記スペクトル範囲の他の第2のスペ
クトル範囲の放射を検出するボロメータ。
て、第2のスペクトル範囲が可視光であるボロメータ。
を形成する方法に於て、前記基板の上に暫定層を形成
し、該暫定層の上に吸収材料の層を形成し、該吸収材料
の層をパターンぎめしてエッチングし、吸収材料の層の
上に絶縁層を形成し、該絶縁層をパターンぎめしてエッ
チングし、該絶縁層の上に可変抵抗材料の層を形成し、
前記可変抵抗材料の層及び前記暫定層の内、その下にあ
る部分に、少なくとも1つのピラー孔をパターンぎめし
てエッチングし、前記可変抵抗材料をパターンぎめして
エッチングして温度可変抵抗を形成し、前記少なくとも
1つのピラー孔の各々にピラーを形成し、少なくとも2
つのピラーから温度可変抵抗に対して少なくとも2つの
接点を形成し、前記暫定層を取除く工程を含む方法。
暫定層を形成する前に、基板の上に鏡材料をデポジット
する工程を含む方法。
て、鏡材料がアルミニウムである方法。
暫定層がポリイミドである方法。
暫定層を除去する前に、前記基板を少なくとも部分的に
鋸引きする工程を含む方法。
吸収材の層を形成する前に、不活性化層を形成する工程
を含む方法。
吸収材の層を形成する工程が金属をデポジットする事を
含む方法。
可変抵抗材料の層を形成する工程が、不定形シリコンを
デポジットすることを含む方法。
て、不定形シリコンが約10-6Ω-1cm-2乃至10-2Ω
-1cm-2にドープされている方法。
各々のボロメータは、集積回路基板、及び該基板から少
なくとも1つのピラーだけ隔たる画素本体で構成されて
いて、該画素本体が、選ばれたスペクトル範囲内の放射
を吸収し、前記画素本体を吸収した放射に比例した温度
に加熱する吸収材料、該吸収材料の上に形成された絶縁
材料、及び画素本体の温度に対応する電気抵抗を持つ可
変抵抗材料で構成されていて、前記可変抵抗材料の中を
前記集積回路基板と略平行に電流が流れ、前記可変抵抗
材料が前記絶縁層の上に形成され、更に、前記可変抵抗
材料の抵抗の変化を検出する回路を前記基板に形成した
赤外線検出アレイ。
て、スペクトル範囲が約7乃至12ミクロンであるアレ
イ。
て、吸収材がチタンであるアレイ。
て、可変抵抗材料が不定形シリコンであるアレイ。
て、各々のボロメータが、前記スペクトル範囲の他に、
第2のスペクトル範囲の放射を検出するアレイ。
て、第2のスペクトル範囲が可視光であるアレイ。 (24)或るスペクトル範囲内の放射を検出するボロメ
ータを説明した。ボロメータが、集積回路基板122
と、少なくとも1つのピラー124だけ、基板122か
ら隔たった画素本体120とを含む。画素本体120
は、例えば7乃至12ミクロンであってよいが、このス
ペクトル範囲内の放射を吸収する、例えばチタンの様な
吸収材料132で構成される。吸収材132が、吸収さ
れた放射に比例する温度まで画素本体120を加熱す
る。吸収材132の上に絶縁材料134が形成される。
更に、例えば不定形シリコンが考えられるが、画素本体
120の温度に対応する電気抵抗を持つ可変抵抗材料1
36が、この絶縁層134の上に形成される。電流が、
集積回路基板122と略平行に可変抵抗材料136の中
を流れて検出される。この他の装置及び方法も説明し
た。
含む赤外線検出装置のブロック図。
図。
Claims (3)
- 【請求項1】 或るスペクトル範囲内の放射を検出する
ボロメータに於て、集積回路基板と、該基板から少なく
とも1つのピラーだけ隔たる画素本体とを有し、該画素
本体は、前記スペクトル範囲内の放射を吸収し、吸収し
た放射に比例して前記画素本体を或る温度に加熱する吸
収材料、該吸収材料の上に形成された絶縁材料、及び前
記画素本体の温度に対応する電気抵抗を持つ可変抵抗材
料で構成されており、前記可変抵抗材料には前記集積回
路基板と略平行に電流が流れ、前記可変抵抗材料が前記
絶縁層の上に形成されているボロメータ。 - 【請求項2】 半導体基板の上にボロメータ・セルを形
成する方法に於て、前記基板の上に暫定層を形成し、該
暫定層の上に吸収材料の層を形成し、該吸収材料の層を
パターンぎめしてエッチングし、吸収材料の層の上に絶
縁層を形成し、該絶縁層をパターンぎめしてエッチング
し、該絶縁層の上に可変抵抗材料の層を形成し、前記可
変抵抗材料の層及び前記暫定層の内、その下にある部分
に、少なくとも1つのピラー孔をパターンぎめしてエッ
チングし、前記可変抵抗材料をパターンぎめしてエッチ
ングして温度可変抵抗を形成し、前記少なくとも1つの
ピラー孔の各々にピラーを形成し、少なくとも2つのピ
ラーから温度可変抵抗に対して少なくとも2つの接点を
形成し、前記暫定層を取除く工程を含む方法。 - 【請求項3】 ボロメータのアレイで構成され、各々の
ボロメータは、集積回路基板、及び該基板から少なくと
も1つのピラーだけ隔たる画素本体で構成されていて、
該画素本体が、選ばれたスペクトル範囲内の放射を吸収
し、前記画素本体を吸収した放射に比例した温度に加熱
する吸収材料、該吸収材料の上に形成された絶縁材料、
及び画素本体の温度に対応する電気抵抗を持つ可変抵抗
材料で構成されていて、前記可変抵抗材料の中を前記集
積回路基板と略平行に電流が流れ、前記可変抵抗材料が
前記絶縁層の上に形成され、更に、前記可変抵抗材料の
抵抗の変化を検出する回路を前記基板に形成した赤外線
検出アレイ。
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