JPH08313359A - ハイブリッド熱画像作成装置のための焦平面アレイとその製造法 - Google Patents
ハイブリッド熱画像作成装置のための焦平面アレイとその製造法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的厚いパイロ電気薄膜層を備えた多重ヘ
テロ層により製造される、ハイブリッド熱画像作成装置
のための焦平面アレイと、コストが安くかつ部材を有効
に利用することが可能な製造法とを提供する。 【解決手段】 ハイブリッド熱画像作成装置20は、多
くの場合、焦平面アレイ30と熱分離構造体50と集積
回路基板60とを有する。焦平面アレイ30は、チタン
酸バリウム・ストロンチウム(BST)のようなパイロ
電気薄膜層で作成される熱感知素子42を有する。熱感
知素子42の1つの側面は、熱分離構造体50のメサ・
ストリップ導電体56を通して、集積回路基板60の上
に配置された接触体パッド62に結合することができ
る。熱感知素子42の他の側面は、電極36に結合する
ことができる。焦平面アレイ30の種々の部品は、担体
基板の上に作成された多重ヘテロ層で製造することがで
きる。
テロ層により製造される、ハイブリッド熱画像作成装置
のための焦平面アレイと、コストが安くかつ部材を有効
に利用することが可能な製造法とを提供する。 【解決手段】 ハイブリッド熱画像作成装置20は、多
くの場合、焦平面アレイ30と熱分離構造体50と集積
回路基板60とを有する。焦平面アレイ30は、チタン
酸バリウム・ストロンチウム(BST)のようなパイロ
電気薄膜層で作成される熱感知素子42を有する。熱感
知素子42の1つの側面は、熱分離構造体50のメサ・
ストリップ導電体56を通して、集積回路基板60の上
に配置された接触体パッド62に結合することができ
る。熱感知素子42の他の側面は、電極36に結合する
ことができる。焦平面アレイ30の種々の部品は、担体
基板の上に作成された多重ヘテロ層で製造することがで
きる。
Description
【0001】
【関連する出願】本出願は、名称「集積化された熱チョ
ッパを備えた熱画像作成装置とその製造法(Therm
al Imaging System With In
tegrated Thermal Chopper
and Method)」の出願中特許、出願シリアル
番号第08/229,497号、代理人整理番号TI−
18868号と、名称「モノリシック焦平面アレイを備
えた熱画像作成装置(Thermal Imaging
System With A Monolithic
Focal Plane Array)」の出願中特
許、出願シリアル番号第08/281,711号、代理
人整理番号TI−18817号と、名称「パイロ電気薄
膜を備えたモノリシック熱検出器とその製造法(Mon
olithic Thermal Detector
with PyroelectricFilm and
Method)」の出願中特許、出願シリアル番号第
08/368,067号、代理人整理番号TI−188
22号との関連出願である。これらの出願中特許は同じ
譲渡人に譲渡されている。
ッパを備えた熱画像作成装置とその製造法(Therm
al Imaging System With In
tegrated Thermal Chopper
and Method)」の出願中特許、出願シリアル
番号第08/229,497号、代理人整理番号TI−
18868号と、名称「モノリシック焦平面アレイを備
えた熱画像作成装置(Thermal Imaging
System With A Monolithic
Focal Plane Array)」の出願中特
許、出願シリアル番号第08/281,711号、代理
人整理番号TI−18817号と、名称「パイロ電気薄
膜を備えたモノリシック熱検出器とその製造法(Mon
olithic Thermal Detector
with PyroelectricFilm and
Method)」の出願中特許、出願シリアル番号第
08/368,067号、代理人整理番号TI−188
22号との関連出願である。これらの出願中特許は同じ
譲渡人に譲渡されている。
【0002】
【発明の属する技術分野】本発明は、比較的厚いパイロ
電気薄膜層を有する多重ヘテロ層を製造する方法に関す
る。さらに詳細にいえば、本発明は、多重ヘテロ層で作
成された焦平面アレイに結合されている熱分離構造体を
備えた集積回路基板を有する、ハイブリッド熱画像作成
装置(ハイブリッド熱撮像装置)に関する。
電気薄膜層を有する多重ヘテロ層を製造する方法に関す
る。さらに詳細にいえば、本発明は、多重ヘテロ層で作
成された焦平面アレイに結合されている熱分離構造体を
備えた集積回路基板を有する、ハイブリッド熱画像作成
装置(ハイブリッド熱撮像装置)に関する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】熱センサの1つの通常
の応用は、夜間観察装置のような熱(赤外線)画像作成
装置である。このような種類の1つの熱画像作成装置
(熱撮像装置)は、パイロ電気部材を有する赤外線検知
素子または熱センサの、焦平面アレイを備えている。こ
の焦平面アレイおよびそれに付随する熱センサは、多く
の場合、この焦平面アレイと集積回路基板との間に配置
された熱分離構造体と、コンタクト・パッドの対応する
アレイとを備えた集積回路基板に結合される。これらの
熱センサは、作成(撮像)される熱画像のそれぞれの画
像エレメント(すなわち画素)を定める。
の応用は、夜間観察装置のような熱(赤外線)画像作成
装置である。このような種類の1つの熱画像作成装置
(熱撮像装置)は、パイロ電気部材を有する赤外線検知
素子または熱センサの、焦平面アレイを備えている。こ
の焦平面アレイおよびそれに付随する熱センサは、多く
の場合、この焦平面アレイと集積回路基板との間に配置
された熱分離構造体と、コンタクト・パッドの対応する
アレイとを備えた集積回路基板に結合される。これらの
熱センサは、作成(撮像)される熱画像のそれぞれの画
像エレメント(すなわち画素)を定める。
【0004】1つの形式の熱センサは、パイロ電気部材
で作成された熱感知素子を有する。このパイロ電気部材
は、パイロ電気部材に赤外線が入射するとその時に生ず
る温度変化に応答して、その電気分極の状態および/ま
たは誘電率の変化を誘起する。赤外線吸収体および共通
電極組立体は、多くの場合、熱感知素子の一方側に配置
される。センサ信号電極は、通常、それぞれの熱感知素
子の反対側に配置される。赤外線吸収体および共通電極
組立体は、典型的には、焦平面アレイの表面にわたって
広がっており、そして熱感知素子に取り付けられる。そ
れぞれの熱感知素子は、通常、分離したそれ自身のセン
サ信号電極を有する。赤外線検出器素子または熱センサ
のおのおのは、赤外線吸収体と、共通電極組立体と、そ
れぞれのセンサ信号電極とにより、一部分を定めること
ができる。共通電極とセンサ信号電極は、静電容量極板
を構成する。パイロ電気部材は、これらの静電容量極板
の間に配置された誘電体または絶縁体を構成する。
で作成された熱感知素子を有する。このパイロ電気部材
は、パイロ電気部材に赤外線が入射するとその時に生ず
る温度変化に応答して、その電気分極の状態および/ま
たは誘電率の変化を誘起する。赤外線吸収体および共通
電極組立体は、多くの場合、熱感知素子の一方側に配置
される。センサ信号電極は、通常、それぞれの熱感知素
子の反対側に配置される。赤外線吸収体および共通電極
組立体は、典型的には、焦平面アレイの表面にわたって
広がっており、そして熱感知素子に取り付けられる。そ
れぞれの熱感知素子は、通常、分離したそれ自身のセン
サ信号電極を有する。赤外線検出器素子または熱センサ
のおのおのは、赤外線吸収体と、共通電極組立体と、そ
れぞれのセンサ信号電極とにより、一部分を定めること
ができる。共通電極とセンサ信号電極は、静電容量極板
を構成する。パイロ電気部材は、これらの静電容量極板
の間に配置された誘電体または絶縁体を構成する。
【0005】一定の熱センサの場合、チタン酸バリウム
・ストロンチウム(BST)を用いて熱感知素子が作成
され、それにより、熱センサが製造される。このような
熱感知素子を製造する際の出発の素材は、典型的には、
直径が10センチメートル(4インチ)で厚さが約0.
25センチメートル(0.1インチ)である、チタン酸
バリウム・ストロンチウムまたは他の適切なパイロ電気
部材のウエハである。多くの場合、研削および/または
研磨を行うことにより、このBSTウエハの厚さが約
0.0025センチメートル(0.001インチ)以下
にまで小さくされる。
・ストロンチウム(BST)を用いて熱感知素子が作成
され、それにより、熱センサが製造される。このような
熱感知素子を製造する際の出発の素材は、典型的には、
直径が10センチメートル(4インチ)で厚さが約0.
25センチメートル(0.1インチ)である、チタン酸
バリウム・ストロンチウムまたは他の適切なパイロ電気
部材のウエハである。多くの場合、研削および/または
研磨を行うことにより、このBSTウエハの厚さが約
0.0025センチメートル(0.001インチ)以下
にまで小さくされる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に従い、パイロ電
気部材で作成された熱センサを備えた従来の熱画像作成
装置に付随する欠点および問題点は、大幅に少なくされ
る、またはなくすることができる。本発明により、比較
的厚いパイロ電気薄膜層を有する多重ヘテロ層により、
ハイブリッド熱画像作成装置のための焦平面アレイを製
造することができる。作成された焦平面アレイおよびそ
れに付随する熱センサは、熱分離構造体と結合される。
この熱分離構造体は、ハイブリッド固体装置を製造する
ための従来のバンプ(bump)接合技術または他の技
術を用いて、集積回路基板の上に配置される。本発明の
1つの実施例は、フォトリソグラフィに伴う薄膜製造技
術を用いて、赤外線吸収体および共通電極組立体と、熱
感知素子と、それぞれのセンサ信号電極とを製造するこ
とを含む実施例である。
気部材で作成された熱センサを備えた従来の熱画像作成
装置に付随する欠点および問題点は、大幅に少なくされ
る、またはなくすることができる。本発明により、比較
的厚いパイロ電気薄膜層を有する多重ヘテロ層により、
ハイブリッド熱画像作成装置のための焦平面アレイを製
造することができる。作成された焦平面アレイおよびそ
れに付随する熱センサは、熱分離構造体と結合される。
この熱分離構造体は、ハイブリッド固体装置を製造する
ための従来のバンプ(bump)接合技術または他の技
術を用いて、集積回路基板の上に配置される。本発明の
1つの実施例は、フォトリソグラフィに伴う薄膜製造技
術を用いて、赤外線吸収体および共通電極組立体と、熱
感知素子と、それぞれのセンサ信号電極とを製造するこ
とを含む実施例である。
【0007】1つの実施例により得られるいくつかの重
要な技術的利点の中に、熱画像作成装置のための熱セン
サを製造する際に用いられる、要求された厚さのパイロ
電気薄膜の成長に関する技術が含まれている。このよう
なパイロ電気薄膜を用いることにより、大きなパイロ電
気部材を研磨および研削して要求された厚さを有する熱
感知素子を作成する際のコストを大幅に低下させること
ができる。作成される熱センサのために、ほぼ要求され
た寸法を有するパイロ電気薄膜の層を成長させることに
より、製造コストと、パイロ電気部材が有効利用されな
い浪費率との両方を、大幅に小さくすることができる。
本発明の1つの特徴は、要求された熱感知素子を作成す
るために、パイロ電気部材をレーザ加工またはイオン加
工することを必要としないで、網状化構造に作成するこ
とができることである。
要な技術的利点の中に、熱画像作成装置のための熱セン
サを製造する際に用いられる、要求された厚さのパイロ
電気薄膜の成長に関する技術が含まれている。このよう
なパイロ電気薄膜を用いることにより、大きなパイロ電
気部材を研磨および研削して要求された厚さを有する熱
感知素子を作成する際のコストを大幅に低下させること
ができる。作成される熱センサのために、ほぼ要求され
た寸法を有するパイロ電気薄膜の層を成長させることに
より、製造コストと、パイロ電気部材が有効利用されな
い浪費率との両方を、大幅に小さくすることができる。
本発明の1つの特徴は、要求された熱感知素子を作成す
るために、パイロ電気部材をレーザ加工またはイオン加
工することを必要としないで、網状化構造に作成するこ
とができることである。
【0008】本発明のまた別の特徴は、パイロ電気薄膜
と化学的に融和する担体基板の上に、パイロ電気薄膜の
層を成長させることである。この基板とパイロ電気薄膜
層との間に、1個または複数個の分離層を配置すること
ができる。作成された熱センサに付随するセンサ信号の
伝送路に応じて、パイロ電気薄膜層の上に、1個または
複数個の導電体部材の層をまた配置することができる。
応用によっては、パイロ電気薄膜層を成長させる前に、
赤外線吸収部材の層を基板の上に作成することができ
る。赤外線吸収部材と、パイロ電気薄膜と、導電体部材
とにより作成された多重層に対し、集積回路基板と結合
するための複数個の熱センサを有する焦平面アレイを得
るために、種々のエッチング技術および/または種々の
リソグラフィ技術を用いて処理工程を行うことができ
る。この焦平面アレイは、熱分離構造体に付随する。
と化学的に融和する担体基板の上に、パイロ電気薄膜の
層を成長させることである。この基板とパイロ電気薄膜
層との間に、1個または複数個の分離層を配置すること
ができる。作成された熱センサに付随するセンサ信号の
伝送路に応じて、パイロ電気薄膜層の上に、1個または
複数個の導電体部材の層をまた配置することができる。
応用によっては、パイロ電気薄膜層を成長させる前に、
赤外線吸収部材の層を基板の上に作成することができ
る。赤外線吸収部材と、パイロ電気薄膜と、導電体部材
とにより作成された多重層に対し、集積回路基板と結合
するための複数個の熱センサを有する焦平面アレイを得
るために、種々のエッチング技術および/または種々の
リソグラフィ技術を用いて処理工程を行うことができ
る。この焦平面アレイは、熱分離構造体に付随する。
【0009】
【発明の実施の形態】添付図面を参照しての下記説明に
より、本発明とその利点をさらに完全に理解することが
できるであろう。
より、本発明とその利点をさらに完全に理解することが
できるであろう。
【0010】本発明の実施例および利点は、図1〜図7
の図面を参照することにより最もよく理解することがで
きるであろう。これらの図面において、同等の部品およ
び対応する部品には同等の参照番号が付されている。
の図面を参照することにより最もよく理解することがで
きるであろう。これらの図面において、同等の部品およ
び対応する部品には同等の参照番号が付されている。
【0011】赤外線検出器および熱画像作成装置の動作
は、赤外線が熱センサに入射する時に生ずる温度の変化
に伴って発生する電圧の変化に基づくか、または熱セン
サを作成するために用いられる部材の内部における光子
・電子の相互作用によって生ずる電圧の変化に基づく
か、のいずれかである。この後者の効果は、内部光電効
果と呼ばれることがある。他の方式の赤外線検出器およ
び他の熱画像作成装置の動作は、入射する赤外線の加熱
効果により生ずる薄い導電体の抵抗値の変化に基づいて
いる。このような赤外線検出器は、ボロメータと呼ばれ
ることがある。
は、赤外線が熱センサに入射する時に生ずる温度の変化
に伴って発生する電圧の変化に基づくか、または熱セン
サを作成するために用いられる部材の内部における光子
・電子の相互作用によって生ずる電圧の変化に基づく
か、のいずれかである。この後者の効果は、内部光電効
果と呼ばれることがある。他の方式の赤外線検出器およ
び他の熱画像作成装置の動作は、入射する赤外線の加熱
効果により生ずる薄い導電体の抵抗値の変化に基づいて
いる。このような赤外線検出器は、ボロメータと呼ばれ
ることがある。
【0012】本発明により構成される熱画像作成装置の
動作は、主として、赤外線が入射することによって生ず
るパイロ電気部材の温度の変化による電圧の変化の発生
に基づいている。けれども、本発明は、ボロメータを含
む他の方式の熱画像作成装置と共に用いることもでき
る。
動作は、主として、赤外線が入射することによって生ず
るパイロ電気部材の温度の変化による電圧の変化の発生
に基づいている。けれども、本発明は、ボロメータを含
む他の方式の熱画像作成装置と共に用いることもでき
る。
【0013】下記で詳細に説明される熱画像作成装置ま
たは赤外線検出器20および120は、非冷却赤外線検
出器と呼ばれることもある。熱画像作成装置20および
120の中の種々の部品は、真空の中に配置された付随
するハウジング(図示されていない)の中に収納される
ことが好ましい。または、応用によっては、熱伝導率の
小さなガスの雰囲気の中に配置されても十分に動作する
ことができる。
たは赤外線検出器20および120は、非冷却赤外線検
出器と呼ばれることもある。熱画像作成装置20および
120の中の種々の部品は、真空の中に配置された付随
するハウジング(図示されていない)の中に収納される
ことが好ましい。または、応用によっては、熱伝導率の
小さなガスの雰囲気の中に配置されても十分に動作する
ことができる。
【0014】熱画像作成装置20は、集積回路基板60
の上に熱分離構造体50を備えた、焦平面アレイ30を
取り付けることにより作成されるハイブリッド固体装置
として説明される。焦平面アレイ30は、複数個の熱セ
ンサ40を備えることが好ましい。焦平面アレイ30
は、焦平面アレイ30に入射する赤外線に応答して熱画
像を作成するために、熱分離構造体50により、集積回
路基板60に対し電気的結合と機械的結合との両方が得
られる。
の上に熱分離構造体50を備えた、焦平面アレイ30を
取り付けることにより作成されるハイブリッド固体装置
として説明される。焦平面アレイ30は、複数個の熱セ
ンサ40を備えることが好ましい。焦平面アレイ30
は、焦平面アレイ30に入射する赤外線に応答して熱画
像を作成するために、熱分離構造体50により、集積回
路基板60に対し電気的結合と機械的結合との両方が得
られる。
【0015】焦平面アレイ30の部品には、赤外線吸収
体および共通電極組立体32と、複数個の熱センサ40
とが含まれる。赤外線吸収体および共通電極組立体32
は、1個または多数個の光学被覆体層34と共通電極3
6とをさらに有する。光学被覆体層34は、パリレンま
たは酸化ジルコニウム(ZrO2 )のような誘電体部材
で共振している空洞共振器を形成する。応用によって
は、熱センサ40が検出するように設計された赤外線の
特定の1個または複数個の波長に応じて、層34は多重
層を有することができる。
体および共通電極組立体32と、複数個の熱センサ40
とが含まれる。赤外線吸収体および共通電極組立体32
は、1個または多数個の光学被覆体層34と共通電極3
6とをさらに有する。光学被覆体層34は、パリレンま
たは酸化ジルコニウム(ZrO2 )のような誘電体部材
で共振している空洞共振器を形成する。応用によって
は、熱センサ40が検出するように設計された赤外線の
特定の1個または複数個の波長に応じて、層34は多重
層を有することができる。
【0016】共通電極36は、入射する赤外線と光学被
覆体34との間の相互作用を増大させるといったよう
な、いくつかの重要な機能を実行することができる。共
通電極36は、熱センサ40にバイアス電圧を供給する
センサ信号路の一部分を形成するために、導電体である
ことが好ましい。また、共通電極36は、それぞれの熱
センサ40の中の熱感知素子42の間の熱エネルギの伝
達をできるだけ小さくするために、その熱伝導率が小さ
いことが好ましい。共通電極36は、適切な値の熱伝導
率および導電率を有する、ニッケル・クロム、ルテニウ
ム(Ru)、酸化ルテニウム(RuO2 )、酸化ランタ
ン・ストロンチウム・コバルト(LSCO)、または白
金のような部材で作成することができる。このような金
属の反射率がまた光学被覆体34と協力することによ
り、入射する赤外線の吸収を増大させる。本発明の他の
実施例の場合、共通電極36を作成するのに、要求され
た特性の熱伝導率および導電率を有する金属以外の部材
を用いることができる。共通電極36に対し金属を用い
る実施例だけに、本発明が限定されるわけではない。
覆体34との間の相互作用を増大させるといったよう
な、いくつかの重要な機能を実行することができる。共
通電極36は、熱センサ40にバイアス電圧を供給する
センサ信号路の一部分を形成するために、導電体である
ことが好ましい。また、共通電極36は、それぞれの熱
センサ40の中の熱感知素子42の間の熱エネルギの伝
達をできるだけ小さくするために、その熱伝導率が小さ
いことが好ましい。共通電極36は、適切な値の熱伝導
率および導電率を有する、ニッケル・クロム、ルテニウ
ム(Ru)、酸化ルテニウム(RuO2 )、酸化ランタ
ン・ストロンチウム・コバルト(LSCO)、または白
金のような部材で作成することができる。このような金
属の反射率がまた光学被覆体34と協力することによ
り、入射する赤外線の吸収を増大させる。本発明の他の
実施例の場合、共通電極36を作成するのに、要求され
た特性の熱伝導率および導電率を有する金属以外の部材
を用いることができる。共通電極36に対し金属を用い
る実施例だけに、本発明が限定されるわけではない。
【0017】熱センサ40のおのおのは、パイロ電気部
材で作成されることが好ましい熱感知素子42を有する
ことができる。熱感知素子42のおのおのの一方側の側
面が、共通電極36に取り付けられることが好ましい。
センサ信号電極44は、それぞれの熱感知素子42の反
対側の側面に取り付けられる。応用によっては、熱感知
素子42は、チタン酸バリウム・ストロンチウム(BS
T)のようなパイロ電気部材で作成することができる。
材で作成されることが好ましい熱感知素子42を有する
ことができる。熱感知素子42のおのおのの一方側の側
面が、共通電極36に取り付けられることが好ましい。
センサ信号電極44は、それぞれの熱感知素子42の反
対側の側面に取り付けられる。応用によっては、熱感知
素子42は、チタン酸バリウム・ストロンチウム(BS
T)のようなパイロ電気部材で作成することができる。
【0018】熱分離構造体50は、それぞれの接触体パ
ッド(コンタクト・パッド)62に隣接する集積回路基
板60の上に配置された複数個のメサ型構造体52を有
する。熱分離構造体50により、焦平面アレイ30と集
積回路基板60とを接合する際の機械的支持体を得るこ
とができ、および焦平面アレイ30を集積回路基板60
から熱的に分離することが得られる。また、熱分離構造
体50により、焦平面アレイ30の中の熱センサ40の
おのおのと集積回路基板60との間の電気的インタフェ
ースが得られる。この電気的インタフェースにより、集
積回路基板60が、焦平面アレイ30により検出された
入射赤外線による信号を処理することができる。
ッド(コンタクト・パッド)62に隣接する集積回路基
板60の上に配置された複数個のメサ型構造体52を有
する。熱分離構造体50により、焦平面アレイ30と集
積回路基板60とを接合する際の機械的支持体を得るこ
とができ、および焦平面アレイ30を集積回路基板60
から熱的に分離することが得られる。また、熱分離構造
体50により、焦平面アレイ30の中の熱センサ40の
おのおのと集積回路基板60との間の電気的インタフェ
ースが得られる。この電気的インタフェースにより、集
積回路基板60が、焦平面アレイ30により検出された
入射赤外線による信号を処理することができる。
【0019】メサ・ストリップ導電体56により、メサ
型構造体52の頂上と隣接する接触体パッド62との間
に、信号路が得られる。メサ・ストリップ導電体56と
して推奨される部材には、ニッケル・クロム(NiC
r)、チタンとタングステンの合金、および他の導電性
酸化物などがある。
型構造体52の頂上と隣接する接触体パッド62との間
に、信号路が得られる。メサ・ストリップ導電体56と
して推奨される部材には、ニッケル・クロム(NiC
r)、チタンとタングステンの合金、および他の導電性
酸化物などがある。
【0020】種々の形式の半導体部材および集積回路基
板を本発明に従って用いることにより、満足な結果を得
ることができるであろう。名称「強誘電体画像作成装置
(Ferroelectric Imaging Sy
stem)」の米国特許第4,143,269号は、パ
イロ電気部材から製造される赤外線検出器、およびシリ
コンのスイッチング・マトリックスまたは集積回路基板
に関する情報を開示している。従来の熱分離構造体の実
施例は、マイスナ(Meissner)ほかの名称「熱
画像作成装置のためのポリイミド熱分離メサ(Poly
imide Thermal Isolation M
esa for a ThermalImaging
System)」の米国特許第5,047,644号に
開示されている。米国特許第5,047,644号に用
いられている部材および製造技術を用いて、熱分離構造
体50および150を製造することができる。
板を本発明に従って用いることにより、満足な結果を得
ることができるであろう。名称「強誘電体画像作成装置
(Ferroelectric Imaging Sy
stem)」の米国特許第4,143,269号は、パ
イロ電気部材から製造される赤外線検出器、およびシリ
コンのスイッチング・マトリックスまたは集積回路基板
に関する情報を開示している。従来の熱分離構造体の実
施例は、マイスナ(Meissner)ほかの名称「熱
画像作成装置のためのポリイミド熱分離メサ(Poly
imide Thermal Isolation M
esa for a ThermalImaging
System)」の米国特許第5,047,644号に
開示されている。米国特許第5,047,644号に用
いられている部材および製造技術を用いて、熱分離構造
体50および150を製造することができる。
【0021】バンプ接合技術を用いることにより、焦平
面アレイ30と熱分離構造体50との間に、満足な金属
接合体を作成することができる。本発明の1つの実施例
の場合、それぞれのセンサ信号電極44の上にバンプ接
合部材48を配置し、そしてそれぞれのメサ・ストリッ
プ導電体56の頂部の上にバンプ接合部材58を配置す
ることができる。このようなバンプ接合部材の1つの例
は、インジウムである。
面アレイ30と熱分離構造体50との間に、満足な金属
接合体を作成することができる。本発明の1つの実施例
の場合、それぞれのセンサ信号電極44の上にバンプ接
合部材48を配置し、そしてそれぞれのメサ・ストリッ
プ導電体56の頂部の上にバンプ接合部材58を配置す
ることができる。このようなバンプ接合部材の1つの例
は、インジウムである。
【0022】メサ型構造体52およびそれに付随するメ
サ・ストリップ導電体56の構成は設計の際の選択の問
題であるが、熱分離に関する考慮と構造的な堅牢性に関
する考慮とに大いに依存する。メサ型構造体52のまた
別の構成として、傾斜した側壁を備えたメサ、および垂
直な側壁を備えたメサがある。熱画像作成装置20およ
び120に対し、例えば熱分離構造体50を含む本発明
のメサ型構造体52は、従来のフォトリソグラフィ技術
を用いて製造することができる。
サ・ストリップ導電体56の構成は設計の際の選択の問
題であるが、熱分離に関する考慮と構造的な堅牢性に関
する考慮とに大いに依存する。メサ型構造体52のまた
別の構成として、傾斜した側壁を備えたメサ、および垂
直な側壁を備えたメサがある。熱画像作成装置20およ
び120に対し、例えば熱分離構造体50を含む本発明
のメサ型構造体52は、従来のフォトリソグラフィ技術
を用いて製造することができる。
【0023】焦平面アレイ30は、担体基板70の上に
作成された多重ヘテロ層で作成することができる。本発
明の1つの実施例は、作成される焦平面アレイの構成と
選定された設計に対応する多重ヘテロ層を得るために、
薄膜成長工程と、部材生成工程と、網状化工程と、光学
被覆工程とのような、多数の関連する技術を組み合わせ
て有する。応用によっては、1層または2層の要求され
た焦平面のみが、担体基板70の上に作成される。他の
応用では、要求された焦平面アレイに対するすべてのヘ
テロ層を、担体基板70の上に作成することができる。
作成された多重ヘテロ層で作成することができる。本発
明の1つの実施例は、作成される焦平面アレイの構成と
選定された設計に対応する多重ヘテロ層を得るために、
薄膜成長工程と、部材生成工程と、網状化工程と、光学
被覆工程とのような、多数の関連する技術を組み合わせ
て有する。応用によっては、1層または2層の要求され
た焦平面のみが、担体基板70の上に作成される。他の
応用では、要求された焦平面アレイに対するすべてのヘ
テロ層を、担体基板70の上に作成することができる。
【0024】大規模集積回路の製造に付随する処理工程
を用いて、種々の技術により、担体基板70の上に焦平
面アレイを集積して製造することができる。焦平面アレ
イの製造の際に付随する部材利用効率および処理工程全
体の効率を大幅に改善することができる。例えば、パイ
ロ電気薄膜層82は、熱感知素子42に対して要求され
る厚さとほぼ同じ厚さを有して作成されることが好まし
い。したがって、パイロ電気部材から熱感知素子を作成
するのに用いられる従来の技術に付随する研磨による損
傷の可能性は、大幅に小さくなる、または全くなくな
る。
を用いて、種々の技術により、担体基板70の上に焦平
面アレイを集積して製造することができる。焦平面アレ
イの製造の際に付随する部材利用効率および処理工程全
体の効率を大幅に改善することができる。例えば、パイ
ロ電気薄膜層82は、熱感知素子42に対して要求され
る厚さとほぼ同じ厚さを有して作成されることが好まし
い。したがって、パイロ電気部材から熱感知素子を作成
するのに用いられる従来の技術に付随する研磨による損
傷の可能性は、大幅に小さくなる、または全くなくな
る。
【0025】種々の技術を用いて、図4および図5に示
された薄膜層74、34、36、82、および84を作
成することができる。これらの技術は2つの群、すなわ
ち、気相沈着部材と関与する基板との相互作用による薄
膜の成長と、関与する基板に変化を引き起こさないで沈
着により薄膜を生成する、との群に分けられる。第1群
の薄膜成長技術には、単結晶シリコンおよびポリシリコ
ンの熱酸化および熱窒化が含まれる。沈着された金属と
基板との直接の反応によるケイ化物の生成は、また多く
の場合、この第1群の薄膜成長技術の中に含まれる。
された薄膜層74、34、36、82、および84を作
成することができる。これらの技術は2つの群、すなわ
ち、気相沈着部材と関与する基板との相互作用による薄
膜の成長と、関与する基板に変化を引き起こさないで沈
着により薄膜を生成する、との群に分けられる。第1群
の薄膜成長技術には、単結晶シリコンおよびポリシリコ
ンの熱酸化および熱窒化が含まれる。沈着された金属と
基板との直接の反応によるケイ化物の生成は、また多く
の場合、この第1群の薄膜成長技術の中に含まれる。
【0026】第2群の薄膜成長技術は、3つの細分類の
沈着にさらに分けることができる。第1の細分類は、多
くの場合、化学的蒸気沈着(化学的気相蒸着法,CV
D)と呼ばれる。この化学蒸気沈着では、付随する薄膜
層に対し要求された構成成分を含有する気相化学材料の
化学反応により、固体薄膜が基板の上に作成される。第
2の細分類は、多くの場合、物理的蒸気沈着(物理蒸
着,PVD)と呼ばれる。この物理的蒸気沈着では、材
料源から部材材料が物理的に取り出されて蒸気が作成さ
れ、そして低圧の領域を通って基板にまで輸送され、そ
して凝結することにより、要求された薄膜層が作成され
る。第3の細分類は、典型的には、基板が液体で被覆さ
れ、そして乾燥されて、要求された薄膜層が作成され
る。PVDによる薄膜層の作成には、スパッタリング、
蒸着、および分子線エピタキシのような処理工程が含ま
れる。スピン被覆は、薄膜層を作成するために基板の上
に液体を沈着する、最も良く用いられる1つの技術であ
る。
沈着にさらに分けることができる。第1の細分類は、多
くの場合、化学的蒸気沈着(化学的気相蒸着法,CV
D)と呼ばれる。この化学蒸気沈着では、付随する薄膜
層に対し要求された構成成分を含有する気相化学材料の
化学反応により、固体薄膜が基板の上に作成される。第
2の細分類は、多くの場合、物理的蒸気沈着(物理蒸
着,PVD)と呼ばれる。この物理的蒸気沈着では、材
料源から部材材料が物理的に取り出されて蒸気が作成さ
れ、そして低圧の領域を通って基板にまで輸送され、そ
して凝結することにより、要求された薄膜層が作成され
る。第3の細分類は、典型的には、基板が液体で被覆さ
れ、そして乾燥されて、要求された薄膜層が作成され
る。PVDによる薄膜層の作成には、スパッタリング、
蒸着、および分子線エピタキシのような処理工程が含ま
れる。スピン被覆は、薄膜層を作成するために基板の上
に液体を沈着する、最も良く用いられる1つの技術であ
る。
【0027】薄膜層はまた、浸液と、スパッタリングに
よる気相沈着と、およびスピン被覆によるゾル/ゲルま
たは金属酸化物分解(MOD)とのような技術を用いる
ことにより、本発明に開示された内容に従って十分に満
足に成長することができる。本発明の1つの重要な特徴
は、得られる焦平面アレイ30に対し要求された電気的
特性および熱的特性を達成するために、必要な処理工程
を選定することができることである。
よる気相沈着と、およびスピン被覆によるゾル/ゲルま
たは金属酸化物分解(MOD)とのような技術を用いる
ことにより、本発明に開示された内容に従って十分に満
足に成長することができる。本発明の1つの重要な特徴
は、得られる焦平面アレイ30に対し要求された電気的
特性および熱的特性を達成するために、必要な処理工程
を選定することができることである。
【0028】担体基板70は、シリコン、セラミック・
アルミナ、または他の適切な部材で作成することができ
る。これらの部材は、担体基板70の表面72の上に作
成される多重ヘテロ層と、化学的にもおよび熱的にも融
和する部材である。図2〜図6に示された本発明の実施
例の場合、担体基板70はセラミック・アルミナで作成
されることが好ましい。
アルミナ、または他の適切な部材で作成することができ
る。これらの部材は、担体基板70の表面72の上に作
成される多重ヘテロ層と、化学的にもおよび熱的にも融
和する部材である。図2〜図6に示された本発明の実施
例の場合、担体基板70はセラミック・アルミナで作成
されることが好ましい。
【0029】二酸化シリコン、酸化マグネシウム、また
は酸化カルシウムのような耐火性の部材の層が、得られ
た焦平面アレイ30を担体基板70から除去することが
できる解放層または分離層としての役割を果たすため
に、担体基板70の表面72の上に沈着される。図2〜
図6に示されているように、担体基板70はセラミック
・アルミナで作成することができ、そして解放層または
分離層74は酸化カルシウムで作成することができる。
本発明の他の実施例の場合、担体基板70はシリコンで
作成され、そして解放層または分離層74は二酸化シリ
コンで作成される。
は酸化カルシウムのような耐火性の部材の層が、得られ
た焦平面アレイ30を担体基板70から除去することが
できる解放層または分離層としての役割を果たすため
に、担体基板70の表面72の上に沈着される。図2〜
図6に示されているように、担体基板70はセラミック
・アルミナで作成することができ、そして解放層または
分離層74は酸化カルシウムで作成することができる。
本発明の他の実施例の場合、担体基板70はシリコンで
作成され、そして解放層または分離層74は二酸化シリ
コンで作成される。
【0030】応用によっては、担体基板70の表面72
と分離層74との間に、1個または複数個の障壁層(図
示されていない)を配置することができる。このような
障壁層を用いることにより、担体基板70とその上に作
成される種々のヘテロ層との間の化学的および/または
熱的な融和を達成することができる。分離層74は、担
体基板70の上に作成される多重ヘテロ層から焦平面ア
レイ30を製造するために用いられる種々のエッチング
剤とは異なるエッチング剤に溶解可能である、耐火性の
酸化物または他の部材で作成されることが好ましい。
と分離層74との間に、1個または複数個の障壁層(図
示されていない)を配置することができる。このような
障壁層を用いることにより、担体基板70とその上に作
成される種々のヘテロ層との間の化学的および/または
熱的な融和を達成することができる。分離層74は、担
体基板70の上に作成される多重ヘテロ層から焦平面ア
レイ30を製造するために用いられる種々のエッチング
剤とは異なるエッチング剤に溶解可能である、耐火性の
酸化物または他の部材で作成されることが好ましい。
【0031】図4〜図6に示された本発明の実施例の場
合、分離層74の上に光学被覆体層34が作成されるこ
とが好ましい。二酸化ジルコニウムのような様々の種類
の誘電体部材を用いて、光学被覆体層34を作成するこ
とができる。光学被覆体層34を作成するために選定さ
れる部材は、焦平面アレイ30の製造に付随する種々の
熱処理工程および種々のエッチング工程の期間中、安定
でなければならない。選定された部材の屈折率に基づい
て、光学被覆体層34の厚さを調整することができる。
光学被覆体層34を作成するのに用いられる部材の厚さ
および/または種類を変えることにより、得られる焦平
面アレイ30は、要求されたスペクトル範囲にわたっ
て、入射する赤外線の吸収が最大になるように調整する
ことができる。応用によっては、光学被覆体層34と分
離層74との間に、半透明金属の薄い層(図示されてい
ない)を配置することができる。
合、分離層74の上に光学被覆体層34が作成されるこ
とが好ましい。二酸化ジルコニウムのような様々の種類
の誘電体部材を用いて、光学被覆体層34を作成するこ
とができる。光学被覆体層34を作成するために選定さ
れる部材は、焦平面アレイ30の製造に付随する種々の
熱処理工程および種々のエッチング工程の期間中、安定
でなければならない。選定された部材の屈折率に基づい
て、光学被覆体層34の厚さを調整することができる。
光学被覆体層34を作成するのに用いられる部材の厚さ
および/または種類を変えることにより、得られる焦平
面アレイ30は、要求されたスペクトル範囲にわたっ
て、入射する赤外線の吸収が最大になるように調整する
ことができる。応用によっては、光学被覆体層34と分
離層74との間に、半透明金属の薄い層(図示されてい
ない)を配置することができる。
【0032】次に、光学被覆体層34の上に、導電体部
材の第1層36を配置することができる。ニッケル、ニ
ッケル・クロム、プラチナ、LSCO、ルテニウムおよ
び/または酸化ルテニウムのような様々の種類の部材を
用いて、この第1導電体層36を作成することができ
る。第1層36を作成するために選定される導電体部材
の種類は、要求される導電率と、熱伝導率と、および焦
平面アレイ30に対して要求される担体基板70の上の
他の多重ヘテロ層を作成するのに用いられる部材との化
学的融和性と、に依存して選定されるであろう。図4〜
図6に示された本発明の実施例の場合、導電体層36は
白金で作成することができる。
材の第1層36を配置することができる。ニッケル、ニ
ッケル・クロム、プラチナ、LSCO、ルテニウムおよ
び/または酸化ルテニウムのような様々の種類の部材を
用いて、この第1導電体層36を作成することができ
る。第1層36を作成するために選定される導電体部材
の種類は、要求される導電率と、熱伝導率と、および焦
平面アレイ30に対して要求される担体基板70の上の
他の多重ヘテロ層を作成するのに用いられる部材との化
学的融和性と、に依存して選定されるであろう。図4〜
図6に示された本発明の実施例の場合、導電体層36は
白金で作成することができる。
【0033】次に、導電体層36の上に、選定されたパ
イロ電気部材の薄膜層82を作成することができる。得
られる焦平面アレイに対して要求される動作特性に応じ
て、チタン酸鉛・バリウム・ストロンチウム、チタン酸
バリウム・ストロンチウム、チタン酸鉛、チタン酸鉛・
ランタン、ジルコン酸チタン酸鉛、ジルコン酸チタン酸
鉛・ランタン、チタン酸鉛・ストロンチウム、タンタル
酸鉛・スカンジウムのような種々の種類のパイロ電気部
材を用いることにより満足な結果を得ることができる。
図4〜図6に示された本発明の実施例の場合、パイロ電
気薄膜層82はチタン酸バリウム・ストロンチウムで作
成されることが好ましい。下記でさらに詳細に説明され
るように、要求される性質が得られる結晶粒寸法を小さ
くすることができるために、低濃度の第2部材をチタン
酸バリウム・ストロンチウムの中にまた含有することが
できる。
イロ電気部材の薄膜層82を作成することができる。得
られる焦平面アレイに対して要求される動作特性に応じ
て、チタン酸鉛・バリウム・ストロンチウム、チタン酸
バリウム・ストロンチウム、チタン酸鉛、チタン酸鉛・
ランタン、ジルコン酸チタン酸鉛、ジルコン酸チタン酸
鉛・ランタン、チタン酸鉛・ストロンチウム、タンタル
酸鉛・スカンジウムのような種々の種類のパイロ電気部
材を用いることにより満足な結果を得ることができる。
図4〜図6に示された本発明の実施例の場合、パイロ電
気薄膜層82はチタン酸バリウム・ストロンチウムで作
成されることが好ましい。下記でさらに詳細に説明され
るように、要求される性質が得られる結晶粒寸法を小さ
くすることができるために、低濃度の第2部材をチタン
酸バリウム・ストロンチウムの中にまた含有することが
できる。
【0034】種々の技術を用いて、パイロ電気部材の薄
膜層82を作成することができる。図4〜図6に示され
た本発明の実施例の場合、前記で説明した薄膜成長技術
と共に金属有機物沈着およびスピン被覆を用いることに
より、第1導電体層36の上に、パイロ電気薄膜層82
を作成することができる。担体基板70の上に作成され
る他のヘテロ層に比べて、パイロ電気薄膜層82は比較
的厚い。パイロ電気薄膜層82の厚さは、作成される熱
感知素子42に対して要求される厚さにほぼ対応するよ
うに選定される。応用によっては、要求される熱的特性
または他の融和する部材に応じて、熱感知素子42は、
約0.5マイクロメートルないし20マイクロメートル
の厚さを有するであろう。
膜層82を作成することができる。図4〜図6に示され
た本発明の実施例の場合、前記で説明した薄膜成長技術
と共に金属有機物沈着およびスピン被覆を用いることに
より、第1導電体層36の上に、パイロ電気薄膜層82
を作成することができる。担体基板70の上に作成され
る他のヘテロ層に比べて、パイロ電気薄膜層82は比較
的厚い。パイロ電気薄膜層82の厚さは、作成される熱
感知素子42に対して要求される厚さにほぼ対応するよ
うに選定される。応用によっては、要求される熱的特性
または他の融和する部材に応じて、熱感知素子42は、
約0.5マイクロメートルないし20マイクロメートル
の厚さを有するであろう。
【0035】本発明の1つの特徴は、熱感知素子42に
対し要求されたパイロ電気特性を達成するために、制御
された結晶粒成長により比較的厚いパイロ電気薄膜層8
2を作成することができる能力を有することである。金
属有機物沈着技術およびチタン酸バリウム・ストロンチ
ウムを含有する液体溶液または塩を用いて、パイロ電気
薄膜層82を担体基板70の上に作成することができ
る。処理温度を低くするために、鉛(Pb)源を付加す
ることができる。結晶核発生位置を作成するために、同
じ組成の小さな粒子をまた加えることができる。これら
の小さな粒子の寸法は、典型的には、直径が1.5マイ
クロメートルないし2マイクロメートルの範囲で変動す
るであろう。上限の2マイクロメートルは、得られる結
晶粒構造に付随する要求された熱的特性および電気的特
性に基づいている。パイロ電気薄膜層82を作成するた
めに選定された部材の種類に応じて、結晶核発生位置を
得るために用いられる小さな粒子の寸法を変えることが
できる。
対し要求されたパイロ電気特性を達成するために、制御
された結晶粒成長により比較的厚いパイロ電気薄膜層8
2を作成することができる能力を有することである。金
属有機物沈着技術およびチタン酸バリウム・ストロンチ
ウムを含有する液体溶液または塩を用いて、パイロ電気
薄膜層82を担体基板70の上に作成することができ
る。処理温度を低くするために、鉛(Pb)源を付加す
ることができる。結晶核発生位置を作成するために、同
じ組成の小さな粒子をまた加えることができる。これら
の小さな粒子の寸法は、典型的には、直径が1.5マイ
クロメートルないし2マイクロメートルの範囲で変動す
るであろう。上限の2マイクロメートルは、得られる結
晶粒構造に付随する要求された熱的特性および電気的特
性に基づいている。パイロ電気薄膜層82を作成するた
めに選定された部材の種類に応じて、結晶核発生位置を
得るために用いられる小さな粒子の寸法を変えることが
できる。
【0036】応用により、得られる熱感知素子42に対
し要求された動作特性が得られるように、液体チタン酸
バリウム・ストロンチウムの中に不純物を付加的に添加
することができる。他の応用では、液体形式と粉末形式
との両方で選定されたパイロ電気部材の混合体を用い、
金属有機物沈着およびスピン被覆を用いることにより、
パイロ電気薄膜部材を作成することができる。要求され
た結晶粒成長を支援するために、結晶核発生位置または
種結晶として作用するように、低濃度の粉末を加えるこ
とができる。
し要求された動作特性が得られるように、液体チタン酸
バリウム・ストロンチウムの中に不純物を付加的に添加
することができる。他の応用では、液体形式と粉末形式
との両方で選定されたパイロ電気部材の混合体を用い、
金属有機物沈着およびスピン被覆を用いることにより、
パイロ電気薄膜部材を作成することができる。要求され
た結晶粒成長を支援するために、結晶核発生位置または
種結晶として作用するように、低濃度の粉末を加えるこ
とができる。
【0037】結晶粒が大きいと、多くの場合、付随する
薄膜層に対し比較的高い焼き鈍し(アニール)温度を必
要とする。液体溶液の中に結晶核発生位置を得ることに
より、高い焼き鈍し温度を必要とせずに、要求されたパ
イロ電気特性が得られる満足な結晶粒寸法を達成するこ
とができる。添加不純物部材と沈着速度とを適切に選定
することにより、チタン酸バリウム・ストロンチウムで
作成されたパイロ電気薄膜層82に対する焼き鈍し温度
を、摂氏300度と摂氏800度との間にまで低くする
ことができる。パイロ電気薄膜層82に対して要求され
る焼き鈍し温度を制限することにより、担体基板70の
上に他のヘテロ層を作成するのに、広範囲に様々な種類
の部材を選定することが可能になる。パイロ電気薄膜層
82に対して要求される焼き鈍し温度が高くなると、層
74、34、および36を作成するために利用できる部
材はそれに応じてますます少なくなる。
薄膜層に対し比較的高い焼き鈍し(アニール)温度を必
要とする。液体溶液の中に結晶核発生位置を得ることに
より、高い焼き鈍し温度を必要とせずに、要求されたパ
イロ電気特性が得られる満足な結晶粒寸法を達成するこ
とができる。添加不純物部材と沈着速度とを適切に選定
することにより、チタン酸バリウム・ストロンチウムで
作成されたパイロ電気薄膜層82に対する焼き鈍し温度
を、摂氏300度と摂氏800度との間にまで低くする
ことができる。パイロ電気薄膜層82に対して要求され
る焼き鈍し温度を制限することにより、担体基板70の
上に他のヘテロ層を作成するのに、広範囲に様々な種類
の部材を選定することが可能になる。パイロ電気薄膜層
82に対して要求される焼き鈍し温度が高くなると、層
74、34、および36を作成するために利用できる部
材はそれに応じてますます少なくなる。
【0038】次に、図5に最もよく示されているよう
に、パイロ電気薄膜層82の上に第2導電体層84を沈
着することができる。ニッケル、ニッケル・クロム、白
金、LSCO、ルテニウムまたは/および酸化ルテニウ
ムのような様々の種類の部材を用いて、第2導電体層8
4を作成することができる。第2層84を作成するため
に選定される導電体部材の種類は、要求される導電率
と、熱伝導率と、および担体基板70の上に他のヘテロ
層を作成するのに用いられる部材との化学的融和(両立
性)とに応じて変えられるであろう。図4〜図6に示さ
れた本発明の実施例の場合、第1導電体層36および第
2導電体層84は白金で作成することができる。
に、パイロ電気薄膜層82の上に第2導電体層84を沈
着することができる。ニッケル、ニッケル・クロム、白
金、LSCO、ルテニウムまたは/および酸化ルテニウ
ムのような様々の種類の部材を用いて、第2導電体層8
4を作成することができる。第2層84を作成するため
に選定される導電体部材の種類は、要求される導電率
と、熱伝導率と、および担体基板70の上に他のヘテロ
層を作成するのに用いられる部材との化学的融和(両立
性)とに応じて変えられるであろう。図4〜図6に示さ
れた本発明の実施例の場合、第1導電体層36および第
2導電体層84は白金で作成することができる。
【0039】担体基板70の上に、多重ヘテロ層74、
34、36、82、および84を作成する処理工程の期
間中、製造工程の選定された段階において、1回または
多数回の低温熱処理を行うことができる。低温(50℃
ないし500℃)熱処理を行うことにより、担体基板7
0の上の種々の層から溶媒が放出され、そして個々の熱
感知素子42の網状化の前および選定されたパイロ電気
部材の最終的な高温熱処理の前に、種々の層のある程度
の稠密化が起こるであろう。低温熱処理の回数は、基板
70の上のそれぞれの層を作成するために用いられる処
理工程と共に、層74、34、36、82、および84
のおのおのに対して選定された部材の種類に応じて変え
ることができる。
34、36、82、および84を作成する処理工程の期
間中、製造工程の選定された段階において、1回または
多数回の低温熱処理を行うことができる。低温(50℃
ないし500℃)熱処理を行うことにより、担体基板7
0の上の種々の層から溶媒が放出され、そして個々の熱
感知素子42の網状化の前および選定されたパイロ電気
部材の最終的な高温熱処理の前に、種々の層のある程度
の稠密化が起こるであろう。低温熱処理の回数は、基板
70の上のそれぞれの層を作成するために用いられる処
理工程と共に、層74、34、36、82、および84
のおのおのに対して選定された部材の種類に応じて変え
ることができる。
【0040】担体基板70の上に、要求された焦平面ア
レイ30に対する多重ヘテロ層を作成した後、種々のパ
ターン作成技術および種々の網状化技術を用いることに
より、作成される焦平面アレイ30に付随する要求され
た数および要求された構成の熱センサ40を得ることが
できる。図5および図6に最もよく示されているよう
に、センサ信号電極44を作成するために、第2導電体
層84にエッチング技術を適用することができる。その
後、それぞれの熱センサ40に付随する熱感知素子42
を作成するために、異なる種類のエッチング剤により、
パイロ電気薄膜層82に対してエッチングを行うことが
できる。エッチング剤の種類およびエッチング処理工程
の方式は、それぞれの層74、34、36、82、およ
び84の部材に応じて変えられるであろう。要求された
熱感知素子42が作成された後、分離層74を溶解する
ために適切なエッチング剤を適用し、それにより、得ら
れた焦平面アレイ30を担体基板70から除去すること
が可能である。用いられる特定の製造工程に応じて、集
積回路基板60の熱分離構造体50の上に焦平面アレイ
30が取り付けられる前に、または後にのいずれかに、
担体基板70が焦平面アレイ30から除去することがで
きる。
レイ30に対する多重ヘテロ層を作成した後、種々のパ
ターン作成技術および種々の網状化技術を用いることに
より、作成される焦平面アレイ30に付随する要求され
た数および要求された構成の熱センサ40を得ることが
できる。図5および図6に最もよく示されているよう
に、センサ信号電極44を作成するために、第2導電体
層84にエッチング技術を適用することができる。その
後、それぞれの熱センサ40に付随する熱感知素子42
を作成するために、異なる種類のエッチング剤により、
パイロ電気薄膜層82に対してエッチングを行うことが
できる。エッチング剤の種類およびエッチング処理工程
の方式は、それぞれの層74、34、36、82、およ
び84の部材に応じて変えられるであろう。要求された
熱感知素子42が作成された後、分離層74を溶解する
ために適切なエッチング剤を適用し、それにより、得ら
れた焦平面アレイ30を担体基板70から除去すること
が可能である。用いられる特定の製造工程に応じて、集
積回路基板60の熱分離構造体50の上に焦平面アレイ
30が取り付けられる前に、または後にのいずれかに、
担体基板70が焦平面アレイ30から除去することがで
きる。
【0041】図7に示された熱画像作成装置120は、
集積回路基板160の上に熱分離構造体150を備えた
焦平面アレイ130を取り付けることにより作成され
た、ハイブリッド固体装置として説明することができ
る。焦平面アレイ130は、複数個の熱センサ140を
有することが好ましい。これらの熱センサ140は、熱
分離構造体150により、集積回路基板160と電気的
にもそして機械的にも結合される。熱画像作成装置20
および120は、共通の多数の部品を有する。熱画像作
成装置20と熱画像作成装置120との間の主要な違い
は、焦平面アレイ130の中の隣接する熱センサ140
の間で熱的分離と電気的分離との両方を得るために、そ
れぞれの熱センサ140の周縁に複数個のスロット13
8が作成されることである。
集積回路基板160の上に熱分離構造体150を備えた
焦平面アレイ130を取り付けることにより作成され
た、ハイブリッド固体装置として説明することができ
る。焦平面アレイ130は、複数個の熱センサ140を
有することが好ましい。これらの熱センサ140は、熱
分離構造体150により、集積回路基板160と電気的
にもそして機械的にも結合される。熱画像作成装置20
および120は、共通の多数の部品を有する。熱画像作
成装置20と熱画像作成装置120との間の主要な違い
は、焦平面アレイ130の中の隣接する熱センサ140
の間で熱的分離と電気的分離との両方を得るために、そ
れぞれの熱センサ140の周縁に複数個のスロット13
8が作成されることである。
【0042】熱センサ140のおのおのは、個々の赤外
線吸収装置組立体132を有する。この赤外線吸収装置
組立体132は、電極136の上に配置された1個また
は複数個の光学被覆体134の層を有する。光学被覆体
134および電極136は、焦平面アレイ30に関して
前記で説明されたのと同じ部材を用いて、担体基板70
の上に作成することができる。熱センサ140のおのお
のは、隣接する熱センサ140から電気的にもそして熱
的にも分離されるから、バイアス電圧はそれぞれの熱セ
ンサ140に供給されなければならない。熱画像作成装
置120により表される本発明の実施例の場合、集積回
路基板160は、熱センサ140のおのおのに要求され
たバイアス電圧を供給する共通バス164を有すること
が好ましい。
線吸収装置組立体132を有する。この赤外線吸収装置
組立体132は、電極136の上に配置された1個また
は複数個の光学被覆体134の層を有する。光学被覆体
134および電極136は、焦平面アレイ30に関して
前記で説明されたのと同じ部材を用いて、担体基板70
の上に作成することができる。熱センサ140のおのお
のは、隣接する熱センサ140から電気的にもそして熱
的にも分離されるから、バイアス電圧はそれぞれの熱セ
ンサ140に供給されなければならない。熱画像作成装
置120により表される本発明の実施例の場合、集積回
路基板160は、熱センサ140のおのおのに要求され
たバイアス電圧を供給する共通バス164を有すること
が好ましい。
【0043】熱センサ140のおのおのは、1対の熱感
知素子42および142を有することが好ましい。熱感
知素子42および142は、前記で説明されたように、
パイロ電気薄膜層82で作成することができる。バイア
ス電圧がそれぞれの熱センサ140に供給される。この
バイアス電圧の供給は、それぞれの接触体パッド162
と、メサ・ストリップ導電体156と、熱感知素子14
2に取り付けられたセンサ信号電極144に対するバン
プ接合部材58および48と、を通して行われる。この
バイアス電圧は、電極136を通して、熱感知素子14
2から熱感知素子42に供給することができる。センサ
信号電極44およびメサ・ストリップ導電体56が熱感
知素子42に取り付けられ、それにより、それぞれの熱
センサ140により検出された入射赤外線に応答して、
集積回路基板160に信号を送る。
知素子42および142を有することが好ましい。熱感
知素子42および142は、前記で説明されたように、
パイロ電気薄膜層82で作成することができる。バイア
ス電圧がそれぞれの熱センサ140に供給される。この
バイアス電圧の供給は、それぞれの接触体パッド162
と、メサ・ストリップ導電体156と、熱感知素子14
2に取り付けられたセンサ信号電極144に対するバン
プ接合部材58および48と、を通して行われる。この
バイアス電圧は、電極136を通して、熱感知素子14
2から熱感知素子42に供給することができる。センサ
信号電極44およびメサ・ストリップ導電体56が熱感
知素子42に取り付けられ、それにより、それぞれの熱
センサ140により検出された入射赤外線に応答して、
集積回路基板160に信号を送る。
【0044】焦平面アレイ130は、前記で焦平面アレ
イ30に関して説明された製造技術を用いて、担体基板
70の上に作成することができる。製造工程が図6に示
された段階に到達した時、第1導電体層36と光学被覆
体層34とに付加的なエッチング剤を作用させることが
行われ、それにより、熱感知素子42および142の対
のそれぞれの周縁に、複数個のスロット138を作成す
ることができる。作成された焦平面アレイ130は、分
離した個々の熱センサ140を有する。この作成された
焦平面アレイ130は、その後、集積回路基板160の
上に取り付けることができる。
イ30に関して説明された製造技術を用いて、担体基板
70の上に作成することができる。製造工程が図6に示
された段階に到達した時、第1導電体層36と光学被覆
体層34とに付加的なエッチング剤を作用させることが
行われ、それにより、熱感知素子42および142の対
のそれぞれの周縁に、複数個のスロット138を作成す
ることができる。作成された焦平面アレイ130は、分
離した個々の熱センサ140を有する。この作成された
焦平面アレイ130は、その後、集積回路基板160の
上に取り付けることができる。
【0045】焦平面アレイ30および130に対する構
造体の正確な構成およびそれに付随する製造技術は、そ
れぞれの熱センサ40および140に対して選定される
応用によって異なるであろう。例示された熱画像作成装
置20および120のような特定の応用の場合でも、設
計上の選択が多数あることは、当業者にとって日常的な
経験されていることである。
造体の正確な構成およびそれに付随する製造技術は、そ
れぞれの熱センサ40および140に対して選定される
応用によって異なるであろう。例示された熱画像作成装
置20および120のような特定の応用の場合でも、設
計上の選択が多数あることは、当業者にとって日常的な
経験されていることである。
【0046】本発明とその利点が詳細に説明されたが、
本発明の範囲内で種々の変更および置き換えの可能であ
ることは、容易に理解されるはずである。
本発明の範囲内で種々の変更および置き換えの可能であ
ることは、容易に理解されるはずである。
【0047】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1) 薄膜層の成長に対し核発生位置を得るために、
液体パイロ電気部材と粒子とを混合することにより、担
体基板の上にパイロ電気部材の薄膜層を作成する段階
と、前記パイロ電気薄膜層を、付随する熱センサの要求
された配置および構成に対応してパターニングする段階
と、を有する、ハイブリッド熱画像作成装置と共に用い
られる複数個の熱センサを備えた焦平面アレイを製造す
る方法。 (2) 第1項記載の焦平面アレイを製造する方法にお
いて、前記パイロ電気薄膜層を作成する前に、前記担体
基板の上に光学被覆体の層を作成する段階と、前記光学
被覆体層と前記パイロ電気薄膜層との間に導電体部材の
第1層を沈着する段階と、前記パイロ電気薄膜層の上の
導電体部材の前記第1層とは反対の側に導電体部材の第
2層を沈着する段階と、をさらに有する、焦平面アレイ
を製造する前記方法。 (3) 第1項記載の方法において、前記液体パイロ電
気部材がチタン酸バリウム・ストロンチウムを有し、か
つ前記粒子がチタン酸バリウム・ストロンチウムを有す
る、前記方法。 (4) 第1項記載の方法において、前記パイロ電気部
材が、チタン酸鉛と、チタン酸鉛・ランタンと、ジルコ
ン酸チタン酸鉛と、チタン酸鉛・ストロンチウムと、タ
ンタル酸鉛・スカンジウムと、ジルコン酸チタン酸鉛・
ランタンとを有する群から選定される、前記方法。 (5) 第1項記載の方法において、前記パイロ電気薄
膜層を作成する前記段階が、前記担体基板の上に液体パ
イロ電気部材を沈着するために、金属有機物沈着技術お
よびスピン被覆技術を用いる段階と、前記パイロ電気部
材の結晶粒成長のための核発生位置を得るために、選定
された部材の粒子と前記液体パイロ電気部材とを混合す
る段階と、前記パイロ電気薄膜層を作成するために、前
記担体基板の上に液体の前記混合体と核発生位置とをス
ピンする段階と、をさらに有する、前記方法。 (6) 第1項記載の方法において、前記担体基板の上
に酸化カルシウムの分離層を作成する段階と、前記分離
層の上に、赤外線を感知する部材により光学被覆体の層
を作成する段階と、前記光学被覆体層の上に、白金の第
1層を作成する段階と、白金の前記第1層の上に、チタ
ン酸バリウム・ストロンチウムの薄膜層を作成する段階
と、前記チタン酸バリウム・ストロンチウム層の上の白
金の前記第1層と反対の側に白金の第2層を作成する段
階と、をさらに有する、前記方法。 (7) 第1項記載の方法において、前記担体基板がセ
ラミック・アルミナを有する、前記方法。 (8) 第1項記載の方法において、パイロ電気部材の
前記薄膜層を作成する前記段階がゾル/ゲルおよびスピ
ン被覆をさらに有する、前記方法。 (9) 第1項記載の方法において、パイロ電気部材の
前記薄膜層を作成する前記段階が、核発生位置を得るた
めに、小さな粒子を有する液体溶液をスピン被覆する段
階をさらに有する、前記方法。 (10) 担体基板の上に、液体パイロ電気部材の溶液
と粉末核発生位置とから、パイロ電気部材の薄膜層を作
成する段階と、それぞれの熱センサの要求された配置お
よび構成に対応するように前記パイロ電気薄膜層をパタ
ーニングする段階と、を有する、集積回路基板から突き
出ている熱分離構造体の上に取り付けられた複数個の熱
センサを備えた焦平面アレイを有するハイブリッド熱画
像作成装置を製造する方法。 (11) 第10項記載の熱画像作成装置を製造する方
法において、担体基板の上に、耐熱部材の分離層を作成
する段階と、前記分離層の上に、光学被覆体部材の層を
作成する段階と、前記光学被覆体層と前記パイロ電気薄
膜層との間に導電体部材の第1層を作成する段階と、前
記パイロ電気薄膜層の上の導電体部材の前記第1層とは
反対の側に導電体部材の第2層を沈着する段階と、をさ
らに有する、焦平面アレイを製造する前記方法。 (12) 第10項記載のハイブリッド熱画像作成装置
を製造する方法において、パイロ電気部材の前記薄膜層
を作成する前記段階が、担体基板の上に、直径が約0.
5マイクロメートルと2.0マイクロメートルとの間で
ある小さな粒子を有する前記パイロ電気部材の液体溶液
を配置する段階を有する、前記方法。 (13) 第10項記載の熱画像作成装置を製造する方
法において、担体基板の上に、分離部材の層を作成する
段階と、前記分離層の上に、光学被覆体部材の層を作成
する段階と、前記光学被覆体層と前記パイロ電気薄膜層
との間に導電体部材の第1層を作成する段階と、前記パ
イロ電気薄膜層の上の導電体部材の前記第1層とは反対
の側に導電体部材の第2層を沈着する段階と、それぞれ
の前記熱センサのおのおのに対しセンサ信号電極を作成
するために、導電体部材の第2層の一部分を除去する段
階と、要求されたパターンの熱センサを作成するため
に、前記パイロ電気薄膜層を網状化する段階と、前記焦
平面アレイを前記担体基板から分離する段階と、をさら
に有する、熱画像作成装置を製造する前記方法。 (14) 第10項記載の熱画像作成装置を製造する方
法において、前記担体基板の上に、分離部材の層を作成
する段階と、前記分離層の上に、光学被覆体部材の層を
作成する段階と、前記光学被覆体層と前記パイロ電気薄
膜層との間に導電体部材の第1層を作成する段階と、前
記パイロ電気薄膜層の上の導電体部材の前記第1層とは
反対の側に導電体部材の第2層を沈着する段階と、導電
体部材の前記第2層の上に、バンプ接合部材の層を作成
する段階と、それぞれの前記熱センサのおのおのに対し
その上に配置されたバンプ接合部材を有するセンサ信号
電極を作成するために、前記バンプ接合層と導電体部材
の第2層との一部分を除去する段階と、要求されたパタ
ーンの熱センサを作成するために、前記パイロ電気薄膜
層を網状化する段階と、前記センサ信号電極の上に、前
記バンプ接合部材を用いて、前記集積回路基板から突き
出た前記熱分離構造体と前記焦平面アレイとを接合する
段階と、をさらに有する、熱画像作成装置を製造する前
記方法。 (15) 第14項記載の熱画像作成装置を製造する方
法において、導電体部材の前記第1層および前記第2層
が、白金と、ニッケル・クロムと、ルテニウムと、酸化
ルテニウムと、酸化ランタン・ストロンチウム・コバル
トとを有する群から選定される、熱画像作成装置を製造
する前記方法。 (16) 第10項記載の熱画像作成装置を製造する方
法において、前記担体基板の上に酸化カルシウムの分離
層を沈着する段階、および前記分離層の上に光学被覆体
の層を沈着する段階と、前記焦平面アレイのための共通
電極を得るために、前記光学被覆体層と前記パイロ電気
薄膜層との間に白金部材の第1層を沈着する段階と、前
記パイロ電気薄膜層の上の前記第1白金層とは反対の側
に白金の第2層を作成する段階と、それぞれの前記熱セ
ンサのおのおのに対しセンサ信号電極を作成するため
に、前記第2白金層の一部分を除去する段階と、要求さ
れたパターンの熱センサを作成するために、前記パイロ
電気薄膜層を網状化する段階と、前記担体基板から前記
焦平面アレイを分離する段階と、をさらに有する、熱画
像作成装置を製造する前記方法。 (17) 第10項記載の熱画像作成装置を製造する方
法において、前記担体基板の上に二酸化シリコンの分離
層を作成する段階と、前記分離層の上に光学被覆体の層
を作成する段階と、前記光学被覆体層と前記パイロ電気
薄膜層との間に導電体部材の層を作成する段階と、前記
パイロ電気薄膜層の上の導電体部材の前記第1層とは反
対の側に導電体部材の第2層を作成する段階と、それぞ
れの前記熱センサのおのおのに対しセンサ信号電極を作
成するために、導電体部材の前記第2層の一部分を除去
する段階と、要求されたパターンの熱センサを作成する
ために、パイロ電気部材の前記薄膜層を網状化する段階
と、前記集積回路基板から突き出た前記熱分離構造体の
上に前記焦平面アレイを取り付ける段階と、前記担体基
板から前記焦平面アレイを分離する段階と、をさらに有
する、熱画像作成装置を製造する前記方法。 (18) 焦平面アレイに入射する熱放射線を表すセン
サ信号を得るために前記焦平面アレイの中に配置され、
かつそのおのおのが熱感知素子を有する、複数個の熱セ
ンサと、前記熱感知素子の一方側と結合する共通電極、
および熱感知素子のおのおのの反対側とそれぞれ結合す
る複数個のセンサ信号電極と、前記共通電極の上に配置
され、かつ赤外線を感知する、光学被覆体の層と、担体
基板の上に成長されたパイロ電気部材の薄膜層で作成さ
れた前記熱感知素子と、を有する、集積回路基板の上に
配置された熱分離構造体と共に装着される複数個の熱セ
ンサを有する焦平面アレイ。 (19) 第18項記載の焦平面アレイにおいて、前記
担体基板と前記共通電極との間の前記担体基板の上に作
成された光学被覆体の層をさらに有する、前記焦平面ア
レイ。 (20) 第18項記載の焦平面アレイにおいて、前記
パイロ電気部材がチタン酸バリウム・ストロンチウムで
ある、前記焦平面アレイ。 (21) 第18項記載の焦平面アレイにおいて、前記
共通電極の部材が、ニッケル・クロムと、ルテニウム
と、酸化ルテニウムと、白金と、酸化ランタン・ストロ
ンチウム・コバルトとの群から選定される部材である、
前記焦平面アレイ。 (22) 第18項記載の焦平面アレイにおいて、前記
光学被覆体層と前記パイロ電気薄膜層との間の前記担体
基板の上に作成された導電体部材の第1層により得られ
る前記共通電極と、前記パイロ電気薄膜層の上の導電体
部材の前記第1層とは反対の側に導電体部材の第2層に
より得られる前記センサ信号電極と、をさらに有する、
前記焦平面アレイ。 (23) 焦平面アレイを担体基板から分離するのに用
いるために、基板の上に配置された部材の層と、前記分
離層の上に配置され、かつ赤外線を感知する、光学被覆
体の層と、前記光学被覆体層の上に配置された導電体部
材の第1層と、導電体部材の前記第1層の上に配置され
たパイロ電気部材の薄膜層と、前記パイロ電気薄膜層の
上の導電体部材の前記第1層とは反対の側に配置された
導電体部材の第2層と、を有する、複数個の熱センサを
備えた焦平面アレイを製造するのに用いられる担体基板
の上に作成された多重ヘテロ層。 (24) 第23項記載の多重ヘテロ層において、セラ
ミック・アルミナとシリコンとの群から選定される前記
担体基板と、二酸化シリコンと酸化カルシウムと酸化ジ
ルコニウムとの群から選定される前記分離層と、をさら
に有する、前記多重ヘテロ層。 (25) 第23項記載の多重ヘテロ層において、チタ
ン酸バリウム・ストロンチウムとチタン酸鉛とチタン酸
鉛・ストロンチウムとタンタル酸鉛・スカンジウムとチ
タン酸鉛・ランタンとチタン酸鉛・ジルコニウムとジル
コン酸チタン酸鉛・ランタンとの群から選定された前記
パイロ電気部材をさらに有する、前記多重ヘテロ層。 (26) 第23項記載の多重ヘテロ層において、厚さ
が約0.5マイクロメートルと20マイクロメートルと
の間にあるパイロ電気部材の前記薄膜層をさらに有す
る、前記多重ヘテロ層。 (27) ハイブリッド熱画像作成装置20、120
は、多くの場合、焦平面アレイ30、130と、熱分離
構造体50、150と、集積回路基板60、160とを
有する。焦平面アレイ30、130は、チタン酸バリウ
ム・ストロンチウム(BST)のようなパイロ電気薄膜
層82で作成される熱感知素子42、142を有する。
熱感知素子42、142の1つの側面は、熱分離構造体
50、150のメサ・ストリップ導電体56、156を
通して、集積回路基板60、160の上に配置された接
触体パッド62、162に結合することができる。熱感
知素子42、142の他の側面は、電極36、136に
結合することができる。焦平面アレイ30、130の種
々の部品は、担体基板70の上に作成された多重ヘテロ
層74、34、36、82、84で製造することができ
る。
る。 (1) 薄膜層の成長に対し核発生位置を得るために、
液体パイロ電気部材と粒子とを混合することにより、担
体基板の上にパイロ電気部材の薄膜層を作成する段階
と、前記パイロ電気薄膜層を、付随する熱センサの要求
された配置および構成に対応してパターニングする段階
と、を有する、ハイブリッド熱画像作成装置と共に用い
られる複数個の熱センサを備えた焦平面アレイを製造す
る方法。 (2) 第1項記載の焦平面アレイを製造する方法にお
いて、前記パイロ電気薄膜層を作成する前に、前記担体
基板の上に光学被覆体の層を作成する段階と、前記光学
被覆体層と前記パイロ電気薄膜層との間に導電体部材の
第1層を沈着する段階と、前記パイロ電気薄膜層の上の
導電体部材の前記第1層とは反対の側に導電体部材の第
2層を沈着する段階と、をさらに有する、焦平面アレイ
を製造する前記方法。 (3) 第1項記載の方法において、前記液体パイロ電
気部材がチタン酸バリウム・ストロンチウムを有し、か
つ前記粒子がチタン酸バリウム・ストロンチウムを有す
る、前記方法。 (4) 第1項記載の方法において、前記パイロ電気部
材が、チタン酸鉛と、チタン酸鉛・ランタンと、ジルコ
ン酸チタン酸鉛と、チタン酸鉛・ストロンチウムと、タ
ンタル酸鉛・スカンジウムと、ジルコン酸チタン酸鉛・
ランタンとを有する群から選定される、前記方法。 (5) 第1項記載の方法において、前記パイロ電気薄
膜層を作成する前記段階が、前記担体基板の上に液体パ
イロ電気部材を沈着するために、金属有機物沈着技術お
よびスピン被覆技術を用いる段階と、前記パイロ電気部
材の結晶粒成長のための核発生位置を得るために、選定
された部材の粒子と前記液体パイロ電気部材とを混合す
る段階と、前記パイロ電気薄膜層を作成するために、前
記担体基板の上に液体の前記混合体と核発生位置とをス
ピンする段階と、をさらに有する、前記方法。 (6) 第1項記載の方法において、前記担体基板の上
に酸化カルシウムの分離層を作成する段階と、前記分離
層の上に、赤外線を感知する部材により光学被覆体の層
を作成する段階と、前記光学被覆体層の上に、白金の第
1層を作成する段階と、白金の前記第1層の上に、チタ
ン酸バリウム・ストロンチウムの薄膜層を作成する段階
と、前記チタン酸バリウム・ストロンチウム層の上の白
金の前記第1層と反対の側に白金の第2層を作成する段
階と、をさらに有する、前記方法。 (7) 第1項記載の方法において、前記担体基板がセ
ラミック・アルミナを有する、前記方法。 (8) 第1項記載の方法において、パイロ電気部材の
前記薄膜層を作成する前記段階がゾル/ゲルおよびスピ
ン被覆をさらに有する、前記方法。 (9) 第1項記載の方法において、パイロ電気部材の
前記薄膜層を作成する前記段階が、核発生位置を得るた
めに、小さな粒子を有する液体溶液をスピン被覆する段
階をさらに有する、前記方法。 (10) 担体基板の上に、液体パイロ電気部材の溶液
と粉末核発生位置とから、パイロ電気部材の薄膜層を作
成する段階と、それぞれの熱センサの要求された配置お
よび構成に対応するように前記パイロ電気薄膜層をパタ
ーニングする段階と、を有する、集積回路基板から突き
出ている熱分離構造体の上に取り付けられた複数個の熱
センサを備えた焦平面アレイを有するハイブリッド熱画
像作成装置を製造する方法。 (11) 第10項記載の熱画像作成装置を製造する方
法において、担体基板の上に、耐熱部材の分離層を作成
する段階と、前記分離層の上に、光学被覆体部材の層を
作成する段階と、前記光学被覆体層と前記パイロ電気薄
膜層との間に導電体部材の第1層を作成する段階と、前
記パイロ電気薄膜層の上の導電体部材の前記第1層とは
反対の側に導電体部材の第2層を沈着する段階と、をさ
らに有する、焦平面アレイを製造する前記方法。 (12) 第10項記載のハイブリッド熱画像作成装置
を製造する方法において、パイロ電気部材の前記薄膜層
を作成する前記段階が、担体基板の上に、直径が約0.
5マイクロメートルと2.0マイクロメートルとの間で
ある小さな粒子を有する前記パイロ電気部材の液体溶液
を配置する段階を有する、前記方法。 (13) 第10項記載の熱画像作成装置を製造する方
法において、担体基板の上に、分離部材の層を作成する
段階と、前記分離層の上に、光学被覆体部材の層を作成
する段階と、前記光学被覆体層と前記パイロ電気薄膜層
との間に導電体部材の第1層を作成する段階と、前記パ
イロ電気薄膜層の上の導電体部材の前記第1層とは反対
の側に導電体部材の第2層を沈着する段階と、それぞれ
の前記熱センサのおのおのに対しセンサ信号電極を作成
するために、導電体部材の第2層の一部分を除去する段
階と、要求されたパターンの熱センサを作成するため
に、前記パイロ電気薄膜層を網状化する段階と、前記焦
平面アレイを前記担体基板から分離する段階と、をさら
に有する、熱画像作成装置を製造する前記方法。 (14) 第10項記載の熱画像作成装置を製造する方
法において、前記担体基板の上に、分離部材の層を作成
する段階と、前記分離層の上に、光学被覆体部材の層を
作成する段階と、前記光学被覆体層と前記パイロ電気薄
膜層との間に導電体部材の第1層を作成する段階と、前
記パイロ電気薄膜層の上の導電体部材の前記第1層とは
反対の側に導電体部材の第2層を沈着する段階と、導電
体部材の前記第2層の上に、バンプ接合部材の層を作成
する段階と、それぞれの前記熱センサのおのおのに対し
その上に配置されたバンプ接合部材を有するセンサ信号
電極を作成するために、前記バンプ接合層と導電体部材
の第2層との一部分を除去する段階と、要求されたパタ
ーンの熱センサを作成するために、前記パイロ電気薄膜
層を網状化する段階と、前記センサ信号電極の上に、前
記バンプ接合部材を用いて、前記集積回路基板から突き
出た前記熱分離構造体と前記焦平面アレイとを接合する
段階と、をさらに有する、熱画像作成装置を製造する前
記方法。 (15) 第14項記載の熱画像作成装置を製造する方
法において、導電体部材の前記第1層および前記第2層
が、白金と、ニッケル・クロムと、ルテニウムと、酸化
ルテニウムと、酸化ランタン・ストロンチウム・コバル
トとを有する群から選定される、熱画像作成装置を製造
する前記方法。 (16) 第10項記載の熱画像作成装置を製造する方
法において、前記担体基板の上に酸化カルシウムの分離
層を沈着する段階、および前記分離層の上に光学被覆体
の層を沈着する段階と、前記焦平面アレイのための共通
電極を得るために、前記光学被覆体層と前記パイロ電気
薄膜層との間に白金部材の第1層を沈着する段階と、前
記パイロ電気薄膜層の上の前記第1白金層とは反対の側
に白金の第2層を作成する段階と、それぞれの前記熱セ
ンサのおのおのに対しセンサ信号電極を作成するため
に、前記第2白金層の一部分を除去する段階と、要求さ
れたパターンの熱センサを作成するために、前記パイロ
電気薄膜層を網状化する段階と、前記担体基板から前記
焦平面アレイを分離する段階と、をさらに有する、熱画
像作成装置を製造する前記方法。 (17) 第10項記載の熱画像作成装置を製造する方
法において、前記担体基板の上に二酸化シリコンの分離
層を作成する段階と、前記分離層の上に光学被覆体の層
を作成する段階と、前記光学被覆体層と前記パイロ電気
薄膜層との間に導電体部材の層を作成する段階と、前記
パイロ電気薄膜層の上の導電体部材の前記第1層とは反
対の側に導電体部材の第2層を作成する段階と、それぞ
れの前記熱センサのおのおのに対しセンサ信号電極を作
成するために、導電体部材の前記第2層の一部分を除去
する段階と、要求されたパターンの熱センサを作成する
ために、パイロ電気部材の前記薄膜層を網状化する段階
と、前記集積回路基板から突き出た前記熱分離構造体の
上に前記焦平面アレイを取り付ける段階と、前記担体基
板から前記焦平面アレイを分離する段階と、をさらに有
する、熱画像作成装置を製造する前記方法。 (18) 焦平面アレイに入射する熱放射線を表すセン
サ信号を得るために前記焦平面アレイの中に配置され、
かつそのおのおのが熱感知素子を有する、複数個の熱セ
ンサと、前記熱感知素子の一方側と結合する共通電極、
および熱感知素子のおのおのの反対側とそれぞれ結合す
る複数個のセンサ信号電極と、前記共通電極の上に配置
され、かつ赤外線を感知する、光学被覆体の層と、担体
基板の上に成長されたパイロ電気部材の薄膜層で作成さ
れた前記熱感知素子と、を有する、集積回路基板の上に
配置された熱分離構造体と共に装着される複数個の熱セ
ンサを有する焦平面アレイ。 (19) 第18項記載の焦平面アレイにおいて、前記
担体基板と前記共通電極との間の前記担体基板の上に作
成された光学被覆体の層をさらに有する、前記焦平面ア
レイ。 (20) 第18項記載の焦平面アレイにおいて、前記
パイロ電気部材がチタン酸バリウム・ストロンチウムで
ある、前記焦平面アレイ。 (21) 第18項記載の焦平面アレイにおいて、前記
共通電極の部材が、ニッケル・クロムと、ルテニウム
と、酸化ルテニウムと、白金と、酸化ランタン・ストロ
ンチウム・コバルトとの群から選定される部材である、
前記焦平面アレイ。 (22) 第18項記載の焦平面アレイにおいて、前記
光学被覆体層と前記パイロ電気薄膜層との間の前記担体
基板の上に作成された導電体部材の第1層により得られ
る前記共通電極と、前記パイロ電気薄膜層の上の導電体
部材の前記第1層とは反対の側に導電体部材の第2層に
より得られる前記センサ信号電極と、をさらに有する、
前記焦平面アレイ。 (23) 焦平面アレイを担体基板から分離するのに用
いるために、基板の上に配置された部材の層と、前記分
離層の上に配置され、かつ赤外線を感知する、光学被覆
体の層と、前記光学被覆体層の上に配置された導電体部
材の第1層と、導電体部材の前記第1層の上に配置され
たパイロ電気部材の薄膜層と、前記パイロ電気薄膜層の
上の導電体部材の前記第1層とは反対の側に配置された
導電体部材の第2層と、を有する、複数個の熱センサを
備えた焦平面アレイを製造するのに用いられる担体基板
の上に作成された多重ヘテロ層。 (24) 第23項記載の多重ヘテロ層において、セラ
ミック・アルミナとシリコンとの群から選定される前記
担体基板と、二酸化シリコンと酸化カルシウムと酸化ジ
ルコニウムとの群から選定される前記分離層と、をさら
に有する、前記多重ヘテロ層。 (25) 第23項記載の多重ヘテロ層において、チタ
ン酸バリウム・ストロンチウムとチタン酸鉛とチタン酸
鉛・ストロンチウムとタンタル酸鉛・スカンジウムとチ
タン酸鉛・ランタンとチタン酸鉛・ジルコニウムとジル
コン酸チタン酸鉛・ランタンとの群から選定された前記
パイロ電気部材をさらに有する、前記多重ヘテロ層。 (26) 第23項記載の多重ヘテロ層において、厚さ
が約0.5マイクロメートルと20マイクロメートルと
の間にあるパイロ電気部材の前記薄膜層をさらに有す
る、前記多重ヘテロ層。 (27) ハイブリッド熱画像作成装置20、120
は、多くの場合、焦平面アレイ30、130と、熱分離
構造体50、150と、集積回路基板60、160とを
有する。焦平面アレイ30、130は、チタン酸バリウ
ム・ストロンチウム(BST)のようなパイロ電気薄膜
層82で作成される熱感知素子42、142を有する。
熱感知素子42、142の1つの側面は、熱分離構造体
50、150のメサ・ストリップ導電体56、156を
通して、集積回路基板60、160の上に配置された接
触体パッド62、162に結合することができる。熱感
知素子42、142の他の側面は、電極36、136に
結合することができる。焦平面アレイ30、130の種
々の部品は、担体基板70の上に作成された多重ヘテロ
層74、34、36、82、84で製造することができ
る。
【図1】本発明の1つの実施例を取り込んだ多重ヘテロ
層で作成された焦平面アレイと、それらの間に配置され
た熱分離構造体を備えた集積回路基板と、を有する、ハ
イブリッド熱画像作成装置の一部分を断面図で示した正
面概要図。
層で作成された焦平面アレイと、それらの間に配置され
た熱分離構造体を備えた集積回路基板と、を有する、ハ
イブリッド熱画像作成装置の一部分を断面図で示した正
面概要図。
【図2】本発明に従い、図1の焦平面アレイに付随する
パイロ電気薄膜層と他のヘテロ層とを成長するのに十分
に満足である担体基板の平面図。
パイロ電気薄膜層と他のヘテロ層とを成長するのに十分
に満足である担体基板の平面図。
【図3】図2の線3−3に沿っての横断面図。
【図4】図2および図3の基板の上に成長される際、図
1の焦平面アレイに付随するパイロ電気薄膜層と他の層
とを、一部分を断面図で示した概要図。
1の焦平面アレイに付随するパイロ電気薄膜層と他の層
とを、一部分を断面図で示した概要図。
【図5】図4のパイロ電気薄膜層の上に配置された導電
体の付加層の一部分を断面図で示した概要図。
体の付加層の一部分を断面図で示した概要図。
【図6】図1の焦平面アレイの製造の期間中の中間の段
階を、一部分を断面図で示した概要図。
階を、一部分を断面図で示した概要図。
【図7】本発明の他の実施例を取り込んだ多重ヘテロ層
で作成された焦平面アレイを備えたハイブリッド熱画像
作成装置を、一部分を断面図で示した正面概要図。
で作成された焦平面アレイを備えたハイブリッド熱画像
作成装置を、一部分を断面図で示した正面概要図。
30、130 焦平面アレイ 34、134 光学被覆体 36、136 共通電極、導電体部材の第1層 40、140 熱センサ 42、142 熱感知素子 44、144 センサ信号電極 82 パイロ電気部材の薄膜層 84 導電体部材の第2層
Claims (2)
- 【請求項1】 薄膜層の成長に対し核発生位置を得るた
めに、液体パイロ電気部材と粒子とを混合することによ
り、担体基板の上にパイロ電気部材の前記薄膜層を作成
する段階と、 前記パイロ電気薄膜層を、付随する熱センサの要求され
た配置および構成に対応してパターニングする段階と、
を有する、ハイブリッド熱画像作成装置と共に用いられ
る複数個の熱センサを備えた焦平面アレイを製造する方
法。 - 【請求項2】 焦平面アレイに入射する熱放射線を表す
センサ信号を得るために前記焦平面アレイの中に配置さ
れ、かつそのおのおのが熱感知素子を有する、複数個の
熱センサと、 前記熱感知素子の一方側と結合する共通電極、および熱
感知素子のおのおのの反対側とそれぞれ結合する複数個
のセンサ信号電極と、 前記共通電極の上に配置され、かつ赤外線を感知する、
光学被覆体の層と、 担体基板の上に成長されたパイロ電気部材の薄膜層で作
成された前記熱感知素子と、を有する、集積回路基板の
上に配置された熱分離構造体と共に装着される複数個の
熱センサを有する焦平面アレイ。
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