红外线摄像元件制造技术

本发明专利技术的红外线摄像元件的特征在于，具备一维或二维排列的多个像素单元（１ａ－１ｄ），各像素单元包含热敏电阻，该热敏电阻由强相关电子类材料构成。由此，能够提供温度分辨率比以往高的红外线摄像元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及红外线摄像元件，尤其涉及在较广的温度范围内提高其温度分辨率的技术。
技术介绍
近年来，防范用的小型监控摄像机或搭载于汽车的暗视摄像机等、能够在暗视场中将物体作为图像识别的红外线摄像机的需求正在提高。伴随于此，作为红外线摄像机的要部的红外线检测器或红外线摄像元件的开发正在急速地发展。红外线的检测方式很多，其中具有代表性的方式有利用了热敏电阻的电阻值随温度变化而变化这一性质的测辐射热计方式。由此可知，热敏电阻的电阻值根据因红外线的受光而引起的温度变化而变化，若测定该电阻值的变化量，则能够检测红外线的受光量。作为热敏电阻的能力通过表示电阻率伴随温度变化而变化的比例的电阻温度系数(TCRTemperature Coefficient of Resistance)、电阻率的大小、流动电流时的噪声特性等来评价。其中，特别是TCR是决定红外线摄像元件的温度分辨率(NETDNoise Equivalent Temperature Difference)的重要因素，从而以得到较大的TCR为目的的材料物理性能研究正在盛行。例如，在特开平11-271145号公报中公开了如下事实由于氧化钒薄膜的TCR为2％/K左右，比较大，故适合作为热敏电阻。进而，在特开2000-143243号公报中记载了如下的事实通过将氧化钒中的钒的一部分用其他的金属置换，可将TCR提高至4％/K左右。于是，一直以来，作为红外线摄像元件的热敏电阻，使用氧化钒类材料或多晶体硅。另一方面，近年来，对具有钙钛矿结构的过渡金属氧化物等强相关电子类材料，正在研究它们的金属-绝缘体相转变。在金属-绝缘体相转变的转变温度附近，TCR非常大(10％/K左右)，从而在红外线检测器中的应用受到期待。例如，在特开2000-95522号公报中公开了将La1-XSrXMnO3+δ作为热敏电阻利用的红外线检测器。另外，在特开2003-42840号公报中公开了将YBaCo2OX作为热敏电阻利用的红外线检测器。还有，关于A1-XBXMnO3的制造方法已在特开2002-284539号公报等中公开。虽然，以往的红外线摄像元件使用氧化钒类材料等作为热敏电阻，提高了其温度分辨率，但目前正在谋求具有更高的温度分辨率的红外线摄像元件。另外，以往的红外线检测器通过使用上述专利文献中枚举的物质而提高了温度分辨率，但这些物质的显示较大的TCR的温度范围非常狭窄。再者，该温度范围通常存在于室温以下的低温区域。因而，为了提高温度分辨率，需要冷却红外线检测器，这成为了阻碍红外线检测器的小型化、低成本化的要素。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种温度分辨率比以往高的红外线摄像元件。另外，本专利技术的第二目的在于提供一种在比以往广的温度范围内温度分辨率高的红外线检测器。本专利技术的红外线摄像元件，其中，具备一维或二维排列的多个热敏电阻，所述热敏电阻由强相关电子类材料构成。公知的是，强相关电子类材料在某相转变温度下引起金属-绝缘体相转变，且在该相转变温度附近，伴随温度变化的电阻率的变化(TCR)非常大。因而，通过热敏电阻采用强相关电子类材料，能够实现温度分辨率高的红外线摄像元件。另外，所述热敏电阻也可以是含有稀土类元素及碱土类元素中的至少一方，且具有钙钛矿结构的金属氧化物。公知的是，在强相关电子类材料中，特别是含有稀土类金属及碱土类金属中的至少一方的钙钛矿结构的金属氧化物展示出较大的TCR。因而，通过热敏电阻采用该金属氧化物，能够实现温度分辨率高的红外线摄像元件。另外，也可以所述红外线摄像元件还具备通过所述热敏电阻检测红外线的受光量的检测机构，且所述多个热敏电阻和所述检测机构形成在共用的半导体基板上。根据上述结构，红外线摄像元件可以将多个热敏电阻和检测机构封装化为一个组件。由此，在红外线摄像机等搭载红外线摄像元件的产品的组装工序中，能够省去多个热敏电阻和检测机构的配线工序等，因此能够削减产品成本。还有，该红外线摄像元件可以通过半导体工序制造，因此能够通过各红外线检测器的细微化而实现多像素化。本专利技术的红外线摄像机，其具备一维或二维排列的多个热敏电阻，且通过检测各热敏电阻的红外线的受光量来生成图像数据，其中，所述热敏电阻由强相关电子类材料构成。根据上述结构，在红外线摄像机中也能够得到与上述红外线摄像元件相同的效果。本专利技术的红外线检测器，其通过热敏电阻检测红外线的受光量，其中，所述热敏电阻由在钙钛矿结构的锰氧化物Pr1-XCaXMnO3中进行了以下所述置换中的至少一方的材料构成Pr的一部分置换成其他的稀土类金属；及Ca的一部分置换成其他的碱土类金属。Pr1-XCaXMnO3进行以下所述置换中的至少一方Pr的一部分置换成其他的稀土类金属；及Ca的一部分置换成其他的碱土类金属，由此，其相转变温度及其温度范围的幅度变化。该变化根据置换的元素的种类、其置换量的不同而不同。因而，通过适当选择空穴掺杂量、置换的元素的种类、其置换量，能够实现在较广的温度范围内温度分辨率高的红外线检测器。即，能够拓宽红外线检测器的使用温度范围。本专利技术的红外线检测器，其通过热敏电阻检测红外线的受光量，其中，所述热敏电阻由在钙钛矿结构的钛氧化物LaTiO3中La的一部分被置换成碱土类金属而得到的材料构成。LaTiO3通过三价的稀土类金属La的一部分被置换成二价的碱土类金属，其电阻率的温度特性变化。该电阻率的温度特性根据碱土类金属的掺杂量的增减而较大地不同。因而，通过适当选择空穴掺杂量，能够实现在较广的温度范围内温度分辨率高的红外线检测器。即，能够拓宽红外线检测器的使用温度范围。本专利技术的红外线检测器，其通过热敏电阻检测红外线的受光量，其中，所述热敏电阻由在将钇或稀土类金属记载为R时，含有R的钙钛矿结构的镍氧化物RNiO3构成。RNiO3通过改变稀土类金属R的种类，其绝缘体-金属相转变温度变化。因而，通过适当选择稀土类金属R的种类，能够实现在满足目的的使用温度范围内具有最佳规格的热敏电阻。另外，也可以在所述镍氧化物RNiO3的R中复合有钇或稀土类金属中的两种以上的元素。RNiO3通过复合钇或稀土类金属即R中的两种以上的元素，其电阻率的温度特性变化。该电阻率的温度特性根据复合的元素的组合、及其构成比而较大地不同。因而，通过适当选择复合的元素的组合、及其构成比，能够实现在较广的温度范围内温度分辨率高的红外线检测器。即，能够拓宽红外线检测器的使用温度范围。另外，所述热敏电阻的镍氧化物RNiO3中，R的一部分也可以被置换成碱土类金属。RNiO3通过三价的金属R的一部分被置换成二价的碱土类金属，其电阻率的温度特性变化。该电阻率的温度特性根据碱土类金属的掺杂量的增加而较大地不同。因而，通过适当选择空穴掺杂量，能够实现在较广的温度范围内温度分辨率高的红外线检测器。即，能够拓宽红外线检测器的使用温度范围。本专利技术的红外线检测器，其中，具备热敏电阻，其由钙钛矿结构的金属氧化物构成；磁场施加机构，其对所述热敏电阻施加磁场；和检测机构，其在所述热敏电阻被所述磁场施加机构施加了磁场的状态下，通过所述热敏电阻检测红外线的受光量。根据上述结构，红外线检测器可以对热敏电阻施加磁场。热敏电阻的金属-绝缘体相转变温度根据该磁场的大小而不同。因而，能够使热敏电阻的电阻率的温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外线摄像元件，其中，具备一维或二维排列的多个热敏电阻，所述热敏电阻由强相关电子类材料构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种红外线摄像元件，其中，具备一维或二维排列的多个热敏电阻，所述热敏电阻由强相关电子类材料构成。2.根据权利要求1所述的红外线摄像元件，其中，所述热敏电阻是含有稀土类元素及碱土类元素中的至少一方，且具有钙钛矿结构的金属氧化物。3.根据权利要求1所述的红外线摄像元件，其中，所述红外线摄像元件还具备通过所述热敏电阻检测红外线的受光量的检测机构，所述多个热敏电阻和所述检测机构形成在共用的半导体基板上。4.一种红外线摄像机，其具备一维或二维排列的多个热敏电阻，并通过检测各热敏电阻的红外线的受光量来生成图像数据，其中，所述热敏电阻由强相关电子类材料构成。5.一种红外线检测器，其通过热敏电阻检测红外线的受光量，其中，所述热敏电阻由在钙钛矿结构的锰氧化物Pr1-XCaXMnO3中进行了以下所述置换中的至少一方而得到的材料构成Pr的一部分置换成其他的稀土类金属；及Ca的一部分置换成其他的碱土类金属。6.一种红外线检测器，其通过热敏电阻检测红外线的受光量，其中，所述热敏电阻由在钙钛矿结构的钛氧化物LaTiO3中La的一部分被置换成碱土类金属而得到的材料构成。7.一种红外线检测器，其通过热敏电阻检测红外线的受光量，其中，所述热敏电阻由在将钇或稀土类金属记载为R时，含有R的钙钛矿结构的镍氧化物RNiO3构成。8.根据权利要求7所述的红外线检测器，其中，所述镍氧化物RNiO3中的R复合有钇或稀土类金属中的两种以上的元素。9.根据权利要求7所述的红外线检测器，其中，所述热敏电阻的镍氧化物RNiO3中，R的一部分被置换成碱土类金属。10.一种红外线检测器，其中，具备热敏电阻，其由钙钛矿结构的金属氧化物构成；磁场施加机构，其对所述热...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田真治，上田大助，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]