具有滤波功能的微测辐射热计制造技术

本公开涉及一种微测辐射热计，该微测辐射热计包括像素的阵列，每个像素包括一个或多个检测单元，每个检测单元包括吸收层(530)，该吸收层(530)形成具有高度(h)在1.5和5μm之间的四分之一波长谐振腔(533)，其中检测单元在像素阵列的平面中的至少一个轴线上的间距在2.4h至3.6h的范围内。2.4h至3.6h的范围内。2.4h至3.6h的范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有滤波功能的微测辐射热计
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求于2019年6月5日提交的法国专利申请且分配的申请号FR1905965的优先权，其内容通过引用纳入本文中。


[0003]本公开总体上涉及红外成像领域，并且特别涉及一种微测辐射热计(microbolometer)和一种制造微测辐射热计的方法。

技术介绍

[0004]微测辐射热计是一种用于捕捉图像场景的热图像的非制冷红外(IR)相机。这种红外相机通常包括形成像素阵列的红外敏感探测器的布置。像素阵列的每个像素将在像素处测量的温度转换为对应的电信号，通常为电压，其进而由ADC(模数转换器)转换为数字输出信号。
[0005]微测辐射热计的每个像素包括悬挂在衬底上的膜。该膜包括从照射像素的红外光吸收能量的吸收层，以致使其温度根据红外光的强度而升高。例如，该膜还包括热层，具有由这种温升来改变其电阻的性质，并且因此可以通过检测该热层的电阻变化来读出像素，该热层与吸收层热连接。
[0006]微测辐射热计在目标波长范围内具有相对较高的灵敏度通常是可取的，通常意味着较高的吸收率。同样可取的是该设备相对紧凑且成本相对较低。
[0007]然而，在减小微测辐射热计的尺寸和/或成本而不降低其灵敏度方面存在技术问题。事实上，微测辐射热计的像素间距越小，吸收功率的量越低，并且设计用于支撑具有相对较高热阻的吸收层的臂就越困难。

技术实现思路

[0008]本公开的实施例的目的是至少部分地解决现有技术中的一个或多个问题。
[0009]根据一个实施例，提供了一种包括像素阵列的微测辐射热计，每个像素包括一个或多个检测单元，每个检测单元包括吸收层，其中：检测单元在像素阵列的平面中的至少一个方向上的间距在5至11μm之间；每个像素中的一个或多个检测单元的吸收层的像素填充因数FF在0.10到0.50的范围内；并且每个检测单元的吸收层的薄层电阻Rs在16到189ohm/sq之间。
[0010]根据一个实施例，阵列的每个像素的比率Rs/FF在200到600ohm/sq之间。
[0011]根据一个实施例，每个像素具有在0.10到0.40范围内的像素填充因数。
[0012]根据一个实施例，每个像素具有在0.20到0.40范围内的像素填充因数。
[0013]根据一个实施例，检测单元在像素阵列的平面中的至少一个方向上的间距在8到9μm之间。
[0014]根据一个实施例，阵列的每个像素具有：
[0015]‑
像素填充因数FF等于或大于0.40且小于0.50，并且吸收层的薄层电阻Rs至少为75ohm/sq；或
[0016]‑
像素填充因数FF等于或大于0.30且小于0.40，并且吸收层的薄层电阻Rs至少为50ohm/sq；或
[0017]‑
像素填充因数FF等于或大于0.20且小于0.30，并且吸收层的薄层电阻Rs至少为25ohm/sq；或
[0018]‑
像素填充因数FF等于或大于0.10且小于0.20，并且吸收层的薄层电阻Rs至少为16ohm/sq。
[0019]根据一个实施例，比率Rs/FF在377ohm/sq
±
20％的范围内。
[0020]根据一个实施例，每个检测单元的吸收层是金属层。
[0021]根据一个实施例，吸收层由TiN形成并且具有10至115nm之间的厚度。
[0022]根据一个实施例，像素阵列包括衬底，并且像素阵列的每个像素包括形成在衬底上的反射层和悬挂在反射层上的膜，在每个像素中的膜和反射层之间形成四分之一波长谐振腔，并且膜包括吸收层和热层。
[0023]根据一个实施例，吸收层的表面积小于膜的表面积的75％。
[0024]根据一个实施例，四分之一波长谐振腔的高度在1.5至3.5μm范围内。
[0025]根据一个实施例，检测单元在像素阵列的平面中的至少一个方向上的间距小于四分之一波长谐振腔的高度的四倍。
[0026]根据另一方面，提供了一种制造微测辐射热计阵列的方法，该方法包括：形成像素的阵列，每个像素具有一个或多个检测单元，其中形成所述阵列包括：形成在像素阵列平面的至少一个轴上具有5至11μm的间距的检测单元；以及形成每个检测单元以包括吸收层，该吸收层具有在0.10到0.50范围内的像素填充因数FF和在16到189ohm/sq之间的薄层电阻Rs。
[0027]根据又一方面，提供了一种微测辐射热计，其包括像素的阵列，每个像素包括一个或多个检测单元，每个检测单元包括形成高度h在1.5和5μm之间的四分之一波长谐振腔的吸收层，其中，检测单元在像素阵列的平面中的至少一个轴上的间距在2.4h到3.6h的范围内。
[0028]根据一个实施例，每个像素中的一个或多个检测单元的吸收层的像素填充因数FF在0.20到0.70的范围内。
[0029]根据一个实施例，每个像素中的一个或多个检测单元的吸收层的像素填充因数FF在0.10到0.50的范围内。
[0030]根据一个实施例，检测单元的间距在4到15μm的范围内。
[0031]根据一个实施例，检测单元的间距在5到11μm的范围内。
[0032]根据一个实施例，吸收层是具有189ohm/sq或更小的薄层电阻的金属层。
[0033]根据一个实施例，吸收层是具有126ohm/sq或更小的薄层电阻的金属层。
[0034]根据一个实施例，吸收层由氮化钛形成。
[0035]根据一个实施例，谐振腔高度在1.5和3.5μm之间。
[0036]根据一个实施例，阵列的每个像素具有：
[0037]‑
像素填充因数FF等于或大于0.40且小于0.50，并且吸收层的薄层电阻Rs至少为
75ohm/sq；或
[0038]‑
像素填充因数FF等于或大于0.30且小于0.40，并且吸收层的薄层电阻Rs至少为50ohm/sq；或
[0039]‑
像素填充因数FF等于或大于0.20且小于0.30，并且吸收层的薄层电阻Rs至少为25ohm/sq；或
[0040]‑
像素填充因数FF等于或大于0.10且小于0.20，并且吸收层的薄层电阻Rs至少为16ohm/sq。
[0041]根据一个实施例，阵列的每个像素的比率Rs/FF在200到600ohm/sq之间。
[0042]根据一个实施例，阵列的每个像素的比率Rs/FF在377ohm/sq的20％之内。
[0043]根据一个实施例，每个检测单元包括包括吸收层、热层和介电层的膜。
[0044]根据另一个方面，提供了一种制造微测辐射热计的方法，该方法包括形成像素阵列，每个像素包括一个或多个检测单元，其中形成该阵列包括：形成每个检测单元以包括吸收层，该吸收层形成具有高度h在1.5至5μm之间的四分之一波长谐振腔；并形成在像素阵列的平面的至少一个轴上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包括像素阵列的微测辐射热计，每个像素包括一个或多个检测单元，每个检测单元包括吸收层(530)，所述吸收层(530)形成具有高度h在1.5至5μm之间的四分之一波长谐振腔(533)，其中所述检测单元在所述像素阵列的平面中的至少一个轴线上的间距在2.4h至3.6h的范围内。2.根据权利要求1所述的微测辐射热计，其中，每个像素中的所述一个或多个检测单元的吸收层(530)的像素填充因数FF在0.20至0.70的范围内。3.根据权利要求1或2所述的微测辐射热计，其中，每个像素中的所述一个或多个检测单元的吸收层(530)的像素填充因数FF在0.20至0.50的范围内。4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的微测辐射热计，其中，所述检测单元的间距在4至15μm的范围内。5.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的微测辐射热计，其中，所述检测单元的间距在5至11μm的范围内。6.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的微测辐射热计，其中，所述吸收层(530)是具有189ohm/sq或更小的薄层电阻的金属层。7.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的微测辐射热计，其中，所述吸收层(530)是具有126ohm/sq或更小的薄层电阻的金属层。8.根据权利要求6或7所述的微测辐射热计，其中，所述吸收层(530)是由TiN形成的。9.根据权利要求1至8中任一项权利要求所述的微测辐射热计，其中，所述谐振腔高度(h)在1.5至3.5μm之间。10.根据权利要求1至9中任一项权利要求所述的微测辐射热计，其中，所述阵列的每个像素具有：
‑
像素填充因数FF等于或大于0.40且小于0.50，并且所述吸收层(530)的薄层电阻Rs为至少75ohm/sq；或

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯，
申请(专利权)人：灵锐得公司，
类型：发明
国别省市：