本发明专利技术涉及一种红外光检测器，其具有载体膜(2)以及固定在所述载体膜(2)上彼此横卧的至少两个传感器芯片(4、5)，所述载体膜(2)具有在所述传感器芯片(4、5)之间彼此平行而布设的至少两排孔(21、22)，所述排孔(21、22)各自具有接连地定位的多个孔(24、15；26、27)；其中所述一排孔(21)的所述孔(24、25)相对于所述邻近的另一排孔(22)的所述孔(26、27)交错排列；借此所述排孔(21、22)阻碍在所述载体膜中从所述一个传感器芯片(4)到所述另一传感器芯片(5)的热传递。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有高分辨率和高结构密度的红外光检测器。
技术介绍
使用红外光来检测气体是已知的。在有合适的光源的情况下，用红外光来暴露待检测的气体，其中红外光的一部分被气体吸收，使得残余的光剩余下来。可用红外光传感器来测量残余的光，使用所述红外光传感器可检测残余的光的波长范围和/或强度，并相应地将残余的光转换为电信号。假设有合适的评估，那么便可基于电信号来推断经检测气体的类型和内容物。红外光检测器具有在载体膜上布置成栅格布置的多个传感器芯片。传统上由具有热电敏材料(例如，锆钛酸铅(PZT))的层产生传感器芯片。传统上由硅产生载体膜。传感器芯片与电极电子地接线，其中电极(举例来说)是由吸收红外辐射的钼或铬镍合金产生的。传感器芯片附接到载体膜，并以热传导的方式与其接触。传感器芯片因此经由载体膜以热传导的方式彼此耦合。通过载体膜从一个传感器芯片到另一传感器芯片的热传导由载体膜的热传导率以及载体膜的厚度界定。如果所述传感器芯片中的一者暴露于红外光，那么由于传感器芯片吸收红外光的缘故，所述传感器芯片被加热。所述热经由热传导从传感器芯片传送到载体膜，其中在载体膜和其它传感器芯片中发生温度均一化。(例如)由于瞬时的红外光暴露的缘故而未激活的传感器芯片由位于其周围的不同传感器芯片加热， 这结果是此传感器芯片的不需要的激活。此效应被称为热串扰，且希望在红外光检测器中尽可能地抑制热串扰，使得红外光检测器具有高分辨率。已知将若干个传感器芯片之间的距离选择为尽可能大来减少热串扰的消极影响。 从而实现了在给定在载体膜中提供的温度梯度的情况下由布置在邻近的若干传感器芯片对一传感器芯片的加热可保持在可容忍的范围内。然而，此措施的缺点在于红外光检测器的面积延伸由于传感器芯片之间的较大距离的缘故而过大。
技术实现思路
本专利技术的目的是实现一种具有高分辨率和高集成密度两者的红外光检测器。根据本专利技术的红外光检测器具有载体膜以及在载体膜上彼此附接的至少两个传感器芯片，所述载体膜具有在传感器芯片之间彼此平行而布设的至少两个孔的轨迹(即， 孔轨迹)，所述孔轨迹分别具有接连地定位的多个孔；其中一个孔轨迹的孔相对于邻近的另一孔轨迹的孔偏移，即，与邻近的其它孔轨迹的孔交错；其中孔轨迹阻碍在载体膜中从一个传感器芯片到另一传感器芯片的热传导。从一个传感器芯片到另一传感器芯片的热传导发生于载体膜的材料中。由于载体膜的材料在孔轨迹的孔处被移除，所以经由所述孔来抑制热传导。因此仅载体膜的位于孔之间的材料剩余下来，以用于从一个传感器芯片到另一传感器芯片的热传递。邻近的孔轨迹的孔是偏移的，借此从一个传感器芯片到另一传感器芯片通过载体膜的材料的距离在孔轨迹的区域中蜿蜒地漂移，且因此被设计成比两个传感器芯片之间的直线连接更长。由于此原因，从一个传感器芯片到另一传感器芯片的热传导路径延伸通过载体膜的材料。因此由具有较高温度的传感器芯片输入到具有较低温度的一个传感器芯片中的热较小。因此由于热交换的缘故的传感器芯片的串扰减少。因此红外光检测器的空间分辨率较高，其中载体膜的传感器芯片填充密度较高。载体膜的具备孔轨迹的区域使两个邻近的传感器芯片热绝缘，因为较小量的热从一个传感器芯片传递到另一传感器芯片。由于此原因，可通过辐射热快速地对传感器芯片加热，借此在辐射热入射到传感器芯片上时传感器芯片的电信号以有利的方式急剧增加。 根据本专利技术的红外光检测器因此具有较短的响应时间。由于载体膜中有孔轨迹的孔，因此载体膜经设计以便穿孔，其中载体膜的强度减弱。然而，载体膜的强度由于孔的偏移布置的缘故而足够高。借此在红外光检测器的制造中废品率较低。根据本专利技术，还有一种情况是，提供至少一个热导体条带，其布设在载体膜的面向传感器芯片中的一者的一侧上的传感器芯片之间，所述热导体条带与载体膜相比热传导率较高，且经由载体膜以热传导方式与传感器芯片连接，使得可用热导体条带从传感器芯片耗散热，借此传感器芯片的响应时间较低。归因于孔轨迹的绝缘效应，在结束热辐射时，传感器芯片仅可通过经由载体膜的热排放而缓慢冷却。结果是，在传感器芯片上没有热辐射时电信号的下降是平坦的。热导体条带的提供实现了补救，用所述热导体条带可从传感器芯片快速带走热，使得归因于借助于热导体条带的热交换，传感器芯片在没有热辐射时通过经由热导体条带的热交换而迅速冷却。因此在传感器芯片处没有热辐射时电信号的下降是急剧的。因此即使红外光检测器可能具有高的传感器芯片填充密度，红外光检测器的响应时间也较低。而且，根据本专利技术，热导体条带为薄膜条带。薄膜条带可有利地附接在载体膜上， 布设在传感器芯片中的一者与孔轨迹之间，其中薄膜条带不需要垂直于载体膜而伸出传感器元件。热经由载体膜从邻近于薄膜条带的传感器芯片传递到所述薄膜条带且在所述薄膜条带中被耗散，使得在载体膜的提供有孔轨迹的区域处仅可实现减少的热流。至少一个肋状物优选地附接到载体膜的背离所述传感器芯片的侧上，布设在传感器芯片之间，所述肋状物与载体膜相比热传导率较高，且经由载体膜以热传导的方式与传感器芯片连接，使得可用肋状物从传感器芯片耗散(即，排放)热，借此传感器芯片的响应时间较低。由于肋状物布置在载体膜的背离传感器芯片的侧上，所以肋状物可优选地附接在载体膜的其中提供有孔轨迹的区域中。因此由肋状物来耗散热流的通过载体膜的具有孔轨迹的区域的一部分，使得减少经由载体膜的具有孔轨迹的区域从一个传感器芯片传递到另一传感器芯片的热流。还优选的是，在载体膜中的孔中的至少一者形成盲孔，且在载体膜的朝向传感器芯片的一侧上开口 ；且/或在载体膜中的孔中的至少一个其它者形成盲孔，且在载体膜的背离传感器芯片的一侧上开口 ；且/或载体膜中的至少一个额外的孔形成为通孔。如果所述孔中的一者设计为盲孔，那么盲孔便不完全穿透载体膜。载体膜因此具有稳定的结构，借此增加载体膜的在孔轨迹的区域中的强度。举例来说，如果载体膜由两个或两个以上的层组成，那么可(举例来说)为一个层选择二氧化硅(Si02)，且为另一层选择氮化硅 (Si2Ni3)。氮化硅与二氧化硅相比热传导率较高，使得在载体膜中热传导主要发生在氮化硅层中。举例来说，如果盲孔的尺寸经设定以使其穿透氮化硅层，那么孔轨迹的热障效应便较高，其中然而在盲孔的区域中剩余的二氧化硅层的稳定效应导致载体膜的强度较高。而且，在红外光检测器的生产和安装中可接受或者可分别有利地调节在载体膜的一侧与载体膜的另一侧之间的压力差，因为在孔形成为盲孔的情况下不能经由载体膜发生压力补偿。所述孔中的至少一者具有圆形横截面，其中或者所述孔中的至少一个其它者具有椭圆形横截面。因此减少由在载体膜中提供孔轨迹的孔造成的凹口应力效应，此载体膜借此具有较高强度。椭圆形横截面的主半轴优选与有关的孔轨迹的路线对准。因此在有关的孔轨迹的个别孔之间，载体膜材料的强度减少，借此减少通过载体膜的横断孔轨迹的热流。优选在两个传感器芯片之间提供紧靠彼此而定位且彼此平行而布设的至少两个孔轨迹。较优选的是，提供三个孔轨迹，所述孔轨迹的孔以一方式偏移使得中间的孔轨迹的孔中的每一者分别布置在由其它孔轨迹的紧邻中间孔的孔形成的四边形的中心中。因此用所述孔形成其中载体膜中的热障效应和载体膜的强度两者均较高的紧凑式布置。传感器芯片的长度和/或宽度优选地本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：史考特·费伯恩，
申请(专利权)人：派洛斯有限公司，
类型：发明
国别省市：
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