CN102538982A

CN102538982A - 基于悬吊测辐射热微板的红外检测器

Info

Publication number: CN102538982A
Application number: CN2011103763523A
Authority: CN
Inventors: 若弗鲁瓦·迪蒙; 阿涅丝·阿诺; 萨利姆·布塔米; 皮埃尔·因佩里内蒂; 亚历山大·玛莉; 斯特凡·波卡斯; 维尔弗里德·拉博
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2012-07-04
Also published as: FR2969284B1; FR2969284A1; EP2466283A1; US20120153151A1; JP2012132898A; JP5926542B2; US8895924B2

Abstract

提供一种用于检测预定的红外或太赫兹波长范围内的电磁辐射的测辐射热阵列检测器，所述检测器包括：基板(16)；和通过支撑臂悬吊于基板上方的用于检测所述辐射的测辐射热微板阵列。它包括置于每个微板顶部和周围并且其中形成开口(26)的金属膜；和金属膜(22)中的所述开口(26)以等于或小于

的周期沿至少一个预定轴周期性地位于所述金属膜(22)中，其中λ是待检测的波长范围内的波长并且n是使微板相对于金属膜(22)隔开的介质的平均折射率。

Description

基于悬吊测辐射热微板的红外检测器

技术领域

本发明涉及红外和太赫兹测辐射热检测领域，更具体地，涉及使用悬吊于基板上方的微板阵列的测辐射热检测领域。

背景技术

普遍认为，红外检测(即波长范围0.75μm至1000μm的检测)是一个充斥特殊问题的技术领域。事实上，只要其温度超过0°K，每个物体都发出红外光谱。因此，如果红外检测器不被冷却，则围绕敏感元件(基板、连接器和导线、封装、光学器件等)的设备发射显著的红外辐射，这增加了源自试图检测的现场的辐射。在温度为300°K时，这种不想要的组分可能非常显著，并且有时占检测元件所产生的总信号的多于99％。这种不想要的组分一般被称为“热噪”或“共模噪声”。

因此，相对于其他类型的检测，尤其是可见光谱的检测，需要提供能够有效应对这种共模噪声的结构和操作原理。为实现这点，将第一高灵敏度红外检测器冷却至约100°K或甚至几°K的极低温度以最小化共模噪声。

另外，存在两类截然不同的红外检测器，即“量子”检测器和“热”检测器，尤其是热测辐射热检测器。还众所周知的是这两类检测所使用的物理原理完全不相同，且每种都有其自身的问题。

在量子检测器的情况下，由于红外光谱中的光子吸收作用，使用半导体来产生电子-空穴对，由此产生的电荷载流子通过通常与PN型结相结合的电极来收集。

与此相比，在测辐射热检测器的情况下，使用具有将入射红外通量的能量转化成热的能力的吸收材料。还使用该材料或与第一种材料相接触的第二种材料来将所产生的热转化成电特征的变化，所述变化一般为电阻的变化。随后测量所述电特征的变化。

已设计出一种特别的测辐射热检测器结构以应对共模噪音，即包括测辐射热微板的阵列的检测器，所述阵列通过支撑和热隔离臂悬吊在所谓的“读取”基板上方。

正如本身已知的那样，这种结构尤其提供为将测辐射热元件与基板热隔离，所述基板是共模噪音的主要来源，因为其极其接近所述元件。首先，这导致灵敏度显著增加；其次，这种结构也使得可以不需要冷却至极低温度。

尽管基于悬吊微板的结构具有很多优点，尤其是不需要冷却至极低温度来使用的可能性，但测辐射热微板支撑臂的存在使得不可能使用当前制造技术来实现令人满意的填充因数——微板越是微型化，填充因数就越差。

已经开发了解决方案来改善填充因数。然而，这些解决方案使制造过程更加复杂并涉及更高的成本。例如，文献US 6 094 127描述了具有三个叠合层的检测器，所述三个层具体为包括集成电路的层、支撑层和吸收层。吸收层因此可占据检测器的整个表面区域，由此提高其效率。然而，为了使吸收层和支撑层电连接，在支撑和吸收层之间插入电互连元件。这种电互连元件由封闭在介电鞘中的导电通道构成。这导致复杂的制造过程，其对检测器的层之间的电连续性构成风险；然而，这种电联续性是确保检测器最佳运行的关键要素。此外，与吸收层相接触的电互联元件的存在可对检测器的吸收品质和灵敏度具有不良影响。

此外，为了改善检测器的效率和/或降低制造成本，通常使用批量加工制造方法，其中由单个硅片制造连接的多个微板阵列，并随后进行个体化，例如如文献US 6 753 526和US 6 924 485中描述的。

考虑到批量加工制造方法已被采用的事实，为了制造微板阵列，也使用源自微电子工业的批量加工制造方法，以生产直接包括用于每个微板的真空封装的检测器，例如如上述文献所述的。所述封装一般称为集成气密微封装，由位于基板上的每个微板顶部产生的帽(位于微板的每一侧上)构成，并且被气密性真空密封。与对每个微板阵列单个进行的单个气密性密封封装相比，以批量模式进行封装步骤使得可以降低检测器的生产时间和生产成本。

然而，对于任何给定的阵列尺寸，每个微板之间必须留出的用以支持所述帽的空间导致检测器的光学活性表面积显著降低，因此导致检测器的效率直接降低。

由于其结构，由支撑臂悬吊并专用于检测红外或太赫兹辐射的测辐射热微板的可用表面积与基板的表面积相比受限，并且这降低检测器的灵敏度。

例如，生产侧向尺寸为12μm(当前反映测辐射热微板的最大小型化程度的尺寸)且在约λ＝10μm处吸收的正方形微板的检测器对每个微板需要具有至少17μm侧向尺寸的正方形基板表面积。因此，专用于检测的具有12μm侧向尺寸微板的阵列的可用表面积占所述阵列总表面积的不到50％。

发明内容

本发明的目的是解决上述因基于悬吊微板的测辐射热检测器的可用表面积降低引起的灵敏度降低的问题。

为实现这点，本发明的目的是一种测辐射热阵列检测器，用于检测预定的红外或太赫兹波长范围内的电磁辐射，所述检测器包括：

基板；和

通过支撑臂悬吊于基板上方的用于检测所述辐射的测辐射热微板阵列。

根据本发明：

所述检测器包括置于每个微板顶部和周围并且其中形成开口的金属膜；和

金属膜中的所述开口以等于或小于

的周期沿至少一个预定轴周期性地位于所述金属膜中，其中λ是待检测的波长范围内的波长并且n是使微板相对于金属膜隔开的介质的平均折射率。

换句话说，所述金属膜引发电磁辐射共振，其所述辐射汇聚到所述金属膜下方，并因此汇聚到所述微板上，后者因此吸收更多辐射。

在以下描述中以及如本领域所通常接受的，当涉及检测阵列时，术语“像元”(pixel)是指产生图像元素相关的输出信号的所有硬件元件以及专用于这些元件的表面。

在本发明的一个实施方案中，开口沿所述或每个预定轴的宽度从位于微板中央区域上方的金属膜上的位置朝所述金属膜的外周增加。

换句话说，所述开口的布局和形状使入射的辐射汇聚到所述测辐射热微板上。因为所述金属膜延伸到所述微板之外，所以入射到不与所述微板垂直对准的金属膜部分上的那部分辐射被“重新导向”微板。因此，专用于检测辐射的可用表面积增加，结果，检测器的总灵敏度得到优化。而且，这种效果是在基本不改变所述微板的表面与所述微板阵列总表面之比的情况下获得的。

更具体而言，所述开口在所述膜上所述位置处的宽度满足方程

其中W₀是所述位置的宽度，并且P是在所述预定轴上的周期，其中两个相邻开口之间的宽度差为

至

所述开口在所述位置处的宽度优选基本上等于

两个相邻开口之间的宽度差优选基本上等于

在本发明的一个实施方案中，所述开口的所述宽度是恒定的，并且为

其中W₀是裂缝的宽度，并且P是预定轴上的周期。

在本发明的一个实施方案中，所述金属膜以小于

的距离位于微板的上方；这优化了到所述微板上的汇聚。

在本发明的一个实施方案中，周期P基本上等于

这使微板对所述辐射的吸收最大化。

在本发明的一个实施方案中，所述金属膜具有小于

的厚度和优选基本上等于

的厚度。金属膜对辐射的吸收以这种方式降低。具体来说，所述厚度防止辐射被过度截留在所述膜中，并因此防止过量的辐射被所述膜所吸收。

在一个实施方案中，所述金属膜位于对待检测的所述波长至少部分透明的支撑层上，所述支撑层尤其为介电层或半导体层。

在本发明的第一方案中，所述金属膜中的所述开口也在所述支撑层中制成。

在本发明的第二个方案中，所述支撑层是固体，并且与围绕所述微板的侧支撑壁一起构成密封空间(hermetic enclosure)，所述微板置于其中。例如，所述金属膜可在密封帽的已有盖上形成。

在本发明的一个实施方案中，所述金属膜由位于所述微板的支撑臂上的结构支撑；这减小了支撑所述金属膜的结构的整体尺寸。

在一个实施方案中，所述金属膜中的所述开口由平行的裂缝构成，使得通过所述织构化进行的检测仅对单偏振敏感。

或者，在所述金属膜中的所述开口是方形的或圆形的。这样，通过所述织构化进行的检测对入射辐射的偏振不敏感。

在一个实施方案中，所述金属膜由铝、钛、氮化钛、铜或钨构成。

附图说明

通过如下结合附图且仅作为举例的描述，本发明将会更易理解，附图中相同的附图标记表示相同或相似的组件，图中：

图1为根据本发明第一个实施方案的具有汇聚膜的三个测辐射热像元×三个测辐射热像元阵列的顶视示意图；

图2为图1中所述阵列沿线A-A的横截面示意图；

图3为图1中阵列中像元的简化横截面示意图；

图4为在存在根据本发明的汇聚膜的情况下在与膜垂直的平面中的电磁场的强度的图；

图5是由TiN制成的微板中的吸收相对于微板与汇聚膜之间的不同距离的曲线图；

图6是根据本发明的汇聚膜的另一实施方案的顶视图；

图7至12为显示制造根据第一实施方案的汇聚膜支撑结构的方法的横截面示意图；

图13至15为显示制造根据第二实施方案的汇聚膜支撑结构的方法的横截面示意图；

图16至19为显示制造根据第三实施方案的汇聚膜支撑结构的方法的横截面示意图；

图20和21是具有各个支撑臂的微板阵列和具有共同支撑臂的微板阵列的顶视图；和

图22至27为显示制造根据第四实施方案的汇聚膜支撑结构的方法的横截面示意图。

具体实施方式

图1和2以举例方式显示根据本发明第一实施方案的包括三个象元×三个象元的测辐射热检测器阵列10。

每个像元12包括通过支撑和热隔离臂18悬吊于基板16上方的测辐射热微板14，使其能够检测从0.75μm至1000μm的红外波长范围内和/或从1mm至3mm的太赫兹波长范围内的入射电磁辐射IR。

如其本身已知的那样，由于入射辐射IR的作用，微板14升温，并且其电阻随其温度的增加而变化。相同的材料可用于实施这两个功能，例如TiN适于检测中红外范围内的波长。

支撑和热隔离臂18主要是由低导热性的材料构成，其包含导电元件，使其能使微板14承受偏压和/或偏流以测量其电阻。臂18电连接至基板16中提供的读取回路，其控制微板14的偏压施加。

每个像元12也包括由沉积在基板16上的金属层形成且位于微板14下方的平坦反射器20。反射器20的功能是反射穿过微板14而没有被吸收的那部分辐射，因此使所述辐射可以至少两次通过所述微板，或者甚至在调节微板14和反射器20之间的距离以形成例如四分之一波空间的情况下获得共振。

在本发明的上下文中，测辐射热微板14的结构和操作相对不重要，可设想任意类型的微板，例如，文献FR 2 752 299中描述的微板。要把握的重要事实是本发明适用于其微板表面积相对于像元表面积缩小的任意测辐射热阵列。

有利地，每个像元12也包括通过支撑结构24悬吊在微板14上方的金属膜22，所述支撑结构24在像元12和与像元12相邻的像元之间的基板16上形成。金属膜22由例如铝、钛、氮化钛、铜或钨构成-这些是容易制造膜22的金属。

在所示实施例中，微板14和膜22是矩形的并且彼此中心对准。

例如为侧壁形式的支撑结构24围绕微板14、支撑臂和专用于像元12的基板16的表面S₁₆，使得金属膜22基本覆盖像元12的整个表面。特别地，金属膜22基本覆盖未被微板14覆盖的像元12的整个表面S₁₆-S₁₄。

膜22也包括具有矩形横截面的一组直的平行裂缝，所述裂缝在膜22的整个宽度上制成，裂缝26布置为将膜22上的入射辐射IR汇聚到微板14上，尤其是没有位于微板14上方的那部分膜22上的入射辐射。

在图3中，裂缝26规则地置于与其垂直的方向X上，裂缝26的中轴位于恒定的周期P处。该周期作为汇聚至微板14上的波长λ的函数来选择，其小于

其中n是分隔微板14和金属膜22的介质的折射率，所述介质通常是减压空气。周期P优选基本上等于

因为该值使微板14的辐射吸收最大化。

此外，裂缝26沿方向X的宽度W从膜22的中心增加，即在所示实施例中，在从微板14中央垂直方向上方的膜22上的位置向膜22外周的方向上增加，以使膜22上的入射辐射汇集在膜22下方的中央空间；这使得其可增加被微板14“看见”并因此而被其吸收的辐射量。

有利地，两个相邻裂缝的宽度W_n和W_n+1差(W_n+1-W_n)为

至

该差值优选基本等于

因为该值使得微板14的辐射吸收最大化。

有利地，当从膜22中心移走时，这种宽度增加是恒定的，因此所示裂缝的宽度线性地增加。然而，可提供具有非线性增加的宽度的裂缝。

同样有利地，中央裂缝的宽度W₀满足方程

并且优选基本上等于

其周期P等于

因此宽度W₀等于

即非常小。尽管裂缝26的宽度从膜22的中央向外周增加，鉴于宽度增量增加的值(W_n+1-W_n)，其依然很小。

同样有利地，金属膜22的厚度h小于

并且优选基本上等于

这样的小厚度防止辐射过度截留在膜22中，并因此防止过量辐射被所述膜吸收。

同样有利地，金属膜22以小于

的距离l位于微板14上方，其中该距离可能为0并且膜22位于微板14上。利用小于

的距离l，观察到膜22的裂缝26与微板14之间的倏逝波耦合(evanescent coupling)，这显著增加波长λ处的辐射吸收。

图4示出在存在汇聚膜22的情况下在垂直于所述膜的平面中的电磁场强度的图，其中在方向X上所述膜22用3-15μm范围内的红外辐射照射。x-轴表示所述方向X，且其原点为膜22的右手边缘，y-轴表示在所述平面中垂直于方向X的方向，且其原点为膜22的下表面：

●膜22调至12.5μm的波长：

●周期P为2.8μm，

●中央裂缝的宽度W₀等于1.4μm，

●两个相邻裂缝之间的宽度增量(W_n+1-W_n)等于100nm，并且

●膜22的厚度h等于200nm；

●方向X上的像元宽度为25μm，和

●相同方向上的微板14宽度为7μm。

膜22和微板14置于空气中。在此，以举例的方式显示了微板14，其位于距膜22距离l(等于2μm)的位置，其中也显示了针对这些距离的优选间隔[l]。

如图4中清楚地显示的，显然，红外电磁场的强度集中在膜22的下方，其最大强度出现在膜22下方的中央区域30。

图5是描述在6-15μm范围内由TiN制成的微板14中的吸收对图4中多个实施例中的多种距离l所作的曲线。作为对照，当没有汇聚膜22时微板14的吸收以曲线“A”示出。

曲线“B”显示当距膜22的距离l等于2.5μm时微板14的吸收，曲线“C”显示当距离l等于1.5μm时的这种吸收，曲线“D”显示当距离l等于1μm时的吸收，而曲线“E”显示当距离l等于0.5μm时的吸收。

显然，在宽的波长范围内，吸收基本上增大，其中这种增加为最大吸收峰的约50％。还应注意，对于小于1μm的l值，即小于

的值，10μm至15μm之间的吸收峰仅非常轻微地改变。

以上描述了在膜22中制成直的平行裂缝的实施方案；这使得由膜22所提供的汇聚对偏振敏感。特别地，汇聚以直角偏振到膜22平面中的裂缝的光。

然而，可能需要汇聚以不同方式偏振的光。

作为一个替代方案，汇聚膜22中的开口规则地排列在膜平面上的多个不同方向上。例如，如图6所示，十字形裂缝32、34的两个网格分别沿轴X和轴Y规则地排列，所述网格具有相同的宽度增量。这样的布局使得能够同样地检测在X和Y轴方向上的光。很明显，根据所需的应用，其它构造也是可能的。首先，X轴上的周期可不同于Y轴上的周期。类似地，可提供不同于Y轴宽度增量的X轴宽度增量。同样，可能提供不垂直的X和Y轴和/或具有一个或更多个额外轴的裂缝。另一个替代方案是在汇聚膜的厚度上提供矩形、方形、圆形或其它形状的开口来代替裂缝的网格。在此，也可在所述膜的平面中定义轴，这些开口沿所述轴规则地间隔开，当接近膜的边缘时，沿所述轴的宽度增加。

关于汇聚膜的悬吊结构，下文中描述多个实施方案及其相关的制造方法。

图7至12是显示制造支撑结构的第一个实施方案的方法的横截面示意图。

该方法始于在基板16上制造微板14的阵列、支撑臂18和放射器20。所述制造步骤是常规的，且本身已知，微板14在沉积在基板16上的牺牲层40上形成(图7)。

一旦形成微板14，所述方法接着在第一牺牲层40、微板14和支撑臂18上沉积第二牺牲层42。第二层42的厚度等于汇聚膜22和微板14之间的期望距离l(图8)。第二层42例如通过使用旋涂技术来沉积，并且有利地由与第一层40相同的材料构成，所述材料尤其为聚酰亚胺、聚合物(例如基于苯并环丁烯(BCB)的聚合物)、预焙光敏树脂或其他树脂。第一和第二层40、42一起形成复合牺牲层44。

随后向下蚀刻牺牲层44至基板16以暴露出切口46，所述切口46始终围绕在用于汇聚膜的支持结构的期望位置处的每个微板14及其支撑臂18，例如，在用于微板14的基板16的表面边界处形成的切口(图9)。切口46有利地通过允许高度各向异性刻蚀的干式反应性离子蚀刻(RIE)或者甚至通过在氧中的化学蚀刻制成。

随后将金属沉积在固体片上，以使牺牲层44和切口46被汇聚层48覆盖(图10)。该金属优选使用化学化学气相沉积(CVD)来沉积，所述CVD确保沉积在切口46侧翼上的金属具有良好的均一度。构成本实施方案中的汇聚膜及其支撑结构的金属层48由铝、钛、氮化钛、铜或钨制成。

随后使用光刻和蚀刻(例如干式RIE型蚀刻)在金属层48中制造开口26，以形成本发明的汇聚膜22(图11)。在此使用的光刻和蚀刻本身是已知的。

最后，移除牺牲层44，例如通过使用氧气或臭氧等离子体(图12)移除。

该实施方案的有利之处在于，迄今涉及的制造步骤的数目是最少的。

然而，根据基板16所选取的材料、基板16上金属层的附着和由此基板16上支撑结构24的附着和/或一些金属的沉积均一度均可能存在问题，尤其是在结构24的机械脆性方面。

结合图13至15中的横截面示意图，下文描述支撑结构及其制造过程的第二实施方案。

该方法始于关于图7至9所述相同的步骤，并随后接着沉积半导体或介电材料的固体片，使得牺牲层44和切口46被所述材料的层50覆盖(图13)。然而，不同于以前的实施方案，沉积在微板14上的第二牺牲层42的厚度要考虑层50的厚度，其中层42与层50厚度之和等于汇聚膜22与微板14间的期望距离l。

层50的材料有利地选择为使其与基板16的材料相容，尤其是在附着和沉积均一度方面。

层50的材料还选择为使其在待检测的波长范围内相对不吸收。例如，对于红外波长范围，层50的材料为锗、非晶硅或Si-Ge，而对于太赫兹波长范围，层50的材料为氧化硅SiO_x、SiON或SiN。

一旦沉积层50(其有利地通过CVD沉积，以确保切口46侧翼处具有良好的材料沉积均一度)，该方法接着沉积构成汇聚膜的金属材料(如上文描述那些中的一种)的固体片，以形成覆盖层50(包括切口46)的金属层52(图14)。例如，使用化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)。

随后进行光刻和蚀刻(例如，干式RIE型蚀刻)以在金属层52和介电层或半导体层50中制造开口26，以形成本发明的汇聚膜22，并且移除牺牲层44，例如通过使用氧或臭氧等离子体移除(图15)。

注意，不同于前述实施方案，膜22和微板14之间存在材料层。然而，鉴于低的周期性，层50类似于具有均一的平均折射率的层，且基本不干扰光。

因此，上述作为使汇聚膜22相对于微板14隔开的介质的折射率函数的方程仍然有效。在其中使用介电和/或半导体层的实施方案中的情况下，这些方程中考虑的折射率此时为使膜22相对于微板14隔开的介质的平均折射率。

下文结合图16至19中的横截面示意图来描述支撑结构及其制造方法的第三实施方案；该第三实施方案使得可以对每个微板同时制造汇聚层和封闭帽。

该方法始于关于图13所述相同的步骤并接着进行光刻和蚀刻(例如，干式RIE型蚀刻)，以制造远离牺牲层44的层50中的释放口54(图16)。随后移除牺牲层44，例如，通过使用施加的氧或臭氧等离子体经释放口54移除(图17)。

所述方法接着沉积构成汇聚膜的金属材料(例如上述那些中的一种)固体片，以形成覆盖层50的金属层56，包括切口46和释放口54(图18)。因此获得围绕微板14和支撑臂18的气密空间60。金属层56通过溅射、CVD或蒸发来沉积，以在空间60中获得高真空。这产生了用于微板14的集成气密封装。

随后使用光刻和蚀刻(例如干式RIE型蚀刻)以在金属层56中制成开口26，以形成本发明的汇聚膜22(图19)。

上文描述了基于测辐射热微板的本发明的应用，所述微板通过各个支撑臂(即一次只悬吊一个微板的臂)悬吊。图20中显示了具有各个支撑臂18的微板14的阵列实施例的顶视图。

然而，如图21(具有共同支撑臂18的微板阵列的顶视图)所示，存在一个支撑臂同时悬吊两个相邻微板的结构。

注意，从为了实现一个微板所需的基板空间的角度来看，支撑臂是否为单个或共同是无关紧要的，这些结构都导致低的填充因数。

另一方面，利用共同支撑臂不可能实现用于由围绕微板的连续侧壁形成的一个汇聚膜的一个支撑结构，这与其中存在全面围绕每个微板及其臂的间隙的具有各个支撑臂的结构不同。此外，支撑臂具有两个必要功能，即机械悬吊所述微板和对其热隔离。因此，汇聚膜的支撑结构必须至少与支撑臂有热接触。因此，很明显，如果要求使这种结构位于基板上，则在基于共同支撑臂构造中制造这种结构是复杂的。

下面结合图22至27中的横截面示意图描述一种在基于共用支撑臂的构造中制造汇聚膜的简单方法。

该方法始于在基板16上制造微板14的阵列、共同支持臂18和反射器20。所述制造步骤是常规的，如其本身已知的那样，在沉积在基板16上的牺牲层40上产生微板14(图22)。

一旦形成微板14，该方法接着在第一牺牲层40、微板14和共同支撑臂18上沉积第二牺牲层42。第二层42的厚度等于汇集膜22与微板14之间的期望距离l(图23)。第二层42通过使用例如旋涂技术来沉积，并有利地由与第一层40相同的材料构成，所述材料尤其为聚酰亚胺、聚合物(例如，基于苯并环丁烯(BCB)的聚合物)、预焙光敏树脂或其他树脂。第一和第二层40、42一起形成复合牺牲层44。

随后进行蚀刻牺牲层44的步骤，以形成切口58，所述切口至少释放共同支撑臂18的一部分，更精确地，是机械连接到基板16的臂18的垂直结构的一部分或全部(图24)。例如，使用干式RIE型蚀刻，其允许高度各向异性地蚀刻。

随后以固体片沉积金属(如上文描述那些中的一种)以使牺牲层44和切口58被金属层60覆盖(图25)。

随后使用光刻和蚀刻(例如，干式RIE型蚀刻)在金属层60上制成开口26，以形成本发明的汇聚膜22(图26)。最后，移除牺牲层44，例如，通过使用氧或臭氧等离子体来移除(图27)。

尽管在所述实施方案中只产生了汇聚膜，但是也可以以与关于图13至19中的实施例所述的实施例类似的方式提供介电和/或半导体层。有利地，所述额外的层将由热隔离材料构成，以尽可能小地干扰所述共同支撑臂的热隔离。

类似地，如果应用有需要的话，也可提供位于单个支撑臂上的汇聚膜支撑结构。

在集成气密微封装的情况下可以有利地使用本发明：因此，位于所述微封装上平面中的汇聚膜使得可以补偿由微封装的侧翼所引起的光学活性表面积的损失。由于以批量加工来产生封装，所以这还具有降低生产成本的益处，并且同时使由这类封装所引起的检测器效率降低最小化。

Claims

1.一种测辐射热阵列检测器，用于检测预定的红外或太赫兹波长范围内的电磁辐射，所述检测器包括：

基板(16)；和

通过支撑臂(18)悬吊于基板(16)上方的用于检测所述辐射的测辐射热微板(14)阵列，

其特征在于：

所述检测器包括置于每个微板(14)顶部和周围并且其中形成开口(26)的金属膜(22)；和

金属膜(22)中的所述开口(26)以等于或小于

的周期沿至少一个预定轴周期性地位于所述金属膜(22)中，

其中λ是待检测的波长范围内的波长并且n是使微板(14)相对于金属膜(22)隔开的介质的平均折射率。

2.权利要求1所述的测辐射热阵列检测器，其特征在于所述开口沿所述或每个预定轴的宽度从位于微板(14)中央区域上方的所述金属膜(22)上的位置朝所述金属膜的外周增加。

3.权利要求2所述的测辐射热阵列检测器，其特征在于开口(26)在膜(22)上所述位置处的宽度满足方程

其中W₀是在所述位置处的宽度，并且P是沿所述预定轴的周期，其中两个相邻开口之间的宽度差为

至

4.权利要求1所述的测辐射热阵列检测器，其特征在于所述开口的宽度是恒定的并且满足

其中W₀是裂缝的宽度并且P是所述预定轴上的周期。

5.前述权利要求中任一项所述的测辐射热阵列检测器，其特征在于金属膜(22)以小于

的距离位于微板(14)上方。

6.前述权利要求中任一项所述的测辐射热阵列检测器，其特征在于周期P基本上等于

7.前述权利要求中任一项所述的测辐射热阵列检测器，其特征在于金属膜(22)具有小于

的厚度和优选基本上等于的厚度。

8.前述权利要求中任一项所述的测辐射热阵列检测器，其特征在于金属膜(22)位于对待检测的波长至少部分透明的支撑层(50)上，所述支撑层(50)尤其为介电层或半导体层。

9.权利要求8所述的测辐射热阵列检测器，其特征在于金属膜(22)中的所述开口(26)也在支撑层(50)中制成。

10.权利要求8所述的测辐射热阵列检测器，其特征在于支撑层(50)为固体并且与围绕所述微板的侧支撑壁一起形成封闭空间(58)，微板(14)位于所述封闭空间之中。

11.权利要求1至7中任一项所述的测辐射热阵列检测器，其特征在于金属膜(22)由位于微板(14)的支撑臂(18)上的结构支撑。

12.前述权利要求中任一项所述的测辐射热阵列检测器，其特征在于所述金属膜(22)中的开口(26)是平行的裂缝。

13.权利要求1至11中任一项所述的测辐射热阵列检测器，其特征在于所述金属膜中的所述开口是方形的或圆形的。

14.前述权利要求中任一项所述的测辐射热阵列检测器，其特征在于金属膜(22)由铝、钛、氮化钛、铜或钨构成。