CN102549402A - 紧密的红外光检测器及用于生产其的方法与包括所述红外光检测器的红外光检测器系统 - Google Patents
紧密的红外光检测器及用于生产其的方法与包括所述红外光检测器的红外光检测器系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102549402A CN102549402A CN2010800428635A CN201080042863A CN102549402A CN 102549402 A CN102549402 A CN 102549402A CN 2010800428635 A CN2010800428635 A CN 2010800428635A CN 201080042863 A CN201080042863 A CN 201080042863A CN 102549402 A CN102549402 A CN 102549402A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- infrared light
- light detector
- film element
- conducting path
- dielectric film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 90
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 24
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 7
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005619 thermoelectricity Effects 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
- G01J5/34—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using capacitors, e.g. pyroelectric capacitors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
- G01J1/46—Electric circuits using a capacitor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/0215—Compact construction
- G01J5/022—Monolithic
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/0225—Shape of the cavity itself or of elements contained in or suspended over the cavity
- G01J5/024—Special manufacturing steps or sacrificial layers or layer structures
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N15/00—Thermoelectric devices without a junction of dissimilar materials; Thermomagnetic devices, e.g. using the Nernst-Ettingshausen effect
- H10N15/10—Thermoelectric devices using thermal change of the dielectric constant, e.g. working above and below the Curie point
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种红外光检测器，所述红外光检测器具有：传感器芯片(4)，其包括由热电敏感型材料制成的薄膜元件(5)；电绝缘体(27)；具有薄膜设计的至少一个电子部件(17、18)，其形成读出电子设备单元的一部分；以及薄膜膜片(2)，所述传感器芯片(4)和所述电子部件(17、18)以并排的方式一体安装在所述薄膜膜片上，从而使所述电子部件(17、18)以导电方式耦接到所述薄膜元件(5)。信号放大器(22)可连接到所述电子部件(17、18)，通过所述信号放大器与所述电子部件(17、18)协作，可对所述传感器芯片(4)所发射的电信号进行放大。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有紧密设计的红外光检测器和一种具有所述红外光检测器的红外光检测系统。此外，本发明涉及一种用于生产所述红外光检测器的方法。
背景技术
用于检测热辐射的红外光检测器具有，例如，采用薄膜结构的热释电传感器芯片，所述芯片具有两个电极层以及布置在所述电极层之间由热电敏感型物质构成的热电层。这种物质为铁电锆钛酸铅(PZT)。电极层由铂或吸收热辐射的铬镍合金制成。使用气体分离方法来应用所述层。传感器芯片安装在薄膜膜片上，所述薄膜膜片采用二氧化硅和氮化硅的夹层结构进行制备。使用读出电子设备读出、放大、处理和/或转发因传感器芯片的热辐射而产生的电信号。
电信号产生的原因是，电荷经由热电层从一个电极层转移到另一个电极层，从而可在电极层上利用差分电压和/或电荷。例如，读出电子设备的电子电路具有运算放大器或结型场效应晶体管，所述读出电子设备的电阻较高，例如，从1GΩ到100GΩ，以便用所述电信号产生合适的处理信号。因此，读出电子设备通常具有电阻和电容器以及运算放大器，在这种情况下，电阻，可能还有电阻器与运算放大器或结型场效应晶体管安装在一起，作为(例如)印刷电路板上与红外光检测器分开的离散部件。将读出电子设备电连接到红外光检测器，从而使读出电子设备与红外光检测器相互作用。
如果由运算放大器或结型场效应晶体管、电阻和电容器构成的红外光检测器以及读出电子设备均即将作为(例如)电路板上的单独部件进行安装，则对此已知布置的空间需求很高。在各部件必须要容纳在一个空间有限的外壳中的情况下，这种高空间需求尤其不利。此外，红外光检测器和读出电子设备各自必须在单独的工作步骤(work step)中进行安装。红外光检测器和读出电子设备经由电缆连接和焊接而电连接在一起。因此，红外光检测器和读出电子设备的组合较为复杂且成本高昂。
发明内容
本发明的目标是创造一种红外光检测器、一种生产所述红外光检测器的方法以及一种具有所述红外光检测器的红外光检测系统，在这种情况下，所述红外光检测系统节省空间且制造成本低廉。
本发明的红外光检测器包括：传感器芯片，其具有由热电敏感型物质制成的薄膜元件；电绝缘体；采用薄层结构的至少一个电子部件，其形成读出电子设备的一部分；以及薄膜膜片，所述传感器芯片和所述电子部件在所述薄膜膜片上以并排的方式一体安装，从而使所述电子部件以导电方式耦接到所述薄膜元件，而且信号放大器可连接到所述电子部件，从而通过与所述电子部件的相互作用，可对所述传感器芯片所发射的电信号进行放大。本发明的红外光检测系统包括所述红外光检测器及结型场效应晶体管和/或用于信号放大器的运算放大器，借此将所述信号放大器连接到所述红外光检测器。
因此，在本发明中，电子部件被直接集成到红外检测器上。对电子部件的集成可在制造红外光检测器的过程中直接实现，从而无需分开生产单独的读出电子设备。这样，生产红外光检测器和红外光检测系统的成本较为低廉。此外，红外光检测系统的设计节省空间，因为电子部件是一体设置在红外光检测器上的。另外，在安装红外光检测器的过程中，组装时无需将电子部件作为与所述红外光检测器分开的单独部分，这就意味着，组装时对所述红外光检测器的处理较为简单且成本低。
例如，如果将本发明的红外光检测器用于红外气体传感器，则应了解，可使用常规T039或常规T05外壳来容纳所述红外光检测器。如果将所述红外气体传感器用于多气体分析，则所述红外气体传感器将具有(例如)四个传感器芯片，每个芯片具有相关的读出电子设备，由此，所述红外气体传感器便具有复杂的结构。尽管如此，在根据本发明进行配置的红外气体传感器的情况中，具有相关电气部件的传感器芯片可有效且紧凑地布置在所述红外气体传感器的外壳内。
优选地，至少一个电子部件为电阻和/或具有介电薄膜元件的电容器。优选用具有相同厚度的相同物质生产热电薄膜元件和介电薄膜元件。或者，可优选用与绝缘体相同的物质，即金属氧化物，尤其是氧化铝生产所述介电薄膜元件，从而使所述绝缘体和所述介电薄膜元件具有相同的厚度。电阻优选100MΩ到500GΩ，而且电容器优选从0.1pF到100pF。
电阻优选采用薄膜结构，即，通过沉积钛薄膜进行生产，从而钛可用于制造热电薄膜元件，因为PZT会从铅、锆和钛这三个单独的靶中沉积出来。由于在氧/氩环境中产生电阻，因此，含氧量优选在30％到80％之间，而且膜厚度在20nm到200nm之间。电阻值优选在0.1GΩ与100GΩ之间。红外光检测器优选具有应用到薄膜膜片的底部传导路径(base conduction path)，其与传感器以及电阻和电容器接触，而且可连接到信号放大器。进一步优选地，红外光检测器具有：介电薄膜元件，其一侧应用到底部传导路径的连接面部分中背对薄膜膜片并与其接触的那个连接面部分；以及第一中间传导路径，其与背对所述一侧的另一侧接触，这样，电容器便可由薄膜结构中的底部传导路径、介电薄膜元件和第一中间传导路径形成。
将电容器的电容定义为C＝εoεrA/d，其中C为电容器的电容；A为垂直于薄膜膜片查看时，底部传导路径与第一中间传导路径的重叠区域的面积；d为介电薄膜元件的厚度；εr为介电薄膜元件的相对介电常数；以及εo为介电常数。
例如，如果用Al2O3生产介电薄膜元件，其中重叠面积A为300μm2且厚度d为200nm，则电容器的电容C为0.25pF。
红外光检测器优选进一步包括第二中间传导路径，以供电阻借助于与底部传导路径和第一中间传导路径的导电连接而并联连接到电容器。电阻优选由薄膜层形成。此外，优选地，红外光检测器具有底部电极(base electrode)，所述底部电极固定到薄膜膜片以接纳热电薄膜元件并与所述热电薄膜元件以及底部传导路径接触，从而使所述底部电极和所述底部传导路径在所述薄膜膜片的表面上延伸。另外，优选地，红外光检测器包括头部传导路径(head conductionpath)，且传感器芯片具有头部电极(head electrode)，所述头部电极设置在背对热电薄膜元件的底部电极的那侧并与所述热电薄膜元件和所述头部传导路径接触。头部传导路径经由绝缘体而引出，所述绝缘体是由电绝缘金属氧化物层，优选氧化铝层制成的，且被应用到热电薄膜元件的侧面。优选用铂制成底部电极、底部传导路径和头部传导路径，而用金制成中间传导路径。
底部连接元件优选连接到所述底部传导路径，中间连接元件优选连接到所述中间连接元件，且头部连接元件优选连接到所述头部传导路径，这样便可在所述底部连接元件和所述头部连接元件之间利用传感器芯片的差分电压和/或电荷。电阻的优选额定值为100MΩ到500GΩ，而电容器的优选额定值为0.1pF到100pF。
用于生产所述红外光检测器的方法包括以下步骤：制备薄膜膜片；将热电敏感型物质沉积在所述薄膜膜片上，以便形成热电敏感型物质的薄膜；从所述薄膜中去除多余的物质，从而一起形成热电薄膜元件和介电薄膜元件。优选地，进一步还有以下步骤：将金属沉积在所述薄膜膜片上，以形成金属层，随后将所述热电敏感型物质沉积在所述金属层上，以形成热电敏感型物质的薄膜；从所述金属层和所述薄膜中去除多余的物质，这样便可在底部传导路径上一起形成介电薄膜元件及其底部电极以及底部传导路径和介电薄膜元件。所述热电薄膜元件和所述介电薄膜元件优选具有相同的厚度。
因此，采用本发明的方法可同时形成所述热电薄膜元件以及所述介电薄膜元件，并且将它们布置在所述底部传导路径的连接面部分。这样，根据本发明，用于制造本发明的红外光检测器的方法高效且成本低。此外，优选地，所述方法包括步以下步骤：将金属沉积在所述介电薄膜元件上，以形成电容器，而且沉积在所述薄膜膜片上，以形成第二中间传导路径。
用于生产所述红外光检测器的其他方法包括以下步骤：制备薄膜膜片；将金属沉积在所述薄膜膜片上，以形成金属层；将热电敏感形物质沉积在所述金属层上，以形成热电敏感型物质的薄膜；从所述薄膜和所述金属层中去除多余的物质，从而使热电薄膜元件及其底部电极与底部传导路径一起形成，由此，所述热电薄膜元件的所述底部电极具有横向突出部；在设有头部传导路径的位置，沉积金属氧化物层，以在所述底部电极的所述突出部上形成电绝缘体，而且在所述底部传导路径上形成介电薄膜元件，这样所述介电薄膜元件便可与所述绝缘体一起形成。在此情况下，优选所述绝缘体和所述介电薄膜元件的厚度相等。作为进一步优选的步骤，所述方法包括：将金属沉积在所述介电薄膜元件上，以形成电容器，而且沉积在所述薄膜膜片上，以形成中间传导路径。此外，同时优选地，沉积所述金属，以便产生头部传导路径。
因此，采用本发明的其他方法，可同时形成所述绝缘体和所述介电薄膜元件。这样，根据本发明，用于制造本发明的红外光检测器的方法高效且成本低。优选地，本发明的方法中所使用的热电薄膜元件和介电薄膜元件具有相同的厚度。在应用本发明的其他方法时优选地，所形成的电绝缘体和介电薄膜元件具有相同的厚度。
附图说明
在下文中，结合所附示意图说明本发明的红外光检测器和本发明的红外光检测系统的一项优选实施例。在附图中：
图1所示为本发明的红外光检测系统的实施例的电路示意图；以及
图2为本发明的红外光检测器的实施例的平面图。
附图标记说明
1红外光检测器
2薄膜膜片
3支撑框架
4传感器芯片
5热电薄膜元件
6底部电极
7头部电极
8底部传导路径
9头部传导路径
10底部连接元件
11头部连接元件
12第一中间传导路径
13第二中间传导路径
14第二接头
15第一接头
16中间连接元件
17电阻器
18电容器
19介电薄膜元件
20第一中间传导路径的纵向端部
21底部传导路径的连接面部分
22运算放大器
23反相输入端
24非反相输入端
25输出端
26入射光
27绝缘体
具体实施方式
如从图1和图2中可见，红外光检测器1具有薄膜膜片2，以供支撑框架3跨越。传感器芯片4安装在薄膜膜片2上，而且由热电薄膜元件5、底部电极6和头部电极7形成，其中热电薄膜元件5被布置成底部电极6与头部电极7之间的层结构。底部电极6安装在薄膜膜片2上，因此，热电薄膜元件5和头部电极7与底部电极6在薄膜膜片2上连接。热电薄膜元件5及其底部电极6和头部电极7大约布置在薄膜膜片2上的支撑框架3的中心。
此外，底部传导路径8安装在薄膜膜片2上，以导电方式连接到底部电极6且在薄膜膜片2的支撑框架3的方向上从底部电极6延伸。通过类似方式，头部传导路径9设于传感器芯片4上，以导电方式电连接到头部电极7且同样朝支撑框架3延伸，由此，头部传导路径9与底部传导路径8成直角。底部电极6从热电薄膜元件5横向突出，形成突出部，从而可将氧化铝层沉积在底部电极6的突出部上，以形成电绝缘体27。头部传导路径9经由绝缘体27而引出，绝缘体27被应用到热电薄膜元件5的侧面。头部传导路径9与底部电极6电绝缘可在绝缘体27的帮助下实现，这样便可防止底部电极6与头部传导路径9之间发生短路。底部连接元件10安装在支撑框架3上，以供底部传导路径8延伸到所述支撑框架并接触底部传导路径8。此外，头部连接元件11安装在支撑框架3上，以供头部传导路径9延伸到所述支撑框架并与头部传导路径9接触。
底部传导路径8具有连接面部分21，其被布置成背对薄膜膜片2且相对于底部传导路径8的纵向定位在中心。介电薄膜元件19沉积在底部传导路径8的连接面部分21上，而且通过底部传导路径8接触连接面部分21。第一中间传导路径12的纵向端部20安装在介电薄膜元件19上，即，在介电薄膜元件19背对底部传导路径8的连接面部分21的那侧上，而且接触介电薄膜元件19。第一中间传导路径12的纵向端部20与底部传导路径8的连接面部分21之间的重叠面在薄膜膜片2的法线方向上的大小为300μm2。电容器18的电容为0.25pF，该电容器由第一中间传导路径12的纵向端部22、介电薄膜元件19和底部传导路径8的连接面部分21形成。
第一中间传导路径12从其纵向端部20朝支撑框架3和中间连接元件16延伸，中间连接元件16附接到第一中间传导路径12而且与第一中间传导路径12接触。第一导体接头15设于中间连接元件16与第一中间传导路径12的纵向端部20之间，而且接触第二中间传导路径13。第二中间传导路径13最终在第二导体接头14处终止，从而与底部传导路径8在底部传导路径8的连接面部分21与底部电极6之间形成第二中间传导路径13。电阻器17设于第二中间传导路径13中，因此并联连接到电容器18。
传感器芯片4的入射热辐射26会使热电薄膜元件5中发生电荷移位，从而在底部电极6与头部电极7之间形成差分电压或电荷。差分电压的强度或电荷数是入射热辐射26的测量结果，这样，差分电压便可作为信号以供分析。可使用运算放大器22对信号强度进行合意的放大，运算放大器22具有反相输入端23、非反相输入端24和输出端25。
图1所示为具有红外光检测器1和运算放大器22的红外光检测系统的电路图。运算放大器22经由其反相输入端23以导电方式连接到底部连接元件10；经由其非反相输入端24连接到头部连接元件11；以及经由其输出端25连接到中间连接元件16。因此，头部电极7与底部电极6之间的差分电压施加在反相输入端23与非反相输入端24之间，由此将电容器18和电阻17并联连接，以在反相输入端23与输出端25之间起反馈作用。
由底部传导路径8的连接面部分21、介电薄膜元件19和第一中间传导路径11的纵向端部20所形成的电容器18、采用薄膜方式布置在薄膜膜片2上的电阻17，以及中间传导路径12和13一体安装在薄膜膜片2上，且因此成为红外光检测器1的整体部件。运算放大器22的连接23到25被连接到红外光检测器的对应连接元件10、11和16，且因此形成与红外光检测器1分开的单独部件，因此，红外光检测器1同样是单独部件。
因此，红外光检测器1的设计节省空间且制造成本低廉。
在生产红外光检测器1时，应执行以下步骤：制备薄膜膜片2；将金属层沉积在薄膜膜片2上；将热电敏感型物质沉积在所述金属层上；从所述热电敏感型物质和所述金属层中去除多余的物质，从而一起形成底部电极6和底部传导路径8以及热电薄膜元件5和介电薄膜元件19；在设有头部传导路径9的位置，沉积金属氧化物层，以在底部电极6的突出部上形成电绝缘体27；将金属沉积在介电薄膜元件19上，以形成第一中间传导路径12，而且沉积在薄膜膜片2上，以形成第二中间传导路径13和安装在绝缘体27上的头部传导路径9。最终，通过将金属沉积在介电薄膜元件5上而生产出头部电极7。
或者，可执行以下步骤来生产红外光检测器1：用底部电极6、底部传导路径8和热电薄膜元件5来制备薄膜膜片2，借此热电薄膜元件5的底部电极6突出，形成突出部；在设有头部传导路径9的位置，沉积金属氧化物层，以在底部电极6的突出部上形成电绝缘体27，而且在底部传导路径8上形成介电薄膜元件19，这样，介电薄膜元件19便与绝缘体27一起形成；将金属沉积在绝缘体27上，以形成头部传导路径9，以及沉积在介电薄膜元件19上，以形成第一中间传导路径12，而且沉积在薄膜膜片2上，以形成第二中间传导路径13。最终，通过将金属沉积在介电薄膜元件5上而生产出头部电极7。
Claims (12)
1.一种红外光检测器，所述红外光检测器具有：传感器芯片(4)，其具有由热电敏感型物质制成的薄膜元件(5)；电绝缘体(27)；采用薄膜结构的至少一个电子部件(17、18)，其形成读出电子设备的一部分；以及薄膜膜片(2)，用以与所述传感器芯片(4)和所述电子部件(17、18)形成整体，从而使所述电子部件(17、18)以导电方式与所述薄膜元件(5)耦接，同时信号放大器(22)可连接到所述电子部件(17、18)，由此通过与所述电子部件(17、18)协作，对所述传感器芯片(4)所发射的电信号进行放大。
2.根据权利要求1所述的红外光检测器，其中至少一个电子部件为电阻器(17)和/或具有介电薄膜元件(19)的电容器(18)。
3.根据权利要求2所述的红外光检测器，其中用具有相同厚度的相同物质生产所述热电薄膜元件(5)和所述介电薄膜元件(19)。
4.根据权利要求2所述的红外光检测器，用所述绝缘体(27)的物质，即金属氧化物，尤其是氧化铝生产所述介电薄膜元件(19)，其中所述绝缘体(27)和所述介电薄膜元件(19)具有相同的厚度。
5.根据权利要求2到4中任一权利要求所述的红外光检测器，其中所述电阻(17)的额定值在100MΩ到500GΩ，而且所述电容器(18)在0.1pF到100pF。
6.一种红外光检测系统，其具有根据权利要求1到5中任一权利要求所述的红外光检测器，以及结型场效应晶体管和/或用于信号放大器(22)的运算放大器(22)，其中所述信号放大器(22)连接到所述红外光检测器(1)。
7.一种用于生产根据权利要求1到5中任一权利要求所述的红外光检测器的方法，其包括以下步骤：
制备薄膜膜片(2)；
将热电敏感型物质沉积在所述薄膜膜片(2)上，以形成所述热电敏感型物质的薄膜；
从所述薄膜中去除多余的物质，从而一起形成热电薄膜元件(5)和介电薄膜元件(19)。
8.根据权利要求7所述的方法，其包括以下步骤：将金属沉积在所述薄膜膜片(2)上，以形成金属层(6、8)；
去除所述多余的物质，这样，便可在底部传导路径(8)上一起形成所述热电薄膜元件(5)及其底部电极(6)以及所述底部传导路径(8)和所述介电薄膜元件(19)。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述热电薄膜元件(5)和所述介电薄膜元件(19)具有相同的厚度且由相同的物质制成。
10.一种用于生产根据权利要求1到5中任一权利要求所述的红外光检测器的方法，其包括以下步骤：
制备薄膜膜片(2)；
将金属沉积在所述薄膜膜片(2)上，以形成金属层；
将热电敏感型物质沉积在所述金属层上，以形成所述热电敏感型物质的薄膜；
从所述薄膜和所述金属层中去除多余的物质，从而一起形成热电薄膜元件(5)及其底部电极(6)以及底部传导路径(8)，其中所述热电薄膜元件(5)的所述底部电极(6)具有横向突出部；
在设有头部传导路径(9)的位置，沉积金属氧化物层，以在所述底部电极(6)的所述突出部上形成电绝缘体(27)，而且在所述底部传导路径(8)上形成所述介电薄膜元件(19)，这样，所述介电薄膜元件(19)便与所述绝缘体(27)一起形成。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述绝缘体(27)与所述介电薄膜元件(19)的厚度相等且由相同物质制成。
12.根据权利要求7到11中任一权利要求所述的方法，其包括以下步骤：将金属沉积在所述介电薄膜元件(19)上，以形成电容器(18)，而且沉积在所述薄膜膜片上，以形成中间传导路径(13)。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102009037111A DE102009037111B4 (de) | 2009-08-11 | 2009-08-11 | Kompakter Infrarotlichtdetektor und Verfahren zur Herstellung desselben |
| DE102009037111.7 | 2009-08-11 | ||
| PCT/EP2010/057050 WO2011018253A1 (de) | 2009-08-11 | 2010-05-21 | Kompakter infrarotlichtdetektor und verfahren zur herstellung desselben sowie ein infrarotlichtdetektorsystem mit dem infrarotlichtdetektor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102549402A true CN102549402A (zh) | 2012-07-04 |
| CN102549402B CN102549402B (zh) | 2015-02-18 |
Family
ID=42556692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201080042863.5A Expired - Fee Related CN102549402B (zh) | 2009-08-11 | 2010-05-21 | 紧密的红外光检测器及用于生产其的方法与包括所述红外光检测器的红外光检测器系统 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8648303B2 (zh) |
| EP (1) | EP2464953B1 (zh) |
| JP (1) | JP5734292B2 (zh) |
| CN (1) | CN102549402B (zh) |
| DE (1) | DE102009037111B4 (zh) |
| WO (1) | WO2011018253A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011085790B4 (de) | 2011-11-04 | 2014-06-12 | MolSurf GmbH & Co. KG | Vorrichtung und Verfahren zur Desinfektion einer Klimaanlage |
| DE102011056610A1 (de) | 2011-12-19 | 2013-06-20 | Pyreos Ltd. | Infrarotlichtsensorchip mit hoher Messgenauigkeit und Verfahren zum Herstellen des Infrarotlichtsensorchips |
| DE102014106681B4 (de) * | 2013-05-24 | 2021-08-26 | Pyreos Ltd. | Schalterbetätigungseinrichtung, mobiles Gerät und Verfahren zum Betätigen eines Schalters durch eine Präsenz eines Wärme emittierenden Teils |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993009414A1 (en) * | 1991-11-04 | 1993-05-13 | Honeywell Inc. | Thin film pyroelectric imaging array |
| DE19525071A1 (de) * | 1995-07-10 | 1997-01-16 | Siemens Ag | Pyroelektrisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung |
| CN1834599A (zh) * | 2005-03-16 | 2006-09-20 | Ulis股份公司 | 测辐射热探测器、使用探测器的设备和制造探测器的方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2077034A (en) * | 1980-06-02 | 1981-12-09 | Philips Electronic Associated | Pyroelectric detector with reduced microphony |
| DE3202819C2 (de) * | 1982-01-29 | 1984-12-20 | Preh, Elektrofeinmechanische Werke Jakob Preh Nachf. Gmbh & Co, 8740 Bad Neustadt | Infrarotdetektor und Verfahren zum Herstellen |
| JPH01136035A (ja) * | 1987-11-24 | 1989-05-29 | Hamamatsu Photonics Kk | 焦電型検出素子の製造方法 |
| JPH06194228A (ja) * | 1992-06-30 | 1994-07-15 | Nippon Ceramic Co Ltd | 焦電型赤外線センサ |
| JPH0868700A (ja) * | 1994-08-31 | 1996-03-12 | Matsushita Electric Works Ltd | センサ回路及び赤外線検出素子 |
| JP3186603B2 (ja) * | 1996-09-06 | 2001-07-11 | 株式会社村田製作所 | 焦電型赤外線センサ素子 |
| JP3204130B2 (ja) * | 1996-10-30 | 2001-09-04 | 株式会社村田製作所 | 焦電型赤外線センサ素子 |
| JPH11304618A (ja) * | 1998-04-23 | 1999-11-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体歪みセンサ |
| US6329655B1 (en) * | 1998-10-07 | 2001-12-11 | Raytheon Company | Architecture and method of coupling electromagnetic energy to thermal detectors |
| JP4612932B2 (ja) * | 2000-06-01 | 2011-01-12 | ホーチキ株式会社 | 赤外線検出素子および赤外線２次元イメージセンサ |
| JP3974338B2 (ja) * | 2001-03-15 | 2007-09-12 | 株式会社東芝 | 赤外線検出素子及び赤外線検出装置 |
| JP2003227753A (ja) * | 2001-11-27 | 2003-08-15 | Matsushita Electric Works Ltd | 赤外線検出回路及び赤外線検出装置 |
| US7351973B2 (en) * | 2005-02-15 | 2008-04-01 | Delphi Technologies, Inc. | Apparatus and method for providing thermal conductance in thermally responsive photonic imaging devices |
| US7732770B2 (en) * | 2007-06-19 | 2010-06-08 | The Board Of Trustees Of The University Of Alabama | Thin film multi-layered pyroelectric capacitor |
-
2009
- 2009-08-11 DE DE102009037111A patent/DE102009037111B4/de active Active
-
2010
- 2010-05-21 JP JP2012524160A patent/JP5734292B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-05-21 EP EP10720424.0A patent/EP2464953B1/de active Active
- 2010-05-21 CN CN201080042863.5A patent/CN102549402B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-05-21 WO PCT/EP2010/057050 patent/WO2011018253A1/de active Application Filing
- 2010-05-21 US US13/390,057 patent/US8648303B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993009414A1 (en) * | 1991-11-04 | 1993-05-13 | Honeywell Inc. | Thin film pyroelectric imaging array |
| DE19525071A1 (de) * | 1995-07-10 | 1997-01-16 | Siemens Ag | Pyroelektrisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung |
| CN1834599A (zh) * | 2005-03-16 | 2006-09-20 | Ulis股份公司 | 测辐射热探测器、使用探测器的设备和制造探测器的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102549402B (zh) | 2015-02-18 |
| EP2464953A1 (de) | 2012-06-20 |
| US8648303B2 (en) | 2014-02-11 |
| DE102009037111A1 (de) | 2011-03-17 |
| US20120211658A1 (en) | 2012-08-23 |
| DE102009037111B4 (de) | 2011-07-21 |
| WO2011018253A1 (de) | 2011-02-17 |
| JP5734292B2 (ja) | 2015-06-17 |
| JP2013501925A (ja) | 2013-01-17 |
| EP2464953B1 (de) | 2015-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103376279B (zh) | 湿度传感器装置 | |
| CN102625907B (zh) | 红外线传感器 | |
| KR101267683B1 (ko) | 수중 안테나용 하이드로폰 | |
| JP3203788B2 (ja) | 物理量センサ及びその製造方法 | |
| JPH07500913A (ja) | 薄膜ピロ電気画像アレイ | |
| EP0131996A2 (en) | Infra-red radiation detector | |
| US8963087B2 (en) | Infrared light sensor having a high signal voltage and a high signal/noise ratio | |
| CN102549402B (zh) | 紧密的红外光检测器及用于生产其的方法与包括所述红外光检测器的红外光检测器系统 | |
| CN105006499A (zh) | 一种基于fpc柔性衬底的热补偿型热释电红外单元探测器 | |
| EP0866955A1 (en) | Array combining many photoconductive detectors in a compact package | |
| US6347555B1 (en) | Force sensor circuit | |
| JPH08139342A (ja) | 光電変換モジュール | |
| CN210638817U (zh) | 一种贴片式红外传感器 | |
| CN109100398B (zh) | 一种酒精浓度检测系统封装结构及其制造方法 | |
| CN106082102A (zh) | 集成温度湿度气体传感的传感器电路制造方法及传感器 | |
| JP4258193B2 (ja) | 赤外線検出器 | |
| US4742494A (en) | Device for reading a two-dimensional charge image | |
| JP2013501925A5 (zh) | ||
| JP6745481B2 (ja) | 赤外線検出装置及びその製造方法 | |
| JP2001074767A (ja) | 加速度センサおよびその製造方法 | |
| US7264983B2 (en) | Method of enhancing connection strength for suspended membrane leads and substrate contacts | |
| JPS61209334A (ja) | 圧力検出器 | |
| JP5034664B2 (ja) | 力検知装置 | |
| JPH06160183A (ja) | 赤外線検出器 | |
| JPH01242928A (ja) | 焦電型赤外線アレイセンサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150218 Termination date: 20190521 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |