CN104272086B - 红外线辐射元件 - Google Patents
红外线辐射元件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104272086B CN104272086B CN201380024319.1A CN201380024319A CN104272086B CN 104272086 B CN104272086 B CN 104272086B CN 201380024319 A CN201380024319 A CN 201380024319A CN 104272086 B CN104272086 B CN 104272086B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heating element
- infrared radiation
- insulating barrier
- radiation component
- substrate
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 241
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 248
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 155
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 101
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 24
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 21
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 90
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 16
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 13
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 230000004044 response Effects 0.000 description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- 229910018182 Al—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910003978 SiClx Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 125000003698 tetramethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K5/00—Irradiation devices
- G21K5/02—Irradiation devices having no beam-forming means
-
- 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
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
-
- 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
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
- G01J3/108—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry for measurement in the infrared range
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/0033—Heating devices using lamps
- H05B3/0038—Heating devices using lamps for industrial applications
- H05B3/0047—Heating devices using lamps for industrial applications for semiconductor manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
- H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
- H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
- H05B3/265—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base the insulating base being an inorganic material, e.g. ceramic
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/016—Heaters using particular connecting means
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/032—Heaters specially adapted for heating by radiation heating
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明涉及一种红外线辐射元件，包括：具有热绝缘性能和电绝缘性能的第一绝缘层；设置在第一绝缘层上并且配置成当被供能时发射红外线辐射的加热元件层；和，设置在加热元件层的与第一绝缘层相反侧上并且具有热绝缘性能和电绝缘性能的第二绝缘层。第二绝缘层传送从加热元件层发射的红外线辐射。该加热元件层具有这样的薄层电阻，即该加热元件层的阻抗匹配与该第二绝缘层接触的空间的阻抗。
Description
技术领域
本发明涉及红外线辐射元件。
背景技术
近来，已经研制并开发出通过使用用于MEMS(微机电系统)的制造技术等所制造的红外线辐射元件。这些种类的红外线辐射元件可以用作气敏传感器、光学分析设备等的红外光源。
具有图8和9中所示配置并且被专利文件1(JP H09-184757A)公开的辐射源被称为这些种类红外线辐射元件中的一种。
该辐射源包括：衬底13；衬底13上的第一绝缘层22；第一绝缘层22上的辐射表面层11；辐射表面层11上的第二绝缘层24；和第二绝缘层24上的两个或更多个极狭窄的白炽灯丝。另外，辐射源还包括：覆盖并保护白炽灯丝10的第三绝缘层26；和分别穿过第三绝缘层26的开口连接至每个白炽灯丝10的两端的一对衬垫15和15。第二绝缘层24设置成用于将辐射表面层11与白炽灯丝10绝缘。专利文件1公开了白炽灯丝10被其他部件(第一绝缘层22、辐射表面层11、第二绝缘层24和第三绝缘层26)包封，该其他部件组成具有多层结构的均匀平板。另外，专利文件1公开了提供第一绝缘层22和第三绝缘层26的目的是为了相对于氧化作用保护白炽灯丝10和辐射表面层11。
衬底13具有与辐射表面层11相应的开口14。专利文件1公开了形成开口14的蚀刻剂可以是含水氢氧化钾(KOH)溶液、包含少量邻苯二酚的含水乙二胺溶液或者四甲基氢氧化铵(TMAH)。
衬底13是由(100)定向的硅片制成的。第一绝缘层22是具有厚度200nm的氮化硅层。辐射表面层11是掺有硼、磷或者砷并且具有大约1μm厚度的多晶硅膜。第二绝缘层24是具有大约50nm厚度的氮化硅层。每个白炽灯丝10是具有大约400nm厚度的钨层。第三绝缘层26是具有大约200nm厚度的氮化硅层。金属衬垫15是由例如铝制成的并且穿过第三绝缘层26的开口与白炽灯丝10欧姆接触。
在辐射源中，辐射表面层11具有1mm2的面积。例如，白炽灯丝10各具有的尺寸为，其厚度在0.1到1μm的范围，其宽度在2到10μm的范围，并且其之间的间隔在20到50μm的范围。
在辐射源中，当电流流过白炽灯丝10时，白炽灯丝10的温度增加。关于这一点，白炽灯丝10主要用来加热辐射表面层11，并且辐射表面层11起主热辐射源的作用。
顺便说及，众所周知，当红外线辐射元件被用作分光镜的气敏传感器的红外线源时，例如，通过间歇地驱动红外线辐射元件以间歇地发射红外线辐射并且以锁定放大器放大光接收元件的输出来提高气敏传感器的输出的S/N比。
然而，当图8和9中所示的配置被应用于辐射源时，辐射表面层11的温度变化对施加于白炽灯丝10的电压波形的响应由于除了白炽灯丝10的热容量之外的第一绝缘层22、辐射表面层11、第二绝缘层24和第三绝缘层26的热容量而被延迟了。因此，在上述辐射源中，辐射表面层11的温度不太可以增加，并且很难降低能量消耗并增加响应速度。
发明内容
本发明已经考虑到上述不足，并且其目的是提出一种红外线辐射元件，其中能降低能量消耗并且能增加反应速度。
根据本发明的第一方面，提供了一种红外线辐射元件，包括：第一绝缘层，其具有热绝缘性能和电绝缘性能；加热元件层，其设置在第一绝缘层上并且配置成当被供能时发射红外线辐射；和第二绝缘层，其设置在加热元件层的与第一绝缘层相反的侧部上并且具有热绝缘性能和电绝缘性能。第二绝缘层传送从加热元件层发射的红外线辐射。加热元件层具有这样的薄层电阻，即加热元件层的阻抗匹配与第二绝缘层接触的空间的阻抗。
根据参考第一方面的本发明的第二方面，提供了红外线辐射元件，其中该加热元件层的薄层电阻被选择成，加热元件层的红外线发射率不小于预定值。
根据参考第二方面的本发明的第三方面，提供了红外线辐射元件，其中加热元件层的薄层电阻落入73Ω/□到493Ω/□的范围。
根据参考第一到第三方面中任一方面的本发明的第四方面，提供了还包括衬底的红外线辐射元件。第一绝缘层设置在衬底的表面上。
根据参考第四方面的本发明的第五方面，提供了红外线辐射元件，其中衬底具有暴露第一绝缘层的开口。根据参考第五方面的本发明的第六方面，提供了红外线辐射元件，其中加热元件层定位在第一绝缘层在平面图中与所述开口接触的部位中。
根据参考第五或第六方面的本发明的第七方面，提供了红外线辐射元件，该红外线辐射元件还包括分别设置在加热元件层的与第一绝缘层相反表面的两端上的一对电极。
根据参考第七方面的本发明的第八方面，提供的红外线辐射元件还包括：一对衬垫，它们定位在其中在平面图中未设置开口的部位中，该对衬垫被设置成平行于预定方向延伸；和将该对衬垫各自地电连接至一对电极的一对电连接器。该对电连接器关于穿过加热元件层的重心并且沿预定方向延伸的中心线对称地设置。
根据参考第八方面的本发明的第九方面，提供了红外线辐射元件，其中该对电连接器中的每个是由两个或更多个配线组成的。
根据参考第八或第九方面的本发明的第十方面，提供了红外线辐射元件，其中该对电连接器是由钽制成的。
根据参考第一到第十方面中任一方面的本发明的第十一方面，提供了红外线辐射元件，其中加热元件层是由氮化钽或者导电的多晶硅制成。
附图说明
图1A是第一实施例的红外线辐射元件的示意性平面图，
图1B是沿图1A的A-A线截取的横截面，
图2A是第二实施例的红外线辐射元件的示意性平面图，
图2B是沿图2A的A-A线截取的横截面，
图3A是第三实施例的红外线辐射元件的示意性平面图，
图3B是沿图3A的A-A线截取的横截面，
图4A是第四实施例的红外线辐射元件的示意性平面图，
图4B是沿图4A的A-A线截取的横截面，
图5A是第五实施例的红外线辐射元件的示意性平面图，
图5B是沿图5A的A-A线截取的横截面，
图6A是第六实施例的红外线辐射元件的示意性平面图，
图6B是沿图6A的A-A线截取的横截面，
图7A是第七实施例的红外线辐射元件的示意性平面图，
图7B是沿图7A的A-A线截取的横截面，
图8是背景技术的辐射源的示意性平面图，以及
图9是沿图8的A-A线截取的横截面。
具体实施方式
(第一实施例)
以下将基于图1A和1B来描述第一实施例的红外线辐射元件1。
第一实施例的红外线辐射元件1包括衬底2、设置在衬底2的表面21上的第一绝缘层3、和在第一绝缘层3的与衬底2相反侧处直接设置在第一绝缘层3上的第二绝缘层4。另外，红外线辐射元件1还包括一对电极7和7，该对电极在衬底2的表面21的侧部处与加热元件层4的外周接触。此外，红外线辐射元件1还包括一对衬垫9和9，该对衬垫分别通过电连接器8(配线8a)电连接至电极7和7。第一实施例的红外线辐射元件1包括第二绝缘层5，该第二绝缘层5在第一绝缘层3的与衬底2相反侧处直接设置在加热元件层4上并且对于从加热元件层4发射的红外线辐射是可穿透的。衬底2具有暴露第一绝缘层3的与加热元件层4相反表面的开口2a。在该红外线辐射元件1中，加热元件层4当被供能时发射红外线辐射。
换句话说，第一实施例的红外线辐射元件1包括第一绝缘层3、设置在第一绝缘层3上的加热元件层4和设置在加热元件层4的与第一绝缘层3相反侧上的第二绝缘层5。加热元件层4当被供能时产生热量并且发射红外线辐射。另外，第一实施例的红外线辐射元件1包括衬底2和设置在衬底2的表面21上的第一绝缘层3。衬底2具有暴露第一绝缘层3的开口2a。
加热元件层4的薄层电阻被选择成，抑制红外线发射率由于第二绝缘层5和与第二绝缘层5接触的空间(例如，空气或者如氮气的气体)之间的阻抗失配的降低。
以下将详细描述红外线辐射元件1的每个配置元件。
衬底2是单晶硅衬底，该单晶硅衬底具有将为表面21的(100)平面。然而，衬底2可以是具有(110)平面的单晶硅衬底。衬底2可以不限于单晶硅衬底并且可以是多晶硅衬底。衬底2可以不是硅衬底。用于衬底2的材料优选比用于第一绝缘层3的材料具有更大的热导率和更大的热容量。
衬底2具有矩形的外部形状。换句话说，衬底2在垂直于衬底2的厚度方向(对于图1A的纸张的垂直方向；图1B中的竖直方向)的平面中具有矩形形状。衬底2的外部尺寸不受特别限制，但是优选不大于10mm的平方大小(10mm*10mm)。另外，衬底2的开口2a具有矩形的开口形状。衬底2的开口2a具有这样的形状，即开口2a的面积朝向另一表面22比在表面21(靠近第一绝缘层3的表面)处更大。该另一表面22是衬底2的与表面21相反的表面。也就是说，衬底2的开口2a具有这样的形状，即开口2a的区域随着开口2a离第一绝缘层3的距离的增加而变大。衬底2的开口2a是通过蚀刻衬底2来制备的。当衬底2是具有将为表面21的(100)平面的单晶硅衬底时，可以通过使用如蚀刻剂的碱性溶液来非等向地蚀刻衬底2来制备衬底2的开口2a。衬底2的开口2a的开口形状不受特别限制。当用于形成开口2a的掩膜层是由无机材料制成时，红外线辐射元件1可以包括处于衬底2的另一表面22上的残留掩膜层。例如，掩膜层可以是氧化硅膜和氮化硅膜的叠层。
第一绝缘层3具有热绝缘性能和电绝缘性能。第一绝缘层3形成在衬底2的表面21上并且覆盖开口2a。第一绝缘层3是由膜片部分3D和支承部分3S组成的。膜片部分3D将开口2a与加热元件层4隔开。支承部分3S设置在表面21上以围绕开口2a并且支承膜片部分3D。换句话说，第一绝缘层3具有限定为叠盖开口2a的那部分的膜片部分3D和限定为不叠盖开口2a的那部分的支承部分3S。膜片部分3D和支承部分3S位于衬底2的表面21的一侧。膜片部分3D形成在膜片区域中。膜片区域限定为其中在平面图中开口2a形成在衬底2的表面21中的区域。换句话说，膜片区域是其中开口2a接触第一绝缘层3的区域(膜片部分3D)。请注意，术语“在平面图中”是指沿衬底2(和加热元件层4)的厚度方向观察时的视图。
红外线辐射元件1具有位于膜片区域中的膜片单元。在第一实施例中，膜片单元是由第一绝缘层3(膜片部分3D)、加热元件层4、第二绝缘层5、电极7和电连接器8组成的。另外，在第一实施例中，第一绝缘层3的外周与衬底2的外周对齐。
第一绝缘层3是由靠近衬底2的氧化硅膜和氧化硅膜的与衬底2相反侧上的氮化硅膜组成的。第一绝缘层3不限于氧化硅膜和氮化硅膜的叠层，并且可以具有氧化硅膜或者氮化硅膜的单层结构、其他材料的单层结构或者由其他材料制成的两个或更多层的多层结构。
第一绝缘层3还在通过蚀刻衬底2的另一表面22来形成开口2a中起到了蚀刻停止层的作用，该表面22与用于制备红外线辐射元件1的衬底2的表面21相反。
加热元件层4设计成当被供能时产生热量以发射红外线辐射。也就是说，加热元件层4起到加热器以及发射红外线辐射的发光层的作用。加热元件层4具有矩形的平面形状。关于这一点，加热元件层4的平面形状限定为加热元件层4在垂直于加热元件层4的厚度方向的平面中的形状。第一实施例的加热元件层4形成在其中在平面图中第一绝缘层3(膜片部分3D)与加热元件层4相互接触的区域(膜片区域)中。换句话说，加热元件层4定位在其中在平面图中开口2a形成在衬底2的表面21中的区域(膜片区域)中。也就是说，加热元件层4定位在平行于衬底2的表面21的平面中的开口2a的区域内。加热元件层4的平面尺寸优选小于与第一绝缘层3的开口2a接触的一表面的平面尺寸。也就是说，加热元件层4的平面尺寸优选小于膜片部分3D的平面尺寸(即，开口2a在平面21处的尺寸)。关于这一点，膜片部分3D的平面尺寸未被特别限制而且优选不大于5mm的平方尺寸(不大于5mm*5mm)。
第一实施例的红外线辐射元件1具有电极7，并且电极7与加热元件层4接触。加热元件层4具有与电极7接触的区域，并且该区域被称为接触区域4b。在加热元件层4中，除接触区域4b以外的区域被称为辐射区域4a。简单地说，加热元件层4具有接触区域4b和辐射区域4a。在第一实施例中，加热元件层4具有一对彼此相反的接触区域4b。在第一实施例中，接触区域4b位于加热元件层4的与第一绝缘层3相反表面(图1B中的上表面)的相应边缘上。分别位于加热元件层4的边缘上的该对接触区域4b沿加热元件层4的宽度方向(图1A中的竖直方向；对于图1B的纸张的垂直方向)延伸。加热元件层4的平面尺寸优选被选择成，除去其中电极7与加热元件层4叠置的接触区域4b，辐射区域4a的平面尺寸不大于3mm的平方尺寸(3mm*3mm)。
加热元件层4是由氮化钽制成的。也就是说，加热元件层4是由氮化钽制成的氮化钽层。用于加热元件层4的材料不限于氮化钽，而例如可以是氮化钛、镍铬、钨、钛、钍、铂、锆、铬、钒、铑、铪、钌、硼、铱、铌、钼、钽、锇、铼、镍、钬、钴、铒、钇、铁、钪、铥、钯或者镥。另外，用于加热元件层4的材料可以是导电的多晶硅。也就是说，加热元件层4可以是导电的多晶硅层，该导电的多晶硅层具有导电性能并且由多晶硅制成。考虑到高温下的化学稳定性和薄层电阻的设计能力，加热元件层4优选是氮化钽层或者导电的多晶硅层。当加热元件层4是氮化钽层时，可能通过改变氮化钽层的成分(例如，Ta与N的摩尔比)来改变加热元件层4的薄层电阻。当加热元件层4是导电的多晶硅层时，能通过改变导电的多晶硅层的杂质浓度来改变加热元件层4的薄层电阻。该导电的多晶硅层可以是掺有高浓度的n型杂质的n型多晶硅层。可替换地，该导电的多晶硅层可以是掺有高浓度的p型杂质的p型多晶硅层。例如，当加热元件层4是导电的多晶硅层(n型多晶硅层)并且磷被用作n型杂质时，可以在大约1*1018cm-3到大约5*1020cm-3的范围内适当地选择杂质浓度。例如，当加热元件层4是导电的多晶硅层(p型多晶硅层)并且硼被用作p型杂质时，可以在大约1*1018cm-3到大约1*1020cm-3的范围内适当地选择杂质浓度。请注意，考虑到防止加热元件层4由于因线膨胀系数方面的差异所产生的热应力而破碎，用于加热元件层4的材料优选具有这样的线膨胀系数，即加热元件层4的材料与衬底2的材料之间的线膨胀系数方面的差异较小。
在红外线辐射元件1中，从加热元件层4发射的红外线辐射的峰值波长λ依据加热元件层4的温度而变化。关于这一点，假设T[K]表示加热元件层4的绝对温度，并且λ[μm]表示峰值波长，则峰值波长λ满足方程式：
λ＝2898/T.
加热元件层4的绝对温度T与红外线辐射的峰值波长λ之间的关系满足维恩位移定律。在红外线辐射元件1中，能通过调节从外部电源(未显示)施加在该对衬垫9和9之间的输入功率来改变加热元件层4中产生的焦耳热，并且由此能改变加热元件层4的温度。简单地说，加热元件层4的温度依据施加于加热元件层4的功率而变化。因此，在红外线辐射元件1中，能通过选择至加热元件层4的输入功率来改变加热元件层4的温度，并且能通过改变加热元件层4的温度来改变从加热元件层4发射出的红外线辐射的峰值波长λ。另外，在第一实施例的红外线辐射元件1中，随着加热元件层4的温度的增加而有可能增加红外线辐射的辐射量。因此，有可能使用红外线辐射元件1作为高输出的红外光源来发射处于红外波长区的宽范围内的红外线辐射。例如，当红外线辐射元件1被用作气敏传感器的红外光源时，由接收红外线辐射的探测器的滤光器所传送的红外线辐射的任选频率能够选择待由气敏传感器探测的气体。特别是，当滤光器被设计成以不同波长传送两种或更多种红外线辐射时，气敏传感器能检测两种或更多种气体。
第二绝缘层5具有热绝缘性能和电绝缘性能。第一实施例的第二绝缘层5被配置成传送从加热元件层4发射的红外线辐射。第一实施例的第二绝缘层5的与加热元件层4相反表面的一部分被配线8a覆盖，并且另一部分暴露并与空间接触。第二绝缘层5是氮化硅膜。第二绝缘层5不限于此，并且例如可以是氧化硅膜或者氧化硅膜和氮化硅膜的叠层。就具有期望波长或者处于期望波长范围内并且当加热元件层4被供能时从加热元件层4发射的该红外线辐射而言，第二绝缘层5优选具有高透射率。该透射率不必是100％。
第一实施例的第二绝缘层5覆盖加热元件层4，并且加热元件层4设置在第二绝缘层5与第一绝缘层3之间。第二绝缘层5具有用于提供电极7与加热元件层4接触的一对接触孔5a。接触孔5a穿透第二绝缘层5，并且电极7延伸穿过接触孔5a并处于加热元件层4上。因此，电极7能与加热元件层4接触。因此，能通过电极7给加热元件层4供能。
在红外线辐射元件1中，优选是，考虑到由第一绝缘层3、加热元件层4和第二绝缘层5所组成的夹层结构(其中加热元件层4插设于第一绝缘层3与第二绝缘层5之间的结构)上的应力平衡来选择第一绝缘层3和第二绝缘层5的材料和厚度。从而，在红外线辐射元件1中，有可能改善上述夹层结构上的应力平衡，并且因而更多地抑制所述夹层结构的翘曲或者破裂。因此，有可能进一步提高机械强度。
考虑到减小加热元件层4的热容量，加热元件层4的上述厚度(对于图1A的纸张的垂直方向上的长度；图1B中的竖直方向上的长度)优选不多于0.2μm。
为了减小第一绝缘层3、加热元件层4和第二绝缘层5的叠层单元的热容量，第一绝缘层3、加热元件层4和第二绝缘层5的总厚度优选落入到大约0.1μm到大约1μm的范围内，并且更优选不多于0.7μm。
该对电极7和7在衬底2的表面21侧接触加热元件层4的与衬底2相反表面的外周(分别为图1A中的左、右边缘)。也就是说，红外线辐射元件1具有在加热元件层4的与第一绝缘层3相反侧处形成于加热元件层4的两个边缘上的该对电极7和7。在第一实施例中，该对电极7和7沿该加热元件层4的宽度方向(图1A中的竖直方向；对于图1B的纸张的垂直方向)延伸，并且设置在加热元件层4的长度方向(图1A和1B中的横向方向)上。每个电极7延伸穿过第二绝缘层5的接触孔5a并且位于加热元件层4上以与加热元件层4电接触。在这方面，每个电极7与加热元件层4处于欧姆接触。
在第一实施例中，用于每个电极7的材料是铝合金(Al-Si)。也就是说，电极7优选由铝合金(Al-Si)制成。可替换地，电极7优选由Al或者Al-Cu制成。然而，用于每个电极7的材料不特别限于此，并且例如可以是金或者铜。每个电极7具有与加热元件层4接触的部分，并且该部分是由允许与加热元件层4欧姆接触的材料制成的是足够的。因此，电极7不限于具有单层结构而可以具有多层结构。例如，每个电极7具有三层结构，其中从加热元件层4起按第一层、第二层和第三层的该顺序堆叠并设置，并且与加热元件层4接触的第一层可以是由高熔点金属(例如，铬)制成的，并且第二层可以是由镍制成的，并且第三层可以是由金制成的。
衬垫9形成在支承部分3S上。也就是说，衬垫9形成在其中在平面图中未形成开口2a的区域上。换句话说，衬垫9在平行于衬底2的表面21的平面中定位在开口2a的外侧。然后，该对衬垫9设置成在其中在平面图中未形成开口2a的区域中相互平行地延伸。简单地说，该对衬垫9设置成平行于预定方向延伸。在第一实施例中，该对衬垫9设置成相互平行地延伸从而其中形成开口2a的区域处于其之间。
一对电连接器8和8各自地将该对衬垫9和9电连接至该对电极7和7。在第一实施例中，电连接器8是由一个配线8a构成的。优选是，每个电连接器8(配线8a)和每个衬垫9是由相同材料制成的，并且具有与每个电极7相同的层状结构和相同的厚度。从而，在红外线辐射元件1中，每个电连接器8(每个配线8a)和每个衬垫9可以与每个电极7平行地形成。衬垫9的厚度优选落入到大约0.5到大约2μm的范围内。
为了制备红外线辐射元件1，按该顺序在衬底2的表面21上形成第一绝缘层3、加热元件层4和第二绝缘层5，并且然后在第二绝缘层5中形成接触孔5a。此后，形成每个电极7、每个电连接器8(配线8a)和每个衬垫9，并且随后可以在衬底2中形成开口2a。
一种制备第一绝缘层3的氧化硅膜的方法可以采用例如加热氧化方法和CVD(化学气相淀积)，并且优选是加热氧化方法的薄膜形成技术。一种制备第一绝缘层3的氮化硅膜的方法可以采用例如CVD，并且优选LPCVD(低压化学气相淀积)的薄膜形成技术。
例如，制备加热元件层4的方法可以采用例如溅射、沉淀及CVD的薄膜形成技术和/或使用光刻技术与蚀刻技术的处理技术。
例如，制备第二绝缘层5的方法可以采用例如CVD的薄膜形成技术和/或使用光刻技术与蚀刻技术的处理技术。用于制备第二绝缘层5的CVD优选是等离子CVD。
为了形成接触孔5a，可以采用光刻技术和蚀刻技术。
为了形成每个电极7、每个配线8a和每个衬垫9，可以使用例如溅射、沉淀及CVD的薄膜形成技术和/或使用光刻技术与蚀刻技术的处理技术。另外，为了形成开口2a，可以在衬底2的另一表面22上形成作为掩膜层的氧化硅膜和氮化硅膜的叠层(未显示)，该另一表面22是与衬底2的表面21相反的表面。此后，可以蚀刻衬底2的该另一表面22以形成开口2a。通过在衬底2的另一表面22上形成起到掩膜层的基底作用的氧化硅膜和并行地形成构成第一绝缘层3的氧化硅膜，并且此后在衬底2的另一表面22上形成氮化硅膜和并行地形成构成第一绝缘层3的氮化硅膜来制备掩膜层。可以通过光刻技术和蚀刻技术来执行氧化硅膜和氮化硅膜的叠层的图案成形，该氮化硅膜起到掩膜层的基底作用。
制备第一实施例中的红外线辐射元件1的方法采用第一绝缘层3作为用于形成开口2a的蚀刻停止层。因此，有可能提高第一绝缘层3的厚度方面的精度，并且防止衬底2的一部分或者残余留在第一绝缘层3的开口2a侧。根据该方法，有可能减小红外线辐射元件1之间的第一绝缘层3的机械强度和第一绝缘层3的整个膜片部分3D的热容量方面的差异。
为了同时制备多个上述红外线辐射元件1，按晶片水平进行加工直到完成开口2a的成型，并且此后可以在形成开口2a之后将红外线辐射元件1分成单个。换句话说，为了制备多个红外线辐射元件1，制备作为多个衬底2的基底的硅晶圆，并且使用该硅晶圆来形成多个红外线辐射元件1并且此后将其分成单个红外线辐射元件1。
如从制备红外线辐射元件1的上述方法中显而易见的，可以使用MEMS制造技术来制备红外线辐射元件1。
加热元件层4的薄层电阻被选择成，抑制红外线发射率由于第二绝缘层5和与第二绝缘层5接触的空间(例如，空气或者如氮气的气体)之间的阻抗失配方面的降低。简单地说，加热元件层4具有这样的薄层电阻，即加热元件层4的电阻匹配与第二绝缘层5接触的空间的阻抗。
例如，当加热元件层4是由氮化钽制成时，可以使用通过反应溅射形成氮化钽层中的氮气的分压力来控制加热元件层4的薄层电阻，该氮化钽层是加热元件层4的基底。简单地说，当加热元件层4是由氮化钽制成时，能通过改变氮化钽层的成分(Ta与N的比)来改变加热元件层4的薄层电阻。可替换地，当加热元件层4是由导电的多晶硅制成时，能通过改变导电的多晶硅层的杂质浓度来改变加热元件层4的薄层电阻，该导电的多晶硅层是加热元件层4的基底。作为一种控制导电的多晶硅层的杂质浓度的方法，存在一种制备未掺杂的多晶硅层并且此后给该未掺杂的多晶硅层掺入杂质的方法和另一种形成已经将杂质掺入膜中的材料的方法。
在第一实施例的红外线辐射元件1中，当上述空间(气体)充有空气、加热元件层4是由氮化钽制成并且加热元件层4被加热到例如500℃的预定操作温度时，在该操作温度下提供加热元件层4的最大红外线发射率的加热元件层4的薄层电阻是189Ω/□(189Ω/sp.)，并且发射率的最大值是50％。换句话说，当加热元件层4的薄层电阻是189Ω/□时，由于阻抗与空气匹配而有可能使红外线发射率最大。因此，为了通过抑制发射率方面的降低来确保40％或更高的发射率，例如，可以将加热元件层4的薄层电阻选择在73到493Ω/□的范围内。在这方面，假设在预定操作温度下提供最大发射率的薄层电阻被称为预定薄层电阻，则该预定操作温度下加热元件层4的薄层电阻优选选择为该预定薄层电阻，允许其10％的出入。换句话说，在红外线辐射元件1中，加热元件层4的薄层电阻被优选选择成，红外线发射率不小于一预定值。具体地说，加热元件层4的薄层电阻优选在73Ω/□到493Ω/□的范围中。
红外线辐射元件1包括衬底2、第一绝缘层3、加热元件层4、第二绝缘层5和一对电极7与7。当加热元件层4被供能时加热元件层4发射红外线辐射。衬底2具有暴露第一绝缘层3的与加热元件层4相反表面的开口2a。加热元件层4的薄层电阻被选择成，抑制红外线发射率由于第二绝缘层5和与第二绝缘层5接触的空间(气体)之间的阻抗失配方面的降低。
如上所述，第一实施例的红外辐射元件1包括以下第一到第七和第十一特征。请注意，以下将描述第八到第十特征。
在第一特征中，红外线辐射元件1包括：具有热绝缘性能和电绝缘性能的第一绝缘层3；设置在第一绝缘层3上并且配置成当供能时发射红外线辐射的加热元件层4；和设置在加热元件层4的与第一绝缘层3相反侧上并且具有热绝缘性能和电绝缘性能的第二绝缘层5。第二绝缘层5传送从加热元件层4发射的红外线辐射。加热元件层4具有这种薄层电阻，即加热元件层4的阻抗匹配与第二绝缘层5接触的空间的阻抗。
在第二特征中，在包括第一特征的红外线辐射元件1中，加热元件层4的薄层电阻被选择成加热元件层4的红外线发射率不小于一预定值。请注意，在本实施例的红外线辐射元件1中，第二特征是可选的。
在第三特征中，在包括第二特征的红外线辐射元件1中，加热元件层4的薄层电阻落入73Ω/□到493Ω/□范围内。请注意，在本实施例的红外线辐射元件1中，第三特征是可选的。
在第四特征中，包括第一到第三特征中任一项的红外线辐射元件1包括衬底2。第一绝缘层3设置在衬底2的表面21上。请注意，在本实施例的红外线辐射元件1中，第四特征是可选的。
在第五特征中，在包括第四特征的红外线辐射元件1中，衬底2具有开口2a以暴露第一绝缘层3。请注意，在本实施例的红外线辐射元件1中，第五特征是可选的。
在第六特征中，在包括第五特征的红外线辐射元件1中，加热元件层4设置在其中在平面图中第一绝缘层3接触开口2a的区域中。请注意，在本实施例的红外线辐射元件1中，第六特征是可选的。
在第七特征中，包括第五或第六特征的红外线辐射元件1包括分别设置在加热元件层4的与第一绝缘层3相反表面的两端处的该对电极7和7。请注意，在本实施例的红外线辐射元件1中，第七特征是可选的。
换句话说，包括第一、第四、第五和第七特征的红外线辐射元件1包括：衬底2；设置在衬底2的表面21上的第一绝缘层3；直接设置在第一绝缘层3的与衬底2相反侧上的加热元件层4；与衬底2的表面21的侧部处的加热元件层4的外周接触的一对电极7和7；和，在第一绝缘层3的与衬底2相反侧处直接设置在加热元件层4上并且透过从加热元件层4发射的红外线辐射的第二绝缘层5。衬底2具有暴露第一绝缘层3的与加热元件层4相反表面的开口2a。加热元件层4的薄层电阻被选择成，抑制红外线发射率由于第二绝缘层5和与第二绝缘层5接触的气体之间的阻抗失配方面的降低。
在第十一特征中，在包括第一到第十特征中任一项的红外线辐射元件1中，加热元件层4是氮化钽层或者导电的多晶硅层。请注意，在本实施例的红外线辐射元件1中，第十一特征是可选的。
换句话说，在第十一特征中，加热元件层4是由氮化钽或者导电的多晶硅制成的。
在这方面，就红外线辐射元件的红外线辐射而言的输出近乎与发射红外线辐射的层(第一实施例中的加热元件层4)的红外线发射率成正比。在这方面，通常已知的是，红外线发射率近乎与发射红外线辐射的物体(第一实施例中的加热元件层4)的温度的四次方成正比。请注意，加热元件层4的温度与施加至加热元件层4的热量(功率)成正比而与加热元件层4、第一绝缘层3和第二绝缘层5的热容量成反比。层的热容量与每单位面积的层的厚度成正比。
在传统的红外线辐射元件中，如专利文件1中所述，例如，为了增加就红外线辐射而言的输出，采用增加发射红外线辐射的层(辐射表面层)的体积的方式，并且加厚辐射表面层(在专利文件1中，辐射表面层的厚度为大约1μm)。然而，在红外线辐射元件中，越厚的辐射表面层具有越大的热容量，并且因此，与包含更薄辐射表面层的红外线辐射元件相比，就红外线辐射而言的输出实际上可以更小。更厚的辐射表面层比更薄的辐射表面层需要更大的功率来加热至一温度(假设所述更厚的辐射表面层和更薄的辐射表面层除了它们的厚度之外是相同的)。因此，即使当给更厚辐射表面层和更薄辐射表面层施加相同功率时，更厚辐射表面层的温度的增加小于更薄辐射表面层的温度的增加。因此，存在更厚辐射表面层的红外线发射率小于更薄辐射表面层的顾虑。
另外，为了提供高输出的红外线辐射，具有更厚辐射表面层的红外线辐射元件需要更大功率。因此，就具有更厚辐射表面层的红外线辐射元件而言，很难降低能量消耗。
相反，在第一实施例的红外线辐射元件1中，为了提高红外线辐射的输出，可以将加热元件层4的阻抗设计成能匹配与第二绝缘层5接触的空间的阻抗。因此，在红外线辐射元件1中，即使当发射红外线辐射的层(加热元件层4)比传统红外线辐射元件的薄(例如，0.2μm)时，加热元件层4具有相对更大的红外线发射率(大约50％)。换句话说，在第一实施例的红外线辐射元件1中，使加热元件层4的阻抗匹配与第二绝缘层5接触的空间的阻抗，并且因此有可能在不增加加热元件层4的热容量的情况下(即，在不加厚加热元件层4的情况下)提高红外线发射率和红外线辐射元件1的输出。
通常已知的是，物体的热时间常数与物体的热容量成正比。因此，在其中发射红外线辐射的层(辐射表面层)被加厚的传统红外线辐射元件中，增加了热时间常数以及红外线辐射层的热容量。因此，就传统红外线辐射元件而言，很难增加响应速度。
相反，在第一实施例中，有可能在不增加加热元件层4的热容量的情况下提供高输出的红外线辐射元件1。因此，有可能减小高输出的红外线辐射元件1的加热元件层4的热时间常数。因此，有可能增加红外线辐射元件1的输出和红外线辐射元件1的响应速度。
因此，第一实施例的红外线辐射元件1能实现降低能量消耗和增加响应速度两者。换句话说，在第一实施例的红外线辐射元件1中，有可能降低能量消耗并增加响应速度。
总之，在红外线辐射元件1中，有可能减小衬底2的表面21上的叠层单元(本文中，由第一绝缘层3、加热元件层4和第二绝缘层5组成)的热容量，并抑制加热元件层4的发射率的降低。因此，在第一实施例的红外线辐射元件1中，有可能降低能量消耗和响应速度。在这方面，在红外线辐射元件1中，减小了衬底2的表面21上的叠层单元的热容量，并且因此有可能增加加热元件层4的温度变化对施加于该对衬垫9和9之间的电压波形的响应速度。因此，促进了加热元件层4的温度增加，并且因而有可能提高输出和响应速度。
在红外线辐射元件1中，衬底2是由单晶硅衬底制成的，并且第一绝缘层3是由氧化硅膜和氮化硅膜组成的。因此，在红外线辐射元件1中，衬底2的热容量和热导率分别大于第一绝缘层3的，并且因此衬底2起到散热器的作用。因此，有可能减小红外线辐射元件1的尺寸并提高对输入功率的响应速度和就红外线辐射的辐射特性而言的稳定性。
在红外线辐射元件1中，加热元件层4是由氮化钽制成的，氮化钽具有比硅更高熔点。因此，当除加热元件层4之外组成膜片单元的更多构件(第一实施例中的第一绝缘层3、第二绝缘层5、电极7和电连接器8)各具有比加热元件层4更高熔点时，有可能使加热元件层4的温度增加至硅的最高操作温度(稍微比硅的熔点低的温度)以形成衬底2。因此，与红外发射二极管相比，有可能极大地增加红外辐射的辐射量。另外，在红外线辐射元件1中，当至少每个电极7接触加热元件层4的那部分是由具有比硅更高熔点的金属制成时，有可能与电极7的材料无关地增加加热元件层4的温度。
简单地说，当除加热元件层4之外组成膜片单元的更多构件是由具有比加热元件层4更高熔点的材料制成时，有可能使加热元件层4的温度增加至稍微低于加热元件层4的熔点的温度。请注意，加热元件层4的温度是指加热元件层4的中心(重心周围)周围部分的温度。
当加热元件层4是由例如氮化钽的高熔点材料(具有高熔点的材料)制成时，组成膜片单元的更多构件(第一绝缘层3、第二绝缘层5、电极7和电连接器8)可以是由以下高熔点材料制成的。
用于第一绝缘层3和第二绝缘层5的高熔点材料可以例如是具有高熔点的绝缘体(例如，氧化硅和氮化硅)。
用于电极7和电连接器8(配线8a)的高熔点材料可以选自于：具有高熔点的金属(例如，钽、钨和钼)；具有高熔点的贵金属(例如，铂、钌和铱)；和具有高熔点的导电材料(导电的单晶硅、导电的多晶硅、导电的单晶锗、导电的多晶锗和导电的碳)。请注意，在第一实施例中，电连接器8是由钽(Ta)制成的。
当电连接器8是由上述具有高熔点的贵金属制成时，甚至在电连接器8被暴露的情况下有可能抑制电连接器由于升高加热元件层4的温度中的氧化的电阻方面的变化。
该高熔点材料比用于衬底2的材料具有更高熔点是足够的。例如，当衬底2是由硅制成的时，高熔点材料选自于具有比硅更高熔点的材料。
当除了加热元件层4之外组成膜片单元的更多构件(例如，电连接器8)具有比加热元件层4更低熔点时，加热元件层4的温度(加热元件层4的中心周围部分的温度)可以被升高至一温度，该温度稍低于具有组成膜片单元的那些构件中的最低熔点的构件的熔点。在这方面，加热元件层4的靠近其外周的部分可能释放更多热量。另外，加热元件层4的靠近衬底2的部分可能释放更多热量。因此，加热元件层4的外周的温度低于加热元件层4的中心周围部分的温度。此外，与加热元件层4的外周接触的电连接器8在与加热元件层4接触部分处和其附近实质上具有与加热元件层4的外周相同的温度。然而，如上所述，加热元件层4的外周的温度比加热元件层4的中心周围部分的温度低某一程度。因此，当加热元件层4的中心周围部分的温度被设置成稍低于具有组成膜片单元的那些构件中的最低熔点的构件的熔点时，能稳定地使用红外线辐射元件1。如上所述，第一实施例的红外线辐射元件1包括除第一到第七特和第十一特征外的以下第十特征。
在第十特征中，电连接器8是由钽制成的。请注意，在第一实施例的红外线辐射元件1中，第十特征是可选的。
在红外线辐射元件1中，加热元件层4、电极7、配线8a和衬垫9优选关于红外线辐射元件1的中线对称地设置，该中线垂直于其中该对电极7和7在平面图中设置的方向(沿着厚度方向看(对于图1A的纸张的垂直方向；图1B中的竖直方向))。也就是说，红外线辐射元件1中加热元件层4侧部处的结构在平面图中关于穿过红外线辐射元件1中心的红外线辐射元件1的长度方向(图1A中的竖直方向；对于图1B的纸张的垂直方向)的假想线对称。简单地说，该对电连接器8关于所述中线对称地设置。该中线穿过加热元件层4的重心并且沿预定方向延伸。该对衬垫9设置成平行于该预定方向延伸。因此，有可能进一步提高红外线辐射元件1的机械强度并且抑制加热元件层4的温度的平面内变化。在本实施例中，加热元件层4和除该对电连接器8之外的电极7关于中线对称地设置。换句话说，红外线辐射元件1的结构是关于一假想线2重对称的，该假想线作为旋转轴线并且沿红外线辐射元件1的厚度方向延伸并穿过加热元件层4的表面的表面中心。
如上所述，第一实施例的红外线辐射元件1包括除第一到第七、第十和第十一特征外的第八特征。在第八特征中，红外线辐射元件1包括：定位在其中在平面图中未设置开口2a的区域中的一对衬垫9；和将该对衬垫9各自地电连接至一对电极7的一对电连接器8。该对衬垫9设置成平行于该预定方向延伸。该对电连接器8关于穿过加热元件层4的重心并沿该预定方向延伸的中线对称地设置。请注意，在第一实施例的红外线辐射元件1中，第八特征是可选的。
(第二实施例)
以下将基于图2A和2B来描述第二实施例的红外线辐射元件1。
如同第一实施例的红外线辐射元件1，第二实施例的红外线辐射元件1包括上述第一到第八、第十和第十一特征。然而，第二实施例的红外线辐射元件1在以下方面不同于第一实施例的红外线辐射元件1：仅在第一绝缘层3的膜片部分3D沿厚度方向(对于图2A的纸张的垂直方向；图2B中的竖直方向)的凸起区域中形成第二绝缘层5。简单地说，第二实施例的红外线辐射元件1在其上形成第二绝缘层5的区域方面不同于第一实施例的红外线辐射元件1。具体地说，在第二实施例的红外线辐射元件1中，第二绝缘层5形成在其中在平面图中的表面21处形成开口2a的膜片区域内。请注意，与第一实施例相同的构成元件被赋予相同的附图标记，并且省略了其说明。
在第二实施例的红外线辐射元件1中，与第一实施例的红外线辐射元件1相比较，有可能减小衬底2的表面21上的叠层单元(第一绝缘层3、加热元件层4和第二绝缘层5)的热容量。因此，有可能进一步降低能量消耗。
(第三实施例)
以下将基于图3A和3B来描述第三实施例的红外线辐射元件1。
如同第一实施例的红外线辐射元件1，第三实施例的红外线辐射元件1包括上述第一到第八、第十和第十一特征。然而，第三实施例的红外线辐射元件1在以下方面不同于第一实施例的红外线辐射元件1，一个电连接器8是由两个或更多个配线8a构成的。换句话说，第三实施例的红外线辐射元件1包括除第一到第八、第十和第十一特征外的以下第九特征。具体地说，第三实施例的红外线辐射元件1在以下方面不同于第一实施例的红外线辐射元件1，将一个电极7连接至一个衬垫9的一个电连接器8是由两个配线8a组成的。请注意，与第一实施例相同的构成元件被赋予相同的附图标记，并且省略了其说明。
用于将电极7连接至衬垫9的电连接器8是由两个配线8a和8a组成的。每个配线8a沿对于在平面图中该对衬垫9和9的平行方向的垂直方向(沿对于图3A的纸张的垂直方向看；和，沿图3B中的竖直方向看)连接至加热元件层4的两端。也就是说，每个配线8a接触电极7的一端并且沿红外线辐射元件1的宽度方向(图3A和3B中的横向方向)延伸。因此，在第三实施例的红外线辐射元件1中，与其中一个配线8a在垂直于如第一实施例的红外线辐射元件1的平行方向的方向上被连接至加热元件层4的中心部分的红外线辐射元件相比，更可能使流过加热元件层4的电流的电流密度均匀。
就红外线辐射元件1而言，存在膜片部分3D因由加热元件层4中产生的热量所引起的膨胀或收缩和施加于电连接器8(配线8a)上的机械应力等而变形的顾虑。在这方面，第三实施例的红外线辐射元件1具有各将电极7连接至衬垫9的两对配线8a。因此，即使两个配线8a中的一个断开，红外线辐射元件也是可用的，并且因此有可能提高可靠性和寿命。在第三实施例中，电连接器8是由两个配线8a组成的，然而电连接器8可以由三个或更多个配线8a组成。
如上所述，第三实施例的红外线辐射元件1包括除上述第一到第八、第十和第十一特征外的第九特征。
在第九特征中，该对电连接器8中的每个是由两个或更多个配线8a组成的。请注意，在第三实施例的红外线辐射元件1中，第二、第三、第十和第十一特征是可选的。
请注意，在其他实施例中，可以提供各将电极7连接至衬垫9的两对配线8a。
(第四实施例)
以下将基于图4A和4B来描述第四实施例的红外线辐射元件1。
如同第一实施例的红外线辐射元件1，第四实施例的红外线辐射元件1包括上述第一到第八、第十和第十一特征。然而，第四实施例的红外线辐射元件1在以下方面不同于第一实施例的红外线辐射元件1，加热元件层4的平面形状(加热元件层4在垂直于加热元件层4的厚度方向(垂直于图4A的纸张；图4B中的竖直方向)的平面中的形状)是圆形。请注意，与第一实施例相同的构成元件被赋予相同的附图标记，并且省略了其说明。
在第四实施例的红外线辐射元件1中，与其中加热元件层4具有如同第一实施例的红外线辐射元件1的矩形的平面形状的红外线辐射元件相比，有可能进一步抑制加热元件层4的温度方面的变化。因此，有可能抑制加热元件层4的红外线发射率因热损失所引起的下降。因此，在第四实施例的红外线辐射元件1中，有可能降低能量消耗。
请注意，在第三实施例的红外线辐射元件1中，加热元件层4的平面形状可以是圆形。
(第五实施例)
以下将基于图5A和5B来描述第五实施例的红外线辐射元件1。
如同第一实施例的红外线辐射元件1，第五实施例的红外线辐射元件1包括上述第一到第八、第十和第十一特征。然而，第五实施例的红外线辐射元件1在加热元件层4的平面形状(加热元件层4在垂直于加热元件层4的厚度方向(垂直于图5A的纸张；图5B中的竖直方向)的平面中的形状)方面不同于第一到第四实施例的红外线辐射元件1。请注意，与第一实施例相同的构成元件被赋予相同的附图标记，并且省略了其说明。
第五实施例的红外线辐射元件1的加热元件层4的平面形状是这样的形状，即加热元件层4的宽度(图5A中的竖直方向上的长度)在电极7处沿该对电极7和7的垂直方向逐渐变小。
在第五实施例的红外线辐射元件1中，与其中加热元件层4具有如同第一实施例的红外线辐射元件1的矩形的平面形状的红外线辐射元件相比，有可能进一步抑制加热元件层4的温度方面的变化。因此，有可能抑制加热元件层4的红外线发射率由热损失所引起的下降。因此，在第五实施例的红外线辐射元件1中，有可能降低能量消耗。
(第六实施例)
以下将基于图6A和6B来描述第六实施例的红外线辐射元件1。
如同第一实施例的红外线辐射元件1，第六实施例的红外线辐射元件1包括上述第一到第八、第十和第十一特征。然而，第六实施例的红外线辐射元件1在以下方面不同于第一实施例的红外线辐射元件1，在其中第一绝缘层3的膜片部分3D与第二绝缘层5重叠的区域中制造出与衬底2的开口2a连通的多个(图6A中为六个)通孔3H。换句话说，在第六实施例中，在平面图中膜片区域以外、未形成加热元件层4的区域中制造出通孔3H。此外，换句话说，通孔3H形成在其中膜片区域以外未形成加热元件层4但是形成第一绝缘层3和第二绝缘层5的区域中。在这方面，通孔3H未穿透加热元件层4但穿透第一绝缘层3和第二绝缘层5至开口2a。请注意，与第一实施例相同的构成元件被赋予相同的附图标记，并且省略了其说明。
多个通孔3H优选被设置成，在平面图中围绕加热元件层4(沿着对于图6A的纸张的垂直方向看；沿着图6B中的竖直方向看)，但是不限于图6A中所示的实例。每个通孔3H在平面图中的开口形状是椭圆形，但是不限于此，并且例如可以是圆形。另外，在图6A的实例中，每个通孔3H具有沿着加热元件层4的外周的任一侧部延伸的椭圆开口形状，该外周的侧部在平面图中是矩形的，但不限于具有上述形状，并且可以具有沿着两个侧部延伸的L形开口形状或者沿着三个侧部延伸的U形开口形状。
多个通孔3H优选关于红外线辐射元件1的中心线对称地设置，该中心线垂直于其中在平面图中一对电极7和7设置的方向。
在第六实施例的红外线辐射元件1中，制造出上述多个通孔3H，并且因此有可能减少加热元件层4与衬底2之间的热传导。因此，有可能进一步降低能量消耗。
请注意，在第六实施例的红外线辐射元件1中，加热元件层4的平面形状(加热元件层4在垂直于加热元件层4的厚度方向(图6A的纸张的垂直方向；图6B中的竖直方向)的平面中的形状)可以是与第四实施例或第五实施例的相同。
(第七实施例)
以下将基于图7A和7B来描述第七实施例的红外线辐射元件1。
如同第一实施例的红外线辐射元件1，第七实施例的红外线辐射元件1包括上述第一到第八、第十和第十一特征。然而，第七实施例的红外线辐射元件1在以下方面不同于第一实施例的红外线辐射元件1，第一绝缘层3、加热元件层4和第二绝缘层5的叠层单元由支承部分3S通过配线8a和8a支撑在衬底2的开口2a上方。请注意，与第一实施例相同的构成元件被赋予相同的附图标记，并且省略了其说明。
第七实施例的红外线辐射元件1在第一绝缘层3和第二绝缘层5的叠层中的其整个外周处具有围绕上述叠层单元的槽缝6，并且该槽缝6与开口2a连通。
在第七实施例的红外线辐射元件1中，与第一实施例相比，有可能减少加热元件层4与衬底2之间的热传导。因此，有可能进一步降低能量消耗。
请注意，在第七实施例的红外线辐射元件1中，加热元件层4的平面形状(加热元件层4在垂直于加热元件层4的厚度方向(图7A的纸张的垂直方向；图7B中的竖直方向)的平面中的形状)可以是与第四实施例或第五实施例的相同。
该实施例的红外线辐射元件1的用途不限于用于气敏传感器的红外光源，并且可以是用于红外光通信或者光谱分析的红外光源。
Claims (7)
1.一种红外线辐射元件，包括：
第一绝缘层，其具有热绝缘性能和电绝缘性能；
加热元件层，其设置在所述第一绝缘层上并且配置成当被供能时发射红外线辐射；
衬底；以及
第二绝缘层，其在所述第一绝缘层的与所述衬底的相反侧处直接设置在所述加热元件层上并且具有热绝缘性能和电绝缘性能，
所述第一绝缘层设置在所述衬底的表面上，所述衬底具有暴露所述第一绝缘层的开口，
所述加热元件层定位在其中在平面图中所述第一绝缘层接触所述开口的区域中，
所述第二绝缘层传送从所述加热元件层发射的红外线辐射，以及
所述加热元件层具有这样的薄层电阻，即所述加热元件层的阻抗匹配与所述第二绝缘层接触的空间的阻抗，
所述加热元件层的薄层电阻被选择成，所述加热元件层的红外线发射率不小于40％。
2.如权利要求1所述的红外线辐射元件，其中
所述加热元件层的薄层电阻落入73Ω/□到493Ω/□的范围内。
3.如权利要求1所述的红外线辐射元件，还包括
分别设置在所述加热元件层的与所述第一绝缘层相反表面的两端上的一对电极。
4.如权利要求3所述的红外线辐射元件，还包括：
一对衬垫，其定位在其中在平面图中未设置开口的区域中；以及
一对电连接器，其将该对衬垫各自地电连接至所述对电极，
所述对衬垫设置成平行于预定方向延伸，以及
所述对电连接器关于穿过所述加热元件层的重心并沿所述预定方向延伸的中心线对称地设置。
5.如权利要求4所述的红外线辐射元件，其中
所述对电连接器中的每个是由两个或更多个配线组成的。
6.如权利要求4所述的红外线辐射元件，其中
所述对电连接器是由钽制成的。
7.如权利要求1到6中任一项所述的红外线辐射元件，其中
所述加热元件层是由氮化钽或者导电的多晶硅制成的。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012-107807 | 2012-05-09 | ||
| JP2012107807 | 2012-05-09 | ||
| PCT/JP2013/001598 WO2013168332A1 (ja) | 2012-05-09 | 2013-03-12 | 赤外線放射素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104272086A CN104272086A (zh) | 2015-01-07 |
| CN104272086B true CN104272086B (zh) | 2017-05-03 |
Family
ID=49550404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201380024319.1A Expired - Fee Related CN104272086B (zh) | 2012-05-09 | 2013-03-12 | 红外线辐射元件 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9105368B2 (zh) |
| EP (1) | EP2848914A4 (zh) |
| JP (1) | JP5895205B2 (zh) |
| CN (1) | CN104272086B (zh) |
| TW (1) | TWI497698B (zh) |
| WO (1) | WO2013168332A1 (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6323652B2 (ja) * | 2013-12-24 | 2018-05-16 | セイコーエプソン株式会社 | 発熱体、振動デバイス、電子機器及び移動体 |
| CN105093356A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种高能量利用率的微桥结构电阻阵列 |
| DE102015222072B4 (de) * | 2015-11-10 | 2019-03-28 | Robert Bosch Gmbh | Heizvorrichtung für MEMS-Sensor |
| CN108925146B (zh) * | 2016-03-24 | 2022-02-11 | 日本碍子株式会社 | 辐射装置以及使用辐射装置的处理装置 |
| FI127446B (en) * | 2016-10-28 | 2018-06-15 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy | Infrared transmitter with layered structure |
| US10448481B2 (en) * | 2017-08-15 | 2019-10-15 | Davorin Babic | Electrically conductive infrared emitter and back reflector in a solid state source apparatus and method of use thereof |
| US10680150B2 (en) * | 2017-08-15 | 2020-06-09 | Dragan Grubisik | Electrically conductive-semitransparent solid state infrared emitter apparatus and method of use thereof |
| DE102018105220A1 (de) * | 2018-03-07 | 2019-09-12 | Hauni Maschinenbau Gmbh | Verfahren zur Fertigung eines elektrisch betreibbaren Heizkörpers für einen Inhalator |
| EP3595403A1 (en) | 2018-07-13 | 2020-01-15 | Matthias Imboden | High-temperature infrared radiator element and methods |
| TWI676277B (zh) * | 2018-09-07 | 2019-11-01 | 神匠創意股份有限公司 | 光激發式微型熱紅外線放射裝置 |
| CA3079443A1 (en) | 2020-01-15 | 2021-07-15 | Matthias Imboden | Metrology device, system and method |
| CN111282158B (zh) * | 2020-03-13 | 2021-10-29 | 福建省立东信科技发展有限公司 | 一种远红外线发光装置及其处理产品的方法 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI112005B (fi) * | 1995-11-24 | 2003-10-15 | Valtion Teknillinen | Sähköisesti moduloitavissa oleva terminen säteilylähde |
| JP3097591B2 (ja) | 1997-03-31 | 2000-10-10 | 日本電気株式会社 | 熱型赤外線検出素子 |
| EP1071114A1 (de) | 1999-07-21 | 2001-01-24 | Oshino Lamps Ltd. | Leuchteinrichtung |
| US7462397B2 (en) * | 2000-07-10 | 2008-12-09 | Guardian Industries Corp. | Coated article with silicon nitride inclusive layer adjacent glass |
| US6891161B2 (en) * | 2003-01-17 | 2005-05-10 | Drs Sensors & Targeting Systems, Inc. | Pixel structure and an associated method of fabricating the same |
| GB0315526D0 (en) * | 2003-07-03 | 2003-08-06 | Qinetiq Ltd | Thermal detector |
| JP3994955B2 (ja) * | 2003-10-07 | 2007-10-24 | 株式会社デンソー | 赤外線光源 |
| CN100562971C (zh) * | 2003-10-27 | 2009-11-25 | 松下电工株式会社 | 红外辐射元件和使用其的气敏传感器 |
| JP4055697B2 (ja) | 2003-11-05 | 2008-03-05 | 株式会社デンソー | 赤外線光源 |
| JP2006071601A (ja) | 2004-09-06 | 2006-03-16 | Denso Corp | 赤外線センサ、赤外線式ガス検出器、及び赤外線光源 |
| CN101014218A (zh) * | 2007-01-30 | 2007-08-08 | 东华大学 | 一种高发射率远红外柔性面发热元件 |
| JP2011511404A (ja) | 2008-02-05 | 2011-04-07 | オスラム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 熱的に改良されたランプ |
| JP4697611B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2011-06-08 | 日本電気株式会社 | 熱型赤外線固体撮像素子及びその製造方法 |
| JP5368847B2 (ja) | 2009-03-26 | 2013-12-18 | パナソニック株式会社 | 赤外線放射素子 |
| JP5624278B2 (ja) | 2009-03-30 | 2014-11-12 | パナソニック株式会社 | 赤外線放射素子 |
| EP2447705A1 (en) | 2009-06-25 | 2012-05-02 | Panasonic Corporation | Infrared gas detector and infrared gas measuring device |
| JP5374293B2 (ja) | 2009-09-18 | 2013-12-25 | パナソニック株式会社 | 赤外線式ガス検知器 |
| US8524337B2 (en) * | 2010-02-26 | 2013-09-03 | Guardian Industries Corp. | Heat treated coated article having glass substrate(s) and indium-tin-oxide (ITO) inclusive coating |
| JP5639528B2 (ja) | 2011-04-21 | 2014-12-10 | パナソニック株式会社 | 赤外線放射素子、赤外線光源 |
-
2013
- 2013-03-12 JP JP2014514356A patent/JP5895205B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2013-03-12 TW TW102108579A patent/TWI497698B/zh not_active IP Right Cessation
- 2013-03-12 EP EP13787333.7A patent/EP2848914A4/en not_active Withdrawn
- 2013-03-12 CN CN201380024319.1A patent/CN104272086B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2013-03-12 US US14/398,205 patent/US9105368B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2013-03-12 WO PCT/JP2013/001598 patent/WO2013168332A1/ja active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI497698B (zh) | 2015-08-21 |
| WO2013168332A1 (ja) | 2013-11-14 |
| JPWO2013168332A1 (ja) | 2015-12-24 |
| EP2848914A4 (en) | 2015-10-21 |
| TW201349465A (zh) | 2013-12-01 |
| CN104272086A (zh) | 2015-01-07 |
| JP5895205B2 (ja) | 2016-03-30 |
| EP2848914A1 (en) | 2015-03-18 |
| US20150123016A1 (en) | 2015-05-07 |
| US9105368B2 (en) | 2015-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104272086B (zh) | 红外线辐射元件 | |
| EP0776023B1 (en) | Electrically modulatable thermal radiant source | |
| US7989821B2 (en) | Infrared source | |
| CN105424749B (zh) | 接触燃烧式气体传感器 | |
| JP4590764B2 (ja) | ガスセンサ及びその製造方法 | |
| CN105579832A (zh) | 红外线放射装置及其制造方法 | |
| JP5884053B2 (ja) | 赤外線放射素子 | |
| JP5672742B2 (ja) | 赤外線温度センサ | |
| JP2014035817A (ja) | 赤外光源 | |
| KR20090032926A (ko) | 마이크로 히터 및 그 제조방법 | |
| US11004997B2 (en) | Infrared thermal emitter | |
| US20190376919A1 (en) | Contact combustion type gas sensor and method for manufacturing the same | |
| US20060076343A1 (en) | Film heating element having automatic temperature control function | |
| CN105692545B (zh) | 一种吸气剂电加热激活装置 | |
| CN117269254B (zh) | 一种氢气传感器及其制备方法 | |
| KR101054468B1 (ko) | 마이크로 적외선 발생원 및 그 제조 방법 | |
| WO2013171941A1 (ja) | 赤外線放射素子 | |
| JP2014032078A (ja) | 赤外線放射素子 | |
| US8481896B2 (en) | Heater plate with embedded hyper-conductive thermal diffusion layer for increased temperature rating and uniformity | |
| US20230137163A1 (en) | Thermal radiation element, thermal radiation element module, and thermal radiation light source | |
| JP2023184338A (ja) | ガスセンサ | |
| US20230127662A1 (en) | Infrared radiation source | |
| US20220418044A1 (en) | Thermal radiation element, thermal radiation element module, and thermal radiation light source | |
| JP2023066366A (ja) | 熱輻射素子、熱輻射素子モジュール、及び熱輻射光源 | |
| JP2015173028A (ja) | 赤外線放射素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170503 Termination date: 20190312 |