Claims (5)
- 1 - Ιύύ Ot - 1 - Ιύύ Ot
Patentansprüche:claims:
1. Temperaturkompensierter Dünnschichtstrahlungsempfänger, bestehend aus einem in Dünnschichtausführung ausgebildeten Strahlungsempfänger, einem aus halbleitendem Material bestehenden Substratträger und einer der Temperaturkompensation dienenden Referenzmeßstelle, gekennzeichnet dadurch, daß die Referenzmeßstelle durch einen Teilbereich des Substrates selbst gebildet ist.1. Temperature compensated thin-film radiation receiver, consisting of a formed in thin film radiation receiver, consisting of semiconducting material substrate carrier and a temperature compensation serving Referenzmeßstelle, characterized in that the Referenzmeßstelle is formed by a portion of the substrate itself.
2. Temperaturkompensierter Dünnschichtstrahlungsempfänger nach Punkt 1., gekennzeichnet dadurch, daß die Referenzmeßstelle in Nähe des Strahlungsempfängers angeordnet ist.2. Temperature compensated thin-film radiation receiver according to item 1, characterized in that the Referenzmeßstelle is disposed in the vicinity of the radiation receiver.
3. Temperaturkompensierter Dünnschichtstrahlungsempfänger nach Punkt 1. und 2., gekennzeichnet dadurch, daß die Referenzmeßstelle durch einen beiderseitig auf der Strahlungsempfängerseite kontaktierten Substrathalbleiterbereich gebildet ist.3. Temperature-compensated thin-film radiation receiver according to item 1 and 2, characterized in that the Referenzmeßstelle is formed by a contacted on both sides of the radiation receiver side substrate semiconductor region.
4. Temperaturkompensierter Dünnschichtstrahlungsempfänger nach Punkt 1. und 2., gekennzeichnet dadurch, daß die Referenzmeßstelle durch einen beidseitig auf der Strahlungsempfängerrückseite kontaktierten Substrathalbleiterbereich gebildet ist.4. Temperature-compensated thin-film radiation receiver according to item 1 and 2, characterized in that the Referenzmeßstelle is formed by a contacted on both sides of the Radungsempfängerrückseite substrate semiconductor region.
5. Temperaturkompensierter Dünnschichtstrahlungsempfänger nach Punkt 1. und 2., gekennzeichnet dadurch, daß die Referenzmeßstelle durch einen durch Kontaktierung auf Strahlungsempfängerseite und Strahlungsempfängerrückseite festgelegten Bereich gebildet ist.5. Temperature-compensated thin-film radiation receiver according to item 1 and 2, characterized in that the Referenzmeßstelle is formed by a fixed by contacting the radiation receiver side and the radiation receiver rear side area.
Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft einen temperaturkompensierten Dünnschichtstrahlungsempfänger, die überall dort Anwendung findet, wo die Elemente, die den Strahlungsempfänger tragen aus halbleitendem Material gefertigt sind.The invention relates to a temperature-compensated thin-film radiation receiver which is used wherever the elements carrying the radiation receiver are made of semiconducting material.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Das elektrische Ausgangssignal von thermischen Strahlungsdetektoren ist proportional dem durch die auftreffende zu vermessende Strahlung erzeugten Temperaturanstieg des Detektors.The electrical output of thermal radiation detectors is proportional to the temperature rise of the detector produced by the incident radiation to be measured.
Schwankungen der Umgebungstemperatur beeinflussen die Temperatur des Detektors und verfälschen dadurch dessen Ausgangssignal. Diese Einflüsse sind bekannt und werden nach dem Stand der Technik durch im nachfolgenden beschriebene Maßnahmen behoben. Beispielsweise ordnet man bei Strahlungsthermosäulen in der Nähe der Referenzverbindungsstellen temperaturabhängige elektronische Bauelemente an und nutzt in speziellen Schaltungen deren Signal zur Kompensation der Störeinflüsse. In DE-OS 3 239 199 wird speziell vorgeschlagen, eine Siliziumdiode als Temperaturfühler einzusetzen. Dagegen in der JP-PS 57-113332 beschrieben, wie bei Verwendung von Silizium- oder Germaniumsubstraten in der Nähe der Referenzverbindungsstellen pn-Übergänge integriert werden. Es ist auch bekannt, als Temperaturfühler einen Thermistor (Baker, W. T.; Optical Spectra 11 [1977] 3, S. 44-45) bzw. eine Thermistor-Widerstandskombination (Katalog Vertriebsgesellschaft Laser Components, BRD, Optoelektronik-Lasertechnik, 1983/84, S. 124-126) im Inneren des Detektorgehäuses bzw. an dessen Äußerem in gutem thermischem Kontakt zu befestigen. Außerdem ist bekannt, eine Widerstandsschicht mit geeignetem TK unmittelbar in der Nähe der Referenzverbindungsstellen zusätzlich, nach Ausbildung derThermosäule, auf dem Substrat aufzubringen. Diese wird als Wismut-Dünnschichtwiderstandsstreifen von 25-250 Ohm ausgebildet (Datenblatt der Forschungsstelle für Meßtechnik und Automatisierung Jena, 1967, „Strahlungsthermoelement nach Kortum").Fluctuations in the ambient temperature affect the temperature of the detector and thereby distort its output signal. These influences are known and are remedied according to the prior art by measures described below. For example, in the case of radiation thermomobules, temperature-dependent electronic components are arranged in the vicinity of the reference junctions and, in special circuits, use their signal to compensate for the interfering influences. In DE-OS 3 239 199 it is specifically proposed to use a silicon diode as a temperature sensor. In contrast, JP-PS 57-113332 describes how pn junctions are integrated when using silicon or germanium substrates near the reference junctions. It is also known, as a temperature sensor thermistor (Baker, WT, Optical Spectra 11 [1977] 3, pp 44-45) and a thermistor resistor combination (catalog sales company Laser Components, Germany, optoelectronics laser technology, 1983/84, Pp. 124-126) in the interior of the detector housing or on its exterior in good thermal contact. In addition, it is known to apply a resistive layer of suitable TK immediately adjacent the reference junctions in addition to the formation of the thermopile on the substrate. This is formed as bismuth thin-film resistor strips of 25-250 ohms (data sheet of the Research Center for Measurement Techniques and Automation Jena, 1967, "radiation thermocouple to Kortum").
Diesen Anordnungen haftet allen der Nachteil an, daß die zur Kompensation eingesetzten Bauelemente nur mittels eines Technologiewechsels herstellbar sind und eines erhöhten Herstellungsaufwandes bedürfen.These arrangements are all liable to the disadvantage that the components used for compensation can only be produced by means of a technology change and require increased production costs.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Es ist das Ziel der Erfindung, einen Dünnschichtstrahlungsempfänger anzugeben, der eine mit geringem Aufwand herstellbare Temperaturkompensation ermöglicht.It is the object of the invention to provide a thin-film radiation receiver which enables a temperature compensation which can be produced with little effort.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dünnschichtstrahlungsempfänger anzugeben, der ohne wesentlich erhöhte Technologieanforderungen eine Referenzmeßstelle zur Temperaturkompensation bei Verwendung von Substraten aus halbleitendem Material zu schaffen ermöglicht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Referenzmeßstelle aus einem Teilbereich des Trägersubstrates selbst gebildet ist. Dieser Bereich ist dabei in Abhängigkeit von den jeweiligen geometrischen Anordnungen der erfindungsgemäß angeordneten Kontaktstellen - beidseitig auf der Strahlungsempfängerseite; beidseitig auf der Strahlungsempfängerrückseite bzw. auf der Strahlungsempfängerseite und der Strahlungsempfängerrückseite zugleich angeordnet - und den Substrateigenschaften, wie z. B. Dotierungsgrad, derart festgelegt, daß ein Raumtemperaturwert des elektronen Widerstandes des erfindungsgemäß gebildeten halbleitenden Bereiches von vorzugsweise 10 kO erreicht wird. DasThe invention has for its object to provide a thin film radiation receiver, which allows to provide a Referenzmeßstelle for temperature compensation when using substrates of semiconducting material without significantly increased technology requirements. According to the invention the object is achieved in that the Referenzmeßstelle is formed from a portion of the carrier substrate itself. This area is dependent on the respective geometric arrangements of the contact points arranged according to the invention - on both sides of the radiation receiver side; arranged on both sides of the radiation receiver rear side or on the radiation receiver side and the radiation receiver rear side at the same time - and the substrate properties, such. B. doping level, set such that a room temperature value of the electron resistance of the inventively formed semiconducting region of preferably 10 kO is reached. The
an dem erfindungsgemäß gebildeten Bereich gewonnene Signal dient mittels geeigneter, außerhalb der Erfindung liegender The signal obtained in the region formed according to the invention serves by means of suitable, outside the invention lying
Beschaltung der Temperaturkompensation des Dünnschichtstrahlungsempfängerbauelementes. Diese Art der Temperaturkompensation kann unabhängig von der Art des strahlungsempfindlichen Elementes, bspw. eines Bolometers oder einer thermoelektrischen Dünnschichtsäule etc., eingesetzt werden. Es ist einzig wesentlich, daß das strahlungsempfindliche Element tragende Trägersubstrat aus halbleitendem Material wie Ge oder Si besteht.Wiring of the temperature compensation of the thin-film radiation receiver component. This type of temperature compensation can be used regardless of the type of radiation-sensitive element, for example. A bolometer or a thermoelectric thin-film column, etc. It is only essential that the support substrate carrying the radiation-sensitive element consists of semiconducting material such as Ge or Si.
Ausführungsbeispielembodiment
Folgende Ausführungsbeispiele sollen der näheren Illustration der Erfindung dienen. Dabei zeigen Fig. 1: eine Detektorausführung mit Frontkontaktierung des der Temperaturkompensation dienenden Bereiches Fig. 2: eine Detektorausführung mit rückseitiger Kontaktierung des der Temperaturkompensation dienenden Bereiches Fig. 3: eine Ausführung, bei der der Temperaturkompensation dienende Bereich durch Front- und Rückkontaktierung festgelegt ist.The following embodiments serve to illustrate the invention in more detail. 1: a detector embodiment with front contacting of the area serving for temperature compensation FIG. 2: a detector embodiment with rear contacting of the area serving for temperature compensation FIG. 3: an embodiment in which the area serving for temperature compensation is determined by front and back contacting.
Es steht die Aufgabe, die Temperaturkompensation der Empfindlichkeit von bspw. Miniaturthermösäulen zu lösen. In den Figuren bezeichnet dabei 3 das betreffende der zu vermessenden Strahlung ausgesetzte Sensorschichtsystem, das ggf. von einer nicht näher dargestellten Absorptionsschicht überdeckt ist. Das aus halbleitendem Material bestehende Sustrat 1 (bevorzugt Silizium) hierfür Detektoren des Aufhängetyps ausgeführt — ist dabei mindestens auf der Seite, die die erfindungsgemäßeIt is the task to solve the temperature compensation of the sensitivity of, for example. Miniaturthermösäulen. In the figures, 3 designates the respective sensor layer system exposed to the radiation to be measured, which is possibly covered by an absorption layer (not shown). The semiconducting material Sustrat 1 (preferably silicon) designed for this purpose detectors of the hanging type - is at least on the side that the inventive