DE69513221T2

DE69513221T2 - Wärmedetektor und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69513221T2
Application number: DE69513221T
Authority: DE
Inventors: James F. Belcher; Howard R. Beratan; Steven N. Frank; Charles M. Hanson; Paul O. Johnson; Robert J.S. Kyle; Edward G. Meissner; Robert A. Owen; James E. Robinson; Gail D. Shelton; William K. Walker
Original assignee: Raytheon TI Systems Inc
Current assignee: L3 Technologies Inc
Priority date: 1994-04-29
Filing date: 1995-05-01
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2015-05-02
Also published as: US5457318A; JPH0850060A; DE69513221D1; EP0680101A1; US5604977A; EP0680101B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Wärmedetektoren (Infrarotdetektoren) und insbesondere auf eine Wärmedetektorvorrichtung und ein Verfahren, die mit verminderter Wärmekapazität arbeiten.
Eine übliche Anwendung für Wärmesensoren sind die Wärmedetektorvorrichtungen (Infrarotdetektorvorrichtungen), wie sie in Nachtsichtgeräten vorkommen. Eine Klasse von Wärmedetektorvorrichtungen umfaßt eine Brennpunktsebenenmatrix aus Infrarotdetektorelementen oder Wärmesensoren, die mit einem Substrat einer integrierten Schaltung mit einer entsprechenden Matrix aus Kontaktflächen zwischen der Brennpunktsebenenmatrix und dem Substrat einer integrierten Schaltung verbunden sind. Die Wärmesensoren definieren die jeweiligen Bildelemente oder Pixel des sich ergebenden Wärmebildes.
Die frühere europäische Anmeldung EP-A 0 413 461 des Anmelders (auf der der Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert) offenbart einen Wärmesensor, der ein wärmeempfindliches Element umfaßt, das aus einem Material gebildet ist, das seine elektrische Polarisation und Kapazität in Reaktion auf Wärmestrahlung ändert. Ein Aufbau aus einem Absorber für Infrarotstrahlung und einer gemeinsamen Elektrode ist auf einer Seite des wärmeempfindlichen Elements aufgebaut und umfaßt eine optische Beschichtung, die über einer gemeinsamen Elektrode liegt. Eine Sensorsignalelektrode ist auf der gegenüberliegenden Seite jedes wärmeempfindlichen Elements angeordnet. Der Aufbau aus dem Absorber für Infrarotstrahlung und der gemeinsamen Elektrode erstreckt sich typischerweise über die Oberfläche der Brennpunktsebenenmatrix und verbindet elektrisch jedes wärmeempfindliche Element über die gemeinsame Elektrode. Jedes Infrarotdetektorelement oder jeder Wärmesensor wird teilweise durch einen Teil des Aufbaus aus dem Absorber für Infrarotstrahlung und der gemeinsamen Elektrode und einer entsprechenden Sensorsignalelektrode definiert, die aus kapazitiven Plat ten bestehen, und einem wärmeempfindlichen Element, das aus einem Dielektrikum oder Isolator besteht, der zwischen den kapazitiven Platten angeordnet ist. Die Sensorsignalelektroden sind mit einem darunterliegenden Substrat einer integrierten Schaltung verbunden, gegenüber dem die wärmeempfindlichen Elemente durch eine Wärmeisolationsstruktur in der Form einer Matrix aus Polyimid-Mesateilen isoliert sind.
Eine Verminderung der Wärmekapazität des wärmeempfindlichen Elements kann die Leistungsgrenzen des zugehörigen Wärmesensors erweitern. Bei einem bestimmten Wert für die Wärmeisolation zwischen dem Wärmesensor und seiner Umgebung kann eine Verminderung der Wärmekapazität des wärmeempfindlichen Elements das Temperaturansprechverhalten des Wärmesensors auf einen bestimmten Strahlungsfluß erhöhen. Verschiedene Ansätze haben dünnere wärmeempfindliche Elemente mit verminderter Wärmekapazität verwendet, um die Leistung eines Wärmesensors zu verbessern.
EP-A 0 298 568 offenbart eine Infrarotdetektormatrix, die auf einem isolierenden Substrat angebracht ist. Die einzelnen Detektorelemente sind durch Verbindungsschienen mit dem Rand der Matrix verbunden. Die Breite der Detektorelemente ist vermindert, um Platz für die Schienen zu lassen, damit diese in einem Abstand durchlaufen können, der ausreicht, um eine gegenseitige kapazitive Beeinflussung zu vermeiden.
US-A 4 147 562 offenbart einen pyroelektrischen Detektor, der aus einem Film aus "Parylene C Polymer" hergestellt ist.
US-A 5 242 537 offenbart einen Infrarotsensor, der aus Bariumstrontiumtitanat hergestellt wurde.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurden die Nachteile und Probleme, die mit der Verminderung der Wärmekapazität eines thermischen Sensors in einer Brennpunktsebenenmatrix verbunden sind, beträchtlich vermindert oder ganz beseitigt. Die vorliegende Erfindung vermindert die Wärmekapazität durch Vermindern der physikalischen Fläche der Detektorpixel. Insbesondere erweitert die vorliegende Erfindung die Netzwerkzwischenräume zwischen benachbarten wärmeempfindlichen Elementen, um die Wärmekapazität zu vermindern und die Leistung des Wärmedetektors zu verbessern.
Die Erfindung schafft eine Matrix aus Infrarotdetektorelementen auf einem Substrat einer integrierten Schaltung mit: mehreren Wärmesensoren, die dazu dienen, ein Sensorausgangssignal zu liefern, das das Ausmaß an auf die Brennpunktsebenenmatrix einfallender Wärmestrahlung repräsentiert, wobei die Wärmesensoren mehrere wärmeempfindliche Elemente umfassen, die räumlich durch mehrere Netzwerkzwischenräume getrennt sind; einem Aufbau aus einem Absorber für Infrarotstrahlung und einer gemeinsamen Elektrode, die mit einer Seite der wärmeempfindlichen Elemente verbunden ist; mehreren Sensorsignalelektroden, die mit der anderen Seite der wärmeempfindlichen Elemente verbunden sind; mehreren Signalkontaktanschlußflecken, die auf dem Substrat der integrierten Schaltung angeordnet sind, mit den Sensorsignalelektroden verbunden sind und dazu dienen, das Sensorausgangssignal von den Wärmesensoren zu empfangen; und einer Struktur zur thermischen Isolation, die von dem Substrat der integrierten Schaltung hervorsteht, neben den Signalkontaktflecken angeordnet ist und dazu dient, die Brennpunktsebenenmatrix auf dem Substrat der integrierten Schaltung zu befestigen; dadurch gekennzeichnet, daß jeder Netzwerkzwischenraum nebeneinanderliegende wärmeempfindliche Elemente in einer X- Richtung um einen Abstand trennt, der wenigstens der Hälfte der durchschnittlichen Breite eines einzelnen wärmeempfindlichen Elements in der X-Richtung entspricht, oder nebeneinanderliegende wärmeempfindliche Elemente in einer Y-Richtung um einen Abstand trennt, der wenigstens der Hälfte der durchschnittlichen Breite eines einzelnen wärmeempfindlichen Elements in der Y-Richtung entspricht.
Die Erfindung schafft darüber hinaus ein Verfahren zum Herstellen einer Brennpunktsebenenmatrix mit mehreren Wärmesensoren, die dazu dienen, ein Sensorausgangssignal zu liefern, das das Ausmaß an auf die Brennpunktsebenenmatrix einfallender Strahlung repräsentiert, bei dem: eine gemeinsame Elektrode gebildet wird, die dazu dient, eine Spannung an die Wärmesensoren anzulegen; eine gegenüber Infrarotstrahlung empfindliche optische Beschichtung auf einer Seite der gemeinsamen Elektrode gebildet wird; ein pyroelektrisches Material auf der der optischen Beschichtung gegenüberliegenden Seite der gemeinsamen Elektrode gebildet wird; und das pyroelektrische Material entfernt wird, um mehrere wärmeempfindliche Elemente zu bilden, die räumlich durch mehrere Netzwerkzwischenräume getrennt sind, wobei jeder Netzwerkzwischenraum nebeneinanderliegende wärmeempfindliche Elemente in einer X-Richtung um einen Abstand trennt, der wenigstens der Hälfte der durchschnittlichen Breite eines einzelnen wärmeempfindlichen Elements in der X-Richtung entspricht, oder nebeneinanderliegende wärmeempfindliche Elemente in einer Y-Richtung um einen Abstand trennt, der wenigstens der Hälfte der durchschnittlichen Breite eines einzelnen wärmeempfindlichen Elements in der Y-Richtung entspricht.
Zu den wichtigen technischen Vorteilen der vorliegenden Erfindung gehört das Vermindern der Wärmekapazität eines Wärmesensors durch Verbreitern der Zwischenräume oder Netzwerkzwischenräume zwischen nebeneinanderliegenden wärmeempfindlichen Elementen. Alleine oder in Kombination mit vorherigen Ansätzen zur Verdünnung des pyroelektrischen Materials, das zur Bildung der Wärmesensoren verwendet wird, verbreitert die vorliegende Erfindung die Netzwerkzwischenräume zwischen aneinander angrenzenden wärmeempfindlichen Elementen. Die Netzwerkzwischenräume trennen benachbarte wärmeempfindliche Elemente um einen Abstand, der wenigstens der Hälfte der durchschnittlichen Breite eines einzelnen wärmeempfindlichen Elements entspricht. Ein verbreiterter Netzwerkzwischenraum vermindert die Wärmekapazität des Wärmesensors, was das Temperaturansprechverhalten des Wärmedetektors auf eine bestimmte Wärmestrahlungsmenge verbessert.
Ein weiterer wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie eine kontinuierliche, nicht durch Netzwerkzwischenräume unterbrochene optische Beschichtung schafft, die die Netzwerkzwischenräume zwischen benachbarten wärmeempfindlichen Elementen überbrückt, um eine maximale Absorption der einfallenden Wärmestrahlung trotz der verminderten Größe der wärmeempfindlichen Elemente zu erreichen. Eine optische Beschichtung, die die gesamte Fläche der Brennpunktsebenenmatrix überspannt, absorbiert eine maximale Menge an Wärmestrahlung und überträgt die Wärmeenergie an die darunterliegenden wärmeempfindlichen Elemente unabhängig von dem Abstand zwischen den wärmeempfindlichen Elementen.
Zu den anderen wichtigen technischen Vorteilen der vorliegenden Erfindung gehört die Verbesserung der Wärmeisolation zwischen Pixeln durch Aufweitung der Netzwerkzwischenräume zwischen benachbarten wärmeempfindlichen Elementen. Zwischen benachbarten Wärmesensoren kann eine gegenseitige Beeinflussung oder thermische Kopplung durch den Aufbau aus einem Absorber für Infrarotstrahlung und einer gemeinsamen Elektrode auftreten, der mit den wärmeempfindlichen Elementen verbunden ist. Die vorliegende Erfindung verbessert die Wärmeisolation zwischen Pixeln durch Aufweiterung der Netzwerkzwischenräume zwischen benachbarten wärmeempfindlichen Elementen.
Gewisse Aspekte der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Um die vorliegende Erfindung, weitere Merkmale und Vorteile besser verstehen zu können, wird nun Bezug auf die nachfolgende Beschreibung genommen, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen ist.
Fig. 1 ist eine isometrische Zeichnung, die einen Teil eines Wärmedetektionssystems mit einer Brennpunktsebenenmatrix darstellt, die mehrere wärmeempfindliche Elemente aufweist, die durch Netzwerkzwischenräume getrennt sind, die einen Abstand von wenigstens der Hälfte der durchschnittlichen Breite der wärmeempfindlichen Elemente überspannen; und
Fig. 2 ist ein Querschnitt eines Teils der Brennpunktsebenenmatrix während der Herstellung, bei der wärmeempfindliche Elemente aus einer zusammenhängenden Platte aus pyroelektrischem Material, z. B. aus Bariumstrontiumtitanat (BST), gebildet werden.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile lassen sich am besten unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 der Zeichnungen verstehen, wobei gleiche Bezugszeichen für gleiche und sich entsprechende Teile der verschiedenen Zeichnungen verwendet wurden.
Infrarotdetektoren basieren typischerweise entweder auf der Erzeugung einer Spannungs- oder Stromänderung aufgrund einer von einfallender und auf den Detektor auftreffender Infrarotstrahlung resultierender Temperaturänderung oder auf der Erzeugung einer Spannungs- oder Stromänderung aufgrund einer Photon-Elektron-Wechselwirkung in dem Material, das zur Bildung des Detektors verwendet wird. Letzterer Effekt wird manchmal als innerer photoelektrischer Effekt bezeichnet, und die Detektoren, die mit diesem Phänomen arbeiten, werden als Photonendetektoren bezeichnet. Detektoren, die mit temperaturabhängigen Eigenschaften arbeiten, werden Wärmedetektoren genannt. Solche Wärmedetektoren basieren auf der Änderung des Widerstands oder der Kapazität eines dünnen Leiters, die durch den Erwärmungseffekt einfallender Infrarotstrahlung verursacht wird. Manchmal werden solche Wärmedetektoren als Bolometer bezeichnet.
Das Wärmedetektionssystem 10, das im einzelnen näher beschrieben werden wird, basiert in seiner Funktion auf der Erzeugung einer Spannungs- oder Stromänderung aufgrund einer Änderung der Temperatur eines pyroelektrischen Materials, die aus einfallender Infrarotstrahlung resultiert. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in Verbindung mit anderen Arten von Wärmedetektoren, einschließlich Bolometern, verwendet werden.
Einige bisherige Wärmedetektoren haben versucht, das Nettoansprechverhalten der zugehörigen Wärmesensoren dadurch zu verbessern, daß ein dünneres wärmeempfindliches Element verwendet wurde. Für einen bestimmten Wert thermischer Isolation zwischen dem Wärmesensor und seiner ihn umgebenden Umgebung wird ein dünneres wärmeempfindliches Element mit verminderter Wärmekapazität das Temperaturansprechverhalten auf einen bestimmten Strahlungsfluß erhöhen. Jedoch vermindert das Dünnermachen des wärmeempfindlichen Elements auch die Spannungsansprechempfindlichkeit, die linear mit der Dicke variiert, und erhöht die elektrische Kapazität, die sich in einem umgekehrten Verhältnis zur Dicke ändert. Die Verminderung der Spannungsansprechempfindlichkeit wiegt die Verbesserung des Temperaturansprechverhaltens auf, vorausgesetzt, daß die thermische Isolation ausreichend ist. Das Anwachsen der elektrischen Kapazität verbessert die Nettoansprechempfindlichkeit des thermischen Sensors durch Verminderung eines Verlusts aufgrund parasitärer Kapazität in der Verarbeitungsschaltungsanordnung. Ein dünneres wärmeempfindliches Element bringt weniger Dielektrikum-Verlust- Rauschen und weniger Temperatur-Fluktuation-Rauschen ein. Das Nettoergebnis bei bisherigen Wärmedetektoren, die dünnere wärmeempfindliche Elemente verwendeten, sah so aus, daß es keine Veränderung in dem durch den Wärmesensor erzeugten Gesamtsignal gab und daß eine Nettoverminderung der Rauschquellen auftrat.
Zu den mit bisherigen Wärmesensoren verbundenen Problemen gehörten Herstellungsprobleme, da die wärmeempfindlichen Elemente dünner wurden und die Netzwerkzwischenräume zwischen den wärmeempfindlichen Elementen schmaler wurden. Das führte unvermeidlich zu Herstellungseinschränkungen, was die minimale Breite der Netzwerkzwischenräume, die Packungsdichte der Wärmesensoren in der Brennpunktsebenenmatrix und das maximale Niveau der zwischen den Pixeln bestehenden thermischen Isolation anging, die sich mit dünneren Wärmesensoren erzielen ließen.
Die vorliegende Erfindung schafft einen Wärmesensor mit einer verminderten Wärmekapazität und dadurch einer insgesamt verbesserten Ansprechempfindlichkeit und beseitigt viele der Probleme, die mit bisherigen Wärmesensoren verbunden waren. Die Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich durch Verbreiterung der Netzwerkzwischenräume zwischen benachbarten wärmeempfindlichen Elemente, allein oder in Verbindung mit dem Ausdünnen des wärmeempfindlichen Elements, erreichen. Ein breiterer Netzwerkzwischenraum verbessert das thermische Ansprechverhalten des Wärmesensors durch Vermindern der Wärmekapazität, verbessert die thermische Isolation zwischen den Pixeln und vereinfacht den Herstellungsprozeß einer Brennpunktsebenenmatrix.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Verbindung mit dem Wärmedetektor oder Wärmedetektorsystem 10 der Fig. 1 dargestellt. Einige Grundbestandteile, die das Wärmedetektorsystem 10 aufweist, sind die Brennpunktsebenenmatrix 12, die Struktur 14 zur thermischen Isolation und das Substrat 16 einer integrierten Schaltung. Die verschiedenen Bestandteile des thermischen Detektionssystems 10 befinden sich vorzugsweise in einem (nicht dargestellten) Gehäuse in einer Vakuumumgebung.
Die Struktur 14 zur thermischen Isolation liefert eine thermische Isolation zwischen den Pixeln und dem IC, eine elektrische Verbindung zwischen der Brennpunktsebenenmatrix 12 und dem Substrat 16 der integrierten Schaltung und einen strukturmäßigen Träger für die Befestigung der Brennpunktsebenenmatrix 12 auf dem Substrat 16 der integrierten Schaltung. Die Struktur 14 zur thermischen Isolation umfaßt mesaartige Aufbauten 18, die neben den Kontaktflecken 20 des Substrats 16 der integrierten Schaltung gebildet sind. Die mesaartigen Aufbauten 18 sind aus Polyimid oder einem anderen geeigneten Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit gebildet. Jeder mesaartige Aufbau 18 trägt einen entsprechenden Mesa-Streifenleiter 24, der die Brennpunktsebenenmatrix 12 elektrisch mit einem entsprechenden Kontaktflecken 20 verbindet, der auf dem Substrat 16 der integrierten Schaltung angeordnet ist. Der Mesa-Streifenleiter 24 kann aus einem Verbindungsmetall, z. B. aus einer Titanium/Wolfram-Legierung, gebildet sein, die eine geeignete elektrische Leitfähigkeit aufweist, um die Brennpunktsebenenmatrix 12 mit dem Substrat 16 der integrierten Schaltung zu verbinden.
Das Kontakthöcker-Verbindungsmaterial 26 kann auf den Mesa-Streifenleiter 24 gesetzt werden, um das Verbinden der Struktur 14 zur thermischen Isolation mit der Brennpunktsebenenmatrix 12 zu erleichtern. Indium-Kontakthöcker-Verbindungsverfahren sind in zufriedenstellender Weise verwendet worden, um die elektrisch leitfähigen Verbindungen zwischen der Brennpunktsebenenmatrix 12 und der Struktur 14 zur thermischen Isolation herzustellen. Es ist zu erkennen, daß für die vorliegende Erfindung beliebige Strukturen 14 zur thermischen Isolation ins Auge gefaßt werden können, die eine thermische Isolation zwischen den Pixeln und dem IC, eine mechanische Integri tät während des Herstellungsprozesses und eine adäquate elektrische Verbindung zwischen dem Substrat 16 der integrierten Schaltung und der Brennpunktsebenenmatrix 12 liefern.
Es können verschiedene Arten von Halbleitermaterialien und Substraten für die integrierte Schaltung bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Das US-Patent Nr. 4,143,629 mit dem Titel "Ferroelectric Imaging System", das für McCormack et al. erteilt wurde und auf Texas Instruments Incorporated übertragen wurde, liefert Informationen in bezug auf thermische Detektoren, die aus wärmeempfindlichen Elementen und einer Siliziumschaltmatrix oder einem Substrat mit einer integrierten Schaltung hergestellt wurden. Es ist zu erkennen, daß die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem beliebigen geeigneten Substrat verwendet werden kann, das in der Lage ist, Signale zu empfangen, die von der Brennpunktsebenenmatrix 12 erzeugt wurden. Das US-Patent Nr. 5,047,644 mit dem Titel "Polyimid Thermal Isolation Mesa for a Thermal Imaging System", das für Meissner et al. erteilt wurde und auf Texas Instruments Incorporated übertragen wurde, offenbart eine thermische Isolationsstruktur mit mesaartigen Aufbauten, die aus Polyimid gebildet wurden.
Die Brennpunktsebenenmatrix 12 umfaßt mehrere Wärmesensoren 28. Die Menge und der Aufbau der Wärmesensoren 28 hängt von der gewünschten N · M-Pixelauflösung der Brennpunktsebenenmatrix 12 ab. Der Wärmesensor 28 umfaßt das wärmeempfindliche Element 30, das aus einem pyroelektrischen Material gebildet ist, das seine elektrische Polarisation und Kapazität in Abhängigkeit von Wärmestrahlung ändert. Ein solches Material kann z. B. Bariumstrontiumtitanat (BST) sein. Die Fig. 1 zeigt drei spezifische wärmeempfindliche Elemente 30a, 30b, 30c, um bestimmte Aspekte der vorliegenden Erfindung zu beschreiben, wobei das Bezugszeichen "30" generell zur Bezeichnung eines beliebigen wärmeempfindlichen Elements 30 verwendet wird. Die Materialien, die zur Bleititanatfamilie gehören, einschließlich Bleititanat (PT), Bleilanthantitanat (PLT), Bleizirkoniumtitanat (PCT) und Bleilanthanzirkoniumtitanat (PZLT) können ebenso verwendet werden, um das wärmeempfindliche Element 30 zu bilden.
Der mit jedem thermischen Sensor 28 verbundene pyroelektrische Wandler oder Kondensator wird zum Teil durch das wärmeempfindliche Element 30, die Sensorsignalelektrode 32 und die gemeinsame Elektrode 34 des Aufbaus 36 aus dem Absorber für Infrarotstrahlung und der gemeinsamen Elektrode gebildet. Daher wirkt das wärmeempfindliche Element 30 als ein Dielektrikum in bezug auf die Sensorsignalelektrode 32 und die gemeinsame Elektrode 34. Der Aufbau 36 aus dem Absorber für Infrarotstrahlung und der gemeinsamen Elektrode umfaßt darüber hinaus die optische Beschichtung 38 und optional die dünne äußere Schicht 40.
Bei einer Ausführungsform besteht der Aufbau 36 aus dem Absorber für Infrarotstrahlung und der gemeinsamen Elektrode aus einer Mehrfachschichtstruktur, die einen resonanten optischen Hohlraum bildet, der so abgestimmt ist, daß er die Absorption über das gewünschte Infrarotspektrum maximiert. Die gemeinsame Elektrode 34 kann aus einem opaken, hochreflektiven Material, z. B. aus Nichrom (NiCr) oder einem anderen geeigneten Material gebildet sein, das eine gemeinsame Spannung an das wärmeempfindliche Element liefern kann. Die gemeinsame Spannung kann negatives, positives oder Nullpotential aufweisen. Die optische Beschichtung 38 besteht aus einem organischen Material, z. B. aus PARYLENE (Markenname), dessen Dicke passend zu seinem Brechungsindex so eingestellt ist, daß der Hohlraum so abgestimmt ist, daß er eine maximale Absorption über das gewünschte Spektrum liefert. Die dünne äußere Schicht 40 ist ein dünnes, semitransparentes Metall, dessen Dicke so eingestellt ist, daß die Nettoamplitude der von dem Resonanzhohlraum reflektierten elektromagnetischen Welle minimal eingestellt wird.
Bei einer Ausführungsform sind die optische Beschichtung 38 und optional die dünne äußere Schicht 40 kontinuierliche, nicht netzwerkartig unterbrochene Schichten, die die Netzwerkzwischenräume 52a und 52b zwischen benachbarten wärmeempfindlichen Elementen 30a, 30b und 30c überbrücken, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist. Eine kontinuierliche, nicht netzwerkartig unterbrochene optische Beschichtung 38 absorbiert die maximale thermische Strahlung, die auf die Brennpunktsebenenmatrix 12 fällt, und überträgt die thermische Energie an die wärmeemp findlichen Elemente 30a, 30b, 30c, unabhängig von dem Zwischenraum zwischen den wärmeempfindlichen Elementen 30a, 30b, 30c.
Während des Betriebs erzeugt das Wärmedetektorsystem 10 ein Wärmebild in Abhängigkeit von der einfallenden Infrarotstrahlung, die auf die Brennpunktsebenenmatrix 12 fällt. Der Aufbau 36 aus dem Absorber für Infrarotstrahlung und der gemeinsamen Elektrode absorbiert Infrarotenergie und überträgt eine Temperaturänderung zum wärmeempfindlichen Element 30 des Wärmesensors 28. Die Temperaturänderung verändert die elektrische Polarisation und Kapazität des wärmeempfindlichen Elements 30 und erzeugt ein entsprechendes Sensorsignal, das an der Sensorsignalelektrode 32 auftritt. Das Gesamtsensorsignalausgangssignal wird von der elektrischen Polarisation und Kapazität des wärmeempfindlichen Elements 30 abhängen, die wiederum eine Funktion der einfallenden Infrarotstrahlung ist. Die Sensorsignalelektrode 32 ist elektrisch über den Mesa-Streifenleiter 24 der Struktur 14 zur thermischen Isolation mit einem entsprechenden Kontaktflecken 20 auf dem Substrat 16 der integrierten Schaltung verbunden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Geometrie des wärmeempfindlichen Elements 30 des Wärmesensors 28 teilweise durch die Höhe 42, die erste Breite 44 und die zweite Breite 46 definiert. In bezug auf das Koordinatensystem 47 wird die Höhe 42 entlang der z-Achse, die erste Breite 44 entlang der y-Achse und die zweite Breite 46 entlang der x-Achse gemessen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist das wärmeempfindliche Element 30 als rechtwinkliges Parallelepiped dargestellt, es ist jedoch klar, daß die gegenüberliegenden Seiten des wärmeempfindlichen Elements 30 auch nicht parallel sein könnten. Wenn die gegenüberliegenden Seiten des wärmeempfindlichen Elements 30 nicht parallel sind, können sowohl die erste Breite 44 als auch die zweite Breite 46 als durchschnittliche Breiten ausgedrückt werden. Darüber hinaus kann das wärmeempfindliche Element 30 mehr oder weniger als die sechs in der Fig. 1 dargestellten Seiten aufweisen.
Bei einer Ausführungsform sind die Wände des wärmeempfindlichen Elements 30 im wesentlichen senkrecht und erstrecken sich von der ersten Fläche 48, die mit der gemeinsamen Elek trode 34 verbunden ist, zur zweiten Fläche 50, die mit der Sensorsignalelektrode 32 verbunden ist. Es ist zu erkennen, daß die vorliegende Erfindung auch wärmeempfindliche Elemente 30 mit sich von der ersten Fläche 48 zur zweiten Fläche 50 erstreckenden Wänden mit einbezieht, die andere Konfigurationen aufweisen, z. B. solche, die in der Mitte gewölbt oder geneigt sind aufgrund des Herstellungsprozesses der Brennpunktsebenenmatrix 12, wie er unter Bezug auf die Fig. 2 unten beschrieben ist.
Der Netzwerkzwischenraum 52a trennt das wärmeempfindliche Element 30a von dem wärmeempfindlichen Element 30b, und der Netzwerkzwischenraum 52b trennt das wärmeempfindliche Element 30b von dem wärmeempfindlichen Element 30c. Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die Breite 54a des Netzwerkzwischenraums 52a wenigstens die Hälfte der ersten Breite 44 der angrenzenden wärmeempfindlichen Elemente 30a und 30b. Entsprechend beträgt die Breite 54b des Netzwerkzwischenraums 52b wenigstens die Hälfte der zweiten Breite 46 der angrenzenden wärmeempfindlichen Elemente 30b und 30c.
Es ist anhand der vorliegenden Erfindung zu erkennen, daß die erste Breite 44 und die Netzwerkzwischenraumbreite 54a entlang der y-Achse des Koordinatensystems 47 gemessen werden, und daß die zweite Breite 46 und die Netzwerkzwischenraumbreite 54b entlang der x-Achse des Koordinatensystems 47 gemessen werden. Zu Zwecken der Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist die Netzwerkzwischenraumbreite 54a im allgemeinen in bezug zur ersten Breite 44 der wärmeempfindlichen Elemente 30a, 30b definiert und die Netzwerkzwischenraumbreite 54b in bezug auf die zweite Breite 46 der wärmeempfindlichen Elemente 30b, 30c. Bei der speziellen Ausführungsform, bei der die erste Breite 44 der zweiten Breite 46 entspricht, und die Netzwerkzwischenraumbreite 54a der Netzwerkzwischenraumbreite 54b entspricht, ist der Abstand und die Anordnung der wärmeempfindlichen Elemente 30a, 30b, 30c in der x-y-Ebene des Koordinatensystems 47 symmetrisch.
Wie oben beschrieben empfängt das Wärmedetektorsystem 10 einfallende Infrarotstrahlung an der Brennpunktsebenenmatrix 12 und wandelt diese Strahlung in Wärmeenergie um, die einen Anstieg der Temperatur des wärmeempfindlichen Elements 30 verursacht. Sind die Beleuchtungszeit und die Intensität der Infrarotstrahlung gegeben, so wird das wärmeempfindliche Element in Abhängigkeit von zwei Dingen auf eine bestimmte Temperatur ansteigen. Erstens hängt der Anstieg der Temperatur des wärmeempfindlichen Elements 30 von seiner thermischen Isolation zu der es umgebenden Umgebung, einschließlich der Pixel-IC- Wärmeisolation von dem Substrat 16 der integrierten Schaltung und der Interpixel-Wärmeisolation zu den angrenzenden thermischen Sensoren 28, ab. Zweitens wird die Temperatur des wärmeempfindlichen Elements 30 in Abhängigkeit von seiner Wärmekapazität ansteigen. Daher kann, wenn eine bestimmte thermische Isolation zwischen Pixel und IC und zwischen den Pixeln gegeben ist, das Temperaturansprechverhalten des Wärmesensors 28 durch Vermindern der Masse des wärmeempfindlichen Elements 30 verbessert werden.
Bisherige Wärmedetektorsysteme haben die Masse des wärmeempfindlichen Elements 30 durch Vermindern seiner Höhe 42 reduziert. Die vorliegende Erfindung erzielt jedoch eine verbesserte Temperaturansprechempfindlichkeit durch Vermindern einer ersten Breite 44, um den Netzwerkzwischenraum 52a zwischen den wärmeempfindlichen Elementen 30a und 30b zu verbreitern, und durch Vermindern einer zweiten Breite 46, um den Netzwerkzwischenraum 52b zwischen den wärmeempfindlichen Elementen 30b und 30c zu verbreitern. Die Wärmesensoren 28 können in einem minimalen Abstand oder Zwischenraum zu angrenzenden Wärmesensoren 28 angeordnet werden, wenn man die Herstellungsdichte der darunterliegenden Struktur 14 zur thermischen Isolation und des Substrats 16 der integrierten Schaltung betrachtet. Ist ein minimaler Zwischenraum zwischen benachbarten Wärmesensoren 28 gegeben, so faßt die vorliegende Erfindung die Verminderung der Wärmekapazität der wärmeempfindlichen Elemente 30 ins Auge, ohne die Pixelauflösung des Wärmedetektors 10 zu beeinträchtigen. Darüber hinaus erstreckt sich die optische Beschichtung 38 als kontinuierliche, nicht durch Netzwerkzwischenräume unterbrochene Schicht über die wärmeempfindlichen Elemente 30 und absorbiert daher die maximale Menge thermischer Strahlung, die auf die Brennpunktsebenenmatrix 12 einfällt, und zwar unabhängig von der Größe und Anordnung der darunterliegenden wärmeempfindlichen Elemente 30. Der Wärmesensor 28 zeigt ein Temperaturanstiegsverhalten erster Ordnung in Reaktion auf Wärmestrahlung, die auf die Brennpunktsebenenmatrix 12 fällt. Die Temperaturanstiegszeitkonstante (τ) hängt von der Wärmekapazität (C) des wärmeempfindlichen Elements 30 und dem thermischen Widerstand (R) zwischen dem Wärmesensor 28 und der ihn umgebenden Umgebung ab. Die herrschende Gleichung τ = R · C zeigt an, daß eine Verminderung der Wärmekapazität (C) des wärmeempfindlichen Elements 30 zu einer kleineren Temperaturanstiegszeitkonstante (τ) führt.
Die Temperaturanstiegszeitkonstante τ kann durch einen vergrößerten thermischen Widerstand (R) durch bessere thermische Isolation zwischen aneinander angrenzenden thermischen Sensoren 28 und dem darunterliegenden Substrat 16 der integrierten Schaltung vergrößert werden. Eine geeignete Wahl der Temperaturanstiegszeitkonstante (τ) des Wärmesensors 28 hängt von der Frequenz und dem Tastgrad eines (nicht dargestellten) Choppers ab, der abwechselnd die Brennpunktsebenenmatrix 12 einer Wärmestrahlung aussetzt. So ist z. B. ein Chopper mit einem Tastgrad von 50%, der in der Lage ist, dreißig Rahmen an Wärmebilddaten pro Sekunde zu liefern, für ein Sechzigstel einer Sekunde geöffnet und für das nächste Sechzigstel einer Sekunde geschlossen. Es ist wünschenswert, daß während des Öffnungsintervalls die Brennpunktsebenenmatrix 12 einer maximalen Infrarotstrahlung ausgesetzt wird und eine solche absorbiert, und daß der Wärmesensor 28 in geeigneter Weise anspricht, um ein maximales Sensorsignal zu erzeugen.
Es kann sein, daß eine kleine Zeitkonstante dem Wärmesensor 28 verbietet, eine maximale Spannung zu erzeugen, d. h. es wird kurz gesagt ein potentieller Signalanteil verschwendet. Eine große Zeitkonstante kann zu einer verminderten Ansprechempfindlichkeit des Wärmesensors 28 führen. Daher erzeugt eine wünschenswerte Auswahl der Temperaturanstiegszeitkonstanten (τ) des Wärmesensors 28 einen konsistenten Anstieg der Temperatur auf einen maximalen Wert über das Öffnungsintervall des Choppers, so daß die Erzeugung eines maximalen Sensorsignals ermöglicht wird.
Ein breiterer Netzwerkzwischenraum 52a, 52b zwischen aneinander angrenzenden wärmeempfindlichen Elementen 30 vermindert die Masse der wärmeempfindlichen Elemente 30, was die Wärmekapazität (C) vermindert. Daher schließt die vorliegende Erfindung einen Kompromiß zwischen einer verminderten Wärmekapazität (C) und einer verminderten thermischen Isolation (R), um einen Wärmesensor 28 mit einer verbesserten Nettoansprechempfindlichkeit zu schaffen. Diese Nettoansprechempfindlichkeit wird notwendigerweise von der Chopperfrequenz und dem Tastgrad abhängen.
Die Verminderung der Wärmekapazität des Wärmesensors 28 kann darüber hinaus Verluste aufgrund parasitärer Kapazität in der (nicht dargestellten) Verarbeitungsschaltungsanordnung vergrößern. Die elektrische Kapazität ist proportional zur Fläche des Dielektrikums zwischen den kapazitiven Platten und indirekt proportional zur Dicke oder zum Abstand zwischen den Platten. Bisherige Verfahren zum Verdünnen des wärmeempfindlichen Elements verminderten die Wärmekapazität des Wärmesensors, erhöhten jedoch auch die elektrische Kapazität. Eine erhöhte elektrische Kapazität vermindert Verluste aufgrund parasitärer Kapazität, da die elektrische Kapazität des Wärmesensors in bezug auf die parasitäre Kapazität in der Verarbeitungsschaltungsanordnung zunimmt. Wenn die parasitäre Kapazität der Verarbeitungsschaltungsanordnung gering und die elektrische Kapazität des Wärmesensors groß ist, dann besteht die Spannungsmessung des Wärmesensors im wesentlichen aus dem durch die einfallende Wärmestrahlung verursachten Signal. Wenn jedoch die parasitäre Kapazität im Vergleich zur elektrischen Kapazität des Wärmesensors relativ groß ist, dann wird die Verarbeitungsschaltung Schwierigkeiten dabei haben, das Signal, das durch die einfallende Wärmestrahlung entsteht, auszulesen.
Ein breiterer Netzwerkzwischenraum 52a, 52b zwischen benachbarten wärmeempfindlichen Elementen 30 vermindert die elektrische Kapazität der Wärmesensoren 28. Nimmt man eine konstante parasitäre Kapazität in der Verarbeitungsschaltungsanordnung an, führt dieses zu verminderten Verlusten aufgrund von parasitärer Kapazität. Dieser Verlust kann durch Neuentwerfen der Verarbeitungsschaltung für den Wärmesensor 28 mit einem breiteren Netzwerkzwischenraum 52a, 52b überwunden werden.
Neben den durch die parasitäre Kapazität eingeführten Verlusten kann ein breiterer Netzwerkzwischenraum 52a, 52b darüber hinaus auch das Dielektrikum-Verlust-Rauschen und das Temperatur-Fluktuation-Rauschen vergrößern, das durch den Wärmesensor 28 erzeugt wird. Daß Dielektrikum-Verlust-Rauschen oder "Johnson-Rauschen" stammt von der Widerstandskomponente des Wärmesensors 28. Das Temperatur-Fluktuation-Rauschen stammt von der Zufallskomponente in der Rate der Wärmeübertragung zwischen dem Wärmesensor 28 und seiner Umgebung.
Das aus den Wärmesensoren 28 mit verbreiterten Netzwerkzwischenräumen 52a und 52b gebildete Wärmedetektorsystem 10 wird zu einer Nettoverbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) führen, das umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der physikalischen Pixelfläche variiert. Dieses Ergebnis nimmt eine relativ starke Pixel-IC-Wärmeisolation zwischen der Brennpunktsebenenmatrix 12 und der integrierten Schaltung 16 und eine relativ hohe Inter-Pixel-Wärmeisolation zwischen aneinander angrenzenden Wärmesensoren 28 an. Darüber hinaus nimmt ein Anwachsen des SNR-Wertes relativ große Verluste aufgrund parasitärer Kapazität der Verarbeitungsschaltungsanordnung an. Unter den obigen Annahmen überwiegen die Vorteile des aufgrund der verminderten Wärmekapazität der thermischen Sensoren 28 vergrößerten Signals das vergrößerte Dielektrikum-Verlust-Rauschen und das Wärme-Fluktuation-Rauschen für einen verbesserten Netto-SNR-Wert.
Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt eines Teils einer Brennpunktsebenenmatrix 100 während der Herstellung von wärmeempfindlichen Elementen 102 aus einer zusammenhängenden Platte aus pyroelektrischem Material 104. Das pyroelektrische Material 104 kann vorzugsweise aus Bariumstrontiumtitanat (BST) bestehen, es kann jedoch auch aus anderen Materialien bestehen, die mit Bezug auf das wärmeempfindliche Element 30 der Fig. 1 beschrieben wurden. Die Brennpunktsebene 100 umfaßt darüber hinaus den Aufbau 106 aus einem Absorber für Infrarotstrahlung und einer gemeinsamen Elektrode, der über dem pyroelektrischen Material 104 angeordnet und mit diesem verbunden ist. Der Auf bau 106 aus einem Absorber für Infrarotstrahlung und einer gemeinsamen Elektrode umfaßt darüber hinaus eine gemeinsame Elektrode 108, eine optische Beschichtung 110 und eine dünne äußere Schicht 112. Die Struktur und die Zusammensetzung des Aufbaus 106 aus dem Absorber für Infrarotstrahlung und der gemeinsamen Elektrode entspricht dem in Verbindung mit der Fig. 1 beschriebenen Aufbau 36 aus einem Absorber für Infrarotstrahlung und einer gemeinsamen Elektrode. Die wärmeempfindlichen Elemente 102 sind durch Entfernen pyroelektrischen Materials 104 gebildet worden, um die Netzwerkzwischenräume 118 zu bilden. Die Netzwerkzwischenräume 118 sind zwischen den wärmeempfindlichen Elementen 102 angeordnet. Bei der bevorzugten Ausführungsform weisen die Netzwerkzwischenräume 118 eine Breite 122 auf, die wenigstens der Hälfte der durchschnittlichen Breite 120 der wärmeempfindlichen Elemente 102 entspricht.
Es können verschiedene Verfahren verwendet werden, um Teile des pyroelektrischen Materials 104 zu entfernen, um die Netzwerkzwischenräume 118 zu bilden. Bei einer Ausführungsform kann Laser-Netzwerkstrukturerzeugung verwendet werden, um das pyroelektrische Material 104 zu entfernen, ohne daß eine Maske benötigt wird. Die Laser-Netzwerkstrukturerzeugung zur Bildung der Netzwerkzwischenräume 118 kann in einem einzigen oder mehreren Durchgängen durchgeführt werden, je nach der gewünschten Netzwerkzwischenraumtiefbreite 122 und der speziellen Laserimplementierung.
Bei einer anderen Ausführungsform kann das pyroelektrische Material 104 unter Verwendung von Ionenstrahlätzen, Plasmaätzen, chemischem Ätzen oder einem anderen geeigneten Prozeß entfernt werden. Bei dieser Ausführungsform ist eine Schicht aus Maskierungsmaterial 114, die in Maskenelemente 116 strukturiert ist, über den wärmeempfindlichen Elementen 102 angeordnet. Die Fig. 2 zeigt die Brennpunktsebenenmatrix 100 nach dem Strukturieren des Maskierungsmaterials 114 und vor dem Entfernen des pyroelektrischen Materials 104, um die Netzwerkzwischenräume 118 zu bilden. Während der Verarbeitung wird das pyroelektrische Material 104 zwischen den Maskierungselementen 116 entfernt, wobei die Netzwerkzwischenräume 118 zurückbleiben. Das Maskierungsmaterial 114 kann aus einem organischen Photoresist, einem Metall oder einem anderen geeigneten Maskierungsmaterial bestehen.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand mehrerer Ausführungsformen beschrieben worden ist, kann ein Fachmann auf diesem Gebiet zu verschiedenen Veränderungen und Modifikationen angeregt werden, und es ist beabsichtigt, daß die vorliegende Erfindung solche Veränderungen und Modifikationen umfaßt, die in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

1. Matrix (12) aus Infrarotdetektorelementen auf einem Substrat (16) einer integrierten Schaltung mit: mehreren Wärmesensoren (28), die dazu dienen, ein Sensorausgangssignal zu liefern, das das Ausmaß an auf die Brennpunktsebenenmatrix einfallender Wärmestrahlung repräsentiert, wobei die Wärmesensoren mehrere wärmeempfindliche Elemente (30) umfassen, die räumlich durch mehrere Netzwerkzwischenräume (52) getrennt sind; einem Aufbau (36) aus einem Absorber für Infrarotstrahlung und einer gemeinsamen Elektrode, die mit einer Seite der wärmeempfindlichen Elemente verbunden ist; mehreren Sensorsignalelektroden (32), die mit der anderen Seite der wärmeempfindlichen Elemente verbunden sind; mehreren Signalkontaktanschlußflecken (20), die auf dem Substrat der integrierten Schaltung angeordnet sind, mit den Sensorsignalelektroden (32) verbunden (24) sind und dazu dienen, das Sensorausgangssignal von den Wärmesensoren (28) zu empfangen; und einer Struktur (14, 18) zur thermischen Isolation, die von dem Substrat der integrierten Schaltung hervorsteht, neben den Signalkontaktflecken (20) angeordnet ist und dazu dient, die Brennpunktsebenenmatrix (12) auf dem Substrat (16) der integrierten Schaltung zu befestigen; dadurch gekennzeichnet, daß jeder Netzwerkzwischenraum (52) nebeneinanderliegende wärmeempfindliche Elemente in einer X-Richtung um einen Abstand (54b) trennt, der wenigstens der Hälfte der durchschnittlichen Breite (46) eines einzelnen wärmeempfindlichen Elements in der X-Richtung entspricht, oder nebeneinanderliegende wärmeempfindliche Elemente in einer Y-Richtung um einen Abstand (54a) trennt, der wenigstens der Hälfte der durchschnittlichen Breite (44) eines einzelnen wärmeempfindlichen Elements in der Y-Richtung entspricht.

2. Matrix aus Infrarotdetektoren nach Anspruch 1, bei der der Aufbau (36) aus einem Absorber für Infrarotstrahlung und einer gemeinsamen Elektrode eine kontinuierliche, nichtnetzwerkartig ausgebildete optische Beschichtung (38) umfaßt, die gegenüber Infrarotstrahlung empfindlich ist.

3. Matrix aus Infrarotdetektoren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der der Aufbau (36) aus einem Absorber für Infrarotstrahlung und der gemeinsamen Elektrode eine gemeinsame Elektrode (34), die mit den wärmeempfindlichen Elementen (30) verbunden ist, um eine Spannung an die wärmeempfindlichen Elementen anzulegen; und eine optische Beschichtung (38) umfaßt, die gegenüber Infrarotstrahlung empfindlich ist und über der gemeinsamen Elektrode angeordnet ist.

4. Matrix aus Infrarotdetektoren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, die eine dünne semitransparente Metallschicht (40) umfaßt, die über der optischen Beschichtung (38) angeordnet ist.

5. Matrix aus Infrarotdetektoren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, bei der jedes wärmeempfindliche Element (30) teilweise durch wenigstens eine im wesentlichen vertikale Wand definiert ist, die sich von einer ersten Fläche (48), die mit einer gemeinsamen Elektrode (34) verbunden ist, zu einer zweiten Fläche (50) erstreckt, die mit einer zugeordneten Sensorsignalelektrode (32) verbunden ist.

6. Matrix aus Infrarotdetektoren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die wärmeempfindlichen Elemente (30) aus pyroelektrischem Material gebildet sind.

7. Matrix aus Infrarotdetektoren nach Anspruch 6, bei der die wärmeempfindlichen Elemente (30) aus pyroelektrischem Material gebildet sind, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Bariumstrontiumtitanat, Bleititanat, Bleilanthantitanat, Bleizirkoniumtitanat und Bleilanthanzirkoniumtitanat besteht.

8. Matrix aus Infrarotdetektoren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der jedes wärmeempfindliche Element (30) auf einer Seite mit einer gemeinsamen Elektrode (34) und auf der anderen Seite mit einer zugehörigen Sensorsignalelektrode (32) verbunden ist, die darüber hinaus durch die Struktur (18) zur thermischen Isolation mit einem zugehörigen Signalkontaktflecken (20) verbunden ist, der auf dem Substrat (16) der integrierten Schaltung angeordnet ist.

9. Verfahren zum Herstellen einer Brennpunktsebenenmatrix (12) mit mehreren Wärmesensoren (28), die dazu dienen, ein Sensorausgangssignal zu liefern, das das Ausmaß an auf die Brennpunktsebenenmatrix einfallender Strahlung repräsentiert, bei dem: eine gemeinsame Elektrode (34) gebildet wird, die dazu dient, eine Spannung an die Wärmesensoren (28) anzulegen; eine gegenüber Infrarotstrahlung empfindliche optische Beschichtung (38) auf einer Seite der gemeinsamen Elektrode (34) gebildet wird; ein pyroelektrisches Material (30) auf der der optischen Beschichtung (38) gegenüberliegenden Seite der gemeinsamen Elektrode (34) gebildet wird; und das pyroelektrische Material entfernt wird, um mehrere wärmeempfindliche Elemente (30) zu bilden, die räumlich durch mehrere Netzwerkzwischenräume (52) getrennt sind, wobei jeder Netzwerkzwischenraum nebeneinanderliegende wärmeempfindliche Elemente in einer X-Richtung um einen Abstand (54b) trennt, der wenigstens der Hälfte der durchschnittlichen Breite (46) eines einzelnen wärmeempfindlichen Elements in der X-Richtung entspricht, oder nebeneinanderliegende wärmeempfindliche Elemente in einer Y-Richtung um einen Abstand (54a) trennt, der wenigstens der Hälfte der durchschnittlichen Breite (44) eines einzelnen wärmeempfindlichen Elements in der Y-Richtung entspricht.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das pyroelektrische Material aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Bariumstrontiumtitanat, Bleititanat, Bleilanthantitanat, Bleizirkoniumtitanat, und Bleilanthanzirkoniumtitanat besteht.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, bei dem die optische Beschichtung (38) aus dem Material gebildet wird, das unter dem Markennamen PARYLENE bekannt ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem die gemeinsame Elektrode (34) aus Nichrome gebildet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem die optische Beschichtung (38) aus einer kontinuierlichen, nichtnetzwerkartigen Schicht aus organischem Material gebildet wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, das den Schritt des Bildens einer dünnen, semitransparenten Metallschicht (40) umfaßt, die über der optischen Beschichtung (38) angeordnet ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem der Schritt des Entfernens des pyroelektrischen Materials durch Laser-Netzwerkstrukturerzeugung durchgeführt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem der Schritt des Entfernens des pyroelektrischen Materials durch Ionenstrahlätzen durchgeführt wird und das darüber hinaus die Schritte Bilden eines über dem pyroelektrischen Material angeordneten Maskierungsmaterial und Strukturieren des Maskierungsmaterials umfaßt.