JP3887391B2 - 赤外線ボロメーター - Google Patents
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Description
図1に示されたように、現在の全てのボロメーターの構造は、信号を読み出す集積回路が内臓され保護層でコーティングされた下部基板110と、赤外線を吸収する吸収層(図示せず)と、前記吸収層から吸収された赤外線の熱によって抵抗値が変化する抵抗体(図示せず)とを備え、前記下部基板110と所定の空間を有して互いに離間している上部基板120と、前記上部基板120と下部基板110とを機械的又は電気的に連結する信号脚130からなる。
本発明の他の目的は、前記のような信号脚を提供することによってボロメーターの性能を向上させ民需用又は軍需用に利用されるボロメーターに適用するようにすることにある。
本発明の第1実施形態による赤外線ボロメーターの構造及び動作を説明すれば次のようである。
本発明の第2実施形態による赤外線ボロメーターの構造及び動作を説明すれば次のようである。
本発明の第3実施形態による赤外線ボロメーターの構造及び動作を説明すれば次のようである。
120 上部基板
130、200、500、700 信号脚
210 ポスト
220 下部電極
230 反射層
240、530 絶縁層
510 電極
530 信号伝逹手段
710 熱伝逹手段
Claims (12)
- 二つの基板が所定の空間を有して離間しており、支持脚によって連結され赤外線の熱を検出するボロメーターであって、
保護層でコーティングされた集積回路を備えた下部基板と、
赤外線を吸収する吸収層と、前記吸収層から吸収された赤外線の熱によって抵抗値が変化する抵抗体を備え、前記下部基板と所定の空間を有して互いに離間されている上部基板と、
前記上部基板を機械的に支持し、上部基板と下部基板とを連結するポストと、
前記下部基板と上部基板との間で前記抵抗体から下部基板に信号を伝逹する信号脚と、
前記下部基板の上面に形成された下部電極であって、前記信号脚を前記上部基板に機械的に接触状態又は非接触状態になるように駆動して、前記信号脚を前記上部基板に電気的にオン-オフさせる下部電極と、
前記下部基板の上面に形成され、赤外線の熱の吸収率を増加させるための反射層と、
を含むことを特徴とする赤外線ボロメーター。 - 前記信号脚は少なくとも二つの層以上が重ね合って形成され、それぞれの層を形成する物質の残留応力が異なることを特徴とする、請求項1に記載の赤外線ボロメーター。
- 前記信号脚を形成するそれぞれの層は、 Al (アルミニウム)と、 SiO2(二酸化ケイ素)と、 SixNy (窒化けい素)と、 Cr (クロム)と、 Au (金)と、 Ti (チタン)と、 Ni (ニッケル)と、ポリシリコンと、シリコンとの少なくとも何れかの一つの物質からなり、それぞれの層は異なる物質からなることを特徴とする、請求項2に記載の赤外線ボロメーター。
- 前記信号脚のそれぞれの層を形成する物質は、残留応力によって上部基板の方向に撓むように形成されることを特徴とする、請求項2に記載の赤外線ボロメーター。
- 前記信号脚は複数の層を有し、それぞれの層は、Al(アルミニウム)と、 SiO2(二酸化ケイ素)と、 SixNy(窒化けい素)と、Cr(クローム)と、Au(金)と、Ti(チタン)と、Ni(ニッケル)と、ポリシリコンと、シリコンとの少なくとも何れかの一つの物質からなることを特徴とする、
請求項1に記載の赤外線ボロメーター。 - 前記信号脚のそれぞれの層を形成する物質は、残留応力によって上部基板の方向に撓むように形成されることを特徴とする、請求項5に記載の赤外線ボロメーター。
- 前記信号脚と下部電極との間及び前記下部電極と下部基板との間には、電気的な短絡を防止するための絶縁物質が形成されていることを特徴とする、請求項1乃至6の何れかに記載の赤外線ボロメーター。
- 二つの基板が所定の空間を有して離間しており、支持脚によって連結され赤外線の熱を検出するボロメーターであって、
保護層でコーティングされた集積回路を備える下部基板と、
赤外線を吸収する吸収層と、前記吸収層から吸収された赤外線の熱によって抵抗値が変化する抵抗体とを備え、前記下部基板と所定の空間を有して互いに離間している上部基板と、
前記上部基板を機械的に支持し、上部基板と下部基板とを連結するポストと、
圧電素子及び信号伝逹手段からなる信号脚であって、前記下部基板と上部基板との間で前記抵抗体から下部基板に信号を伝逹する前記信号脚と、
前記圧電素子に電圧を印加することで前記信号脚を前記上部基板に機械的に接触又は非接触となるように駆動して、前記信号脚の前記信号伝達手段を前記上部基板に電気的にオン-オフさせる電極と、
前記下部基板の上面に形成され、赤外線の熱の吸収率を増加させるための反射層と、
を含むことを特徴とする赤外線ボロメーター。 - 前記圧電素子を形成する物質は、石英(SiO2)と、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr、Ti)O3、PZT)と、酸化亜鉛(ZnO)と、チタン酸バリウム(BaTiO3)との何れかの一つの物質であることを特徴とする、請求項8に記載の赤外線ボロメーター。
- 二つの基板が所定の空間を有して離間しており、支持脚によって連結され赤外線の熱を検出するボロメーターにおいて、
保護層でコーティングされた集積回路を備えた下部基板と、
赤外線を吸収する吸収層と、前記吸収層から吸収された赤外線の熱によって抵抗値が変化する抵抗体とを備え、前記下部基板と所定の空間を有して互いに離間している上部基板と、
前記上部基板を機械的に支持し、上部基板と下部基板とを連結するポストと、
二つの層以上の物質からなり、それぞれの層を成す物質の熱膨脹係数が異なるように形成される信号脚であって、前記下部基板と上部基板との間で前記抵抗体から下部基板に信号を伝逹する前記信号脚と、
前記信号脚に熱を伝逹することで前記信号脚を前記上部基板に機械的に接触又は非接触となるように駆動して、前記信号脚を前記上部基板に電気的にオン-オフさせる熱伝逹手段と、
前記下部基板の上面に形成され、赤外線の熱の吸収率を増加させるための反射層と、
を含むことを特徴とする赤外線ボロメーター。 - 前記信号脚を形成するそれぞれの層は、Al(アルミニウム)と、SiO2(二酸化ケイ素)と、SixNy(窒化けい素)と、Cr(クロム)と、Au(金)と、Ti(チタン)と、Ni(ニッケル)と、ポリシリコンと、シリコンとの少なくとも何れかの一つの物質からなり、それぞれの層は異なる物質からなることを特徴とする、請求項10に記載の赤外線ボロメーター。
- 二つの基板が所定の空間を有して離間しており、支持脚によって連結され赤外線の熱を検出するボロメーターであって、
保護層でコーティングされた集積回路を備えた下部基板と、
赤外線を吸収する吸収層と、前記吸収層から吸収された赤外線の熱によって抵抗値が変化する抵抗体を備え、前記下部基板と所定の空間を有して互いに離間されている上部基板と、
前記上部基板を機械的に支持し、上部基板と下部基板とを連結するポストと、
前記下部基板と上部基板との間で前記抵抗体から下部基板に信号を伝逹する信号脚と、
前記信号脚が前記上部基板に接触状態又は非接触状態となるように前記信号脚を制御する信号脚制御手段と、
前記下部基板の上面に形成され、赤外線の熱の吸収率を増加させるための反射層と、
を含むことを特徴とする赤外線ボロメーター。
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