JPH07111371B2 - 電磁放射線検出器と２次元電子放射線感知アレイ - Google Patents

電磁放射線検出器と２次元電子放射線感知アレイ

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JPH07111371B2
JPH07111371B2 JP2504326A JP50432690A JPH07111371B2 JP H07111371 B2 JPH07111371 B2 JP H07111371B2 JP 2504326 A JP2504326 A JP 2504326A JP 50432690 A JP50432690 A JP 50432690A JP H07111371 B2 JPH07111371 B2 JP H07111371B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、赤外線飛翔体試験に使用する為の赤外線画像
をシミュレートする装置に関するものである。また、本
発明は赤外線とマイクロ波を有する電磁放射の検出器ア
レイに関するものである。
発明の詳細な説明 実質的にフリッカのないリアルタイム赤外線（赤外線−
およそ0.7ミクロン−20ミクロンの波長）画像をシミュ
レートできるのが、非常に望ましい。これは赤外線検出
器をテストする有効な手段として供給され、また“飛翔
体”及び“焦点平面配列”と呼ばれる。今日、フリッカ
過度という問題は、赤外線シミュレーション装置におい
てゆゆしい制限を負わせる。赤外線画像温度における変
更に対応するフリッカの為に、誤ったターゲット指示を
生じることは、画像フリッカに関する根本的な問題であ
る。約30m秒−50m秒の時間に渡って光のフリッカを集積
する人の眼とは異なり、赤外線検出器は、わずか約1m秒
−5m秒の時間に渡ってフリッカを集積する。このよう
に、赤外線スペクトル内の場合には、赤外線検出器によ
って検出される場合を除く人の眼によって検出されない
フリッカ（可視スペクトルにおける）に渡る大きなレン
ジがある。
ブライ（Bly）セルを用いることによって、セルに印加
されている静的画像を投影し、これまで、過度のフリッ
カを回避していた。ブライ（Bly）セルは、ビンセント
（Vincent）Ｔにおいて記述されている。ブライ（Bly）
セルは、1982年の11月の21号、ナンバー６の1079ページ
から1082ページのオプティカルエンジニアリング（光
学）の“動的な赤外線画像シミュレーションの為の受動
的に視覚可能な赤外線変換器”に記述されている。しか
しながら、赤外線検出器の非常に重要な実験がリアルタ
イムにおいて変更可能な画像検知を必要とするので、こ
のタイプの装置が静的画像を持って操作されるのに必要
な条件は相当制限される。
従来は、陰極線管（CRT）によってビデオイメージを構
成するリアルタイム画像を備えることを試みていた。CR
Tビデオ画像は液晶光弁（LCLV）への入力として供給さ
れ、赤外線読み出し光線が供給される。LCLVは、CRTか
らのビデオ画像を有する赤外線読み出し光線を変調し、
相当する赤外線ビデオ画像を生成する。1985年,8月のSP
IEの会報,572号の94ページから101ページにS,T,Wu氏と
その他の者による“赤外線液晶光弁”の論文が掲載され
ている。
あいにく、このアプローチは、相当なフリッカ量を生じ
ることがわかった。問題は、次の電子光線が走査する前
の時間に渡って、CRTスクリーン上の照明する画素の強
度が減衰することである。これは、好ましくない強度を
生じ、CRTに接続された赤外線液晶光弁（IR−LCLV）か
らの投影された赤外線画像が現れ、このとき赤外線検出
器は不均一な画像を検出する。検出器は強度の勾配ある
いは端部を求め、これにより関連したアルゴリズムは
“標的”の有無を決定するが、そのような強度の勾配は
正確なものではない。一方、この問題は、CRT電子光線
走査と同時に進行する赤外線検出器走査によって理論的
に解決され、そのような同時進行は多くの応用例におい
て好ましくないものである。このように、赤外線LCLV
は、ブライ（Bly）セルと比較して高解像度、高いダイ
ナミックレンジの投射能力と、リアルタイムにシミュレ
ートされた赤外線画像を有するが、この長所は、CRTの
画素の減衰によって軽減される。更に、RCの減衰はCRT
の発光合成物の減衰の効果と同様なので、一つのRCタイ
プの画素をアドレスする回路を伴って起動する場合に
は、電気的に起動する行列エミッタ装置はフリッカを有
する。
上記の基本的なCRT−LCLV装置の変形によって、フリッ
カを低減あるいは削除すると考えられるが、しかし他の
問題を生じる。そのような変形においては、２つの記憶
CRTは、各スクリーン前にシャッターと共に設けられ
る。２つのCRT間でシャッタ手段によって交互に動作が
行われ、それで、シャッタは交互にLCLVに供給される。
２つのCRT間のビデオデータフレームが交互に配列する
ので、理論的にはLCLVによって識別される発光性合成物
の減衰が十分低減される。しかし、このようなシステム
においては、実質的にフリッカを回避することが必要な
相当に速いシャッタの整理を実現するのは難しい。さら
に、記憶CRTは不均一であり、画像差を生じ、その結果
フリッカを生じる。
他のアプローチとしては一つのCRTを使用して、ラスタ
（Raster）走査のフレーム率を約30Hzの通常の割合から
さらに高い割合、例えば、約1000Hzまで増加することが
考えられる。今後のCRTは、やがて達成可能なバンド幅
よりも高いバンド幅を供給し、それにより、この研究は
より興味深いものになるだろう。
リアルタイムアドレス可能な画像を供給しない実行可能
なアプローチは、”フリッカの無い”フィルムあるい
は、カリフォルニアのニューポートビーチのロバート・
ウォルツ・アソシエイト社によって製造されたスカナゴ
ン（SCANAGON）Ｒ装置のようなスライドプロジェクタに
使用され、特許番号4,113,367号と4,126,386号あるい
は、匹敵する画像プロジェクタ開示されている。一方、
その能力はこの定義された技術の為に在り、これは、ジ
ッタが無くフリッカの無い画像が供給されるようには表
示されていない。更に、この方法は、リアルタイムで電
気的に更新可能な画像を供給しない。
フリッカの無い画像に加えて、高い空間解像度と大きな
動温度範囲と速応答性を達成するような赤外線シミュレ
ーションシステムは重要である。空間解像度は、フリッ
カが１％以下の、少なくとも500×500画素であるべきで
ある。幾つかの応用例の為には、フレーム率は、100Hz
あるいは、それ以上であるべきであり、ダイナミック熱
レンジは、理想的には、ほぼ室温（幾つかの応用例は冷
却背景温度を必要とする）から1000℃までのレンジであ
るべきで、特に３−５ミクロンのスペクトルのレンジに
おいては、そうあるべきである。このダイナミックレン
ジと応答時間の丁度良い組み合わせを持つ実施可能な市
販の液晶を入手するのは難しい。更に、大部分の赤外線
シミュレーションの応用例は、カルコ（Carco）テーブ
ルの２軸のターゲットアーム（target arm）上に搭載
されるべきシミュレータを必要とし、このとき、それは
テストされる赤外線飛翔体に対して除去される。この目
的の為に、重量と寸法の制限は非常に重要である。赤外
線シミュレータの上に置かれる液晶は、通常100ポンド
以上の大きな黒体源と、動的行列に搭載されるべき高価
なワイヤグリッド（wire grid）偏光プリズムを必要と
する。これにより、支持するカルコ（Carco）テーブル
の運動性は低減される。
シリコン基板上に十分な電荷をフォトジェネレイト（ph
otogenerate）するのは難しいので、また液晶装置は、
ダイナミックレンジにおいて制限され、一方、空間解像
度を維持し、液晶分子を完全に回転する。更に、適度な
ダイナミックレンジが維持されなければならない場合に
は、液晶の応答速度が制限される。液晶光弁の為のフリ
ッカの無い可視のアドレス源を使用することによって、
液晶装置に関連したフリッカの問題は低減される。しか
し、このタイプの周知のアドレズ源は速度，解像度，重
量と寸法において制限される。
デーラ（Deahler）氏の特許番号4,724,356号は、赤外線
放射に刺激を与える為に抵抗の配列が各アドレスされて
いる赤外線シミュレータの上に設置される抵抗を開示し
ている。また、デーラ（Deahler）氏のアプローチは、S
PIEの765号の「画像処理センサとディスプレイ」（198
7）94ページから101ページに記載されたデーラ氏の“赤
外線ディスプレイアレイ”の論文と、SPIEの765号の
「画像処理センサとディスプレイ」（1987）の112ペー
ジから122ページに記載されたブリッジィ（Burriesci）
氏その他の者の共著による“シリコン黒体エミッタを使
用するダイナミックラム画素ディスプレイ技術”の論文
の中で検討されている。二つの抵抗と各ドライブトラン
ジスタ回路は、大きいシリコンウェハから形成されてい
る。エアギャップ溝は、下に配置された大きいシリコン
ウェハへの熱伝導損失の低減を助ける為に、抵抗の下に
形成されている。選択的なエッチングを容易にする為
に、絶縁するエアギャップ溝を形成し、ウェハの上部層
に厚くドープする。しかし、このドーピングは上部層を
電気的に伝導し、各トランジスタドライブ回路と抵抗間
の相当のインピーダンスのミスマッチを生じる。結果と
して、大部分の入力電力は、赤外線放射として失われる
よりも、ドライブ回路内部で失われる。電力の低減を抵
抗に移すことによって、トランジスタへの入力電力がさ
らに必要になり、電位加熱の問題を生じることになる。
入力電力の非能率的な使用に加えて、デーラ氏（Deahle
r）のアプローチにおいては、実際、単に相対的に小さ
い画素領域の部分（10％以下の）は放射する抵抗によっ
て占有される。
さもなければ、抵抗に供給される大部分の領域は、ドラ
イブトランジスタと絶縁するエアギャップによって占有
される。結果として、画素の所定の明らかな温度で達成
する為に、抵抗自身全体としては相当の高温度まで加熱
される必要がある。これは、システムの効果的な熱のダ
イナミックレンジを、ほぼ実質的に低減する。
デーラ氏（Deahler）のアプローチの他の課題は、各画
素をアドレスする導電線に関するものである。相対的に
大きなシリコンウェハは、相当数の画素を得る為に、現
在の技術に使用する必要がある。例えば、約４インチの
ウェハは、512×512の配列を必要する。これは、また、
チップ上の導電線は約４インチの長さが必要であるとい
うことを意味する。これは順番に２つの重要な問題を生
じている。第１の問題は、関連する長い導線に結合する
大電気容量がある。伝導基板と金属導線間の寄生コンデ
ンサは、応答時間を制限出来る。第２の問題は、ピンホ
ールが基板上に形成された酸化絶縁物中に現れ、ライン
と関連画素あるいは作用しない画素を提供するシリコン
基板間に短絡回路を生じるというような欠点がある。導
線が長くなればなるほど、そのような欠点の確率は大き
くなる。デーラ（Deahler）氏は、８×128画素までの配
列の大きさを制限することによって、この問題を解決し
ようとし、並列に一緒に多くのそのような配列を結合
し、適度な大きさのアレイの集合体を形成した。しか
し、接続処理自体は相当な複雑性をもたらした。
また、２次元の赤外線検出器アレイと、マイクロ波のよ
うな他の電磁放射（電磁放射線）の波長における検出器
アレイも必要である。これらは応答が速く、入手可能領
域を効果的に使用させる。
赤外線熱検出器の種々のタイプは、容易に入手できる。
ピロ電気検出器において、温度変更は双極子の物質量を
変更し、結晶表面間に電位差を生じる。このタイプの検
出器は、1986年の６月、ペンシルバニアのベスレヘム
（Bethlehem）での「強磁性の応用における第16回のIEE
Eの国際シンポジウム」の会報の172−181ページに掲載
されたワットン（Watton）氏による論文“赤外線探知と
画像処理の為の強磁性”の論文の中で検討されている。
赤外線検出器の他のタイプはボロメータである。ボロメ
ータにおける放射線を吸収するエネルギーは、検出素子
の温度を上昇させ、その電気抵抗を変化させる。この変
化は吸収される放射線量指示として計測される。そのよ
うな装置のアレイは、「科学用計測器の批評」の1989年
の４月の60号のナンバー４の661ページ−665ページの掲
載されたボインセニ（Boninsegni）氏その他の者による
“低温度ボロメータアレイ”の中で開示されている。焦
電装置とボロメータ装置の両方は、赤外線レベルを変更
する応答率が相対的に低速であり、また相対的に大きな
領域を必要とする。また、焦電熱検出器は、制限された
分析可能な温度差によって損失を受け、生産高が低くコ
ストの高い処理をし、チョッパを持つハイブリッド集積
とAC動作が必要である。制限温度の分解能は、主に固有
の熱伝導損失と大きな熱質量によって、強磁性ウェハを
薄くし網状にすることによって改良できるが、これは処
理が非常に困難、かつ高価である。
赤外線検出の他のアプローチ研究は単結晶ショットキィ
接合アレイを有し、1988年,12月「IEEE電子装置の論
文」の９号のナンバー12の650ページ−653ページに記載
されたソアー（Tsaur）氏その他の者による論文“10−
μｍカットオフ波長を有する赤外線シリコンショットキ
ィバリア赤外線検出器”の中で開示されている。この装
置は、熱検出器よりもむしろ光検出器として使用され、
スペクトルの範囲は非常に制限されており、低温度で操
作されるべきである。
熱電対装置は、他の赤外線熱検出器を設ける。このタイ
プの装置の接合は、加熱に応答する接合に渡って誘導さ
れる電圧を持つ異なる物質間に形成される。そのような
装置は、1982年、１月の「IEEEの電子装置における報告
書」の14ページ−22ページに記載されているラヒジ氏
（Lahiji）とその他の者による“バッチ形成されたシリ
コン熱電対列赤外線検出器”の論文で開示されている。
この論文の中で熱電対の一組は、集積回路技術によって
薄いシリコン膜上に支持される接合点を持たない。膜領
域は、赤外線を吸収する物質の層でコートされ、可視光
線から遠赤外線までのエネルギーを能率的に吸収する。
熱電対が基板上にじかに形成されており、所望の熱伝導
損失分さえ加熱することができない為、装置の感度は制
限される。また、検出器は、相対的に大きな領域を必要
とする。
また、ボロメータと結晶検出器は、マイクロ波の周波数
における電磁放射線を感知する為に使用されている。比
較的、大きな寸法のセンサが必要なので、一つの検出器
は、一回、所定時に完全な画像を感知する為に検出器ア
レイを使用するよりも、入ってくる画像をスキャンする
為に使用される。その結果、フレーム率は低くなってい
る。同じ問題は、赤外線の必要条件において、接合検出
器をスキャンする一つの使用方法を伴っている。
課題を解決するための手段 上記問題より、本発明の目的は、ほぼ実質的にフリッカ
が無く、軽量で、大きい熱ダイナミックレンジを有し、
応答速度が速く、有効電力を有し、放射する要素の画素
領域の大部分を供給し、容量的な接続と単結晶半導体基
板上の長い導線に関連した絶縁物の欠点の問題を回避す
る赤外線シミュレーション装置を提供することである。
また、同様の特性を持つ２次元赤外線検出器アレイも有
している。この目的は、サファイアのような絶縁する基
板上に形成された抵抗ブリッジ配列の形態における赤外
線画素行列を設ける本発明に従って実現される。抵抗ブ
リッジは、各画素セル部分に広がり、離間された接触場
所における基板と接触し、ブリッジと基板間の熱的絶縁
ギャップを形成するように形づくられる。基板上の半導
体ドライブ回路は、ブリッジを加熱する為の入力制御信
号に応答するブリッジを介する所望の電流量を与え、所
望の赤外線放射量を生じる。基板が絶縁性を有し容量的
に接続され短絡されるという問題は、さらに長い導線で
低減されるので、制御線、付勢線、電力線は基板に沿っ
て延伸し、ドライブ回路に制御し起動する信号を伝送
し、抵抗ブリッジに電力信号を伝達する。
好適な実施例におけるドライブ回路は、抵抗ブリッジの
下の基板表面上に配置され、また、導線の少なくとも幾
つかはブリッジ下に延伸される。ドライブ回路から離れ
て赤外線放射を反射する為に、各画素セルは抵抗ブリッ
ジとドライブ回路間に熱的反射性素子を有する。熱的反
射性素子は、ドライブ回路に橋渡され、抵抗ブリッジと
上記回路の両方から離間された熱的な反射性物質から形
成される第２ブリッジあるいは、ドライブ回路上に絶縁
層を配置する熱的反射層を具備しても良い。
フリッカを１％以下に低減する為に、各画素のドライブ
回路は、第１トランジスタが保持するコンデンサに制御
信号を供給し、第２トランジスタがコンデンサ信号に応
答して抵抗ブリッジに出力信号を供給するサンプルホー
ルド回路を有する。抵抗ブリッジの電気インピーダンス
は、ドライブ回路の電気インピーダンスと好適に調和す
る。
抵抗ブリッジは、種々の方法で実施しても良い。一実施
例においては、絶縁物質から形成され、ベース上に抵抗
層を持つベースブリッジを有する。所望の抵抗を生成す
るように、抵抗層の抵抗率及び厚さは選択される。抵抗
層自体は高熱の放射性物質のコーティングによって、搭
載される。また、抵抗ブリッジは、熱伝導性を減少する
強い有孔性を有する物質から形成される。ブリッジの中
心に対して、基板を持つ接続部から離して電圧降下を集
中させる為に、ブリッジは中心近くの断面領域を、基板
を有する接触部の近くよりも相当少なくするように、徐
々に細くされる。
その結果、赤外線画素アレイは、他の周知のシステムよ
りも相当良好な、熱ダイナミックレンジの組み合わせ
と、応答速度、解像度、重量、寸法、有効でフリッカの
無い動作を有する。また、本発明は、基板上に形成され
る赤外線検出器セルの配列のみから成る２次元の電磁放
射線感知アレイを有する。各セルは、電磁放射線感知ブ
リッジ構造を有する。ブリッジ構造の形状は、ブリッジ
と基板間の通常の絶縁ギャップを形成するように形成さ
れる。ブリッジの構造は、吸収された電磁放射線量によ
って変動する定義された特性を有し、各セルのこの特性
を監視し、各セルにおける電磁放射線の投射レベルを決
定する手段が設けられている。
ブリッジの構造は、抵抗ブリッジ、熱電対接合ブリッジ
あるいは、ショットキィ接合ブリッジによって実現され
る。抵抗ブリッジ、様々なブリッジの結合構造は、中央
径間に対するブリッジ支持脚の領域を低減するように選
択され、基板から中央径間を熱的に絶縁するのを助け
る。多段増幅器の読み出し回路は、ジョンソン雑音低減
性を持つ実効抵抗ブリッジ率を監視する為に、出力電圧
分割回路を有する接続部に使用されるのが好ましい。伝
導物質の薄い層は、中央径間が下に置かれた監視する回
路に電気的に接続される支持脚に追加されても良く、伝
導物質層は、基板からブリッジの中央径間を熱的に絶縁
することをほぼ実質的に維持するのに十分な薄さを有す
る。抵抗ブリッジは、アモルファス半導体物質から形成
されることが望ましい。
熱電対ブリッジ検出器アレイに関しては、熱電対は、半
導体と金属層を交互に複数積み重ねたものを持つことが
好ましい。接合装置は、抵抗と出力電圧分割回路に直列
に接続され、熱電対ブリッジによって吸収される電磁放
射線の作用としてモニタされる出力抵抗を超える電圧を
有する。
ショットキィ接合ブリッジの実施例は、ショットキィ接
触結合に沿って接触し、半導体物質層に隣接して配置さ
れているブリッジと、金属あるいはドープされた半導体
を使用する。半導体は、アモルファスのゲルマニウムあ
るいはアモルファスのすずであることが望ましい。
検出器のブリッジは、感度を増加するように電磁放射線
吸収物質層によってコートされるのが望ましい。各検出
器セルの読み出し回路は、基板領域を保護するように、
少なくとも一部が各ブリッジの下にある基板上に配置さ
れるのが望しい。また、種々の導線は、さらに基板領域
を保護するように、ブリッジ構造の下に延伸される。レ
ンズは、２次元配列の電磁放射線源を画像処理する為に
使用される。付加的な本発明の特徴と長所は、添付図面
を伴う以下の好適実施例の詳細な説明から当業者に明ら
かになる。
図面の簡単な説明 図１は、本発明を具体化した赤外線（IR）シミュレータ
装置のブロック図である。
図２は、赤外線画像を生成する画素セルの配列の一部の
線図である。
図３は、各画素セルにおいて使用されるドライブ回路素
子の略図である。
図４乃至図６は、各画素の赤外線放射素子を供給する抵
抗ブリッジの異なる実施例を示す断面図。
図７乃至図９は、各画素の抵抗ブリッジとドライブ回路
素子間の関係の様々な実施例を示す断面図。
図10は、一実施例の抵抗ブリッジに関する導電線の性質
を示す平面図である。図11は、本発明に従う読み出し回
路及び抵抗ブリッジ電磁放射線検出器の断面図である。
図12（ａ）図13（ａ）及び図14（ａ）は平面図であり、
図12（ｂ）図13（ｂ）及び図14（ｂ）は、基礎基板から
ブリッジの中央径間を熱的に絶縁した３つの異なる抵抗
ブリッジの構造の正面図である。
図15は、抵抗ブリッジの電磁放射線検出器の読み出し回
路の簡略図である。
図16は、図15に示す前記回路を更に単純化した簡略図で
ある。
図17は、一つのモノリシック構造における図16に示すト
ランジスタとコンデンサの構造を示す断面図である。
図18は、ショットキイ雑音を減衰する抵抗ブリッジの電
磁放射線検出器の一方の読み出し回路の簡略図である。
図19は、熱電対ブリッジの電磁放射線検出器の断面図で
ある。
図20は、図19に示す検出器の読み出し回路の簡略図であ
る。
図21はショットキィ接続されたブリッジ電磁放射線検出
器の断面図である。
図22は、図21は電磁放射線検出器の読み出し回路の簡略
図である。及び、図23は本発明に従って構成された検出
器の配列への電磁放射線源を画像処理を示すブロック図
である。
実施例 図１は、本発明に従って構成された赤外線シミュレーシ
ョン装置の基本的要素を示す図である。赤外線放射機構
２は、その前方の末端に赤外線ウィドウ６を有する真空
箱４内部に配置されている。真空ポンプ８は、従来の方
法で前記箱を真空にする。前記赤外線機構は、サファイ
アである絶縁基板10、基板10の前側の赤外線発生素子の
２次元アレイ12及び、基板の後部に接触する冷却機構14
を有するのが好ましい。冷却素子は、冷却素子が入力及
び出力パイプ16を介して流れる水またはフレオンによっ
て冷却される銅ブロックが好ましい。赤外線窓６は、ゲ
ルマニウム，亜鉛，セリナイド（selinide）のような適
切な物質から形成され、そして、コーティングし、無反
射性を供給し、箱の中で放射される赤外線放射の反射を
防止することが好ましい。
アレイ12内部の各々の赤外線発生素子は、テストされる
赤外線検出器20のレンズ18によって、制御放射を行う。
各々の赤外線放射する素子の放射は、そのアレイによっ
て供給される電気信号によって制御される。アレイの中
の導電線は、直流電流源に接続される出力ライン22と、
様々な赤外線素子に画像情報信号を転送する一組のデー
タライン24と、画像信号に一致する連続の赤外線素子を
行をストローブする一組のストローブライン26及び接地
ライン28を有する。画像データ入力信号は、実際のビデ
オ画像、コンピュータシミュレーション、即ち他の所望
のパターンを示す。
赤外線放射の配列は、画素セルの行列に分割され、各々
に制御され、赤外線放射の所望の量を放射する。赤外線
画像の分解は、画素の数によって制御され、赤外線画像
は、通常256×256,512×512あるいは1024×1024の配列
で供給される。図２は、そのような配列の断面図を示し
たものである。それぞれの、実際に赤外線を放射する素
子である各々の画素セルは、抵抗ブリッジ30と抵抗ブリ
ッジのドライブ回路32を有する。それぞれの画素セル
は、通常約150×150ミクロンであり、一方、抵抗ブリッ
ジは約120×120ミクロンである。ドライブ回路は２つの
トランジスタを使用しており、それぞれのトランジスタ
は、通常約50×50ミクロンである。アルミニウムの導電
線は、通常約25ミクロンの幅である。
図２は、配列の中の種々の素子間の機能的な関係を示し
た簡略図であるが、種々の素子の好適な物理的配列は示
されてない。尚、これは以下で述べる。それぞれの抵抗
ブリッジ30の１つは、直流電流ライン22に接続され、一
方、他端は抵抗ブリッジ30に関するドライブ回路32に接
続されている。それぞれのドライブ回路は、ライン24か
ら供給された画像信号に応答し、出力ラインからの電流
の流れを抵抗ブリッジとドライブ回路を介して制御して
おり、ドライブ回路は接地している。
画素セルは、行と列の行列において調整される。電気入
力は、それぞれの画素に各々プログラムを行わせる手段
を供給し、各々の画素の為のそれぞれの導電線を不必要
とする。分離している信号は、それぞれの列の前記ライ
ン24に供給され、よって所定の列内のそれぞれのドライ
ブ回路は同じ信号を受信するが、前記信号は列から列に
変化する。それぞれの画素のセルの行は、ストローブラ
イン26を介して連続してストローブされ、画素ドライブ
回路に接続される。ストローブ信号の応用は、ドライブ
回路の動作を可能にするか、さもなければ抵抗ブリッジ
を介して他の電流の流れを防ぐ。行から行へのストロー
ク信号の連続同時性における画像データ信号を変更する
ことによって、単一値がそれぞれの画素セルに供給さ
れ、単一値におけるセルを介して抵抗電流が確立され
る。前記回路がストローブされる短時間の間だけ、画像
データ信号を得ることが出来るようにドライブ回路は設
計されているので、よって行がストローブされても、特
別な画素によって得られた信号に影響が無い間は、信号
のパターンを変更出来る。それぞれのドライブ回路は、
他の行の全てをストロークするのに必要な時間、得られ
た画像データ信号を持つサンプルホールド回路を有す
る。100Hzのオーダのフレーム率において、サンプルホ
ールド回路は、１％以下の各画素によって得られるビデ
オ信号の減衰を維持する。この結果、ほぼ実質的にフリ
ッカ無しの動作になる。
図３は、それぞれの画素の好適なドライブ回路の略図で
ある。前記回路は、能動回路素子がシリコン層12によっ
てサファイア基板10上に形成される、サファイア上のシ
リコン（SOS）ウェハーと共に実現されるのが好まし
い。SOSウェハーは通常、５インチの直径で得られ、お
そらく、より直径の大きなウェハーは将来生産される。
絶縁されている基板が使用されているので、前記導線に
よる短絡及び静電容量の接続の重要な問題は、ほぼ実質
的に取り除かれ、よって、大きな配列の使用が可能にな
る。
それぞれのサンプルホールド回路は、ホールディングコ
ンデンサC1への画像データ入力に接続するソースドレイ
ン回路に対して第1FET,T1を有する。C1によって保持さ
れる信号は、第2FET,T2のゲートに供給され、T2によっ
て許可される電流量の流れは制御される。前記抵抗ブリ
ッジ30は、トランジスタの接続によって、直流電流源と
T2のソースまたはドレイン間に接続されている。T2の逆
極性のソースドレイン電極は、接地されている。このよ
うに、抵抗30によって発生する赤外線放射量によって、
抵抗30を介して流れることを許可される電流量は、C1に
よって保持されるビデオ信号によって制御され、T2のゲ
ートに供給される。図４は、抵抗ブリッジ30の簡単な実
施例である。前記抵抗は、中央径間の両端における一組
の脚36によって、サファイア基板10の表面が持ち上げら
れる中央径間34を有する。中央径間34と前記基板の間の
垂直エアギャップの隙間は、約２ミクロン乃至５ミクロ
ンであるのが望ましく、これは抵抗から基板への熱伝導
損を防止するのに十分なものである。このような抵抗ブ
リッジを形成する方法は、周知であり、メイヤーその他
の者による特許4,239,312号に記述されており、本発明
の譲受人，ヒューズエアクラフト社に帰属される。また
抵抗ブリッジは、電気伝導性を有し、金属性の垂直脚と
平面の抵抗物質の中央径間を持って実現されている。こ
の形状においては、脚が高い電気伝導性を持つので、誘
導電圧の温度勾配に比例した低減があり、圧力低減があ
る。
一方、遮断シリコン基板の為に、ダラー（Daehler）赤
外線シミュレータ内部で使用される抵抗は、ほう素ドー
プシリコンによって制限され、本発明に関しては、抵抗
物質はその特性を最適化するように選択されうる。理想
的に抵抗は、基板の熱交換が制限されるように低い熱伝
導率と、その抵抗インピーダンスがドライブ回路のイン
ピーダンスに匹敵する電気伝導率と、前記抵抗を低温度
基板に関して過大に膨脹することを防止する低い熱膨脹
係数と、高い融点をを持つべきである。ある適当な抵抗
物質は多結晶シリコン（ポリシリコン）であり、多結晶
シリコンは融点が高く、抵抗率が可変であり、抵抗率に
よる温度が低く、熱膨脹の係数が低い。適切な他の物質
は、黒鉛を有し、良好な温度特性，高い放射性とチタン
酸化物とタンタル酸化物とシリコン酸化物及びサーメッ
トを有する。
抵抗ブリッジと基板間の接合における熱圧力を最小にす
る為に、その脚36の基板に接触する場所を比較的厚くす
るように、ブリッジは、図５に示す様に設置されてお
り、中央径間34に対する断面領域は次第に細くなる。こ
の配置はその脚の抵抗を、特に基板の付近で低減し、そ
してまた構造的な支持力を加える。従って、電圧降下が
大きくなり、その結果、中央径間34は高温度になり、機
械的ストレスを低減し、且つ赤外線放射が高めることが
望ましい。小電力が消される為、ブリッジの温度は、そ
の脚に沿って、特に基板近くで低下する。
更に、他の適切な技術または電子ビームの析出を介し抵
抗物質の有孔率を増加することによって、熱損失を防
ぐ。有孔率の増加によって、物質の熱伝導率が低減さ
れ、物質の熱伝導性は鈍くなる。
図６に示される他の実施例においては、抵抗ブリッジは
SiO2のような絶縁物質のベースブリッジ38から形成さ
れ、ベースブリッジ38上には薄い抵抗層40を有する。抵
抗層40の抵抗率と厚さは、所望のブリッジの抵抗を生成
する為に選択される。非常に薄い金属またはセラミック
金属（サーメット）層、好ましくは約50オングストロー
ムの薄さのものが適当である。絶縁ベースのブリッジ38
は、速い応答速度と低い熱伝導率を供給する為に、必要
な機構的な支持に矛盾せずに、そのもの自体を出来るだ
け薄くすることが望ましい。約0.51ミクロンの厚さのSi
O2が適切である。抵抗層40は、例えば、カーボンブラッ
クまたはゴールドブラックのような高温度の放射性物質
42の層によって被膜しても良く、ブリッジの放射効率が
改善される。このとき、熱放射層は密封される約50〜10
0オングストロームの厚さのSiO2の膜で密封されること
により密封しても良い。
基板上の空間を維持し抵抗ブリッジの為の領域を更に解
放する為に、ドライブ回路32は、図７に示すようにブリ
ッジの下に配置されるのが望ましい。適当な動作温度で
ドライブ回路を維持する為に、図８に示されるような第
２ブリッジ44の手段によって、ドライブ回路を抵抗の熱
から防いでも良い。この第２ブリッジは、抵抗ブリッジ
30及びドライブ回路32から離間され、アルミニウムのよ
うな熱反射性の物質から形成される。加えて、過熱から
回路素子を守る為に、反射性のブリッジ44は、画素出力
の能力を増加し、赤外線の反射する赤外線放射の大部分
は薄い抵抗ブリッジを介して伝送され、赤外線放射の出
力を高める。
図９は、分離されている反射性のブリッジ44を変更した
ものである。この実施例では、SiO2のような電気絶縁層
46がドライブ回路32の上に設置され、絶縁層の上のアル
ミニウムのような熱反射層48下に配置されるものであ
る。
配列上の追加領域は、少なくとも幾つかの抵抗ブリッジ
の下の伝導ラインを向けることによって、保護され、放
射性抵抗素子に供給される。そのような配置は、図10に
示されている。この一つの層の金属機構において、画像
データと各画素50の電源及び接地ラインは、抵抗ブリッ
ジ30の下を通っており、一方、ストローブラインは、抵
抗側に沿って延長されている。両方の層の金属において
は、４つのラインの全てが絶縁層によって分離されてお
り、ブリッジの下を通っている。一つ又は両方の層の金
属技法は、当業界では周知である。更に実際の状況を維
持する為に、隣接する画素は同じ能力に分けられ、ライ
ンに接地される。
配列を組み立てるのに好適な技術は、最初にSOSウェハ
ー上にドライブ回路を形成することである。このとき、
全体の基板は、例えば、ポタジウムの塩化物またはアル
ミニウムのような空間層に覆われ、選択的にエッチング
される。このとき、抵抗層は、画素を定義する空間層の
上部に加えられる。目的ブリッジの抵抗の位置における
メッキは隣接して剥きだしにされ、剥きだしにされない
メッキは洗われ、排除レジスタの下の空間層によってエ
ッチングされる。維持メッキを取り除いた後は、ブリッ
ジ物質は例えば、スパッタリングあるいは電子ビーム蒸
着のような技術によって維持する空間層に、所望のブリ
ッジ物質の特性に従って、コーティングされる。シャド
ウマスク技術は、ブリッジを形成する為に使用され、こ
の技術によって、所望通りに高い画素の画素密度と小さ
なブリッジの寸法を得ることは難しい。最後に空間維持
物質は、例えば、ポタジウムに塩化物を溶かし、または
アルミニウムをエッチングするような標準の技術によっ
て取り除かれる。
上述の赤外線シミュレーション装置によって、画素領域
60〜65％が抵抗に供給される。結果、抵抗は高温度まで
熱する必要がない。よって小さな抵抗を使用する従来装
置における所定の実効画素温度に達する。抵抗はドライ
ブ回路にあったインピーダンスで得られ、装置の実効値
は、大きく改善される。また、導線に関連した静電容量
と電気短絡の問題は、ほぼ実質的に軽減される。装置
は、３〜５ミクロン領域における1000℃の（８〜12ミク
ロン領域における600〜700℃の）実効熱ダイナミックレ
ンジを得るように計算される。（室温の基板において）
200Hzのフレーム率は、やっかいなフリッカ無しに実現
される。
また、本発明のブリッジの構造は、感度が良く空間実効
的な赤外線、マイクロ波と他の波長の為の電磁放射の検
出器としても使用される。波長の特殊なレンジは、ブリ
ッジの寸法の適切な選択によって感知する為に選択さ
れ、通常、ブリッジの長さは、所望の波長の少なくとも
半分であるべきだという規則に従う。赤外線波長はとっ
ても小さいので、この範囲のブリッジは通常波長の1/2
よりもかなり大きい。マイクロ波の波長は非常に大きく
cmのオーダなので、マイクロ波検出器のブリッジは、波
長の1/2よりも相当、大きい必要はない。屈折レンズ，
マイクロ波の場合、あるいは焦点を合わせる反射板を使
用する場合には、電磁放射線ビームの少なくとも部分的
に焦点が合わされ、より小さな検出器のブリッジの使用
が可能になる。
図11はこの目的の為に使用される抵抗ブリッジ検出器を
示したものである。ブリッジ52は、基板57から延長され
た端のどちらかに指示脚56の中央径間と、チップ下の基
板上で電磁放射線の投射から少なくとも部分的に覆われ
る読み出し回路と、ブリッジの好適な物質は、相対的に
高い抵抗の温度係数を持つアモルファスシリコンであ
り、集積回路処理について互換性があり、機構ストレス
を制御する形成が可能である。また、例えばゲルマニウ
ム，シリコンゲルマニウム、炭化シリコンのような他の
アモルファス半導体も適切である。通常、抵抗ブリッジ
に不適切な物質は、高い熱抵抗率と、低い電気抵抗と低
い抵抗の温度係数の為の金属と、低抵抗率の為の絶縁
物、低い抵抗の温度係数の為のサーメットを有する。基
板57は、赤外線レジーム（regime）の相対的に小さい寸
法の単結晶であり、あるいは、より大きなマイクロ波長
の寸法の為の絶縁物上のシリコン構造であることが好ま
しい。電磁放射線吸収物質の層60は、例えば、赤外線に
よって着色されたメタリックブラックあるいはブラック
であり、ブリッジの中央径間（電磁放射ターゲット領
域）に供給され、電磁放射線誘導温度の変化を増大す
る。また、ブリッジの様々な幾何学的な形状は、基板か
ら中央径間を熱的に絶縁するのを助力するように設計さ
れており、中央径間を加熱する能力の程度とこのような
装置の感度を増加する。この目的は、中央径間の電磁放
射線ターゲット領域よりも、更に小さい中央径間を支持
する脚の断面領域を形成することによって実現される。
図12（ａ）と図12（ｂ）における中央径間54（ａ）は矩
形であり、一方、一対の支持脚56aは、中央径間からの
反対側から延長され、一対の支持脚56aが中央径間に交
わる部分は、非常に狭い。支持脚は、基板に沿って中央
径間と同じ幅だけ広げられ、より安全なブリッジの維持
力が供給される。
対照的に、図13（ａ）と図13（ｂ）における中央径間54
bは同じ矩形の形状を有するが、支持脚56は、狭いタブ5
6bを中央径間の各コーナに有する。図14（ａ）と図14
（ｂ）における中央径間56は、通常、らせん状の形状を
有し、基板と中央径間との間の標準の熱線路の長さを長
くすることによって、その実効長を増加させ、その熱絶
縁を強める。支持脚56cは、中央径間の反対側の端の狭
いタブを有する。
薄いメタル層、通常100オングストロームの厚さのオー
ダのものは、それぞれの支持脚に設置され、下にある読
み出し回路と中央径間の間の電気分路を供給する。これ
によって、十分に、脚を熱するI2Rを低減する。脚がと
ても薄いので、メタル層自身はそれほど熱を伝導しな
い。
図15は、セルによって受信される電磁放射線のレベルと
各検出器のセルのブリッジの抵抗が監視される出力回路
の略図である。同種の読み出し回路は、個々のセルによ
ってそれぞれ折り返される。回路は、負荷抵抗RLに直列
接続される可変抵抗ブリッジRBによって形成される基礎
的な電圧分割器を有する。正と負のバイアス電圧Vbは直
列接続のネットワークにわたって供給され、一方、二つ
の抵抗の中点の出力は、増幅器A1によって増幅され、出
力電圧Voとして伝送される。RBの電磁放射線誘導の変換
は、ブリッジ回路を改善し、従ってVoは調節される。
コンピュータのモデルは、このタイプの薄いアモルファ
スシリコンのブリッジ検出器の性能が見積られて考案さ
れている。真空の電磁放射線を供給するブリッジの応答
率の見積もりの結果は４×103ボルト／ワットであり、
アモルファスシリコンのブリッジは約0.0256J/cm/゜Ｋ
の熱伝導率、２％の温度計数、100Ω−cmの抵抗率、100
×40×１ミクロンの寸法、５ボルトのバイアス電圧Vbを
有する。ジョンソン雑音（即ち、抵抗率の）を推測する
と、雑音源の形態が限定され、見積もられた雑音当量の
電力は3.4×10-10Wであり、対応する検出率は100Hzの実
効バンド幅の為の1.8×108cm−Hz0.5/Wである。このと
き、300゜Ｋ背景の最小の分析されうる温度差は、0.17
℃に近く、320×160検出器アレイの全消費電力は、２ワ
ットの大きさである。この見積もられた性能は、非冷却
の赤外線画像処理装置の応用として非常に適切である。
図16は、各抵抗ブリッジ検出器の出力回路のより詳細な
図である。抵抗R1及びR2は、トランジスタのトランスコ
ンダクタンスと出力抵抗率の積が最大になるように選択
される。下部の増幅するトランジスタT1の為に、上部の
トランジスタT2は相対的に低い静的負荷を除く大きな動
的負荷を供給し、大きい利得を生じる。
検出器配列は、このタイプの出力回路，各ブリッジの検
出器の一つを多く持つので、出力トランジスタT3に供給
されるストローブ信号Ｓを伴って、出力回路は行列の形
状に配列され、所望のストローブ時間における各それぞ
れの読み出し回路からの出力を得る。増幅トランジスタ
T1のドレインとゲートにわたるコンデンサＣは、大きな
等価静電容量を供給し、ジョンソン雑音の低レベルに対
応する；また、T3を介するストローブ読みだし処理は、
コンデンサＣをディスチャージする（リセットする）。
回路の等価静電容量は、式Ｃ（１＋Ａ）によって与えら
れる。尚、Ａは増幅器の利得である。
図17は、T1とＣが同じ構造の中に単一的に集積される物
理的構造を示すものである。ゲートの金属層58は、金属
層58と酸化物60の部分の下にある密にドープされた半導
体層62を伴って、基板上の酸化層60の上に形成され、一
方の側面側に延長されている。ゲート接続によって金属
層58が形成され、ドレイン接続によってドープ半導体層
62が形成され、ソース接続によって密ドープ領域64がド
レイン層62から酸化層60の反対側に形成される。トラン
ジスタのチャネルはドレイン62とソース64間に基板の一
部を有し、一方コンデンサＣは、ゲート層58とドレイン
層62の一列になった一部によって設置されている。
一方で、図16に示す回路における大きい等価静電容量の
設備は、ジョンソン雑音の相当の低減を生じ、さらに、
これは回路動作における限定要素でもある。図18は、更
にジョンソンノイズレベルを低減する迂回の読み出し回
路である。この迂回読み出し回路は、第２の増幅器A2に
渡って接続されるコンデンサＣとA2の為の入力抵抗R2を
有する２段の増幅器を使用する。ジョンソン雑音は、 の要素によって低減される。更に、コンデンサＣは、コ
ンデンサによって必要とされるチップ領域における対応
する低減を伴って、図18に示す２段増幅器の増幅の和が
上記一段増幅器の増幅よりも優れている分だけ低減出来
る。
図19は、上記抵抗ブリッジ検出器に関する。ブリッジの
電磁放射線検出器の違う実施例を示す図であり、様々な
電磁放射線波長を検出する為の寸法になっている。根本
的にセンサは、受信される電磁放射線に関する熱的に誘
導される電圧を生じる、熱的接続のブリッジ66である。
センサは、異なる物質による互い違いの層を持つブリッ
ジ構造を有する。一方、理論では２つの異なる物質は使
用され、熱接合点電圧を生じ、金属半導体接合点は通
常、最大電圧レベルを生じることがわかっている。ブリ
ッジは、例えばアモルファスのシリコンゲルマニウムの
ような半導体層70に交換されるプラチナのような薄い金
属層68を持つ多層で構成されるのが好ましい。金属層
は、十分な機構強度を生ずるように約0.1ミクロン−0.2
ミクロンの厚さであることが望しく、一方半導体層は約
0.5ミクロン−２ミクロンの厚さであることが望まし
い。熱電池の積み重ねは、接触層72の後部の密にドープ
された半導体によって上に置かれ、放射吸収性の物質の
層74によって順番に覆われる。後部接触層72は、0.1ミ
クロンの深さに差し込まれる低エネルギーイオンによっ
て形成される。入口、即ち“ビア（via）"76は放射性吸
収性被膜74において形成され、後部接触層72を持つ接触
層を設置する為に伝導線78の為の線路を供給する。読み
出し回路80は、ブリッジ66によって下の少なくとも一部
が覆われる基板上に形成され、電磁放射線の誘導熱電池
電圧を監視する様に形成される。
図20は、この実施例の読み出し回路の簡略図を示す図で
ある。負荷抵抗RLは、可変電圧源82を示す熱電池の接合
点に直列に接続されている。バイアス電圧源84は、接合
点を越える電磁放射線誘導電圧の表示を監視するRLを越
えた電圧Voを持つこの電圧分割回路に渡って接続されて
いる。
また、本発明の検出器の配列は、図21に示されるショッ
トキィ接合点ブリッジ86として実施可能である。この実
施例は、半導体層88をブリッジ形づくられた金属層90に
形成され、ショットキィ接合点を設けている。半導体層
88は、対応する高感度を持つ接合点を越える高い漏れ電
流を得るように小さいバンドギャップを持つべきであ
る。アモルファスゲルマニウムまたはアモルファスのす
ずのような半導体は、この目的の為に適切である。ま
た、密にドープされた実質的に伝導性の半導体は、金属
層90の代わりに使用される。熱電池の実施例について、
ブリッジは放射吸収性のコーティングにおけるビア（vi
a）98を介して後部接触に電気的に接触する導線96を持
つ、ドープされた後部接触層92と放射吸収層94によって
上部を覆われる。
それぞれのブリッジの読み出し回路100は、再び、少な
くとも一部は覆われているブリッジの下に配置されるの
が望ましい。図22は、適切な読みだし回路の簡略図であ
る。ショットキィダイオード102によって示されるショ
ットキィ接合ブリッジは、負荷抵抗RLに直列に接続され
ている。電圧源104は、バイアスのショットキィ接合を
反転する為に直列回路に渡って接続されている。ショッ
トキィ漏れ電流における変更は、RLを越えて出力電圧Vo
となり、ブリッジの電磁放射線の入射の表示として監視
される。
三つの実施例のそれぞれにおける検出器のブリッジ、抵
抗、熱電池、ショットキィ接合は、前記の赤外線シミュ
レータブリッジと同様の方法で構成される。分離層は目
的のブリッジ配置に設置され、ブリッジは分離層の上に
形成され、このとき分離物質は分解し、すなわちエッチ
ングが駄目になる。
電磁放射線源106は、検出器アレイに対して伝達される
電磁放射線のラインにおけるコリメイティングレンズ11
0を配置することによって、所望の電磁放射線検出器の
配列108において画像処理される。一方、個々の検出器
のブリッジの少しだけが、単純化の為の検出器の配列10
8が示され、通常、配列はそれぞれのブリッジの検出器
の多くを有する。特殊な応用の実際数は、全長の配列の
為の有効な寸法、所望の解決が検出される放射の為に必
要とされるブリッジの寸法次第である。それぞれの検出
器要素の320×160の配列は、典型的である。
通常、抵抗ブリッジの抵抗率の感度と、寸法における変
更への負荷抵抗の抵抗率の感度は、バイアス電圧と増幅
利得における均一制の為の画素回路の出力電圧の変更と
同様に、生じる画像均一性を訂正する為のボード上の補
償技術を持つことが重要となる。寸法が小さく変更さ
れ、また、原理上構造アンド／オア（and/or）包囲した
熱ストレスによって生じ、周期的原理で修正されること
が必要になる。このような均一性を修正する為に、シャ
ッタ（閉じるもの）は検出器配列の前に配置され、黒い
読み出し（回路）を得る為に周期的に閉じられる。この
読み出しはROM、あるいは他の簡便な記憶装置に記憶さ
れ、シャッタが開くことの読み出しを補償する。装置の
動作は、デジタルで記憶された情報の修正を行い、アナ
ログの形態で実行されるのが好ましい。30フレーム／秒
のビデオ標本率については、おそらく１時間に一回、再
修正される。
電気入力ラインと電気出力ラインは、便利なように基板
に沿って走り、それぞれの検出器ブリッジの下を通り、
赤外線シミュレータ配列の為の図２と図10に示されるの
と同様の方法で、基板領域が保護される。出力ライン、
接地ライン、出力ラインとストローブラインが、通常、
使用される。
当業者によって、実施例の多くの変形と変更が考えられ
るので、本発明は、添付した請求項の言葉のみによって
限定する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウー、チャング ― シェング アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90007、ロサンゼルス、ナンバー３、ダブ リュ・ツウェンティナインス・ストリート 1179 (72)発明者 ブラーツ、ポール・エー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 91307、カノガ・パーク、ハートランド・ アビニュー 22840 (56)参考文献 特表 平３−500821（ＪＰ，Ａ) 米国特許4463262（ＵＳ，Ａ) 西独国特許公開3240180（ＤＥ，Ａ) 仏国特許公開2570494（ＦＲ，Ａ) ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ ｓ，ｖｏｌ．ＥＤ−29，ｎｏ．１，Ｐ．14 −22，Ｊａｎ．1982，ＩＥＥＥ，（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ) ＩＥＥＥ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉ ｃｅ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．９，ｎ ｏ．12，Ｐ．650−653，Ｄｅｃ．1988，Ｉ ＥＥＥ，（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ)

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板（57）と、 この基板（57）の一部に差し渡されて全体的な熱絶縁ギ
    ャップにより基板の前記一部から隔離されていて、電磁
    放射線の照射量に従って特定の特性が変化する電磁放射
    線ブリッジ構造（52、66、86）と、 この電磁放射線ブリッジ構造（52、66、86）を基板（5
    7）の上方に持ち上げて支えている手段（56）と、 特定の特性を監視する手段（58、80、100）とを具備し
    た電磁放射線検出器。
  2. 【請求項２】電磁放射線ブリッジ構造が抵抗ブリッジ
    （52）を有している請求項１に記載の電磁放射線検出
    器。
  3. 【請求項３】電磁放射線ブリッジ構造（52）及びこのブ
    リッジ構造を支えている手段（56）が、電磁放射線を受
    けるターゲット領域を有する中央径間（54）及びこの中
    央径間（54）を基板（57）の上方に持ち上げて支えてい
    る複数の支持脚（56）であり、中央径間（54）と支持脚
    （56）との幾何学的条件が中央径間（54）から支持脚
    （56）を通じて基板（57）へと伝わって逃げていく熱損
    失に対して中央径間の電磁放射線吸収力を強めるように
    選択されている請求項２に記載の電磁放射線検出器。
  4. 【請求項４】支持脚（56）はいずれも断面積が中央径間
    （54）のターゲット領域よりも実質的に小さく、中央径
    間（54）を基板（57）から熱的に絶縁している請求項３
    に記載の電磁放射線検出器。
  5. 【請求項５】中央径間（54a）には一対の支持脚（56a）
    が設けられていて、各支持脚は中央径間（54a）の両対
    向端の各々のほぼ中央に位置している請求項４に記載の
    電磁放射線検出器。
  6. 【請求項６】中央径間（54b）がほぼ矩形状をしてい
    て、この矩形状の中央径間の各角に隣接して支持脚（56
    b）を設けられている請求項４に記載の電磁放射線検出
    器。
  7. 【請求項７】中央径間（54c）が曲がりくねった形状を
    していて、これにより実効長が増加し、熱伝導損失が低
    減している請求項３に記載の電磁放射線検出器。
  8. 【請求項８】監視手段（58、80、100）が基板（57）に
    設けられた監視回路と、各支持脚（56）に設けられた伝
    導性物質の薄い層（72、92）とを有していて、この伝導
    性物質の薄い層（72、92）が中央径間（54）を監視回路
    （58、80、100）に電気的に接続していて、しかも基板
    （57）と中央径間（54）との間の熱的な絶縁を実質的に
    維持する薄さである請求項３に記載の電磁放射線検出
    器。
  9. 【請求項９】監視手段（58）が抵抗ブリッジ（52）に直
    列接続されて電圧分割回路を形成する抵抗（RL）と、こ
    の電圧分割回路に電圧（Vb）を供給する手段と、抵抗
    （RL）の両端の電圧を抵抗ブリッジ（52）に照射される
    電磁放射線の関数として監視する手段（A1）とを具備し
    ている請求項２に記載の電磁放射線検出回路。
  10. 【請求項１０】監視手段（58）が電圧分割回路に関連し
    たジョンソン雑音を低減する多段増幅器の読み出し回路
    を有している請求項９に記載の電磁放射線検出器。
  11. 【請求項１１】抵抗ブリッジ（52）がアモルファス半導
    体物質から形成されている請求項２に記載の電磁放射線
    検出器。
  12. 【請求項１２】ブリッジ構造（66、86）が電磁放射線を
    受ける量に応じて電気特性の変化する接合装置を有して
    いて、監視手段（80、100）がこの電気特性を監視する
    手段を有している請求項１に記載の電磁放射線検出器。
  13. 【請求項１３】接合装置が所望の波長の範囲内の電磁放
    射線の印加に応じて発熱して熱誘導電圧を発生するよう
    に構成された異なる物質の接合を有していて、監視手段
    （80、100）がこの接合装置の熱誘導電圧のための手段
    を有している請求項12に記載の電磁放射線検出器。
  14. 【請求項１４】接合装置が半導体−金属接合を有してい
    る請求項13に記載の電磁放射線検出器。
  15. 【請求項１５】接合装置が半導体層と金属層とを複数回
    交互に積み重ねた構成（68、70、88、90）を有している
    請求項14に記載の電磁放射線検出器。
  16. 【請求項１６】監視手段（80、100）が接合装置に直列
    接続されて電圧分割回路を形成する抵抗（RL）と、電圧
    分割回路に電圧を供給する手段（84、104）と、接合装
    置が受ける電磁放射線の関数として抵抗（RL）の両端の
    電圧を監視する手段とを有している請求項13に記載の電
    磁放射線検出器。
  17. 【請求項１７】接合装置がショットキィ接合ブリッジ構
    造（86）を有していて、監視手段（100）がこのショッ
    トキィ接合ブリッジ構造（86）を逆バイアスして、ショ
    ットキィ接合ブリッジ構造の漏れ電流を電磁放射線誘導
    熱の関数として監視する手段を有している請求項13に記
    載の電磁放射線検出器。
  18. 【請求項１８】ショットキィ接合ブリッジ構造（86）
    が、半導体と金属またはドープされた半導体の伝導体と
    から成る隣接層（88、90）を有していて、前記隣接層
    （88,90）がショットキィ接合に沿って溶融する請求項1
    7に記載の電磁放射線検出器。
  19. 【請求項１９】半導体がアモルファスのゲルマニウムま
    たはアモルファスの錫である請求項18に記載の電磁放射
    線検出器。
  20. 【請求項２０】電磁放射線感知ブリッジ構造（52、66、
    86）は電磁放射線吸収物質の層（60、74、94）を有して
    いて、この電磁放射線吸収物質の層は電磁放射線を吸収
    して電磁放射線感知ブリッジ構造（52、66、86）の残り
    の部分を活性化させることにより、電磁放射線吸収物質
    に照射される電磁放射線の量に応じて特定の特性を変化
    させることを特徴とする請求項24記載の電磁放射線検出
    器。
  21. 【請求項２１】監視手段（58、60、100）は、少なくと
    も一部がブリッジ構造（52、66、86）の下に隠れていて
    照射される電磁放射線から少なくとも一部が遮蔽されて
    いる読み出し回路（58、60、100）を基板（57）上に有
    していることを特徴とする請求項24記載の電磁放射線検
    出器。
  22. 【請求項２２】請求項１ないし21のいずれか１項に記載
    の前記電磁放射線検出器がアレイ状に複数個設けられ、 前記基板（57）が前記複数の電磁放射線検出器に対して
    共通基板を構成することを特徴とする２次元電子放射線
    感知アレイ。
  23. 【請求項２３】監視手段（58、80、100）がセル毎に監
    視回路（58、80、100）を有している請求項22に記載の
    ２次元電子放射線感知アレイ。
  24. 【請求項２４】監視手段（58、80、100）には、基板（5
    7）に沿って延びていて、照射された電磁放射線に応答
    してブリッジ構造（52、66、86）を起動する起動用の導
    線と、同じく基板（57）に沿って延びていて、この応答
    を監視する監視用の導線とが設けられていて、両導線は
    少なくとも一部が少なくとも幾つかのブリッジ構造（5
    2、66、86）の下を延びていることを特徴とする請求項2
    2に記載の２次元電子放射線感知アレイ。
  25. 【請求項２５】電磁放射線源（106）の像を電磁放射線
    検出器セルのアレイに投影するレンズ（110）を有して
    いる請求項22に記載の２次元電子放射線感知アレイ。
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