JPH07120325A - Infrared detector - Google Patents

Infrared detector

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Publication number
JPH07120325A
JPH07120325A JP5267666A JP26766693A JPH07120325A JP H07120325 A JPH07120325 A JP H07120325A JP 5267666 A JP5267666 A JP 5267666A JP 26766693 A JP26766693 A JP 26766693A JP H07120325 A JPH07120325 A JP H07120325A
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JP
Japan
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slit plate
frame
infrared
substrate
infrared detector
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5267666A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoshi Ueda
知史 上田
Shigeki Hamashima
茂樹 濱嶋
幸広 ▲吉▼田
Yukihiro Yoshida
Koji Hirota
耕治 廣田
Hiroyuki Tsuchida
浩幸 土田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH07120325A publication Critical patent/JPH07120325A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a transmittance and a reflectance suitable to reduce a stray light and, to reduce narcissi. CONSTITUTION:In this infrared detector small apertures 12A are formed in the slit plate 12 to face infrared-detecting elements 2 set on the surface of the substrate 1 and a cold aperture consisting of a slit plate 12 of a silicon crystal adhering to a surface of a substrate 1 and a frame-like block 11 of a silicon crystal layered on an upper surface of the slit plate 12 is provided. The frame-like block 11 has a rectangular window 11A at a central part thereof which is almost equal in shape to an outer frame of a row of the small aperture of the slit plate 12. A dopant of a group (III) or (IV) element is dispersed in the frame-like block 11 and the slit plate 12 of the cold aperture to a limit between solid and liquid phases.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、赤外線検知器に関する
ものである。赤外線検知器は室温( 300K)の持つエネ
ルギーkT(kはボルツマン定数,Tは絶対温度)の影
響を除くために、液体窒素, 或いはジュールトムソン冷
却器等によって、極めて低い温度(80K前後)に冷却し
て使用している。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an infrared detector. The infrared detector cools to an extremely low temperature (around 80K) with liquid nitrogen or a Joule-Thomson cooler in order to eliminate the effect of energy kT (k is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature) at room temperature (300K). And is using it.

【0002】一方、赤外線検知器の空間分解能を向上す
るには、赤外線検出素子の視野角を所定に設定し、さら
に迷光を防止しなければならない。上述の理由により、
赤外線検知器はコールドアパーチャを必要とする。
On the other hand, in order to improve the spatial resolution of the infrared detector, it is necessary to set the viewing angle of the infrared detecting element to a predetermined value and prevent stray light. For the above reasons
Infrared detectors require cold apertures.

【0003】[0003]

【従来の技術】図4はコールドアパーチャの従来例を分
離した形で示す斜視図、図5は赤外線検知器の断面図で
ある。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a perspective view showing a conventional cold door aperture in a separated form, and FIG. 5 is a sectional view of an infrared detector.

【0004】図4において、1はサファイア等からなる
基板であり、2は基板1の表面に等ピッチで配列形成し
た赤外線検出素子である。それぞれの赤外線検出素子2
は、HgCdTe等の短冊形片(長さ 100μm 前後, 幅が数十
μm ) であって、相対向する側縁からそれぞれ出力導体
パターン3を導出している。
In FIG. 4, 1 is a substrate made of sapphire or the like, and 2 is an infrared detecting element arranged on the surface of the substrate 1 at an equal pitch. Each infrared detection element 2
Are strips of HgCdTe or the like (length about 100 μm, width tens of μm), and the output conductor patterns 3 are derived from the opposite side edges.

【0005】12は、平面視形状が基板1と同形状で、板
厚が所望に薄い(100μm 程度) シリコン結晶よりなるス
リット板である。スリット板12は、基板1の表面に並列
した赤外線検出素子2のそれぞれに対向して、赤外線検
出素子2に相似でそれよりもわずかに大きい角形の小窓
12A が配列形成されている。なお、隣接する小窓12A 間
は薄肉(30μm 程度) の隔壁12Bで仕切られている。
Reference numeral 12 is a slit plate made of a silicon crystal which has the same shape as the substrate 1 in a plan view and a desired thickness (about 100 μm). The slit plate 12 faces each of the infrared detection elements 2 arranged in parallel on the surface of the substrate 1, and is a small rectangular window similar to the infrared detection elements 2 and slightly larger than the infrared detection elements 2.
12A are arrayed. The small windows 12A adjacent to each other are separated by a thin wall (about 30 μm) of a partition 12B.

【0006】11は、平面視形状がスリット板12と同形状
で、所望の板厚(数百μm )のシリコン結晶よりなる枠
形ブロックである。枠形ブロック11の中央部に、スリッ
ト板12の小窓列が構成する外枠形状にほぼ等しい形状の
角形窓11A を設けている。
Reference numeral 11 denotes a frame-shaped block having the same shape as the slit plate 12 in a plan view and made of a silicon crystal having a desired plate thickness (several hundred μm). At the center of the frame block 11, a rectangular window 11A having a shape substantially equal to the outer frame shape formed by the small window row of the slit plate 12 is provided.

【0007】なお、スリット板12の小窓12A 及び枠形ブ
ロック11の角形窓11A は、異方性エッチングして設けた
もので、それぞれの特定の内壁が傾斜面になっている。
枠形ブロック11及びスリット板12は、ノンドープのシリ
コン結晶、又は3族元素又は4族元素のドーパント(例
えばボロン)が(1015〜1016)/cm3 ドープしたシリコ
ン結晶である。
The small window 12A of the slit plate 12 and the rectangular window 11A of the frame block 11 are provided by anisotropic etching, and each specific inner wall is an inclined surface.
The frame-shaped block 11 and the slit plate 12 are non-doped silicon crystals, or silicon crystals doped with a dopant of a Group 3 element or a Group 4 element (for example, boron) at (10 15 to 10 16 ) / cm 3 .

【0008】そして、スリット板12の接合面(図の上
面)の全面にエポキシ樹脂等の接着剤を塗布した後に、
スリット板12の接合面と枠形ブロック11の接合面(図の
下面)とを位置合わせして密接させ、スリット板12と枠
形ブロック11とを接着剤で接着してコールドアパーチャ
100 としている。
Then, after applying an adhesive such as an epoxy resin to the entire bonding surface (the upper surface in the figure) of the slit plate 12,
The joint surface of the slit plate 12 and the joint surface of the frame-shaped block 11 (the lower surface in the figure) are aligned and brought into close contact, and the slit plate 12 and the frame-shaped block 11 are adhered with an adhesive to make a cold door aperture.
It is 100.

【0009】さらに、基板1の表面の左右の両端部近傍
に接着剤4を塗布した後に、上述のコールドアパーチャ
100 の下面(スリット板12の下面)を、基板1の表面に
位置合わせして密接させ、コールドアパーチャ100 と基
板1とを接着剤4で接着して、赤外線検知器を構成して
いる。
Further, after the adhesive 4 is applied near the left and right ends of the surface of the substrate 1, the cold door aperture described above is applied.
The lower surface of 100 (the lower surface of the slit plate 12) is aligned and brought into close contact with the surface of the substrate 1, and the cold aperture 100 and the substrate 1 are bonded with an adhesive 4 to form an infrared detector.

【0010】上述のように構成された赤外線検知器は、
それぞれの赤外線検出素子2の受光面が、コールドアパ
ーチャ100 の小窓12A の中に配列され、隣接した赤外線
検出素子2との間にスリット板12の隔壁12B が位置して
いる。
The infrared detector constructed as described above is
The light receiving surface of each infrared detecting element 2 is arranged in the small window 12A of the cold aperture 100, and the partition wall 12B of the slit plate 12 is located between the infrared detecting elements 2 adjacent to each other.

【0011】図5において、5はコールドアパーチャ10
0 付きの基板1を搭載する金属(例えば商品名コバー
ル),ガラス等からなる有底円筒形の内筒、7は内径が
内筒5の外径よりも十分に大きい内筒5に所望の空間を
介して外嵌する金属(例えば商品名コバール)よりなる
有底円筒形の外筒、8は外筒7の天井板部の中心部の孔
に嵌着したゲルマニウム等からなる窓である。
In FIG. 5, 5 is a cold door aperture 10.
A bottomed cylindrical inner cylinder made of metal (for example, Kovar) (trade name), glass, etc. on which the substrate 1 with 0 is mounted, 7 is a desired space in the inner cylinder 5 whose inner diameter is sufficiently larger than the outer diameter of the inner cylinder 5. A bottomed cylindrical outer cylinder made of metal (for example, Kovar brand name) that is fitted through the through hole 8 is a window made of germanium or the like fitted in a hole at the center of the ceiling plate portion of the outer cylinder 7.

【0012】また、内筒5の天井板部から周壁の表面に
かけて、側面視逆Uの字形の平行する複数(赤外線検出
素子の数に等しい数量)の金膜等よりなる配線パターン
6を設けている。
Further, a wiring pattern 6 is provided from the ceiling plate portion of the inner cylinder 5 to the surface of the peripheral wall. There is.

【0013】この配線パターン6は、天井板部の中心線
部即ち基板1の中心線に対応する部分で切断されてい
る。赤外線検出素子2を上側にして基板1を、内筒5の
天井板部上にそれぞれの対向する配線パターン6に架橋
するよう載置し、接着剤を用いて接着して基板1を内筒
5に搭載している。
The wiring pattern 6 is cut at a center line portion of the ceiling plate portion, that is, a portion corresponding to the center line of the substrate 1. The substrate 1 is placed on the ceiling plate portion of the inner cylinder 5 with the infrared detecting element 2 on the upper side so as to bridge the respective wiring patterns 6 facing each other, and is bonded by using an adhesive to bond the substrate 1 to the inner cylinder 5. It is installed in.

【0014】また、金線等のワイヤをワイヤボンディン
グして赤外線検出素子2のそれぞれの出力導体パターン
3と配線パターン6とを接続している。また、内径が内
筒5外径より大きく外径が外筒7の外径よりも大きい中
空円板形のセラミックスよりなる回路基板(図示省略)
を、内筒5の下部に嵌着するように設けて、内筒5の周
壁の配線パターン6と回路基板の表面のパターンとを接
続し、赤外線検出素子2の出力を外筒7の外側が導出し
ている。
Further, wires such as gold wires are wire-bonded to connect the respective output conductor patterns 3 and the wiring patterns 6 of the infrared detecting element 2. In addition, a circuit board (not shown) made of a hollow disk-shaped ceramic whose inner diameter is larger than the outer diameter of the inner cylinder 5 and whose outer diameter is larger than the outer diameter of the outer cylinder 7.
Is provided so as to be fitted to the lower portion of the inner cylinder 5, the wiring pattern 6 on the peripheral wall of the inner cylinder 5 and the pattern on the surface of the circuit board are connected, and the output of the infrared detection element 2 is set outside the outer cylinder 7. It is derived.

【0015】一方、赤外線検知器は、室温( 300K)の
持つエネルギーkT(kはボルツマン定数,Tは絶対温
度)の影響を除くために、内筒5の内部の天井板部の裏
面側に液体窒素或いはアルゴンガス等の高圧ガスを噴出
させる所謂ジュールトムソン効果を利用して、赤外線検
出素子2を極めて低い温度(80K前後)に冷却して使用
している。
On the other hand, in the infrared detector, in order to eliminate the influence of the energy kT (k is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature) at room temperature (300 K), the liquid is provided on the back side of the ceiling plate inside the inner cylinder 5. The infrared detecting element 2 is cooled to an extremely low temperature (around 80K) and used by utilizing the so-called Joule-Thomson effect of ejecting a high-pressure gas such as nitrogen or argon gas.

【0016】また、内筒5と外筒7との間の空間を真空
にして、熱が外筒7側から基板1に伝達しないようにし
ている。上述のように構成されているので、赤外線は窓
8, コールドアパーチャ100 を経て、赤外線検出素子2
の受光部に入射し、赤外線検出素子2で赤外線のエネル
ギーが電気信号に変換される。そして、前述のボンディ
ングワイヤ, 配線パターン6,回路基板の表面のパター
ンを経て、回路基板の外側のボンディングパッドから外
部へ導出される。
The space between the inner cylinder 5 and the outer cylinder 7 is evacuated to prevent heat from being transferred from the outer cylinder 7 side to the substrate 1. Since the infrared rays are configured as described above, the infrared rays pass through the window 8 and the cold aperture 100, and the infrared ray detecting element 2
Is incident on the light receiving portion of the infrared ray detector, and the infrared ray detecting element 2 converts the infrared ray energy into an electric signal. Then, through the bonding wire, the wiring pattern 6, and the pattern on the surface of the circuit board, it is led out from the bonding pad outside the circuit board.

【0017】この際、枠形ブロック11と所望の厚さのス
リット板12とからなるコールドアパーチャ100 を赤外線
検出素子2が配列した基板1の表面に固着しているの
で、赤外線検出素子2の受光面と枠形ブロック11の角形
窓11A の距離が、スリット板12により所定に定まり、赤
外線検出素子2の視野角を決定するとともに、迷光を防
止して赤外線検知器の空間分解能の向上を計っている。
At this time, since the cold aperture 100 composed of the frame block 11 and the slit plate 12 having a desired thickness is fixed to the surface of the substrate 1 on which the infrared detecting elements 2 are arranged, the infrared detecting elements 2 receive light. The distance between the surface and the rectangular window 11A of the frame block 11 is predetermined by the slit plate 12 to determine the viewing angle of the infrared detecting element 2 and prevent stray light to improve the spatial resolution of the infrared detector. There is.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】ところで上述のよう
に、ノンドープのシリコン結晶又は3族元素又は4族元
素のドーパント(例えばボロン)が(1015〜1016)/cm
3 ドープしたシリコン結晶よりなるコールドアパーチャ
(枠形ブロック11及びスリット板12)は、透過率が40%
〜50%、反射率が50%〜55%と大きくて、迷光を阻止す
るには不充分であるという問題点があった。
As described above, the non-doped silicon crystal or the dopant of the group 3 element or the group 4 element (for example, boron) is (10 15 to 10 16 ) / cm 2.
Cold aperture made of 3- doped silicon crystals (frame block 11 and slit plate 12) has a transmittance of 40%.
There was a problem that it was not enough to block stray light because it had a large reflectance of 50% to 50% and a reflectance of 50% to 55%.

【0019】一方、赤外線検知器では、枠形ブロックの
上部表面の反射率と内筒の天井板部の表面の反射率とが
ほぼ等しくないと、ナルシサス(低温動作する赤外線検
出素子の影が撮影画像面に映し出される現象を言う)が
発生して、赤外線検知器の検出能力が低下するという問
題点があった。
On the other hand, in the infrared detector, if the reflectance of the upper surface of the frame-shaped block and the reflectance of the surface of the ceiling plate portion of the inner cylinder are not substantially equal, the narcissus (shadow of the infrared detecting element operating at low temperature is photographed). There is a problem in that the detection capability of the infrared detector decreases due to the occurrence of a phenomenon that is displayed on the image surface).

【0020】本発明はこのような点に鑑みて創作された
もので、迷光を低減するに適した透過率と反射率とを備
えた赤外線検知器を提供することを目的としている。ま
た、他の目的は反射率が比較的大きくて、ナルシサスが
低減された赤外線検知器を提供することにある。
The present invention was created in view of the above points, and an object thereof is to provide an infrared detector having a transmittance and a reflectance suitable for reducing stray light. Another object is to provide an infrared detector having a relatively high reflectance and reduced narcissus.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、図1に例示したように、基板1の表面に
設けた赤外線検出素子2に対向して、小窓12A が配列形
成された、基板1の表面に固着するシリコン結晶のスリ
ット板12と、中央部にスリット板12の小窓列の外枠の形
状にほぼ等しい角形窓11A を有するスリット板12の上面
に積層するシリコン結晶の枠形ブロック11と、からなる
コールドアパーチャを備えた赤外線検知器であって、コ
ールドアパーチャの枠形ブロック11及びスリット板12
に、3族元素又は4族元素のドーパントが、固溶限界ま
で拡散されてなる構成とする。
In order to achieve the above object, the present invention, as illustrated in FIG. 1, arranges small windows 12A facing an infrared detecting element 2 provided on the surface of a substrate 1. It is laminated on the upper surface of the formed slit plate 12 having a silicon crystal slit plate 12 adhered to the surface of the substrate 1 and a rectangular window 11A at the central portion, which has a rectangular window 11A having substantially the same shape as the outer frame of the small window row of the slit plate 12. An infrared detector having a cold aperture made up of a frame block 11 made of silicon crystal, which is a frame block 11 and a slit plate 12 of the cold aperture.
In addition, the dopant of Group 3 element or Group 4 element is diffused to the solid solution limit.

【0022】或いは、図2に例示したように、コールド
アパーチャの枠形ブロック11及びスリット板12の全表面
に、陽極酸化膜20が形成されたものとする。或いは又、
図3に例示したように、コールドアパーチャの枠形ブロ
ック11の上部表面に、金属膜30が形成されてなる構成と
する。
Alternatively, as illustrated in FIG. 2, it is assumed that the anodic oxide film 20 is formed on the entire surfaces of the frame block 11 and the slit plate 12 of the cold aperture. Alternatively,
As illustrated in FIG. 3, a metal film 30 is formed on the upper surface of the frame block 11 of the cold aperture.

【0023】[0023]

【作用】本発明の赤外線検知器は、コールドアパーチャ
に3族元素又は4族元素のドーパントが固溶限界まで、
即ち(1019〜1020)/cm3 ドープされている。
In the infrared detector of the present invention, the dopant of the group 3 element or the group 4 element is contained in the cold aperture until the solid solution limit,
That is, (10 19 to 10 20 ) / cm 3 is doped.

【0024】よって、この多量のドーパントにより赤外
線が吸収され、コールドアパーチャの透過率が約10%と
なり、コールドアパーチャの反射率は約30%となる。よ
って、迷光が阻止される。
Therefore, infrared rays are absorbed by this large amount of dopant, the transmittance of the cold aperture becomes approximately 10%, and the reflectance of the cold aperture becomes approximately 30%. Therefore, stray light is blocked.

【0025】一方、上述のコールドアパーチャの枠形ブ
ロック及びスリット板の全表面に陽極酸化膜を設けるこ
とで、コールドアパーチャの反射率を10%〜20%するこ
とができるので、迷光をほぼ完全に阻止できる。
On the other hand, by providing an anodic oxide film on the entire surface of the frame block and slit plate of the cold aperture, the reflectance of the cold aperture can be made 10% to 20%, so that stray light can be almost completely eliminated. Can be stopped.

【0026】また、ドーパントを固溶限界までドープし
た枠形ブロックの上部表面に、金属膜30を設けること
で、枠形ブロックの上部表面即ちコールドアパーチャの
上部表面の反射率を内筒の天井板部の表面の反射率(30
%以上)にほぼ等しくすることができる。
Further, by providing the metal film 30 on the upper surface of the frame-shaped block doped with the dopant to the solid solution limit, the reflectance of the upper surface of the frame-shaped block, that is, the upper surface of the cold door aperture is adjusted to the ceiling plate of the inner cylinder. Part surface reflectance (30
% Or more).

【0027】よって、ナルシサスの発生が阻止される。Therefore, the occurrence of narcissus is prevented.

【0028】[0028]

【実施例】以下図を参照しながら、本発明を具体的に説
明する。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物を示
す。
The present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same reference numerals denote the same objects throughout the drawings.

【0029】図1は本発明の一実施例の断面図、図2は
本発明の他の実施例の断面図、図3は本発明のさらに他
の実施例の断面図である。図1に図示したように、サフ
ァイア等からなる基板1の表面に、赤外線検出素子2を
等ピッチで配列形成している。
FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of another embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view of yet another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the infrared detecting elements 2 are arrayed at equal pitches on the surface of a substrate 1 made of sapphire or the like.

【0030】それぞれの赤外線検出素子2は、HgCdTe等
の短冊形片(長さ 100μm 前後, 幅が数十μm ) であっ
て、相対向する側縁からそれぞれ図示省略した出力導体
パターンを導出している。
Each infrared detecting element 2 is a strip of HgCdTe or the like (length about 100 μm, width tens of μm), and output conductor patterns (not shown) are derived from opposite side edges. There is.

【0031】それぞれの赤外線検出素子2の視野角を所
定に設定し、さらに迷光を防止するために、基板1の表
面にコールドアパーチャ10を接着している。このコール
ドアパーチャ10は、スリット板12上に枠形ブロック11を
積層したものである。
A cold aperture 10 is adhered to the surface of the substrate 1 in order to set the viewing angle of each infrared detecting element 2 to a predetermined value and to prevent stray light. The cold aperture 10 is formed by stacking a frame block 11 on a slit plate 12.

【0032】詳述すると、スリット板12は、平面視形状
が基板1と同形状で、板厚が所望に薄いシリコン結晶板
よりなるもので、中央部に基板1の表面に並列した赤外
線検出素子2のそれぞれに対向して、赤外線検出素子2
に相似でそれよりもわずかに大きい角形の小窓12A を、
異方性エッチングして形成してある。
More specifically, the slit plate 12 is made of a silicon crystal plate having the same shape as the substrate 1 in plan view and a thin plate thickness as desired, and an infrared detecting element arranged in parallel with the surface of the substrate 1 at the central portion. Infrared detecting element 2 facing each of 2
A small rectangular window 12A that is similar to and slightly larger than
It is formed by anisotropic etching.

【0033】枠形ブロック11は、平面視形状がスリット
板12と同形状で、所望の板厚のシリコン結晶板であっ
て、中央部にスリット板12の小窓列が構成する外枠形状
にほぼ等しい形状の角形窓11A を異方性エッチングして
形成してある。
The frame-shaped block 11 is a silicon crystal plate having the same shape in plan view as the slit plate 12 and having a desired plate thickness, and has an outer frame shape formed by a row of small windows of the slit plate 12 in the central portion. The rectangular windows 11A having substantially the same shape are formed by anisotropic etching.

【0034】そして枠形ブロック11及びスリット板12の
全表面に、3族元素又は4族元素のドーパント(例えば
ボロン) を蒸着し、約1200℃で20時間〜30時間保持して
熱拡散させ、ドーパントを固溶限界即ち(1019〜1020
/cm3 ドープしている。
Then, a dopant of a Group 3 element or a Group 4 element (for example, boron) is vapor-deposited on the entire surface of the frame-shaped block 11 and the slit plate 12, and it is held at about 1200 ° C. for 20 to 30 hours for thermal diffusion. Solubility limit of dopant, ie (10 19 -10 20 )
/ Cm 3 is doped.

【0035】なお、ドーパントの拡散深さは30μm 〜50
μm である。また、拡散後表面に残った蒸着層は研磨等
して除去している。枠形ブロック11及びスリット板12に
3族元素又は4族元素のドーパントをドープした後に、
枠形ブロック11の接合面(図の下面)とスリット板12の
接合面(図の上面)とを、接着剤9で接着して、コール
ドアパーチャ10を構成する。
The diffusion depth of the dopant is 30 μm to 50 μm.
μm. Further, the vapor deposition layer remaining on the surface after diffusion is removed by polishing or the like. After doping the frame-shaped block 11 and the slit plate 12 with a dopant of Group 3 element or Group 4 element,
The bonding surface of the frame-shaped block 11 (lower surface in the drawing) and the bonding surface of the slit plate 12 (upper surface in the drawing) are bonded with an adhesive 9 to form a cold door aperture 10.

【0036】表面に赤外線検出素子が配列した基板の表
面に、上述のようなコールドアパーチャ10を搭載して赤
外線検知器を構成し、この赤外線検知器を、図5に図示
したように、金属,ガラス等からなる有底円筒形の内筒
5の天井板部の搭載する。
An infrared detector is constructed by mounting the cold aperture 10 as described above on the surface of a substrate on which infrared detecting elements are arranged, and the infrared detector is made of metal, as shown in FIG. The ceiling plate portion of the bottomed cylindrical inner cylinder 5 made of glass or the like is mounted.

【0037】また、内径が内筒5の外径よりも十分に大
きい有底円筒形の外筒7を、内筒5に所望の空間を介し
て外嵌する。なお、内筒5の天井板部から周壁の表面に
かけて、側面視逆Uの字形の平行する複数(赤外線検出
素子の数に等しい数量)の金膜等よりなる配線パターン
6を設け、この配線パターン6の始端部と赤外線検出素
子2のそれぞれの出力導体パターンとを、金線等のワイ
ヤをワイヤボンディングして接続している。
A bottomed cylindrical outer cylinder 7 having an inner diameter sufficiently larger than the outer diameter of the inner cylinder 5 is fitted onto the inner cylinder 5 through a desired space. In addition, a wiring pattern 6 made of a plurality of parallel (equal to the number of infrared detection elements) gold films or the like having a reverse U-shape in side view is provided from the ceiling plate portion of the inner cylinder 5 to the surface of the peripheral wall. The starting end portion of 6 and each output conductor pattern of the infrared detection element 2 are connected by wire bonding a wire such as a gold wire.

【0038】なお、この配線パターン6は従来の技術の
ところで説明したように、外筒7の外に導出されてい
る。一方、赤外線検知器は、室温( 300K)の持つエネ
ルギーkT(kはボルツマン定数,Tは絶対温度)の影
響を除くために、内筒5の内部の天井板部の裏面側に液
体窒素或いはアルゴンガス等の高圧ガスを噴出させる所
謂ジュールトムソン効果を利用して、赤外線検出素子2
を極めて低い温度(80K前後)に冷却して使用してい
る。
The wiring pattern 6 is led out of the outer cylinder 7 as described in the prior art. On the other hand, in order to eliminate the influence of the energy kT (k is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature) at room temperature (300K), the infrared detector is equipped with liquid nitrogen or argon on the back side of the ceiling plate inside the inner cylinder 5. Infrared detecting element 2 utilizing the so-called Joule-Thomson effect of ejecting high-pressure gas such as gas
Is cooled to an extremely low temperature (around 80K) before use.

【0039】したがって、赤外線は外筒7の窓,コール
ドアパーチャ10を経て、赤外線検出素子2の受光部に入
射し、赤外線検出素子2で赤外線のエネルギーが電気信
号に変換される。そして、前述のボンディングワイヤ,
配線パターン6,回路基板の表面のパターンを経て、回
路基板の外側のボンディングパッドから外部へ導出され
る。
Therefore, the infrared rays enter the light receiving portion of the infrared detecting element 2 through the window of the outer cylinder 7 and the cold door aperture 10, and the infrared detecting element 2 converts the infrared energy into an electric signal. And the above-mentioned bonding wire,
After passing through the wiring pattern 6 and the pattern on the surface of the circuit board, it is led out from the bonding pad outside the circuit board.

【0040】上述のようなコールドアパーチャ10を備え
た赤外線検知器は、3族元素又は4族元素のドーパント
が固溶限界までドープされているので、そのドーパント
により赤外線が吸収されてコールドアパーチャの透過率
が約10%、反射率が約30%となる。
In the infrared detector provided with the cold aperture 10 as described above, since the dopant of the Group 3 element or the Group 4 element is doped to the solid solution limit, infrared rays are absorbed by the dopant and transmitted through the cold aperture. The reflectance is about 10% and the reflectance is about 30%.

【0041】したがって、赤外線検出素子に入射する迷
光が低減する。また、コールドアパーチャ10は、所望形
状の所望に深い角形窓11A を備えているので、赤外線検
出素子の視野角が所定に設定されている。
Therefore, the stray light incident on the infrared detecting element is reduced. Further, since the cold aperture 10 is provided with the desired deep rectangular window 11A having a desired shape, the viewing angle of the infrared detecting element is set to a predetermined value.

【0042】図2に図示したコールドアパーチャ10は、
3族元素又は4族元素のドーパントを固溶限界までドー
プした、枠形ブロック11及びスリット板12の全表面に、
陽極酸化膜20を設けることで、コールドアパーチャの反
射率を10%〜20%(透過率は約10%)と小さくしたもの
である。
The cold aperture 10 shown in FIG.
The entire surface of the frame-shaped block 11 and the slit plate 12 doped with a Group 3 element or Group 4 element dopant to the solid solution limit,
By providing the anodic oxide film 20, the reflectance of the cold aperture is reduced to 10% to 20% (transmittance is about 10%).

【0043】上述のようにコールドアパーチャの反射率
が小さいので、赤外線検出素子2に入射する迷光をほぼ
完全に防止し得る。なお、陽極酸化膜20は、例えば水酸
化カリウム等の電解液に枠形ブロック11及びスリット板
12を浸漬し、陽極酸化することで表面に酸化膜(SiO2
が容易に形成される。
Since the reflectance of the cold aperture is small as described above, stray light incident on the infrared detecting element 2 can be almost completely prevented. Incidentally, the anodic oxide film 20 is, for example, a frame-shaped block 11 and a slit plate in an electrolytic solution such as potassium hydroxide.
Oxide film (SiO 2 ) on the surface by immersing 12 and anodizing
Are easily formed.

【0044】図3に図示したコールドアパーチャ10は、
3族元素又は4族元素のドーパントを固溶限界までドー
プした枠形ブロック11の上部表面に、金属膜30を形成し
て、枠形ブロック11の上部表面の反射率を内筒の天井板
部(図5に示す内筒5)の表面の反射率にほぼ等しくし
たものである。
The cold aperture 10 shown in FIG.
A metal film 30 is formed on the upper surface of the frame-shaped block 11 which is doped with a Group 3 element or 4th group element dopant to the solid solution limit, and the reflectance of the upper surface of the frame-shaped block 11 is adjusted to the ceiling plate of the inner cylinder. (The inner cylinder 5 shown in FIG. 5) is almost equal in reflectance to the surface.

【0045】内筒5の材料が金属(例えば商品名コバー
ル)の場合、金属膜30をアルミニウム膜として反射率を
40%程度にするものである。上述のように、枠形ブロッ
ク11の上部表面の反射率を内筒の天井板部の表面の反射
率にほぼ等しくすることで、赤外線検知器が検出する赤
外線分布の画像のナルシサスが低減する。
When the material of the inner cylinder 5 is metal (for example, Kovar product name), the metal film 30 is used as an aluminum film to improve the reflectance.
It is about 40%. As described above, by making the reflectance of the upper surface of the frame-shaped block 11 substantially equal to the reflectance of the surface of the ceiling plate portion of the inner cylinder, the narcissus of the image of the infrared distribution detected by the infrared detector is reduced.

【0046】なお、金属膜30の形成は下記の如くにして
得られる。まず、枠形ブロック11の全表面にレジストを
塗布し、フォトリソグラフィ手法により枠形ブロック11
の上部表面のレジストを除去する。
The formation of the metal film 30 is obtained as follows. First, resist is applied to the entire surface of the frame-shaped block 11 and the frame-shaped block 11 is formed by photolithography.
Remove the resist on the upper surface of the.

【0047】次に所望の金属を枠形ブロック11の表面に
蒸着する。その後レジストを除去することで、枠形ブロ
ック11の上部表面のみに金属膜を形成することができ
る。
Next, a desired metal is vapor-deposited on the surface of the frame block 11. After that, by removing the resist, the metal film can be formed only on the upper surface of the frame-shaped block 11.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、3族元素
又は4族元素のドーパントを固溶限界までコールドアパ
ーチャに拡散したことにより、コールドアパーチャの透
過率及び反射率を所望に小さくすることができ、赤外線
検出素子に入射する迷光が低減し、赤外線検知器の性能
が向上するという効果を有する。
As described above, according to the present invention, a dopant of a Group 3 element or a Group 4 element is diffused into the cold aperture to the solid solution limit, so that the transmittance and the reflectance of the cold aperture can be desirably reduced. This has the effect of reducing stray light incident on the infrared detecting element and improving the performance of the infrared detector.

【0049】また、さらに陽極酸化膜を形成すること
で、コールドアパーチャの反射率がより小さくなり、赤
外線検出素子に迷光が殆ど入射しなくなり、赤外線検知
器の性能が向上するという効果を有する。
Further, by forming the anodic oxide film, the reflectance of the cold aperture becomes smaller, and the stray light hardly enters the infrared detecting element, so that the performance of the infrared detector is improved.

【0050】一方、コールドアパーチャに3族元素又は
4族元素のドーパントを固溶限界まで拡散し、さらに枠
形ブロックの上部表面に金属膜を形成したものは、枠形
ブロックの上部表面の反射率を内筒の天井板部の表面の
反射率にほぼ等しくすることができて、赤外線検知器が
検出する赤外線分布の画像のナルシサスが低減し、画像
が鮮明になるという効果を有する。
On the other hand, when the dopant of Group 3 element or Group 4 element is diffused into the cold aperture to the solid solution limit and a metal film is formed on the upper surface of the frame block, the reflectance of the upper surface of the frame block is increased. Can be made substantially equal to the reflectance of the surface of the ceiling plate portion of the inner cylinder, and the narcissus of the image of the infrared distribution detected by the infrared detector is reduced, and the image becomes clear.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例の断面図FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の他の実施例の断面図FIG. 2 is a sectional view of another embodiment of the present invention.

【図3】 本発明のさらに他の実施例の断面図FIG. 3 is a sectional view of still another embodiment of the present invention.

【図4】 従来例を分離した形で示す斜視図FIG. 4 is a perspective view showing a conventional example in a separated form.

【図5】 赤外線検知器の断面図FIG. 5: Cross-sectional view of infrared detector

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 赤外線検
出素子 3 出力導体パターン 4,9 接着剤 5 内筒 6 配線パタ
ーン 7 外筒 8 窓 10,100 コールドアパーチャ 11 枠形ブロ
ック 11A 角形窓 12 スリット
板 12A 小窓 12B 隔壁 15 ドーパント 20 陽極酸化
膜 30 金属膜
1 Substrate 2 Infrared Detector 3 Output Conductor Pattern 4, 9 Adhesive 5 Inner Cylinder 6 Wiring Pattern 7 Outer Cylinder 8 Window 10,100 Cold Door Aperture 11 Frame Block 11A Square Window 12 Slit Board 12A Small Window 12B Partition 15 Dopant 20 Anodized Film 30 metal film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣田 耕治 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 土田 浩幸 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koji Hirota 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited (72) Inventor Hiroyuki Tsuchida 1015, Kamedotachu, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板(1) の表面に設けた赤外線検出素子
(2) に対向して、小窓(12A) が配列形成された、該基板
(1) の表面に固着するシリコン結晶のスリット板(12)
と、 中央部に該スリット板(12)の小窓列の外枠の形状にほぼ
等しい角形窓(11A) を有する、該スリット板(12)の上面
に積層するシリコン結晶の枠形ブロック(11)と、からな
るコールドアパーチャを備えた赤外線検知器であって、 該コールドアパーチャの該枠形ブロック(11)及びスリッ
ト板(12)に、3族元素又は4族元素のドーパントが、固
溶限界まで拡散されてなることを特徴とする赤外線検知
器。
1. An infrared detection element provided on the surface of a substrate (1)
The substrate having small windows (12A) arranged in an array facing the substrate (2).
Silicon crystal slit plate that adheres to the surface of (1) (12)
And a rectangular window (11A) having a rectangular window (11A) approximately equal to the shape of the outer frame of the small window row of the slit plate (12) at the center, and a silicon crystal frame-shaped block (11) laminated on the upper surface of the slit plate (12). ), And an infrared detector having a cold aperture, wherein the frame block (11) and the slit plate (12) of the cold aperture have a solid solution limit of a Group 3 element or a Group 4 element dopant. Infrared detector characterized by being diffused up to.
【請求項2】 請求項1記載のコールドアパーチャの枠
形ブロック(11)及びスリット板(12)の全表面に、 陽極酸化膜(20)が形成されてなることを特徴とする赤外
線検知器。
2. An infrared detector comprising an anodic oxide film (20) formed on the entire surfaces of the frame block (11) and the slit plate (12) of the cold aperture according to claim 1.
【請求項3】 請求項1記載のコールドアパーチャの枠
形ブロック(11)の上部表面に、金属膜(30)が形成されて
なることを特徴とする赤外線検知器。
3. An infrared detector characterized in that a metal film (30) is formed on the upper surface of the frame block (11) of the cold door aperture according to claim 1.
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