RU80995U1 - BOLOMETRIC RECEIVER TAKING INTO ACCOUNT CHANGES IN THE EXTERNAL TEMPERATURE - Google Patents

BOLOMETRIC RECEIVER TAKING INTO ACCOUNT CHANGES IN THE EXTERNAL TEMPERATURE Download PDF

Info

Publication number
RU80995U1
RU80995U1 RU2008129722/22U RU2008129722U RU80995U1 RU 80995 U1 RU80995 U1 RU 80995U1 RU 2008129722/22 U RU2008129722/22 U RU 2008129722/22U RU 2008129722 U RU2008129722 U RU 2008129722U RU 80995 U1 RU80995 U1 RU 80995U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dielectric layer
layer
protective dielectric
pair
contact windows
Prior art date
Application number
RU2008129722/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Георгиевич Есаев
Валерий Михайлович Ефимов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Медико-биологический Союз"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Медико-биологический Союз" filed Critical Закрытое акционерное общество "Медико-биологический Союз"
Priority to RU2008129722/22U priority Critical patent/RU80995U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU80995U1 publication Critical patent/RU80995U1/en

Links

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к интегральной микроэлектронике и может быть использована для неохлаждаемых приемников потоков электромагнитного излучения инфракрасного диапазона. Предложен болометрический приемник, включающий полупроводниковую подложку, содержащую микросхему преобразования фотосигнала в выходной электрический сигнал, снабженную выходными контактами, и диэлектрическое покрытие, между которыми помещены первый защитный диэлектрический слой, нанесенный на названную полупроводниковую подложку, в котором выполнена первая пара контактных окон, расположенных напротив выходных контактов названной микросхемы, теплоизолирующий диэлектрический слой, выполненный в форме мостика, концы которого опираются на первый защитный диэлектрический слой, а средняя часть приподнята над ним с зазором, первый регистрирующий ИК-излучение слой, нанесенный на названный теплоизолирующий диэлектрический слой, таким образом, что его концы входят в первую пару контактных окон первого защитного диэлектрического слоя, у которого в первом защитном диэлектрическом слое выполнена вторая пара контактных окон, расположенных напротив выходных контактов названной микросхемы, а между названными полупроводниковой подложкой и диэлектрическим покрытием расположен второй защитный диэлектрический слой, выполненным в форме мостика, концы которого опираются на первый защитный диэлектрический слой, а средняя часть приподнята над ним с зазором, на который нанесен второй регистрирующий ИК-излучение слой, таким образом, что его концы входят во вторую пару контактных окон первого защитного диэлектрического слоя, при этом на участок диэлектрического покрытия, расположенный над вторым регистрирующим ИК-излучение слоем, нанесено светоотражающее покрытие. Задача, решаемая полезной моделью, заключается в создании болометрического приемника с возможностью учета влияния изменения температуры окружающей среды в величине преобразованного в полупроводниковой микросхеме электрического сигнала.The utility model relates to integrated microelectronics and can be used for uncooled receivers of infrared electromagnetic radiation streams. A bolometric detector is proposed that includes a semiconductor substrate containing a chip for converting a photo signal into an output electrical signal provided with output contacts, and a dielectric coating, between which a first protective dielectric layer is deposited on the aforementioned semiconductor substrate, in which a first pair of contact windows located opposite the output contacts of the named microcircuit, insulating dielectric layer made in the form of a bridge, the ends of which are opir are applied to the first protective dielectric layer, and the middle part is raised above it with a gap, the first IR-detecting layer deposited on the said heat-insulating dielectric layer, so that its ends enter the first pair of contact windows of the first protective dielectric layer, in which the first protective dielectric layer is a second pair of contact windows located opposite the output contacts of the named microcircuit, and between the aforementioned semiconductor substrate and the dielectric coating A second protective dielectric layer is made in the form of a bridge, the ends of which are supported by the first protective dielectric layer, and the middle part is raised above it with a gap on which a second layer recording IR radiation is deposited, so that its ends enter the second pair of contact windows of the first protective dielectric layer, while a reflective coating is applied to the dielectric coating portion located above the second IR-detecting layer. The problem solved by the utility model is to create a bolometric receiver with the ability to take into account the effect of changes in ambient temperature in the magnitude of the electrical signal converted into a semiconductor chip.

Независимых пп.формулы -1Independent claims -1

Зависимых пп.формулы - 4Dependent claims - 4

Рисунков -1Drawings -1

Description

Полезная модель относится к интегральной микроэлектронике и может быть использована для неохлаждаемых приемников потоков электромагнитного излучения инфракрасного диапазона. Инфракрасные или термические системы визуализации обычно используют термические сенсоры для детекции инфракрасного излучения и получения изображения, которое способен воспринять человеческий глаз. Некоторые из них используются в приборах ночного видения.The utility model relates to integrated microelectronics and can be used for uncooled receivers of infrared electromagnetic radiation streams. Infrared or thermal imaging systems typically use thermal sensors to detect infrared radiation and obtain an image that the human eye is capable of sensing. Some of them are used in night vision devices.

Термическая визуализация посредством неохлаждаемых сенсоров описана в статье «Low-cost Uncooled Focal Plane Array Technology)) / Hanson, Beratan, Owen, Sweetser - IRIS Detector Specialty Review, Aug. 17,1993.Thermal imaging using uncooled sensors is described in the article “Low-cost Uncooled Focal Plane Array Technology)) / Hanson, Beratan, Owen, Sweetser - IRIS Detector Specialty Review, Aug. 17.1993.

Известны приемники регистрации электромагнитного излучения инфракрасного диапазона (ИК - излучения), имеющие элемент регистрации ИК излучения, соединенный с полупроводниковой микросхемой преобразования фотосигнала в выходной электрический сигнал и помещенные в вакуумный криостат [Патент США №6 417 514 МПК G 01 J 5/16 и Патент США №3411 048, МПК H01L23/29].Known receivers for detecting infrared electromagnetic radiation (IR radiation) having an infrared registration element connected to a semiconductor microcircuit for converting a photo signal into an output electric signal and placed in a vacuum cryostat [US Patent No. 6,417,514 IPC G 01 J 5/16 and Patent US No. 3411 048, IPC H01L23 / 29].

В неохлаждаемом приемнике электромагнитного излучения - болометре инфракрасного диапазона [Патент США №6 417 514 МПК G 01 J 5/16] слой регистрации ИК излучения расположен на теплоизолирующем слое и соединен металлическими контактами с полупроводниковой микросхемой преобразования фотосигнала в выходной электрический сигнал. Недостатком этого приемника электромагнитного излучения является то, что при изменении внешней температуры, за счет фонового теплового излучения, изменяется температура всех компонентов приемника электромагнитного излучения, в том числе изменяется сопротивления слоя регистрации ИК излучения, и, как следствие, величина электрического сигнала преобразующего фотосигнал в выходной электрический сигнал, что, в свою очередь, искажает величину электрического сигнала, характеризующего регистрируемый поток электромагнитного излучения. Исправления этого недостатка возможно введением в конструкцию приемника термостабилизующего устройства, но такое устройство сложно в исполнении и приводит к дополнительному In an uncooled receiver of electromagnetic radiation - an infrared bolometer [US Patent No. 6,417,514 IPC G 01 J 5/16] the infrared radiation registration layer is located on the heat insulating layer and is connected by metal contacts to a semiconductor chip for converting the photo signal into an output electrical signal. The disadvantage of this electromagnetic radiation receiver is that when the external temperature changes due to the background thermal radiation, the temperature of all components of the electromagnetic radiation receiver changes, including the resistance of the infrared radiation detection layer, and, as a result, the magnitude of the electric signal converts the photo signal to the output an electrical signal, which, in turn, distorts the magnitude of the electrical signal characterizing the recorded flow of electromagnetic radiation. Correction of this drawback is possible by introducing a thermostabilizing device into the receiver design, but such a device is difficult to perform and leads to an additional

энергопотреблению что также является недостатком приемника электромагнитного излучения.power consumption, which is also a disadvantage of the electromagnetic radiation receiver.

В охлаждаемом приемнике электромагнитного излучения инфракрасного диапазона [Патент США №3 411 048, МПК H01L23/29], слой регистрации ИК излучения и полупроводниковая микросхема преобразования фотосигнала в выходной электрический сигнал помещены в криостат, внутренняя часть которого охлаждается жидким азотом, таким образом, слой регистрации ИК излучения находится при постоянной температуре жидкого азота, независящей от внешней температуры.In a cooled infrared electromagnetic radiation receiver [US Patent No. 3,411,048, IPC H01L23 / 29], an IR radiation detection layer and a semiconductor chip for converting a photo signal into an output electrical signal are placed in a cryostat, the inside of which is cooled by liquid nitrogen, thus the registration layer IR radiation is at a constant temperature of liquid nitrogen, independent of external temperature.

Недостатком этого приемника электромагнитного излучения является то, что он имеет большие габариты и вес, а его непрерывная работа требует периодического заполнения криостата жидким азотом.The disadvantage of this receiver of electromagnetic radiation is that it has large dimensions and weight, and its continuous operation requires periodic filling of the cryostat with liquid nitrogen.

Известен также неохлаждаемый приемник регистрации электромагнитного излучения ИК диапазона, в котором слой регистрации ИК излучения соединен с полупроводниковой микросхемой преобразования фотосигнала в электрический сигнал, и для осуществления теплоизоляции слоя регистрации ИК излучения от полупроводниковой микросхемы преобразования фотосигнала в электрический сигнал, между ними располагается слой пористой двуокиси кремния - аэросила, имеющего малую теплопроводность, близкую к теплопроводности воздуха [Патент США №5 536 965 МПК HOI L 31/00, H01L 31/058]. Этот приемник является ближайшим аналогом предлагаемого приемника и принят за прототип полезной модели. Недостатком прототипа является отсутствие термостабилизации слоя регистрации ИК излучения, а следовательно, зависимость его сопротивления от температуры внешней температуры и фонового излучения.An uncooled infrared electromagnetic radiation detection receiver is also known, in which the infrared radiation registration layer is connected to a semiconductor microcircuit for converting a photo signal into an electrical signal, and for thermal insulation of the infrared radiation registration layer from a semiconductor microcircuit for converting a photo signal into an electrical signal, a layer of porous silicon dioxide - aerosil having low thermal conductivity close to the thermal conductivity of air [US Patent No. 5,536,965 IPC HOI L 3 1/00, H01L 31/058]. This receiver is the closest analogue of the proposed receiver and is taken as a prototype of a utility model. The disadvantage of the prototype is the lack of thermal stabilization of the registration layer of infrared radiation, and therefore, the dependence of its resistance on the temperature of the external temperature and background radiation.

Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание болометрического приемника с возможностью учета влияния изменения температуры окружающей среды в величине преобразованного в полупроводниковой микросхеме электрического сигнала, полученного от фоточувствительного слоя приемника регистрации ИК излучения.The problem to which the proposed utility model is directed is the creation of a bolometric receiver with the possibility of taking into account the influence of changes in ambient temperature in the magnitude of the electrical signal converted from the photosensitive layer of the infrared radiation detector to a semiconductor chip.

Поставленная задача решается тем, что предлагается болометрический приемник, включающий полупроводниковую подложку, содержащую микросхему преобразования фотосигнала в выходной электрический сигнал, снабженную выходными контактами, и диэлектрическое покрытие, между которыми помещены первый защитный диэлектрический слой, нанесенный на названную полупроводниковую подложку, в котором выполнена первая пара контактных окон, расположенных напротив выходных контактов названной микросхемы, теплоизолирующий диэлектрический слой, The problem is solved in that a bolometric detector is proposed, including a semiconductor substrate, containing a chip for converting the photo signal into an output electrical signal, equipped with output contacts, and a dielectric coating, between which are placed the first protective dielectric layer deposited on the said semiconductor substrate in which the first pair is made contact windows located opposite the output contacts of the named microcircuit, heat insulating dielectric layer,

выполненный в форме мостика, концы которого опираются на первый защитный диэлектрический слой, а средняя часть приподнята над ним с зазором, первый регистрирующий ИК-излучение слой, нанесенный на названный теплоизолирующий диэлектрический слой, таким образом, что его концы входят в первую пару контактных окон первого защитного диэлектрического слоя, у которого в первом защитном диэлектрическом слое выполнена вторая пара контактных окон, расположенных напротив выходных контактов названной микросхемы, а между названными полупроводниковой подложкой и диэлектрическим покрытием расположен второй защитный диэлектрический слой, выполненным в форме мостика, концы которого опираются на первый защитный диэлектрический слой, а средняя часть приподнята над ним с зазором, на который нанесен второй регистрирующий ИК-излучение слой, таким образом, что его концы входят во вторую пару контактных окон первого защитного диэлектрического слоя, при этом на участок диэлектрического покрытия, расположенный над вторым регистрирующим ИК-излучение слоем, нанесено светоотражающее покрытие. Приемник может быть помещен в вакуумную камеру.made in the form of a bridge, the ends of which rest on the first protective dielectric layer, and the middle part is raised above it with a gap, the first IR-detecting layer deposited on the said heat-insulating dielectric layer, so that its ends enter the first pair of contact windows of the first a protective dielectric layer, in which in the first protective dielectric layer there is a second pair of contact windows located opposite the output contacts of the microcircuit, and between the semiconductors The second protective dielectric layer is made in the form of a bridge, the ends of which are supported by the first protective dielectric layer, and the middle part is raised above it with a gap, on which the second IR-detecting radiation layer is applied, so that its ends enter the second pair of contact windows of the first protective dielectric layer, while a reflective coating is deposited on the dielectric coating section located above the second infrared-detecting layer e. The receiver can be placed in a vacuum chamber.

Целесообразно, чтобы первый и второй регистрирующие ИК-излучение слои имели идентичные геометрию и материал.It is advisable that the first and second IR-detecting layers have identical geometry and material.

Микросхема преобразования фотосигнала в выходной электрический сигнал может быть мостовой схемой.The microcircuit for converting a photo signal into an output electrical signal may be a bridge circuit.

На рисунке приведена конструкция предлагаемого болометрического приемника, где 1 - полупроводниковая подложка, содержащая микросхему преобразования фотосигнала в электрический сигнал, 2 - первый защитный диэлектрический слой, 3 -первая пара контактных окон, 4 - вторая пара контактных окон, 5 -теплоизолирующий диэлектрический слой, 6 - второй защитный диэлектрический слой, 7 - первый регистрирующий ИК-излучение слой, 8 - второй регистрирующий ИК-излучение слой, 9 -диэлектрическое покрытие, 10 - светоотражающее покрытие.The figure shows the design of the proposed bolometric receiver, where 1 is a semiconductor substrate containing a chip for converting the photo signal into an electrical signal, 2 is the first protective dielectric layer, 3 is the first pair of contact windows, 4 is the second pair of contact windows, 5 is an insulating dielectric layer, 6 - the second protective dielectric layer, 7 - the first layer that detects infrared radiation, 8 - the second layer that detects infrared radiation, 9 - dielectric coating, 10 - reflective coating.

Предлагаемый болометрический приемник позволяет производить регистрацию ИК-излучения за счет поглощения излучения в первом регистрирующем ИК-излучение слое 7 и изменения его сопротивления при таком поглощении. Известны эффективные материалы, пригодные для этого, например, окись ванадия. Изменение температуры и, следовательно, изменение сопротивления окиси ванадия, определяется количеством поглощенной энергии. Но в схемах преобразования фотосигнала в выходной электрический сигнал, которые выполняются обычно на кремниевой полупроводниковой подложке, используется обычно не величина изменения сопротивления, а его полное значение. Полное же сопротивление зависит и от начальной температуры The proposed bolometric receiver allows the registration of IR radiation due to absorption of radiation in the first IR-detecting radiation layer 7 and changes in its resistance with this absorption. Effective materials suitable for this are known, for example vanadium oxide. The change in temperature and, consequently, the change in the resistance of vanadium oxide is determined by the amount of energy absorbed. But in the schemes for converting a photo signal into an output electric signal, which are usually performed on a silicon semiconductor substrate, it is usually not the magnitude of the change in resistance that is used, but its total value. The total resistance also depends on the initial temperature

регистрирующего ИК-излучение слоя, то есть при различной внешней температуре и при различной температуре всех элементов болометрического приемника оно будет различным. Однако, давно известны эффективные схемы измерения одного из сопротивлений, по так называемой мостовой схеме, в которой изменяющееся сопротивление вставляется в одно плечо, а в другое плечо вставляется сопротивление, величина которого не зависит от влияния внешних факторов. В случае предлагаемого приемника внешним фактором является ИК-излучение. Тогда, при нанесении на второй регистрирующий ИК-излучение слой 8 светоотражающего покрытия 10, появляется возможность предотвратить воздействие на него ИК-изл учения и использовать это сопротивление, например, в мостовой схеме, как сопротивление сравнения с сопротивлением регистрирующего ИК-излучение слоя 7.the layer detecting IR radiation, that is, at different external temperatures and at different temperatures of all elements of the bolometric receiver, it will be different. However, effective schemes for measuring one of the resistances have long been known, according to the so-called bridge circuit, in which a varying resistance is inserted into one arm and a resistance is inserted into the other arm, the value of which does not depend on the influence of external factors. In the case of the proposed receiver, the external factor is infrared radiation. Then, when a reflective coating layer 10 is applied to the second IR-detecting radiation layer 8, it becomes possible to prevent the influence of IR radiation on it and use this resistance, for example, in a bridge circuit, as a comparison resistance with the resistance of the IR-detecting layer 7.

Конкретная реализация микросхемы преобразования фотосигнала в электрический сигнал может быть различной, важно только, чтобы контактирование первого регистрирующего ИК-излучение слоя и второго регистрирующего ИК-излучение слоя осуществлялось с соответствующими контактными областями микросхемы преобразования фотосигнала в электрический сигнал..The specific implementation of the microcircuit for converting a photo signal into an electric signal can be different, it is only important that the contacting of the first IR-detecting layer and the second IR-detecting layer is carried out with the corresponding contact areas of the microcircuit that converts the photo signal into electric signal ..

В качестве примера конкретной реализации предлагаемого болометрического приемника, учитывающего изменения внешней температуры, может быть предложен следующий вариант конструкции. Полупроводниковая подложка 1, содержащая микросхему преобразования фотосигнала в выходной электрический сигнал и включающая в себя мостовую схему сравнения величины двух сопротивлений, покрыта первым защитным диэлектрическим слоем 2, представляющим себой слой нитрида кремния толщиной 0,15 мкм, в котором выполнена первая пара контактных окон 3, в виде прямоугольных отверстий, размером 4x4 мкм. Напротив этих контактных окон находятся выходные контакты микросхемы - мостовой схемы сравнения величины двух сопротивлений и дальнейшего преобразования фотосигнала в выходной электрический сигнал. Теплоизолирующий диэлектрический слой 5, выполненный из нитрида кремния, толщиной 0,15 мкм имеет форму мостика, два конца которого опираются на поверхность первого защитного диэлектрического слоя 2, а средняя часть приподнята над ним с зазором 2 мкм На этот мостик нанесен первый регистрирующий ИК - излучение слой 7 в виде пленки окиси ванадия, так, что концы его входят в первую пару контактных окон первого защитного диэлектрического слоя 3. Защитное диэлектрическое покрытие 9 закрывает болометр с противоположной от подложки стороны и нанесено на внешнюю поверхность первого регистрирующего ИК - излучение слоя 7 в виде пленки нитрида кремния, толщиной 1 мкм,. На первом защитном диэлектрическом слое 2 выполнен второй As an example of a specific implementation of the proposed bolometric receiver, taking into account changes in external temperature, the following design option can be proposed. The semiconductor substrate 1, containing a chip for converting a photo signal into an output electrical signal and including a bridge circuit for comparing the values of the two resistances, is coated with a first protective dielectric layer 2, which is a 0.15 μm thick silicon nitride layer in which the first pair of contact windows 3 is made, in the form of rectangular holes, 4x4 microns in size. Opposite these contact windows are the output contacts of the microcircuit - a bridge circuit for comparing the values of two resistances and further converting the photo signal into an output electrical signal. The heat-insulating dielectric layer 5 made of silicon nitride, 0.15 μm thick, has the shape of a bridge, the two ends of which rest on the surface of the first protective dielectric layer 2, and the middle part is raised above it with a gap of 2 μm. The first IR-radiation is recorded on this bridge. layer 7 in the form of a vanadium oxide film, so that its ends enter the first pair of contact windows of the first protective dielectric layer 3. The protective dielectric coating 9 closes the bolometer from the side opposite to the substrate and is applied on the outer surface of the first IR-detecting radiation layer 7 in the form of a silicon nitride film, 1 μm thick. On the first protective dielectric layer 2, a second

защитный диэлектрический слой 6, в виде мостика, так же, как теплоизолирующий диэлектрический слой 5, два конца которого опираются на первый защитный диэлектрический слой, а средняя часть приподнята над ним с зазором. На второй защитный диэлектрический слой 6 нанесен второй регистрирующий ИК - излучение слой 8, имеющий точно такую же геометрию, что и первый регистрирующий ИК - излучение слой 7, и изготовленный из окиси ванадия в одном и том же технологическом процессе, так что полученные параметры, в частности величина электрического сопротивления как первого регистрирующего ИК - излучение слоя, так и второго регистрирующего ИК -излучение слоя полностью совпадают, причем концы второго слоя входят во вторую пару контактных окон 4, выполненных в первом слое защитного диэлектрического слоя 2, и контактируют с соответствующими контактными областями мостовой схемы. Внешняя поверхность второго регистрирующего ИК - излучение слоя 8 покрыта диэлектрическим покрытием 9. Над вторым регистрирующим ИК - излучение слоем 8 на диэлектрическом покрытии 9 расположено светоотражающее покрытие 10, выполненное, например, в виде алюминиевой пленки толщиной 0,4 мкм. Неохлаждаемый болометрический приемника помещен в вакуумную камеру.the protective dielectric layer 6, in the form of a bridge, is the same as the heat-insulating dielectric layer 5, the two ends of which rest on the first protective dielectric layer, and the middle part is raised above it with a gap. A second IR-detecting layer 8 is deposited on the second protective dielectric layer 6, having exactly the same geometry as the first IR-detecting layer 7, and made of vanadium oxide in the same process, so that the obtained parameters in particular, the electric resistance value of both the first IR-detecting layer and the second IR-detecting layer completely coincide, and the ends of the second layer are included in the second pair of contact windows 4 made in the first layer protective dielectric layer 2, and are in contact with the respective contact areas of the bridge circuit. The outer surface of the second IR-detecting radiation layer 8 is coated with a dielectric coating 9. Above the second IR-detecting radiation layer 8 on the dielectric coating 9 is a reflective coating 10 made, for example, in the form of an aluminum film with a thickness of 0.4 μm. An uncooled bolometric receiver is placed in a vacuum chamber.

Выполненный таким образом болометрического приемник работает следующим образом. При изменении температуры окружающей среды происходит нагревание всего устройства регистрации ИК излучения за счет фонового излучения и, в частности, одновременное и одинаковое нагревание первого 7 и второго 8 слоев, регистрирующих ИК излучение. Соответственно происходит одновременное и одинаковое изменение сопротивления этих слоев. Сопротивление измеряется микросхемой преобразования фотосигнала в выходной электрический сигнал через выходные контакты, подведенные к первой паре контактных окон 3 и второй паре контактных окон 4.The bolometric receiver made in this way works as follows. When the ambient temperature changes, the entire device for detecting IR radiation is heated due to background radiation and, in particular, the same and the same heating of the first 7 and second 8 layers registering IR radiation occurs. Accordingly, a simultaneous and identical change in the resistance of these layers occurs. The resistance is measured by the microcircuit for converting the photo signal into an output electrical signal through the output contacts connected to the first pair of contact windows 3 and the second pair of contact windows 4.

Микросхема преобразования фотосигнала в выходной электрический сигнал, выполненная, например, в виде мостовой схемы, производит вычитание величины изменения сопротивления двух сопротивлений и, таким образом, изменение внешней температуры не влияет на величину выходного электрического сигнала. Регистрируемое ИК излучение через прозрачное для ИК-излучения диэлектрическое покрытие 9 попадает на внешнюю поверхность первого регистрирующего ИК излучение слоя 7, и на светоотражающее покрытие 10, закрывающее второй регистрирующий ИК - излучение 8, и при этом отражается. В результате первый регистрирующий ИК-излучение слой, изменяет свое сопротивление, в то время как сопротивление второго регистрирующего ИК - излучение слоя не изменяется. Возникшая разница величины сопротивления указанных слоев, зависящая только от регистрируемого ИК-излучения, но не зависящая от The microcircuit for converting a photo signal into an output electric signal, made, for example, in the form of a bridge circuit, subtracts the magnitude of the change in the resistance of the two resistances and, thus, the change in external temperature does not affect the value of the output electric signal. The registered IR radiation through a dielectric coating 9 transparent to IR radiation enters the outer surface of the first IR-detecting layer 7, and onto the reflective coating 10 covering the second IR-detecting radiation 8, and is reflected. As a result, the first IR-detecting layer changes its resistance, while the resistance of the second IR-detecting layer does not change. The resulting difference in the resistance values of these layers, which depends only on the detected infrared radiation, but does not depend on

температуры фонового потока ИК-излучения, преобразуется микросхемой преобразования фотосигнала в выходной электрический сигнал, например с применением мостовой схемы.the temperature of the background infrared radiation stream is converted by a microcircuit for converting a photo signal into an output electrical signal, for example, using a bridge circuit.

Таким образом, предлагаемый болометрический приемник выполнен с возможностью учета влияния изменения температуры окружающей среды в величине преобразованного в полупроводниковой микросхеме электрического сигнала, полученного от фоточувствительного слоя приемника регистрации ИК излучения. Thus, the proposed bolometric receiver is configured to take into account the effect of changes in ambient temperature in the magnitude of the electrical signal converted into a semiconductor chip obtained from the photosensitive layer of the infrared detector.

Claims (4)

1. Болометрический приемник, включающий полупроводниковую подложку, содержащую микросхему преобразования фотосигнала в выходной электрический сигнал, снабженную выходными контактами, и диэлектрическое покрытие, между которыми помещены первый защитный диэлектрический слой, нанесенный на названную полупроводниковую подложку, в котором выполнена первая пара контактных окон, расположенных напротив выходных контактов названной микросхемы, теплоизолирующий диэлектрический слой, выполненный в форме мостика, концы которого опираются на первый защитный диэлектрический слой, а средняя часть приподнята над ним с зазором, первый регистрирующий ИК-излучение слой, нанесенный на названный теплоизолирующий диэлектрический слой таким образом, что его концы входят в первую пару контактных окон первого защитного диэлектрического слоя, отличающийся тем, что в первом защитном диэлектрическом слое выполнена вторая пара контактных окон, расположенных напротив выходных контактов названной микросхемы, а между названными полупроводниковой подложкой и диэлектрическим покрытием расположен второй защитный диэлектрический слой, выполненный в форме мостика, концы которого опираются на первый защитный диэлектрический слой, а средняя часть приподнята над ним с зазором, на который нанесен второй регистрирующий ИК- излучение слой таким образом, что его концы входят во вторую пару контактных окон первого защитного диэлектрического слоя, при этом на участок диэлектрического покрытия, расположенный над вторым регистрирующим ИК-излучение слоем, нанесено светоотражающее покрытие.1. A bolometric receiver comprising a semiconductor substrate containing a microcircuit for converting a photo signal into an output electric signal provided with output contacts, and a dielectric coating, between which a first protective dielectric layer is deposited on the said semiconductor substrate, in which the first pair of contact windows is arranged opposite output contacts of the named microcircuit, a heat-insulating dielectric layer made in the form of a bridge, the ends of which are based on the first protective dielectric layer, and the middle part is raised above it with a gap, the first IR-detecting layer deposited on the said heat-insulating dielectric layer so that its ends enter the first pair of contact windows of the first protective dielectric layer, characterized in that in the first a protective dielectric layer is a second pair of contact windows located opposite the output contacts of the named microcircuit, and between the aforementioned semiconductor substrate and the dielectric coating A second protective dielectric layer is made, made in the form of a bridge, the ends of which are supported by the first protective dielectric layer, and the middle part is raised above it with a gap, on which a second layer recording IR radiation is applied so that its ends enter the second pair of contact windows the first protective dielectric layer, while on the plot of the dielectric coating located above the second registering infrared radiation layer, a reflective coating is applied. 2. Приемник по п.1, отличающийся тем, что он помещен в вакуумную камеру.2. The receiver according to claim 1, characterized in that it is placed in a vacuum chamber. 3. Приемник по п.1, отличающийся тем, что первый и второй регистрирующие ИК- излучение слои имеют идентичные геометрию и материал.3. The receiver according to claim 1, characterized in that the first and second layers detecting infrared radiation have identical geometry and material. 4. Приемник по п.1, отличающийся тем, что микросхема преобразования фотосигнала в выходной электрический сигнал является мостовой схемой.
Figure 00000001
4. The receiver according to claim 1, characterized in that the microcircuit for converting a photo signal into an output electrical signal is a bridge circuit.
Figure 00000001
RU2008129722/22U 2008-07-18 2008-07-18 BOLOMETRIC RECEIVER TAKING INTO ACCOUNT CHANGES IN THE EXTERNAL TEMPERATURE RU80995U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008129722/22U RU80995U1 (en) 2008-07-18 2008-07-18 BOLOMETRIC RECEIVER TAKING INTO ACCOUNT CHANGES IN THE EXTERNAL TEMPERATURE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008129722/22U RU80995U1 (en) 2008-07-18 2008-07-18 BOLOMETRIC RECEIVER TAKING INTO ACCOUNT CHANGES IN THE EXTERNAL TEMPERATURE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU80995U1 true RU80995U1 (en) 2009-02-27

Family

ID=40530317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008129722/22U RU80995U1 (en) 2008-07-18 2008-07-18 BOLOMETRIC RECEIVER TAKING INTO ACCOUNT CHANGES IN THE EXTERNAL TEMPERATURE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU80995U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469438C1 (en) * 2011-06-16 2012-12-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Semiconductor photodiode for infrared radiation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469438C1 (en) * 2011-06-16 2012-12-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Semiconductor photodiode for infrared radiation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7385199B2 (en) Microbolometer IR focal plane array (FPA) with in-situ mirco vacuum sensor and method of fabrication
RU2386934C2 (en) Method for manufacturing of device for detection of heat radiation comprising active microbolometre and passive microbolometre
KR101922119B1 (en) Infrared detector and method for detecting infrared using the same
CA2381311C (en) Micro-bridge structure
Iborra et al. IR uncooled bolometers based on amorphous Ge/sub x/Si/sub 1-x/O/sub y/on silicon micromachined structures
CN106052883B (en) Three layers of micro-bridge structure, three layers of uncooled microbolometer and preparation method thereof
KR20090065941A (en) The multi-level structure bolometer and fabricating method thereof
KR20110074605A (en) Nanowire bolometer photodetector
US8215831B2 (en) Sensor element
US20070227575A1 (en) Thermopile element and infrared sensor by using the same
US20130206989A1 (en) Radiation Sensor
TWI439679B (en) Electrical calibrated radiometer
JP5564681B2 (en) Infrared sensor
RU80995U1 (en) BOLOMETRIC RECEIVER TAKING INTO ACCOUNT CHANGES IN THE EXTERNAL TEMPERATURE
JPH11337415A (en) Radiation temperature detecting element
JP5669678B2 (en) Infrared sensor
JP3855458B2 (en) Radiation temperature detector
KR100313905B1 (en) bolometer sensor
JP2010507097A (en) Conductive structure of infrared microbolometer sensor
JP3750340B2 (en) Radiation temperature detector
KR100339395B1 (en) pile bolometer sensor and fabrication methode of the same
RU120770U1 (en) UNCOOLED MICROBOLOMETRIC RADIATION RECEIVER
CN109489833A (en) Infrared sensor and forming method thereof
JPH11281483A (en) Radiation temperature detecting element
RU2574524C1 (en) High-speed broadband infrared microbolometric detector

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20090719