TWI724708B - 具有阻擋元件的微機電紅外光感測裝置 - Google Patents
具有阻擋元件的微機電紅外光感測裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI724708B TWI724708B TW108147466A TW108147466A TWI724708B TW I724708 B TWI724708 B TW I724708B TW 108147466 A TW108147466 A TW 108147466A TW 108147466 A TW108147466 A TW 108147466A TW I724708 B TWI724708 B TW I724708B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- infrared light
- layer
- light sensing
- sensing device
- device described
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 52
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 97
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 33
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims description 12
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 3
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 claims 2
- 229910021341 titanium silicide Inorganic materials 0.000 claims 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 11
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 10
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 6
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 5
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/0275—Control or determination of height or distance or angle information for sensors or receivers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/0225—Shape of the cavity itself or of elements contained in or suspended over the cavity
- G01J5/0235—Spacers, e.g. for avoidance of stiction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
- B81B7/02—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems containing distinct electrical or optical devices of particular relevance for their function, e.g. microelectro-mechanical systems [MEMS]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/0205—Mechanical elements; Supports for optical elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/0215—Compact construction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/0225—Shape of the cavity itself or of elements contained in or suspended over the cavity
- G01J5/023—Particular leg structure or construction or shape; Nanotubes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
- G01J5/20—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using resistors, thermistors or semiconductors sensitive to radiation, e.g. photoconductive devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/09—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/02—Sensors
- B81B2201/0278—Temperature sensors
Landscapes
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
一種微機電紅外光感測裝置，其包含基板、感應板、複數個支撐元件及複數個阻擋元件。基板包含紅外光反射層。感應板包含紅外光吸收層。該些支撐元件設置於基板上，每一支撐元件連接感應板，使感應板可懸浮於紅外光反射層之上方。該些阻擋元件可設置於基板及感應板之間。當感應板朝向紅外光反射層移動而使該些阻擋元件牴觸基板或感應板時，感應板與紅外光反射層之間的間距可實質上等於至少一個阻擋元件的高度。
Description
本揭露係有關於一種可調整溫度感測範圍的微機電紅外光感測裝置。
近年來，微機電紅外光感測裝置已被應用於各種不同的領域。而在未來，微機電紅外光感測裝置在工業生產、環境監控、居家照護及溫度量測等領域的需求將大幅增加。而為了要能夠符合未來的需求，微機電紅外光感測裝置不但需要適用於不同的溫度，且需要能夠根據不同的環境溫度自動調整。
然而，在微機電紅外光感測裝置的紅外光吸收層及紅外光反射層之間的間距為固定的情況下，利用高解析度的讀取電路讀取微機電紅外光感測裝置的訊號時，讀取電路容易產生飽和的情形，使微機電紅外光感測裝置的感測範圍受到限制。
另外，現有的微機電紅外光感測裝置的紅外光吸收層容易因外在溫度變化使感應板產生較大的應力及較大的翹曲量，造成紅外光吸收層及紅外光反射層之間產生不一致的間距，進而影響了微機電紅外光感測裝置的感測效能。
根據本揭露之一種微機電紅外光感測裝置，其包含基板、感應板、複數個支撐元件及複數個阻擋元件。基板包含紅外光反射層。感應板包含紅外光吸收層。該些支撐元件設置於基板上，每一支撐元件連接感應板，使感應板懸浮於紅外光反射層之上方。該些阻擋元件設置於基板及感應板之間。當感應板朝向紅外光反射層移動而使該些阻擋元件牴觸基板或感應板時，感應板與紅外光反射層之間的間距實質上等於至少一個阻擋元件的高度。
根據本揭露之一種微機電紅外光感測裝置，其包含基板、感應板、複數個支撐元件及複數個阻擋元件。基板包含紅外光反射層。感應板包含紅外光感應層、導電層及紅外光吸收層；紅外光吸收層設置於紅外光感應層及導電層之間。該些支撐元件設置於基板上，每一支撐元件連接感應板，使感應板懸浮於紅外光反射層之上方。該些阻擋元件設置於基板及感應板之間。當感應板朝向紅外光反射層移動而使該些阻擋元件牴觸基板或感應板時，感應板與紅外光反射層之間的間距實質上等於至少一個阻擋元件的高度。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
以下將參照相關圖式，說明依本揭露之微機電紅外光感測裝置之實施例，為了清楚與方便圖式說明之故，圖式中的各部件在尺寸與比例上可能會被誇大或縮小地呈現。在以下描述及/或申請專利範圍中，當提及元件「連接」或「耦合」至另一元件時，其可直接連接或耦合至該另一元件或可存在介入元件；而當提及元件「直接連接」或「直接耦合」至另一元件時，不存在介入元件，用於描述元件或層之間之關係之其他字詞應以相同方式解釋。為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。
請參閱第1圖、第2圖及第3圖，其係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置1之立體圖及剖面圖。如第1圖及第2圖所示，微機電紅外光感測裝置1包含基板11、感應板12、複數個支撐元件13、複數個固定錨14、複數個阻擋元件15、電壓源16及控制器17。
基板11包含紅外光反射層111。紅外光反射層111設置於基板11上。
該些固定錨14設置於基板11上。各個支撐元件13之一端連接感應板12且各個支撐元件13之另一端則與對應的固定錨14連接以支撐感應板12，使感應板12懸浮於紅外光反射層111之上方。感應板12能吸收入射的紅外光的輻射能量，而紅外光反射層111則能將感應板12未吸收的紅外光反射至感應板12，以供感應板12再次吸收。其中，各個支撐元件13包含連接部131、彎折部132及支撐部133。連接部131連接感應板12與彎折部132，而支撐部133則連接彎折部132與固定錨14。
該些阻擋元件15設置於感應板12上，且位於紅外光反射層111及感應板12之間。在本實施例中，該些阻擋元件15的連線可形成矩形，其為中心對稱多邊形。在另一實施例中，該些阻擋元件15的連線可排列形成菱形、圓形及其它各種中心對稱多邊形。在又一實施例中，該些阻擋元件15的連線也可排列形成三角形、五角形、六角形及其它各種軸對稱多邊形或不規則形。在本實施例中，該些阻擋元件15可具有相同的高度。在另一實施例中，該些阻擋元件15也可具有不同的高度。
電壓源16與紅外光反射層111與感應板12電性連接。其中，紅外光反射層111可為金屬層，如鋁(Al)、金(Au)、銀(Ag)、鎢(W) 、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉬(Mo)等。控制器17與電壓源16電性連接，並控制電壓源16施加於紅外光反射層111與感應板12之間的電壓差。在一實施例中，控制器17可為微控制器(MCU)、中央處理器(CPU)、特殊應用積體電路(Application-Specific Integrated Circuit；ASIC)或其它類似的元件。
第2圖為第1圖之微機電紅外光感測裝置1沿I-I剖面線之剖視圖。如第2圖所示，感應板12包含紅外光感應層121、導電層123及紅外光吸收層122。紅外光吸收層122設置於紅外光感應層121與導電層123之間。在本實施例中，感應板12可具有對稱式的結構。換句話說，導電層123及紅外光感應層121可以是以相同的材料製成，且導電層123之厚度實質上可等於紅外光感應層121之厚度。其中，導電層123及紅外光感應層121可為合金層、金屬化合物層、金屬氧化物層、矽化合物層或矽層等；例如，矽鍺合金(SiGe)、氧化釩(VO
x)、多晶矽(p-Si、a-Si)或鈦矽化物(Ti-silicide)等。另外，紅外光吸收層122可為介電材料層，如氮化矽(SiN
x)、氧化矽(SiO
x)或氮氧化矽(SiO
xN
y)等。由於導電層123及紅外光感應層121可以是相同的材料製成，且導電層123之厚度實質上可等於紅外光感應層121之厚度，故其具有相同的材料性質、結構及尺寸。上述材料性質可以是熱膨脹係數或楊氏係數(Young’s Modulus)等。在製造上述具有對稱式的結構的感應板12 時，感應板12會產生較低的翹曲量(warpage)及較低的熱應力。因此，在製造上述感應板12(導電層123之材料及厚度與紅外光感應層121之材料及厚度相同的感應板12) 時，並不需要進行大量的試驗來確認導電層123之最佳厚度及紅外光感應層121之最佳厚度即能大幅地降低感應板12的翹曲量(warpage)及熱應力。因此，當導電層123之材料及厚度與紅外光感應層121之材料及厚度相同時，感應板12的製造成本能夠大幅地降低。在另一實施例中，感應板12也可以具有不對稱的結構。
同樣的，每一個支撐元件13也可包含紅外光感應層131、導電層133及紅外光吸收層132且紅外光吸收層132設置於紅外光感應層131與導電層133之間。每一個支撐元件13的紅外光吸收層132連接感應板12的紅外光吸收層122，每一個支撐元件13的紅外光感應層131連接感應板12的紅外光感應層121，而每一個支撐元件13的導電層133連接感應板12的導電層123。每一個支撐元件13也可具有對稱式的結構。換句話說，每一個支撐元件13的導電層133及紅外光感應層131可以是以相同的材料製成，且每一個支撐元件13的導電層133之厚度實質上可等於其紅外光感應層131之厚度。因此，該些支撐元件13在製造完成後，會有較低的翹曲量(warpage)及較低的熱應力。當每一個支撐元件13的導電層133及紅外光感應層131是以相同的材料製成，且每一個支撐元件13的導電層133之厚度實質上等於其紅外光感應層131之厚度時，支撐元件13及感應板12可採用相同的製程製作。因此，微機電紅外光感測裝置1的製程複雜度及製作成本能大幅降低。
紅外光感應層121能夠吸收入射的紅外光的輻射能量，使其電阻值改變。紅外光反射層111與感應板12之間的電壓差會使導電層123與紅外光反射層111之間的靜電力改變，導致感應板12朝接近或遠離紅外光反射層111的方向移動，藉此改變紅外光反射層111與感應板12之間的間距。上述的機制能改變紅外光感應層121的吸收率，以避免讀取電路飽和，因此能夠有效地增加微機電紅外光感測裝置1的感測範圍。
如第2圖所示，當微機電紅外光感測裝置1的感測標的之溫度(以下稱為目標溫度)為T1時，控制器17可不啟動電壓源16。此時，感應板12與紅外光反射層111之間的間距為D1，並且微機電紅外光感測裝置1以第一吸收率模式(即高吸收率模式)操作。
如第3圖所示，當目標溫度為T2(T2大於T1)時，控制器17執行控制以開啟電壓源16至第一控制電壓V1，使感應板12朝接近紅外光反射層111的方向移動。當該些阻擋元件15牴觸基板11時，該感應板12停止移動。此時，該感應板12與紅外光反射層111之間的間距D2實質上等於該些阻擋元件15的高度。在該些阻擋元件15牴觸基板11且間距為D2的情況下，微機電紅外光感測裝置1是以第二吸收率模式(即低吸收率模式)運作。上述的機制可以避免讀取電路飽和，使微機電紅外光感測裝置1可正確地感測，並且提升的感測範圍。
此外，該些支撐元件13朝向基板11的剛性小於感應板12朝向基板11的剛性。因此，當控制器17執行控制以開啟電壓源16時，感應板12能夠更容易向基板11移動，故電壓源16施加於紅外光反射層111與感應板12之間的電壓差可以較低。另一方面，由於該些支撐元件13朝向基板11的剛性小於感應板12朝向基板11的剛性，因此感應板12向基板11移動時也不容易彎曲。如此，可避免因感應板12的彎曲而造成紅外光感應層121的電阻值產生變異。
當目標溫度為T1時，控制器17可以執行控制以關閉電壓源16，使感應板12朝遠離紅外光反射層111的方向移動以回到初始位置，如第2圖所示。此時感應板12與紅外光反射層111之間的間距再次回到D1，並且微機電紅外光感測裝置1以第一吸收率模式(即高吸收率模式)操作。
請參閱第4圖及第5圖，其係為本揭露之微機電紅外光感測裝置1之模擬結果圖。如第4圖所示，曲線C1表示當目標溫度為600 °C時，微機電紅外光感測裝置1吸收的總熱功率與間距的關係。曲線C2表示當目標溫度為300 °C時，微機電紅外光感測裝置1吸收的總熱功率與間距的關係。因此，微機電紅外光感測裝置1能夠具有多個操作點P1及P2。更仔細地說，當微機電紅外光感測裝置1要感測標的之溫度為600 °C之待測物時，可在操作點P1進行操作。此時，微機電紅外光感測裝置1可將感應板12與紅外光反射層111之間的間距調整到約250 nm，使吸收的總熱功率小於一特定值，例如是600 W/m
2，以防止高解析度的讀取電路達到飽和。當微機電紅外光感測裝置1要感測溫度為300 °C之待測物時，可在操作點P2進行操作。此時，微機電紅外光感測裝置1可將感應板12與紅外光反射層111之間的間距調整到約1000 nm，使吸收的總熱功率小於上述的特定值(600 W/m
2)，以防止高解析度的讀取電路達到飽和。
如第5圖所示，曲線C3表示當該感應板12與紅外光反射層111間之間距為1000 nm時，微機電紅外光感測裝置1吸收的總熱功率與目標溫度的關係。曲線C4表示當該感應板12與紅外光反射層111間之間距為250 nm時，微機電紅外光感測裝置1吸收的總熱功率與目標溫度的關係。根據第5圖，微機電紅外光感測裝置1 在感測不同溫度範圍(例如0 °C ~400 °C)的待測物時， 可調整該感應板12與紅外光反射層111間之間距，例如250 nm~1000 nm。如此，微機電紅外光感測裝置1所吸收的總熱功率則能夠小於一特定值，例如是600 W/m
2。如此，微機電紅外光感測裝置1不僅可擴大目標溫度的感測範圍，更可有效地避免讀取電路達到飽和的狀態。
由上述可知，本實施例之微機電紅外光感測裝置1具有阻擋元件15，且微機電紅外光感測裝置1的感應板12及紅外光反射層111之間的間距可透過電壓源16及阻擋元件15進行調控，故能配合不同溫度的環境調整以有效地避免讀取電路飽和。因此，微機電紅外光感測裝置1能夠具有多個操作點，且能有效地提升微機電紅外光感測裝置1的感測範圍。
此外，微機電紅外光感測裝置1之感應板12的對稱性結構可降低感應板12整體的熱應力及翹曲量，進而避免感應板12因為製程的溫度變化或使用環境的溫度變化而變形。若感應板12的翹曲量過大，感應板12與紅外光反射層111之間的間距則無法視為一個固定值。換言之，當微機電紅外光感測裝置1之感應板12是非對稱性結構時，感應板12的一部份與紅外光反射層111之間的間距可能會與感應板12的另一部份與紅外光反射層111之間的間距不一致。因此，感應板12的對稱性結構可協助控制器17能夠精確地且一致性地調整感應板12與紅外光反射層111之間的間距，使微機電紅外光感測裝置1能達到最佳的感測效能。
請參閱第6圖，其係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置1之立體圖。如第6圖所示，本實施例之阻擋元件15設置於感應板12上，且這些阻擋元件15的連線為一三角形。
請參閱第7圖，其係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置1之立體圖。如第7圖所示，本實施例的阻擋元件15設置於感應板12上，且這些阻擋元件15的連線為一五邊形。
請參閱第8圖，其係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置1之立體圖。如圖8所示，本實施例的阻擋元件15設置於感應板12上，且這些阻擋元件15的連線為一六邊形。
請參閱第9圖，其係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置1之體圖。如第9圖所示，本實施例的微機電紅外光感測裝置1具有一個阻擋元件15，而此阻擋元件15可以是圓環形。本實施例是以圓環形為例，然而不限於此。在其他實施例中，阻擋元件15也可以是矩形環形或其它不同形狀的環形。
請參閱第10圖，其係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置1之立體圖。如第10圖所示，本實施例的阻擋元件15分別設置於該些支撐元件13之連接部131接近感應板12一端。當控制器17未開啟電壓源16時，微機電紅外光感測裝置1是以第一吸收率模式運作。本實施例的控制器17執行控制以開啟電壓源16至第一控制電壓V1，使感應板12朝接近紅外光反射層111的方向移動，並使設置於該些支撐元件13之連接部131上的該些阻擋元件15能夠牴靠基板11，而使感應板12停止移動。此時，微機電紅外光感測裝置1是以第二吸收率模式運作。
請參閱第11圖，其係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置1之立體圖。如第11圖所示，本實施例的阻擋元件15分別設置於該些支撐元件13之連接部131之中央。當控制器17未開啟電壓源16時，微機電紅外光感測裝置1是以第一吸收率模式運作。控制器17可執行控制以開啟電壓源16至第一控制電壓V1，使感應板12朝接近紅外光反射層111的方向移動，並使設置於該些支撐元件13之連接部131之中央的該些阻擋元件15能夠抵靠基板11，而使感應板12停止移動。此時，微機電紅外光感測裝置1是以第二吸收率模式運作。
請參閱第12圖，其係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置1之立體圖。如第12圖所示，本實施例的阻擋元件15分別設置於該些支撐元件13之彎折部132。當控制器17未開啟電壓源16時，微機電紅外光感測裝置1是以第一吸收率模式運作。當控制器17可執行控制以開啟電壓源16至第一控制電壓V1時，可使感應板12朝接近紅外光反射層111的方向移動，並使設置於該些支撐元件13之彎折部132的該些阻擋元件15能夠抵靠基板11，而使感應板12停止移動。此時，微機電紅外光感測裝置1是以第二吸收率模式運作。
請參閱第13圖，其係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置1之立體圖。如第13圖所示，本實施例的阻擋元件15分別設置於該些支撐元件13之支撐部133之中央。當控制器17未開啟電壓源16時，微機電紅外光感測裝置1是以第一吸收率模式運作。當控制器17可執行控制以開啟電壓源16至第一控制電壓V1，使感應板12朝接近紅外光反射層111的方向移動，並使設置於該些支撐元件13之支撐部133之中央的該些阻擋元件15能夠抵靠基板11，而使感應板12停止移動。此時，微機電紅外光感測裝置1是以第二吸收率模式運作。
當然，上述實施例僅為舉例，本揭露之微機電紅外光感測裝置1之阻擋元件15的數量，各元件之結構及其協同關係均可依實際需求變化，並不以實施例為限。
值得一提的是，若感測標的之溫度較高(所輻射之紅外線光能量較高)，高解析度讀取電路在讀取微機電紅外光感測裝置的感測訊號時，容易產生飽和現象。上述的情況會造成微機電紅外光感測裝置無法感測溫度較高的感測標的，進而使得微機電紅外光感測裝置的感測範圍受到限制。然而 ，根據本揭露之實施例，微機電紅外光感測裝置1具有阻擋元件15，且微機電紅外光感測裝置1的感應板12及紅外光反射層111之間的間距可以透過電壓源16及阻擋元件15進行調控。因此，微機電紅外光感測裝置1能應用於不同溫度的環境且能夠有效地避免讀取電路飽和，大幅地增加了感測範圍。
此外，現有的微機電紅外光感測裝置中的紅外光吸收層容易因外在製造過程中，出現較高的應力並產生較大的翹曲量。上述的情況會造成紅外光吸收層及紅外光反射層之間產生不一致的間距，進而影響了微機電紅外光感測裝置的感測效能。因此，現有的微機電紅外光感測裝置需要較為複雜的製程來調整紅外光吸收層的最佳厚度，以減緩上述的變形狀況。相對地，根據本揭露之實施例，微機電紅外光感測裝置1之感應板12具有對稱式結構，可使感應板12不容易因為製程溫度的改變或外在環境溫度的改變而產生變形。更仔細地說，由於感應板12中紅外光感應層131與導電層133具有相同的材料及相同的厚度且對稱地配置於紅外光吸收層132的二側，故無需大量的製程試驗來調整紅外光吸收層132的最佳厚度。因此，微機電紅外光感測裝置1的製程複雜度及製造成本能大幅降低。
另外，根據本揭露之一實施例，微機電紅外光感測裝置1之感應板12具有對稱式結構(即感應板12中紅外光感應層131與導電層133具有相同的材料及相同的厚度且對稱地配至於紅外光吸收層132的二側)，使感應板12不容易因為溫度變化導致較高的應力及較大的翹曲量。因此，微機電紅外光感測裝置1能精確地調整感應板12及紅外光反射層111之間的間距，故能更正確且有效地運作。
請參閱第14圖、第15圖、第16圖及第17圖，其係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置2之立體圖及剖面圖。第15圖為第14圖之微機電紅外光感測裝置2沿II-II剖面線之剖視圖。如第14圖及第15圖所示，微機電紅外光感測裝置2包含基板21、感應板22、複數個支撐元件23、複數個固定錨24、複數個阻擋元件、電壓源26及控制器27。基板21包含紅外光反射層211。感應板22包含紅外光感應層221、導電層223及紅外光吸收層222。各個支撐元件23包含連接部231、彎折部232及支撐部233。
上述各元件與第1至13圖所示之實施例相似，故不在此多加贅述。與第1至13圖所示之實施例不同之處是，在本實施例中，該些阻擋元件包含複數個第一阻擋元件25a及複數個第二阻擋元件25b。該些第一阻擋元件25a具有相同的高度，而該些第二阻擋元件25b具有相同的高度。該些第一阻擋元件25a與感應板22之中心之間的距離大於該些第二阻擋元件25b與感應板22之中心之間的距離。換言之，該些第一阻擋元件25a較接近感應板22的邊緣。此外，在本實施例中，該些第一阻擋元件25a的高度大於該些第二阻擋元件25b的高度。在另一實施例中，該些第一阻擋元件25a也可具有不同的高度。同樣地，該些第二阻擋元件25b也可具有不同的高度。
上述的結構能使微機電紅外光感測裝置2具有更多的操作點。如第15圖所示，當目標溫度為T1時，控制器27可以不啟動電壓源26，而感應板22與紅外光反射層211之間的間距為D1。此時，微機電紅外光感測裝置2以第一吸收率模式(高吸收率模式)運作。
如第16圖所示，當目標溫度為T2且 T2大於T1時，控制器27可執行控制以開啟電壓源26至第一控制電壓V1，使感應板22朝接近紅外光反射層211的方向移動。當該些第一阻擋元件25a牴觸基板21，而使該感應板22停止移動時。此時，感應板22與紅外光反射層211之間的間距為D2且實質上等於該些該些第一阻擋元件25a的高度。因此，該些第二阻擋元件25b並不接觸基板21而使微機電紅外光感測裝置2以第二吸收率模式(中吸收率模式)運作。
如第17圖所示，當目標溫度為T3且T3大於T2時，控制器27可控制電壓源26，使電壓源26輸出的電壓至由第一控制電壓V1上升至第二控制電壓V2(V2大於V1)，使感應板22進一步地朝接近紅外光反射層211的方向移動。當該些第二阻擋元件25b也牴觸基板21，該感應板22停止移動。此時，感應板22與紅外光反射層211之間的間距為D3且實質上等於該些第二阻擋元件25b的高度。因此，微機電紅外光感測裝置2可使用第三吸收率模式(低吸收率模式)進行運作。由第15至17圖所示之運作可知，本實例的紅外光感應層221的吸收率(即紅外光感應層221吸收來自目標物輻射之紅外線光之比例)可分為三種模式，其由高至低依序為第一吸收率模式(高吸收率模式)、第二吸收率模式(中吸收率模式)及第三吸收率模式(低吸收率模式)。因此，本實施例的微機電紅外光感測裝置2能以步進式(Step)的模式運作，提供更多不同吸收率選擇，以配合感測不同溫度/紅外線輻射量之目標物。
同樣的，當目標溫度為T1時，控制器27可以執行控制以關閉電壓源26，使感應板22朝遠離紅外光反射層211的方向移動以回到初始位置，如第15圖所示。此時感應板22與紅外光反射層211之間的間距再次回到D1，並且微機電紅外光感測裝置2以第一吸收率模式操作。
上述機制能改變紅外光感應層221的吸收率，以避免讀取電路飽和，使微機電紅外光感測裝置2具有三個操作點，因此能夠有效地增加微機電紅外光感測裝置2的感測範圍。微機電紅外光感測裝置2也可以具有更多不同高度的阻擋元件25，使微機電紅外光感測裝置2能夠具有更多的操作點，以滿足不同的量測需求。此外，上述微機電紅外光感測裝置2更可以搭配演算法，依據感測標的之溫度，自動地從多個操作點中，選擇出感應板22與紅外光反射層211之間的最佳間距。如此，紅外光吸收層132能吸收到最多的熱能且不會使讀取電路產生飽和的現象。
當然，上述僅為舉例，本實施例之微機電紅外光感測裝置2之第一阻擋元件25a及第二阻擋元件25b的數量，各元件之結構及其協同關係均可依實際需求變化，本揭露並不以此為限。
請參閱第18圖、第19圖、第20圖，其係為本揭露之一實施例之紅外光感測裝置3之立體圖及剖面圖。如第18圖及第19圖所示，微機電紅外光感測裝置3包含基板31、感應板32、複數個支撐元件33、複數個固定錨34、複數個阻擋元件35、電壓源36及控制器37。基板31包含紅外光反射層311。感應板32包含紅外光感應層321、導電層323及紅外光吸收層322。各個支撐元件33包含連接部331、彎折部332及支撐部333。
上述各元件與第1至13圖所示之實施例相似，故不在此多加贅述。如第18圖所示，本實施例與第1至13圖所示之實施例之不同是，本實施例的該些阻擋元件35是設置於基板31上。上述的結構能使微機電紅外光感測裝置3也能達到與第1至13圖所示之實施例相似的功效。如第19圖所示，當目標溫度為T1時，控制器37可以不啟動電壓源36。此時，感應板32與紅外光反射層311之間的間距為D1，且微機電紅外光感測裝置3以第一吸收率模式運作。
如第20圖所示，當目標溫度為T2且T2大於T1時，控制器37可執行控制以開啟電壓源36至第一控制電壓V1，使感應板32朝接近紅外光反射層311的方向移動。當該些阻擋元件35牴觸感應板32，該感應板32停止移動。此時，感應板32與紅外光反射層311間的間距為D2且此間距D2實質上等於該些阻擋元件35的高度。此時，微機電紅外光感測裝置3可使用第二吸收率模式運作，可避免讀取電路飽和，使微機電紅外光感測裝置3的感測範圍有效地提升。
當目標溫度為T1時，控制器37可以執行控制以關閉電壓源36，使感應板32朝遠離紅外光反射層311的方向移動以回到初始位置，如第19圖所示。此時，感應板32與紅外光反射層311之間的間距再次回到D1，並且微機電紅外光感測裝置3以第一吸收率模式操作。
上述僅為舉例，本實施例之微機電紅外光感測裝置3之阻擋元件35的數量、形狀與排列方式、各元件之結構及其協同關係均可依實際需求變化，本揭露並不以此為限。
綜上所述，根據本揭露之實施例，微機電紅外光感測裝置1具有一個或多個阻擋元件15，且微機電紅外光感測裝置1的感應板12及紅外光反射層 111之間的間距可透過電壓源36與阻擋元件15進行調整。因此，微機電紅外光感測裝置1能應用於不同溫度的環境且能有效地避免飽和讀取電路飽和，大幅地增加了感測範圍。
又，根據本揭露之實施例，微機電紅外光感測裝置2具有多個不同高度的阻擋元件(第一阻擋元件25a及第二阻擋元件25b)。因此，微機電紅外光感測裝置2可調整且具有多個操作點，進一步增加了微機電紅外光感測裝置2的感測範圍。
此外，根據本揭露之實施例，微機電紅外光感測裝置1之感應板12具有對稱式結構，使感應板12承受溫度變化的影響時，能有較低的應力及較低的翹曲量。故感應板12及紅外光反射層111之間的間距能夠被精確地控制，使微機電紅外光感測裝置1能達到最佳的感測效能。
另外，根據本揭露之實施例，微機電紅外光感測裝置1之感應板12的對稱式結構，不僅可避免感應板12產生較高的應力及較大的翹曲量，更可降低其製程上的複雜度。因此，微機電紅外光感測裝置1的製造成本可以明顯降低。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。其它任何未脫離本揭露之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應該包含於後附之申請專利範圍中。
1、2、3:微機電紅外光感測裝置
11、21、31:基板
111、211、311:紅外光反射層
12、22、32:感應板
121、221、321:紅外光感應層
122、222、322:紅外光吸收層
123、223、323:導電層
13、23、33:支撐元件
131、231、331:連接部
132、232、332:彎折部
133、233、333:支撐部
14、24、34:固定錨
15、35:阻擋元件
25a:第一阻擋元件
25b:第二阻擋元件
16、26、36:電壓源
17、27、37:控制器
D1~D3:間距
C1~C4:曲線
P1~P2:操作點
第1圖 係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置之立體圖。
第2圖~第3圖，其係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置之剖面圖。
第4圖~第5圖 係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置之模擬結果圖。
第6圖 係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置之立體圖。
第7圖 係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置之立體圖。
第8圖 係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置之立體圖。
第9圖 係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置之立體圖。
第10圖 係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置之立體圖。
第11圖 係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置之立體圖。
第12圖 係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置之立體圖。
第13圖 係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置之立體圖。
第14圖 係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置之立體圖。
第15圖~第17圖，其係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置之剖面圖。
第18圖 係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置之立體圖。
第19圖~第20圖，其係為本揭露之一實施例之微機電紅外光感測裝置之剖面圖。
1:紅外光感測裝置
11:基板
111:紅外光反射層
12:感應板
13:支撐元件
131:連接部
132:彎折部
133:支撐部
14:固定錨
15:阻擋元件
Claims (32)
- 一種微機電紅外光感測裝置，係包含：一基板，包含一紅外光反射層；一感應板，包含：一紅外光吸收層；複數個支撐元件，設置於該基板上，其中每一該支撐元件連接該感應板，使該感應板懸浮於該紅外光反射層之上方；以及複數個阻擋元件，設置於該基板及該感應板之間；其中，當該感應板朝向該紅外光反射層移動而使該些阻擋元件牴觸該基板或該感應板時，該感應板與該紅外光反射層之間的間距實質上等於至少一該阻擋元件的高度，使該感應板與該紅外光反射層之間形成一空間。
- 如申請專利範圍第1項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該些支撐元件朝向該基板的剛性小於該感應板朝向該基板的剛性。
- 如申請專利範圍第1項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該些阻擋元件設置於該感應板上。
- 如申請專利範圍第3項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該些阻擋元件的一連線可形成一多邊形，該多邊形為一軸對稱多邊形或一中心對稱多邊形。
- 如申請專利範圍第1項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該些阻擋元件設置於該支撐元件上。
- 如申請專利範圍第1項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該些阻擋元件設置於該基板上。
- 如申請專利範圍第1項所述之微機電紅外光感測裝置，更包含一電壓源，其中該電壓源電性連接該紅外光反射層及該感應板，以使該紅外光反射層及該感應板之間產生一電壓差。
- 如申請專利範圍第1項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該些個阻擋元件具有不同的高度。
- 如申請專利範圍第8項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該些阻擋元件包含複數個第一阻擋元件及複數個第二阻擋元件，該些第一阻擋元件連接至少一個該支撐元件，該些第二阻擋元件連接該感應板。
- 如申請專利範圍第9項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該些第一阻擋元件具有不同的高度。
- 如申請專利範圍第9項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該些第二阻擋元件具有不同的高度。
- 如申請專利範圍第9項所述之微機電紅外光感測裝置，其中至少一個該第一阻擋元件的一高度大於至少一個該第二阻擋元件的一高度。
- 如申請專利範圍第12項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該些第一阻擋元件與該感應板之中心之間的距離大於該些第二阻擋元件與該感應板之中心之間的距離。
- 如申請專利範圍第8項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該感應板更包含一紅外光感應層及一導電層，該紅外光吸收層設置於該紅外光感應層與該導電層之間。
- 如申請專利範圍第14項所述之微機電紅外光感測裝置，更包含一電壓源，該電壓源電性連接該紅外光反射層及該導電層，以使該紅外光反射層及該導電層之間產生一電壓差。
- 如申請專利範圍第14項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該導電層之材質與該紅外光感應層之材質相同。
- 如申請專利範圍第16項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該導電層之材質及該紅外光感應層之材質為下列材料之一：合金層、金屬化合物層、金屬氧化物層、矽化合物層及矽層，該紅外光吸收層之材質為介電材料層。
- 如申請專利範圍第17項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該導電層之材質及該紅外光感應層之材質為下列材料之一：矽鍺合金(SiGe)、氧化釩(VOx)、多晶矽(p-Si、a-Si)及鈦矽化物(Ti-silicide)，而該紅外光吸收層之材質為下列材料之一：氮化矽(SiNx)、氧化矽(SiOx)及氮氧化矽(SiOxNy)。
- 如申請專利範圍第16項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該導電層之厚度實質上等於該紅外光感應層之厚度。
- 如申請專利範圍第14項所述之微機電紅外光感測裝置，其中每一該支撐元件更包含一紅外光吸收層、一紅外光感應層及一導電層，每一該支撐元件的該紅外光吸收層設置於每一該支撐元件的該紅外光感應層與每一該支撐元件的該導電層之間。
- 如申請專利範圍第20項所述之微機電紅外光感測裝置，其中每一該支撐元件的該紅外光吸收層連接該感應板的該紅外光吸收層，每一該支撐元 件的該紅外光感應層連接該感應板的該紅外光感應層，每一該支撐元件的該導電層連接該感應板的該導電層。
- 如申請專利範圍第21項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該支撐元件的導電層之材質與支撐元件的該紅外光感應層之材質相同。
- 如申請專利範圍第22項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該支撐元件的導電層之厚度與該支撐元件的該紅外光感應層之厚度相同。
- 一種微機電紅外光感測裝置，係包含：一基板，包含一紅外光反射層；一感應板，包含：一紅外光感應層；一導電層；以及一紅外光吸收層，設置於該紅外光感應層與該導電層之間；複數個支撐元件，設置於該基板上，其中每一該支撐元件連接該感應板，使該感應板懸浮於該紅外光反射層之上方；以及複數個阻擋元件，設置於該基板及該感應板之間；其中，當該感應板朝向該紅外光反射層移動而使該阻擋元件牴觸該基板或該感應板時，該感應板與該紅外光反射層之間的間距實質上等於至少一該些阻擋元件的高度。
- 如申請專利範圍第24項所述之微機電紅外光感測裝置，更包含一電壓源，該電壓源電性連接該紅外光反射層及該導電層，以使該紅外光反射層及該導電層之間產生一電壓差。
- 如申請專利範圍第24項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該導電層之材質與該紅外光感應層之材質相同。
- 如申請專利範圍第26項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該導電層之材質及該紅外光感應層之材質及該導電層之材質為下列材料之一：矽鍺合金(SiGe)、氧化釩(VOx)、多晶矽(p-Si、a-Si)及鈦矽化物(Ti-silicide)，該紅外光吸收層之材質為下列材料之一：氮化矽(SiNx)、氧化矽(SiOx)及氮氧化矽(SiOxNy)。
- 如申請專利範圍第26項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該導電層之厚度實質上等於該紅外光感應層之厚度。
- 如申請專利範圍第24項所述之微機電紅外光感測裝置，其中每一該支撐元件更包含一紅外光吸收層、一紅外光感應層及一導電層，每一該支撐元件的該紅外光吸收層設置於每一該支撐元件的該紅外光感應層與每一該支撐元件的該導電層之間。
- 如申請專利範圍第29項所述之微機電紅外光感測裝置，其中每一該支撐元件的該紅外光吸收層連接該感應板的該紅外光吸收層，每一該支撐元件的該紅外光感應層連接該感應板的該紅外光感應層，每一該支撐元件的該導電層連接該感應板的該導電層。
- 如申請專利範圍第30項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該支撐元件的導電層之材質與支撐元件的該紅外光感應層之材質相同。
- 如申請專利範圍第31項所述之微機電紅外光感測裝置，其中該支撐元件的導電層之厚度與支撐元件的該紅外光感應層之厚度相同。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW108147466A TWI724708B (zh) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | 具有阻擋元件的微機電紅外光感測裝置 |
| CN202010190242.7A CN113029343B (zh) | 2019-12-24 | 2020-03-18 | 具有阻挡组件的微机电红外光感测装置 |
| US16/904,820 US11359970B2 (en) | 2019-12-24 | 2020-06-18 | Microelectromechanical infrared sensing apparatus having stoppers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW108147466A TWI724708B (zh) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | 具有阻擋元件的微機電紅外光感測裝置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI724708B true TWI724708B (zh) | 2021-04-11 |
| TW202125788A TW202125788A (zh) | 2021-07-01 |
Family
ID=76438150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW108147466A TWI724708B (zh) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | 具有阻擋元件的微機電紅外光感測裝置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11359970B2 (zh) |
| CN (1) | CN113029343B (zh) |
| TW (1) | TWI724708B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI753712B (zh) | 2020-12-21 | 2022-01-21 | 財團法人工業技術研究院 | 微機電紅外光感測裝置 |
| TWI846249B (zh) * | 2022-12-29 | 2024-06-21 | 財團法人工業技術研究院 | 垂直整合式紅外線感測裝置及其製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030102432A1 (en) * | 2001-04-12 | 2003-06-05 | Epir Ltd. | Monolithic infrared focal plane array detectors |
| US8373123B2 (en) * | 2009-04-30 | 2013-02-12 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Bolometric detector for detecting electromagnetic radiation in the region extending from infrared to terahertz frequencies and an array detection device comprising such detectors |
| US20130161515A1 (en) * | 2011-12-22 | 2013-06-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Infrared ray detector and method of detecting infrared rays by using the same |
| US20140246749A1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-09-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Infrared detector and infrared image sensor including the same |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2674545B2 (ja) * | 1995-01-20 | 1997-11-12 | 日本電気株式会社 | 赤外線検出器及びその駆動方法 |
| FR2780784B1 (fr) | 1998-07-06 | 2000-08-11 | Commissariat Energie Atomique | Detecteur thermique a amplification par effet bolometrique |
| WO2000034751A1 (en) | 1998-12-04 | 2000-06-15 | Daewoo Electronics Co., Ltd. | Infrared bolometer and method for manufacturing same |
| US6621083B2 (en) | 2000-12-29 | 2003-09-16 | Honeywell International Inc. | High-absorption wide-band pixel for bolometer arrays |
| US7378655B2 (en) | 2003-04-11 | 2008-05-27 | California Institute Of Technology | Apparatus and method for sensing electromagnetic radiation using a tunable device |
| WO2008108784A2 (en) | 2006-05-23 | 2008-09-12 | Regents Of The Uninersity Of Minnesota | Tunable finesse infrared cavity thermal detectors |
| US7750301B1 (en) * | 2007-10-02 | 2010-07-06 | Flir Systems, Inc. | Microbolometer optical cavity tuning and calibration systems and methods |
| FR2977937B1 (fr) | 2011-07-15 | 2013-08-16 | Centre Nat Rech Scient | Detecteur bolometrique a performances ameliorees |
| US8809786B2 (en) * | 2012-10-01 | 2014-08-19 | Institut National D'optique | Microbolometer detector with centrally-located support structure |
| US20160097681A1 (en) | 2013-03-14 | 2016-04-07 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Microbolometer supported by glass substrate |
| US10179728B2 (en) | 2014-07-09 | 2019-01-15 | Emx Advanced Technologies, Llc | Micro-bolometer having an adjustable dynamic range |
| TWI532980B (zh) | 2014-10-20 | 2016-05-11 | Nat Applied Res Laboratories | Microbased thermal radiation sensor and its manufacturing method |
| KR101897068B1 (ko) * | 2016-09-23 | 2018-09-07 | 한국과학기술원 | 파장 선택형 적외선 센서 및 이의 제조 방법 |
| US10203252B2 (en) | 2016-12-29 | 2019-02-12 | Industrial Technology Research Institute | Microelectromechanical apparatus having a measuring range selector |
| TWI646672B (zh) | 2017-12-01 | 2019-01-01 | 財團法人工業技術研究院 | 紅外線感測元件及其製造方法 |
-
2019
- 2019-12-24 TW TW108147466A patent/TWI724708B/zh active
-
2020
- 2020-03-18 CN CN202010190242.7A patent/CN113029343B/zh active Active
- 2020-06-18 US US16/904,820 patent/US11359970B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030102432A1 (en) * | 2001-04-12 | 2003-06-05 | Epir Ltd. | Monolithic infrared focal plane array detectors |
| US8373123B2 (en) * | 2009-04-30 | 2013-02-12 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Bolometric detector for detecting electromagnetic radiation in the region extending from infrared to terahertz frequencies and an array detection device comprising such detectors |
| US20130161515A1 (en) * | 2011-12-22 | 2013-06-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Infrared ray detector and method of detecting infrared rays by using the same |
| US20140246749A1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-09-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Infrared detector and infrared image sensor including the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113029343A (zh) | 2021-06-25 |
| US11359970B2 (en) | 2022-06-14 |
| US20210190595A1 (en) | 2021-06-24 |
| TW202125788A (zh) | 2021-07-01 |
| CN113029343B (zh) | 2023-04-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI724708B (zh) | 具有阻擋元件的微機電紅外光感測裝置 | |
| US8176782B2 (en) | Capacitive sensor | |
| US10585002B2 (en) | Micromechanical device for electromagnetic radiation sensing | |
| US9140611B2 (en) | Infrared ray detector and method of detecting infrared rays by using the same | |
| JP5459508B2 (ja) | バンパへのセンサ固定用リテーナ | |
| JP2012198191A (ja) | 遠赤外線検出装置 | |
| WO2009096504A1 (ja) | マイクロ真空計 | |
| JP6235016B2 (ja) | Ｍｅｍｓボロメータにおける赤外線吸収を増大させるためのデバイスおよび方法 | |
| JP3887391B2 (ja) | 赤外線ボロメーター | |
| TWI824423B (zh) | 浮橋結構及紅外線感測裝置 | |
| TWI549897B (zh) | 微機電系統晶片 | |
| TWI753712B (zh) | 微機電紅外光感測裝置 | |
| KR102001385B1 (ko) | 광대역 흡수구조를 갖는 고성능 볼로미터 | |
| US9412692B2 (en) | Flexible microsystem structure | |
| CN116002606B (zh) | 一种红外热辐射探测器及制作方法 | |
| US11287643B2 (en) | Displacement enlarging mechanism and optical apparatus using the same | |
| CN215439669U (zh) | Mems热电堆红外传感器 | |
| CN114217089B (zh) | 一种mems全方位流体矢量流速传感器 | |
| TWM624413U (zh) | 浮橋結構及紅外線感測裝置 | |
| CN117705293A (zh) | 热辐射感测器和温度感测单元的制造方法 | |
| JP4285356B2 (ja) | 赤外線検知素子 | |
| TW202411621A (zh) | 熱輻射感測器和溫度感測單元的製造方法 | |
| TW202312465A (zh) | 遠紅外線感測元件以及包含其的感測器 | |
| JP2024039416A (ja) | Ｍｅｍｓデバイス | |
| CN114319071A (zh) | 浮桥结构及红外线感测装置 |