发明名称 红外线检测器及使用其之红外线画像检测器
摘要 [课题]本发明为提供一种即使提高图框率(frame rate)灵敏度也不会降低,且不会引起藉由本身加热现象所造成的热破坏的红外线检测器,及使用该检测器的红外线画像检测器。[解决手段]本发明乃将备有红外线吸收层42,及可将此红外线吸收层42产生的热量转换成电气信号的热电转换部41的检测部Xi,j,做为像素的主要部分,将复数个此检测部Xi,j加以热绝缘化,而排列在基体(1、2、4)的感热型红外线摄影装置。在支撑基板基体(1、2、4)与复数个检测部Xi,j之间分别配设可在读取检测部Xi,j的电气信号的时序以外的遮没(blanking)时,将检测部Xi,j与基体(1、2、4)间加以热短路,使储存在检测部Xi,j的热量散发到基体(1、2、4)的机械式开关元件Mi,j。
申请公布号 TWI239642 申请公布日期 2005.09.11
申请号 TW092123477 申请日期 2003.08.26
申请人 东芝股份有限公司 发明人 真盐尚哉;重中圭太郎;舟木英之;饭田义典;藤原郁夫
分类号 H01L27/14 主分类号 H01L27/14
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种红外线检测器,其特征为,具备有:基体;和配置在此基体上,可检测红外线的检测部;和设在此检测部,以隔离热量的状态支撑上述检测部的支撑脚;以及可令储存在上述检测部的热能散发往上述基体方向的热传导性可动体部。2.如申请专利范围第1项所述之红外线检测器,其中基体的表面设有凹部,经由上述支撑脚在此凹部内配设上述检测器。3.如申请专利范围第1项所述之红外线检测器,其中热传导性可动体部是具有固定在基体的柱子,从此柱子往上述检测部的上方延伸,一端形成为自由端,热量可以在上述基体与上述检测部之间移动的一端支撑式的梁。4.如申请专利范围第3项所述之红外线检测器,其中热传导性可动体部是以电传导性的材料构成上述自由端与上述柱子之间。5.如申请专利范围第4项所述之红外线检测器,其中热传导性可动体部是在上述自由端与上述柱子之间,于上述基体上设控制电极,利用上述以电传导性的材料构成的部分与上述控制电极之间的静电吸引力,以热的方式连接上述检测部与上述基体,而将上述检测部的热量散热到上述基体。6.如申请专利范围第4项所述之红外线检测器,其中热传导性可动体部是将上述控制电极设在上述检测部端侧,利用上述以电传导性的材料构成的部分与上述控制电极之间的静电吸引力,以热的方式连接上述检测部与上述基体,将上述检测部的热量散热到上述基体。7.如申请专利范围第1项所述之红外线检测器,其中上述检测部进一步具备有可吸收红外线的红外线吸收层,及可以将此红外线吸收层产生的热量转换成电气信号的热电转换部。8.如申请专利范围第7项所述之红外线检测器,其中红外线吸收层是堆叠构成在上述热电转换部上。9.如申请专利范围第7项所述之红外线检测器,其中上述检测部更具备有,以热的方式连接上述红外线吸收层与上述热电转换部,且以机械性方式将上述红外线吸收层支撑在上述热电转换部的支撑部。10.一种红外线画像检测器,其特征为具备有:基体;和配置在此基体上的复数条信号线;和与此等各信号线交叉的复数条位址线;以及在上述各信号线与上述各位址线交叉的领域,连接上述各信号线与上述各位址线而成,用以检测红外线的复数个检测部;上述各个检测部分别配设有:以隔离热量的状态支撑上述检测部的支撑脚;以及使储存在上述各个检测部的热能散发到上述基体方向的热电导性可动体部。11.如申请专利范围第10项所述之红外线画像检测器,其中基体的表面设有凹部,经由上述支撑脚将上述检测部设在此凹部内。12.如申请专利范围第10项所述之红外线画像检测器,其中热传导性可动体部是具有固定在基体的柱子,从此柱子向上述检测部的上方延伸,一端形成为自由端,热量可以在上述基体与上述检测部之间移动的一端支撑式的梁。13.如申请专利范围第12项所述之红外线画像检测器,其中热传导性可动体部是以电传导性的材料构成上述自由端与上述柱子之间。14.如申请专利范围第13项所述之红外线画像检测器,其中热传导性可动体部是在上述自由端与上述柱子之间,于上述基体上设控制电极,利用上述以电传导性的材料构成的部分与上述控制电极之间的静电吸引力,以热的方式连接上述检测部与上述基体,而将上述检测部的热量散热到上述基体。15.如申请专利范围第13项所述之红外线画像检测器,其中热传导性可动体部是将上述控制电极设在上述检测部端侧,利用上述以电传导性的材料构成的部分与上述控制电极之间的静电吸引力,以热的方式连接上述检测部与上述基体,将上述检测部的热量散热到上述基体。16.如申请专利范围第10项所述之红外线画像检测器,其中上述检测部更具备有可吸收红外线的红外线吸收层,及可以将此红外线吸收层产生的热量转换成电气信号的热电转换部。17.如申请专利范围第16项所述之红外线画像检测器,其中红外线吸收层是堆叠构成在上述热电转换部上。18.如申请专利范围第16项所述之红外线画像检测器,其中上述检测部更具备有以热的方式连接上述红外线吸收层与上述热电转换部,且以机械性方式将上述红外线吸收层支撑在上述热电转换部的支撑部。19.一种红外线画像检测器,其特征为具备有:在表面配置复数个微小空洞领域的基体;和从上述基体以各热分离状态支撑在上述微小空洞领域,用以检测红外线的复数个检测部;分别设在上述基体与上述复数个检测部之间,将上述检测部检测的红外线作为电气信号读取的时序之中,维持上述热的分离状态,在上述时序以外的遮没之中,短路上述的分离状态,使储存在上述检测部的热量散发到上述基体的机械式开关元件。20.如申请专利范围第19项所述之红外线画像检测器,其中上述机械式开关元件备有:电气方式连接在配置于上述基体表面的可动部配线,且固定端固定在上述基体,自由端从该固定端侧延伸至上述检测部上部的一端支撑式的梁构造的导电性可动部;及电气方式连接在配置于上述基体表面的控制电极配线,且在上述基体表面,配置于上述固定端与自由端之间的控制电极;藉由调整,经由上述可动部配线供给上述可动部的电压,及经由上述控制电极配线供给上述控制电极的电压,利用静电引力,使上述自由端接触或接近上述检测部。21.如申请专利范围第19项所述之红外线画像检测器,其中上述机械式开关元件备有:电气方式连接在配置于上述基体表面的可动部配线,且固定端固定在上述基体,自由端从该固定端延伸至上述检测部上部的一端支撑式的梁构造的导电性可动部;及电气方式连接在配置于上述基体表面的控制电极配线,且配置在上述检测部表面的控制电极;藉由调整,经由上述可动部配线供给上述可动部的电压,及经由上述控制电极酊线供给上述控制电极的电压利用静电引力,使上述自由端接触或接近上述检测部。22.如申请专利范围第19~21项中任一项所述之红外线画像检测器,其中上述检测部具备有:可吸收上述红外线的红外线吸收层;和将在上述红外线吸收层产生的热量转换成上述电气信号的热电转换部;及以热的方式连接上述红外线吸收层与上述热电转换部,且以机械方式将上述红外线吸收层支撑在上述热电转换部的支撑部。23.如申请专利范围第19~21项中任一项所述之红外线画像检测器,其中上述检测部具备有:配置在上述导电性可动部上方,可吸收上述红外线的红外线吸收层;和配置在上述导电性可动部下方,将在上述红外线吸收层产生的热量转换成上述电气信号得热电转换部;及以热的方式连接上述红外线吸收层与上述热电转换部且以机械方式将上述红外线吸收层支撑在上述热电转换部的支撑部。图式简单说明:第1图是表示本发明第1实施形态的红外线画像检测器的像素排列的一部分(22部分)的平面图。第2图(a)是沿第1图的A-A方向的红外线检测器部分的截面图,第2图(b)是沿B-B方向的红外线检测器部分的截面图。第3图是包含本发明第1实施形态的红外线画像检测器(检测器阵列)的周边电路的简化的等效电路图。第4图是表示施加在本发明第1实施形态的红外线画像检测器的垂直信号线的读取电压,及施加在控制用电极配线的控制用电极电压之关系的时序图。第5图是表示本岭明第1实施形态的红外线画像检测器的检测部的温度随时间变化的图。第6图是为了检讨本发明第1实施形态的红外线画像检测器的一端支撑式梁构造的可动部的热量流动,而例示的一端支撑式梁构造的模式图。第7图(a)(b)(c)(d)是说明本发明第1实施形态的红外线画像检测器的制造方法的制程截面图(其1)。第8图(a)(b)是说明本发明第1实施形态的红外线画像检测器的制造方法的制程截面图(其2)。第9图(a)(b)是说明本发明第1实施形态的红外线画像检测器的制造方法的制程截面图(其3)。第10图(a)(b)是说明本发明第1实施形态的红外线画像检测器的制造方法的制程截面图(其4)。第11图(a)(b)是说明本发明第1实施形态的红外线画像检测器的制造方法的制程截面图(其5)。第12图(a)(b)是说明本发明第1实施形态的红外线画像检测器的制造方法的制程截面图(其6)。第13图(a)(b)是说明本发明第1实施形态的红外线画像检测器的制造方法的制程截面图(其7)。第14图(a)(b)是说明本发明第1实施形态的红外线画像检测器的制造方法的制程截面图(其8)。第15图(a)(b)(c)(d-1)(d-2)是说明本发明第1实施形态的变形例(第1变形例)的红外线画像检测器的制造方法的制程截面图(其1)。第16图(e-1)(e-2)(f-1)(f-2)是说明本发明第1实施形态的变形例(第1变形例)的红外线画像检测器的制造方法的制程截面图(其2)。第17图(a)(b)是说明本发明第1实施形态的另一变形例(第2变形例)的红外线画像检测器的像素的截面图。第18图是表示本发明第2实施形态的红外线画像检测器的像素排列的一部分(22部分)的平面图。第19图是治第18图的B-B方向的红外线检测器部分的截面图。第20图是表示本发明第3实施形态的红外线画像检测器的像素排列的一部分(22部分)的平面图。第21图是沿第20图的B-B方向的红外线检测器部分的截面图。第22图是表示本发明第4实施形态的红外线画像检测器的像素排列的一部分(22部分)的平面图。第23图是沿第22图的B-B方向的红外线检测器部分的截面图。第24图是表示本发明第5实施形态的红外线画像检测器的像素排列的一部分(22部分)的平面图。第25图(a)是沿第24图的A-A方向的红外线检测器部分的截面图,第25图(b)是沿B-B方向的红外线检测器部分的截面图。第26图是包含本发明第5实施形态的红外线画像检测器(检测器阵列)的周边电路的简化等效电路图。第27图是表示传统的红外线画像检测器的自己加热现象造成的检测部的温度随时间变化的图(图框更换率低时)。第28图是表示传统的红外线画像检测器的自己加热现象造成的检测部的温度随时间的变化的图(图框更换率高时)。
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