发明名称 碳化矽红外线辐射感测法
摘要 碳化矽(6),较佳为单晶形式,予用作具有高温度与功率能力之红外线辐射感测器。应用包括感测来自红外线辐射源(2)、另一由红外线辐射所加热本体(28)所用非接触式温度感测器、及一红外线控制式变阻器(66)之功率或能量。
申请公布号 TW496950 申请公布日期 2002.08.01
申请号 TW089109614 申请日期 2000.05.18
申请人 海创尼斯公司 发明人 詹姆派森
分类号 G01J5/00;H01L31/0312 主分类号 G01J5/00
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一红外线辐射控制电路,包含: 一碳化矽红外线吸收剂本体(6),暴露以接收红外线 辐射(4),及 一电路(8,12),连接以施加一电信号至所述碳化矽本 体, 所述碳化矽本体藉由对所述电信号回应之变化以 回应入射之红外线辐射。2.如申请专利范围第1项 之红外线辐射控制电路,所述碳化矽本体包含单晶 之碳化矽。3.如申请专利范围第1项之红外线辐射 控制电路,其中所述碳化矽本体包括第III类组或第 V类组之掺杂剂。4.如申请专利范围第1项之红外线 辐射控制电路,其中所述电路施加一固定电流(12) 或一固定电压(8)至所述碳化矽本体,并包括一输出 电路(14,10),其提供入射于所述碳化矽本体上之红 外线能量及/或功率之指示,其为碳化矽本体阻抗 之函数。5.如申请专利范围第1项之红外线辐射控 制电路,其中所述碳化矽本体放置为使其暴露于红 外线辐射相对于所要量测温度之试体(28)所接收红 外线辐射位准为已知,而所述电路施加一固定电流 或一固定电压至所述碳化矽本体,并包括一输出电 路(42),其产生该试体温度之指示,其为碳化矽本体 之阻抗之函数。6.如申请专利范围第1项之红外线 辐射控制电路,其进一步包含一雷射(72),具有一控 制之输出(74),并被导至所述碳化矽本体,以控制其 阻抗为雷射输出之函数,所述电路将所述碳化矽本 体与所述雷射纳在一起成为一变阻器。7.如申请 专利范围第1项之红外线辐射控制电路,其中所述 碳化矽本体固定于一包含有一AlN底质(46)之安装构 造,与一包括W、WC或W2C之导电性安装层(48a,48b),其 将所述碳化矽本体导电与机械式连接至所述底质 。8.如申请专利范围第7项之红外线辐射控制电路, 所述安装层包含一不连续层,具有多个相互分离之 安装元件(48a,48b),连接至所述碳化矽本体各自之相 互分离部份。9.如申请专利范围第7项之红外线辐 射控制电路,所述安装层包含W、WC或W2C之黏着层(54 a,54b),黏附至所述底质,与一金属化层(52a,52b),黏附 至所述黏着层,并接合至所述碳化矽本体之电极(20 a,20b),所述金属化层具有一热膨胀系数,于所注意 温度范围上,不大于所述底质者约3.5倍。10.如申请 专利范围第7项之红外线辐射控制电路,其进一步 包含多个电极垫(50a,50b),具有与所述安装层相同组 成,导电与机械式连接至所述底质,并导电连接至 所述安装层。11.如申请专利范围第10项之红外线 辐射控制电路,其中所述电极垫放置于所述碳化矽 本体之侧部。12.如申请专利范围第11项之红外线 辐射控制电路,所述电极垫包含所述安装层之侧向 延伸。13.如申请专利范围第12项之红外线辐射控 制电路,所述碳化矽本体包括间隔之电触点(20a,20b) ,而所述安装层包含W、WC或W2C之黏着层(54a,54b),黏 附至所述底质,与一金属化层(52a,52b),黏附至所述 黏着层,并接合至所述碳化矽本体之触点,所述金 属化层于所述电极垫具有较于所述安装元件更大 之厚度。14.如申请专利范围第10项之红外线辐射 控制电路,其进一步包含导电性引线(56a,56b,56c,56d), 导电与机械式连接至所述电极垫。15.如申请专利 范围第14项之红外线辐射控制电路,其进一步包含 一包封(58),由硼矽酸盐混合物在所述底质上形成, 但留有至少所述碳化矽本体之一部份露出(60),以 接收红外线辐射。16.如申请专利范围第15项之红 外线辐射控制电路,所述包封具有(a)一温度膨胀系 数,与所述碳化矽本体与底质者密切符合,或(b)一 粘滞性小于其李特顿软化点。17.如申请专利范围 第10项之红外线辐射控制电路,其进一步包含一与 所述底质相同材料之盖(62a,62b),延伸于所述碳化矽 本体上,并由硼矽酸盐混合物构成之包封(64)接合 至所述底质,所述包封连同所述盖将所述底质之上 方表面包封,而留有至少所述碳化矽本体之一部份 露出以接收红外线辐射。18.如申请专利范围第1项 之红外线辐射控制电路,所述电路包括引线(22a,22b) ,其连接以与所述碳化矽本体连通电信号,并机械 式悬吊之。19.一种红外线辐射功率或能量之感测 器,包含: 一碳化矽本体(6),露出以接收红外线辐射(4), 一激发电路(8,12),配置为施加或者一控制电压或者 一控制电流至所述碳化矽本体,及 一输出电路,于所述激发电路之控制电压之情况, 包括对所述碳化矽本体之电流感测器(10),或于所 述激发电路之控制电流之情况,包括对所述碳化矽 本体之电压感测器(14),所述输出电路提供入射于 所述碳化矽本体上于所注意波带内红外线辐射功 率或能量之指示。20.如申请专利范围第19项之感 测器,其进一步包含一红外线辐射源(2),放置为将 红外线辐射导至所述碳化矽本体上,其中所述输出 电路提供所述红外线源于所注意波带内发射之红 外线功率或能量之指示。21.如申请专利范围第20 项之感测器,所述红外线辐射源包含一中或高功率 雷射。22.如申请专利范围第21项之感测器,其中所 述雷射配置为将其大致整个输出导引至所述碳化 矽本体上。23.如申请专利范围第19项之感测器,其 中所述碳化矽本体为经掺杂,使其回应于所述所注 意波带内之红外线辐射为以搀杂位准所决定方式 改变其阻抗。24.一种暴露于红外线辐射下试体之 非接触式温度感测器,包含: 一碳化矽本体(32),放置为使其暴露于红外线辐射( 38)相对于所要量测温度之试体(28)所接收红外线辐 射位准为已知, 一激发电路(40),连接以施加或者一控制电压或者 一控制电流至所述碳化矽本体,及 一输出电路,包括电流之感测器(42)之为所述于从 所述之激发电路之受控制之电压或电压计测计之 情况碳化矽本体为所述碳化矽本体于从所述之激 发电路之受控制电流之情况,所述提供试体温度之 一指示之输出电路作为碳化矽本体之阻抗之一种 函数。于所述激发电路之控制电压之情况,包括对 所述碳化矽本体之电流感测器(42),或于所述激发 电路之控制电流之情况,包括对所述碳化矽本体之 电压感测器,所述输出电路提供该试体温度之指示 ,其为碳化矽本体阻抗之函数。25.如申请专利范围 第24项之温度感测器,其中所述试体包含一半导体, 且进一步包含一快速热退火(RTA)室(26),其罩覆所述 半导体与碳化矽本体,所述输出电路提供一信号以 控制(44)所述RTA室之操作。26.一种红外线辐射控制 变阻器电路,包含: 一操作电路(68,70), 一碳化矽本体(66),包含于所述操作电路中,及 一可控制之红外线来源(72),配置为将红外线辐射( 74)导至所述碳化矽本体上,并控制其阻抗,藉而所 述操作电路之操作,其为所述红外线辐射特性之函 数。27.如申请专利范围第26项之变阻器电路,其中 所述碳化矽本体为连接以作用为所述操作电路在 所述红外线来源控制下之一开关。28.如申请专利 范围第26项之变阻器电路,所述红外线来源包含发 射于一包括所述碳化矽本体内阻抗变化之波带内 红外线辐射之雷射。29.一种使用红外线辐射之方 法,包含: 施加一电信号至碳化矽本体(6),及 施加红外线辐射(4)至所述碳化矽本体以加热所述 本体,藉此引发所述本体之阻抗变化,其控制本体 对所述电信号之回应。30.如申请专利范围第29项 之方法,其中所述施加之电信号包含一电压(8)或电 流(12)信号,其于施加电压信号之情况,进一步包含 感测所形成经碳化矽本体电流(10)之步骤,或于施 加电流信号之情况,包含感测所形成跨经碳化矽本 体电压(14)之步骤,以获得所述红外线辐射之能量 或功率之指示。31.如申请专利范围第29项之方法, 其进一步包含步骤为暴露所述碳化矽本体与所要 量测温度试体(28)至直接相关之红外线辐射位准, 与感测碳化矽本体对所述电信号之回应,其为所述 试体温度之指示。32.如申请专利范围第29项之方 法,其中所述碳化矽本体被连接成一电路(68,70)之 变阻器(66),其施加所述电信号至该本体,与施加于 所述本体之红外线辐射之强度被控制(76),以控制 其阻抗,藉而所述电路之功能。33.如申请专利范围 第29项之方法,其中所述碳化矽本体为经掺杂,以调 整其对红外线辐射之频谱回应。图式简单说明: 图1为本发明用以感测红外线雷射射束能量之一简 化示意图; 图2为本发明被用以感测红外线雷射射束功率之一 简化示意图; 图3为依据本发明一悬吊式红外线感测器之一简化 透视图; 图4为本发明于RTA程序被用作温度感测器之一简化 示意图; 图5为新红外线感测器之支承构造之透视图; 图6为图5所示支承构造之透视图,具有一红外线感 测器及引线于定位上; 图7为图6所示构造之透视图,具有露出该红外线感 测器之包封; 图8为图6之红外线感测器之透视图,具有一替代性 之保护构造;而 图9为本发明之变阻器应用之方块图。
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