专利名称：具有氧化锌辐射热测量元件的辐射热测量器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种红外线辐射热测量器，特别是一种其中包含有氧化锌辐射热测量元件的红外线辐射热测量器。
背景技术：
辐射检测器是一种产生输出信号的装置，该输出信号随着入射在该检测器的作用区上的辐射量而变化。红外线检测器对电磁光谱中的红外线范围的辐射是敏感的。有两种红外线检测器，即热检测器(包括辐射热测量器)和光子检测器。
光子检测器是根据入射在该检测器的传感器区域中并与该区域中的电子相互作用的光子数量来进行检测的。由于光子检测器是根据电子与光子之间的直接相互作用进行检测，它与辐射热测量器相比，其灵敏度高，响应速度快。然而，其缺点是，光子检测器只在低温时运行良好，因而必须在其中设一个附加的冷却系统。
另一方面，辐射热测量器是根据其检测器的传感器区域因吸收辐射而发生之温度变化进行检测。辐射热测量器提供的输出信号，也就是材料(称为辐射热测量元件)的电阻变化，该变化与传感器区域的温度成正比。该辐射热测量元件由金属和半导体制成。在金属中，电阻变化基本上是由于载流子迁移率的变化，它一般随温度而降低。采用高电阻率的半导体辐射热测量元件可以获得更好的灵敏度，在该元件中，自由载流子密度是温度的指数函数。
在
图1和图2中，示出了一个三层辐射热测量器100，它公开在名称为“具有增强的填充因子的辐射热测量器”的美国专利申请中。该辐射热测量器100包括一个有源阵列层110、一个支撑层120、一对接线柱170和一个吸收层130。
该有源阵列层110设有一个含有集成电路(未示出)的基片112、一对连接端114和一个保护层116。每一个由金属制成的连接端114位于基片112的上部。由例如氮化硅(SiNx)制成的保护层116覆盖基片112。该对连接端114电连接于该集成电路。
支撑层120包括一对由氮化硅(SiNx)制成的桥路140，每一桥路140具有一条设置在其上部的导电线165。每一桥路140设置有定位部142、支承部144和升高部146，定位部142包括一个通孔152，导电线165的一端通过该通孔电连接至连接端114，支承部144支撑该升高部146。
吸收层130设置有一个蛇形辐射热测量元件，其周围环绕吸收器195和设置在该吸收器195上部的IR(红外线)吸收器覆盖层197。在蛇形辐射热测量元件185构成前后，通过涂覆氮化硅而构成吸收器195，以环绕该蛇形辐射热测量元件185。选择钛(Ti)作为辐射热测量元件185的材料，因为钛易于成形。
如图3所示，钛辐射热测量元件185的电阻表现为与温度的正向线性依赖关系。钛辐射热测量元件185的电阻温度系数(TCR)在300K时为0.25％K-1。
再参照图1和图2，每一个接线柱170位于吸收层130与支撑层120之间。每一个接线柱170包括由金属(例如钛)制成的电导线管172，其周围包围有绝缘材料174，例如该绝缘材料由氮化硅(SiNx)制成。电导线管172的顶端电连接至蛇形辐射热测量元件185的一端，该电导线管172的底端电连接至桥路140上的导电线165，在这种方式下，在吸收层130中蛇形辐射热测量元件185的两端通过电导线管172、导电线165及连接端114而电连接至该有源阵列层110的集成电路。当受到红外线辐射时，蛇形辐射热测量元件185的电阻率增大，从而引起电流和电压变化。由该集成电路放大该变化的电流或电压，在这种方式下，由一个检测电路(未示出)读出该放大的电流或电压。
上述的三层辐射热测量器100存在某些缺点。例如，在由氮化硅(SiNx)制成的吸收器195的成形期间，由于氮化硅(SiNx)只能在相对较高的温度(例如850℃以上)下成形，构成蛇形辐射热测量元件185的钛容易氧化，而这又将对其电阻温度系数(TCR)产生不利的影响。此外，由于该辐射热测量元件185采用钛制成，该辐射热测量器100的灵敏度低于所要求的灵敏度。
本发明的技术方案因此，本发明的主要目的是提供一种红外线辐射热测量器，该测量器所包括的辐射热测量元件在高温下是稳定的，并具有较高的电阻温度系数(TCR)。
根据本发明的一个方面，提供一种红外线辐射热测量器，它包括一个有源阵列层，包含一个基片和至少一对连接端；一个支撑层，它设置有至少一对桥路，每一桥路包括导电线，该导电线的一端电连接至相应的连接端；一个吸收层，包括由一吸收器环绕的氧化锌辐射热测量元件；及至少一对接线柱，每一接线柱被置于该吸收层和支撑层之间，并包括一个由绝缘材料包围的电导线管，该吸收层的辐射热测量元件的每一端通过相应的电导线管和相应的导电线而电连接至相应的连接端。
图1是一种在先公开的红外线辐射热测量器的立体图；图2是图1所示的红外线辐射热测量器的横截面示意图；图3示出了在钛辐射热测量元件中作为温度的函数的电阻变化；图4是根据本发明提出的红外线辐射热测量器的横截面示意图；及图5提供在氧化锌辐射热测量元件中作为温度的函数的电阻变化。
实施本发明的方式图4和图5根据本发明的一实施例，分别提供了一种红外线辐射热测量器200的横截面示意图和氧化锌辐射热测量元件中作为温度的函数的电阻变化。
图4所示之该发明的辐射热测量器200包括一有源阵列层210、一支撑层220、至少一对接线柱260和一吸收层230。
该有源阵列层210设有一个包含集成电路(未示出)的基片212、一对连接端214和一保护层216。每一连接端214由金属制成并位于基片212的上部。该对连接端214被电连接至该集成电路。该保护层216覆盖在基片212上，例如该保护层是由氮化硅(SiNx)制成。
该支撑层220包括一对由绝缘材料制成的桥路240，所用绝缘材料例如氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiO2)和氮氧化硅(SiOxNy)，其中每一桥路240具有导电线255，该导电线255由金属(例如铝或钛)制成并设置在桥路之上部。每一桥路240设置有一个定位部242、一个支承部244和一个升高部246，该定位部242包括一个通孔252，导电线255的一端通过该通孔而电连接至连接端214，支承部244支撑该升高部246。
该吸收层230设置有辐射热测量元件285，该元件的周围环绕着吸收器295、设置在该吸收器295之底部的一个反射层275、及位于吸收器295上部的红外线(IR)吸收器覆盖层297。该吸收器295采用绝缘材料制成，例如氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiO2)和氮氧化硅(SiOxNy)，其特点是低导热性。反射层275由诸如铝或铂的金属制成，并被用于反射被发射的红外线(IR)回到吸收器295。该IR(红外线)吸收器覆盖层297例如是由黑金制成，并被用于增强对入射红外线的吸收效率。当为辐射热测量元件285选择材料时，重要的是要考虑该材料的特性。该材料除了表现出较高的电阻温度系数(TCR)外，还必须在高温下是稳定的，因为用于构成该辐射热测量器之基于硅的材料一般是在高温下成形的。为此原因，在本发明中，氧化锌被选择作为用于辐射热测量元件的材料。
氧化锌的导电性依赖于其厚度和氧化空位(vacancy)。用实验方法发现，当氧化锌辐射热测量元件285的厚度为100至10μm及克分子比(x)的范围为0.5至1.5时，在该氧化锌辐射热测量元件285中获得最大的电阻温度系数(TCR)。
图5显示了氧化锌辐射热测量元件285的电阻率与温度之间的关系，该氧化锌辐射热测量元件285不同于先有技术之辐射热测量器100的钛辐射热测量元件185，它表现出反向的温度依赖关系，氧化锌辐射热测量元件285的电阻温度系数(TCR)在300K时为-2.75％K-1。
再参照图4，每一接线柱260被放置在吸收层230与支撑层220之间。每一接线柱260包括一个由金属(例如铝或钛)制成的电导线管262，并由绝缘材料264包围，例如该绝缘材料由氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiO2)或氮氧化硅(SiOxNy)制成。该电导线管262的顶端电连接至该氧化锌辐射热测量元件285的一端，该电导线管262的底端电连接至桥路240上的导电线255，在此方式下，在该吸收层230中氧化锌辐射热测量元件285的两端通过电导线管262、导电线255及连接端214而被电连接至有源阵列层210的集成电路。当红外线能量被吸收时，该氧化锌辐射热测量元件285的电阻率减小，并由一检测电路(未示出)读出。
在本发明的红外线辐射热测量器200中，该辐射热测量元件285是由在高温下具有稳定性的氧化锌制成，在该辐射热测量器200制作时它又将有可能利用高温处理。此外，该氧化锌辐射热测量元件285具有较高的电阻温度系数，使该辐射热测量器200具有较高的灵敏度。
尽管只是根据一些优选的实施例描述了本发明，在如其权利要求所提出的本发明之范围内，可以实现其它的修改和变化。
权利要求
1.一种红外线辐射热测量器，包括一个有源阵列层，包括一个基片和至少一对连接端；一个支撑层，它设置有至少一对桥路，每一桥路包括一导电线，该导电线的一端电连接至相应的连接端；一个吸收层，包括一个周围环绕有吸收器的氧化锌(ZnOx)辐射热测量元件；及至少一对接线柱，每一接线柱被设置在该吸收层和该支撑层之间，并包括周围环绕绝缘材料的电导线管，该吸收层的辐射热测量元件的每一端通过相应的电导线管和相应的导电线而电连接至相应的连接端。
2.根据权利要求1所述的辐射热测量器，其中，该氧化锌辐射热测量元件的厚度为100至10μm。
3.根据权利要求1所述的辐射热测量器，其中，克分子比(x)的范围为0.5至1.5。
4.根据权利要求1所述的辐射热测量器，其中，该吸收层还包括反射层和红外线吸收器覆盖层。
5.根据权利要求4所述的辐射热测量器，其中，该反射层设置在该吸收器的底部。
6.根据权利要求5所述的辐射热测量器，其中，该反射层由铝制成。
7.根据权利要求4所述的辐射热测量器，其中，红外线吸收器覆盖层设置在该吸收器的上部。
8.根据权利要求1所述的辐射热测量器，其中，该导电线和该电导线管由金属制成。
9.根据权利要求8所述的辐射热测量器，其中，该导电线和该电导线管由铝、铂或钛制成。
全文摘要
一种红外线辐射热测量器(200),包括一个氧化锌辐射热测量元件,以获得在高温处理中的稳定性和高灵敏度。该辐射热测量器包括一个有源阵列层(210)、一个支撑层(220)、一对接线柱(260)和一个吸收层(230)。该有源阵列层(210)包括一个具有集成电路的基片(212)、一对连接端(274)和一个覆盖该基片的保护层(216)。该支撑层(220)包括一对桥路(240),每一桥路(240)在其上部设有一导电线(255),其中该导电线(255)的一端电连接至相应的连接端(214)。该吸收层(230)包括一个周围环绕有吸收器(295)的氧化锌辐射热测量元件(285)。每一接线柱(260)包括周围环绕绝缘材料(264)的电导线管(262),并被设置在该吸收层和该桥路之间,在此方式下,该氧化锌辐射热测量元件(285)通过电导线管(262)、导电线(255)和连接端(214)而电连接至该集成电路。
文档编号H01L27/146GK1327533SQ98814335
公开日2001年12月19日 申请日期1998年11月27日 优先权日1998年11月27日
发明者龙润重 申请人:大宇电子株式会社