红外探测器是能够对外部红外辐射起反应的光电传感器。
是红外系统的核心,为军事和民用领域提供了许多应用机会。也是当前传感器领域发展的轴心之一。
测器红外室温传感器及其焦平面阵列一般不需要制冷,可在室温下直接工作,易于使用和维护,并具有良好的可靠性。此,非制冷焦平面阵列和轻,小,低功耗,低成本成像系统的研究和开发已成为必然的发展趋势。
阵非制冷红外焦平面主要是根据技术由微机电(MEMS)制造的热传感器,可以大致分为以下类型:热电堆/热电偶,热电光机和微辐射。温红外探测器技术开发和分析的专利申请中的未冷却的红外探测器是一种重要的,并且本发明的热成像技术infrarouge.Selon统计的发展的关键轴线的上下文中,在该领域提交的专利允许将其发展分为以下三个阶段。
料和工艺技术发展在20世纪90年代中期之前,探索了两种技术,硅质量蚀刻和牺牲层氮化硅微阵列以及热材料。技术上讲,氮化硅微珠制备的第一种方法通常被沉积一个氮化硅膜的硅衬底上,并使用光刻技术制备器件图案,然后使用各向异性蚀刻溶液例如KOH整体燃烧硅。于湿法蚀刻工艺和大量像素的低精度的,这限制了像素尺寸减小的空间并不能增加像素的数目,除去提高了装置的分辨率。重要的是,自80年代后期的硅集成电路的飞速发展,使用单块结构和硅作为ROIC热成像技术的主要功能,如燃烧图像处理电路湿。工艺不能满足工艺要求。于PI和多晶硅的薄层的沉积的过程是与CMOS工艺兼容,湿法或干法蚀刻可以被沉积氮化硅膜后,而不会损坏硅ROIC执行,这是降低时理想的牺牲层材料。改善单元和像素的尺寸方面具有绝对的优势。尼韦尔提交的标题为“传感器microtolomètre敏感性增加”关于对温度敏感的材料,1992年6月11日的选择,在数WO9325877A1,美国,日本,加拿大公布的专利申请。洲已经获得了专利在非制冷红外探测器(微辐射)的领域,这对红外探测器制冷微热量一种技术的发展产生重大影响基本专利。外探测器非制冷红外探测器微型传递最高法院美国军事机密给公众:通过专利和专利转让的许可,该公司已经在此基础上进行不断改进并将它们应用于军队。
所有民用领域。外,德州仪器(TI)在1992年出版的介绍美国5314651A,谁曾获得美国专利是“在热探测器使用热电传感材料钛酸钡”。酸钡是热释电红外探测器中的第一种。
备在90年代中期,随着矩阵技术红外非制冷焦平面,灵敏度非制冷红外相机的发展的范围已经显著提高,因为其成本低,能耗低,它的长寿和小型化。可靠性和其它的优点,它已逐渐被广泛应用于民用领域,其中一组氧化钒microlabolomètres320x240像素45x45μm2已经成为一种常见的产物。此同时,许多商业机构和科研单位在世界各地纷纷转向非制冷热成像技术:洛克希德·马丁公司,DRS,Rayheon,AMBER,北美,波音北美,英国, NEC,英国三菱; BAE系统公司; UUS法国公司先后获得专利技术的转让和霍尼韦尔公司先后推出的产品为成熟的热成像仪,包括U系列DRS公司,雷神公司SBRC BAE MicroIR等。成像仪。外,德州仪器(TI)介绍了一些创新的专利申请为红外焦平面网络热电非冷却检测器的1994钛酸钡至1996年,申请号US19940235835A,US19940225601A。US19950476409A,US19950368066A,US19950368067A和专利在美国,日本,欧洲,台湾,从而占据混合探测器热释电红外焦平面网络领域的领先地位。后,英国GEC-Marconi技术改进了热释电红外焦平面光栅探测器,进一步提高了热释电红外焦平面光栅探测器的性能。本世纪初至今,新技术主要致力于硅ROIC的发展基于亚微米技术和信号处理,以及能源消耗和微辐射减少延长红外摄像机的工作时间,以满足士兵。场操作的先决条件:进一步减小像素大小,增加面积像素值,减少NETD和提高分辨率。前,UIRFPA(网络非制冷红外焦平面)已成为国际研究的热点,许多公司如雷神公司和DRS在美国,日本的一个,俄罗斯,英国,小型冷库以色列,法国和加拿大。这方面,研究和投资热成像市场已经推出了焦平面阵列480×640像素25x25μm2单位和17x17μm2像素单元已经被开发出来。外,新的材料和结构的新的非制冷焦平面阵列的发展已取得进展,并且基于非晶硅(a-Si)的UIRFPA被逐年增加,主要为ULIS的子公司法国公司Sofradir。括题为“非晶硅基红外焦平面阵列检测器”的专利,根据美国专利No.7,138,630 B2公布。ULIS推出焦平面检测器微测辐射热的a-Si 320×240 640×480系列UL,像素尺寸逐渐从45x45μm2开始减少,35x35μm2到25x25μm2,热响应时间仅为7毫秒,数高达60Hz的帧和NETD也下降到30 mK,接近于氧化钒中非制冷焦平面阵列的性能。氧化钒材料相比,a-Si具有更高的导热率和机械强度。基于该材料的微测辐射热计更适合悬浮支撑结构,材料制备工艺与传统半导体工艺兼容。适合大规模生产。未冷却的红外探测器的a-Si的发展趋势包括:像素尺寸的进一步减小,增加工序,大量生产,降低成本和降低成本的相容性,提高了灵敏度对低成本传感器产生与间距小像素高性能器件,优化膜性能的热敏材料和微桥结构,提高了吸收率和检测器的填充因子,扩大的操作温度范围非制冷红外探测器,可自动调节不同智能目标的窗口;改进非制冷红外探测器的调谐,以适应高动态范围的工业应用和医疗应用,具有低噪声等效温差(NETD);在中波处开发非制冷红外探测器最后,中波和长波非制冷红外和多光谱探测器逐渐被昂贵的红外制冷探测器所取代。考文献[1]的传感器技术喇叭S.非致冷,SPIE会议论文,1993年2020 304 323到[2]士谔JS,陈YM,MO Yang等人,表征和微测辐射热金属膜的建模.. Microelectromech,Syst。1996,5(4):298-316。
本文转载自
小型冷库www.iceage-china.com