[发明专利]一种红外线温度侦测元件及测温的方法

说明书

本发明提出一种红外线温度侦测元件及测温的方法，其中，一半导体，该半导体的表面至少设置一个倒立金字塔结构；一金属电极，设置在所述倒立金字塔结构的表面，一平坦的欧姆接触电极，设置在所述半导体的背面，本发明还提供了一种红外温度侦测元件测温的方法，包括如下步骤，金属电极与倒立金字塔结构的表面形成萧特基接触，金属电极中的载子受入射光子激发后形成电子电洞对或热载子，而平坦的欧姆接触电极与半导体的背面形成欧姆接触，由所述金属电极中的载子激发后形成电子电洞对或热载子而越过金属电极与半导体介面的萧特基能障，形成光电流，且依据所述光电流信号计算被测物的温度值。

技术领域

本发明涉及一种侦测元件，特别指一种红外线温度侦测元件及测温的方法。

背景技术

从人类知道开始用火烹煮食物以来,人们离不开对于温度变化的探知与追求,对于能量的强度,最简单且广泛被使用的方式便是热膨胀的物理现象,例如酒精或水银温度计,只要温度改变,酒精液体或水银液体就产生体积变化,从变化的刻度中就可以得知温度变化了几度。随着科技的进步,需要更准确且适用于各个应用环境的温度感测技术，例如利用热阻、热电、半导体、光学等等感测方式，其中热阻、热电、半导体方法量测方式往往是利用不同材料本身对于环境温度变化产生电阻、电流、载子浓度之变化，转换成电能讯号,由输出的讯号就可得知温度的变化量。但是随着环境中有高电压、高电场与高磁场,对量测上的干扰妨碍极大,又若对于量测人员有安全上的考量,基于这些因素,也就必须利用光学非接触式的温度量测方式。光学温度量测是利用吸收温度中的红外线能量,将热辐射能量转换成热能,再将热能藉感测器转换成电子讯号。因此当感测器吸收到红外线能量后,将导致输出讯号有所变化因而得知温度的变化量。目前习之方式为利用热电堆式光侦测器接收红外线能量,即为一光学式温度感测器,。其利用一吸收层来吸收热辐射,而这一层为热电堆之热接面(hot junction),而冷接面为其基板,基板温度已事先知道,经由量测电动势即可知道温度的变化，但是由于热电堆光侦测器接收红外线灵敏度不够高，然而这样的传统方式已经无法满足现代对更低反应时间及更低讯噪比的要求。因此本技术提出一种新的且具有更低反应时间及更低讯噪比的要求的温度感测元件。

如何解决上述问题，即为相关业者所必须思考的问题所在。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明提出了一种红外线温度侦测元件及测温的方法。

其中，一种红外线温度侦测元件，包括

一半导体，该半导体的表面至少设置一个倒立金字塔结构；

一金属电极，设置在所述倒立金字塔结构的表面，

一平坦的欧姆接触电极，设置在所述半导体的背面，

所述金属电极中的载子，受入射光子激发后形成电子电洞对或热载子，电子电洞对或热载子越过所述金属电极与所述半导体介面的萧特基能障形成光电流信号，依据所述光电流信号计算被测物的温度值。

进一步地，所述金属电极与所述倒立金字塔结构的表面形成萧特基接触。

进一步地，所述欧姆接触电极与半导体背面形成欧姆接触。

进一步地，所述倒立金字塔结构具备周期性排列的阵列结构。

进一步地，所述半导体包含硅半导体、P型半导体以及N型参杂半导体中的一种。

进一步地，所述金属电极包含银或金或铜能与所述倒立金字塔结构的表面形成萧特基接触的材料。

进一步地，所述欧姆接触电极包含银或金或铜能与所述半导体形成欧姆接触的材料。

进一步地，所述倒立金字塔结构用于收集热辐射，聚集光能量。

进一步地，所述金属电极用于收集光电流。