[发明专利]红外热检测器及其制造方法

说明书

本发明提供了一种红外热检测器及其制造方法。该红外热检测器包括：基板；检测器，与基板间隔开，经由局域表面等离子体共振吸收入射红外光，并根据由所吸收的红外光引起的温度变化来改变电阻值；以及热支路，将来自检测器的信号传输到基板。

技术领域

本公开涉及红外热检测器及其制造方法，更具体地，涉及用于接收和检测从具有温度的物体发射的红外光的红外热检测器及其制造方法。

背景技术

具有预定温度T的物体根据黑体辐射发出具有宽频带、指示特定波长中的最大值的光。在室温从附近物体发射的光是红外光，其在约10μm的波长带中显示出最大值。当所发射的红外光入射到经由热支线连接到环境的热质量时，温度升高。由于由入射红外光引起的温度变化，电阻变化、极性变化、电动力变化和挠曲变化可以根据材料的特性产生，这样的变化被转变成图像阵列以获得热成像。特别地，辐射热测量计可以用于利用材料的电阻变化实现热成像。

确定像素的温度变化量的主要因素是入射能量的量、像素的热质量以及像素的热传导，该入射能量的量与在给定的波长带中像素的平均光吸收率乘以像素面积的结果成比例。

具有等于或超过视频图形阵列（VGA）水平的格式的阵列通过像素最小化而发展，从而实现具有高分辨率和高温度精度的热照相机。然而，在像素最小化中，入射能量的量由于减小的像素面积而减小，温度变化的量由于由热支路（thermal leg）的减小长度所引起的增大的热传导而减小。因而，温度噪声因子增大，因此，具有大于所用波长的衍射极限的尺寸（高达10μm）的像素被认为是限制。

发明内容

本发明提供红外热检测器及该红外热检测器的制造方法，该红外热检测器通过经由可产生局域表面等离子体共振现象的结构将光聚焦在小的区域上而在相同量的入射能量下获得小的热质量和小的热传导从而具有超小型化和高灵敏度的特性。

额外的方面将在以下的描述中部分地阐述，并将部分地从该描述而变得明显，或者可以通过实践给出的实施例而获知。

根据本发明的一个方面，一种红外热检测器包括：基板；检测器，与基板间隔开，经由局域表面等离子体共振吸收入射红外光，并根据所吸收的红外光引起的温度变化来改变电阻值；以及热支路，将来自检测器的信号传输到基板。

检测器可以包括：金属层，具有图案化的结构使得入射的红外光经由局域表面等离子体共振被吸收；以及热电材料层，形成在金属层的底部以包括将所吸收的红外光引起的温度变化转换为电阻变化的材料。

检测器可以被图案化为具有盘形、环形、条形或与条形结合的形状。

热支路可以通过使用与热电材料层相同的材料与热电材料层一体地形成。热电材料层可以图案化为对应于金属层的结构。

热电材料层可以具有平板形。

热电材料层可以包括非晶硅、钒氧化物和镍氧化物中的至少一种材料，其电阻值根据温度变化而变化。

金属层可以包括从由金、铝、铜、钛、铂和银构成的组中选出的至少一种材料。

检测器还可以包括在金属层与热电材料层之间的电介质层。

热支路可以通过使用能够电连接的材料独立于检测器形成。

在基板与检测器之间可以具有空气间隙。

在基板与检测器之间可以具有阻挡热传导的材料层。

红外热检测器还可以包括在检测器或热支路下面的基板上阻挡光穿透的金属反射层。