[發明專利]檢測電磁輻射的圖像像素設備和傳感器陣列以及檢測電磁輻射的方法

有效

• 申請號: 201310664736.4
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103808415B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: I·赫爾曼;C·舍林
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10;G01J5/20;H01L27/146
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 杜荔南;胡莉莉

檢測電磁輻射的圖像像素設備和傳感器陣列以及檢測電磁輻射的方法。本發明涉及用于檢測電磁輻射(1)的圖像像素設備(100)，具有：吸收結構裝置(110)，其被設計用于吸收電磁輻射(1)和將所述電磁輻射作為熱量接收，并且所述吸收結構裝置具有至少一個等離子體共振結構裝置，所述等離子體共振結構裝置設計用于向吸收結構裝置(110)傳送電磁輻射(1)；和具有至少一個探測元件(125)的探測裝置(120)，所述探測元件被設計用于借助通過所接收的熱量引起的至少一個探測元件(125)的電氣特性的變化來檢測電磁輻射(1)。

技術領域

本發明涉及用于檢測電磁輻射的圖像像素設備、用于檢測電磁輻射的傳感器陣列和用于借助圖像像素設備檢測電磁輻射的方法。

背景技術

US 6 552 344 B1說明了一種紅外探測器和一種用于制造紅外探測器的方法。

DE 692 16 862 T2說明了一種單片集成的用于紅外輻射的微輻射熱測量計傳感器，其具有單片式半導體基體，該半導體基體具有多個凹陷和多個介電的薄層元件。所述多個介電的薄層元件具有帶嵌入的氧化釩的凹陷。

DE 10 2006 028 435 A1說明了一種用于位置分辨的紅外輻射探測的傳感器，該傳感器具有襯底、至少一個帶有其值取決于溫度地變化的電特性的微結構化傳感器元件和位于空洞上的膜片，其中所述傳感器元件設置在至少一個膜片的下側。

此外在那里說明的傳感器中傳感器元件通過引線接觸，這些引線在膜片中、膜片上或膜片下延伸。在此，在該膜片中構造有懸掛彈簧，該懸掛彈簧彈性地和絕緣地容納各個傳感器元件。

US 2005 017 896 A1說明了一種紅外傳感器，其具有帶凹形區段的襯底、溫度檢測區段，該溫度檢測區段通過凹形區段中的空間的上部分處的支柱與所述襯底連接。此外那里說明的紅外傳感器包括反射紅外線的薄膜和與該反射紅外線的薄膜相對的吸收紅外線的頂蓋區段。

US 2002 003 487 8 A1說明了一種用于制造紅外圖像傳感器的方法，其中通過刻蝕在半導體襯底中制造多個刻蝕孔，以便在該半導體襯底中構造至少一個中空的區段。

發明內容

本發明提出一種用于檢測電磁輻射的圖像像素設備、一種用于檢測電磁輻射的傳感器陣列、和一種用于借助圖像像素設備檢測電磁輻射的方法。

本發明的優點

本發明的構思在于，提供一種用于檢測電磁輻射的、具有至少一個圖像像素設備的傳感器陣列，所述圖像像素設備具有低的熱容量和到襯底的小的熱耦合并且由此能夠實現高的圖像重復頻率。由此能夠在相同的信噪比情況下減小像素并且從而低成本地制造。

本發明的核心是通過使用至少一個等離子體共振結構來改善吸收層的吸收特性。

這有利地允許，通過吸收傘來提高像素的填充因數。此外可以利用來自較大區域的光以產生圖像像素設備的信號。這有利地允許提高信噪比。

根據本發明的一種實施方式規定，吸收結構裝置與探測裝置間隔開開構造和/或吸收結構裝置與探測裝置通過至少一個熱橋耦合。由此能夠通過圖像像素設備進行電磁輻射的檢測。

根據本發明的一種實施方式規定，吸收結構裝置與探測裝置相距電磁輻射的感興趣波長的四分之一的多倍的高度。

根據本發明的一種實施方式規定，替代于探測裝置地至少一個探測元件通過至少一個熱橋與吸收結構裝置耦合。

根據本發明的一種實施方式規定，吸收結構裝置構造為吸收電磁輻射的層。

根據本發明的一種實施方式規定，吸收層的光學厚度是電磁輻射的波長的四分之一的多倍。