JPH02215583A - 熱画像形成装置およびその製造方法 - Google Patents

熱画像形成装置およびその製造方法

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JPH02215583A
JPH02215583A JP1327458A JP32745889A JPH02215583A JP H02215583 A JPH02215583 A JP H02215583A JP 1327458 A JP1327458 A JP 1327458A JP 32745889 A JP32745889 A JP 32745889A JP H02215583 A JPH02215583 A JP H02215583A
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electrode
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エルビン レオナード ニックス
Alastair Sibbald
アラステア シッボルド
Stanley Taylor
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱画像形成装置に関し、特に赤外線に応答する
パイロ電気検知素子のアレイを具備した熱画像形成装置
に関する。
既存の熱画像形成装置の性能を制限する主な要因は隣接
検知素子の間および各検知素子と支持および問い合せ構
造との間における熱伝導係数である。
ヨーロッパ特許出願第89305494号および第89
305496号には、検知素子と支持および問い合せ構
造との間の熱伝導係数を減少させるような態様で設計さ
れた熱画像形成装置が記載されている。
第1〜3図、第4図および第5図を参照してこれらの装
置について説明しよう。
第1〜5図を参照すると、パイロ電気素子1は相互接続
された電極2のアレイを一側に、そして離散した電極3
のアレイを他の側にそれぞれ形成されている。導電性の
パッド4は長くて細い導体5によって離散電極3に接続
されているとともに、シリコンウェーハ9の領域に形成
された入力パッドに隣接して配置された信号処理集積回
路の入力パッド7に導電性ピラー6によって接続されて
いる。入力パッド7は例えば−酸化ケイ素のような絶縁
材料よりなる不活性化層の領域lOによって離散されて
いる。第1〜3図の構成では、第1図に最も良く示され
ているように、各離散電極3は四角形状をなしており、
中央ギャップ11を有し、その中にパッド4が位置して
いる。長くて狭い導体5がギャップ11内でパッド4の
まわりに延長している。相互接続された電極は、第2図
に最も良く示されているように、各離間電極3のギャッ
プ11に対応した中心穴12をそれぞれ有しており、か
つ例えばブラック・ゴールド、プラチナ・ブラックある
いは金属−誘電体−金属サンドイッチ構造よりなる赤外
線吸収層を担持しうる。
次に第4図および第5図を参照すると、これらの図に示
された装置では、離散電極3は各導電性パッド4から離
間されかつ長くて狭い導体5によってそれらのパッドに
接続されている。ピラーは各導電性パッド4に付着され
ており、それらのピラーのそれぞれは離散電極3に隣接
した幾つかのパッド(図示の例では4箇)に対して中心
に配置されている。相互接続された電極2は離散電極3
に対応した位置にあり、かつこの場合も適当な赤外線吸
収層13を担持している。
第1〜5図に示された構成は両方とも、電極3とピラー
6との間の電気的接続が長くて細い導体5を含んでいる
ので、離散電極3の活性領域からピラー6までに小さい
熱伝導率を与える。しかし、両方の構成とも、入射放射
線が失われ、従って装置の信号対ノイズ比が低下する離
散電極3の内部(第1〜3図に示された装置の場合)ま
たはそのまわり(第4および5図に示された装置の場合
)の重要な領域を含む。第4図および第5図に示された
装置では、離散電極3はヨーロッパ特許出願第8930
5496号に提案されているように、導体5を櫛歯状に
することによって互いに接近され得るが依然としてパッ
ド4においておよびそのまわりで多くの入射放射線が失
われる。
本発明のひとつの目的はヨーロッパ特許出願第8930
5494号および第89305496号に記載されてい
るが、パイロ電気フィルムの実質的に全部の領域が信号
を発生するために利用され得る形式の熱画像形成装置を
提供することである。
本発明によれば、パイロ電気材料よりなる層と、この層
の1つの主表面上に担持された相互接続された電極のア
レイと、前記層の他の主表面上に担持されて、前記相互
接続された電極とともに、パイロ電気検知器要素のアレ
イを画成する離散電極のアレイと、前記層を支持しかつ
前記検知要素と電気信号処理手段との間における電気信
号の伝送を可能にする複数のピラーを具備し、各ピラー
は電極を担持していない前記層の領域上に延長(7た導
電性材料の細長いストリップによって離散電極に電気的
に接続されている熱画像形成装置において、前記層の1
つの主表面が電極を担持していない前記領域内に延長し
た赤外線吸収材料の領域を担持していることを特徴とす
る熱画像形成装置が提供される。
赤外線吸収材料の領域は、これらの領域と電気的に接触
しないようにこれらの領域にオーバーハングするように
なされた相互接続された電極の延長部分よりなるのが適
当である。このような構成では、これらの相互接続され
た電極とそれらの延長部分が赤外線吸収層を担持してい
るのが好ましい。
以下図面を参照して本発明による2つの装置について説
明しよう。
最初に第6図と第7図を参照すると、これらの図に示さ
れた装置は、上述した第1図〜第3図の装置の変形であ
る。パイロ電気フィルム31は一側に相互接続された金
電極32のアレイを、そして他側に離散した金電極33
をそれぞれ形成されている。
導電性パッド34は長くて細いコイル状の導体によって
離散電極33に接続されているとともに、シリコンウェ
ーハ39の隣接領域内に形成された信号処理集積回路3
8の入力パッド37に導電性ピラー36によって接続さ
れている。入力パッド37はウェーハ39上に担持され
た絶縁材料の不活性化層40の領域によって分離される
。離散電極33は前述した第1図に示されたのと同様に
して構成される。相互接続された電極33は、他の主表
面上にコイル上の導体を担持したパイロ電気フィルム3
1の領域上に延長した延長部分32aを有している点で
第2図および第3図に示されたものと異なる。延長部分
32aは第6図および第7図から判るようにドームに類
似するようにしてパイロ電気フィルムの表面から分離さ
れている。これらのドームは後で説明するように製作を
容易にするための小さい中心穴を有している。相互接続
された電極は、延長部分32aと一緒に、プラチナ層4
3上に担持されたプラチナ・ブラックのような赤外線吸
収物質またはブラック・ゴールドあるいは金属−誘電体
−金属サンドイッチ構造のような他の任意適当な赤外線
吸収体の層42を担持している。
ドーム状の延長部分32aはそれの上の赤外線吸収層と
ともに、さもなければ失われる導体35を担持したピラ
ーのまわりの領域における赤外線を捕える。これらの延
長部分32aをパイロ電気フィルム31から離れる方向
に離間させることによって、吸収体からパイロ電気材料
の非活性すなわち非電極領域までの熱的漏洩が最小限に
抑えられる。
第6図および第7図に示された構成では、電極延長部分
の穴41を通過する放射線がパイロ電気フィルムの非電
極化部分に当ることが判るであろう。
これは、信号の相当な減少を生ずることになるであろう
から、特に非常に小さいパイロ電気センサ・ピクセルの
アレイでは不有益となりうる。この問題は穴41を延長
部分32aの横方向に変位させかつそれらの穴41がパ
イロ電気層の電極化部分の上にあるようにすることによ
って解決され得る。
次に第8〜11図を参照すると、相互接続された電極は
次の手法を用いて構成されうる。
1、最初に、第8図を参照すると、アルミニウムの層(
例えば厚さ3ミクロン)がパイロ電気フィルム31の上
面に蒸着され、そして相互接続された電極がそのフィル
ムから離間された内側ドーム32aによって延長される
フィルムの部分を覆うようなパターンとなされる。この
ようにして、アルミニウム「モールド」(”would
”)形状45のアレイが形成される。
2、次に、相互接続された薄い金電極パターン32(厚
さ3ミクロン)がパイロ電気層31の上面およびアルミ
ニウム・モールド形状45に蒸着される。
3、プラチナの層3(例えば厚さ0.1ミクロン)が金
層に蒸着され、次に標準手法によって「ブラチナ・ブラ
ック」赤外線吸収面42に部分的にまたは全体的に変換
され、第9図に示されている構造を生ずる。
4、その後、ポリマー・フォトレジスト層47がプラチ
ナ・ブラック面42上に被着される。
5、アルミニウム・モールド形状45の中心領域にける
穴41のパターンが標準のフォトリングラフィ技術によ
ってフォトレジスト層47に形成され、第10図に示さ
れているようにアルミニウム轡モールド45に対してア
クセスできるようにする。
6、アルミニウム・モールド形状45はプラズマ・エツ
チングによりプラチナ・ブラック42、プラチナ43お
よび金層32を通じて露呈される。プラズマ・エツチン
グが選択されるのは、微細な解像度と真っ直ぐな側壁を
この技術によって得られるからである。
7、アルミニウム・モールド形状45は酢酸をベースと
した溶液または他の適当なエッチャントでウェット・エ
ツチングにより除去される。
8、最後に、フォトレジストが除去され、そして頂部電
極面がリンスされかつ乾燥され、第11図に示された構
造が得られる。
他の材料を用いることを含めて、上述した装置を製造す
るする方法としてはほかに多くの方法があることが理解
されるであろう。特に、相互接続される金電極が例えば
単位面積当り10オーム以下の低いシート抵抗を有する
のに充分なだけ厚く形成される場合には、ポリイミドの
ような誘電体材料の薄い層が金層上に形成され得る。例
えば単位面積当り377オームの適当なシート抵抗を有
する薄い金属上層がポリイミド層上に被着されて、上述
したプラチナ/プラチナ・ブラック組合せに代えて金属
−誘電体−金属赤外線吸収構造を形成する。
次に第12図および第13図を参照すると、本発明によ
る第2の装置は前述の第4図および第5図に示されたも
のと適合するものである。パイロ電気フィルム51は一
側に相互接続された電極52のアレイを、そして他側に
離散電極53のアレイをそれぞれ形成されている。
導電性パッド54は長くて細い導体55によって離散電
極に接続されるとともに、シリコンウェーハ59の隣接
領域内に形成された集積回路58の入力パッドに導電性
ピラー56によって接続され、そげ回路はパイロ電気セ
ンナ素子によって発生された電気信号を処理する作用を
する。入力パッド57は前述と同様に電気的絶縁層の領
域60によって分離されている。
相互接続された電極52はそれぞれパイロ電気フィルム
51から離間したアウターリムの形をした延長部分52
aを有している。電極が相互接続するピラー56の上方
を除き隣接した相互接続電極のリムの間に小さいギャッ
プが61が存在する。相互接続された電極52とそれら
の延長部分52aはブラック・ゴールドまたはプラチナ
・ゴールドのような赤外線吸収材料の層63を担持して
いる。このようにして、本発明による第2の装置は、電
極52のリム状の延長部分52aがそれらの上方にある
赤外線吸収層とともに、ピラー56と離散電極53との
間の非電極領域に対応した領域において放射線を捕える
点において第6図および第7図に関して説明したのと同
様の態様で動作する。
本発明による第2の装置は第1の装置と同様にして製造
され得ることが理解されるであろう。1つの特定の製造
方法は第8図〜第1θ図に示されたディスク状のアルミ
ニウム・モールド形状45と同様にして、延長部分52
aの形状に対応した一般的な窓枠形状でアルミニウム・
モールドを用いることであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図はヨーロッパ特許出願第89305494号に記
載された装置の電極構造の一部分の平面図、第2図は第
1図に示された装置の表面の一部分を示す平面図、第3
図は第1図および第2図の装置の線A−A ’に沿った
見た断面図、第4図はヨーロッパ特許出願第89305
496号に記載された装置の表面の一部分を示す平面図
、第5図は第4図の装置の線B−B“に沿って見た断面
図、第6図は本発明による第1の装置の表面の一部分の
平面図、第7図は第6図に示された装置の線c−c ’
に沿って見た断面図、第8〜11図は第6図および第7
図に示された装置の一部分の製作工程を示す図、第12
図は本発明による第2の装置の一部分の平面図、第13
図は第12図に示された装置の線D−D’に沿って見た
断面図である。 31・・・パイロ電気フィルム 32・・・相互接続された金電極 33・・・離散した金電極 34・・・導電性パッド 39・・・シリコンウェーハ 38・・・信号処理集積回路 37・・・入力パッド 36・・・導電性ピラー 40・・・不活性化層 32a・・・延長部分 43・・・プラチナ層 42・・・赤外線吸収体の層 45・・・アルミニウム・モールド形状51・・・パイ
ロ電気フィルム 52・・・相互接続された電極 53・・・離散電極 54・・・導電性パッド 59・・・シリコンウェーハ 58・・・集積回路 56・・・導電性ピラー 57・・・入力パッド 60・・・電気的絶縁層の領域 52a・・・延長部分 63・・・赤外線吸収材料の層

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、パイロ電気材料よりなる層と、この層の1つの主表
    面上に担持された相互接続された電極のアレイと、前記
    層の他の主表面上に担持されて、前記相互接続された電
    極とともに、パイロ電気検知器要素のアレイを画成する
    離散電極のアレイと、前記層を支持しかつ前記検知要素
    と電気信号処理手段との間における電気信号の伝送を可
    能にする複数のピラーを具備し、各ピラーは電極を担持
    していない前記層の領域上に延長した導電性材料の細長
    いストリップによって離散電極に電気的に接続されてい
    る熱画像形成装置において、前記層の1つの主表面が電
    極を担持していない前記領域内に延長した赤外線吸収材
    料の領域を担持していることを特徴とする熱画像形成装
    置。 2、前記赤外線吸収材料の領域がそれらの領域と電気的
    に接触しないように前記領域上にオーバーハングするよ
    うになされた前記相互接続された電極の延長部分よりな
    る請求項1の熱画像形成装置。 3、前記相互接続された電極とそれらの延長部分が赤外
    線吸収層を担持している請求項2の熱画像形成装置。 4、前記層がパイロ電気フィルムよりなる請求項1〜3
    の装置。 5、各ピラーが各離散電極内の電気的接触領域上に配置
    されている請求項1〜4の装置。 6、各ピラーが前記他の主表面の電気的接触領域上に配
    置され、各離散電極は前記電気的接触領域の対応する1
    つから分離されているがそれを実質的には包囲していな
    い請求項1〜4の装置。 7、前記赤外線吸収材料の領域が装置の製作を容易にす
    る孔を形成されている請求項1〜6の装置。 8、パイロ電気材料よりなる層を形成し、そのパイロ電
    気材料よりなる層の第1の主表面上にモールド形状のア
    レイを形成し、前記モールド形状のアレイ上における相
    互接続された電極構造と前記第1の主表面の露呈領域を
    形成し、前記相互接続された電極構造上に赤外線吸収材
    料の層を形成し、前記赤外線吸収材料の層と前記相互接
    続された電極構造に孔のパターンを選択的にエッチング
    して前記モールド形状にアクセスできるようになし、前
    記モールド形状をエッチング除去し、離散電極のアレイ
    、ピラーのアレイ、および離散電極とピラーの各対を電
    気的に接続する細長いストリップのアレイを前記パイロ
    電気材料よりなる層の第2の主表面上に形成する工程よ
    りなる熱画像形成装置の製造方法。
JP1327458A 1988-12-20 1989-12-19 熱画像形成装置およびその製造方法 Pending JPH02215583A (ja)

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GB8829685.0 1988-12-20

Publications (1)

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EP (1) EP0375205B1 (ja)
JP (1) JPH02215583A (ja)
AT (1) ATE93962T1 (ja)
CA (1) CA2005771A1 (ja)
DE (1) DE68908863T2 (ja)
GB (1) GB8829685D0 (ja)

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