KR20140090909A - 적외선 검출기 및 적외선 이미지 센서 - Google Patents

적외선 검출기 및 적외선 이미지 센서 Download PDF

Info

Publication number
KR20140090909A
KR20140090909A KR1020130003139A KR20130003139A KR20140090909A KR 20140090909 A KR20140090909 A KR 20140090909A KR 1020130003139 A KR1020130003139 A KR 1020130003139A KR 20130003139 A KR20130003139 A KR 20130003139A KR 20140090909 A KR20140090909 A KR 20140090909A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
infrared
thermocouples
substrate
cavity
absorber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020130003139A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101910575B1 (ko
Inventor
남성현
노숙영
박해석
윤석호
홍현규
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020130003139A priority Critical patent/KR101910575B1/ko
Priority to US14/143,442 priority patent/US9171885B2/en
Publication of KR20140090909A publication Critical patent/KR20140090909A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101910575B1 publication Critical patent/KR101910575B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one thermoelectric or thermomagnetic element covered by groups H10N10/00 - H10N15/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • G01J5/12—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0853—Optical arrangements having infrared absorbers other than the usual absorber layers deposited on infrared detectors like bolometers, wherein the heat propagation between the absorber and the detecting element occurs within a solid
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one thermoelectric or thermomagnetic element covered by groups H10N10/00 - H10N15/00
    • H10N19/101—Multiple thermocouples connected in a cascade arrangement

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

서모파일 방식의 적외선 검출기 및 이를 구비하는 적외선 이미지 센서가 개시된다. 개시된 적외선 검출기는, 기판 상에 마련되는 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기를 포함하는 적어도 하나의 적외선 흡수체와, 상기 적어도 하나의 적외선 흡수체에 의해 발생된 열에너지를 전달받아 기전력을 발생시키는 복수의 열전쌍을 포함한다.

Description

적외선 검출기 및 적외선 이미지 센서{Infrared detector and infrared image sensor}
적외선 검출기 및 적외선 이미지 센서에 관한 것으로, 상세하게는 서모파일(thermopile) 방식의 적외선 검출기 및 이를 포함하는 적외선 이미지 센서에 관한 것이다.
임의의 온도를 갖고 있는 물체는 흑체복사에 의해 특정 파장 대역의 빛을 방사하게 되는데, 주위에 존재하는 상온의 물체에서는 대략 8㎛ ~ 14㎛ 정도의 파장 대역을 가지는 적외선을 방사하게 된다. 이렇게 방사되는 적외선을 검출하기 위해 비냉각형(uncooled) 적외선 검출기가 많이 사용되고 있다. 비냉각형 적외선 검출기는 적외선 입사에 따른 물질의 저항 변화를 이용한 볼로미터(bolometer) 방식의 적외선 검출기, 적외선 입사에 따른 물질의 극성 변화를 이용한 초전형(pyroeletric) 적외선 검출기, 적외선 입사에 따른 물질의 기전력 변화를 이용한 서보파일(thermopile) 방식의 적외선 검출기 등으로 분류될 수 있다. 고해상도가 요구되는 응용 분야에서는 많은 픽셀들을 작은 면적 내에 집적하기 용이한 볼로미터 방식의 적외선 검출기가 주로 사용되지만, 저가형 이나 적은 픽셀들만 필요한 응용 분야에서는 제작하기가 쉽고 안정적인 서보파일 방식의 적외선 검출기가 많이 사용된다.
직렬로 연결된 복수의 열전쌍(thermocouple)를 포함하는 서보파일 방식의 적외선 검출기는 열전 효과(thermoelectric effect)를 이용하여 열접점(hot junction)과 냉접점(cold junction) 사이의 온도차에 의해 발생되는 기전력을 측정한다. 이러한 서모파일 방식의 적외선 검출기는 적외선 대역의 파장을 가지는 빛을 흡수하여 열로 변환하는 적외선 흡수체를 포함한다. 상기 적외선 흡수체에 흡수되는 광량은 적외선 흡수체의 면적에 비례하게 되며, 광 흡수에 의한 열은 상기 적외선 흡수체 전체에서 발생하게 된다. 일반적으로, 적외선 흡수체의 채움인자(filling factor)를 크게 하여야 입사되는 에너지를 많이 흡수할 수 있다. 하지만, 적외선 흡수체는 열접점에만 열을 전달하여야 하므로 적외선 흡수체의 크기가 커질수록 열접점과 냉접점 사이의 유효 거리는 짧아지게 되어 열손실이 커지게 되므로, 채움인자를 크게 하는데에는 한계가 있다.
서모파일(thermopile) 방식의 적외선 검출기 및 이를 포함하는 적외선 이미지 센서를 제공한다.
일 측면에 있어서,
기판;
상기 기판 상에 마련되는 것으로, 플라즈몬 공진기(plasmonic resonator) 또는 메타물질 공진기(metamaterial resonator)를 포함하는 적어도 하나의 적외선 흡수체(infrared absorber); 및
상기 적어도 하나의 적외선 흡수체에 의해 발생된 열에너지를 전달받아 기전력을 발생시키는 복수의 열전쌍(thermocouple);을 포함하는 적외선 검출기가 제공된다.
상기 기판에는 캐비티가 소정 깊이로 형성되거나 또는 관통공이 형성될 수 있다. 상기 캐비티 내에는 입사되는 적외선을 반사시키는 미러층이 더 마련될 수 있다. 이러한 미러층은 상기 캐비티의 바닥면 상에 마련될 수 있다.
상기 기판은 일체로 형성될 수 있다. 한편, 상기 기판은 제1 기판과, 상기 제1 기판 상에 마련되는 것으로 상기 캐비티를 포함하는 제2 기판을 포함할 수도 있다.
상기 적어도 하나의 적외선 흡수체는 서로 이격된 복수의 적외선 흡수체를 포함하고, 상기 적외선 흡수체들 사이에는 복수의 열전쌍들이 서로 연결되도록 마련될 수 있다. 여기서, 상기 열전쌍들의 연결부분을 지지하도록 상기 캐비티 또는 상기 관통공의 내부에는 적어도 하나의 포스트(post)가 마련될 수 있다. 상기 포스트 상에 상기 열전쌍들의 냉접점들(cold junctions)이 위치할 수 있다.
상기 적어도 하나의 적외선 흡수체와 상기 열전쌍들 사이에는 상기 적어도 하나의 적외선 흡수체에 의해 발생된 열에너지를 상기 열전쌍들 쪽으로 전달하는 적어도 하나의 열전도층이 더 마련될 수 있다. 상기 적어도 하나의 열전도층 각각에 하나의 적외선 흡수체가 마련될 수 있다. 또한, 상기 적어도 하나의 열전도층 각각에 복수의 적외선 흡수체가 마련될 수 있다.
상기 열전도층은 열전도성 절연물질 또는 금속을 포함할 수 있다. 상기 기판 상에는 상기 열전쌍들 및 상기 적어도 하나의 열전도층을 지지하는 지지층이 더 마련될 수 있다.
상기 적어도 하나의 적외선 흡수체는 상기 열전쌍들과 직접 접하도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 기판 상에는 상기 적어도 하나의 적외선 흡수체 및 상기 열전쌍들을 지지하는 지지층이 더 마련될 수 있다.
상기 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기는 Au, Ti, Al, Cu, Pt, Ag, Ni 및 Cr 으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 금속 물질을 포함할 수 있다. 상기 복수의 열전쌍은 직렬로 연결되도록 마련될 수 있다.
실시예들에 따른 서모파일 방식의 적외선 검출기는 적외선 흡수체로 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기를 사용함으로써 적외선 흡수율을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 적외선 검출기의 감도를 향상시킬 수 있다. 그리고, 상기한 적외선 검출기를 복수개로 사용하여 적외선 이미지 센서를 제작하게 되면 품질이 우수한 열 화상을 얻을 수 있다. 또한, 복수개의 적외선 흡수체를 사용하여 작은 크기의 픽셀들을 가지는 적외선 검출기를 구현할 수 있다. 실시예들은 적외선 흡수로 발생한 열에너지를 이용하여 검출하는 모든 응용 분야에 적용될 수 있다. 그리고, 실시예들은 예를 들면 테라헤르츠 검출기, 테라헤르츠 이미지 센서 등과 같은 테라헤르츠 파를 검출하는 응용 분야에도 적용될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 적외선 검출기를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 적외선 검출기의 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 기판의 변형예를 포함하는 적외선 검출기를 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 열전도층의 변형예를 포함하는 적외선 검출기를 도시한 것이다.
도 5는 다른 예시적인 실시예에 따른 적외선 검출기를 도시한 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 적외선 검출기의 단면도이다.
도 7은 다른 예시적인 실시예에 따른 적외선 검출기를 도시한 단면도이다.
도 8은 다른 예시적인 실시예에 따른 적외선 검출기를 도시한 단면도이다.
도 9는 다른 예시적인 실시예에 따른 적외선 검출기를 도시한 단면도이다.
도 10은 다른 예시적인 실시예에 따른 적외선 검출기를 도시한 평면도이다.
도 11은 다른 예시적인 실시예에 따른 적외선 검출기를 도시한 평면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 적외선 검출기의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세히 설명한다. 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 서모파일 방식의 적외선 검출기(100)를 도시한 평면도이다. 그리고, 도 2는 도 1에 도시된 적외선 검출기(100)의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 적외선 검출기(100)는 기판(110)과, 적외선을 흡수하여 열에너지를 발생시키는 적외선 흡수체(infrared absorber,130))와, 상기 적외선 흡수체(130)로부터 열에너지를 전달받아 기전력을 발생시키는 복수의 열전쌍(thermocouple,120)을 포함한다. 상기 기판(110)에는 캐비티(115)가 소정 깊이로 형성되어 있다. 상기 캐비티(115) 내에는 예를 들면, 진공, 공기 또는 이외에 열전달 계수가 낮은 다른 기체로 채워질 수 있다. 여기서, 상기 캐비티(115)의 형상 및 깊이는 다양하게 변형될 수 있다. 이러한 기판(110)은 히트 싱크(heat sink) 역할을 할 수 있다. 상기 기판(110)은 예를 들면, 실리콘으로 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 물질을 포함할 수 있다. 상기 기판(110)은 일체로 형성될 수 있다. 한편, 도 3에 도시된 바와 같이 기판(110')은 제1 기판(111)과, 상기 제1 기판(111) 상에 마련되는 것으로 상기 캐비티(115)가 형성된 제2 기판(112)으로 구성될 수도 있다.
상기 기판(110) 상에는 지지층(support layer,140)이 마련될 수 있다. 상기 지지층(140)은 캐비티(115)를 덮도록 기판(110) 상에 마련될 수 있다. 이러한 지지층(140)은 열전쌍들(120) 및 후술하는 열전도층(150)을 지지하는 역할을 할 수 있다. 지지층(140)은 낮은 열전도도를 가지는 물질을 포함할 수 있다. 이와 같이, 낮은 열전도도를 가지는 물질로 지지층(140)을 형성하게 되면, 그 위에 마련되는 열전쌍(120)의 열접점과 냉접점 사이의 열저항을 크게 할 수 있다. 상기 지지층(140)은 예를 들면 실리콘 질화물 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 지지층(140) 상에는 복수의 열전쌍(120)이 배열되어 있다. 여기서, 상기 열전쌍들(120)은 직렬로 연결되도록 마련될 수 있다. 이러한 열전쌍들(120) 각각은 그 양단에 마련된 열접접(hot junction)과 냉접점(cold junction)을 포함한다. 여기서, 상기 열접점과 냉접점 사이의 온도차에 의해 기전력이 발생하게 된다. 이러한 열전쌍들(120) 각각은 예를 들면, n형 실리콘과 p형 실리콘을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 한편, 상기 지지층(140) 상에는 열전쌍들(120)로부터 발생된 기전력을 출력시키기 위한 한 쌍의 전기 패드(electric pad,170a,170b)가 마련될 수 있다.
상기 지지층(140) 상에는 적외선 흡수체(130)로부터 발생된 열에너지를 열전쌍들(120) 쪽으로 전달하는 열전도층(150)이 더 마련될 수 있다. 상기 열전도층(150)의 상면에 적외선 흡수체(130)가 마련되며, 상기 열전도층(150)의 가장 자리가 열전쌍들(120)의 열접점들과 접하도록 마련될 수 있다. 이러한 열전도층(150)은 적외선 흡수체(130)로부터 발생된 열에너지를 열전쌍들(120)의 열접점들에 균일하게 전달하는 역할을 한다. 상기 열전도층(150)은 예를 들면, 열전도성 절연물질을 포함할 수 있다. 하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 열전도층(150)은 적외선 흡수체(130)의 설계 조건에 따라 금속을 포함할 수도 있다. 상기 열전도층(150)은 가능한 한 열질량(thermal mass)를 감소시키기 위해 열전쌍들(120)의 열접점들에 열에너지를 전달할 수 있는 최소한의 크기를 가질 수 있다. 이러한 열전도층(150)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 도 1에는 상기 열전도층(150)이 사각형의 형상을 가지는 경우가 예시적으로 도시되어 있다. 이외에도 도 4에 도시된 바와 같이 열전도층(150')이 십자 형상을 가질 수도 있으며, 도 5에 도시된 봐와 같이 열전도층(150")이 원형을 가질 수도 있다. 하지만, 이는 단지 예시적인 것으로, 상기 열전도층(150)은 이외에도 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 열전도층(150) 상에는 입사된 적외선을 흡수하여 열에너지를 발생시키는 적외선 흡수체(130)가 마련되어 있다. 이러한 적외선 흡수체(130)는 기판(110)에 형성된 캐비티(115)의 상부에 위치할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 적외선 흡수체(130)는 플라즈몬 공진기(plasmonic resonator) 또는 메타물질 공진기(metamaterial resonator)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 서모파일 방식 적외선 검출기의 감도(sensitivity)는 R = n×α×Rth×η 라는 수식에 의해 정해진다. 여기서, R는 적외선 검출기의 감도(=발생 전압/입사광의 전력), n은 사용된 열전쌍들의 개수, α는 Seebeck 상수, Rth는 열전쌍의 열접점과 냉접점 사이의 열저항, η 는 적외선 흡수체의 적외선 흡수율을 의미한다. 본 실시예에서는 적외선 흡수체(130)로 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기를 사용함으로써 적외선 흡수율(η)을 크게 할 수 있고, 이에 따라 서모파일 방식 적외선 검출기(100)의 감도를 향상시킬 수 있다.
상기 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기는 관심 파장 대역(예를 들면, 대략 8㎛ ~ 14㎛의 적외선 파장 대역)에서 국부적인 표면 플라즈몬 공명을 일으킴으로써 적외선을 흡수할 수 있다. 이러한 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기를 적외선 흡수체(130)로 사용하게 되면 광학적 흡수 단면적이 기하학적 흡수 단면적보다 커지게 되고, 이에 따라 작은 크기의 적외선 흡수체(130)가 사용되어도 높은 적외선 흡수율을 얻을 수 있게 된다. 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기를 적외선 흡수체(130)로 사용하는 경우, 광학적 흡수 단면적이 기하하적 흡수 단면적 보다 예를 들면 대략 5배 이상 커질 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 이러한 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기는 Au, Ti, Al, Cu, Pt, Ag, Ni 및 Cr 으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 금속 물질을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기는 입사되는 적외선의 에너지를 최대한 흡수할 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있다. 도 1에서는 적외선 흡수체(130)로 사용된 플라즈마 공진기 또는 메타물질 공진기가 길이가 같은 두 개의 막대가 서로 교차하는 십자 구조를 가지는 경우가 예시적으로 도시되어 있다. 이 경우, 플라즈마 공진기 또는 메타물질 공진기는 관심 파장 대역 내에서 하나의 공진 중심 파장을 가질 수 있다. 한편, 상기 플라즈마 공진기 또는 메타물질 공진기가 길이가 서로 다른 복수의 막대가 수평 및 수직으로 배열된 구조를 가지는 경우에는 상기 플라즈마 공진기 또는 메타물질 공진기는 관심 파장 대역 내에서 두 개 이상의 공진 중심 파장을 가짐으로써 적외선의 흡수 에너지를 증가시킬 수 있다. 이외에도 상기 플라즈마 공진기 또는 메타물질 공진기는 다양한 구조를 가질 수 있다.
그리고, 상기 기판(110)에 형성된 캐비티(112)의 내부에는 미러층(mirror layer,160)이 마련될 수 있다. 상기 미러층(160)은 캐비티(115)의 바닥면 상에 더 마련될 수 있다. 이러한 미러층(160)은 입사되는 적외선을 적외선 흡수체(130) 쪽으로 반사시키는 역할을 한다. 상기 미러층(160)은 적외선 반사율이 높은 물질, 예를 들면 금속을 포함할 수 있다. 하지만 이에 한정되지 않는다. 상기 미러층(160)은 적외선이 투과할 수 없는 두께를 가질 수 있다. 상기 미러층(160)은 예를 들면 대략 200nm 이상의 두께를 가질 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 한편, 상기 미러층(160)은 캐비티(115)의 바닥면 상에 마련되지 않을 수도 있다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 서모파일 방식의 적외선 검출기(100)는 적외선 흡수체(130)로 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기를 사용함으로써 적외선 흡수율을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 적외선 검출기(100)의 감도를 향상시킬 수 있다. 그리고, 상기한 적외선 검출기(100)를 복수개로 사용하여 적외선 이미지 센서를 제작하게 되면 품질이 우수한 열 화상(thermal image)을 얻을 수 있다. 이러한 적외선 검출기(100)는 적외선 흡수로 발생한 열에너지를 이용하여 검출하는 모든 응용 분야에 적용될 수 있다. 한편, 이상에서는 관심 파장 대역이 적외선 파장 영역인 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 본 실시예는 예를 들면 테라헤르츠 검출기, 테라헤르츠 이미지 센서 등과 같은 테라헤르츠 파를 검출하는 응용 분야에도 적용될 수 있다.
도 5는 다른 예시적인 실시예에 따른 서모파일 방식의 적외선 검출기(200)를 도시한 평면도이다. 그리고, 도 6은 도 5에 도시된 적외선 검출기(200)의 단면도이다. 이하에서는 전술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 적외선 검출기(200)는 캐비티(215)가 소정 깊이로 형성된 기판(210)과, 적외선을 흡수하여 열에너지를 발생시키는 적외선 흡수체(230))와, 상기 적외선 흡수체(230)로부터 열에너지를 전달받아 기전력을 발생시키는 복수의 열전쌍(220)을 포함한다. 상기 기판(210)에 형성된 캐비티(215) 내에는 예를 들면, 진공, 공기 또는 이외에 열전달 계수가 낮은 다른 기체로 채워질 수 있다. 상기 기판(210)은 예를 들면, 실리콘으로 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 물질을 포함할 수 있다. 상기 기판(210)은 일체로 형성될 수 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이 기판(110')이 제1 및 제2 기판(111)으로 구성될 수도 있다.
상기 기판(210) 상에는 열전쌍들(220) 및 적외선 흡수체(230)를 지지하는 지지층(240)마련될 수 있다. 이러한 지지층(240)은 낮은 열전도도를 가지는 물질, 예를 들면 실리콘 질화물 등을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 지지층(240) 상에는 직렬로 연결된 복수의 열전쌍(220)이 배열되어 있다. 이러한 열전쌍들(220) 각각은 그 양단에 마련된 열접점과 냉접점을 포함한다. 그리고, 상기 지지층(240) 상에는 열전쌍들(220)로부터 발생된 기전력을 출력시키기 위한 한 쌍의 전기 패드(270a,270b)가 마련될 수 있다.
상기 지지층(240) 상에는 입사된 적외선을 흡수하여 열에너지를 발생시키는 적외선 흡수체(230)가 마련되어 있다. 이러한 적외선 흡수체(230)는 기판(210)에 형성된 캐비티(215)의 상부에 위치할 수 있다. 여기서, 상기 적외선 흡수체(230)는 그 가장자리 부분이 열전쌍들(220)(구체적으로, 열접점들)과 직접 접하도록 마련될 수 있다. 이에 따라, 적외선 흡수체(230)로부터 발생되는 열에너지는 열전쌍들(220)의 열접점들에 직접 전달될 수 있다. 상기 적외선 흡수체(230)는 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기를 적외선 흡수체(230)로 사용하게 되면, 적외선 흡수율을 높일 수 있고, 이에 따라 적외선 검출기(200)의 감도를 향상시킬 수 있다. 상기 적외선 흡수체(230)는 설계 조건에 따라 다양한 구조를 가질 수 있다. 도 5에는 상기 적외선 흡수체(230)가 십자 구조를 가지는 경우가 예시적으로 도시되어 있으며, 이외에도 상기 적외선 흡수체(230)는 다양한 구조를 가질 수 있다.
상기 기판(210)에 형성된 캐비티(215)의 바닥면 상에는 미러층(260)이 마련될 수 있다. 이러한 미러층(260)은 입사되는 적외선을 적외선 흡수체(230) 쪽으로 반사시키는 역할을 한다. 상기 미러층(260)은 적외선 반사율이 높은 물질, 예를 들면 금속을 포함할 수 있다. 하지만 이에 한정되지 않는다. 상기 미러층(260)은 적외선이 투과할 수 없는 두께, 예를 들면 대략 200nm 이상의 두께를 가질 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 한편, 본 실시예에서 상기 지지층(240)이 기판(210) 상에 마련되지 않는 구성도 가능하다.
도 7은 다른 예시적인 실시예에 따른 서모파일 방식의 적외선 검출기(300)를 도시한 단면도이다. 도 7에 도시된 적외선 검출기(300)는 기판(310)에 형성된 캐비티(315)의 바닥면 상에 미러층이 마련되어 있지 않는다는 점을 제외하곤 도 6에 도시된 적외선 검출기(200)와 그 구조가 동일하다.
도 7을 참조하면, 적외선 검출기(300)는 캐비티(315)가 소정 깊이로 형성된 기판(310)과, 적외선을 흡수하여 열에너지를 발생시키는 적외선 흡수체(330))와, 상기 적외선 흡수체(330)로부터 열에너지를 전달받아 기전력을 발생시키는 복수의 열전쌍(320)을 포함한다. 상기 기판(310)은 일체로 형성될 수 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이 기판(110')이 제1 및 제2 기판(111)으로 구성될 수도 있다.
상기 기판(310) 상에는 열전쌍들(320) 및 적외선 흡수체(330)를 지지하는 것으로, 낮은 열전도도를 가지는 물질로 이루어진 지지층(340)이 마련될 수 있다. 상기 지지층(340) 상에는 직렬로 연결된 복수의 열전쌍(320)이 배열되어 있다. 이러한 열전쌍들(320) 각각은 그 양단에 마련된 열접접과 냉접점을 포함한다. 그리고, 상기 지지층(340) 상에는 열전쌍들(320)로부터 발생된 기전력을 출력시키기 위한 한 쌍의 전기 패드(미도시)가 마련될 수 있다. 상기 지지층(340) 상에는 입사된 적외선을 흡수하여 열에너지를 발생시키는 적외선 흡수체(330)가 마련되어 있다. 이러한 적외선 흡수체(330)는 기판(310)에 형성된 캐비티(315)의 상부에 위치할 수 있다. 여기서, 상기 적외선 흡수체(330)는 그 가장자리 부분이 열전쌍들(320)(구체적으로, 열접점들)과 직접 접하도록 마련될 수 있다. 상기 적외선 흡수체(330)는 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기를 포함할 수 있다. 상기 적외선 흡수체(330)는 설계 조건에 따라 다양한 구조를 가질 수 있다. 한편, 본 실시예에서, 상기 지지층(340)은 도 9에 도시된 바와 같이 기판(310) 상에 마련되지 않는 구성도 가능하다. 본 실시예에 따른 적외선 검출기(300)에서는 캐비티(315)의 바닥면에 미러층이 마련되어 있지 않아 도 6에 도시된 적외선 검출기(200)에 비해 감도가 낮아질 순 있지만, 제작 공정이 단순해지는 장점이 있다.
도 8은 다른 예시적인 실시예에 따른 서모파일 방식의 적외선 검출기(700)를 도시한 단면도이다. 도 8에 도시된 적외선 검출기(700)는 기판(710)에 캐비티 대신 관통공(715)이 형성되어 있다는 점을 제외하곤 도 7에 도시된 적외선 검출기(300)와 그 구조가 동일하다.
도 8을 참조하면, 적외선 검출기(700)는 관통공(715)이 형성된 기판(710)과, 적외선을 흡수하여 열에너지를 발생시키는 적외선 흡수체(730))와, 상기 적외선 흡수체(730)로부터 열에너지를 전달받아 기전력을 발생시키는 복수의 열전쌍(720)을 포함한다. 상기 기판(710) 상에는 열전쌍들(720) 및 적외선 흡수체(730)를 지지하는 것으로, 낮은 열전도도를 가지는 물질로 이루어진 지지층(740)이 마련될 수 있다. 상기 지지층(740) 상에는 직렬로 연결된 복수의 열전쌍(720)이 배열되어 있다. 이러한 열전쌍들(720) 각각은 그 양단에 마련된 열접접과 냉접점을 포함한다. 그리고, 상기 지지층(740) 상에는 열전쌍들(720)로부터 발생된 기전력을 출력시키기 위한 한 쌍의 전기 패드(미도시)가 마련될 수 있다. 상기 지지층(740) 상에는 입사된 적외선을 흡수하여 열에너지를 발생시키는 적외선 흡수체(730)가 마련되어 있다. 이러한 적외선 흡수체(730)는 기판(710)에 형성된 관통공(715)의 상부에 위치할 수 있다. 여기서, 상기 적외선 흡수체(730)는 그 가장자리 부분이 열전쌍들(720)(구체적으로, 열접점들)과 직접 접하도록 마련될 수 있다. 상기 적외선 흡수체(730)는 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기를 포함할 수 있다. 상기 적외선 흡수체(730)는 설계 조건에 따라 다양한 구조를 가질 수 있다. 한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 상기 적외선 흡수체(730)와 상기 열전쌍들(720) 사이에는 적외선 흡수체(730)로부터 발생된 열에너지를 열전쌍들(720) 쪽으로 전달하는 열전도층(750)이 더 마련될 수도 있으며, 상기 지지층(740)은 도 9에 도시된 바와 같이 기판(710) 상에 마련되지 않을 수도 있다.
도 9는 다른 예시적인 실시예에 따른 서모파일 방식의 적외선 검출기(400)를 도시한 단면도이다. 도 9에 도시된 적외선 검출기(400)는 기판(410) 상에 지지층이 마련되어 있지 않다는 점을 도 2에 도시된 적외선 검출기(100)와 그 구조가 동일하다.
도 9를 참조하면, 적외선 검출기(400)는 캐비티(415)가 소정 깊이로 형성된 기판(410)과, 적외선을 흡수하여 열에너지를 발생시키는 적외선 흡수체(430))와, 상기 적외선 흡수체(430)로부터 열에너지를 전달받아 기전력을 발생시키는 복수의 열전쌍(420)을 포함한다. 상기 기판(410)은 일체로 형성될 수 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이 기판(110')이 제1 및 제2 기판(111)으로 구성될 수도 있다.
상기 기판(410) 상에는 직렬로 연결된 복수의 열전쌍(420)이 배열되어 있다. 상기 열전쌍들(420) 각각은 그 양단에 마련된 열접접과 냉접점을 포함한다. 여기서, 상기 열전쌍들(420)의 냉접점들이 기판(410)의 상면 가장자리에 접하도록 마련되어 있다. 그리고, 열전쌍들(420)의 열접점들은 후술하는 열전도층(450)과 접하도록 마련되어 있다. 상기 기판(410)의 상면 가장자리에는 열전쌍들(420)로부터 발생된 기전력을 출력시키기 위한 한 쌍의 전기 패드(미도시)가 마련될 수 있다.
상기 기판(410)의 캐비티(415) 상부에는 입사된 적외선을 흡수하여 열에너지를 발생시키는 적외선 흡수체(430)가 마련되어 있다. 상기 적외선 흡수체(430)는 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기를 포함할 수 있다. 상기 적외선 흡수체(430)는 설계 조건에 따라 다양한 구조를 가질 수 있다. 그리고, 상기 적외선 흡수체(430)와 상기 열전쌍들(420) 사이에는 적외선 흡수체(430)로부터 발생된 열에너지는 열전쌍들(420) 쪽으로 전달하는 열전도층(450)이 마련되어 있다. 여기서, 상기 열전도층(450)의 가장자리가 열전쌍들(420)의 열접점들과 접하도록 마련될 수 있다. 이러한 열전도층(450)은 적외선 흡수체(430)로부터 발생된 열에너지를 열전쌍들(420)의 열접점들에 균일하게 전달하는 역할을 한다. 상기 열전도층(450)은 예를 들면, 열전도성 절연물질을 포함할 수 있다. 하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 열전도층(450)은 적외선 흡수체(430)의 설계 조건에 따라 금속을 포함할 수도 있다. 이러한 열전도층(450)은 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 기판(410)에 형성된 캐비티(415)의 바닥면 상에는 미러층(460)이 마련될 수 있다. 이러한 미러층(460)은 입사되는 적외선을 적외선 흡수체(430) 쪽으로 반사시키는 역할을 한다. 상기 미러층(460)은 적외선 반사율이 높은 물질, 예를 들면 금속을 포함할 수 있다. 하지만 이에 한정되지 않는다. 상기 미러층(460)은 예를 들면 대략 200nm 이상의 두께를 가질 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 한편, 본 실시예에서, 상기 미러층(460)은 캐비티(415)의 바닥면 상에 마련되지 않을 수도 있다.
도 10은 다른 예시적인 실시예에 따른 서모파일 방식의 적외선 검출기(500)를 도시한 평면도이다. 도 10에 도시된 적외선 검출기(500)는 복수의 적외선 흡수체(530)를 포함한다는 점을 제외하면 전술한 실시예들과 유사하다.
도 10을 참조하면, 적외선 검출기(500)는 캐비티(515)가 소정 깊이로 형성된 기판(510)과, 적외선을 흡수하여 열에너지를 발생시키는 복수의 적외선 흡수체(530))와, 상기 적외선 흡수체들(530)로부터 열에너지를 전달받아 기전력을 발생시키는 복수의 열전쌍(520)을 포함한다. 상기 기판(510)에 형성된 캐비티(515)의 바닥면 상에는 적외선을 반사시키는 미러층(미도시)이 마련되어 있을 수 있다. 한편, 상기 미러층은 마련되지 않을 수도 있다. 상기 기판(510)은 일체로 형성될 수 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이 기판(110')이 제1 및 제2 기판(111)으로 구성될 수도 있다. 한편, 상기 기판(510)에는 캐비티(515) 대신 도 8에 도시된 바와 같이 관통공이 형성될 수도 있다.
상기 기판(510) 상에는 직렬로 연결된 복수의 열전쌍(520)이 배열되어 있다. 상기 열전쌍들(520) 각각은 그 양단에 마련된 열접접과 냉접점을 포함한다. 여기서, 상기 열전쌍들(520)의 냉접점들이 기판(510)의 상면 가장자리에 접하도록 마련되어 있다. 그리고, 열전쌍들(520)의 열접점들은 후술하는 열전도층(550)과 접하도록 마련되어 있다. 한편, 상기 기판(510)의 상면 가장자리에는 열전쌍들(520)로부터 발생된 기전력을 출력시키기 위한 한 쌍의 전기 패드(570a,570b)가 마련될 수 있다. 상기 기판(510)의 캐비티(515) 상부에는 입사된 적외선을 흡수하여 열에너지를 발생시키는 복수의 적외선 흡수체(530)가 마련되어 있다. 상기 적외선 흡수체들 (530) 각각은 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기를 포함할 수 있다. 상기 적외선 흡수체들(530) 각각은 설계 조건에 따라 다양한 구조를 가질 수 있다. 도 9에는 상기 적외선 흡수체들(530) 각각이 십자 구조를 가지는 경우가 예시적으로 도시되어 있다.
상기 적외선 흡수체들(530)과 상기 열전쌍들(520) 사이에는 적외선 흡수체들(530)로부터 발생된 열에너지를 열전쌍들(520) 쪽으로 전달하는 열전도층(550)이 마련되어 있다. 여기서, 상기 열전도층(550)의 가장자리가 열전쌍들(520)의 열접점들과 접하도록 마련될 수 있다. 이러한 열전도층(550)은 적외선 흡수체들(530)로부터 발생된 열에너지를 열전쌍들(520)의 열접점들에 균일하게 전달하는 역할을 한다. 상기 열전도층(550)은 예를 들면, 열전도성 절연물질을 포함할 수 있다. 하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 열전도층(550)은 금속을 포함할 수도 있다. 이러한 열전도층(550)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 한편, 도 9에는 도시되어 있지 않지만, 상기 기판(510) 상에는 열전도층(550) 및 열전쌍들(520)을 지지하는 지지층이 더 마련되는 것도 가능하다.
본 실시예에 따른 적외선 검출기(500)는 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기를 포함하는 적외선 흡수체(530)를 복수개로 포함함으로써 광학적 흡수 단면적을 보다 크게 할 수 있고, 광 흡수율을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 보통 사이즈(예를 들면, 100×100 ㎛2)의 픽셀 보다 작은 픽셀을 가지는 적외선 검출기(500)를 구현할 수 있다.
도 11은 다른 예시적인 실시예에 따른 적외선 검출기(600)를 도시한 평면도이다. 그리고, 도 12는 도 11에 도시된 적외선 검출기(600)의 단면도이다.
도 11 및 도 12을 참조하면, 적외선 검출기(600)는 캐비티(615)가 소정 깊이로 형성된 기판(610)과, 서로 이격되게 마련되는 복수의 적외선 흡수체(630))와, 상기 적외선 흡수체들(630) 각각으로부터 열에너지를 전달받아 기전력을 발생시키는 복수의 열전쌍(620)을 포함한다. 여기서, 상기 적외선 흡수체들(630) 사이에는 열전쌍들(620)이 서로 직렬로 연결되도록 마련되어 있으며, 이러한 상기 열전쌍들(620)의 연결부분은 캐비티(615) 내에 마련된 적어도 하나의 포스트(post,680)에 의해 지지될 수 있다. 상기 기판(610)에 형성된 캐비티(165)의 바닥면 상에는 적외선을 반사시키는 미러층(660)이 마련될 수 있다. 한편, 상기 미러층(660)은 마련되지 않을 수도 있다. 그리고, 상기 기판(610)은 일체로 형성될 수 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이 기판(110')이 제1 및 제2 기판(111)으로 구성될 수도 있다. 한편, 상기 기판(610)에는 캐비티(615) 대신 도 8에 도시된 바와 같이 관통공이 형성될 수도 있다.
상기 적외선 흡수체들(630) 각각은 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기를 포함할 수 있다. 상기 적외선 흡수체들(630) 각각은 설계 조건에 따라 다양한 구조를 가질 수 있다. 도 10에는 상기 적외선 흡수체들(630) 각각이 십자 구조를 가지는 경우가 예시적으로 도시되어 있다. 상기 적외선 흡수체들(630)에 대응하는 복수의 열전도층(650)이 마련될 수 있다. 상기 열전도층들(650)은 적외선 흡수체들(630)로부터 발생된 열에너지는 열전쌍들(620)에 균일하게 전달하는 역할을 한다. 상기 적외선 흡수체들(630) 각각은 열전도층들(650) 각각에 마련되어 있으며, 이러한 열전도층들(650)의 가장자리가 열전쌍들(620)의 열접점들과 접하도록 마련되어 있다. 한편, 본 실시예에서, 상기 열전도층들(650)이 마련되지 않고, 상기 적외선 흡수체들(630)이 열전쌍들(620)과 직접 접하도록 마련되는 것도 가능한다.
서로 이격된 적외선 흡수체들(630) 사이에는 열전쌍들(620)이 직렬로 연결되어 있다. 상기 열전쌍들(620)의 연결 부분은 캐비티(615) 내에 마련된 적어도 하나의 포스트(680)에 의해 지지될 수 있다. 여기서, 상기 열전쌍들(620)의 냉접점들이 상기 포스트(680)의 상면에 접하도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 열전쌍들(620)의 열접점들은 열전도층들(650) 이나 적외선 흡수체들(630)와 접하도록 마련될 수 있다. 상기 포스트(680)는 히트 싱크 역할을 할 수 있도록 열전도성이 큰 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 적외선 흡수체들(630)로부터 발생된 열에너지는 기판(610) 및 포스트(680)를 통해 효과적으로 방출될 수 있다. 한편, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 상기 기판(610) 상에는 열전도층들(650) 및 열전쌍들(620)을 지지하는 지지층이 더 마련되는 것도 가능하다. 또한, 상기 기판(610)에 관통공(미도시)이 형성되어 있는 경우, 상기 적어도 하나의 포스트(680)는 상기 관통공의 내부에 마련될 수 있다. 이와 같은 구조의 적외선 검출기(600)는 서로 이격된 복수개의 적외선 흡수체(630)를 포함함으로써 광 흡수율을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 작은 픽셀을 가지는 적외선 검출기(600)를 구현할 수 있다. 이상에서 예시적인 실시예들을 통하여 기술적 내용을 설명하였으나, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100,200,300,400,500,600,700... 적외선 검출기
110,210,310,410,510,610.710... 기판
111... 제1 기판 112... 제2 기판
115,215,315,415,515,615... 캐비티
120,220,320,420,520,620,720... 열전쌍
130,230,330,430,530,630,730... 적외선 흡수체
140,240,340,740... 지지층
150,450,550,650... 열전도층
715... 관통공

Claims (25)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 마련되는 것으로, 플라즈몬 공진기(plasmonic resonator) 또는 메타물질 공진기(metamaterial resonator)를 포함하는 적어도 하나의 적외선 흡수체(infrared absorber); 및
    상기 적어도 하나의 적외선 흡수체에 의해 발생된 열에너지를 전달받아 기전력을 발생시키는 복수의 열전쌍(thermocouple);을 포함하는 적외선 검출기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판에는 캐비티가 소정 깊이로 형성되거나 또는 관통공이 형성된 적외선 검출기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 캐비티 내에 마련되는 것으로, 입사되는 적외선을 반사시키는 미러층을 더 포함하는 적외선 검출기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 미러층은 상기 캐비티의 바닥면 상에 마련되는 적외선 검출기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판은 일체로 형성된 적외선 검출기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판은 제1 기판과, 상기 제1 기판 상에 마련되는 것으로 상기 캐비티를 포함하는 제2 기판을 포함하는 적외선 검출기.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 적외선 흡수체는 서로 이격된 복수의 적외선 흡수체를 포함하고, 상기 적외선 흡수체들 사이에는 복수의 열전쌍들이 서로 연결되도록 마련되는 적외선 검출기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 열전쌍들의 연결부분을 지지하도록 상기 캐비티 또는 상기 관통공의 내부에 마련되는 적어도 하나의 포스트(post)를 더 포함하는 적외선 검출기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 포스트 상에는 상기 열전쌍들의 냉접점들(cold junctions)이 위치하는 적외선 검출기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 적외선 흡수체와 상기 열전쌍들 사이에 마련되어 상기 적어도 하나의 적외선 흡수체에 의해 발생된 열에너지를 상기 열전쌍들 쪽으로 전달하는 적어도 하나의 열전도층을 더 포함하는 적외선 검출기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 열전도층 각각에 하나의 적외선 흡수체가 마련되는 적외선 검출기.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 열전도층 각각에 복수의 적외선 흡수체가 마련되는 적외선 검출기.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 열전도층은 열전도성 절연물질 또는 금속을 포함하는 적외선 검출기.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 상에 마련되어 상기 열전쌍들 및 상기 적어도 하나의 열전도층을 지지하는 지지층을 더 포함하는 적외선 검출기.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 적외선 흡수체는 상기 열전쌍들과 직접 접하도록 마련되는 적외선 검출기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 기판 상에 마련되어 상기 적어도 하나의 적외선 흡수체 및 상기 열전쌍들을 지지하는 지지층을 더 포함하는 적외선 검출기.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈몬 공진기 또는 메타물질 공진기는 Au, Ti, Al, Cu, Pt, Ag, Ni 및 Cr 으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 금속 물질을 포함하는 적외선 검출기.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 열전쌍은 직렬로 연결되도록 마련되는 적외선 검출기.
  19. 제 1 항에 기재된 적외선 검출기를 포함하는 적외선 이미지 센서.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 적외선 검출기는 상기 적어도 하나의 적외선 흡수체와 상기 열전쌍들 사이에 마련되어 상기 적어도 하나의 적외선 흡수체에 의해 발생된 열에너지를 상기 열전쌍들 쪽으로 전달하는 적어도 하나의 열전도층을 더 포함하는 적외선 이미지 센서.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 기판에는 캐비티가 소정 깊이로 형성되거나 또는 관통공이 형성된 적외선 검출기.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 적외선 검출기는 상기 캐비티 내에 마련되는 것으로, 입사되는 적외선을 반사시키는 미러층을 더 포함하는 적외선 이미지 센서.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 적외선 흡수체는 그 사이가 복수의 열전쌍으로 연결된 서로 이격된 복수의 적외선 흡수체를 포함하고, 상기 캐비티 또는 상기 관통공의 내부에는 상기 열전쌍들의 연결부분을 지지하는 적어도 하나의 포스트가 마련되는 적외선 이미지 센서.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 적외선 흡수체는 상기 열전쌍들과 직접 접하도록 마련되는 적외선 이미지 센서.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 적외선 검출기는 상기 기판 상에 마련되어 상기 적어도 하나의 흡수체와 상기 열전쌍들을 지지하는 지지층을 더 포함하는 적외선 이미지 센서.
KR1020130003139A 2013-01-10 2013-01-10 적외선 검출기 및 적외선 이미지 센서 Active KR101910575B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130003139A KR101910575B1 (ko) 2013-01-10 2013-01-10 적외선 검출기 및 적외선 이미지 센서
US14/143,442 US9171885B2 (en) 2013-01-10 2013-12-30 Infrared detector and infrared image sensor including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130003139A KR101910575B1 (ko) 2013-01-10 2013-01-10 적외선 검출기 및 적외선 이미지 센서

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140090909A true KR20140090909A (ko) 2014-07-18
KR101910575B1 KR101910575B1 (ko) 2018-10-22

Family

ID=51420571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130003139A Active KR101910575B1 (ko) 2013-01-10 2013-01-10 적외선 검출기 및 적외선 이미지 센서

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9171885B2 (ko)
KR (1) KR101910575B1 (ko)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170024456A (ko) 2015-08-25 2017-03-07 삼성전기주식회사 적외선 검출기 및 이를 포함한 온도 센서
CN108007580A (zh) * 2017-12-27 2018-05-08 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 基于SiC热电材料的高温热流传感器及其制备方法
KR20180103663A (ko) * 2017-03-08 2018-09-19 한국전자통신연구원 열전소자
CN110011068A (zh) * 2019-04-26 2019-07-12 内蒙古大学 一种频率可主动调谐的太赫兹超材料吸波器及其制造方法
KR20190096260A (ko) * 2018-02-08 2019-08-19 한국전자통신연구원 적외선 센서
KR20200100383A (ko) * 2019-02-18 2020-08-26 국방과학연구소 히트싱크용 모듈형 열메타물질 및 이를 포함하는 히트싱크
CN113428833A (zh) * 2021-07-19 2021-09-24 瑶芯微电子科技(上海)有限公司 Mems热电堆红外传感器及制备方法
KR20230001989A (ko) * 2021-06-29 2023-01-05 삼성전자주식회사 열 또는 적외선 감지용 센서 및 이를 포함하는 전자장치
KR20250064410A (ko) * 2023-11-02 2025-05-09 한국과학기술원 Mems 써머파일 소자

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201322970D0 (en) * 2013-12-24 2014-02-12 Melexis Technologies Nv Etching of infrared sensor membrane
DE102016207551B4 (de) * 2016-05-02 2023-07-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Integrierte thermoelektrische Struktur, Verfahren zur Herstellung einer integrierten thermoelektrischen Struktur, Verfahren zum Betrieb derselben als Detektor, thermoelektrischer Generator und thermoelektrisches Peltier-Element
US9915567B2 (en) * 2016-06-28 2018-03-13 Excelitas Technologies Singapore Pte. Ltd. Unreleased thermopile infrared sensor using material transfer method
CN110462377A (zh) * 2016-12-09 2019-11-15 新加坡国立大学 气体传感器mems结构及其制造方法
WO2018106193A1 (en) * 2016-12-09 2018-06-14 National University Of Singapore Gas sensor mems structures and methods of fabrication thereof
WO2019029207A1 (zh) * 2017-08-11 2019-02-14 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种电磁吸收超材料
RU2671295C1 (ru) * 2017-08-17 2018-10-30 Общество с ограниченной ответственностью "ГрафИмпресс" Ячейка термопарного приемника ик изображения
TWI646672B (zh) 2017-12-01 2019-01-01 財團法人工業技術研究院 紅外線感測元件及其製造方法
CN108011030B (zh) * 2017-12-27 2019-12-17 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种SiC热电堆型高温热流传感器及其制备方法
US11810934B2 (en) * 2018-04-03 2023-11-07 Visera Technologies Company Limited Image sensors including insulating layers in different pixel regions having different thicknesses and methods for forming the same
TWI708409B (zh) * 2019-11-06 2020-10-21 新唐科技股份有限公司 半導體裝置與其製造方法
TWI724708B (zh) * 2019-12-24 2021-04-11 財團法人工業技術研究院 具有阻擋元件的微機電紅外光感測裝置
TWI734316B (zh) * 2019-12-24 2021-07-21 新唐科技股份有限公司 熱感測器及其製造方法
US11933670B2 (en) * 2021-08-31 2024-03-19 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus to detect infrared wavelengths using a mechanical resonator with an integrated plasmonic infrared absorber
CN115224184A (zh) * 2022-06-17 2022-10-21 上海烨映微电子科技股份有限公司 基于son的热电红外传感器及制备方法
CN118424465B (zh) * 2024-07-05 2024-09-24 电子科技大学 一种兼容光谱分光芯片和探测器芯片的微系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5773831A (en) * 1997-03-19 1998-06-30 Lockheed Martin Vought Systems Corporation Patch coupled infrared photodetector
US20060180758A1 (en) * 2005-02-15 2006-08-17 Troxell John R Apparatus and method for providing thermal conductance in thermally responsive photonic imaging devices
US20110204231A1 (en) * 2006-08-10 2011-08-25 Technion Research & Development Foundation Ltd. Thermal detection and imaging of electromagnetic radiation
KR20120110561A (ko) * 2011-03-29 2012-10-10 주식회사 지멤스 써모파일 패키지

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3616622B2 (ja) 2002-08-26 2005-02-02 株式会社東芝 赤外線撮像装置
US7329871B2 (en) * 2005-02-04 2008-02-12 Stc.Unm Plasmonic enhanced infrared detector element
JP5283825B2 (ja) 2006-01-25 2013-09-04 浜松ホトニクス株式会社 熱型赤外線検出器
KR20080085798A (ko) 2008-08-05 2008-09-24 이영주 적층형 열화상 센서장치
DE102008041131B4 (de) 2008-08-08 2020-07-30 Robert Bosch Gmbh Thermopile-Sensor zur Detektion von Infrarot-Strahlung
US8618481B2 (en) * 2008-11-21 2013-12-31 Babak NIKOOBAKHT Use of noble metal nanoparticles as light absorbers and heat generators in thermal photodetectors, sensors and microelectromechanical devices
DE102010042108B4 (de) 2010-01-18 2013-10-17 Heimann Sensor Gmbh Thermopile-Infrarot-Sensor in monolithischer Si-Mikromechanik
FR2966925B1 (fr) * 2010-11-03 2012-11-02 Commissariat Energie Atomique Detecteur infrarouge a base de micro-planches bolometriques suspendues

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5773831A (en) * 1997-03-19 1998-06-30 Lockheed Martin Vought Systems Corporation Patch coupled infrared photodetector
US20060180758A1 (en) * 2005-02-15 2006-08-17 Troxell John R Apparatus and method for providing thermal conductance in thermally responsive photonic imaging devices
US20110204231A1 (en) * 2006-08-10 2011-08-25 Technion Research & Development Foundation Ltd. Thermal detection and imaging of electromagnetic radiation
KR20120110561A (ko) * 2011-03-29 2012-10-10 주식회사 지멤스 써모파일 패키지

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170024456A (ko) 2015-08-25 2017-03-07 삼성전기주식회사 적외선 검출기 및 이를 포함한 온도 센서
KR20180103663A (ko) * 2017-03-08 2018-09-19 한국전자통신연구원 열전소자
CN108007580A (zh) * 2017-12-27 2018-05-08 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 基于SiC热电材料的高温热流传感器及其制备方法
KR20190096260A (ko) * 2018-02-08 2019-08-19 한국전자통신연구원 적외선 센서
KR20200100383A (ko) * 2019-02-18 2020-08-26 국방과학연구소 히트싱크용 모듈형 열메타물질 및 이를 포함하는 히트싱크
CN110011068A (zh) * 2019-04-26 2019-07-12 内蒙古大学 一种频率可主动调谐的太赫兹超材料吸波器及其制造方法
CN110011068B (zh) * 2019-04-26 2021-04-02 内蒙古大学 一种频率可主动调谐的太赫兹超材料吸波器及其制造方法
KR20230001989A (ko) * 2021-06-29 2023-01-05 삼성전자주식회사 열 또는 적외선 감지용 센서 및 이를 포함하는 전자장치
CN113428833A (zh) * 2021-07-19 2021-09-24 瑶芯微电子科技(上海)有限公司 Mems热电堆红外传感器及制备方法
KR20250064410A (ko) * 2023-11-02 2025-05-09 한국과학기술원 Mems 써머파일 소자

Also Published As

Publication number Publication date
KR101910575B1 (ko) 2018-10-22
US20140246749A1 (en) 2014-09-04
US9171885B2 (en) 2015-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101910575B1 (ko) 적외선 검출기 및 적외선 이미지 센서
JP6591731B2 (ja) 赤外線検出器
KR101910573B1 (ko) 광대역 광 흡수체를 포함하는 적외선 검출기
US9121761B2 (en) Infrared detectors
JP6093921B1 (ja) 電磁波検出器、電磁波検出器アレイ、およびガス分析装置
KR101922119B1 (ko) 적외선 검출기 및 이를 사용하는 적외선 검출 방법
US7544942B2 (en) Thermal detector for electromagnetic radiation and infrared detection device using such detectors
JP2016061777A (ja) 高い温度安定性の干渉型吸収体を使用する表面微細加工赤外線センサ
KR101902920B1 (ko) 광대역 표면 플라즈몬 공진기를 포함하는 적외선 검출기
US8546757B2 (en) Pixel structure for microbolometer detector
JP4221424B2 (ja) 固体撮像素子及びその製造方法並びに撮像装置
JP2009180682A (ja) 赤外線センサ
CN105486412A (zh) 一种具有重叠垂直桥腿的非制冷红外焦平面阵列探测器
US20060202120A1 (en) Photoconductive bolometer infrared detector
KR101180647B1 (ko) 마이크로 볼로미터에서 필 팩터를 높이기 위한 픽셀 디자인
US20170059414A1 (en) Infrared detector and temperature sensor including the same
US10811585B2 (en) Thermoelectric device
KR20130039654A (ko) 적외선 열상 감지기 및 그 제조 방법
CA2791933C (en) Microbolometer detector with centrally-located support structure
RU120770U1 (ru) Неохлаждаемый микроболометрический приемник излучения
JP2007309796A (ja) サーモパイル
KR101734080B1 (ko) 열차폐 홀을 구비하는 써모파일 장치 및 이를 이용한 온도센서
KR20170018639A (ko) 열 감지 센서 모듈 패키지 및 그 제조방법
KR20160139411A (ko) 적외선 검출장치
JP2012123018A (ja) 熱型赤外線検出器

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20130110

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20170327

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20130110

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20180423

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20180717

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20181016

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20181017

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210916

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230920

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240912

Start annual number: 7

End annual number: 7