NL8004275A - Inrichting voor het vormen van thermische beelden. - Google Patents

Inrichting voor het vormen van thermische beelden. Download PDF

Info

Publication number
NL8004275A
NL8004275A NL8004275A NL8004275A NL8004275A NL 8004275 A NL8004275 A NL 8004275A NL 8004275 A NL8004275 A NL 8004275A NL 8004275 A NL8004275 A NL 8004275A NL 8004275 A NL8004275 A NL 8004275A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
strip
areas
strips
substrate
readout
Prior art date
Application number
NL8004275A
Other languages
English (en)
Other versions
NL190883B (nl
NL190883C (nl
Original Assignee
Secr Defence Brit
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 Secr Defence Brit filed Critical Secr Defence Brit
Publication of NL8004275A publication Critical patent/NL8004275A/nl
Publication of NL190883B publication Critical patent/NL190883B/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL190883C publication Critical patent/NL190883C/nl

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
    • H10F30/10—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices being sensitive to infrared radiation, visible or ultraviolet radiation, and having no potential barriers, e.g. photoresistors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H10F39/191—Photoconductor image sensors
    • H10F39/193—Infrared image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/10—Semiconductor bodies
    • H10F77/14—Shape of semiconductor bodies; Shapes, relative sizes or dispositions of semiconductor regions within semiconductor bodies
    • H10F77/147—Shapes of bodies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

4 H.0. 29.315 -1- . ✓* 7 w
Inrichting voor het vormen van thermische heelden
De uitvinding heeft betrekking op inrichtingen voor het vormen van thermische beelden. Meer in het bijzonder, maar niet uitsluitend^ heeft de uitvinding betrekking op beeldvormende inrichtingen met een groot aantal detectors voor infrarode straling, die zodanig zijn op-5 gesteld, dat zowel het in serie als het parallel aftasten van een thermisch tafereel mogelijk is.
Bij een conventioneel type van in serie aftastende beeldvormende inrichtingen is een rij van afzonderlijke detectorelementen aangebracht op een isolerend substraat. Elk detectordement is verbonden 10 met een externe schakeling voor het bewerken van signalen, welke schakeling signalen versterkt en een tijdvertragingsintegratie uitvoert van de responsiesignalen die afkomstig zijn van deze afzonderlijke detectorelementen. Een nadeel van dit type inrichtingen is echter, dat een groot aantal schakelonderdelen nodig is, doordat bij 15 elk element een stel onderdelen moet worden toegepast. Aangezien de inrichting voor een optimaal functioneren bij lage temperatuur moet werken, en het betrekkelijk groot aantal benodigde verbindingslei-dingen een extra warmtegeleider vormt, moeten aanzienlijke eisen worden gesteld aan de afmeting en het gewicht van een doeltreffende 20 koelinrichting.
Een ander type van met aftasting in serie werkende beeldinrich-tingen, waarin voor een vergelijkbaar functioneren minder bewerkings-onderdelen en minder verbindingsleidingen noodzakelijk zijn, is beschreven in het Britse octrooischrift 1.488.258. Dit andere type in-25 richting bevat een detector met een strook van fotogeleidend materiaal aangebracht op een isolerend substraat. De strook is aan elk uiteinde voorzien van instelcontacten en bezit voorts één enkel uit-leesgebied dat grenst aan een van deze contacten. Als deze inrichting wordt aangebracht in een beeldvormend systeem dat tevens een 50 aandrijving bevat en optische onderdelen voor focussering en aftasting, werkt de inrichting zodanig, dat fotodragers worden opgewekt als de inrichting wordt blootgesteld aan een afgetast beeld van infrarode straling, waarbij de fotodragers gedwongen worden langs de strook naar het uitleesgebied te bewegen met een snelheid die is 35 aangepast aan de snelheid van het afgetaste beeld. Deze bewerking maakt het mogelijk een signaalintegratie in de detector zelf uit te voeren. De beperkte levensduur van de fotodragers stelt echter een . i C 4 2 7 * -2- practische grens aan de afmeting van de detector.
Er zijn ook met aftasting in serie werkende beeldvormende inrichtingen beschreven die een schakeling bevatten voor het bewerken van signalen, zoals bijvoorbeeld de "Proceedings Sandiego Conference 5 on Charge-Coupled Devices 1975"» blz. 52-58· Hierin is een inrichting met een hybride structuur beschreven, voorzien van een rij detector-elementen van cadmium-kwik-telluride materiaal, waarbij elke detector signalen levert aan een ingang van een ladinggekoppeld register via aan elkaar aangepaste PET halfgeleidercomponenten die zijn aan-10 gebracht in een ondersteunend halfgeleidersubstraat. Het zodanig verbinden en aanpassen van de vele elementen aan het register, dat een bevredigende werking wordt verkregen,levert echter moeilijkheden op.
Als de gedetecteerde signalen een videoweergave moeten verschaf-15 ven, moeten de in serie werkende beeldvormende inrichtingen in het algemeen met een grote snelheid worden afgetast en systemen die zulke inrichtingen bevatten behoeven derhalve een aanzienlijke hoeveelheid energie voor het aandrijven van het aftastmechanisme. Er zijn ook parallel werkende beeldvormende inrichtingen bekend met een zuil van 20 afzonderlijke detectorelementen. Bij deze inrichtingen wordt het thermische beeld band voor band afgetast, dat wil zeggen een aantal lijnen per aftasting in plaats van lijn voor lijn, waardoor de aftastsnelheid en de benodigde energie lager kunnen zijn. Parallel werkende detectorinrichtingen zijn echter van mindere kwaliteit wat 25 betreft de signaal/ruisverhouding. De voordelen van zowel in serie als parallel werkende beeldvormende inrichtingen zijn verkregen met inrichtingen met een tweedimensionale opstelling. Karakteristieke inrichtingen met zulk een tweedimensionale opstelling bevatten een groot aantal, in rijen en kolommen gerangschikte detectorelementen.
50 Als echter de bewerking van de signalen extern geschiedt, veroorzaakt het noodzakelijk grote aantal leidingen soortgelijke problemen bij de koeling. Als bij een andere uitvoering deze elementen met substraat component en zijn verbonden, kan het betrekkelijk grote aantal verbindingen met de afzonderlijke elementen leiden tot problemen 55 bij de onderlinge aanpassing, en met betrekking tot de betrouwbaarheid van de inrichting en het rendement van de vervaardiging.
Yolgens de uitvinding wordt een inrichting voor het vormen van thermische beelden verschaft die bestaat uit: een groot aantal detectorstroken voor infrarode straling, naast en 40 dichtbij elkaar aangebracht op een isolerend substraat, waarbij elke ,8004275 -3- detectorstrook bestaat uit een strook van fotogeleidend materiaal * met een ingangs- en een uitgangsinstelcontact en tussen deze contacten een groot aantal over de strook verspreide uitleesgebieden, en 5 een verbinding met ten minste één van de uitleesgebieden gevormd door ten minste één geleider die over elke strook loopt in de onmiddellijke nabijheid van één zijkant ervan.
In deze inrichting kan elk deel van de strook tussen naburige uitleesgebieden een interne signaalintegratie leveren als een infra-10 rood beeld wordt afgetast synchroon met de beweging van de fotodra-gers, en wel op de hierboven aangegeven wijze. De integratie kan worden vergeleken met een sommering over een aantal afzonderlijke de-tectie-elementen. Bij een groot aantal uitleesgebieden neemt de se-rie-inhoud toe. De parallelle inhoud neemt toe in evenredigheid met 15 het aantal detectorstroken. Als de inrichting wordt gebruikt in een aftastsysteem maakt de kleine onderlinge afstand tussen de stroken een optimaal gebruik van het brandvlakgebied mogelijk.
Elk uitleesgebied kan worden bepaald door een diode en vereist slechts één enkele uitgangsverbinding voor het vergemakkelijken van 20 de detectie van de dichtheid van de fotodragers in een gebied dat zich op de plaats van de diode bevindt.
Een andere mogelijkheid is dat elk uitleesgebied wordt bepaald door een paar gescheiden contacten die zich in de lengterichting van de strook op enige afstand van elkaar bevinden.
25 De verbindingen met de uitleesgebieden van de detectorstroken kunnen worden gevormd door een overlappen van aangrenzende electroden, waarbij de detectorstroken zodanig zijn opgesteld, dat de uitleesgebieden trapsgewijze ten opzichte van elkaar zijn gelegen, teneinde het mogelijk te maken dat de overlappingen van de electroden naast 30 elkaar liggen. Een nadeel is echter dat de overlappingen van de electroden die een verbinding vormen met de binnenste detectorstroken, op de buitenste detectors liggen en zodoende tijdens het in bedrijf zijn het stralingsbeeld afschermen^waardoor het beschikbare effectieve detectoroppervlak wordt verkleind. Alhoewel zulk een verklei-35 ning aanvaardbaar kan zijn bij inrichtingen met slechts een klein aantal, bijvoorbeeld vier^evenwijdige strookdetectors, is zulk een verkleining minder aanvaardbaar als een grotere parallelle inhoud vereist is.
Bij een andere inrichting is het isolerende substraat samenge-40 steld en bevat een basislaag van halfgeleidermateriaalj op het boven- .8004275 -4- vlak waarvan een laag van isolerend materiaal is aangebracht, waarbij de verbindingen met de uitleesgebieden worden gevormd door een groot aantal gedoopte, geleidende banen in de basislaag, welke geleidende banen en deteetie-uitgangsgebieden zijn verbonden door over-5 bruggende metalen schakels die daartussen ohmse verbindingen vormen, welke schakels door vensters in het isolerende materiaal lopen.
Het biedt voordelen als de detectorstroken een insnijding vertonen bij de uitleesgebieden waardoor, ondanks de kleine tussenruimten tussen aangrenzende evenwijdige stroken, ruimte ontstaat voor de 10 overbruggende verbindingen. Men heeft gevonden dat de versterking van het van tevoren aangelegde werkzame electrische veld in de buurt van de uitleesgebieden, die een verhoging van de signaalspanning ten gevolge heeft, ook een voordeel is.
Het halfgeleidermateriaal is bij voorkeur van het p-type en de 15 erin aangebrachte geleidende banen zijn zeer sterk gedoopt, dat wil zeggen van het n+-type. Hierbij verkrijgt men in het algemeen een lagere soortgelijke weerstand van de geleiders dan bij combinaties van het type met tegengestelde polariteit.
Aangezien de weerstand van de geleidende banen onvermijdelijk 20 liet optreden van Johnson-ruis veroorzaakt, worden de geleidende banen bij voorkeur zodanig gedimensioneerd, dat een zelfde weerstand voor elke verbinding wordt verkregen. Hierdoor is men er van verzekerd, dat de ruiscomponenten kunnen worden geïntegreerd zonder een ongewenste weging.
25 Als de detectors op zulk een samengesteld isolerend substraat zijn aangebracht, kunnen de bewerkingsschakelingen worden gevormd in de halfgeleidende basislaag om de omtrek van de aangebrachte detectors, Bij een andere, voordeel biedende uitvoering kunnen de bewerkingsschakelingen worden gevormd in de halfgeleidende basislaag 30 onder de erop aangebrachte detectors. Bij elke strook kunnen de uitleesgebieden worden verbonden door een tijdvertraging gevende, integrerende schakelingen die in het substraat zijn gevormd. Voor elke strook is dan slechts één enkele verbinding noodzakelijk die van de uitleesgebieden loopt naar een plaats buiten de inrichting.
35 Uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding zullen nu bij wijze van voorbeeld worden beschreven aan de hand van de bijgevoegde tekening, waarin: figuur 1 een schetsmatige weergave is van een inrichting voor het vormen van thermische beelden, die de kenmerken van de 40 onderhavige uitvinding vertoont; .8004275 -5- k figuur 2 een doorsnede is door een deel van de beeldvormende inrichting langs de lijn x-x in figuur 1; figuur 3 een schets is van een andere inrichting voor het vormen van thermische beelden, die de kenmerken van de onderha-5 vige uitvinding vertoont (duidelijkheidshalve zijn de de tails van de configuratie van de verbindingen weggelaten); figuur 4 een vergrote weergave is van een deel van de inrichting van figuur 3, waarin details zijn aangegeven van de configuratie van de verbindingen; 10 figuren 5 en 6 doorsneden zijn door de inrichting van de figuren 3 en 4> en wel langs respectievelijk de lijnen y-y en z-z in figuur 4; en figuur 7 een tekening is van een beeldvormend systeem met inbegrip van een beeldvormende inrichting op de plaats van het 15 brandvlak.
In de figuren 1 en 2 geeft het referentiegetal 1 een inrichting voor het vormen van thermische beelden aan, waarin een substraat 3 van aluminiumoxyde (saffier) vier strookvormige detectors A, B, C en D draagt die ieder bestaan uit een strook 5 van fotogeleidend mate-20 riaal van cadmiumkwiktelluride (CMï), bijvoorbeeld Cd^ 8Te*
Deze structuur wordt verkregen door een schijfje CMI-materiaal, waarvan de afmetingen groter zijn dan de uiteindelijke, met behulp van een epoxyharslijm op het isolerende substraat te bevestigen, het patroon van de strook op fotolithografische wijze te bepalen onder 25 gebruikmaking van een fotolak, en het schijfje volgens dit patroon uit te snijden met behulp van de ionenstraal-snijtechniek. (Zie bijvoorbeeld de Britse octrooiaanvragen 31749/78, 31750/78 en 31751/78).
Bij de op deze wijze vervaardigde structuur kunnen de stroken nauwkeurig evenwijdig zijn met een minimale tussenruimte. Door de kleine 30 tussenruimten tussen de stroken A-D - ongeveer 12^um - wordt het deel van het oppervlak van de inrichting dat beschikbaar is voor het detecteren van straling optimaal. De ingangs- en uitgangsinstelcontacten 11, 13 worden aangebracht aan de uiteinden van de CMS-stroken 5 door versputtering van nikkel, chroom en goud. Een antireflectie-35 bekleding 9 wordt neergeslagen op de bovenste blootliggende oppervlakken van de inrichting; bijvoorbeeld wordt een dunne laag van materiaal van zinksulfide op deze oppervlakken versputterd en op conventionele wijze de vorm van een bepaald patroon gegeven, om de venster-gebMen 10 van de CMD-stroken bloot te laten liggen teneinde 40 het metaliseren voor contacten te vergemakkelijken. ïïitleesgebieden .8004275 -6- , Ag» ...., D^ worden bepaald door paren electrische contacten A^1, Ag', ...., D^', eveneens bestaande uit materiaal dat nikkel, chroom en goud bevat. Deze uitleesgebieden liggen met gelijke onderlinge afstanden tussen de instelcontacten 11, 13 van elke strook. Bij de 5 electrische contacten A^1, Ag‘,...., D^' is elk paar gescheiden door een afstand van ongeveer 50-60^um en de onderlinge afstanden tussen de paren zijn gelijk, waarbij de afstand tussen twee naburige paren ongeveer 400yum bedraagt. De steek van de inrichting bedraagt ongeveer 75waarbij elke strook ongeveer 63jum breed is. Op de uit-10 leesgebieden van de binnenste strookvormige detectors B, C liggen geleidende verbindingen die ook liggen op de respectievelijke stroken A, D. De posities van de uitleesgebieden Β^Β^ en C^-C^ liggen trapsgewijze ten opzichte van de respectievelijke gebieden A^-A^ en D^-D^, waardoor het mogelijk wordt dat de geleidende verbindingen 15 A^’ en B^1, A2' en B^‘, ....» C^* en D^1 naast elkaar liggen, maar verschoven ten opzichte van elkaar. De instelcontacten 11 zijn ook ten opzichte van elkaar verschoven, waarbij een zelfde onderlinge afstand tussen de contacten 11 en het eerste paar contacten A.j ’, B.| ’, Ci1 en D1' van elke detector wordt gehandhaafd. Het 20 tweede lid van elk van de aansluitcontactparen A^'-D^* wordt gevormd door elk van de instelcontacten 13. De instelcontacten 13 zijn derhalve op dezelfde wijze verschoven^teneinde de gelijkheid van de onderlinge afstanden te handhaven, dat wil zeggen, dat de afstanden van
Ai' tot A2', ...., van A^' tot A^'; van B.j ’ tot B2',...... van B^' tot 25 B^’, enzovoort alle gelijk zijn.
Bij het in bedrijf zijn wordt de hierboven beschreven inrichting 1 geplaatst in het brandvlak van een optisch beeldvormend apparaat 31, aangegeven in figuur 7. Dit apparaat 31 bevat een lens 35» een langs een lijn aftastende spiegel 35 en een banduitkiesspiegel 50 37* De langs een lijn aftastende spiegel wordt geroteerd en een infrarood stralingsbeeld I van een thermisch tafereel S wordt afgetast langs de inrichting 1 in een richting evenwijdig aan elke strookvormige detector A-D, dat wil zeggen in de richting aangegeven door de pijl in de figuren 1 en 7. Tengevolge van de gefocusseerde 35 straling worden fotodragers opgewekt in elke strookvormige detector, waarbij de plaatselijke dichtheid van deze fotodragers afhangt van de plaatselijke beeldintensiteit en de duur van de belichting. De inrichting wordt bekrachtigd door een (niet in de tekening weergegeven) externe energiebron en wordt afgekoeld tot de temperatuur van 40 vloeibare stikstof. Onder de bij het functioneren ingestelde omstan- . 800* -7- l* digheden laat het langs elke strookvormige detector ontstane elec-trische veld de fotodragers bewegen in de richting van het contact 11 naar het contact 13 en wel met een snelheid die overeenkomt met de snelheid van het afgetaste beeld I. Als het beeld langs elke 5 strook wordt afgetastbewegen de fotodragers synchroon hiermede, waarbij de dichtheid van de fotodragers toeneemt als een interne tijdintegratie wordt uitgevoerd tijdens het bewegen van de fotodragers van één uitleesgebied naar het volgende. Teneinde de ruiscorrelatie te verminderen wordt de afstand tussen aangrenzende uitlees-10 gebieden bij voorkeur niet korter gekozen dan de gemiddelde weglengte van de fotodragers onder de bedrijfsomstandigheden, dat wil zeggen het product van de gemiddelde levensduur van de minderheidsdragers en de ambipolaire bewegingssnelheid.
Een aanzienlijk deel van de fotodragers opgewekt in de eerste 15 lengte, 11 tot , van de detector A recombineert voordat het tweede -detectiegebied A2 is bereikt en op dezelfde wijze recombineren fotodragers opgewekt in de lengte A^ tot voordat het gebied A^ is bereikt, enzovoort. De strookvormige detector A voorzien van een aantal even lange integratielengten 11 tot A^, A^ tot Ag, ...., A^ tot A^, 20 gedraagt zich op dezelfde wijze als de vier afzonderlijke (met een enkel detectiegebied) strookvormige detectors van de soort beschreven in het Britse octrooischrift 1.488.258, maar met slechts twee in-stelcontacten.
Achter elk van de contactenparen A^1 tot A^‘, ...., D^ ’ tot D^' 25 bevinden zich uitwendige versterkers voor de signalen van elke strookvormige detector,met een geschikte tijdvertraging ter compensatie van de eindige tijd voor het aftasten van beeldpunten van één detectiegebied naar het volgende. Als het beeld langs de inrichting is afgetast wordt de bandselectiespiegel 37 naar voren bewogen en de 30 lijnaftastspiegel 35 teruggesteld, waardoor het beeld I terugspringt en de volgende aangrenzende band van het tafereel S van infrarode straling kan worden afgetast. Dit proces wordt herhaald, zodat het stralingstafereel band voor band wordt afgebeeld totdat de aftasting het hele tafereel S omvat.
35 Bij een andere beeldvormende inrichting 1', weergegeven in de figuren 3-6, zijn acht strookvormige detectors Α-Ξ aangebracht op een samengesteld isolerend substraat 3· Elke strookvormige detector is aan het ene uiteinde voorzien van een ingangsinstelcontact 11 en aan het andere uiteinde van een uitgangsinstelcontact 13 van materiaal iioXlcdns 40 van nikkel, chroom en goud. Tussen deze contacten bevinden zichfvier .8004275 -8- * uitleesgebieden A^-A^, ..., die met gelijke tussenruimten over de lengte van elke strook 5 van CMT-materiaal zijn verdeeld. De detectors liggen op zeer kleine afstand van elkaar en de stroken 5 vertonen een insnijding bij elk uitleesgebied A^, ..., H^, teneinde 5 plaats te bieden voor een verbinding met het zich er onder bevindende substraat 3· Het samengestelde substraat 3 bevat een basislaag 3B van halfgeleidermateriaal, op welks bovenvlak zich een dunne laag 3A van isolerend materiaal bevindt. Het halfgeleidermateriaal kan silicium zijn van het intrinsieke p-type met een karakteristieke 10 dichtheid van de meerderheidsdragers van ongeveer 5 x 10^/cyn^, en cLe laag van isolerend materiaal 3A kan bestaan uit siliciumoxyde dat men heeft laten groeien door een gestuurde oxydatie van het zich er onder bevindende siliciummateriaal 3B.
De opstelling van de geleidende banen 21 is volgens een bepaald 15 patroon gevormd in de halfgeleiderbasls 3B. Elke baan wordt gevormd door diffusie of door ionenimplantatie van een doopstof van het n-type, bijvoorbeeld fosfor. Het doopproces wordt geregeld ter verkrijging van een zeer grote concentratie van dragers van het n-type 15 3 van ongeveer 1 x 10 atomen per cm . Elke geleidende baan 21 is van 20 naburige banen geïsoleerd door een barrièrevormend netwerk 23. Dit netwerk kan op dezelfde wijze worden gevormd als de banen, waarbij gebruik wordt gemaakt van een doopstof van het p-type, bijvoorbeeld borium. In het barrièrevormend netwerk 23 bedraagt de concentratie 19 3 van de drager van het p-type ongeveer 1x10 atomen per cm . Een 25 isolerende oxydelaag 3A wordt over het gehele oppervlak aangebracht.
In de nabijheid van de ingesneden detectieuitgangsgebieden A^,..., H^ wordt het isolerende materiaal 3A verwijderd voor het blootleggen van een venstergebied 24 van de geleidende banen 21 die in de basislaag 3B zijn gevormd. Overbruggende schakels 25 van metaal, bijvoor-30 beeld een legering van nikkel, chroom en goud, worden aangebracht voor het bepalen en verbinden van de uitleesgebieden met de banen 21, waarbij elke schakel wordt verbonden met een andere geleidende baan 21. De schakels 25 komen paarsgewijze voor en vormen op deze wijze spanningsdetectiecontacten. Isolerend materiaal wordt ook verwijderd 35 voor het blootleggen van venstergebieden 27 van de er onder Hggende banen 21, teneinde een verdere verbinding van deze banen met uitgangs-contacten 29 mogelijk te maken. Teneinde de signaalruis tot een minimum te verminderen wordt elke geleidende baan zodanig gedimensioneerd, dat deze ongeveer dezelfde weerstand bezit tussen de vensters 40 24 en 27. De langste banen 21 die lopen tot de binnenste detectors .8004275 •i -9- * I) en E, zijn daarom de breedste.
Men zal begrijpen, dat de onderdelen voor het versterken en de tijdvertragingsintegratie in de halfgeleidende basislaag 333 kunnen worden aangebracht om de omtrek van de stroken 5 en dat een directe 5 verbinding tussen deze onderdelen en de banen 21 tot stand kan worden gebracht. Volgens een andere uitvoering kan in plaats van met de banen 21 een directe verbinding tot stand worden gebracht tussen de uitleesgebieden en de halfgeleideronderdelen die in de basis laag 3B zijn gevormd, waarbij de genoemde onderdelen geplaatst worden 10 in het gebied dat onder de stroken 5 ligt.
Ter verkrijging van een beter vervaardigingsrendement kunnen de verbindingen tussen de detectors 5 en de geleidende banen 21 op de volgende wijze worden gevormd. Uitgaande van het silicium substraat 3B met een geoxydeerd oppervlak 3A en van tevoren gevormde 15 geleidende banen 21, wordt een laag van negatieve fotolak door rotatie aangebracht op het oppervlak en venstergebieden worden bepaald door belichting en verwijdering van een deel van de lak. Het substraat wordt dan geëtst voor het aanbrengen van vensters in de oppervlakte-laag 3A van siliciumoxyde, waarna de resterende lak wordt verwijderd.
20 Aluminium wordt op de blootliggende oppervlakken opgedampt. Een laag van negatieve fotolak wordt dan door rotatie op het oppervlak van aluminium aangebracht en een patroon van maskerende lakgebieden wordt op fotolithografische wijze op het oppervlak gevormd. Deze maskerende gebieden komen overeen met de oorspronkelijke venstergebieden, maar 25 bezitten een kleinere afmeting. Het aluminium wordt dan geëtst, waarbij aluminium contactplaatjes 2^ onder de resterende lak aanwezig blijven, waarna de lak wordt verwijderd. Aangezien de maskerende gebieden kleiner zijn dan de oorspronkelijke vensters, worden alle verhoogde gebieden van aluminium om de randen van de vensters ook 30 weggeëtst. De aluminium contactplaatjes worden dan licht geëtst, totdat hun vrij oppervlak samenvalt met of lager ligt dan het pla-naire oppervlak van de oxydelaag 3A. Het substraat wordt dan gegloeid bij 450°-500°C teneinde een goed electrisch contact tussen elk aluminium contactplaatje en de er onder liggende geleidende baan 55 te verzekeren. Een laag van CMT wordt dan op het substraatoppervlak bevestigd en de geometrie van de detectors wordt op de boven beschreven wijze bepaald. Overbruggende schakels 25 worden dan gecompleteerd door versputtering van een legering van nikkel, chroom en goud ter verschaffing van een contact tussen gebieden op de detector-40 stroken en de van tevoren gevormde aluminium contactplaat jes 25', -10- welke plaatjes blootliggen tijdens het bepalen van de geometrie.
De hierboven beschreven techniek kan ook worden gebruikt voor het aanbrengen van verbindingen tussen de uitleesgebieden en schakelingen die zich in het er onder liggende substraat bevinden.
&8004275

Claims (10)

1. Inrichting voor het vormen van thermische heelden, bestaande uit een groot aantal detectorstroken voor infrarode straling die naast elkaar zijn aangebracht op een isolerend substraat, waarbij elke strook bestaat uit fotogeleidend materiaal en voorzien is van 5 een ingangs- en een uitgangsinstelcontact, met het kenmerk, dat elke strook (A-D; A-H) een aantal uitleesgebieden (A^-D^; A^-H^) bezit dat over de strooklengte tussen de instelcontac-ten (11, 13) is verdeeld, dat de stroken (A-D; A-H) zich op zeer geringe afstand van elkaar bevinden, en dat de verbinding met de uit-10 leesgebieden van ten minste één strook (B, C; B-G) tot stand wordt gebracht door ten minste één geleider (B-j'-C^1; 21) die loopt over elke strook (A, Dj G, F, ...) naar één zijkant van die strook (B, C; Ξ, G en H, ...).
2. Inrichting volgens conclusie 1, met het ken- 15 me r k, dat het isolerende substraat (3) samengesteld is en bestaat uit een basislaag (3B) van halfgeleidermateriaal, met een bovenvlak waarop zich een laag van isolerend materiaal bevindt, waarbij de verbinding met de uitleesgebieden wordt gevormd door een groot aantal gedoopte geleidende banen (21) aangebracht in de basislaag (3B). 20
3· Inrichting volgens conclusie 2, met het ken merk, dat het halfgeleidermateriaal tot het p-type behoort en de zich daarin bevindende geleidende banen (21) tot het n+-type behoren.
4. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met 25 het kenmerk, dat geleiders (A^'-D^1; 21) met verschillende lengten eenzelfde weerstandswaarde bezitten.
5« Inrichting volgens een of meer van de conclusies 2-4, met het kenmerk, dat elk uitleesgebied (A^-H^) is verbonden met een geleidende baan (21), via bewerkingsschakelingen die zijn 30 aangebracht in het substraat (3A en 3B).
6. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 2-4, met het kenmerk, dat de uitleesgebieden (A^-H^) van elke strook (A-H) zijn verbonden door tijdvertragende integrerende schakelingen aangebracht in het substraat (3A en 3B), en dat de uitlees- 35 gebieden (A^-A^) van elke strook (A-H) zijn verbonden met het uitwendige van de inrichting door middel van één enkele geleidende baan (21).
7. Inrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de detectorstroken (A-D; A-H) .8004275 -12- zijn ingesneden bij de uitleesgebieden (A..j-B^;
8. Inrichting volgens conclusie 2, met het ken merk, dat de verbindingen tussen de uitleesgebieden (A^-H^) en de geleidende banen (21) wordai verschaft door van tevoren gevormde, 5 metalen contactplaatjes (25’) aangebracht onder en ae*grenzende aan de uitleesgebieden (A^-H^), waarbij het oppervlak van elk plaatje (25 ) ligt in of onder het vlak van het bovenoppervlak van de laag van isolerend materiaal (3A).
9. Inrichting volgens conclusie 8, met het ken- 10. e r k, dat de metalen contactplaatjes (25') uit aluminium 'zijn vervaardigd.
10. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de uitleesgebieden (A^-B^) van aangrenzende stroken (A-B) in de lengte trapvormig ten opzichte van 15 elkaar zijn opgesteld, en dat de geleiders (A^'-B^’) overlappende electroden bevatten (A^', 1; ’, B^’; Ag’, Bg1; ....) die naast elkaar over de inrichting lopen. .800*2?5
NL8004275A 1979-07-30 1980-07-25 Inrichting voor het vormen van thermische beelden. NL190883C (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB7926455 1979-07-30
GB7926455 1979-07-30

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NL8004275A true NL8004275A (nl) 1989-01-02
NL190883B NL190883B (nl) 1994-05-02
NL190883C NL190883C (nl) 1994-10-03

Family

ID=10506860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8004275A NL190883C (nl) 1979-07-30 1980-07-25 Inrichting voor het vormen van thermische beelden.

Country Status (5)

Country Link
US (2) US5321290A (nl)
DE (1) DE3028915A1 (nl)
FR (1) FR2625398B1 (nl)
GB (1) GB2207801B (nl)
NL (1) NL190883C (nl)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1605321A (en) * 1978-03-31 1989-07-19 Philips Electronic Associated Thermal radiation imaging devices and systems
US6201242B1 (en) 1987-08-05 2001-03-13 Lockheed Martin Corporation Bandgap radiation detector
CA2036874A1 (en) * 1991-02-22 2002-07-10 Ltv Aerospace And Defense Company Bandgap radiation detector and method of fabrication
IL99592A (en) * 1991-09-27 1995-05-26 Bendix Avelex Inc Thermal imaging apparatus
US5438199A (en) * 1994-09-06 1995-08-01 Alliedsignal Inc. Thermal imaging apparatus with bias modulation
US5739531A (en) * 1997-02-07 1998-04-14 He Holdings, Inc. Sprite thermal imaging system
US6025595A (en) * 1997-02-07 2000-02-15 He Holdings, Inc. Sprite thermal imaging system with electronic zoom
US5773831A (en) * 1997-03-19 1998-06-30 Lockheed Martin Vought Systems Corporation Patch coupled infrared photodetector
US6054718A (en) * 1998-03-31 2000-04-25 Lockheed Martin Corporation Quantum well infrared photocathode having negative electron affinity surface
US6422743B1 (en) 1999-03-26 2002-07-23 Allison Advanced Development Company Method for determining heat transfer performance of an internally cooled structure
US7442629B2 (en) 2004-09-24 2008-10-28 President & Fellows Of Harvard College Femtosecond laser-induced formation of submicrometer spikes on a semiconductor substrate
US7057256B2 (en) 2001-05-25 2006-06-06 President & Fellows Of Harvard College Silicon-based visible and near-infrared optoelectric devices
US8476598B1 (en) * 2009-08-31 2013-07-02 Sionyx, Inc. Electromagnetic radiation imaging devices and associated methods
US9911781B2 (en) 2009-09-17 2018-03-06 Sionyx, Llc Photosensitive imaging devices and associated methods
US9673243B2 (en) 2009-09-17 2017-06-06 Sionyx, Llc Photosensitive imaging devices and associated methods
US8692198B2 (en) 2010-04-21 2014-04-08 Sionyx, Inc. Photosensitive imaging devices and associated methods
WO2011160130A2 (en) 2010-06-18 2011-12-22 Sionyx, Inc High speed photosensitive devices and associated methods
US9496308B2 (en) 2011-06-09 2016-11-15 Sionyx, Llc Process module for increasing the response of backside illuminated photosensitive imagers and associated methods
US20130016203A1 (en) 2011-07-13 2013-01-17 Saylor Stephen D Biometric imaging devices and associated methods
US9064764B2 (en) 2012-03-22 2015-06-23 Sionyx, Inc. Pixel isolation elements, devices, and associated methods
JP6466346B2 (ja) 2013-02-15 2019-02-06 サイオニクス、エルエルシー アンチブルーミング特性を有するハイダイナミックレンジcmos画像センサおよび関連づけられた方法
WO2014151093A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Sionyx, Inc. Three dimensional imaging utilizing stacked imager devices and associated methods
WO2014209421A1 (en) 2013-06-29 2014-12-31 Sionyx, Inc. Shallow trench textured regions and associated methods
US9426397B2 (en) * 2013-11-12 2016-08-23 EO Vista, LLC Apparatus and methods for hyperspectral imaging with on-chip digital time delay and integration
US9746376B2 (en) 2013-11-12 2017-08-29 EO Vista, LLC Apparatus and methods for hyperspectral imaging with parallax measurement

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL280435A (nl) * 1962-07-02
GB1010583A (nl) * 1963-05-10
US3391282A (en) * 1965-02-19 1968-07-02 Fairchild Camera Instr Co Variable length photodiode using an inversion plate
US3704376A (en) * 1971-05-24 1972-11-28 Inventors & Investors Inc Photo-electric junction field-effect sensors
US3983573A (en) * 1974-03-12 1976-09-28 Nippon Electric Company, Ltd. Charge-coupled linear image sensing device
GB1488258A (en) * 1974-11-27 1977-10-12 Secr Defence Thermal radiation imaging devices and systems
US3961998A (en) * 1975-04-09 1976-06-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Vacuum deposition method for fabricating an epitaxial pbsnte rectifying metal semiconductor contact photodetector
US4032903A (en) * 1976-02-13 1977-06-28 Rca Corporation Charge injection device arrays
US4035197A (en) * 1976-03-30 1977-07-12 Eastman Kodak Company Barrier type photovoltaic cells with enhanced open-circuit voltage, and process of manufacture
US4062107A (en) * 1976-07-14 1977-12-13 U.S. Philips Corporation Method of manufacturing infra-red detector
DE2805531C2 (de) * 1978-02-10 1979-08-16 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Wärmebildes mit Korn* pensation des Phasenfehlers
US4258254A (en) * 1978-04-25 1981-03-24 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Imaging devices and systems

Also Published As

Publication number Publication date
NL190883B (nl) 1994-05-02
GB2207801B (en) 1989-05-24
FR2625398B1 (fr) 1994-02-04
GB2207801A (en) 1989-02-08
US5321290A (en) 1994-06-14
US4883962A (en) 1989-11-28
FR2625398A1 (fr) 1989-06-30
NL190883C (nl) 1994-10-03
DE3028915A1 (de) 1989-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5321290A (en) Thermal imaging devices
KR102350605B1 (ko) 이미지 센서
US7608823B2 (en) Multimode focal plane array with electrically isolated commons for independent sub-array biasing
JP3177514B2 (ja) 固体イメージセンサ
US4939369A (en) Imaging and tracking sensor designed with a sandwich structure
US6034407A (en) Multi-spectral planar photodiode infrared radiation detector pixels
US4708436A (en) Optical imager with diffractive lenticular array
JP3111212B2 (ja) Ccd型固体撮像素子の製造方法
JPH0135549B2 (nl)
JPH022692A (ja) 赤外線検知用溝付きショットキーバリアホトダイオード
US4190851A (en) Monolithic extrinsic silicon infrared detectors with charge coupled device readout
NL1015546C2 (nl) CMOS beeldsensor en werkwijze voor het vervaardigen daarvan.
US5120960A (en) Infrared image detecting device and method
US4951106A (en) Detector device for measuring the intensity of electromagnetic radiation
WO2022270301A1 (ja) アバランシェフォトダイオードアレイ
EP0437102A2 (en) Infrared image sensor and image pick-up apparatus using the same
US4536658A (en) Hybrid Schottky infrared focal plane array
US20030222204A1 (en) Photodetectors array with isolated pixels and storage grid, hybridized on a readout circuit
US5517029A (en) Dual-band IR scanning focal plane assembly having two monolithically integrated linear detector arrays for simultaneous image readout
GB2208256A (en) Infra-red radiation imaging devices and systems
JPH04502236A (ja) 固体イメージセンサ
US4148052A (en) Radiant energy sensor
US4859851A (en) Thermal-radiation imaging devices and systems, and the manufacture of such imaging devices
JPH0828493B2 (ja) 光検知器
US4931648A (en) Thermal radiation imaging devices and systems

Legal Events

Date Code Title Description
A1C A request for examination has been filed
V4 Discontinued because of reaching the maximum lifetime of a patent

Free format text: 20000725