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Dokumentenidentifikation DE60122094T2 01.03.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001209455
Titel Infrarotdetektor
Anmelder IHI Aerospace Co., Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Morita, c/o IHI Aerospace Co., Shinichi, Chiyoda-ku, Tokyo, JP;
Shibata, c/o IHI Aerospace Co., Nami, Chiyoda-ku, Tokyo, JP
Vertreter PAe Reinhard, Skuhra, Weise & Partner GbR, 80801 München
DE-Aktenzeichen 60122094
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 19.11.2001
EP-Aktenzeichen 011273216
EP-Offenlegungsdatum 29.05.2002
EP date of grant 09.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.03.2007
IPC-Hauptklasse G01J 5/10(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegend Erfindung betrifft eine Infrarot-Erfassungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 sowie ein Herstellungsverfahren für eine Infrarot-Erfassungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 4, wie aus der EP 0 693 683 A1 bekannt.

Patent Abstracts of Japan, Bnd. 014, Nr. 498 (P-1124), 30. Oktober 1990 (30.10.1990) & JP 02 205729 A (NEC CORP), 15. August 1990 (15.08.1990) offenbart eine Infrarot-Erfassungsvorrichtung mit einer Ätzöffnung in dem Wärmeabsorptionsbereich.

Die US-A-5,662,818 offenbart einen pyroelektrischen Infrarotstrahlungsdetektor mit Ätzöffnungen in der ersten Elektrode, welche als Wärmeabsorptionsbereich dient.

US-A-5,689,087 offenbart einen integrierten Thermoelementsensor, wobei eine Ätzöffnung in der dielektrischen Schicht gebildet ist, welche in dem heißen Bereich gebildet ist.

Die EP-A-1 083 609 offenbart einen thermoelektrischen Sensor, wobei ein Ätzloch in der Strahlungsabsorberschicht gebildet ist.

Im Allgemeinen umfasst eine Infrarot-Erfassungsvorrichtung, d.h. ein Infrarotdetektor, den Thermostapeltyp, den pyroelektrischen Typ und den holometrischen Typ. Beispielsweise umfasst ein Thermostapel-Infrarotdetektor die Typen, die in den 2 und 3 gezeigt sind.

Im Fall von Thermostapel-Infrarotdetektoren S1 und S2, die in den 2 und 3 gezeigt sind, wird eine Membran 102 auf einem Silicium-(Si-)Substrat 101 gebildet, und ein p-Typ-Polysilicium 110 und ein n-Typ-Polysilicium 111 werden abwechselnd durch eine Aluminium-(Al-)Verdrahtung 112 verbunden, um ein Paar von Thermoelementen 113 auf der Membran 102 auszubilden. Die Thermoelemente 113 werden parallel unter Verwendung des Substrats 101 als kalter Kontakt und einer wärmeabsorbierenden Fläche 105 als heißer Kontakt angeordnet und elektrisch in Serie geschaltet, um die Thermostapel zu bilden. Darüber hinaus wird die wärmeabsorbierende Fläche 105 auf der Membran 102 gebildet, in welcher die Thermostapel durch eine Isolationsschicht 103 angeordnet sind. In diesem Fall ist die wärmeabsorbierende Fläche 105 in der Mitte der Vorrichtung vorliegend. Ferner werden thermoelektrische Kräfte der Infrarotdetektoren S1 und S2 durch den Temperaturunterschied zwischen der wärmeaufnehmenden Fläche 105 und dem Substrat 101 festgelegt. Der Temperaturunterschied hängt von der Amplitude des thermischen Widerstandes von einem Ende der wärmeabsorbierenden Fläche 105 bis zu den Enden der Hohlräume 106A und 106B auf dem Substrat 101 ab.

Die Hohlräume 106A und 106B, die auf dem Substrat 101 gebildet sind, separieren thermisch die kalte Kontaktseite der Thermoelemente 113 von deren heißer Kontaktseite. Für den in 2 gezeigten Infrarotdetektor S1 wird der Hohlraum 106A durch Anwenden eines anisotropen Ätzens des Siliciums von der Rückseite 101 gebildet, wodurch der äußere Umfang der Vorrichtung gleich einem Rahmen zurückbleibt. Für den in 3 gezeigten Infrarotdetektor S2 wird die viereckig-pyramidenförmige Hohlraum-106B-Öffnung an der oberen Seite des Substrats 101 unterhalb des Membrans 102 durch Bilden einer Ätzöffnung 107 an vier Ecken des Membrans 102 und dann durch Anwenden von anisotropem Ätzen auf das Silicium gebildet.

Bei den oben genannten, herkömmlichen Infrarotdetektoren S1 und S2 ist es jedoch beim Bilden der Hohlräume 106A (2) durch Zurücklassen des äußeren Umfangs der Vorrichtung gleich einem Rahmen notwendig, ein Volumen zu ätzen, das gleich oder mehr als das benötigte Volumen des Substrats 101 ist. Dadurch wird die Ätzzeit, d.h. die Zeit, innerhalb der das Substrat 101 einer Ätzlösung ausgesetzt ist, erhöht, und dadurch wird ein Schutzfilm, wie eine Isolationsschicht 103 oder Ähnliches, beschädigt. Darüber hinaus ist es zur Verbesserung der Ausgabe der Vorrichtung notwendig, die absorbierte Wärmeenergie zu erhöhen, d.h. die Fläche der Vorrichtung. Jedoch ist es schwierig, die strukturelle Stärke der großflächigen Vorrichtung nur durch die Membran 102 zu tragen. Daher wird versucht, eine Vorrichtung durch eine Einrichtung zum Erhöhen der Dicke der Membran 102 oder eine Einrichtung zum Ausgleichen des Stresses jeder Schicht zu bilden. Jedoch selbst bei Verwendung dieser Einrichtungen ist es schwierig, die strukturelle Stärke der Vorrichtung vollständig sicherzustellen, und darüber hinaus tritt das Problem auf, dass die Empfindlichkeit der Vorrichtung durch ein Erhöhen der Dicke der Membran 102 beeinträchtigt wird.

Darüber hinaus ist es beim Bilden des Hohlraums 106B möglich, durch Bilden der Ätzöffnung 107 an vier Ecken der Membran 102 (3) den größten Teil der strukturellen Stärke der Vorrichtung durch das Siliciumsubstrat 101 zu tragen, und viele Probleme der strukturellen Stärke der Vorrichtung treten wegen des Wegätzens von nur einem Teil der oberen Oberfläche des Substrats 101 nicht auf. Jedoch ist, da die Abmessungen der Ätzöffnungen 107 beschränkt sind, der Abstand zwischen den Ätzöffnungen 107 durch die Dicke des Substrats 101 beschränkt, und die Positionen der Ätzöffnungen 107 sind auf den äußeren Umfang des Substrats 101 beschränkt, es ist schwierig, das Gehäuse auf eine Vorrichtung anzuwenden, die eine Abmessung aufweist, die größer als die Dicke des Substrats 101 ist, und eine leistungsfähige Vorrichtung zum Erhöhen einer Wärmeabsorptionsenergie zu realisieren.

D.h., die herkömmlichen Infrarotdetektoren S1 und S2 weisen das Problem auf, dass es schwierig ist, die Flächen der Vorrichtungen zu erhöhen, um deren Ausgangssignale zu vergrößern. Daher ist es notwendig, das Problem zu lösen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Infrarot-Erfassungsvorrichtung oder der Infrarotdetektor gemäß der vorliegenden Erfindung ist in dem unabhängigen Anspruch 1 festgelegt. Das Herstellungsverfahren für den Infrarotdetektor gemäß der vorliegenden Erfindung ist in dem unabhängigen Anspruch 4 festgelegt.

In dem Fall der obigen Konfigurationen ist es beim Herstellen einer Ätzöffnung in einer Wärmeabsorptionsfläche vorteilhaft, die Ätzöffnung an dem Ende der Wärmeabsorptionsfläche zu bilden. Beim Herstellen der betroffenen Vorrichtung werden Hohlräume auf einem Siliciumsubstrat durch Anwenden eines anisotropen Ätzens auf das Substrat durch die Ätzöffnung angewandt, um die Tiefen der Hohlräume in Übereinstimmung mit der Ätzzeit zu steuern. Darüber hinaus kann es in dem Fall der Konfiguration, die eine Mehrzahl von Ätzöffnungen in einer Wärmeabsorptionsfläche bei gleichen Intervallen aufweist, vorteilhaft sein, die sorgfältig eingestellten Größen davon und die Abstände zwischen den Ätzöffnungen in Übereinstimmung mit der Abmessung eines zu bildenden Hohlraumes und der Ätzzeit des Hohlraums einzustellen. In diesem Fall kann das Ätzen durch Einstellen einer Mehrzahl von Ätzöffnungen bei gleichen Intervallen optimiert werden. Jedoch, wenn die einzustellende Ätzzeit ein Aufmaß aufweist, ist es nicht immer notwendig, die Ätzöffnungen bei gleichen Intervallen einzustellen. Darüber hinaus ist es in dem Fall der Konfiguration, in welcher eine Membran auf einem Substrat gebildet wird, möglich, eine Opferschicht gebildet aus einem Polymer oder einem Polysilicium mit geeigneter Dicke zwischen dem Substrat und der Membran zu bilden. Beim Herstellen der betroffenen Vorrichtung ist es möglich, Hohlräume durch Anwenden eines isotropen Ätzens auf eine Opferschicht und ein nachfolgendes Anwenden eines anisotropen Ätzens auf ein Siliciumsubstrat zu bilden.

Da eine Ätzöffnung in einer Wärmeabsorptionsfläche des Infrarotdetektor gebildet wird, ist es gemäß dem Infrarotdetektor der vorliegenden Erfindung möglich, ein anisotropes Ätzen auf ein Siliciumsubstrat durch die Ätzöffnung anzuwenden, nahezu konkave Hohlraumöffnungen bei der Wärmeabsorptionsflächenseite auf dem Substrat zu bilden, einen Infrarotdetektor herzustellen, der eine Fläche aufweist, die größer als die Dicke des Substrats ist, Substrathohlräume zum thermischen Trennen des kalten Kontakts eines Thermostapels von dessen heißem Kontakt unabhängig von der Größe der Wärmeabsorptionsfläche in kurzer Zeit herzustellen und eine Gefahr einer Beschädigung eines Schutzfilms, wie einer Isolationsschicht, in Übereinstimmung mit einer Reduzierung einer Ätzzeit zu beseitigen. Darüber hinaus ist es möglich, da Hohlräume durch Zurücklassen des Substratbodens gebildet werden, eine ausreichende strukturelle Stärke durch das Substrat sicherzustellen und dadurch eine Dicke einer Membran zu verringern und die Empfindlichkeit der Infrarotdetektion zu verbessern. Da eine große Wärmeabsorptionsfläche sichergestellt werden und die einfallende Menge von Infrarotenergie erhöht werden kann, es ist darüber hinaus möglich, einen großflächigen leistungsfähigen Infrarotdetektor zu realisieren.

Gemäß dem Infrarotdetektor einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die gleichen Vorteile wie zuvor beschrieben zu erhalten und einen leistungsfähigen Infrarotdetektor zu erhalten, der eine Dimension aufweist, die größer als die Dicke eines Siliciumsubstrats ist, wie eine große Fläche von 1 × 1 mm oder mehr.

Gemäß dem Infrarotdetektor einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die gleichen Vorteile wie zuvor beschrieben zu erhalten, und eine Mehrzahl von Ätzöffnungen ist in gleichen Intervallen gebildet. Daher ist es beim Herstellen des Infrarotdetektors möglich, gleichmäßig verteilte Hohlraumformen zu erhalten und flexibel die Abmessung eines Hohlraums durch Einstellen der Abmessung einer Ätzöffnung und des Intervalls zwischen den Ätzöffnungen und der Ätzzeit zu optimieren.

Gemäß dem Infrarotdetektor einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die gleichen Vorteile, wie zuvor beschrieben, zu erhalten, den Abstand zwischen einem kalten Kontakt und einem heißen Kontakt eines Thermostapels durch Bilden eines Thermostapels auf einem Substrat durch eine Membran zu erhöhen und eine Ätzöffnung auch auf der Membran abseits einer Wärmeabsorptionsfläche zu bilden, eine Fläche zu verengen, in welcher Wärme von der Wärmeabsorptionsfläche zu dem Substrat durch die Ätzöffnung leckt, die auf der Membran aufgrund ihrer Struktur gebildet ist, und die Empfindlichkeit des Infrarotdetektors zu verbessern.

Gemäß der anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Infrarotdetektor zu realisieren, der eine große Fläche ohne Kleben des Diaphragmas und des Substrats durch Ätzen des Substrats durch ein anisotropes Ätzen zusätzlich zu den gleichen Vorteilen wie zuvor beschrieben hat.

Gemäß dem Infrarotdetektor der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die gleichen Vorteile, wie zuvor beschrieben, zu erhalten, mit einem CMOS-Verfahren zu koexistieren, da der Infrarotdetektor ein Thermostapeltyp-Infrarotdetektor ist und ein Thermoelement eines p-Typ-Siliciums und eines n-Typ-Polysiliciums verwendet wird, und einen großflächigen Thermostapel-Infrarotdetektorabschnitt und einen Schaltungsabschnitt in einem Siliciumsubstrat zu bilden. Daher sind die Funktionen der Schaltung und des Infrarotdetektorabschnitts auf einem Siliciumchip aufgebracht, der Infrarotdetektor kann auf ein System angewendet werden, das einen Ein-Chip-Infrarotdetektor verwendet, und es ist möglich, die Abmessung und das Gewicht des Systems, das der Infrarotdetektor verwendet, zu reduzieren. Darüber hinaus ist es möglich, die Kosten einschließlich einer Schaltungsplatine durch einen Stapelprozess aus Silicium zu verringern.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1A und 1B sind eine Aufsicht und ein Querschnitt zum Erläutern einer Ausführungsform eines Infrarotdetektors der vorliegenden Erfindung;

2A und 2B sind eine Aufsicht und ein Querschnitt zum Erläutern eines herkömmlichen Infrarotdetektors; und

3A und 3B sind eine Aufsicht und ein Querschnitt zum Erläutern eines weiteren herkömmlichen Infrarotdetektors.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Der Infrarotdetektor S, der in 1 gezeigt ist, ist ein Thermostapel-Infrarotdetektor als eine Ausführungsform, in welcher eine Membran 2 aus Siliciumnitrid (Si3N4) auf einem Silicium-(Si-)Substrat 1 als Wärmetrennstrukturmembran gebildet wird, die aus einem thermisch isolierenden Material gebildet ist, eine Mehrzahl von herkömmlich bekannten Thermoelementen 4, die als Infrarotdetektionsabschnitte dienen, auf der Membran 2 zusammen mit einer Mehrzahl von Isolationsschichten 3a und 3b angeordnet ist und ein Infrarot-Absorptionsmaterial auf der obersten Isolationsschicht 3a als Schicht aufgebracht wird, wobei eine Wärmeabsorptionsfläche (Wärmeabsorptionsfilm) 5 auf dem Schichtmaterial gebildet wird. Unter Verwendung von Gold-Schwarz als Infrarot-absorbierendes Material ist es möglich, ein Material, das eine gute wechselseitige Diffusionseigenschaft mit Gold-Schwarz, wie amorphes Silicium, auf den obersten Isolationsschichten 3a und 3b hat, als Schicht aufzubringen. In diesem Fall ist die wärmeabsorbierende Fläche 5 in der Mitte der Vorrichtung gebildet, und die Thermoelemente 4 sind parallel angeordnet, wobei die Substrat-1-Seite als kalter Kontakt 4a und die Wärmeabsorptionsfläche-5-Seite als kalten Kontakt 4b verwendet wird und elektrisch in Serie verbunden sind. Darüber hinaus ist in dem Fall dieser Ausführungsform eine Opferschicht 6aus Polymer oder Polysilicium zwischen dem Substrat 1 und der Membran 2 zum Vereinfachen eines Ätzens gebildet.

Ein nahezu konkaver Hohlraum 7, der sich zu der wärmeabsorbierenden Fläche-5-Seite (obere Seite) öffnet, um die kalte Kontakt-4a-Seite und die heiße Kontakt-4b-Seite jedes Thermoelements 4 voneinander zu trennen, ist unterhalb der Membran 2 auf dem Substrat 1 gebildet. Die Wärmeabsorptionsfläche 5 ist in der Mitte der Vorrichtung S gebildet, so dass der heiße Kontakt 4b jedes Thermoelements bedeckt wird. Die Thermoelementen 4 sind auf der Membran 2 angeordnet, welche zwischen dem äußeren Umfang der Vorrichtung S und der Wärmeabsorptionsfläche 5 festgelegt sind, und die kalte Kontakt-4a-Seite und die heiße Kontakt-4b-Seite sind thermisch voneinander durch den Hohlraum 7 getrennt.

Um den obigen Infrarotdetektor S herzustellen, werden vergleichsweise große Ätzöffnungen 8, die Durchmesser aufweisen, die nahezu gleich dem Abstand zwischen den Kontakten 4a und 4b des Thermoelements 4 sind, an vier Ecken der Membran 2 gebildet, wird eine Mehrzahl von Ätzöffnungen 9, die sich von der Oberfläche der wärmeabsorbierenden Fläche 5 in das Substrat 1 durch die Isolationsschichten 3a und 3b und die Membran 2 erstrecken, in der wärmeabsorbierenden Fläche 5 bei gleichen Abständen gebildet, und darüber hinaus wird eine geeignete Anzahl von Ätzöffnungen 9 auf anderen Teilen als der Wärmeabsorptionsfläche 5 auf der Membran gebildet. Diese Ätzöffnungen 8 und 9 können durch ein Trockenätzen oder ein Plasmabearbeiten bearbeitet werden. Darüber hinaus ist die Gesamtfläche der Ätzöffnungen 9 in der Wärmeabsorptionsfläche 5 sehr klein verglichen zu der Fläche der Wärmeabsorptionsfläche 5, und der Einfluss der gesamten Fläche auf die Wärmeabsorption ist sehr gering.

Die Abmessungen der Ätzöffnungen 9, die in der Wärmeabsorptionsfläche 5 und der Membran 2 anders als der Wärmeabsorptionsfläche gebildet werden, und die Abstände dazwischen werden in Übereinstimmung mit der Tiefe und der Ätzzeit des herzustellenden Hohlraums 7 gebildet. Insbesondere, wenn angenommen wird, dass der Durchmesser jeder Ätzöffnung 9 20 &mgr;m und der Abstand zwischen den Ätzöffnungen 9 etwa 200 &mgr;m ist, wird die Tiefe des Hohlraums 7 140 &mgr;m, wenn der Ort, der unmittelbar unterhalb der Membran 2 ist, der Hohlraum 7 wird. Dies ist der Fall beim Ätzen der Opferschicht 6 mit einer Ätzrate von 2 &mgr;m/min für etwa 60 min.

Anschließend, wenn der Infrarotdetektor dieser Ausführungsform hergestellt wird, werden die Ätzöffnungen 8 und 9 gebildet, wie zuvor beschrieben, und das isotrope Ätzen wird auf die Opferschicht 6 durch Zuführen einer Ätzlösung durch die Ätzöffnungen 8 und 9 angewandt.

Anschließend wird durch Zuführen der Ätzlösung durch die Ätzöffnungen 8 und 9 ein anisotropes Ätzen entlang der Kristallorientierung des Siliciumsubstrats 1 durchgeführt. Das obige isotrope Ätzen und das anisotrope Ätzen werden gleichzeitig fortgeführt. In diesem Fall verhindert die Opferschicht 6 ein anisotropes Ätzen am Fortschreiten zu der äußeren umläufigen Vorrichtungsseite des Substrats 1. Daher dehnt sich der Hohlraum 7 nicht exzessiv aus.

Ferner wird der Hohlraum 7, der sich an der oberen Seite und dessen untere Seite Erhebungen bildet, die in 1B gezeigt sind, durch ein Entladen der Ätzlösung, wenn eine voreingestellte Ätzzeit ausläuft, gebildet.

Somit ist in dem Fall des Infrarotdetektors der obigen Ausführungsform der Hohlraum 7 zum thermischen Trennen des kalten Kontakts 4a und des heißen Kontakts 4b jedes Thermoelements 4 voneinander in einer kurzen Zeit gebildet, ohne durch die Größe der Wärmeabsorptionsfläche 5 beeinflusst zu werden, indem ein anisotropes Ätzen auf das Siliciumsubstrat 1 durch die Ätzöffnungen 9, die in der Wärmeabsorptionsfläche 5 und auf der Membran 2 außerhalb der Wärmeabsorptionsfläche 5 gebildet sind, sowie der Ätzöffnungen 8, die an vier Ecken der Membran 2 gebildet sind, angewendet wird wodurch die Ätzzeit herabgesetzt wird. Daher werden die Membran 2 und Schutzfilme, wie die Isolationsschichten 3a und 3b, nicht beschädigt oder die strukturelle Stärke wird ausreichend aufgrund dessen, dass der Hohlraum 7 durch Zurücklassen des Bodens des Substrats 1 gebildet wird. Daher tritt selbst in dem Fall einer großflächigen Vorrichtung S kein Klebephänomen auf, durch welches die Membran 2 abgelenkt wird und den Boden des Hohlraums 7 berührt. Ferner werden, da die Ätzöffnungen 9 in der Wärmeabsorptionsfläche 5 bei gleichen Abständen gebildet sind, Erhebungen auf dem Boden des Hohlraums 7 gleichförmig verteilt, und dies macht es möglich, eine strukturelle Stärke zu sichern. Ferner ist es möglich, einen leistungsfähigen Infrarotdetektor S zu realisieren, der eine große Fläche von 1 × 1 mm oder mehr aufweist.

Ferner, da strukturelle Merkmale des Infrarotdetektors S nachträglich hergestellt werden, da die Ätzöffnungen 9 in anderen Bereichen als der Wärmeabsorptionsfläche 5 auf der Membran 2 gebildet werden, wird die Abmessung des Hohlraums 7 groß genug, um den kalten Kontakt 4a und den heißen Kontakt 4b jedes Thermoelements 4 voneinander zu trennen, und es wird möglich, ein Wärmeleck der Substrat-1-Seite von der Wärmeabsorptionsfläche 5 in der Membran 2 zu reduzieren, einen Abstand zwischen dem kalten Kontakt 4a und dem heißen Kontakt 4b zu vergrößern und die Empfindlichkeit des Infrarotdetektors S zu erhöhen.

Die detaillierte Konfiguration eines Infrarotdetektors der vorliegenden Erfindung ist nicht auf nur die obige Ausführungsform beschränkt.


Anspruch[de]
Infraroterfassungsvorrichtung, mit:

einer Membran (2), die vier Ecken aufweist und aus einem thermisch isolierenden Material gebildet ist, das durch einen Hohlraum (7) von einem Siliziumsubstrat (1) getrennt ist;

einem wärmeabsorbierenden Bereich (5), der auf der Membran (2) gebildet ist; und

einem Infraroterfassungsabschnitt, der eine Mehrzahl von Thermoelementen (4) aufweist, welche parallel auf der Membran (2) derart angeordnet sind, dass ein kalter Kontakt (4a) auf einer Seite des Substrats (1) und ein heißer Kontakt (4b) auf einer Seite des wärmeabsorbierenden Bereichs (5) ist;

wobei der wärmeabsorbierende Bereich (5) in der Mitte der Membran (2) gebildet ist, so dass der heiße Kontakt (4) jedes Thermoelements (4) bedeckt ist und mit einer ersten Mehrzahl von Ätzöffnungen (9) zum Bilden des Hohlraumes (7) gebildet ist; und wobei der Hohlraum (7) derart gebildet ist, dass er thermisch den kalten Kontakt (4a) und den heißen Kontakt (4b) jedes Thermoelements (4) trennt;

dadurch gekennzeichnet, dass

die Membran (2) mit vier Ätzöffnungen (8) gebildet ist, die an den vier Ecken angeordnet sind;

die Membran (2) mit einer zweiten Mehrzahl von Ätzöffnungen (9) gebildet ist, die zwischen den Thermoelementen (4) in

einem von dem Wärmeabsorbtionsbereich (5) unterschiedlichen Bereich angeordnet sind;

die erste und zweite Mehrzahl von Ätzöffnungen (9) in gleichen Abständen gebildet sind;

der Hohlraum (7) hauptsächlich durch anisotropisches Ätzen gebildet ist, so dass der Hohlraum (7) eine konkave Form und einen Boden aufweist, der gleichmäßig verteilte Erhebungen zwischen den Ätzöffnungen (9) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die vier Ätzöffnungen (8) Durchmesser aufweisen, die nahezu gleich dem Abstand zwischen dem kalten Kontakt (4a) und dem heißen Kontakt (4b) jedes Thermoelements (4) sind. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Opferschicht (6) zwischen dem Substrat (1) und der Membran (2) gebildet ist, um ein anisotropes Ätzen am Fortschreiten zum äußeren Randbereich des Substrats (1) der Vorrichtung zu hindern. Verfahren zum Bilden einer Infraroterfassungsvorrichtung, mit den Schritten:

Bilden einer Membran (2), die vier Ecken aufweist und aus einem thermisch isolierenden Material auf einem Siliziumsubstrat (1) gebildet ist;

Bilden eines Wärmeabsorbtionsbereiches (5), der auf der Membran (2) gebildet ist; und

Bilden eines Infraroterfassungsabschnittes, der eine Mehrzahl von Thermoelementen (4) beinhaltet, die parallel

zu der Membran (2) angeordnet sind, so dass ein kalter Kontakt (4a) auf einer Seite des Substrats (1) und ein heißer Kontakt (4b) auf einer Seite des Wärmeabsorbtionbereichs (5) ist;

wobei der Wärmeabsorbtionsbereich (5) in der Mitte der Membran (2) angeordnet ist, so dass der heiße Kontakt (4b) jedes Thermoelement (4) bedeckt ist und wobei der Wärmeabsorbtionsbereich (5) mit einer ersten Mehrzahl von Ätzöffnungen (9) zum Bilden des Hohlraumes (7) gebildet ist;

Bilden eines Hohlraumes (7) durch Anwenden eines Ätzens des Substrates (1) durch die erste Mehrzahl von Ätzöffnungen (9), so dass die Membran (2) von dem Substrat (1) getrennt wird und so dass der Hohlraum (7) thermisch den kalten Kontakt (4a) und den heißen Kontakt (4b) jedes Thermoelements (4) trennt;

dadurch gekennzeichnet, dass

die Membran (2) mit vier Ätzöffnungen (8) gebildet wird, die an den vier Ecken angeordnet sind;

die Membran (2) mit einer zweiten Mehrzahl von Ätzöffnungen (9) gebildet wird, die zwischen den Thermoelementen (4) in einem von dem Wärmeabsorbtionsbereich (5) verschiedenen Bereich angeordnet ist;

die erste und zweite Mehrzahl von Ätzöffnungen (9) mit gleichen Abständen gebildet werden; und

der Hohlraum (7) hauptsächlich durch anisotropes Ätzen gebildet wird, so dass der Hohlraum (7) eine konkave Form

aufweist und einen Boden aufweist, der gleichmäßig verteilte Erhebungen zwischen den Ätzöffnungen (9) bildet.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die vier Ätzöffnungen (8) so geformt sind, dass sie Durchmesser aufweisen, die nahezu gleich einem Abstand zwischen dem kalten Kontakt (4a) und dem heißen Kontakt (4b) jedes Thermoelements (4) sind. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, wobei eine Opferschicht (6) zwischen dem Substrat (1) und der Membran (2) gebildet ist, um ein anisotropes Ätzen am Fortschreiten zum äußeren Randbereich des Substrats (1) der Vorrichtung zu hindern.






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