[发明专利]红外线检测器、红外线检测方法和电子设备

说明书

本发明提供了红外线检测器、红外线检测方法和电子设备。所述红外线检测器包括：源极区域和漏极区域，它们被形成于半导体基板上；红外线吸收膜，它作为栅极绝缘膜被形成于所述半导体基板上；以及栅极电极，它被形成于所述栅极绝缘膜上且由针对红外线呈透明的电极形成。在所述红外线检测器中，当预定电压被施加至所述栅极电极时，预定电流在所述源极区域与所述漏极区域之间流动。本发明能够使用更简单的构造来检测红外线。

相关申请的交叉参考

本申请要求2013年12月4日提交的日本优先权专利申请JP2013-251165的优先权权益，在此将该优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及红外线检测器、其检测方法和电子设备，并且更具体地，涉及能够利用更简单的构造来检测红外线的红外线检测器、其检测方法和电子设备。

背景技术

辐射热测定计一般被用作远红外线检测器。辐射热测定计具有用于检测因热量而引起的电阻变化的元件结构，并且具有高检测灵敏度的特性。然而，因为必须利用珀尔帖元件来实施冷却以维持恒定的元件温度，所以辐射热测定计在以大型的方式作为传感器时就会消耗大量的电力且变得沉重。此外，热图像信号的S/N(温度分辨率)很可能受到背景辐射的影响，并且对于测量来说，各个像素的针对于温度的定期校准是必需的。因此，必须具有大容量的存储器，而且在校准的期间内图像还会被打断。由于MEMS形状的特殊结构，辐射热测定计不像固体器件那样具有大规模的产量。结果，辐射热测定计具有高的能耗，并且昂贵、巨大和沉重。因此，出现了如下的现象，即：没有发生远红外线检测的推广，没有铺开实用化的基础，并且不存在特定用途的范畴。

当将通常被用于可见光检测的光电转换原理应用于远红外线检测时，可能会使用由半导体等形成的固体元件。然而，因为远红外线(波长大约是10微米)的能量小到120meV，所以必须把该固体元件冷却到液氮温度以下。

作为利用场效应晶体管(FET：field-effect transistor)而用于光合作用用途的成像仪，有一种如下的成像仪：其通过利用栅极电极上的分子导线而被连接至光合作用中心、并且通过在光接收中利用光合作用的光致激发势(photoexcitation potential)而调节栅极电势，来执行成像(例如，参照NPL 1)。

然而，因为检测波长局限于允许生物分子能够在这个成像仪中进行光合作用的波长，所以检测波长局限于可见光的单一波长并且远红外线不会被检测到。此外，这个成像仪必须被配置成溶液体系且使用生物材料，因此其具有低的耐久性。光致激发势小，灵敏度低，且S/N比也小。

也曾经提出了空间光调制类型的几种远红外线传感器(例如，参照NPL 2、PTL 1和PTL 2)。空间光调制类型是通过如下方式获得热图像的方法，该方式是：利用介电常数的变化来检测出伴随着远红外线的吸收而发生的电介质的温度变化。

引用文献列表

专利文献

[PTL 1]日本未经审查的专利申请公开第5-273503号

[PTL 2]日本未经审查的专利申请公开第2009-042164号

非专利文献

[NPL 1]Bio-photosensor:Cyanobacterial photosystem I coupled withtransistor via molecular wire(生物-光敏元件：通过分子导线与晶体管耦合的蓝藻光合体系I),Biochimica et Biophysica Acta Volume 1767(2007),p.653-659

[NPL 2]T.Okamoto,et al.,Optics letters 18,p.1570(1993)

发明内容