[发明专利]红外图像传感器

说明书

本发明涉及一种红外图像传感器，其包括在基板(10)上的多个第一像素(32)和多个第二像素(34)，用于捕获由场景中的元件发射的红外辐射，每个像素包括悬挂在覆盖基板的反射器(12)上方的测热辐射膜(14)，每个第一像素的反射器覆盖有第一介电层(40)，并且每个第二像素的反射器覆盖有凭借其光学特性不同于第一介电层的第二介电层(42)。

本专利申请要求法国专利申请FR16/62079的优先权权益，该专利申请通过引用结合在此。

技术领域

本公开涉及红外成像领域，并且更具体地涉及红外图像传感器。

背景技术

红外成像装置，例如一般情况下的红外相机，用于形成与来自观察场景的红外通量(即场景元件的温度)相关的图像。对于热成像应用，应提供对这些温度的估计。该相机特别包括适配的聚焦光学系统和放置在光学系统焦点处的红外图像传感器。

图1A示出了这种红外图像传感器1。传感器1包括以阵列布置并且能够在室温下操作的像素3的组件。像素阵列3耦合到读出集成电路5(ROIC)，其被提供以产生与到达每个像素的辐射通量相关的电子信号S。该装置包括处理单元7(P)，其能够处理信号S并从中推断出场景元件的温度T的估计。处理单元7包括计算设备和存储器，并且优选地布置在传感器1的紧邻处。该单元也可以是远程计算机。

图1B是沿图1A中所示的平面B-B的传感器1的像素3的示例的截面图。传感器1是测热辐射型的，能够在室温下操作。像素3在覆盖有金属反射器12的基板10上方包括由臂16悬挂的平面测热辐射膜14。臂16具有高热阻，其对于所有传感器像素，在膜14和基板10之间是均匀的。测热辐射膜在本实例中包括吸收金属层20和测量层22。层20和22中的每一个布置在介电支撑件和分离层23之间。测量层22由其电阻根据温度变化的材料制成，并在其端部处设有触点C1和C2。形成膜14的层的堆叠的厚度通常处于100nm的量级，或者可以更大，例如，高达1μm的量级。

场景的每个元件根据与被考虑元件的发射率加权的黑体辐射的普朗克定律相对应的发射光谱来发射红外辐射。在聚焦平面水平处接收到的辐射的波长基本上在7至14μm的范围内。在一般情况下，热观察系统确实被设计成提供7至14μm之间的最大灵敏度和在该范围之外的可忽略的灵敏度，其对应于室温下黑体的最大发射范围。这种辐射被与场景元件相对的像素的膜吸收。为了实现这一点，在每个像素3中，测热辐射膜和反射器之间的距离D基本上为2.5μm，即，相关波长范围的中心波长的大约四分之一。由于臂16的热阻，吸收的辐射引起膜的加热与接收到的辐射的功率成比例。因此，膜温度是场景元件温度的函数。根据其确定膜温度的信号S由读出信号5基于触点C1和C2之间的层22的电阻的测量值而产生。

膜温度取决于场景元件的温度和该元件的发射率两者。为了确定场景元件的温度T，处理单元7应该考虑该元件的发射率E。换句话说，例如，根据发射表面的材料或纹理，发射率值的不准确性(其可能从场景的一个元件到另一个元件显着地变化)影响所确定的温度的值。这导致如此确定的温度的准确性不足。此外，将场景元件的发射率提供给处理单元引起了各种实际使用和实现问题。

发明内容

实施例提供了一种红外图像传感器，其克服了全部或部分的上述缺点。

因此，实施例提供了一种红外图像传感器，包括在支撑件上的多个第一像素和多个第二像素，用于检测由场景元件发射的红外辐射，每个像素包括悬挂在覆盖支撑件的反射器上方的测热辐射膜，每个第一像素的反射器覆盖有第一介电层，并且每个第二像素的反射器覆盖有其光学特性不同于第一介电层的第二介电层。

根据实施例，光学特性差异来自以下列表中的至少一个特征：第一和第二介电层具有不同的厚度；第一和第二介电层由具有不同折射率的材料制成；第一层具有网状图案，并且第二层是连续的；以及第一层和第二层在第一层和第二层中具有不同的网状图案。

根据实施例，第一层的网状图案在第一层的整个厚度上延伸。