專利名稱：電子檢測裝置和包含該種裝置的檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括一個(gè)或多個(gè)微結(jié)構(gòu)的電子檢測裝置，該微結(jié)構(gòu)通常借 助懸浮在襯底上的臂和膜片來實(shí)現(xiàn)電子功能。這樣的電子裝置可以構(gòu)造成，例 如紅外輻射檢測器的熱輻射傳感器。
背景技術(shù)：
在包含有一個(gè)或多個(gè)帶有懸浮于襯底上的臂和膜片的電子微結(jié)構(gòu)的微電子 結(jié)構(gòu)領(lǐng)域， 一直努力盡可能地小型化這些微結(jié)構(gòu)。因此所希望的是，使得支撐 懸浮于襯底上的膜片的臂的厚度和形成微結(jié)構(gòu)有源部分的膜片的厚度最小化。 此外，還希望使得保持臂的寬度最小化。除了電子裝置整體尺寸上的允許的縮 小外，這種縮小化也能夠提高微結(jié)構(gòu)盼性能。因此，在用于通過紅外線照射觀測景物的微輻射熱測量計(jì)陣列檢測器領(lǐng) 域，允許構(gòu)造成檢測器的每一個(gè)傳感器的膜片漂浮，即膜片懸浮于襯底上以使其被隔離，尤其是熱隔離，它M51—個(gè)或多個(gè)通常被稱作"臂"的縱向保持 部件電連接到襯底上。這些保持部件的功能首先是支撐膜片離開襯底和防止它接觸襯底，其次是 將膜片電連接到襯底上，以便收集在光子和膜片相互作用期間釋放的電荷載 體。在該領(lǐng)域內(nèi)眾所周知，每一個(gè)膜片的溫度會因依賴于被觀觀憬物劃寸的流 量的入射輻射效應(yīng)而上升。這種溫度的上升引起每一個(gè)基本傳感器的電阻率的 變化，這些傳感器然后被分析用于產(chǎn)生被觀測景物的圖像?；緜鞲衅鞯撵`敏度是影響輻射熱檢測器整體性能的一個(gè)基本量。該靈敏 度對于在變熱的感光膜片與在空間和時(shí)間上(即在任何時(shí)間和在任何位置)全 部保持瞎顯的公共襯底之間的熱阻成比例，。這也是為什么有必要控制^^測器每一個(gè)基本傳感器的感光膜片和臂的尺寸 的原因。因此，臂的狹窄度、臂和感光膜片的精細(xì)度決定了每一個(gè)基本傳感器 中的熱阻，從而也決定了檢測器的整體性能。此外，微輻射熱傳感器響應(yīng)產(chǎn)生自被觀測景物的紅外流量隨時(shí)間變化的速 度依賴于形成感光膜片的材料總量。這就是為什么為了最小化感光膜片的熱慣 性而必須使漂浮膜片功能層的厚度最小化由此使得基本傳感器的響應(yīng)速度最大 化的原因。然而，使檢測器的臂和膜片小型化通常涉及由于承受這些應(yīng)變的截面的表 面積的減小而導(dǎo)致的那些元件易受其影響的機(jī)械和熱應(yīng)變的增加。根據(jù)現(xiàn)有技 術(shù)，這種熱機(jī)械應(yīng)變限制了電子裝置的尺寸，所述元件、傳感器的臂、和膜片 的變形不能超越這種限制，它們的易碎性或者敏感性會導(dǎo)致基本傳感器分布上 的幾何缺陷(分散)。這種結(jié)構(gòu)上的惡化對檢測器的靈敏度和/或硬度產(chǎn)生有害 的影響。事實(shí)上，基于高度和相對襯底平行的角度而言，膜片必須均勻地放置在形 成陣列檢測器的二維網(wǎng)格上。這就是為什么膜片的臂或縱向保持部件作為重要 元件其尺寸必須被優(yōu)化的原因。同樣，感光膜片必須限定尺寸以防止它在檢測 器操作期間變形，而且同時(shí)要確保好的檢測性能，尤其是快速響應(yīng)時(shí)間。臂和 膜片抗彎曲、扭曲或折斷應(yīng)變的機(jī)械強(qiáng)度是這些部件相對于這些應(yīng)變的軸垂直 截面的慣性力矩的函數(shù)。當(dāng)這些部件的厚度減小時(shí)這些機(jī)械強(qiáng)度也因此減小。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電子裝置通常包括具有10 50 u m長、0.5 2 u m寬、0.1 2nm厚的臂的微結(jié)構(gòu)。在微輻射熱傳感器的情況下，這樣的臂可以由幾層構(gòu) 造成，其中一層至少是導(dǎo)電的。從上向下看，微輻射熱傳感器臂的一般形狀可 能是細(xì)長的、直的、三角板形("L"形)的或"S"形的。為了增加臂和/或漂浮膜片的機(jī)械 破，專利文獻(xiàn)EP-A-0 753 671提出僅 僅加強(qiáng)這些部件的側(cè)面。因此涉及在臂或膜片的側(cè)壁上安裝加強(qiáng)邊。此外，專利文獻(xiàn)US 5 399 897建iM過使臂和膜片在垂直于襯底所確定的 平面的方向上彎曲而使其更硬。這樣的結(jié)構(gòu)確實(shí)能略微增加這樣彎曲的部件的 截面的慣性力矩。詳述了現(xiàn)有技術(shù)的這些文獻(xiàn)的解決方案允許增加所使用微結(jié)構(gòu)的硬度，但 是假如包含的熱機(jī)械應(yīng)變因?yàn)樵黾恿诉@禾中電子裝置的小型化而變得更差，那么 這種增加是不夠的。這些文獻(xiàn)所描述的微結(jié)構(gòu)的臂和膜片保持相對柔韌性和可 變形，尤其是當(dāng)它們在相對臂主維方向的橫向截面平面所限定的方向上受壓 時(shí)。因此，當(dāng)這樣的應(yīng)變出現(xiàn)時(shí)，可能存在所述的微結(jié)構(gòu)相對明顯的彎曲和/
或扭曲，因此可能存在失敗的風(fēng)險(xiǎn)或者甚至毀壞這樣配置的電子裝置。因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有臂和域感光膜片的高性能電子檢測裝置，該裝置不像現(xiàn)有技術(shù)的裝置那樣可變形。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種電子檢觀蜈置，它的臂^M片增加了它們易受其 影響的機(jī)械和熱應(yīng)變的抵抗力并且提供了還可以e爐的性能。本發(fā)明涉及一種包括襯底和至少一個(gè)微結(jié)構(gòu)的電子檢測裝置，該微結(jié)構(gòu)包 括膜片和至少一個(gè)縱向保持部件，所述膜片以一定距離并面向襯底充分延伸，膜片機(jī)械itt接和電連接至i新述縱向保持部件上，縱向保持部件通過至少一個(gè)柱機(jī)械地連接和電連接到襯底上。根據(jù)本發(fā)明，所述微結(jié)構(gòu)還包括至少一個(gè)具有中空截面并且在該微結(jié)構(gòu)的 至少一個(gè)主表面上延伸的支肋部件。換言之，微結(jié)構(gòu)的臂和/或膜片通過至少一個(gè)位于它們面向襯底的表面上 和/或與面向襯底的表面相對的表面上的充當(dāng)橫梁的部件而做得很堅(jiān)硬。這樣的 橫梁能夠充分增加臂和/或膜片截面的沿著這些截面所有主軸方向上的慣性力 矩。支肋部件的中空截面能夠使電子微結(jié)構(gòu)變得堅(jiān)硬且同時(shí)限制使用的額外重 量，并由此限制了部件的熱慣性，臂禾口/劍莫片因此得至咖強(qiáng)。術(shù)語"以一定距離并面向"意思是"不接觸"或"漂浮"。還有，措辭"縱 向保持部件"中的形容詞"縱向"表示臂在它連接到襯底的點(diǎn)和連接至鵬片的 點(diǎn)之間具有一個(gè)確定的自由漂浮長度。因此，術(shù)語"縱向保持部件"能指示出臂具有一個(gè)直的、彎曲的或諸如"S"這樣更復(fù)雜的形狀。實(shí)踐中，縱向保持部件可以包括在它的，長度上延伸的縱向支肋部件。 這樣，臂在它的旨長度上做得很堅(jiān)硬。因此有可能使它更薄、直徑減小且同時(shí)保持滿意的硬度。根據(jù)本發(fā)明，支肋部件在相對于微結(jié)構(gòu)所述主表面的橫截方向上延伸。 在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，膜片包括至少一個(gè)在該膜片整個(gè)長度方向上和一個(gè)主維方向上延伸的支肋部件。這樣的結(jié)構(gòu)能夠使膜片在優(yōu)選的方向上更加堅(jiān)硬以便抵抗沿特定軸的應(yīng)變。 實(shí)踐中，支肋部件可以具有梯形的截面，梯形的底邊連接至U該微結(jié)構(gòu)。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，裝置可以包括多個(gè)在膜片的一個(gè)和域兩個(gè)主維方向上延伸的支肋部件。這樣的結(jié)構(gòu)能夠i鵬片在它全部被限定的平面的兩個(gè)方向上更堅(jiān)石更。在上述裝置的另一具體實(shí)施例中，裝置可以包括幾個(gè)彼此平行的縱向支肋 部件。這樣的特征能夠在所述整個(gè)主表面上加強(qiáng)微結(jié)構(gòu)，而不管它是面對襯底 的表面還是外部表面。本發(fā)明還涉及用于諸如紅外線這樣的電磁輻射的陣列檢測器。根據(jù)本發(fā) 明，該檢觀"器的每個(gè)基本傳感器由上面說明的電子裝置構(gòu)造成，并且每一個(gè)膜 片包括對i^射敏感的材料。這樣的檢測器因此更能抵抗它易受其影響的機(jī)械和熱應(yīng)變，尤其是在工作 階段。此外，本發(fā)明還涉及用于生產(chǎn)電子檢測裝置的方法，該電子檢測裝置包括 襯底和至少一個(gè)微結(jié)構(gòu)，微結(jié)構(gòu)包括以一定距離并面向襯底充分延伸的膜片， 膜片機(jī)械地連接和電連接到至少一個(gè)縱向保持部件上，縱向保持部件通過至少一個(gè)柱機(jī)械i鵬接和電連接至,述襯底上。


根據(jù)下面僅僅作為實(shí)施例的描述，并參考顯示本發(fā)明實(shí)施例的附圖，本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見圖1是根據(jù)本發(fā)明的電子裝置的示意透視圖；圖2a和2b是沿圖1中虛線A-A的示意截面圖；圖3a和3b是本發(fā)明另一實(shí)施例的與圖2a和2b類似的示意截面圖；圖4a和4b是本發(fā)明另一實(shí)施例的與圖2a和2b類似的示意截面圖。
具體實(shí)施方式
各個(gè)附圖為示意圖，因此包括的部件不是成比例的。圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用微輻射熱測量計(jì)檢測器的現(xiàn)有原理設(shè)計(jì)的用于 檢測紅外輻射的電子裝置。圖1中，基本微輻射熱測量計(jì)傳繊包括提供用于 讀取由傳感器有源部件劃寸的信號的電路的襯底1。為了產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)，襯底1 整個(gè)是平的并且用作基礎(chǔ)層，這種情況下，基本傳感器應(yīng)用了單片集成電路薄 層沉積技術(shù)、光刻技術(shù)或者蝕刻技術(shù)。因此，襯底1對形成陣列檢測器的所有 基本傳感器是公用的。圖1中基本傳感器的感光部分由浮動(dòng)安裝在襯底1上的膜片9形成。制作 膜片9的材料對溫度敏感，能顯示出輻射熱的情況，并且具有依賴于被檢測的 輻射來確定的特定厚度。例如，它可以是摻雜質(zhì)的非晶硅或者任何其它合適的 感光材料。為了收集入射輻射，膜片9通常具有全部是平的矩形或正方形表面。膜片9通過兩個(gè)縱向保持部件21和22保持漂浮或懸浮于襯底上方。如上所述，這樣的保持部件在輻射熱檢測器領(lǐng)域一ISI爾作支撐臂。當(dāng)從上向下看時(shí)，縱向保持部件21和22每個(gè)都呈典型的"L"形或三角板形。它們在短邊處機(jī) 械連接到膜片9上。此外，縱向保持部件21和22包括在它們的每一個(gè)短邊處與膜片9接觸的 一層導(dǎo)體材料8以便收集感光膜片9 ai寸的信號。因此，導(dǎo)電層8形成的導(dǎo)體能夠作為用于輻射熱測量計(jì)膜片9的電極。在 圖1的實(shí)施例中，導(dǎo)電層內(nèi)嵌在實(shí)現(xiàn)機(jī)械功能的兩層之間。然而，它也可以構(gòu) 造成臂21和22的外殼。臂21和22各自都由位于向著相應(yīng)的臂21和22的末端并在連接到膜片9 的短邊對面的柱5支撐。因此，柱5插在襯底1和由臂21、 22以及膜片9確 定的整個(gè)平面之間。此外，由臂21、 22、膜片9組成的機(jī)械支撐部件和柱5還 保證了襯底1與由導(dǎo)體材料8形成的兩個(gè)電極中的每一個(gè)的電連接。根據(jù)本發(fā)明，臂21和22中的每一個(gè)都與設(shè)計(jì)成用于增加基本傳感器的強(qiáng) 度，尤其是增加了相應(yīng)臂的機(jī)械強(qiáng)度。實(shí)際上，這兩個(gè)縱向支肋部件10和11 在與其對應(yīng)相關(guān)的臂21和22的旨長度上延伸。在圖1的實(shí)施例中，縱向支 肋部件具有梯形截面，它的頂邊是開口的，底,接到微結(jié)構(gòu)、臂或膜片上。在本發(fā)明中，這樣的縱向支肋部件因此具有橫梁形沃并能夠顯著增加臂21 和22的截面的慣性力矩，尤其是相對于這些截面平面限定的軸向。此外，感光膜片9借助兩個(gè)縱向支肋部件12和13也得到加強(qiáng)，支肋部件 12和13在它的一個(gè)主維方向上延伸，這種情況下，在它的整個(gè)長度上延伸。 如同橫梁10和11 一樣，支肋部件12和13在電子微結(jié)構(gòu)的定向成朝向襯底1 的主表面即下表面上延伸。而且，支肋部件10-13在容納它們的主表面的橫截 方向上延伸。四個(gè)支肋部件也都是中空的，即它們?nèi)渴枪軤畹慕Y(jié)構(gòu)。這種特征肖灘限
制由支肋部件10-13產(chǎn)生的額外重量，同時(shí)確保微結(jié)構(gòu)增加了沿三^f由向的慣性力矩。此外，支肋部件10-13不必在臂21-22或膜片9的整個(gè)長度或?qū)挾壬涎由欤?相反，它們可以由多個(gè)不連續(xù)的小支肋部件替代。這樣的結(jié)構(gòu)能夠限制支肋部 件的質(zhì)量，同時(shí)確保微結(jié)構(gòu)具有需要的機(jī)械強(qiáng)度。因此，圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)單一的電子裝置，它構(gòu)造成用于輻射 熱測量計(jì)檢測器的基本傳感器。為了構(gòu)造成完整的檢測器，然后必須并列放置 多個(gè)相同的基本傳麟成一列，這能形成一個(gè)典型的二維視網(wǎng)膜，其中支撐柱、 臂、甚至膜片本身相對全部或一些基本傳感器都可以是公用的。圖2a和2b顯示了根據(jù)本發(fā)明的制造方法獲得的電子裝置。圖2a顯示了 該方法中的一個(gè)階段，而圖2b顯示了如同圖1中那樣的電子裝置的完成階段。 為了使圖形更易于閱讀，沿虛線A-A方向上的變化ilil圖2a和2b中的點(diǎn)劃線 顯示出來。為了將電信號導(dǎo)入襯底1中，襯底1包括金屬部分2，金屬部分2的鈍化 層具有開口 3。為了將微結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的信號傳送到與襯底1相關(guān)的讀取電路， 這些開口作為結(jié)合區(qū)用于提供電連接。使用本領(lǐng)域人員熟知的稱作"旋裝于玻璃(SPIN-ON-GLASS)"的技術(shù)， 之后沉積第一層諸如聚酰亞胺這樣的有機(jī)類型的或者二氧化硅這樣的無機(jī)類型 的平面化材料，即相對平滑的上表面。其后，移除構(gòu)造，一層的除了靠近開 口 3區(qū)域的材料以便僅剩下柱5。為了確定一個(gè)對波長為8 14um的射線敏 感的輻射熱測量計(jì)傳感器，柱5的高度值范圍典型為1.5 2 u m。從柱5周圍移除材料在這里是M與蝕刻相關(guān)的光刻過程獲得的。然而， 只有平面化材料是光敏性的才肖,使用光刻技術(shù)。還應(yīng)注意的是，具有梯形截 面的柱5的形狀在這里僅僅通過實(shí)例進(jìn)行了指定，但該柱5也可以具有不同的 開別犬，而并不脫離本發(fā)明的范圍。顯然，為了顯露出鈍化層中開口 3的底部以 便暴露出金屬部分2的非鈍化層表面，產(chǎn)生柱5的階段被執(zhí)行。在下一階段期間，使用典型技術(shù)沉積由導(dǎo)電材料制成的第二層4到前一階 段產(chǎn)生的，表面上。該第二層典型地可以由鈦和鋁組成。首先為了分離金屬部分2和柱5的外表面之間的電連續(xù)區(qū)域，其次為了確 定一個(gè)典型地形成用于被檢測輻射的反射器42的層，該層然后M光刻技術(shù)
和蝕刻技術(shù)進(jìn)行處理。這樣的反射器實(shí)際上能向感光膜片9返回紅外線，而部分紅外線穿過該膜片9。這能夠最大化與膜片9互相影響的輻射流量，因此最大化檢測器的信噪比。為了埋藏前面沉積的層，下一階段包括沉積另一層平面化材料60，例如 聚 胺，尤其是具有皿0.1 2um級厚度的柱5。這樣，所達(dá)到的平均總 厚度之后約為2um，該高度基本上代表了位于襯底1 (臂和膜片)上方漂浮 部分的高度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，之后的下一階段是形成平面化材料層60表面上 的凹槽61。為了監(jiān)視這些凹槽61的尺寸和形狀，它們可以通過應(yīng)用與^B蟲刻 相關(guān)的光刻掩模來產(chǎn)生。光刻掩模內(nèi)的開口對應(yīng)著人們想放置支肋部件的位 置。這樣，為了在微結(jié)構(gòu)的臂21或22上力^a支肋部件，凹槽必須做在合適的 位置，即作為柱5上方的延伸(圖2a和2b的左側(cè)部分)。這也是為什么希望 留下覆蓋柱5的平面化材料60的原因。相反，如在圖2a中布置的那樣，凹槽 61用來形成用于膜片9的支肋部件。另外，為了完全控制凹槽61的截面形狀，人們可以在垂直方向上使用各 向異性處理并監(jiān)視角度側(cè)面。這樣，人們就肖^多產(chǎn)生與圖1中所示的橫梁10-13相似的具有梯形截面的支肋部件。隨后，使用傳統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積方法(CVD)沉積一層如二氧化硅或氮 化硅這樣的絕緣材料70。絕緣層70的厚度可以是10 50nm。此外，為了從柱 5頂端除去材料70，必須使用光刻掩模并進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈g刻。實(shí)際上，臂21和22 收集的電信號通過柱5的頂端傳輸并發(fā)射給襯底1的讀取電路。該方法的下一階段，即本發(fā)明的目標(biāo)，包括使用典型技術(shù)沉積諸如氮化鈦 這樣的導(dǎo)電材料精細(xì)層8，如圖1所述的那樣，層8能確保在臂21和22中及 在部分感光膜片9中的電傳導(dǎo)。層8如此形成用于輻射熱測量計(jì)膜片9的兩個(gè) 電極。與之前一樣，在沉積層8之后必須應(yīng)用光刻掩模和進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈g刻以確 定導(dǎo)電區(qū)域8的輪廓形狀，就像圖l中那樣，該導(dǎo)電區(qū)域8從上向下看整體上 成"L"形狀。然后，在微結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上沉積一層新的平面化材料62，然后應(yīng)用例 如干蝕刻技術(shù)，使它變薄以顯示出或暴露出所有位于凹槽61外部的表面，凹 槽61確定了作為本發(fā)明區(qū)另U特性的支肋部件。制作層62的材料與構(gòu)造鵬60 的材料可以是相同的。人們?nèi)缓笫褂门c為了形成層70而使用的技術(shù)相同的技術(shù)沉積第二層絕緣材料71。接下來的階段顯示在圖2b中，圖2b示意地顯示了如圖1所示那樣的處于 完成操作階段的電子檢測裝置。為了完成這一最后階段，人們首先應(yīng)用光刻掩 模通過層71打開電接觸表面，然后，為了局部露出導(dǎo)電層8，以熟知的方式蝕 刻該層。在圖l和圖2所示的實(shí)例中，在位于作為每一個(gè)短邊的延伸位置的膜 片9的邊上進(jìn)行蝕刻。下一階段包括在膜片9的 "表面積上沉積輻射熱材料，該材料可以由， 例如摻雜的非晶硅構(gòu)造成。摻雜的非晶硅被沉積至職夠?qū)崿F(xiàn)指定給感光膜片9 的溫度計(jì)功能的厚度。該輻射熱材料層的厚度取決于人們想要檢測的輻射，并且可以在 20nm 5000nm間變化。該輻射熱材料肖^l多提供在允許與導(dǎo)電層8電接觸的細(xì) 長的側(cè)面區(qū)域之間延伸的電阻。下一階段包括除去部分輻射熱材料以暴露出在臂21和22的平面上的絕緣 層71。實(shí)際上，臂21和22必須以熟知的方式具有高熱阻，并因lt頃好不含任 何熱輻射材料。最后，應(yīng)用光刻掩模到所有上述階段之后得到的結(jié)構(gòu)上以描繪出膜片9和 臂、或者縱向保持部件21和22的最后輪廓。用于生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的電子裝置的方法的最后階段包括，如果層60是有 機(jī)類型的層，例如ffiil氧等離子體或等同的方法除去層60。 一旦除去層60， 感光膜片9和大多數(shù)臂21和22就會漂浮著，即懸浮在襯底1上方，更精確地 說，就是沒有任何接觸的導(dǎo)電層4。除去層60的該階段還冑的鄰余去填充凹槽61 的犧牲性材料以便支肋部件10-13之后被移空并且最后具有中空的截面。圖3a和3b顯示了根據(jù)本發(fā)明的電子裝置和用于生產(chǎn)該裝置的方法的第二 實(shí)施例。圖3a顯示了中間階段，圖3b顯示了最后階段。在本發(fā)明的該實(shí)施例 中，支肋部件在層360中不再做成中空的，相反，在導(dǎo)電層308上方形成一個(gè) 突出體。因此，支肋部件做在臂和膜片的主上表面上，即在它們面向襯底的主 表面(下表面)對面的自由面上。因此，生產(chǎn)這樣的支肋部件310、 313包括執(zhí)行諸如，方法中同樣的階 段，而在沉積絕緣層370之前對層360不使用特定的光刻掩模。相反，必須
在蝕刻在沉積絕緣層371之前由平面化材料制成的層361、 362之前使用光刻 掩模。為了控制支肋部件310、 313截面的尺寸和形狀，能夠在形成光刻掩模的 感光樹脂上進(jìn)行各向同性侵蝕，而光刻掩模用于形成確定支肋部件310、 313 的突出體。根據(jù)希望的支肋部件310、 313的高度來確定層361、 362的厚度。在生成突出體310、 313后，用與沉積圖2a和2b中顯示的層371同樣的 方法沉積絕緣層371。最后，在蝕刻臂和膜片之前沉積一層輻射熱材料，然后 除去中間的犧牲性層360。 3IM該替換方法得到的膜片309同樣具有形成支肋 部件的突出體。假設(shè)這兩種方法之間存在差別，為了保持一個(gè)用于確定襯底和感光膜片之 間的縫隙的適當(dāng)距離，可能希望柱305稍高于柱5。根據(jù)詳述于圖4a和4b中的本發(fā)明的另一實(shí)施例，層中支肋部件是中空并 且突出的，所述空洞和突出體一個(gè)與另一個(gè)相應(yīng)對齊(參見描述了最后階段的 圖4b)。這樣，所述支肋部件確定了在膜片409的平面上面和下面延伸的管道 420，所述膜片自身也在所述管道的赤道平面內(nèi)稍微延伸。所述管道的每一個(gè)是由層413中的支肋部件空洞和支肋部件的突出413'確 定的，所述層中的支肋部件空洞容納由導(dǎo)電材料408制成的層，形^^述輻射 熱膜片409的電極。圖4a和4b已經(jīng)描繪了構(gòu)造成本發(fā)明該實(shí)施例檢測器的基本部件，其中的 附圖標(biāo)記與圖2a和2b中的附圖標(biāo)記加上400相同。此外，實(shí)現(xiàn)該實(shí)施例的方 法與上面公開的那些方法相同或相^U根據(jù)本發(fā)明的電子裝置具有確定漂浮結(jié)構(gòu)的部件，該結(jié)構(gòu)的截面具有與根 據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比增加的慣性力矩。因此，這樣的電子裝置具有更大的抗 機(jī)械和熱應(yīng)變能力，尤其是抗彎曲、褶鮍、蠕變等應(yīng)變。當(dāng)生產(chǎn)輻射熱傳感器 時(shí)，與以前的輻射熱傳感器相比，由于使用了簡單的臂和膜片形狀兩個(gè)因素， 因此能夠增加臂或膜片的機(jī)械強(qiáng)度。因此，能夠可選擇地減小臂和/或膜片的厚度，以及它們的寬度，相反還 不會影響這些部件的機(jī)械強(qiáng)度。這些部件尺寸上的減小具有增加它們的熱阻的 優(yōu)點(diǎn)，如果是輻射熱檢觀U器的話，這會導(dǎo)致基本傳感器靈敏度的提高。實(shí)際上， 每單位長度臂的熱阻依賴于它們截面內(nèi)材料的數(shù)量，并且由方程R^PL /s來
定義，其中--R^是每單位長度臂的熱阻；-P是形成截面材料的等價(jià)熱阻系數(shù)；-L是所討論的阻抗長度；-s是截面的表面面積。這樣，截面積s越小，熱阻R^越高，檢測器靈驗(yàn)越高。正如所述，增加膜片硬度饊多減小它的厚度，因此減小它的質(zhì)量和熱慣性。與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的傳感器相比，如此生產(chǎn)的基本傳感器的動(dòng)態(tài)性能因此得到加強(qiáng)。這樣，人們冑的多生產(chǎn)象根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的傳^一樣的具有臂的輻射熱傳感 器，臂寬度為1~1.5 " m，但絕緣層71和72的厚度減小到15腦，甚至10腦， 而根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的每個(gè)絕緣層厚度至少為30nm。這種減小的厚度能夠增加臂 的熱阻，并因此增加傳感器50%^100%的熱輻射靈敏度，而基本上保持了同樣 的橫向硬度，即相同的對臂變形的彈性阻抗。還有，增加用于提供支肋部件的 膜片主表面的展開表面對基本傳感器的靈,沒有明顯的影響。上述實(shí)施例涉及輻射熱檢測器領(lǐng)域，但包括附加支肋部件到微結(jié)構(gòu)上的本 發(fā)明的基本原理仍能應(yīng)用于其它稱作"漂浮"的微結(jié)構(gòu)或者電子裝置上而并不 脫離本發(fā)明的范圍。這樣裝置的實(shí)例包括聲音共振器、聲級計(jì)、速度陀螺儀、加速度計(jì)和其它 相關(guān)的裝置，對這些裝置而言，彈性的、電子的、熱彈性的或者光彈性的特征 是至關(guān)重要的。
權(quán)利要求
1、一種包括襯底(1；301；401)和至少一個(gè)微結(jié)構(gòu)的電子檢測裝置，所述微結(jié)構(gòu)包括膜片(9；309；409)和至少一個(gè)縱向保持部件(21，22)，所述膜片大致面對所述襯底(1；301；401)并離開所述襯底一距離而延伸，并且機(jī)械地連接和電連接到所述縱向保持部件上，所述縱向保持部件借助至少一個(gè)柱(5；305；405)機(jī)械地連接和電連接到襯底(1；301；401)上，其特征在于，該微結(jié)構(gòu)還包括至少一個(gè)具有中空截面并在所述微結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)主表面上延伸的支肋部件(10-13；310；313；410；413；413’；420)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的電子檢測裝置，其特征在于，i亥支肋部件在相對于微結(jié)構(gòu)的主表面的橫截方向上延伸。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子檢測裝置，其特征在于，該縱向保持 部件(21， 22)包括在其旨長度上延伸的縱向支肋部件(10， 11; 310; 410)。
4、 根據(jù)上述權(quán)禾腰求中任一項(xiàng)所述的電子檢測裝置，其特征在于，該膜 片(9; 309)包括至少一個(gè)在所述膜片(9; 309)的一個(gè)主維方向上和整個(gè)長 度上延伸的支肋部件(12)。
5、 根據(jù)上述權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的電子檢測裝置，其特征在于， 該支肋部件(10-13; 310; 313)具有其底腿接到所述微結(jié)構(gòu)上的梯開纖面。
6、 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電子檢測裝置，其特征在于，該支 肋部件(410; 420)成管道形狀，該管道是由在微結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主表面上延伸的支肋部件構(gòu)造成的。
7、 根據(jù)權(quán)禾腰求6的電子檢測裝置，其特征在于，i纖片(409)的平面基本上沿著所述i^ (420)的赤道平面延伸。
8、 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電子檢測裝置，其特征在于，其包 括多個(gè)在所述膜片(9; 309; 409)的一個(gè)和/或其它主維方向上延伸的支肋部件(10-13; 310; 313; 410; 413; 413，; 420)。
9、 根據(jù)上述權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的電子檢測裝置，其特征在于， 其包括多個(gè)彼此平行的縱向支肋部件(10-13; 310; 313; 410; 413; 413'; 420)。
10、 一種用于諸如紅外輻射的電磁輻射陣列檢測器，包括多個(gè)用于所述輻射的基本傳感器，其特征在于，所述基本傳感器各自由前述權(quán)利要求中任一項(xiàng) 所述的電子檢測裝置構(gòu)造成，所述膜片各自包括對該輻射敏感的材料。
全文摘要
一種電子檢測裝置包括襯底(1)和至少一個(gè)微結(jié)構(gòu)，所述微結(jié)構(gòu)包括以一定距離并面向所述襯底(1)大致延伸的膜片(9)，所述膜片(9)機(jī)械地連接和電連接到至少一個(gè)縱向保持部件(21，22)上，縱向保持部件(21，22)通過至少一個(gè)柱(5)機(jī)械地連接和電連接到所述襯底(1)上。該裝置還包括至少一個(gè)在所述微結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)主表面上延伸的支肋部件(10-13)。
文檔編號B81B7/02GK101148242SQ200710149409
公開日2008年3月26日 申請日期2007年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月18日
發(fā)明者M·維萊因 申請人:Ulis股份公司