因遠(yuǎn)紅外線的吸收而發(fā)生的溫度上升而變化。
[0082]這時(shí)，當(dāng)作為柵極絕緣膜33的IR吸收膜的介電常數(shù)ε g是正的溫度系數(shù)時(shí)，漏極電流Id從漏極電流I Db增加了變化量△ ID。而變?yōu)槁O電流I De。
[0083]另一方面，當(dāng)作為柵極絕緣膜33的IR吸收膜的介電常數(shù)ε8是負(fù)的溫度系數(shù)(當(dāng)絕對(duì)值相同且只有符號(hào)是不同的)時(shí)，漏極電流Id從漏極電流I Db減小了變化量△ I D。而變?yōu)槁O電流IDf。
[0084]然而，事實(shí)上，在正的溫度系數(shù)的情況下，呈現(xiàn)為紅外線檢測(cè)器12的輸出的漏極電流Id的變化是從漏極電流I Da到漏極電流I 的變化量+ △ I ^并且在負(fù)的溫度系數(shù)的情況下，呈現(xiàn)為紅外線檢測(cè)器12的輸出的漏極電流Id的變化是從漏極電流I Da到漏極電流I Df的變化量-διμ。
[0085]關(guān)于變化量+ Δ 1&和- Λ I Df的大小(絕對(duì)值)，從圖7中可以明顯地看出，變化量+ AIlle 更大(Δ I De I > ΔΙμ|)。
[0086]因此，當(dāng)選擇其中作為柵極絕緣膜33的IR吸收膜的介電常數(shù)εg具有正的溫度系數(shù)的材料時(shí)，由于溝道溫度上升而引起的增加量AIdx被加到由伴隨著遠(yuǎn)紅外線的吸收而發(fā)生的柵極電容增大所引起的變化量+ Λ ID。中，并且作為紅外線檢測(cè)器12的輸出的變化量+ Δ 1&大于伴隨著遠(yuǎn)紅外線的吸收而發(fā)生的變化量+ Δ I D。。
[0087]當(dāng)選擇其中作為柵極絕緣膜33的IR吸收膜的介電常數(shù)εg具有負(fù)的溫度系數(shù)的材料時(shí)，由伴隨著遠(yuǎn)紅外線的吸收而發(fā)生的柵極電容增大所引起的變化量-被由于溝道溫度上升而發(fā)生的增加量Δ Idx抵消，作為紅外線檢測(cè)器12的輸出的變化量-Λ I Df小于伴隨著遠(yuǎn)紅外線的吸收而發(fā)生的變化量- Λ ID。。
[0088]因此，作為柵極絕緣膜33的IR吸收膜可以由介電常數(shù)ε8具有正的溫度系數(shù)或負(fù)的溫度系數(shù)的任何材料制成。然而，優(yōu)選的是使用介電常數(shù)εg具有正的溫度系數(shù)的材料，因?yàn)橛捎跍系罍囟壬仙鸬穆O電流Id的增加量△ I ^能夠被用來提高檢測(cè)靈敏度。
[0089]絕對(duì)溫度的檢測(cè)方法
[0090]上述的紅外線檢測(cè)器12基于因?yàn)槔脰艠O絕緣膜33對(duì)遠(yuǎn)紅外線的吸收而引起的漏極電流Id的相對(duì)變化(即，從基準(zhǔn)值ID’開始的變化量ΔΙβ’)來檢測(cè)出測(cè)定對(duì)象的溫度的相對(duì)變化量ΔΤ’。然而，也能夠檢測(cè)測(cè)定對(duì)象的溫度的絕對(duì)值。
[0091]具體地，根據(jù)與圖4所示的作為柵極絕緣膜33的IR吸收膜的介電常數(shù)ε g的溫度依賴關(guān)系有關(guān)的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)漏極電流ID的相對(duì)變化△〗:；，溫度變化AT’是反算出來的(AId’ 一 AC； -Δε；- ΛΤ’)。這時(shí)，使得諸如柵極電壓Ve、漏極電壓Vd等元件驅(qū)動(dòng)參數(shù)的條件是不變的。與所檢測(cè)的相對(duì)變化ΔΙβ’對(duì)應(yīng)的溫度變化ΔΤ’預(yù)先被存儲(chǔ)為表格，并且能夠使用該表格來立即檢測(cè)出溫度變化ΔΤ’。
[0092]此外，利用諸如熱電偶等溫度測(cè)量元件或溫度測(cè)量機(jī)構(gòu)來測(cè)量在基準(zhǔn)值V下的紅外線檢測(cè)器12的基準(zhǔn)溫度Τ0。然后，可以基于所測(cè)量出的基準(zhǔn)溫度TO和溫度變化AT’而計(jì)算出測(cè)定對(duì)象的溫度的絕對(duì)值(Τ0+ΛΤ’)。通過利用諸如珀?duì)柼葴囟瓤刂破骷鴮⒓t外線檢測(cè)器12的基準(zhǔn)溫度TO設(shè)定為所期望的溫度，可以根據(jù)該所期望的溫度來檢測(cè)出溫度變化ΔΤ’。
[0093]變形例
[0094]上述的示例是這樣的示例:在該示例中，如圖2所示，半導(dǎo)體基板11是大塊基板；然而，如圖8所示，也可以使用具有BOX層(嵌入的氧化物膜)41的SOI基板。
[0095]此外，基于其中使用了不同于硅的其他材料(無機(jī)的、有機(jī)的)的FET結(jié)構(gòu)，IR吸收膜可以被認(rèn)為是柵極絕緣膜33，并且能夠透射遠(yuǎn)紅外線的透明導(dǎo)電材料可以被認(rèn)為是柵極電極34。另外，基于其中漏極區(qū)域31和源極區(qū)域32被認(rèn)為是金屬層的肖特基型FET結(jié)構(gòu)，IR吸收膜可以被認(rèn)為是柵極絕緣膜33，并且能夠透射遠(yuǎn)紅外線的透明導(dǎo)電材料可以被認(rèn)為是柵極電極34。
[0096]在上述的示例中，如圖1所示，說明了其中多個(gè)紅外線檢測(cè)器12被構(gòu)造成以二維陣列狀布置著的熱成像傳感器4。然而，因?yàn)榧t外線檢測(cè)器12具有MOSFET結(jié)構(gòu)，所以紅外線檢測(cè)器12能夠被形成為對(duì)一般的可見光進(jìn)行檢測(cè)的圖像傳感器的一部分。例如，如圖9所示，能夠制備出如下的成像傳感器73:其中，紅外線檢測(cè)器12的像素行和可見光檢測(cè)器71的像素行被交替地形成于半導(dǎo)體基板72上。
[0097]在上述的示例中，使得紅外線檢測(cè)器12的Id-Vd特性中的飽和區(qū)域被用來檢測(cè)作為紅外線檢測(cè)器12的輸出的漏極電流Id的變化量Λ ID，但是也可以使用線性區(qū)域。
[0098]如圖1所示，截止可見光和近紅外線的截止濾光器3被設(shè)置成獨(dú)立于熱成像傳感器4，且罩住熱成像傳感器4的整個(gè)表面。然而，截止可見光和近紅外線的濾光層可以作為熱成像傳感器4的一部分而僅被設(shè)置于各個(gè)像素的遠(yuǎn)紅外線檢測(cè)區(qū)域中，并且像素中的其他區(qū)域可以具有遮光結(jié)構(gòu)。
[0099]為了降低因?yàn)闊崃慷鸬母蓴_，輻射熱測(cè)定計(jì)必須是真空密封包裝的，但是紅外線檢測(cè)器12可以不是真空密封包裝的。當(dāng)然，該紅外線檢測(cè)器可以是真空密封包裝的。
[0100]因?yàn)榧t外線檢測(cè)器12不是從光學(xué)上檢測(cè)作為柵極絕緣膜33的IR吸收膜的介電常數(shù)eg的溫度變化，而是直接地從電學(xué)上檢測(cè)該溫度變化，所以光學(xué)機(jī)構(gòu)是不必要的。紅外線檢測(cè)器12甚至不要求用于冷卻的珀?duì)柼?，所以該紅外線檢測(cè)器是小型、輕質(zhì)、節(jié)能和廉價(jià)的。此外，因?yàn)樵摍z測(cè)器不受背景輻射的影響，所以能夠提高它的S/N比。對(duì)于測(cè)量而言各個(gè)像素的針對(duì)于溫度的定期校準(zhǔn)不是必需的，所以大容量的存儲(chǔ)器是不必要的且圖像不會(huì)被打斷。
[0101]電子設(shè)備的應(yīng)用例
[0102]上述的紅外線檢測(cè)器12能夠被應(yīng)用到各種各樣的電子設(shè)備，諸如夜視設(shè)備、監(jiān)控?cái)z像機(jī)、熱觀察器、汽車用夜視相機(jī)(行人監(jiān)視器)、人體傳感器等。
[0103]圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的作為電子設(shè)備的熱成像設(shè)備的構(gòu)造示例的框圖。
[0104]圖10所示的熱成像設(shè)備101被構(gòu)造成具有光學(xué)系統(tǒng)102、快門裝置103、熱成像傳感器104、控制電路105、信號(hào)處理電路106、監(jiān)視器107和存儲(chǔ)器108。
[0105]光學(xué)系統(tǒng)102至少包括上述的IR透鏡2和截止濾光器3。光學(xué)系統(tǒng)102能夠采用與輻射熱測(cè)定計(jì)等中所使用的構(gòu)造相同的構(gòu)造。光學(xué)系統(tǒng)102把來自對(duì)象的遠(yuǎn)紅外線(入射光)引導(dǎo)至熱成像傳感器104，并且允許該遠(yuǎn)紅外線在熱成像傳感器104的受光表面上形成圖像。
[0106]快門裝置103被設(shè)置于光學(xué)系統(tǒng)102與熱成像傳感器104之間，并且它根據(jù)控制電路105的控制來控制熱成像傳感器104的光照周期和遮光周期。
[0107]熱成像傳感器104被構(gòu)造成包括上述的熱成像傳感器4。熱成像傳感器104與穿過光學(xué)系統(tǒng)102和快門裝置103而在受光表面上形成圖像的遠(yuǎn)紅外線對(duì)應(yīng)地在一定的周期內(nèi)積累信號(hào)電荷。熱成像傳感器104上所積累的信號(hào)電荷根據(jù)從控制電路105提供過來的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(時(shí)序信號(hào))而被傳輸。熱成像傳感器104可以以單體的形式被構(gòu)造成一個(gè)芯片，或者可以被構(gòu)造成與光學(xué)系統(tǒng)102和信號(hào)處理電路106等一起而被封裝的相機(jī)模塊的一部分。
[0108]熱成像傳感器104可以像圖9所示的成像傳感器73—樣是如下的成像傳感器:其中，紅外線檢測(cè)器12和可見光檢測(cè)器71被混合使用。
[0109]此外，為了檢測(cè)絕對(duì)溫度，在熱成像傳感器104中可以進(jìn)一步添加有用于檢測(cè)在基準(zhǔn)值ID’下的紅外線檢測(cè)器12的基準(zhǔn)溫度TO的溫度測(cè)量元件。在這種情況下，被檢測(cè)出的基準(zhǔn)溫度TO還在信號(hào)處理電路106中被計(jì)測(cè)，并且測(cè)定對(duì)象的絕對(duì)溫度在信號(hào)處理電路106中被計(jì)算出來。
[0110]控制電路105輸出用于控制熱成像傳感器104的傳輸操作和快門裝置103的快門操作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且驅(qū)動(dòng)熱成像傳感器104和快門裝置103。
[0111]信號(hào)處理電路106對(duì)從熱成像傳感器104輸出的像素信號(hào)執(zhí)行各種類型的信號(hào)處理。通過利用信號(hào)處理電路106執(zhí)行信號(hào)處理而獲得的圖像(熱圖像數(shù)據(jù))被提供給監(jiān)視器107以被顯示，或者被提供給存儲(chǔ)器108以被存儲(chǔ)(記錄)。
[0112]本發(fā)明的實(shí)施例不局限于上述的實(shí)施例，并且在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，各種變形都是可能的。
[0113]例如，可以采用上述多個(gè)實(shí)施例中的全部實(shí)施例或一些實(shí)施例的組合的形式。
[0114]本說明書中所說明的效果僅僅是舉例，并且存在除了在此文中所說明的效果以外的效果。
[0115]本發(fā)明還能夠采取下列技術(shù)方案。
[0116](I) 一種紅外線檢測(cè)器，其包括:被形成于半導(dǎo)體基板上的源極區(qū)域和漏極區(qū)域；作為柵極絕緣膜被形成于所述半導(dǎo)體基板上的紅外線吸收膜；以及被形成于所述柵極絕緣膜上且由針對(duì)紅外線呈透明的電極形成的柵極電極，
[0117]其中，當(dāng)預(yù)定電壓被施加給所述柵極電極時(shí)，預(yù)定電流在所述源極區(qū)域與所述漏極區(qū)域之間流動(dòng)。
[0118](2)如(I)所述的紅外線檢測(cè)器，其中所述紅外線吸收膜的因溫度上升而引起的介電常數(shù)的變化作為柵極電容變化而