特許ウォッチ

公開番号2025172574
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-26
出願番号2024078158
出願日2024-05-13
発明の名称ボロメータアレイ、ボロメータアレイユニット、及び光検出方法
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人
主分類G01J 1/02 20060101AFI20251118BHJP(測定;試験)
要約【課題】複数のボロメータにおける抵抗値や抵抗温度変化係数の特性のばらつきによる影響を抑制する可能とする。
【解決手段】ボロメータアレイであって、複数のボロメータと、複数のボロメータが並んで設けられた基板と、を備え、各々のボロメータは、第1電極と、第1電極と電極間領域を挟んで設けられた第2電極と、第1電極及び第2電極と接続された半導体型カーボンナノチューブ膜と、半導体型カーボンナノチューブ膜に対して離れて配置されると共に、半導体型カーボンナノチューブ膜に印加される電場を半導体型カーボンナノチューブ膜の特性に応じて調整可能な第3電極と、を備える。
【選択図】図36
特許請求の範囲【請求項１】
複数のボロメータと、
複数の前記ボロメータが並んで設けられた基板と、
を備え、
各々の前記ボロメータは、
第１電極と、
前記第１電極と電極間領域を挟んで設けられた第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極と接続された半導体型カーボンナノチューブ膜と、
前記半導体型カーボンナノチューブ膜に対して離れて配置されると共に、前記半導体型カーボンナノチューブ膜に印加される電場を前記半導体型カーボンナノチューブ膜の特性に応じて調整可能な第３電極と、
を備える、
ボロメータアレイ。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
各々の前記ボロメータは、
前記第１電極、前記第２電極及び前記半導体型カーボンナノチューブ膜を前記基板との間に空洞が形成されるように支持する支持脚を有し、
前記支持脚として、
前記第１電極に接続される第１配線を内包する第１支持脚と、
前記第２電極に接続される第２配線を内包する第２支持脚と、
前記第３電極に接続される第３配線を内包する第３支持脚と、
を備える、
請求項１記載のボロメータアレイ。
【請求項３】
各々の前記ボロメータは、前記支持脚として、配線を内包しない第４支持脚を備える、
請求項２記載のボロメータアレイ。
【請求項４】
前記ボロメータは、第１方向と前記第１方向と直交する第２方向との各々に配列されており、
前記第１方向及び前記第２方向と直交する第３方向から見て、前記第１支持脚と前記第２支持脚とが前記半導体型カーボンナノチューブ膜を間に挟んで前記第１方向に配列されており、前記第３支持脚と前記第４支持脚とが前記半導体型カーボンナノチューブ膜を間に挟んで前記第２方向に配列されている、
請求項３記載のボロメータアレイ。
【請求項５】
前記ボロメータは、第１方向と前記第１方向と直交する第２方向との各々に配列されており、
前記第１方向及び前記第２方向と直交する第３方向から見て、前記第３電極は、前記半導体型カーボンナノチューブ膜に、少なくとも一部が重なるように配置されている、
請求項１～４のいずれか一項に記載のボロメータアレイ。
【請求項６】
前記第３方向から見て、前記第３電極は、前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方に、少なくとも一部が重なるように配置されている、
請求項５記載のボロメータアレイ。
【請求項７】
各々の前記ボロメータは、前記第３方向にて、前記半導体型カーボンナノチューブ膜を間に挟んで配列される複数の前記第３電極を備える、
請求項５記載のボロメータアレイ。
【請求項８】
前記ボロメータは、第１方向と前記第１方向と直交する第２方向との各々に配列されており、
前記第１電極と前記第２電極とが前記第１方向にて前記半導体型カーボンナノチューブ膜を間に挟んで配列されており、
前記第３電極は、前記第２方向にて前記半導体型カーボンナノチューブ膜と並んで配置されている、
請求項１～４のいずれか一項に記載のボロメータアレイ。
【請求項９】
請求項１～４のいずれか一項に記載のボロメータアレイと、
前記ボロメータごとに前記第３電極に印加する電圧を調整可能な制御装置と、
を備える、
ボロメータアレイユニット。
【請求項１０】
ボロメータアレイは、ボロメータとして第１ボロメータと第２ボロメータとを備え、
各々の前記ボロメータが、
第１電極と、
前記第１電極と電極間領域を挟んで設けられた第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極と接続された半導体型カーボンナノチューブ膜と、
を備え、
前記半導体型カーボンナノチューブ膜に印加される電場を前記半導体型カーボンナノチューブ膜の特性に応じて調整する、
光検出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ボロメータアレイ、ボロメータアレイユニット、及び光検出方法に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
赤外線を検出するために、ボロメータが用いられることは広く知られている。
例えば、特許文献１は、半導体型カーボンチューブを含むカーボンナノチューブ膜を備えるボロメータ型赤外線検出器を開示する。また、特許文献１は、複数の素子をアレイ状に並べてボロメータアレイとすることが可能であることも開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－１７４０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体型カーボンナノチューブ膜を有するボロメータは、保護膜等の物質がドーピングされることで、半導体型カーボンナノチューブ膜の特性が変化する。
複数のボロメータを備えるボロメータアレイでは、ボロメータの位置に応じて、半導体型カーボンナノチューブ膜のドーピング状態が異なる。このようなドーピング状態のばらつきの影響でキャリアの状態密度のばらつきが生じ、ボロメータの抵抗値や抵抗温度変化係数等の特性にもばらつきが生じ、検出性能の向上の妨げとなる可能性がある。
【０００５】
本開示の目的は、上述の課題を解決するボロメータアレイ、ボロメータアレイユニット、及び光検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係るボロメータアレイは、複数のボロメータと、複数の上記ボロメータが並んで設けられた基板と、を備え、各々の上記ボロメータが、第１電極と、上記第１電極と電極間領域を挟んで設けられた第２電極と、上記第１電極及び上記第２電極と接続された半導体型カーボンナノチューブ膜と、上記半導体型カーボンナノチューブ膜に対して離れて配置されると共に、上記半導体型カーボンナノチューブ膜に印加される電場を上記半導体型カーボンナノチューブ膜の特性に応じて調整可能な第３電極と、を備える。
【０００７】
本開示の一態様に係るボロメータアレイユニットは、本開示の一態様に係るボロメータアレイと、ボロメータごとに上記第３電極に印加する電圧を調整可能な制御装置と、を備える。
【０００８】
本開示の一態様に係る光検出方法は、ボロメータアレイが、ボロメータとして第１ボロメータと第２ボロメータとを備え、各々の上記ボロメータが、第１電極と、上記第１電極と電極間領域を挟んで設けられた第２電極と、上記第１電極及び上記第２電極と接続された半導体型カーボンナノチューブ膜と、を備え、上記半導体型カーボンナノチューブ膜に印加される電場を上記半導体型カーボンナノチューブ膜の特性に応じて調整する。
【発明の効果】
【０００９】
上記一態様によれば、ボロメータの抵抗値や抵抗温度変化係数等の特性のばらつきに基づく検出性能への影響を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示に係るボロメータアレイの一例を示す模式的な平面図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの一例を示す模式的な平面図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの一例を示す模式的な断面図であり、図２のＡ－Ａ断面図である。
本開示に係るボロメータが備える電極間領域を含む模式的な平面図である。
本開示に係るボロメータアレイの製造方法の一例を示すフローチャートである。
本開示に係るボロメータアレイの製造方法のステップＳ１における製造途中のボロメータアレイの一例を示す模式的な断面図である。
本開示に係るボロメータアレイの製造方法のステップＳ２における製造途中のボロメータアレイの一例を示す模式的な断面図である。
本開示に係るボロメータアレイの製造方法のステップＳ３における製造途中のボロメータアレイの一例を示す模式的な断面図である。
本開示に係るボロメータアレイの製造方法のステップＳ４における製造途中のボロメータアレイの一例を示す模式的な断面図である。
本開示に係るボロメータアレイの製造方法のステップＳ５における製造途中のボロメータアレイの一例を示す模式的な断面図である。
本開示に係るボロメータアレイの製造方法のステップＳ６における製造途中のボロメータアレイの一例を示す模式的な断面図である。
本開示に係るボロメータアレイの製造方法のステップＳ７における製造途中のボロメータアレイの一例を示す模式的な断面図である。
本開示に係るボロメータアレイの製造方法のステップＳ８における製造途中のボロメータアレイの一例を示す模式的な断面図である。
本開示に係るボロメータアレイの製造方法のステップＳ９における製造途中のボロメータアレイの一例を示す模式的な断面図である。
本開示に係るボロメータアレイの製造方法のステップＳ１０における製造途中のボロメータアレイの一例を示す模式的な断面図である。
本開示に係るボロメータアレイの製造方法のステップＳ１１における製造途中のボロメータアレイの一例を示す模式的な断面図である。
本開示に係るボロメータアレイの製造方法のステップＳ１２における製造途中のボロメータアレイの一例を示す模式的な断面図である。
本開示に係るボロメータアレイの製造方法のステップＳ１３における製造途中のボロメータアレイの一例を示す模式的な断面図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの第３電極を含む模式図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの変形例の第３電極を含む模式的な縦断面図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの変形例の第３電極を含む模式的な縦断面図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの変形例の第３電極を含む模式的な縦断面図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの変形例の第３電極を含む模式的な縦断面図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの変形例の第３電極を含む模式的な縦断面図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの変形例の第３電極を含む模式的な縦断面図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの変形例の第３電極を含む模式的な縦断面図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの変形例の第３電極を含む模式的な横断面図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの変形例の第３電極を含む模式的な横断面図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの変形例の第３電極を含む模式的な横断面図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの変形例の第３電極を含む模式的な横断面図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの変形例の第３電極を含む模式的な横断面図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの変形例の第３電極を含む模式的な横断面図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの変形例を示す模式的な断面図である。
本開示に係るボロメータアレイが備えるボロメータの変形例を示す模式的な断面図である。
本開示に係るボロメータアレイユニットの一例を示す模式図である。
本開示に係るボロメータアレイの一例を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許