¿Son los microbolómetros de silicio más costosos que los sensores de luz CMOS convencionales?

microbolómetros son inherentemente más caros que otros IC de silicio específicamente debido a su estructura tridimensional requerida. Para suspender los píxeles del sensor en los puentes térmicos, la capa del sensor debe colocarse sobre un sustrato que posteriormente se graba desde debajo de los paneles de ~ 17 micrones. Muchos procedimientos que se usan comúnmente en CMOS para hacer algo rápido (como pasos de limpieza bastante severos, CMP, etc.) tienen que ser reemplazados por alternativas más lentas y complejas, e incluso esos tienen una tasa de fallas lo suficientemente significativa como para que más chips tengan que hacerlo. ser desechado Por ejemplo, sumergir las obleas en líquidos o cualquier proceso que implique un flujo de algún medio sobre ellos debe hacerse con mucho cuidado y lentamente. La tensión superficial es un gran problema cuando llega el momento de extraer el reactivo de grabado líquido de debajo de esos píxeles sin romperlos: no se puede expulsar con presión o hervir con calor.

Para dar una idea de lo sensibles que son: Aquí hay una micrografía electrónica de una matriz que fue golpeada con aire comprimido para eliminar el polvo:

Los problemas de fabricación 3-D con microbolómetros son comparables a los involucrados en la fabricación de chips DLP, que siguen siendo relativamente caros incluso en la producción a gran escala para dispositivos de consumo.

(Se fabrican microbolómetros que usan solo silicio amorfo, pero para el rendimiento se prefiere un sensor de óxido de vanadio. Agregar VO requiere una línea de fabricación separada y más costosa porque es una sustancia peligrosa).

Sí, es la respuesta a la pregunta, como se hizo.

Su "problema" (no su pregunta) es: "¿Cómo puedo ver LWIR (~ 7-14µm)" utilizando una tecnología (en el futuro) que permitiría sensores de menor costo si se aplicaran las mismas economías de escala? como ya se utilizan para los sensores CMOS convencionales ".

EstaimagenseprodujoutilizandounDetectorT2SLMWIR("caliente") sin enfriar (3-5 μm). Tiene mejor contraste que una imagen LWIR de alta calidad.

El uso de SWIR permite ver a través del vidrio común (y usar lentes convencionales), pero solo los objetos muy calientes (motores, fuego, etc.) son fácilmente perceptibles sin luz reflejada que se requiere para ver cualquier cosa que no sea muy caliente. El uso de LWIR es mejor para la medición exacta de la temperatura, pero requiere una óptica costosa y, a menos que esté usando microbolómetros, necesitará refrigeración.

Las cámaras MWIR se emplean cuando el objetivo principal es obtener imágenes de alta calidad en lugar de centrarse en las mediciones de temperatura y la movilidad.

La banda MWIR del espectro es la región donde el contraste térmico es mayor debido a la física del cuerpo negro; mientras que en la banda LWIR hay bastante más radiación emitida desde los objetos terrestres en comparación con la banda MWIR, la cantidad de radiación varía menos con la temperatura (consulte las curvas de Planck): esta es la razón por la que las imágenes MWIR generalmente ofrecen un mejor contraste que LWIR.

Por ejemplo, el pico emisivo de motores calientes y gases de escape se produce en la banda MWIR, por lo que estas cámaras son especialmente sensibles a los vehículos y aeronaves.

En lugar de limitar su elección a los microbolómetros, debe consultar QWIP , Type-II Strained Lattice ( T2SL ), o incluso LWIR enfriado, todos los cuales son más" similares "a CMOS que un microbolómetro; y, por lo tanto, tienen un mejor potencial futuro para la ampliación (suponiendo que haya suficiente interés en ver la radiación LWIR).

Más información sobre alternativas a los microbolómetros: enlace y enlace .

La respuesta está en las economías de escala. CMOS sensores de imagen se producen mucho más que sensores infrarrojos . Por lo tanto, los sensores de imágenes CMOS obtienen más fondos de I + D, más compañías que los producen y una cadena de suministro más grande, etc. Los sensores infrarrojos están empezando a ser más baratos y adoptados más ampliamente.

Los MEMS no son intrínsecamente más difíciles de manufactura y, a veces, usan los mismos procesos, e incluso pueden usar los más baratos. Equipos de litografía porque el tamaño es mayor.