【手続補正書】
【提出日】平成22年10月15日(2010.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板内に設けられた第１の放射線感知素子を有する熱センサであって、前記第１の放射線感知素子は、前記感知素子上の入射放射線の強度を示す出力を提供し、前記センサは、同一の前記第１の基板上に配置される前記第１の放射線感知素子と熱源との間に配置された断熱層をさらに含み、前記断熱層は、少なくとも１組の溝を含み、各組は、少なくとも第１及び第２の溝を有し、各組の前記溝は、真空排気されたキャビティにより互いに隔てられており、前記断熱層は、前記第１の放射線感知素子及び前記熱源の各々から物理的に隔てられている、熱センサ。
【請求項２】
前記断熱層は、前記基板の表面に実質的に垂直な平面内で前記基板内に垂直に延びるように寸法を定められることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記キャビティは、空気以外のガスで満たされることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項４】
前記キャビティは、前記第１の放射線感知素子の下に延びるように寸法を定められることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項５】
溝は、前記第１の放射線感知素子のまわりを円周上に配列され、前記キャビティは、前記感知素子の完全に下に延びることを特徴とする請求項４に記載のセンサ。
【請求項６】
前記基板は、シリコンオンインシュレータウェハから形成され、前記断熱層は、下方に延びて前記ウェハのインシュレータ部分と接触することを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項７】
前記第１の基板内に形成された第２の放射線感知素子、及び第２の基板内に形成された第１及び第２のキャップをさらに含み、前記第１及び第２の基板は、前記第１及び第２の感知素子の各々がその上に設けられたそれぞれのキャップを有するように互いに関して配列されており、前記第１の感知素子の前記キャップは、前記キャップを介した前記感知素子上への入射放射線の透過を許容し、前記第２の感知素子の前記キャップは、前記キャップを介した前記第２の感知素子上への放射線の透過を修正し、前記断熱層は、同一の前記第１の基板上に配置される前記第２の感知素子と熱源との間に付加的な断熱をもたらすことを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項８】
前記第１の感知素子の前記キャップは、前記第１の感知素子上への前記入射放射線の集束を提供するように構成された光学素子を含むことを特徴とする請求項７に記載のセンサ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの光学素子は、回折光学素子であることを特徴とする請求項８に記載のセンサ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの光学素子は、屈折光学素子であることを特徴とする請求項８に記載のセンサ。
【請求項１１】
前記光学素子は、前記感知素子に隣接する、前記キャップの内面内に形成されることを特徴とする請求項８に記載のセンサ。
【請求項１２】
前記光学素子は、前記感知素子から離れている、前記キャップの外面内に形成されることを特徴とする請求項８に記載のセンサ。
【請求項１３】
光学素子は、前記第１の感知素子に対する前記キャップの外面と内面との両方に形成され、前記光学素子の組み合わせは複合レンズを形成することを特徴とする請求項８に記載のセンサ。
【請求項１４】
複数の感知素子が形成され、前記光学素子は、特定の波長の放射線を前記複数の感知素子のうちの事前に選択された感知素子に選択的に誘導するように構成されることを特徴とする請求項８に記載のセンサ。
【請求項１５】
前記第２の感知素子の前記キャップは、前記キャップ上に入射する放射線を反射する反射コーティングを含むことを特徴とする請求項７に記載のセンサ。
【請求項１６】
前記第２の感知素子の前記キャップは、前記キャップを介した前記第２の感知素子上への放射線の透過を妨げるように、光学的に不透明なコーティングを含むことを特徴とする請求項７に記載のセンサ。
【請求項１７】
前記第１及び第２の基板の互いに関する配列は、前記キャップの各々とそのそれぞれの感知素子との間にキャビティを定めることを特徴とする請求項７に記載のセンサ。
【請求項１８】
前記第１及び第２の感知素子に対する前記キャビティの各々は、互いに流体的に連通していることを特徴とする請求項１７に記載のセンサ。
【請求項１９】
前記第１及び第２の感知素子に対する前記キャビティの各々は、前記第１及び第２の感知素子に対する前記キャビティのうちの他方のキャビティから隔離されることを特徴とする請求項１７に記載のセンサ。
【請求項２０】
前記キャビティ内の前記周囲条件及び組成物を、指定することができることを特徴とする請求項１７に記載のセンサ。
【請求項２１】
前記キャビティは、周囲圧力よりも低い圧力で形成されることを特徴とする請求項２０に記載のセンサ。
【請求項２２】
前記キャビティは、前記センサが使用されるアプリケーション向けに選択された気体組成物で満たされることを特徴とする請求項２０に記載のセンサ。
【請求項２３】
前記気体組成物は、窒素の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有するガスを含むことを特徴とする請求項２２に記載のセンサ。
【請求項２４】
前記第１及び第２の基板は、シリコンで形成されることを特徴とする請求項７に記載のセンサ。
【請求項２５】
前記第１及び第２の感知素子は、赤外線感知素子であることを特徴とする請求項７に記載のセンサ。
【請求項２６】
前記第１及び第２の素子に対する前記キャップは、同一の第２の基板内に形成され、前記センサは、第３の基板内に形成された外側キャップをさらに備え、前記第３の基板は、前記第２の基板の上で配向されており、前期第３の基板内に形成された前記キャップは、光学素子を含むことを特徴とする請求項７に記載のセンサ。
【請求項２７】
前記第１及び第２の感知素子は、ホイートストンブリッジ構成で配列されることを特徴とする請求項２６に記載のセンサ。
【請求項２８】
前記ホイートストンブリッジ構成は、抵抗器の第１の対を有する前記第１の感知素子及び抵抗器素子の第２の対を有する前記第２の感知素子により提供され、各々の対からの抵抗器は、前記ホイートストンブリッジの対向するレッグ部を定めることを特徴とする請求項２７に記載のセンサ。
【請求項２９】
前記ホイートストンブリッジの対向するレッグ部上の抵抗器の各々は、断熱テーブル上で同じ場所に配置されることを特徴とする請求項２８に記載のセンサ。
【請求項３０】
前記断熱テーブルは、微小電気機械技術を使用して製造されることを特徴とする請求項２９に記載のセンサ。
【請求項３１】
前記第１及び第２の基板の各々を互いに関して配列すると、前記キャップの各々は、前記第１の基板から上方に延び且つ間にあるルーフ部を支持する側壁により形成され、前記ルーフ部は、前記感知素子に実質的に平行な平面内にあることを特徴とする請求項７に記載のセンサ。
【請求項３２】
前記第１及び第２の感知素子の各々は、互いに隣接し、その上に備えられている前記キャップは、前記ルーフ部から下方に延びる共通の中心カラムを共有し、これにより前記第１及び第２の感知素子の各々に対するチャンバを定めることを特徴とする請求項３１に記載のセンサ。
【請求項３３】
前記第２の感知素子の前記チャンバは、前記キャップを介した前記第２の感知素子上への放射線の透過を妨げるように処理されることを特徴とする請求項３２に記載のセンサ。
【請求項３４】
前記処理は、前記チャンバの前記側壁のドーピングを含むことを特徴とする請求項３３に記載のセンサ。
【請求項３５】
前記処理は、前記第２の感知素子の前記キャップの前記ルーフ部に反射コーティングを施すことを含むことを特徴とする請求項３３に記載のセンサ。
【請求項３６】
前記中心カラムは、前記ルーフ部から前記第１の基板まで完全には伸びず、これにより前記カラムの下側表面と前記第１の基板の上側表面との間に間隙が定められることを特徴とする請求項３２に記載のセンサ。
【請求項３７】
前記間隙の幅は、感知される入射放射線の波長と同程度であることを特徴とする請求項３６に記載のセンサ。
【請求項３８】
前記間隙を設けることにより、前記第１及び第２の感知素子に対する前記チャンバの間の圧力を均一にすることができることを特徴とする請求項３６に記載のセンサ。
【請求項３９】
前記第１及び第２の感知素子の各々は、ボロメータとして提供されることを特徴とする請求項７に記載のセンサ。
【請求項４０】
前記第１及び第２の感知素子のうちの１つの少なくとも一部は、前記第１の基板内に定められたキャビティの上に吊り下げられ、前記キャビティは、前記第１の基板と、その上に備えられている前記放射線感知素子との間の断熱を提供することを特徴とする請求項７に記載のセンサ。
【請求項４１】
前記断熱層を形成する前記溝の各々は、断熱材で充填されることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項４２】
複数の基板温度センサをさらに含み、前記複数の基板温度センサの各々は、前記基板温度センサが配置されている前記基板の温度を示す出力を提供することを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項４３】
前記複数の基板温度センサは、複数の出力測定結果を与えるように前記基板の周りに配列され、前記出力測定結果の各々は、その基板温度センサの位置の温度に関連付けられることを特徴とする請求項４２に記載のセンサ。
【請求項４４】
前記複数の基板センサの少なくとも一部は、前記断熱層の反対側に配置され、前記断熱層の各々の側の基板温度を示す出力測定結果を与えることを特徴とする請求項４３に記載のセンサ。
【請求項４５】
複数のセンサを含むセンサアレイであって、前記センサの各々は、能動的感知素子及び基準感知素子を有し、前記能動的感知素子は、第１の基板内に形成され、第２の基板内に形成された光学素子を有し、前記第１及び第２の基板は、前記第２の基板が前記感知素子の上にキャップを形成するように互いに関して構成され、前記光学素子は、前記キャップに入射した放射線を前記感知素子に誘導するように構成され、前記基準感知素子も第１の基板内に形成され、第２の基板内に形成されたキャップを有し、前記第１及び第２の基板は、前記キャップが前記基準感知素子の上に配置されるように互いに関して構成され、前記キャップは、前記基準感知素子を前記キャップ上に入射した放射線の少なくとも一部から遮蔽する役割を果たし、前記基板は、少なくとも１つの追加の熱源を含み、前記熱源は、前記基板の上側表面から前記基板内に下方に延び、前記熱源と前記複数のセンサとの間に配置された断熱層を形成することにより、前記複数のセンサから熱的に分離され、前記断熱層は、少なくとも１組の溝を含み、各組は、少なくとも第１及び第２の溝を有し、前記溝は、真空排気されたキャビティにより互いに隔てられており、前記断熱層は、前記複数のセンサと前記熱源との間で基板物質における不連続性を提供する、センサアレイ。
【請求項４６】
前記センサアレイの出力は、像面を定めることを特徴とする請求項４５に記載のセンサアレイ。
【請求項４７】
前記断熱層は、少なくとも１組の溝を含み、溝の前記組は、少なくとも第１及び第２の溝を有し、前記溝は、キャビティにより互いに隔てられていることを特徴とする請求項４５に記載のセンサアレイ。
【請求項４８】
熱放射体を感知したときに信号を提供するように構成された弁別センサであって、前記センサは、前記センサからの第１の距離で前記熱放射体を感知したときに信号を提供するように構成された第１の感知素子と、前記センサからの第２の距離で物体を感知したときに信号を提供するように構成された第２の感知素子とを含み、前記第１及び第２の感知素子の各々は、第１の基板内に形成された少なくとも１つの感知素子と、第２の基板内に形成された少なくとも１つの光学素子とを含み、前記第１及び第２の基板は、前記第２の基板が前記少なくとも１つの感知素子の上にキャップを形成するように互いに関して構成され、前記少なくとも１つの光学素子は、前記キャップ上に入射した放射線を前記少なくとも１つの感知素子に誘導するように構成され、前記センサは、同一の前記第１の基板上に配される、前記感知素子と、基板が提供する熱源との間に配された断熱層をさらに含み、前記断熱層は、少なくとも１組の溝を含み、溝の各組は、少なくとも第１及び第２の溝を有し、前記溝は、真空排気されたキャビティにより互いに隔てられ、前記断熱層は、前記少なくとも１つの感知素子及び前記熱源から物理的に隔てられている、弁別センサ。
【請求項４９】
前記第１及び第２の感知素子の各々の前記少なくとも１つの感知素子は、同じ基板内に形成されることを特徴とする請求項４８に記載の弁別センサ。
【請求項５０】
前記物体は、人間の胴体であることを特徴とする請求項４８に記載の弁別センサ。
【請求項５１】
第１の基板内に形成された少なくとも１つの感知素子と、第２の基板内に形成された少なくとも１つの光学素子とを含むガス分析器であって、前記第１及び第２の基板は、前記第２の基板が前記少なくとも１つの感知素子の上にキャップを形成するように互いに関して構成され、前記少なくとも１つの光学素子は、前記キャップ上の入射放射線を前記少なくとも１つの感知素子に誘導するように構成され、誘導された前記入射放射線は、特定のガスの存在を示す波長を有し、前記ガス分析器は、前記第１の基板内に形成された少なくとも１つの基準感知素子を含み、第２の基板内に形成された前記少なくとも１つの基準感知素子に対するキャップを有し、前記キャップは、前記基準感知素子を前記キャップ上の前記入射放射線から遮蔽して前記基準感知素子が前記入射放射線の強度に依存しない出力を提供できるようにする役割を果たし、前記分析器は、同一の前記第１の基板上に配置される熱源から、前記分析器と前記熱源との間に断熱層を設けることにより断熱され、前記断熱層は、前記第１の基板の上側表面から前記第１の基板内に下方に垂直に延びる少なくとも１対の溝を含み、前記溝は、真空排気されたキャビティにより互いに隔てられて、前記断熱層は、前記基準感知素子と前記熱源との間で前記基板物質における不連続性を提供する、ガス分析器。
【請求項５２】
複数の感知素子及び複数の関連する光学素子を含み、組み合わされた前記感知素子及び光学素子の各々は、前記複数の感知素子の前記出力を用いてガス波長シグネチャースペクトルを提供することができるように、特定波長分析に関して構成されることを特徴とする請求項５１に記載のガス分析器。
【請求項５３】
センサを形成する方法であって、
少なくとも１つの感知素子及び少なくとも１つの基準感知素子を第１の基板内に形成するステップと、
前記感知素子の周りに断熱層を形成するステップであって、前記断熱層は、前記基板の上側表面から前記第１の基板内に下方に延びる１対の溝を含み、真空排気されたキャビティにより互いに隔てられて、同一の前記第１の基板上に配置される他の熱源から、前記感知素子と前記他の熱源との間で前記基板物質における不連続性を提供することにより、前記感知素子を断熱する働きをする、ステップと、
光学素子及び遮蔽キャップを第２の基板内に形成するステップと、
前記第１及び第２の基板を一緒に接合して、前記第２の基板が、前記感知素子の上に前記光学素子を備えるようにするステップであって、前記光学素子は、入射放射線を前記感知素子上に誘導するように構成され、前記第２の基板は、前記遮蔽キャップを前記基準センサの上に備え、前記遮蔽キャップは、前記キャップ上への前記入射放射線の少なくとも一部の前記基準感知素子上への透過を妨げる働きをする、ステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５４】
半導体プロセスで製造される電磁センサであって、前記センサは、第１の基板内に形成された第１及び第２の感知素子を含み、前記第１及び第２の基板の各々は、その上に定められたそれぞれのキャップを有し、前記キャップは、第２の基板内に形成され、前記第１の基板上に取り付け可能であり、前記第１の感知素子の上に形成された前記キャップは、前記キャップを介した前記感知素子上への放射線の透過を許容し、前記第２の感知素子の上に形成された前記キャップは、前記キャップを介した前記感知素子上への放射線の前記透過を、前記第１の感知素子上に入射した放射線に関して前記第２の感知素子上に入射した前記放射線を減少させるようにフィルタリングし、前記センサは、前記第１の基板上の熱的に隔離された領域内に形成され、前記隔離は、同一の前記第１の基板上に配置される前記センサと熱源との間に少なくとも１対の溝を備えることにより提供され、前記１対の溝の個々の溝は、真空排気されたキャビティにより互いに隔てられていることを特徴とする電磁センサ。
【請求項５５】
第１の基板内に設けられた第１の放射線感知素子を有する熱センサであって、前記放射線感知素子は、前記感知素子上の入射放射線の強度を示す出力を提供するように構成され、前記センサは、同一の前記第１の基板内に配置される前記第１の放射線感知素子と熱源との間に配置された断熱層をさらに含み、前記断熱層は、少なくとも１組の溝を含み、各組は、少なくとも第１及び第２の溝を有し、前記溝は、前記感知素子と前記熱源との間で前記基板物質内の欠損をもたらす真空排気されたキャビティにより互いに隔てられており、前記断熱層は、前記放射線感知素子及び前記熱源の各々から物理的に隔てられている、熱センサ。
【請求項５６】
第１の基板内に設けられた第１の放射線感知素子を有する熱センサであって、前記放射線感知素子は、前記感知素子上の入射放射線の強度を示す出力を提供するように構成され、前記センサは、同一の前記第１の基板上に配置される前記第１の放射線感知素子と熱源との間に配置された断熱層をさらに含み、前記断熱層は、少なくとも１組の溝を含み、各組は、少なくとも第１及び第２の溝を有し、前記溝は、前記第１の放射線感知素子の下に延びるように寸法を定められる真空排気されたキャビティにより互いに隔てられており、溝は、前記第１の放射線感知素子のまわりを円周上に配列され、前記キャビティは、前記感知素子の完全に下に延び、前記断熱層は、前記放射線感知素子及び前記熱源の各々から物理的に隔てられていることを特徴とする熱センサ。
【請求項５７】
第１の基板内に設けられた第１の放射線感知素子を有する熱センサであって、前記放射線感知素子は、前記感知素子上の入射放射線の強度を示す出力を提供するように構成され、前記センサは、前記基板の完全に内部且つ同一の前記第１の基板上に配置される前記第１の放射線感知素子と熱源との間に配置された断熱層をさらに含み、前記断熱層は、少なくとも１組の溝を含み、各組は、少なくとも第１及び第２の溝を有し、前記溝は、真空排気されたキャビティにより互いに隔てられており、前記基板は、シリコンオンインシュレータウェハから形成され、前記断熱層は、前記基板の上側表面から下方に延びて前記ウェハのインシュレータ部分と接触し、前記断熱層は、前記第１の放射線感知素子及び前記熱源から物理的に隔てられていることを特徴とする熱センサ。
【請求項５８】
第１の基板内に設けられた第１の放射線感知素子を有する熱センサであって、前記放射線感知素子は、前記感知素子上の入射放射線の強度を示す出力を提供し、前記センサは、同一の前記第１の基板上に配置される前記第１の放射線感知素子と熱源との間に配置された断熱層をさらに含み、前記断熱層は、少なくとも１組の溝を含み、各組は、少なくとも第１及び第２の溝を有し、前記溝は、真空排気されたキャビティにより互いに隔てられており、前記センサは、前記第１の基板内に形成された第２の放射線感知素子、及び第２の基板内に形成された第１及び第２のキャップをさらに含み、前記第１及び第２の基板は、前記第１及び第２の感知素子の各々がその上に設けられたそれぞれのキャップを有するように互いに関して配列されており、前記第１の感知素子の前記キャップは、前記キャップを介した前記感知素子上への入射放射線の透過を許容し、前記第２の感知素子の前記キャップは、前記キャップを介した前記第２の感知素子上への放射線の透過を修正し、前記断熱層は、同一の前記第１の基板上に配置される前記第２の感知素子と熱源との間に付加的な断熱をもたらし、前記第１及び第２の基板の各々を互いに関して配列すると、前記キャップの各々は、前記第１の基板から上方に延び且つ間にあるルーフ部を支持する側壁により形成され、前記ルーフ部は、前記感知素子に実質的に平行な平面内にあり、前記キャップは、前記ルーフ部から下方に延びる共通の中心カラムを共有し、これにより前記第１及び第２の感知素子の各々に対するチャンバを定める、ことを特徴とする熱センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
従って好ましい実施形態によれば、本発明は、請求項１によるセンサを提供する。有利な実施形態は、これの従属請求項において提供される。本発明はまた、請求項４５によるセンサアレイ、請求項５１によるガス分析器、及び請求項４８による弁別センサを提供する。請求項５４による電磁センサも提供される。本発明はまた、請求項５３によるセンサを形成する方法を提供する。