热成像传感器及其框架中的处理电路的制作方法

1.本公开涉及热成像领域。更具体地，本公开涉及热成像传感器。


背景技术：

2.在下文中，通过讨论与本公开背景的上下文相关的技术来介绍本公开的背景。然而，即使当该讨论涉及文档、动作、人工制品等时，也不暗示或表示所讨论的技术是现有技术的一部分或者是与本公开相关的领域中的公知常识。
3.热成像传感器通常用于检测其视场的热特性(每个视场包括一个或多个物质对象)。例如，热成像传感器能够感测热辐射(即，由其粒子的热运动产生的电磁辐射)，这些热辐射由温度高于绝对零度的每个(物质)对象发射；由于对象基本上表现为黑体(即，发射的热辐射仅取决于相应的温度)，因此感测的热辐射表示其温度。例如，热成像传感器用于测量整个视场内(如热扫描仪内)对象的温度。替代地，热成像传感器用于获取热成像图像(或热图)，每个图像表示视场的温度分布(由从其不同位置发射的热辐射限定)；热成像图像在热成像(或热像)应用中用于表示任何视场(就其热特性而言)，而与其照明无关，即，即使人眼不可见。
4.有数种类型的热成像传感器可供选择。例如，非制冷类型的热成像传感器(也称为热传感器)根据其温度变化感测电参数的变化，该温度变化与所吸收的热辐射量有关；这些热成像传感器可以在室温下工作，而不需要任何复杂和昂贵的冷却设备。
5.典型的(非制冷)热成像传感器基于热堆(tp)。热堆由通常串联连接的多个热电偶形成。根据塞贝克(seebeck)效应，每个热电偶将热接点和冷接点之间的温度梯度(由热辐射产生)转换为电能(测量其幅度)。例如，热电偶包括两个材料不同(具有不同的塞贝克系数)的(电)导体。导体在必须测量温度的点(热接点或接点)联接，而其自由端保持在参考温度(冷接点或接点)。当热接点和冷接点之间存在温度梯度时，冷接点处产生相应的电压，根据该电压可以计算温度梯度(在需要非常精确的测量的情况下，例如对于人体的温度，也可以测量冷接点处的真实温度，例如，通过单独的温度传感器，如基于热敏电阻的温度传感器)。测得的电压很小(μv的量级)；热堆中多个热电偶串联连接会产生更高(总)的测量电压，从而提供更好的分辨率。
6.热成像传感器通常利用微机电系统(mems)技术集成在半导体材料的管芯上。例如，对于每个热电偶，热绝缘膜通过悬臂机械锚定到基底上。为了热绝缘，通过mems技术的典型深蚀刻工艺，从基底上单独释放每个膜；热电偶的热接点形成在膜上并且其冷接点形成在管芯的主体上(作为其基底的散热器，保持稳定的温度并且确保热接点和冷接点之间的良好热绝缘)。为了提高传感器的灵敏度，随后将热成像传感器封装(与一个或多个其他集成电路一起)在真空密封结构中，从而防止散热器与大气接触。然而，这种结构限制了热成像检测器的小型化。替代地，可以在管芯中为所有热电偶提供单个悬置膜；热电偶形成在该膜中，其中热电偶的冷接点靠近(热)传导材料迹线，充当基底的散热器。然而，这种结构在热接点和冷接点之间的热绝缘较差，并且热电偶之间容易发生热串扰。
7.替代地，一种完全不同的热成像传感器基于热隔离金属氧化物半导体(tmos)晶体管(其电特性强烈依赖于温度)。在这种情况下，提供了两个tmos晶体管阵列：一个阵列暴露于热辐射，另一个阵列保持盲态(例如，通过用金属层屏蔽)。每个tmos晶体管根据其温度提供信号(例如，其工作点由偏置电压设定时的电流)。然后，指示暴露阵列和盲阵列中的每对tmos晶体管之间的温度梯度的差分信号可以通过对他们的信号相减来产生，根据该差分信号可以计算温度梯度(如上所述，在需要非常精确的测量的情况下，也可以测量盲阵列中的tmos晶体管处的真实温度，例如，通过单独的温度传感器，如基于热敏电阻的温度传感器)。


技术实现要素：

8.为了提供对本公开的基本理解，本文给出了本公开的简要概述；然而，本概述的唯一目的是以简化的形式介绍本公开的一些概念，作为以下更详细描述的序言，并且不应将其解释为对其关键要素的标识或对其范围的描绘。
9.本公开包括在公共悬置栅格中形成热绝缘的热电偶。
10.例如，一个方面提供了一种热成像传感器。该热成像传感器包括多个感测元件，每个感测元件包括至少一个热电偶。热成像传感器集成在绝缘体上半导体体部上，对该绝缘体上半导体体部进行图案化以限定从基底悬置的栅格；对于每个感测元件，栅格具有带有热电偶冷接点的框架、带有热电偶热接点的板以及从框架支撑板的一个或多个臂。框架包括由导热材料制成的一个或多个传导层，用于使冷接点与基底热均衡。
11.在一个实施例中，每个感测元件还包括集成在相应框架上的用于热电偶的处理电路。
12.另一方面提供了一种热成像设备，包括该热成像传感器和相应的信号处理电路。
13.另一方面提供了一种包括如上所述的一个或多个热成像设备的系统。
附图说明
14.结合附图，参考下面的详细描述进行阅读，将最好地理解本公开的解决方案及其进一步的特征和优点，下面的详细描述仅作为非限制性指示给出，并且在附图中，为了简单起见，相应的元件用相同或相似的附图标记表示，并且不再重复对其进行解释，并且每个实体的名称通常用于表示其类型和属性，如值、内容和表示。在这方面，明确表示附图不需要按比例绘制(一些细节可能被放大和/或简化)，并且除非另有说明，否则其仅用于概念性地说明本文描述的结构和过程，在附图中：
15.图1示出了封装的热成像设备的局部剖视图，其中可以应用根据本公开实施例的解决方案，
16.图2示出了根据本公开实施例的热成像传感器的示意性剖视图，
17.图3a至图3c示出了根据本公开实施例的热成像传感器的一个细节的示意图，
18.图4示出了根据本公开实施例的热成像传感器的简化电路模式，以及
19.图5示出了根据本公开实施例的包含热成像设备的系统的示意性框图。
具体实施方式
20.参考图1，示出了(封装的)热成像设备100的局部剖视图，其中可以应用根据本公
开实施例的解决方案。
21.热成像设备100用于检测其视场(由外界在热成像设备敏感的立体角内的一部分限定)内包括的(物质)对象的热特性；热成像设备100可以应用于不同的领域，例如医疗、安全、军事、工业等应用。热成像设备100包括以下组件。
22.非制冷类型的热成像传感器105，用于感测由温度高于绝对零度的每个对象发射的电磁辐射(根据黑体辐射定律)。例如，热成像传感器105对红外(ir)辐射敏感，ir辐射的波长在1.1μm到20.0μm的范围内，这些红外辐射是从接近室温的大多数对象发出的。然后，热成像传感器105输出一个或多个温度(电)信号，该信号指示感测到的红外辐射，然后指示视场中对象的相应温度；例如，热成像传感器105可以输出单个温度信号或多个温度信号，其分别表示整个视场或视场不同位置相对于参考(环境)温度的温度梯度。处理单元110与热成像传感器105耦接，用于例如，通过执行模数转换、温度校正(例如，在需要非常精确的测量的情况下，通过添加由单独的温度传感器测量的环境温度，如基于热敏电阻的传感器)等来处理由热成像传感器105提供的温度信号。处理单元110输出视场温度的指示或视场的(数字)热成像图像(由热成像图像的基本图像元素(像素)的(数字)值位图限定，每个(像素)值限定与视场相应位置温度成函数关系的像素亮度)。热成像传感器105和处理单元110封装在封装115中，封装115在保护热成像传感器105和处理单元110的同时允许到达热成像传感器105和处理单元110；例如，封装115(例如陶瓷类型)屏蔽红外辐射，窗口120除外，该窗口120设置有透镜(例如硅透镜)，该透镜将红外辐射集中在热成像传感器105的(感测)部分上。
23.现在参考图2，示出了根据本公开的实施例的热成像传感器105的示意性剖视图。
24.热成像传感器105包括感测元件205的阵列(例如，星形阵列，即8
×
8个感测元件205的二维阵列)。每个感测元件205根据其温度提供感测(电)信号。所有感测元件205的感测信号可以组合成表示整个视场的温度梯度的(公共)感测信号，或者可以单独收集以表示视场的相应位置的温度梯度。
25.感测元件205的阵列集成在绝缘体上半导体体部上，例如集成在用标准的cmos工艺步骤加上mems工艺步骤制造的soi类型的管芯210上，以便例如定义相应的芯片。例如，如下文详细描述的，感测元件205的阵列设置在悬置膜上。例如，悬置膜可以从管芯210的主体释放，或者可以从管芯210的前部释放，例如通过湿法蚀刻工艺，而不移除所有基底。
26.此外，热成像传感器105包括(顶部)半导体体部，例如硅管芯215。在管芯215中形成有对应于感测元件205阵列的腔体220(例如，通过蚀刻)。此外，管芯215上开设有窗口225(例如，通过蚀刻)，以便暴露管芯210的侧面部分，其中提供了热图像传感器105的输入/输出触点230，例如焊盘。热成像传感器105还包括(底部)半导体体部，例如硅管芯235。管芯215和管芯235例如使用玻璃砂芯技术通过相应的玻璃中间层(图中未示出)结合到管芯210，其中腔体220面向管芯210，以便将感测元件205的阵列封装在由腔体220和管芯210的对应于感测元件205的腔体240限定的真空密封结构中，其中腔体240的密封结构防止散热器与大气接触并且机械地保护感测元件205。在一些实施例中，腔体240延伸到管芯235中。
27.管芯215对红外辐射基本上透明。因此，管芯210包括位于腔体220处的释放膜中的吸收层245；吸收层245由红外高吸收率材料制成，例如沉积的tin，以便提高将由(下面的)感测元件205感测的红外辐射的吸收。在一些实施例中，管芯235包括位于腔体240内的真空
吸气剂250。真空吸气剂250由活性材料层制成，例如沉积的锆-铝合金，其能够例如通过化学方式或吸收来去除例如真空密封的腔体240中存在的任何残留气体分子。
28.现在参考图3a至图3c，示出了根据本公开实施例的热成像传感器的示例的示意图。图3a示出了感测元件阵列的一部分的俯视图，图3b示出了沿着图3a至图3c的平面a-a截取的单个感测元件205的剖视图，图3c示出了图3a中圈出的单个感测元件205的布置。
29.(soi)管芯210具有分层结构，包括基底305，例如半导体材料，如单晶硅；功能层310，例如包括单晶硅活性层、栅极氧化物层、多晶硅层、一个或多个金属层和一个或多个绝缘材料层，如二氧化硅；以及将其分开的(电)绝缘材料(例如氧化硅)的例如掩埋绝缘层315。对管芯210进行微加工以限定悬置膜(例如功能层310和绝缘层315的悬置膜)，容纳感测元件205的阵列，其中从基底305释放悬置膜。对悬置膜进行图案化以限定栅格320。栅格320由规则间隔的行隔档和列隔档限定，行隔档和列隔档例如垂直地彼此交叉以形成感测元件205的相应框架325，例如环绕孔。对于每个感测元件205，栅格320包括悬置在框架325上的板330。为此，一个或多个保持臂(在图示的示例中两个，分别用附图标记335a和335b表示)从框架325支撑板330；臂335a、335b相对较长，例如呈u形，并且较薄。
30.每个感测元件205基于热电偶(或更多个热电偶)tc，tc具有热接点h和冷接点p-n，热接点h布置成接收待感测的红外辐射，例如以便被加热到一定温度，该温度取决于热接点，冷接点p-n具有正端子p和负端子n，且保持环境温度；以这种方式，热电偶根据热接点温度和冷接点温度之间的差异提供感测电压。为此，热接点h形成在板330中，冷接点p-n形成在框架325中。例如，热电偶tc包括由(电)传导材料制成的(第一)导体340p和另一种由(电)传导材料制成的(第二)导体340n，例如分别为p 多晶硅和n 多晶硅，其分别通过臂335b和335a在框架325和板330之间延伸。板330中的导体340p和340n的端部(例如端部中心)例如通过金属迹线(例如铝)短路，以限定热电偶tc的热接点h。框架325中的导体340p和340n的端部分别限定热电偶tc的冷接点的正端子p和负端子n。此外，另一个热电偶(图中未示出)可以通过两个单晶层区域以类似的方式形成，该单晶层掺杂有p 型和n 型杂质，该另一个热电偶与热电偶tc串联耦接成热堆。为了简单起见，下面将参考单个热电偶tc，同样的考虑也适用于热堆。由(导热)导体材料制成的一个或多个导体迹线350(例如三层金属，例如铝)沿着框架325延伸，用于使热电偶tc的冷接点p-n与基底305热均衡，从而用作其散热器元件，并且在一些实施方式中，用于传输电信号。
31.上述结构在板330和框架325之间提供了良好的热绝缘，例如，相应的低导热系数gth。这样，可以在感测元件205之间获得很低的热串扰。此外，从框架325到基底305的散热(例如，除了其与板330的热绝缘之外)使得可以使热电偶tc获得良好的灵敏度。
32.由于所有感测元件205的公共腔体，该解决方案还显著减小了热成像传感器的尺寸；这促进了相应热成像检测器在许多领域中的使用，例如在消费应用中，尤其是移动类型的应用。
33.在一个实施例中，如下文详细描述，每个感测元件205还包括用于热电偶tc的处理电路355；处理电路355集成在相应的框架325上，例如在其边缘。
34.例如，处理电路355用于选择热电偶tc；这大大简化了信号跟踪。
35.此外或替代地，处理电路355用于例如局部地预放大由热电偶tc提供的感测信号。在热成像传感器的板上执行这种局部预放大使得可以更高地放大传感信号，并显著提高其
信噪比。
36.无论如何，上述解决方案进一步减小了热成像传感器的尺寸。
37.参考图4，示出了根据本公开实施例的热成像传感器105的简化电路模式。
38.在每个感测元件205中，热电偶tc的负端子n与参考(或接地)端子耦接，在操作中将该参考(或接地)端子在操作中偏置到参考(或接地)电压。相应的处理(选择/预放大)电路包括具有栅极端子pg、源极端子ps和漏极端子pd的预放大nmos晶体管mp和具有栅极端子sg、源极端子ss和漏极端子sd的选择nmos晶体管ms。nmos晶体管mp的栅极端子pg与热电偶tc的正极端子p耦接，nmos晶体管mp的漏极端子pd与nmos晶体管ps的源极端子ss耦接。
39.热成像传感器105具有用于感测元件205阵列的每行的选择行线slr，以及用于感测元件205阵列的每一列的选择列线slc和感测线rl。每条(选择)行线slr与相应行的所有nmos晶体管mp的源极端子ps耦接。每条(选择)列线slc与相应列的所有nmos晶体管ms的栅极端子sg耦接。每条感测线rl与对应列的所有nmos晶体管ms的漏极端子sd耦接。行解码器410r驱动所有行线slr，列解码器410c驱动所有列线slc和感测线rl。
40.在静止状态下，所有行线slr均偏置到高电压，并且所有列线slc均偏置到低电压，使得所有晶体管mp、ms关断，并且所有感测线rl均保持浮置。在感测操作期间，连续选择行中的感测元件。为此，使所选行中的行线slr偏置到低电压，并且使所有列线slc偏置到高电压，使得其感测元件205的晶体管mp、ms接通，并且所有感测线rl与列解码器410c的相应感测放大器耦接。由所选行的每个热电偶tc提供的感测电压在其栅极端子pg驱动相应的nmos晶体管mp；因此，对应于适当放大的感测电压的(感测)电流流过nmos晶体管mp，然后经由nmos晶体管ms流过相应的感测线rl。由所有感测线rl提供的感测电流例如由相应的感测放大器转换成电压，该电压由热成像传感器105输出。
41.现在参考图5，示出了根据本公开的实施例的包含热成像设备100的系统500的示意框图。
42.系统500(例如，智能电话)包括若干单元，这些单元之间通过总线结构505(具有一个或多个层级)连接。例如，一个或更多微处理器(μp)510提供系统500的逻辑能力；非易失性存储器(rom)515存储用于系统500的自举程序的基本代码，易失性存储器(ram)520被微处理器510用作工作存储器。该系统具有用于存储程序和数据的大容量存储器525，例如闪存e2prom。此外，系统500包括外围设备530的多个控制器。例如，外围设备530包括移动电话收发器、触摸屏、麦克风、扬声器、wi-fi wnic、蓝牙收发器、gps接收器、加速度计等；例如，外围设备530包括上述热成像设备100，例如，实现为热成像相机。
43.自然，为了满足局部和特定的要求，本领域技术人员可以对本公开进行许多逻辑和/或物理修改和改变。更具体地，尽管已经参照本公开的一个或多个实施例以一定的详细程度描述了本公开，但是应当理解，可以进行形式和细节上的各种省略，替换和改变且其他实施例也是可能的。例如，即使在无上述描述中阐述的具体细节(例如数值)的情况下，也可以实施本公开的不同实施例，以便更彻底地理解其；相反，可能已经省略或简化了众所周知的特征，以免不必要的细节模糊该描述。此外，明确意图的是，结合本公开的任何实施例描述的特定元件和/或方法步骤可以作为一般设计选择结合到任何其他实施例中。此外，在相同的组和不同的实施例、示例或替代方案中呈现的项目不应解释为事实上彼此等同(其为单独且自主的实体)。在任何情况下，每个数值都应理解为根据适用的公差进行了修改；例
如，除非另有说明，术语“基本上”、“大约”、“近似”等应理解为在10％以内，优选5％，还更优选1％。此外，每个数值范围都应旨在明确指明该范围内的任何可能数值(包括端值)。序数或其他限定词仅用作标签来区分同名元件，但其本身并不意味着任何优先级、次序或顺序。术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”等应该具有开放性、非穷尽的含义(即，不限于所列举的项目)，术语“基于”、“依赖”、“根据”、
“…
的功能”等应该视为是非排他性关系(即，涉及可能的其他变量)，术语“一/一个”应该视为是一个或多个项目(除非另外明确指出)，术语“用于
…
装置”(或任何装置加功能的表述)应视为是适于或配置用于执行相关功能的任何结构。
44.例如，一个实施例提供了一种用于感测热辐射的热成像传感器。然而，该热成像传感器可以用于感测任何热辐射，例如，在红外、太赫兹、微波等频率范围内的辐射，以用于任何目的，例如用于测量对象的温度、获取热成像图像、检测对象的存在、检测运动等。
45.在一个实施例中，热成像传感器包括多个感测元件。然而，感测元件可以是任何数目并且以任何方式布置，例如，布置成二维矩阵、线性向量等。
46.在一个实施例中，每个感测元件包括至少一个热电偶，该热电偶具有热接点和冷接点，用于根据热接点的温度和冷接点的温度之间的差值提供感测电压。然而，感测元件可以包括任何数目的热电偶，例如单个热电偶、串联成热堆的多个热电偶等等，任何类型的热电偶，例如多晶硅/多晶硅、多晶硅/金属、硅/金属等等。
47.在一个实施例中，热成像传感器集成在绝缘体上半导体体部上。然而，主体可以是任何类型，例如soi、sos等，并且以任何方式提供，例如以原始晶片形式封装，作为裸管芯等。热成像传感器可以用任何技术制造，其中掩模的数目和类型不同，工艺步骤/参数也不同。此外，上述解决方案可以是集成设备设计的一部分。该设计也可以用硬件描述语言创建；此外，如果设计者不制造芯片或掩模，该设计可能通过物理方式传递给其他人。
48.在一个实施例中，绝缘体上半导体体部包括基底。然而，基底可以是任何类型，例如硅、锗，具有任何类型和浓度的掺杂剂，等等。
49.在一个实施例中，绝缘体上半导体体部包括功能层。然而，功能层可以是任何类型，与基底可以相同或不同。
50.在一个实施例中，绝缘体上半导体体部包括插置于在基底和功能层之间的绝缘层。然而，绝缘层可以是任何类型，例如氧化硅、氮化硅等。
51.在一个实施例中，对主体进行图案化以限定例如功能层和绝缘层的从基底悬置的栅格。然而，栅格可以具有任何形状、大小和结构；该结果可以以任何方式实现，例如，利用mems、nems等工艺步骤，在集成感测元件之后、之前和/或期间应用等。
52.在一个实施例中，对于每个感测元件，栅格包括框架、板和从框架支撑板的一个或多个臂。然而，框架和板可以是任何尺寸和形状(例如，正方形、矩形等，彼此相同或不同)，臂可以是任何数目和处于任何位置，例如，在板的边界、拐角等处，并且可以具有任何长度、宽度和形状，例如，u形、s形、直形等。
53.在一个实施例中，对应的热电偶具有例如由第一导电材料制成的第一导体，该第一导体从框架中的冷接点的第一端子通过臂中的一个臂延伸到板。然而，第一导体可以是任何材料，例如沉积的多晶硅/金属、注入/扩散的掺杂剂，并且其可以以任何方式延伸到板中，例如延伸到中心、沿着一个或多个边界等。
54.在一个实施例中，对应的热电偶具有由第二导电材料(不同于第一导电材料)制成的第二导体，该第二导体从框架中的冷接点的第二感测端子通过其中一个臂延伸到板。然而，第二导体可以是任何材料，并且其可以以任何方式延伸到板中，例如，与第一导体相同或不同，并且通过任何臂，例如，与第一导体相同的臂或另一个臂。
55.在一个实施例中，第一导体和第二导体在板处被短路到热接点中。然而，第一导体和第二导体可以在任何位置短路，例如在板的中心、拐角、边界等，并且以任何方式，例如经由任何连接元件，例如金属、多晶硅等，直接短路等。
56.在一个实施例中，框架包括一个或多个由导热材料制成的传导层，用于使冷接点与基底热均衡。然而，传导层可以是任何数目和任何类型，例如铝、铜等。
57.另外的实施例提供了额外的有利特征，然而在基本实施方式中可以完全省略这些特征。
58.在一个实施例中，每个感测元件包括用于热电偶的处理电路。然而，处理电路可以是任何类型的处理电路，例如，预放大电路、选择电路、其任何组合等。
59.在一个实施例中，处理电路集成在相应的框架上。然而，处理电路可以集成在框架中的任何位置，例如拐角、侧面、其任意组合等。
60.在一个实施例中，处理电路包括预放大电路，用于预放大由热电偶提供的感测电压。然而，预放大电路可以是任何类型的预放大电路，例如，基于任何数目和类型的晶体管，具有或不具有附加组件等。
61.在一个实施例中，处理电路包括用于选择热电偶的选择电路。然而，选择电路可以是任何类型，例如，基于任何数目和类型的晶体管，具有或不具有附加组件等。
62.在一个实施例中，对于每个感测元件，预放大电路包括具有控制端子、第一传导端子和第二传导端子的预放大晶体管，例如，预放大晶体管的控制端子与热电偶的第一感测端子耦接。然而，预放大晶体管可以是任何类型的，例如，具有栅极、源极和漏极端子的nmos或pmos，具有基极、发射极和集电极端子的npn bjt或pnp bjt等。
63.在一个实施例中，对于每个感测元件，选择电路包括具有控制端子、第一传导端子和第二传导端子的选择晶体管，例如，选择晶体管的第一传导端子与预放大晶体管的第二传导端子耦接。然而，选择晶体管可以是任何类型，与预放大晶体管相同或不同。
64.在一个实施例中，感测元件布置成具有多行和多列的阵列。然而，该阵列可以具有任意数目的行和列，仅仅是拓扑概念，并不局限于任何特定的几何排列。
65.在一个实施例中，热成像传感器包括与列的选择晶体管的控制端子耦接的对应列选择线、与行的预放大晶体管的第一传导端子耦接的对应行选择线、以及与列的选择晶体管的第二传导端子耦接的对应感测线。然而，行/列选择线可用于以任何方式选择感测元件，例如通过行/列、单独地、利用任何偏置电压等等，并且感测线可用于以任何方式感测感测电压，例如利用任何感测放大器、直接感测等。在任何情况下，不同的实现方式都是可能的，其中热电偶串联(具有或不具有相应的预放大电路)成热堆。
66.在一个实施例中，热成像传感器包括第一半导体体部(具有与栅格处的绝缘体上硅主体的另一腔体相对应的腔体)和第二半导体体部。然而，第一/第二半导体体部可以是任何类型的，例如，与绝缘体上半导体体部相同或不同的半导体材料，并且具有任何类型的腔体，例如，与栅格相同、稍小/稍大等；无论如何，不排除使用任何其他材料的体部的可能
性。
67.在一个实施例中，第一半导体体部和第二半导体体部结合到绝缘体上硅主体，以形成包含感测元件的真空密封结构。然而，第一/第二半导体体部可以以任何方式结合到绝缘体上硅主体，例如通过玻璃砂芯、焊接、胶粘等。
68.在一个实施例中，绝缘体上硅体部包括用于吸收红外辐射的吸收层。然而，吸收层可以具有任何尺寸、形状，并且可以是任何材料。
69.在一个实施例中，第二半导体体部包括用于提高真空密封结构的真空度的真空吸气剂。然而，真空吸气剂可以具有任何尺寸、形状，并且可以是任何材料。
70.一个实施例提供了一种热成像设备，包括上述热成像传感器，用于基于感测电压提供指示热辐射的一个或多个电信号。然而，电信号可以是任何类型，例如电压、电流等，并且可以是任何数目，例如每个感测元件的电信号、所有感测元件的公共电信号等。
71.在一个实施例中，热成像设备包括信号处理电路，该信号处理电路与热成像传感器耦接，用于处理电信号。然而，信号处理电路可以应用任何数目和类型的处理操作(例如，相对于上述处理操作，部分处理操作、不同处理操作和附加处理操作)；此外，信号处理电路可以是任何类型，例如，集成在任何类型的独立主体上，与热成像传感器相同或不同，与热成像传感器一起集成在同一主体中等，其中热成像传感器和处理电路可以以任何方式耦接，例如，在公共封装中、在公共芯片上、在pcb上等。
72.一个实施例提供了一种包括至少一个上述热成像设备的系统。然而，该系统可以包括任何数目的热成像设备，并且可以是任何类型，例如，用于确保社交距离、控制空调、监控食物运输、检测热点、帮助人们、控制访问等。
73.通常，如果热成像传感器、热成像设备和系统各自具有不同的结构或者包括例如不同材料的等效组件，或者具有其他操作特性，则类似的考虑也适用。在任何情况下，其每个组件可以分成更多元件，或者两个或多个组件可以组合成为单个元件；此外，可以复制每个组件来支持并行执行相应的操作。此外，除非另有说明，不同组件之间的任何交互通常不需要是连续的，可以直接进行，也可以通过一个或多个中间部件间接进行。
74.一种用于感测热辐射的热成像传感器(105)，其中热成像传感器(105)可以概括为包括：多个感测元件(205)，每个感测元件包括至少一个热电偶(tp)，热电偶(tp)具有热接点(h)和冷接点(p-n)，用于根据在热接点(h)的温度与冷接点(p-n)的温度之间的差值提供感测电压，其中热成像传感器(105)集成在绝缘体上半导体体部(210)上，该主体(210)包括基底(305)、功能层(310)和插置于基底(305)和功能层(310)之间的绝缘层(315)，对主体(210)进行图案化以限定功能层(310)和绝缘层(315)的从基底(305)悬置的栅格(320)，对于每个感测元件(205)，栅格(320)包括框架(325)、板(330)和从框架(325)支撑板(330)的一个或多个臂(335a、335b)，相应的热电偶(tc)具有由第一导电材料制成的第一导体(340p)和由不同于第一导电材料的第二导电材料制成的第二导体(340n)，该第一导体(340p)从框架(325)中的冷接点(p-n)的第一感测端子(p)通过臂(335a)之一延伸到板(330)，该第二导体(340n)从框架(325)中的冷接点(p-n)的第二感测端子(n)通过臂(335b)之一延伸到板(330)，第一导体(340p)和第二导体(340n)在板(330)处被短路到热接点(h)中，并且其中框架(330)包括一个或多个由导热材料制成的传导层(350)，用于使冷接点(p-n)与基底(305)热均衡。
75.每个感测元件(205)可以包括用于热电偶(tc)的处理电路(355)，处理电路(355)集成在相应的框架(325)上。
76.处理电路(355)可以包括预放大电路(mp)，用于预放大由热电偶(tc)提供的感测电压。
77.处理电路(355)可以包括用于选择感测元件(205)的选择电路(ms)。
78.对于每个感测元件(205)，预放大电路(mp)可以包括具有控制端子(pg)、第一传导端子(ts)和第二传导端子(td)的预放大晶体管(mp)，预放大晶体管(mp)的控制端子(pg)与热电偶(p-n)的第一感测端子(p)耦接，并且选择电路(ms)可以包括具有控制端子(sg)、第一传导端子(ss)和第二传导端子(sd)的选择晶体管(ms)，选择晶体管(ms)的第一传导端子(ss)与预放大晶体管(mp)的第二传导端子(pd)耦接。
79.感测元件(305)可以布置成具有多行和多列的阵列，热成像传感器(105)包括与列的选择晶体管(ms)的控制端子(sg)耦接的相应列选择线(slc)、与行的预放大晶体管(mp)的第一传导端子(ps)耦接的相应行选择线(slr)以及与列的选择晶体管(ms)的第二传导端子(sd)耦接的相应感测线(rl)。
80.热成像传感器(105)可以包括第一半导体体部(215)和第二半导体体部(235)，第一半导体体部(215)具有与栅格(320)处的绝缘体上硅体部(210)的另一腔体(240)相对应的腔体(220)，第一半导体体部(215)和第二半导体体部(235)结合到绝缘体上硅体部(210)以形成包含感测元件(205)的真空密封结构(220、240)。
81.绝缘体上硅主体(210)可以包括用于吸收红外辐射的吸收层(245)和/或其中第二半导体体部(235)可以包括用于提高真空密封结构(220、240)的真空度的真空吸气剂(250)。
82.热成像设备(100)可以概括为包括用于基于感测电压提供指示热辐射的一个或多个电信号的热成像传感器(105)，以及与热成像传感器(105)耦接以处理电信号的信号处理电路(110)。
83.系统(500)可以概括为包括至少一个热成像设备(100)。
84.上述各种实施例可以进行组合以提供其它实施例。如果需要，可以修改实施例的各方面，以采用各种实施例的概念来提供其它实施例。
85.根据以上详细描述，可以对实施例进行这些和其他改变。总的来说，在以下权利要求中，所使用的术语不应解释为将权利要求限制于说明书和权利要求中公开的特定实施例，而应解释为包括所有可能的实施例以及这些权利要求授权的等同物的全部范围。因此，权利要求不受本公开的限制。