本發(fā)明涉及MEMS圖像傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于MEMS圖像傳感器的像元陣列。

背景技術(shù)：

非制冷的紅外熱成像傳感器和THz成像傳感器具備不可替代的應(yīng)用功能，市場前景較好，且具有價格低、體積小、功耗低、可靠高、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。隨著微電子和微機(jī)械加工MEMS技術(shù)的逐步發(fā)展，非制冷紅外熱成像傳感器和THz成像傳感器的這些優(yōu)勢被進(jìn)一步強(qiáng)化，成為高科技技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)之一。

參見圖1，是典型的紅外熱成像傳感器的像元陣列100，由多個像元10在在二維平面上重復(fù)排列組成，其中每個像元10的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括微橋11和襯底13，所述微橋11通過橋墩12固定在襯底上，并通過橋墩12中的引線將微橋11上產(chǎn)生的電信號傳遞至襯底13上的讀出電路，從而檢測出電流或電阻的變化，最終實(shí)現(xiàn)對紅外輻射的探測，進(jìn)而成像。在上述現(xiàn)有技術(shù)中，所述像元陣列中的每個像元10均擁有兩個獨(dú)立橋墩12，相當(dāng)于每個橋墩僅負(fù)責(zé)二分之一個的像元，這會導(dǎo)致橋墩在整個像元陣列中的面積占比過高，而橋墩不能感熱，因此過多橋墩的存在會導(dǎo)致像元陣列感熱面積的浪費(fèi)，影響熱吸收性能，無法滿足市場對高性能圖像傳感器的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明從結(jié)構(gòu)出發(fā)，提供一種用于MEMS圖像傳感器的像元陣列，能夠有效減少橋墩占用面積，提高像元陣列的熱吸收性能。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種用于MEMS圖像傳感器的像元陣列，由多個像元在二維平面上重復(fù)排列組成，所述像元包括襯底和微橋，所述微橋通過橋墩固定在襯底上，并通過橋墩中的引線將微橋上產(chǎn)生的電信號傳遞至襯底上的讀出電路，在所述像元陣列中，每個橋墩引出多個臂，同時與多個像元連接。

優(yōu)選地，所述每個橋墩引出2個臂，同時與兩個像元連接。

優(yōu)選地，所述每個橋墩引出3個臂，同時與三個像元連接。

優(yōu)選地，所述每個橋墩引出4個臂，同時與四個像元連接。

優(yōu)選地，所述MEMS圖像傳感器為紅外熱成像傳感器，所述像元陣列為紅外焦平面陣列。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果：

本發(fā)明通過將一個橋墩引出多個臂來連接多個像元，可以有效減少像元陣列中的橋墩個數(shù)，擴(kuò)大電磁波吸收面積，提高像元的響應(yīng)速率，應(yīng)用于MEMS圖像傳感器中則顯著提高產(chǎn)品的信噪比、靈敏度等特性。另外，更少的橋墩數(shù)量有益于像元陣列制作流程的簡化，從而節(jié)約成本，提高良品率。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中獨(dú)立橋墩像元陣列結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中獨(dú)立橋墩像元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是現(xiàn)有技術(shù)中獨(dú)立橋墩像元陣列信號讀取示意圖；

圖4是本發(fā)明兩像元共用橋墩像元陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明兩像元共用橋墩像元陣列的信號讀取示意圖；

圖6是本發(fā)明三像元共用橋墩像元陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明三像元共用橋墩像元陣列的信號讀取示意圖；

圖8是本發(fā)明四像元共用橋墩像元陣列的結(jié)構(gòu)示意圖1；

圖9是本發(fā)明四像元共用橋墩像元陣列的信號讀取示意圖；

圖10是本發(fā)明四像元共用橋墩像元陣列的結(jié)構(gòu)示意圖2。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參見圖1和圖2，分別為現(xiàn)有技術(shù)中獨(dú)立橋墩像元陣列100的結(jié)構(gòu)示意圖和像元10的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖1中可以看出，所述像元陣列100中的每個像元10均擁有兩個獨(dú)立橋墩12，相當(dāng)于每個橋墩僅負(fù)責(zé)二分之一個的像元，與之相對應(yīng)的，獨(dú)立橋墩像元陣列的信號讀取方式如圖3所示，以處于同一行的四個像元為例，每個像元等效于一個電阻，四個傳感器電阻r(1)、r(2) 、r(3)、 r(4)按順序連接，每個電阻通過兩個行選開關(guān)連接至信號線來完成信號的逐個讀取。

為了降低橋墩的面積占比，提交圖像傳感器傳感器的電磁波吸收性能，本發(fā)明采用一種用于MEMS圖像傳感器的像元陣列，由多個像元在二維平面上重復(fù)排列組成，所述像元包括襯底和微橋，所述微橋通過橋墩固定在襯底上，并通過橋墩中的引線將微橋上產(chǎn)生的電信號傳遞至襯底上的讀出電路，在所述像元陣列中，每個橋墩引出多個臂，同時與多個像元連接。

實(shí)施例1：圖4為兩像元共用橋墩的像元陣列結(jié)構(gòu)示意圖，所述像元陣列200中的每個橋墩22均可引出2個臂，同時與兩個像元的微橋21連接，相當(dāng)于每個橋墩負(fù)責(zé)一個像元，相對于現(xiàn)有技術(shù)有效減少了橋墩數(shù)量，與之相對應(yīng)的，兩像元共用橋墩像元陣列的信號讀取方式如圖5所示，以處于同一行的四個像元為例，每個像元等效于一個電阻，四個傳感器電阻r(1)、r(2) 、r(3)、 r(4) 按順序連接，每個電阻通過兩個行選開關(guān)連接至信號線來完成信號的逐個讀取，與獨(dú)立橋墩信號讀取方式的區(qū)別在于：每個行選開關(guān)需要分時復(fù)用兩次，例如，在讀取傳感器等效電阻r(1)信號時需要使用開關(guān)s(1)和s(2)，在讀取r(2)信號時需要再次使用s(2)和s(3)，以此類推。

實(shí)施例2：圖6為三像元共用橋墩的像元陣列結(jié)構(gòu)示意圖，所述像元陣列300中的每個橋墩32均可引出3個臂，同時與三個像元的微橋31連接，相當(dāng)于每個橋墩負(fù)責(zé)二分之三個像元，相對于實(shí)施例1進(jìn)一步減少了橋墩數(shù)量，與之相對應(yīng)的，三像元共用橋墩像元陣列的信號讀取方式如圖7所示，以圖7中的三個像元為例，每個像元等效于一個電阻，三個傳感器電阻r(1)、r(2) 、r(3)共同連接一個橋墩，每個電阻通過兩個行選開關(guān)連接至信號線來完成信號的逐個讀取，與獨(dú)立橋墩信號讀取方式的區(qū)別在于：每個行選開關(guān)需要分時復(fù)用三次，例如，在讀取等效電阻r(1)信號時需要使用開關(guān)s(1)和s(2)，在讀取r(2)信號時需要再次使用s(2)和s(3)，在讀取r(3)信號時需要第三次使用s(3)和s(4)讀取，以此類推。

實(shí)施例3：圖8為四像元共用橋墩的像元陣列結(jié)構(gòu)示意圖1，所述像元陣列400中的每個橋墩42均可引出4個臂，同時與四個像元的微橋41連接，相當(dāng)于每個橋墩負(fù)責(zé)兩個像元，相對于實(shí)施例2進(jìn)一步減少了橋墩數(shù)量，與之相對應(yīng)的，四像元共用橋墩像元陣列的信號讀取方式如圖9所示，以圖9中的四個像元為例，每個像元等效于一個電阻，四個傳感器電阻r(1)、r(2) 、r(3)、r(4)共同連接一個橋墩，每個電阻通過兩個行選開關(guān)連接至信號線來完成信號的逐個讀取，與獨(dú)立橋墩信號讀取方式的區(qū)別在于：每個行選開關(guān)需要分時復(fù)用四次，例如，在讀取等效電阻r(1)信號時需要使用開關(guān)s(1)和s(2)，在讀取r(2)信號時需要再次使用s(2)和s(3)，在讀取r(3)信號時需要第三次使用s(2)和s(4)， 在讀取r(,4)信號時需要第四次使用s(2)和s(5)，以此類推。

實(shí)施例4：參見圖10，為四像元共用橋墩的像元陣列結(jié)構(gòu)示意圖2，與實(shí)施例3相同，所述像元陣列400中的每個橋墩42均引出4個臂，同時與四個像元的微橋41連接，相當(dāng)于每個橋墩負(fù)責(zé)兩個像元，區(qū)別僅在于，所述橋墩42引出4個臂的形狀與實(shí)施例3不同，為“工”字形，相對于實(shí)施例2來說仍然進(jìn)一步減少了橋墩數(shù)量，與之相對應(yīng)的，四像元共用橋墩像元陣列的信號讀取方式也與實(shí)施例3相同，本發(fā)明不再贅述。

優(yōu)選地，所述MEMS圖像傳感器為紅外熱成像傳感器，所述像元陣列100、200、300、400為紅外焦平面陣列，雖然本發(fā)明尤其適用于MEMS紅外熱成像傳感器，但仍然可以應(yīng)用于其他類型圖像傳感器，例如THz傳感器，只要是通過吸收電磁波輻射能量實(shí)現(xiàn)成像的圖像傳感器，本發(fā)明都可以提高其輻射吸收面積，從而改善傳感器性能。

本發(fā)明通過將一個橋墩引出多個臂來連接多個像元，可以有效減少像元陣列中的橋墩個數(shù)，擴(kuò)大電磁波吸收面積，提高像元的響應(yīng)速率，應(yīng)用于MEMS圖像傳感器中則顯著提高產(chǎn)品的信噪比、靈敏度等特性。另外，更少的橋墩數(shù)量有益于像元陣列制作流程的簡化，從而節(jié)約成本，提高良品率。

需要注意的是，在上述實(shí)施方式中我們僅列舉了部分優(yōu)選方案，即每個橋墩同時連接兩個、三個、四個像元，但本發(fā)明橋墩連接的像元數(shù)量還可以根據(jù)需求進(jìn)一步增加，橋墩引出臂的形狀及相應(yīng)的信號讀取方式也可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計，本發(fā)明不能窮舉。

總之，以上僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，在本發(fā)明的精神范圍之內(nèi)，對本發(fā)明所做的等同變換或修改均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。