En mikrobolometer är en speciell typ av bolometer som används som detektor i en värmekamera . Infraröd strålning med en våglängd på 7,5 till 14 mikron träffar detektormaterialet, värmer upp det och ändrar därmed dess elektriska motstånd, vilket kan användas för att skapa en bild. Till skillnad från andra typer av infraröd detektionsutrustning kräver mikrobolometrar ingen kylning. [ett]
Mikrobolometern är en okyld termisk sensor. Tidigare högupplösta termiska sensorer krävde exotiska och dyra kylningsmetoder, inklusive Stirling-cykelkylare och kylare för flytande kväve. Dessa kylningsmetoder gjorde tidiga värmekamera dyra att använda och besvärliga att flytta. Dessutom krävde äldre värmekameror mer än 10 minuters kylning innan de kunde användas. Mikrobolometern består av en matris av pixlar, som var och en består av flera lager. Tvärsnittsdiagrammet som visas i figur 1 ger en generaliserad vy av en pixel. Varje företag som tillverkar mikrobolometrar har sin egen unika teknologi för sin produktion och använder olika absorberande skikt. I det här exemplet består bottenskiktet av ett kiselsubstrat och en integrerad avläsningskrets (SIC). Elektriska kontakter deponeras i en enda beläggning och etsas sedan bort selektivt. En reflektor, såsom en titanspegel, skapas under det IR-absorberande materialet. Eftersom en del ljus kan passera genom det absorberande lagret, omdirigerar reflektorn det ljuset tillbaka för att ge maximal absorption, vilket möjliggör en starkare signal. Ett offerskikt appliceras sedan så att ett gap kan skapas senare i processen för att termiskt isolera det IR-absorberande materialet från SIS. Ett lager av absorberande material appliceras sedan och etsas selektivt så att de slutliga kontakterna kan skapas. För att skapa den slutliga bryggstrukturen som visas i figur 1 avlägsnas offerskiktet så att det absorberande materialet hängs upp cirka 2 µm ovanför avläsningskretsen. Eftersom mikrobolometrarna inte utsätts för någon kylning måste det absorberande materialet vara termiskt isolerat från botten ROIC och brostrukturen tillåter detta. Efter att pixelmatrisen har skapats vakuumförseglas mikrobolometern för att öka enhetens livslängd. I vissa fall sker hela tillverkningsprocessen under vakuum.
Kvaliteten på bilder som produceras av mikrobolometrar fortsätter att förbättras. Tidigare var mikrobolometermatriser vanligtvis av två storlekar: 320×240 pixlar eller de billigare 160×120 pixlar. Modern teknik har lett till produktion av enheter med en upplösning på 640x480 eller 1024x768 pixlar. Det var också en minskning av storleken på enskilda pixlar. Pixelstorleken var tidigare vanligtvis 45 µm och har reducerats till 12 µm i moderna enheter. När pixelstorleken minskar och antalet pixlar per ytenhet ökar proportionellt skapas en bild med högre upplösning, men med högre NETD (engelska: Noise E quivalent T emperature Difference ) - en temperaturskillnad som motsvarar brus, på grund av att mindre pixlar är mindre känsliga för IR. [2]