有鑒於室溫紅外線熱影像之應用潛力，以及國內目前仍停留在低溫紅外線影像技術階段，本計畫引進關鍵室溫紅外線熱影像技術，包含元件、封裝、讀出電路、系統測試。計畫目標將結合國內電子光電業者，建置上、中、下游研發與製造產業鏈，創造台灣另一個新興藍海產業—室溫紅外線影像產業鏈。
室溫熱像關鍵技術
室溫熱像系統產業應用極廣，從醫療輔助、國防到防災、夜間導航等需求日漸擴大。此產業雖屬新興應用科技，在未來幾年內，將成為此技術應用發展之成熟期。目前國內業者僅能結合後影像處理電路晶片進行OEM組裝或直接進口熱影像照相機組進行產業應用，國內廠商尚無法自主掌握其關鍵技術，因此整合國內元件磊晶廠、晶圓代工廠、影像處理與應用廠是將此技術落實台灣的當務之急。
中山科學院藉由申請經濟部科專計畫之契機，尋找國外廠商執行室溫熱像技術移轉，並藉由本院既有發展之低溫熱像技術及本土厚實的半導體製程能量，整合室溫熱像上、中、下游廠商，促使室溫熱像產業鏈在台灣生根。此技術移轉為四年期計畫（101~104年度），可分為國內與國外兩階段之技術承接程序。國外階段由本院種子人員赴技術移轉單位加拿大INO承接室溫熱像關鍵技術；國內階段則由本院人員與合作業界廠商進行關鍵技術移轉、協助業界機台購置及建廠實質規劃程序。
技術簡介與實作
圖一為室溫紅外線影像陣列之主要架構，為了感測與讀取外界紅外線訊號，其具備吸收層(Absorber)與熱阻材料層(Thermometer)、熱絕緣層(Thermal Insulation)與讀出電路層(Readout Circuit)等四種架構，因此，如何讓架構內之光電、物理與機械參數最佳化，為得到高品質室溫紅外線影像的關鍵。完成後的氧化釩微電熱阻式架構單元接受由正面入射至感測材料表面的紅外光，該架構單元由氮化矽/二氧化矽所構成之懸浮臂支撐整個感測薄膜，提升熱絕緣率；由金屬連結區連結溫度感測材料與ROIC訊號輸入端，如圖二所示。
圖一、室溫紅外線影像陣列之主要架構
圖二、室溫紅外線影像陣列示意圖
第一階段國際室溫熱像關鍵技術轉移計畫已於102年7~9月完成。本院派遣兩位種子人員承接室溫熱像關鍵技術，包含室熱像感測器元件製造技術、製程與後製檢測技術、真空封裝技術、ROIC設計及結構技術，並於實作訓練期間完成160×120 FPA製作與驗證，103年將派員進行第二階段技術承接訓練。在103年規劃展示以此技轉技術製作之6吋IRM160×120 Bolometer FPA晶圓（圖三(a)），並取出A-grade之FPA元件，在年度結束時展示此晶片（圖三(b)）封裝測試完成後，結合光學與成像模組所整合出的室溫熱像系統雛型。同時結合本院軍通產合計畫將此技術成果規劃用於車用夜視系統。
圖三、(a)160×120 Bolometer FPA 6吋晶圓Layout；(b)單晶片Layout
圖四為本院實作之氧化釩微電熱阻式160×120感測陣列，每一像素約為52 μm。利用上述所製作之紅外線影像感測陣列進行室溫影像實測，在近照與遠照下（圖五），皆可清楚判斷出人像，以及高低溫之區域（白色溫度高，黑色溫度低）。再藉由結合光學與成像模組，可開發出切入民生需求之室溫紅外線熱像機。
圖四、氧化釩微電熱阻式感測陣列
圖五、(a)人像近照；(b)人像遠照
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