テーママップ作成者

セマティックマッパー（TM）は、ランドサットプログラムで導入された地球観測センサーの1つです。最初のセンサーはランドサット4号（2001年に退役）に搭載され、もう1つはランドサット5号で2012年まで運用されました。^{[1] [2]} TMセンサーは7つのバンドの画像データ（可視波長で3つ、赤外線で4つ）を備えており、そのほとんどは30メートルの空間解像度を持っています。TMは、地上の軌道上でマルチスペクトル画像を撮影するホイッスルスキャナーです。主題図を直接作成するものではありません。

右上の写真は、可視帯域を画像化するためにセマティック マッパーで使用される線形シリコン フォトダイオード アレイである Hughes H4040 の製造に使用された複合フォトマスクの 50 倍拡大写真です。16 個のフォトダイオードはそれぞれ 100 ミクロン平方で、間隔は 100 ミクロンです。ダイオードのラインに対して垂直にスキャンされ、間隔のない完全なラインを生成するため、2 列になっています。両端に位置合わせマークとレイヤー名が見られます。各レイヤーは異なる色です。ピンク色のレイヤーは、開口部として機能する 2 番目のアルミニウム レイヤーです。開口部は正確に 100 ミクロン平方でなければなりませんでした。地上で 30 メートルの解像度を達成するには、正確な寸法が必要でした。 1978 年にカリフォルニア州カールスバッドのヒューズ エアクラフト カンパニーの工業製品部門に勤務していたとき、これら 4 枚一組が製造され、製造プロセスが NASA の要件に従って文書化され、寸法が検証されました。課題は、必要な狭い可視帯域の 1 つに合わせてこれらをそれぞれカスタマイズすることでした。そのためには、シリコン窒化物反射防止層の厚さが正確な目標を満たす必要がありました。たとえば、ある帯域の目標は 120 nm でしたが、次の帯域では 130 nm が必要でした。さらに、アレイ内の 16 個のフォトダイオードはすべて同じ厚さでなければなりませんでした。当時、このフィルムを製造するために利用できたのは、基本的に約 850 °C に加熱された水平チューブ内でアンモニアの存在下でシラン (SiH4) を燃焼させる大気圧堆積システムだけでした。しかし、そのプロセスでは、シリコン ウェーハとダイオード アレイ全体で大幅に異なる煙のようなフィルムが生成されました。そこで数年前にモトローラで低圧（LPCVD）ポリシリコン堆積を発明した同僚の助けを借りて、シランとアンモニアを使用して、各バンドで必要な正確に調整可能で均一な厚さを生成する低圧シリコン窒化物システムが構築されました。このイノベーションがなければ、TMは存在しなかったでしょう。ボロン拡散フォトダイオードは、イメージャーの仕様を満たすために、非常に低い暗電流と高い光感度を備えていなければなりませんでした。パターンに見える大きな十字は、セマティックマッパーの最終組み立てでさまざまなアレイが一緒に位置合わせされたときに使用されました。フィルターなしの最終組み立て、またはTM焦点面は、右から2番目の写真に示されています。^[2]これらはランドサット4号で飛行し、20年間動作し続けました。

また、右側には、Thematic Mapper ダイオード アレイを可能にした LPCVD シリコン窒化物システムの発明に対する、Hughes Aircraft Company の Industrial Products Division (IPD) からの謝辞も示されています。

さらに、1978 年 8 月のヒューズ (IPD) ニュースレターの写真では、光シールドを形成し、開口部の位置を設定する 2 番目のアルミニウム層が強調されています。この層はすべてのものを覆う大きなシートであるため、欠陥やピンホールによってこのシールドが下層のアルミニウム リードをフォトダイオードにショートさせないようにすることは必須の要件でした。参照 3 を追加しました。

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セマティックマッパーは、アルベドと地球温暖化および気候変動との関係を研究する上で有用なツールとなっています。ランドサット 5 号に搭載された TM は、融解による 氷河の氷の損失量を決定する上で有用であることが証明されています。

Landsat 7 には、Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) と呼ばれる強化された TM センサーが搭載されています。

2. JL Engle および O. Weinstein、「The Thematic Mapper---An Overview」、IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing、vol. GE-21、no. 3、pp. 258–265、1983 年 7 月、doi: 10.1109/TGRS.1983.350551。

3. ウィリアム・トンプソン教授への手紙 2021年7月4日 Thematic Mapper用H4040フォトダイオードアレイの製造について説明

• NASA の Thematic Mapper の Web ページには、センサーの詳細が記載されています。