JPH03291541A - 赤外線センサ - Google Patents
赤外線センサInfo
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- JPH03291541A JPH03291541A JP9452990A JP9452990A JPH03291541A JP H03291541 A JPH03291541 A JP H03291541A JP 9452990 A JP9452990 A JP 9452990A JP 9452990 A JP9452990 A JP 9452990A JP H03291541 A JPH03291541 A JP H03291541A
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- thin film
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- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 39
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 26
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 13
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- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、熱型赤外線センサに関する。
（従来の技術）
従来この種の赤外線センサは、第５図（ａ）、（ｂ）に
示すようなものであった。まずシリコン基板６上にシリ
コンエツチング液に対し、耐腐蝕性を持ち、エツチング
のストッパーとして働く窒化膜２を形成し、その上に、
入射赤外線を電気信号に変換する材料のパターン１を形
成する。この変換パターン１の上に、シリコンエツチン
グ液から変換パターン１を保護する酸化膜４を形成し、
その膜の上に赤外線吸収層５を形成する。（ａ）図に示
すように対角線上に細長いスリット状の穴１４を形成し
、この穴１４からシリコン異方性エツチング液を浸入さ
せて、シリコン基板６から成るダイアフラム構造を形成
する。
示すようなものであった。まずシリコン基板６上にシリ
コンエツチング液に対し、耐腐蝕性を持ち、エツチング
のストッパーとして働く窒化膜２を形成し、その上に、
入射赤外線を電気信号に変換する材料のパターン１を形
成する。この変換パターン１の上に、シリコンエツチン
グ液から変換パターン１を保護する酸化膜４を形成し、
その膜の上に赤外線吸収層５を形成する。（ａ）図に示
すように対角線上に細長いスリット状の穴１４を形成し
、この穴１４からシリコン異方性エツチング液を浸入さ
せて、シリコン基板６から成るダイアフラム構造を形成
する。
ここで赤外線検出部１０である薄膜は、膜の周囲を全て
シリコン基板６に接する構造となっている。
シリコン基板６に接する構造となっている。
（発明が解決しようとする課題）
上述したように従来の赤外線センサは、赤外線検出部１
０であり、かつ、前記変換パターン１を支持している薄
膜が、膜の周囲を全て、ヒートシンクであるシリコン基
板に接する構造となっているので、薄膜とヒートシンク
部との間のサーマルコンダクタンスが大きくなる。即ち
薄膜部分に蓄えられた熱がヒートシンクに逃げ易くなる
ので、薄膜の温度が、逃げた熱の分だけ低くなり、セン
サーの感度が低くなるという欠点がある。
０であり、かつ、前記変換パターン１を支持している薄
膜が、膜の周囲を全て、ヒートシンクであるシリコン基
板に接する構造となっているので、薄膜とヒートシンク
部との間のサーマルコンダクタンスが大きくなる。即ち
薄膜部分に蓄えられた熱がヒートシンクに逃げ易くなる
ので、薄膜の温度が、逃げた熱の分だけ低くなり、セン
サーの感度が低くなるという欠点がある。
（課題を解決するための手段）
本発明の赤外線センサは、絶縁薄膜上に入射赤外線を電
気信号に変換する材料パターンが形成され、その上に赤
外線吸収層が形成され、前記薄膜を周囲から支持するダ
イアフラム構造を有する熱型赤外線センサにおいて、前
記パターン自身が、赤外線検出部である薄膜をヒートシ
ンクであるシリコン基板に保持する梁となっていること
を特徴とする。
気信号に変換する材料パターンが形成され、その上に赤
外線吸収層が形成され、前記薄膜を周囲から支持するダ
イアフラム構造を有する熱型赤外線センサにおいて、前
記パターン自身が、赤外線検出部である薄膜をヒートシ
ンクであるシリコン基板に保持する梁となっていること
を特徴とする。
（実施例）
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図（ａ）は、本発明の上面図であり、（ｂ）図は（
ａ）図のＡ−Ａ’断面を示す。入射赤外線を電気信号に
変換するパターン１は、シリコンエツチング液に対し耐
腐蝕性を持ち、ストッパーとして働く窒化膜の薄膜２、
酸化膜の薄膜３と、前記変換パターン１をシリコンエツ
チング液から保護する酸化膜４と、前記薄膜上にある赤
外線吸収率の高い吸収層５と、前記薄膜を周囲から支持
しているシリコン基板６から成るダイアフラム構造を為
している。
ａ）図のＡ−Ａ’断面を示す。入射赤外線を電気信号に
変換するパターン１は、シリコンエツチング液に対し耐
腐蝕性を持ち、ストッパーとして働く窒化膜の薄膜２、
酸化膜の薄膜３と、前記変換パターン１をシリコンエツ
チング液から保護する酸化膜４と、前記薄膜上にある赤
外線吸収率の高い吸収層５と、前記薄膜を周囲から支持
しているシリコン基板６から成るダイアフラム構造を為
している。
変換パターン１は、サーモパイルを為しており、熱電能
の異なる２種類の熱電材料７．８（ここではそれぞれＰ
型ポリシリコンとｎ型ポリシリコン）をアルミから成る
接点部９を介し、交互に接続したものである。熱電材料
７．８は、それ自体で赤外線検出部１０をヒートシンク
であるシリコン基板６に保持する梁となっており、赤外
線検出部１０とシリコン基板６との間のサーマルコンダ
クタンスを小すくシている。
の異なる２種類の熱電材料７．８（ここではそれぞれＰ
型ポリシリコンとｎ型ポリシリコン）をアルミから成る
接点部９を介し、交互に接続したものである。熱電材料
７．８は、それ自体で赤外線検出部１０をヒートシンク
であるシリコン基板６に保持する梁となっており、赤外
線検出部１０とシリコン基板６との間のサーマルコンダ
クタンスを小すくシている。
２種類の熱電材料７．８は、各１本ずつで１対の熱電対
を為し、合計４対の熱電対を直列に接続している。又、
１対の熱電対の両端は、一方を前記薄膜の赤外線検出部
１０、即ち温接点側に、もう一方を、前記薄膜がヒート
シンクであるシリコン基板６に支持されている部分、即
ち、冷接点側に配置しである。
を為し、合計４対の熱電対を直列に接続している。又、
１対の熱電対の両端は、一方を前記薄膜の赤外線検出部
１０、即ち温接点側に、もう一方を、前記薄膜がヒート
シンクであるシリコン基板６に支持されている部分、即
ち、冷接点側に配置しである。
第２図は、第１図において熱電材料７．８のみで支持さ
れていた赤外線検出部１０が熱電材料７．８以外に、６
カ所でシリコン基板６に支持されている場合の実施例で
ある。第１図の赤外線検出部に比較し、構造的な強度が
高まっている。
れていた赤外線検出部１０が熱電材料７．８以外に、６
カ所でシリコン基板６に支持されている場合の実施例で
ある。第１図の赤外線検出部に比較し、構造的な強度が
高まっている。
第３図は、前記薄膜を含む正方形のセル１１を２次元ア
レイ化した場合の実施例である。図の下側に薄膜部分の
拡大図を示す。熱電能の異なる２種類の熱電材料７．８
を接点部９を介して交互に接続したものであり、２種類
の熱電材料７．８は各１本ずつで１対の熱電対を為し、
合計６対の熱電対を直列に接続している。赤外線検出部
１０は、熱電材料７．８のみで支持されている。又、１
つのセル中には上記薄膜の他に、ＭＯＳＦＥＴやＣＯＤ
などの走査回路１２を含むので、上記薄膜はセル１１内
部の端の方に位置している。尚、この実施例では、熱電
能の異なる２種類の材料として半導体を用いたが、異種
の金属、金属と半導体でも良い。又、薄膜の周囲には、
赤外線検出部以外への赤外線の入射を防ぐための金属層
１３がある。
レイ化した場合の実施例である。図の下側に薄膜部分の
拡大図を示す。熱電能の異なる２種類の熱電材料７．８
を接点部９を介して交互に接続したものであり、２種類
の熱電材料７．８は各１本ずつで１対の熱電対を為し、
合計６対の熱電対を直列に接続している。赤外線検出部
１０は、熱電材料７．８のみで支持されている。又、１
つのセル中には上記薄膜の他に、ＭＯＳＦＥＴやＣＯＤ
などの走査回路１２を含むので、上記薄膜はセル１１内
部の端の方に位置している。尚、この実施例では、熱電
能の異なる２種類の材料として半導体を用いたが、異種
の金属、金属と半導体でも良い。又、薄膜の周囲には、
赤外線検出部以外への赤外線の入射を防ぐための金属層
１３がある。
第４図は、前記薄膜を含も正方形のセル１１を２次元ア
レイ化した場合の実施例である。図の下側に前記薄膜の
拡大図を示す。薄膜上にあるつづら折り状の変換パター
ン１はボロメータであり、電気抵抗値の温度係数が大き
い導電体から戒っている。
レイ化した場合の実施例である。図の下側に前記薄膜の
拡大図を示す。薄膜上にあるつづら折り状の変換パター
ン１はボロメータであり、電気抵抗値の温度係数が大き
い導電体から戒っている。
赤外線検出部１０は、ボロメータパターンを含めた、１
０カ所の梁で支持されている。又、１つのセルの中には
、上記薄膜の他にＭＯＳＦＥＴやＣＯＤなどの走査回路
１２を含むので、上記薄膜は、セル１１の内部の端の方
に位置している。又、薄膜の周囲には、赤外線検出部以
外への赤外線入射を防ぐための金属層１３がある。
０カ所の梁で支持されている。又、１つのセルの中には
、上記薄膜の他にＭＯＳＦＥＴやＣＯＤなどの走査回路
１２を含むので、上記薄膜は、セル１１の内部の端の方
に位置している。又、薄膜の周囲には、赤外線検出部以
外への赤外線入射を防ぐための金属層１３がある。
尚、図示はしないが、本発明は、焦電型の赤外線センサ
に対しても適用できる。
に対しても適用できる。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明は、変換パターンが、赤外
線検出部である薄膜を、ヒートシンクであるシリコン基
板に保持する梁となっているため、薄膜とヒートシンク
部との間のサーマルコンダクスが小さくできる。即ち、
薄膜部分に蓄えられた熱が、ヒートシンクに逃げ難くな
るので、薄膜の温度が下がり難くなり、センサーの感度
が高くなるという効果がある。
線検出部である薄膜を、ヒートシンクであるシリコン基
板に保持する梁となっているため、薄膜とヒートシンク
部との間のサーマルコンダクスが小さくできる。即ち、
薄膜部分に蓄えられた熱が、ヒートシンクに逃げ難くな
るので、薄膜の温度が下がり難くなり、センサーの感度
が高くなるという効果がある。
第１図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明で、赤外線検出
部１０を集積回路パターンのみで支持する場合の上面図
と断面図である。 第２図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、本発明で、赤外線
検出部１０を、集積回路パターンを含む１０カ所で支持
する場合の上面図と断面図である。 第３図は、本発明の赤外線センサを２次元アレイ化した
ものを示す平面図である。図の下側に薄膜部の拡大図を
示す。薄膜上のパターンはサーモパイルである。 第４図は、本発明の赤外線センサを２次元アレイ化した
ものを示す平面図である。図の下側に薄膜部の拡大図を
示す。薄膜上のパターンはボロメータである。 第５図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来の赤外線センサの
上面図と断面図である。赤外線検出部１０は、膜の周囲
を全て、ヒートシンクであるシリコン基板６に接してい
る。 １００．集積回路パターン、２・・・窒化膜、３．４・
・・酸化膜、５・・・吸収層、６・・・シリコン基板、
７・・・Ｐ型ポリシリコン、８・・・ｎ型ポリシリコン
、９・・・アルミ、１０・・・赤外線検出部、１１・・
・セル、１２・・・走査回路、１３・・・金属層、１４
・・・穴
部１０を集積回路パターンのみで支持する場合の上面図
と断面図である。 第２図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、本発明で、赤外線
検出部１０を、集積回路パターンを含む１０カ所で支持
する場合の上面図と断面図である。 第３図は、本発明の赤外線センサを２次元アレイ化した
ものを示す平面図である。図の下側に薄膜部の拡大図を
示す。薄膜上のパターンはサーモパイルである。 第４図は、本発明の赤外線センサを２次元アレイ化した
ものを示す平面図である。図の下側に薄膜部の拡大図を
示す。薄膜上のパターンはボロメータである。 第５図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来の赤外線センサの
上面図と断面図である。赤外線検出部１０は、膜の周囲
を全て、ヒートシンクであるシリコン基板６に接してい
る。 １００．集積回路パターン、２・・・窒化膜、３．４・
・・酸化膜、５・・・吸収層、６・・・シリコン基板、
７・・・Ｐ型ポリシリコン、８・・・ｎ型ポリシリコン
、９・・・アルミ、１０・・・赤外線検出部、１１・・
・セル、１２・・・走査回路、１３・・・金属層、１４
・・・穴
Claims (1)
- 絶縁薄膜上に入射赤外線を電気信号に変換する材料のパ
ターンが形成され、その上に赤外線吸収層が形成され、
前記薄膜を周囲から支持するシリコン基板から成るダイ
アフラム構造を有する熱型赤外線センサにおいて、前記
パターンが前記薄膜を前記シリコン基板に保持させる梁
となっていることを特徴とする赤外線センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2094529A JP3052329B2 (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | 赤外線センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2094529A JP3052329B2 (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | 赤外線センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03291541A true JPH03291541A (ja) | 1991-12-20 |
| JP3052329B2 JP3052329B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=14112860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2094529A Expired - Fee Related JP3052329B2 (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | 赤外線センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3052329B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100345174B1 (ko) * | 1999-04-14 | 2002-07-24 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 적외선 센서 및 이의 제조방법 |
| US8215831B2 (en) * | 2004-06-09 | 2012-07-10 | Excelitas Technologies Gmbh & Co. Kg | Sensor element |
-
1990
- 1990-04-10 JP JP2094529A patent/JP3052329B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100345174B1 (ko) * | 1999-04-14 | 2002-07-24 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 적외선 센서 및 이의 제조방법 |
| US8215831B2 (en) * | 2004-06-09 | 2012-07-10 | Excelitas Technologies Gmbh & Co. Kg | Sensor element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3052329B2 (ja) | 2000-06-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080407 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |