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JPH06342942A - 赤外線センサの製造方法 - Google Patents

赤外線センサの製造方法

Info

Publication number
JPH06342942A
JPH06342942A JP5131892A JP13189293A JPH06342942A JP H06342942 A JPH06342942 A JP H06342942A JP 5131892 A JP5131892 A JP 5131892A JP 13189293 A JP13189293 A JP 13189293A JP H06342942 A JPH06342942 A JP H06342942A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
infrared sensor
electrode
separation structure
manufacturing
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5131892A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasukazu Iwasaki
靖和 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP5131892A priority Critical patent/JPH06342942A/ja
Publication of JPH06342942A publication Critical patent/JPH06342942A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 素子毎の感度特性のバラツキをなくし,フォ
トリソグラフィー工程およびそのマスク等を増やすこと
なく,大量生産・低コスト化を図ると共に,基板内部側
の隠れた面を吸光部として利用可能とし,小型化・高感
度化を図る。 【構成】 赤外線を吸収して熱に変換する吸光部が設け
られた熱分離構造部と,熱分離構造部の温度上昇を検知
する温度検知手段とを有する赤外線センサの製造方法に
おいて,熱分離構造部に電極を形成する工程と,電極表
面に電気化学的処理を施して吸光部を形成する工程とを
備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,赤外線を吸収して熱に
変換する吸光部が設けられた熱分離構造部と,熱分離構
造部の温度上昇を検知する温度検知手段とを有する赤外
線センサの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に,赤外線センサは,非接触の温度
計として利用されており,例えば,物体の検出や,特殊
環境下における温度計測等に使用されている。具体的に
は,溶鉱炉の温度測定,火災報知器,あるいは男子用ト
イレの自動洗水器等がある。
【0003】一方,近年,シリコンのマイクロマシーニ
ング技術を用いた高感度の赤外線センサが精力的に研究
・開発されている。これらの赤外線センサは,シリコン
のマイクロマシーニング技術を用いることにより,熱容
量が小さく,熱抵抗の大きな熱分離構造部を作製し,さ
らに熱分離構造部上に赤外線吸収剤を塗布して吸光部を
形成し,入射赤外光の吸収による熱分離構造部の温度上
昇をサーモパイル等で検出するものである。
【0004】図6は,シリコンのマイクロマシーニング
技術を用いた赤外線センサ素子の一例を示し,p型基板
601にn型コピタキシャル層602が形成され,裏面
からのエレクトロケミカルエッチングにより,熱分離構
造部であるカンチレバービーム603が形成される。ま
た,カンチレバービーム603の上面には,ゴールドブ
ラック等の赤外線吸光剤からなる赤外線吸光部604お
よび赤外線吸光部604の温度上昇を検知するサーモパ
イル605が形成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記従
来の技術によれば,髪の毛等を用いて人手によって個々
の素子毎に塗布する方法で,ゴールドブラック等の赤外
線吸光剤を分散させたエポキシ樹脂を熱分離構造部上に
塗布して吸光部を形成するため,素子毎に赤外線吸光剤
の塗布量が異なってしまい,熱容量および表面積の違い
から素子毎の感度特性にバラツキが出るという問題点が
あった。
【0006】また,人手による処理であるため,換言す
れば,バッチプロセスでないため,大量生産性に乏し
く,コスト高になるという問題点があった。特に,熱分
離構造部が破損し易いため,人手による塗布工程では,
作業中の熱分離構造部の破損による歩留り低下を引き起
こし易く,コスト高の要因となっていた。また,塗布作
業そのものが,顕微鏡(拡大鏡)下での微細作業となる
ため,作業者への肉体的・精神的な負担が大きいという
不都合もあった。
【0007】また,ゴールドブラック等の赤外線吸光剤
を,蒸着あるいはスプレー塗布し,不必要な部分をリフ
トオフする方法も知られており,髪の毛等を用いて塗布
する場合と比較して生産性が格段に向上するものの,リ
フトオフのためのフォトリソグラフィー工程およびその
マスクとを必要とするという問題点があった。
【0008】さらに,手塗り,蒸着,スプレーのいずれ
の方法を用いても,吸光部は基板表面にしか形成できな
いため,基板内部側の隠れた面を吸光部として有効利用
することができないという問題点があった。
【0009】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって,素子毎の感度特性のバラツキをなくし,フォ
トリソグラフィー工程およびそのマスク等を増やすこと
なく,大量生産・低コスト化を図ると共に,基板内部側
の隠れた面を吸光部として利用可能とし,小型化・高感
度化を図ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために,赤外線を吸収して熱に変換する吸光部が
設けられた熱分離構造部と,熱分離構造部の温度上昇を
検知する温度検知手段とを有する赤外線センサの製造方
法において,熱分離構造部に電極を形成する工程と,電
極表面に電気化学的処理を施して吸光部を形成する工程
とを備えた赤外線センサの製造方法を提供するものであ
る。
【0011】なお,前記電気化学的処理として,電解重
合,電着,めっき電着塗装で代表される電気化学的析出
反応を用いた赤外線センサの製造方法とする。また,電
気化学的処理として,エッチングで代表される電気化学
的溶解反応を用いた赤外線センサの製造方法とする。ま
た,電気化学的処理として,陽極酸化を行なった後,金
属塩を含む電解液中で二次電解を行なうか,あるいは陽
極酸化の電解液に金属塩を添加することによって行なわ
れる電解着色を用いた赤外線センサの製造方法とする。
【0012】
【作用】本発明の赤外線センサの製造方法は,熱分離構
造部に電極を形成し,その電極表面に電気化学的処理を
施して吸光部を形成することにより,吸光剤を均一(定
量的)に含有した吸光部を形成する。また,熱分離構造
部の裏側にも電極を形成し,同様に熱分離構造部の裏側
にも吸光部を形成する。
【0013】
【実施例】以下,本発明の赤外線センサの製造方法につ
いて,〔実施例1〕,〔実施例2〕,〔実施例3〕の順
に図面を参照して詳細に説明する。
【0014】〔実施例1〕図1は,実施例1の赤外線セ
ンサの構成を示し,シリコン基板101の表面に,Si
3 4 膜の熱分離構造部102が形成され,さらに熱分
離構造部102上に白金電極103が形成されている。
また,白金電極103の表面には,電気化学的処理によ
り,白金黒が電着されて,吸光部104が形成されてい
る。また,105は,熱分離構造部102を形成するた
めのエッチング液導入口である開口部を示す。
【0015】なお,ここでは,図を見やすくするため
に,熱分離構造部102の温度上昇を検知する検知手段
を省略してあるが,ポリシリコンダイオード等を形成す
れば良く,例えば,Technical Digest of 9th Sensor S
ymposium,1990,pp71〜74に記述されている方法を
適用することができる。
【0016】図2(a),(b)は,図1の赤外線セン
サをA−Bの切断線で切断した場合の断面図を示す。
【0017】以上の構成において,図2(a),(b)
を参照して,実施例1の赤外線センサの製造方法につい
て説明する。先ず,図2(a)に示すように,シリコン
基板101の表面に,熱酸化,CVD等の手法により酸
化膜201を形成し,ポリシリコン犠牲層202をCV
D等の手法により形成し,Si3 4 膜203をCVD
等の手法により形成し,白金電極103を形成し,Si
3 4 膜204を形成する。ここで,ポリシリコン犠牲
層202および白金電極103の形成には,フォトリソ
グラフィー・エッチング工程が含まれている。
【0018】次に,図2(a)の状態から,ポリシリコ
ン犠牲層202に達する開口部105を,ドライエッチ
ング等の手法により形成し,フッ酸および硝酸からなる
混酸でポリシリコン犠牲層202を犠牲エッチングによ
り除去し,続いてポリシリコン犠牲層202の下部の位
置していた部分の酸化膜201をフッ酸により除去し,
さらにヒドラジン等のアルカリ液でシリコン基板101
を表面より異方性エッチングして,図2(b)に示すよ
うに,キャビティ205および熱分離構造部102を形
成する。
【0019】このようにして形成した構造体206を,
図3に示すように,100ml当りヘキサクロロ白金
(IV)酸(H2 〔PtCl6 〕)3g,酢酸鉛0.0
3gを含むめっき液301を満たしためっき槽302に
入れ,構造体206の白金電極103を電源304に接
続し,同様にめっき槽302に入れられている白金対極
303を電源304に接続する。
【0020】続いて,印加電圧5V程度で,1分毎に電
源の極性を切り換えながら,電気めっきを行なうと,約
10分で白金電極103に白金黒305(すなわち,吸
光部104)が電着される。その後,構造体206を水
洗し,希硫酸中で1分間ずつ極性を変えながら電解清浄
して,構造体206を赤外線センサとして取り出し,製
造工程を終了する。
【0021】実施例1によれば,熱分離構造部に白金電
極を形成し,表面に白金黒を電着する手法を例に説明し
たが,電極表面を黒色化する電気化学的処理方法は,他
にも種々知られており,例えば,半導体プロセスで多用
されているAl−Si合金や,あるいはAl−Ge合金
により電極を形成し,硫酸中で陽極酸化により黒色化し
ても良い。また,陽極酸化後に,Ni塩あるいはCu塩
等の金属塩を含む電解液中で二次電荷し,電解着色によ
り黒色化しても良い。また,陽極酸化の後,細孔内に色
素を担持する方法でも良い。また,吸光部を形成する電
極の材料を回路等の配線材料と同一のものとすれば,フ
ォトリソグラフィー工程およびそのマスクを共通化で
き,それぞれ(一工程および一枚)節約することができ
る。
【0022】〔実施例2〕実施例2では,半導体基板の
主面に赤外線センサ素子が形成され,その裏面に赤外線
フィルターが形成された赤外線センサにおいて,熱分離
構造部の隠れた背面に吸光部を形成した場合の製造方法
を示す。
【0023】以下,図4を参照して,実施例2の赤外線
センサの製造方法について説明する。p型基板401の
主面に赤外線センサ素子である熱分離構造部402が形
成され,p型基板401の裏面をn型エピタキシャル層
403までエレクトロケミカルエッチングすることによ
り,キャビティ404および赤外線フィルター405が
形成されている。ここで,熱分離構造部402の背面
(図中の上面)には,白金電極(図示せず)が形成され
ているものとする。このようにして形成した構造体40
6を,実施例1と同様に,図3に示しためっき槽302
に入れると,開口部407からキャビティ404内にめ
っき液301が侵入し,熱分離構造部402の隠れた背
面(内側)に白金黒が電着され,吸光部408が形成さ
れる。
【0024】このように実施例2によれば,従来の方法
では吸光部が形成できなかった隠れた面(内側)にも容
易に吸光部を形成することができ,赤外線センサの構成
の多様化を図ることができる。
【0025】〔実施例3〕実施例3では,小型化・低コ
スト化および高感度化を図った赤外線センサとして,赤
外線センサ素子が形成された半導体基板と,反射鏡が形
成された基板とからなる赤外線センサの製造方法を示
す。
【0026】以下,図5(a),(b)を参照して,実
施例3の赤外線センサの製造方法について説明する。p
型基板501に赤外線センサ素子である熱分離構造部5
02が形成され,p型基板501の一方の面(図中の上
面)をn型エピタキシャル層503までエレクトロケミ
カルエッチングすることにより,キャビティ504およ
び赤外線フィルター505が形成されている。ここで,
熱分離構造部502の両面(図中の上・下面)には,白
金電極(図示せず)が形成されているものとする。この
ようにして形成した構造体506を,実施例1と同様
に,図3に示しためっき槽302に入れると,開口部5
07からキャビティ504内にめっき液301が侵入
し,熱分離構造部502の白金電極面に白金黒が電着さ
れ,熱分離構造部502の両面に吸光部508が形成さ
れる。
【0027】同図(a)で作製した赤外線センサ素子が
形成された半導体基板(構造体506)を,同図(b)
に示すように,反射鏡509が形成された基板510と
接合して赤外線センサを形成する。
【0028】実施例3の赤外線センサは,熱分離構造部
502の両面に吸光部508が形成されているので,小
型化・低コスト化・高感度化を実現することができる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
熱分離構造部に電極を形成し,その電極表面に電気化学
的処理を施して吸光部を形成するため,素子毎の感度特
性のバラツキをなくし,フォトリソグラフィー工程およ
びそのマスク等を増やすことなく,大量生産・低コスト
化を図ると共に,基板内部側の隠れた面を吸光部として
利用可能とし,小型化・高感度化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の赤外線センサの構成図である。
【図2】実施例1の赤外線センサの製造方法を示す説明
図である。
【図3】実施例1の赤外線センサの製造方法を示す説明
図である。
【図4】実施例2の赤外線センサの製造方法を示す説明
図である。
【図5】実施例3の赤外線センサの製造方法を示す説明
図である。
【図6】従来のシリコンのマイクロマシーニング技術を
用いた赤外線センサ素子の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
101 シリコン基板 102 熱分離構造部 103 白金電極 104 吸光部 401,501 p型基板 402,502 熱分離構造部 403,503 n型エピタキシャル層 404,504 キャビティ 405,505 赤外線フィルター 408,508 吸光部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 赤外線を吸収して熱に変換する吸光部が
    設けられた熱分離構造部と,前記熱分離構造部の温度上
    昇を検知する温度検知手段とを有する赤外線センサの製
    造方法において,前記熱分離構造部に電極を形成する工
    程と,前記電極表面に電気化学的処理を施して吸光部を
    形成する工程とを備えたことを特徴とする赤外線センサ
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記電気化学的処理は,電解重合,電
    着,めっき電着塗装で代表される電気化学的析出反応で
    あることを特徴とする請求項1記載の赤外線センサの製
    造方法。
  3. 【請求項3】 前記電気化学的処理は,エッチングで代
    表される電気化学的溶解反応であることを特徴とする請
    求項1記載の赤外線センサの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記電気化学的処理は,陽極酸化を行な
    った後,金属塩を含む電解液中で二次電解を行なうか,
    あるいは陽極酸化の電解液に金属塩を添加することによ
    って行なわれる電解着色であることを特徴とする請求項
    1記載の赤外線センサの製造方法。
JP5131892A 1993-06-02 1993-06-02 赤外線センサの製造方法 Pending JPH06342942A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100392044B1 (ko) * 2000-03-30 2003-07-22 가부시끼가이샤 도시바 적외선 센서 및 그 제조 방법
JP2004037297A (ja) * 2002-07-04 2004-02-05 Denso Corp 赤外線センサとその製造方法

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