JPH058447U - Thermopile type infrared sensor - Google Patents

Thermopile type infrared sensor

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Publication number
JPH058447U
JPH058447U JP6221291U JP6221291U JPH058447U JP H058447 U JPH058447 U JP H058447U JP 6221291 U JP6221291 U JP 6221291U JP 6221291 U JP6221291 U JP 6221291U JP H058447 U JPH058447 U JP H058447U
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JP
Japan
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thermopile
infrared sensor
type infrared
insulating film
substrate
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Application number
JP6221291U
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Japanese (ja)
Inventor
建史 神谷
渡辺  滋
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Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH058447U publication Critical patent/JPH058447U/en
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ピット部4とヒートシンク3とを有する基板
1と、この基板1上に設けピット部4でダイアフラム5
となるおもて面絶縁膜2と、異種の金属からなる熱電対
8を複数個直列に接続して配置し、かつダイアフラム5
の上では温接点部11となりヒートシンク3の上では冷
接点部10となるサーモパイル9とを備える。 【効果】 熱や雰囲気に対して非常に特性が変わりやす
い黒体を用いないため、熱や雰囲気に対して安定なサー
モパイル型赤外線センサーを得ることができる。
(57) [Summary] [Structure] A substrate 1 having a pit portion 4 and a heat sink 3, and a diaphragm 5 provided on the substrate 1 at the pit portion 4.
A front surface insulating film 2 and a plurality of thermocouples 8 made of different kinds of metals are connected in series, and a diaphragm 5 is provided.
The thermopile 9 serves as the hot contact portion 11 above and the cold contact portion 10 above the heat sink 3. [Effects] Since a black body whose characteristics change significantly with respect to heat and atmosphere is not used, it is possible to obtain a thermopile type infrared sensor that is stable against heat and atmosphere.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、サーモパイル型赤外線センサーの構造に関する。   The present invention relates to a structure of a thermopile type infrared sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

従来のサーモパイル型赤外線センサーの構造とその動作を図2および図3を用 いて説明する。図2は第1の従来例を示し、図3は第2の従来例を示す。図2( a)、および図3(a)は、それぞれ従来のサーモパイル型赤外線センサーの構 造を示す平面図であり、図2(b)、および図3(b)は、それぞれ従来のサー モパイル型赤外線センサーの構造を示す断面図である。   The structure and operation of the conventional thermopile type infrared sensor are shown in FIGS. 2 and 3. And explain. FIG. 2 shows a first conventional example, and FIG. 3 shows a second conventional example. Figure 2 ( 3A and FIG. 3A respectively show the structure of a conventional thermopile type infrared sensor. 2 (b) and 3 (b) are plan views of the conventional structure, respectively. It is sectional drawing which shows the structure of a mopile type infrared sensor.

【0003】 まず、第1の従来例におけるサーモパイル型赤外線センサーの構造を、図2を 用いて説明する。[0003]   First, the structure of the thermopile type infrared sensor in the first conventional example is shown in FIG. It demonstrates using.

【0004】 基板1としては、シリコンの(100)配向基板を用いる。この基板1の上に は、おもて面絶縁膜2を形成する。さらにこのおもて面絶縁膜2上に、異種の金 属からなる熱電対8を複数個直列に接続し、かつサーモパイル引き出し電極12 に接続するサーモパイル9を配設する。このとき、サーモパイル9の冷接点部1 0は、基板1とおもて面絶縁膜2とからなるヒートシンク3上に配置し、サーモ パイル9の温接点部11は、ダイアフラム5上に配置する。[0004]   As the substrate 1, a silicon (100) oriented substrate is used. On this board 1 Forms the front surface insulating film 2. Furthermore, different kinds of gold are deposited on the front surface insulating film 2. A plurality of thermocouples 8 made of metal are connected in series and a thermopile extraction electrode 12 is connected. A thermopile 9 connected to the above is provided. At this time, the cold junction 1 of the thermopile 9 0 is placed on the heat sink 3 consisting of the substrate 1 and the front surface insulating film 2, and the thermostat The hot contact portion 11 of the pile 9 is arranged on the diaphragm 5.

【0005】 さらに、金(Au)あるいはビスマスなどの金属の超微粒子膜からなる黒体6 を、ダイアフラム5上の温接点部11付近の中央部に配置する。この黒体6は、 サーモパイル9の個々の温接点部11どおしが短絡しないように、温接点部11 から数μm程度離して配置する。[0005]   Further, a black body 6 made of an ultrafine particle film of a metal such as gold (Au) or bismuth. Are arranged in the central portion of the diaphragm 5 near the hot junction 11. This black body 6 In order to prevent short circuit between the individual hot junction parts 11 of the thermopile 9, the hot junction parts 11 It is placed at a distance of several μm from.

【0006】 さらに、基板1の裏面には、ピット部4を設ける。このピット部4は、基板1 の裏面から水酸化カリウム(KOH)や、ヒドラジンなどの強アルカリ溶液を用 いて、基板1であるシリコンの異方性エッチングを行って、ピット部4を形成す る。ピット部4では、基板1をすべてエッチングし、おもて面絶縁膜2のみが残 り、このおもて面絶縁膜2にてダイアフラム5を構成する。[0006]   Further, a pit portion 4 is provided on the back surface of the substrate 1. The pit portion 4 is the substrate 1 Use a strong alkaline solution such as potassium hydroxide (KOH) or hydrazine from the back of the Then, the silicon that is the substrate 1 is anisotropically etched to form the pit portion 4. It In the pit portion 4, the entire substrate 1 is etched and only the front surface insulating film 2 remains. The front surface insulating film 2 constitutes the diaphragm 5.

【0007】 この図2に示すサーモパイル型赤外線センサーは、たとえば放射温度計などに 利用される。この図2に示すサーモパイル型赤外線センサーの動作は以下のよう になる。[0007]   The thermopile type infrared sensor shown in FIG. 2 is used, for example, in a radiation thermometer. Used. The operation of the thermopile type infrared sensor shown in FIG. 2 is as follows. become.

【0008】 温度測定物から放射される赤外線を黒体6が吸収して熱に変え、熱容量の小さ なダイアフラム5を加熱し、このダイアフラム6上に配置するサーモパイル9の 温接点部11を加熱する。このとき、サーモパイル9の冷接点部10は、熱容量 の大きなヒートシンク3上に配置してあるため、ほとんど温度上昇しない。この ため、温接点部11と冷接点部10との間に温度差が生じる。この温接点部10 と冷接点部11との温度差によって、サーモパイル9に熱起電力が生じ、温度測 定物の温度を測定することができる。[0008]   The black body 6 absorbs the infrared rays emitted from the temperature measurement object and converts it into heat, which has a small heat capacity. Of the thermopile 9 placed on the diaphragm 6 by heating The hot junction 11 is heated. At this time, the cold junction portion 10 of the thermopile 9 has a heat capacity Since it is placed on the large heat sink 3, the temperature hardly rises. this Therefore, a temperature difference occurs between the hot junction 11 and the cold junction 10. This hot junction 10 Due to the temperature difference between the cold junction 11 and the cold junction 11, thermoelectromotive force is generated in the thermopile 9, The temperature of a fixed product can be measured.

【0009】 つぎに第2の従来例におけるサーモパイル型赤外線センサーの構造を、図3を 用いて説明する。[0009]   Next, the structure of the thermopile type infrared sensor in the second conventional example is shown in FIG. It demonstrates using.

【0010】 図3に示すサーモパイル型赤外線センサーは、図2に示すサーモパイル型赤外 線センサーと同様に、基板1上におもて面絶縁膜2を形成する。さらにこのおも て面絶縁膜2上に異種金属からなる熱電対8を複数個直列に接続し、かつサーモ パイル引き出し電極12に接続するサーモパイル9を形成する。このときサーモ パイル9の冷接点部10はヒートシンク3上に、温接点部11はダイアフラム3 上に配置する。[0010]   The thermopile infrared sensor shown in FIG. 3 is the thermopile infrared sensor shown in FIG. Similar to the line sensor, the front surface insulating film 2 is formed on the substrate 1. Furthermore, this main A plurality of thermocouples 8 made of different metals are connected in series on the surface insulating film 2 and The thermopile 9 connected to the pile extraction electrode 12 is formed. At this time the thermo The cold contact part 10 of the pile 9 is on the heat sink 3, and the hot contact part 11 is the diaphragm 3 Place it on top.

【0011】 さらに、図3に示すように、サーモパイル9の温接点部11を覆うように、絶 縁性を有する黒体下絶縁膜7を設ける。この黒体下絶縁膜7のパターニング方法 は、通常のフォトエッチング技術を用いても良いし、金属マスクに開口部を設け この開口部内に黒体下絶縁膜7を形成する、いわゆるマスク蒸着法などを用いて も良い。また、この黒体下絶縁膜7の大きさは、後に形成する黒体6と同じ大き さか若干大きめであれば良い。[0011]   Further, as shown in FIG. 3, the insulation is formed so as to cover the hot junction 11 of the thermopile 9. An under-blackbody insulating film 7 having an edge property is provided. Method of patterning this under-blackbody insulating film 7 May use a normal photo-etching technique, or provide an opening in the metal mask. The so-called mask vapor deposition method or the like for forming the under-blackbody insulating film 7 in the opening is used. Is also good. The size of the insulating film 7 under the black body is the same as that of the black body 6 to be formed later. It should be slightly larger.

【0012】 さらに、この黒体下絶縁膜7の上に黒体6を設ける。この黒体6の大きさは、 ダイアフラム5の大きさよりも若干小さく、かつサーモパイル9の温接点部11 を全て覆う程度の大きさとする。このとき、サーモパイル9の温接点部11と黒 体6との絶縁性は、黒体下絶縁膜7によって維持される。[0012]   Further, the black body 6 is provided on the insulating film 7 under the black body. The size of this black body 6 is The hot junction 11 of the thermopile 9 is slightly smaller than the size of the diaphragm 5. It should be large enough to cover all. At this time, the hot junction 11 of the thermopile 9 and the black Insulation with the body 6 is maintained by the under-blackbody insulating film 7.

【0013】 さらに、図2に示すサーモパイル型の赤外線センサーと同様に、ピット部4を 形成し、おもて面絶縁膜2からなるダイアフラム5を形成する。[0013]   Further, as in the thermopile type infrared sensor shown in FIG. Then, the diaphragm 5 made of the front surface insulating film 2 is formed.

【0014】 つぎに図3に示すサーモパイル型赤外センサーの動作を以下に説明する。[0014]   Next, the operation of the thermopile type infrared sensor shown in FIG. 3 will be described below.

【0015】 温度測定物から放射された赤外線を黒体6で受光し、熱に変換し、この熱が黒 体下絶縁膜7を介して伝導して、サーモパイル9の温接点部11およびダイアフ ラム5全体を加熱する。[0015]   Infrared rays radiated from the temperature measurement object are received by the black body 6 and converted into heat, and this heat becomes black. Conducting through the underbody insulating film 7, the hot junction 11 of the thermopile 9 and the diaphragm Heat the entire ram 5.

【0016】 このとき、サーモパイル9の冷接点部10は、ヒートシンク3上に配置してあ るため、ほとんど温度上昇せず、結果的に温接点部11と冷接点部10との間に 温度差が生じる。[0016]   At this time, the cold junction 10 of the thermopile 9 is placed on the heat sink 3. Therefore, the temperature hardly rises, and as a result, the temperature between the hot junction portion 11 and the cold junction portion 10 is increased. There is a temperature difference.

【0017】 この冷接点部10と温接点部11との間の温度差によって、サーモパイル9に 熱起電力が発生し、温度測定が可能となる。[0017]   Due to the temperature difference between the cold junction 10 and the hot junction 11, the thermopile 9 Thermoelectromotive force is generated, and temperature can be measured.

【0018】 この図3に示すサーモパイル型赤外線センサーの方が、図2に示すサーモパイ ル型赤外線センサーよりも、黒体6から温接点部11までの距離を短く設定でき るために出力が高くなる。[0018]   The thermopile type infrared sensor shown in FIG. 3 is better than the thermopile shown in FIG. The distance from the black body 6 to the hot junction 11 can be set shorter than the red infrared sensor. Therefore, the output becomes high.

【0019】[0019]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

前記の図2と図3とに示す2種類の構造の従来例におけるサーモパイル型赤外 線センサーは、温度測定物から放射される赤外線を効率よく受光するために、赤 外線吸収率が80%から90%程度と非常に高い黒体6を、赤外線受光面に配設 している。   Thermopile infrared in the conventional example of the two types of structures shown in FIGS. 2 and 3 above. The line sensor uses a red sensor to efficiently receive infrared rays emitted from the temperature measurement object. A black body 6 with a very high external absorption rate of about 80% to 90% is provided on the infrared receiving surface. is doing.

【0020】 しかしながら、図3に示すサーモパイル型赤外線センサーでは、金あるいはビ スナスなどの金属からなる黒体6によるサーモパイル9の温接点部11の短絡を 防ぐために、黒体6をサーモパイル9の温接点部11に直接形成することはでき ない。このため最低でも数百nmの厚さを持つ黒体下絶縁膜7を介して、サーモ パイル9の温接点部11上に黒体6を配設している。[0020]   However, the thermopile type infrared sensor shown in FIG. Short-circuit the hot junction 11 of the thermopile 9 by the black body 6 made of metal such as sunflower. To prevent this, the black body 6 cannot be directly formed on the hot junction 11 of the thermopile 9. Absent. For this reason, the thermostat is formed through the under-blackbody insulating film 7 having a thickness of at least several hundreds nm. The black body 6 is arranged on the hot contact portion 11 of the pile 9.

【0021】 この結果、図3に示すサーモパイル型赤外線センサーでは、黒体下絶縁膜7を 介して、黒体6から温接点部11に熱が伝わる。このため、黒体6から温接点部 11への熱伝導のうち6割程度の損失がある。[0021]   As a result, in the thermopile type infrared sensor shown in FIG. The heat is transferred from the black body 6 to the hot junction 11 via the heat. Therefore, from the black body 6 to the hot junction There is a loss of about 60% of the heat conduction to 11.

【0022】 したがって、黒体6に入射した赤外線の3割から4割程度の熱量で、温接点部 11を加熱することとなり、非常に効率が悪い。[0022]   Therefore, the amount of heat of about 30% to 40% of the infrared rays incident on the black body 6 causes Since 11 is heated, it is very inefficient.

【0023】 さらに、図2に示すサーモパイル型赤外線センサーでは、黒体6から温接点部 11への熱伝導は、おもて面絶縁膜2を介して熱が伝わる。このため図2に示す サーモパイル型赤外線センサーは、さらに熱の損失が大きいため、より効率が悪 くなる。[0023]   Furthermore, in the thermopile type infrared sensor shown in FIG. As for heat conduction to 11, heat is transmitted through the front surface insulating film 2. Therefore, as shown in FIG. Thermopile type infrared sensors are more inefficient because of the higher heat loss. Become

【0024】 そのうえ、金やビスマスなどの金属の超微粒子膜からなる黒体6は、熱や雰囲 気などに非常に弱く、凝集あるいは変質などが発生する。このために、黒体6で の赤外線吸収率が変化してしまい、サーモパイル型赤外線センサーの安定性を悪 くするという問題がある。[0024]   In addition, the black body 6 made of an ultrafine particle film of a metal such as gold or bismuth has a It is very sensitive to air and causes aggregation or alteration. For this, with blackbody 6 The infrared absorption rate of the There is a problem of getting rid of.

【0025】 そこで、本考案の目的は、上記課題を解決して、熱や雰囲気などに対して安定 なサーモパイル型赤外線センサーの構造を提供することにある。[0025]   Therefore, the purpose of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to be stable against heat and atmosphere. Another object is to provide a structure of a thermopile type infrared sensor.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するために、本考案のサーモパイル型赤外線センサーは、以下 に示す構造を採用することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the thermopile type infrared sensor of the present invention is as follows. It is characterized by adopting the structure shown in.

【0027】 すなわち、ピット部とヒートシンクとを有する基板と、この基板上に設けピッ ト部でダイアフラムとなるおもて面絶縁膜と、異種の金属からなる熱電対を複数 個直列に接続しておもて面絶縁膜上に配置し、かつダイアフラム上では温接点部 となりヒートシンク上では冷接点部となるサーモパイルとを備える。[0027]   That is, a substrate having a pit portion and a heat sink and a pin provided on the substrate. The front surface insulating film that becomes the diaphragm at the bottom and the thermocouples made of different metals Individually connected in series and placed on the front surface insulating film, and on the diaphragm a hot junction On the heat sink, there is a thermopile that serves as a cold junction.

【0028】 この異種金属からなる熱電対は、少なくとも一方が赤外線吸収体で構成する。[0028]   At least one of the thermocouples made of different metals is composed of an infrared absorber.

【0029】[0029]

【実施例】【Example】

以下図1を用いて本考案のサーモパイル型赤外線センサーの一実施例を説明す る。図1(a)は、本考案のサーモパイル型赤外線センサーの平面図を示し、図 1(b)は、その断面図である。   An embodiment of the thermopile type infrared sensor of the present invention will be described below with reference to FIG. It FIG. 1 (a) shows a plan view of a thermopile type infrared sensor of the present invention. 1 (b) is a sectional view thereof.

【0030】 図1に示すように、基板1のおもて面におもて面絶縁膜2を形成する。このお もて面絶縁膜2は、基板1を裏側からエッチングすることにより形成するピット 部4上ではダイアフラム5となり、基板1上では基板1とともにヒートシンク3 を構成する。[0030]   As shown in FIG. 1, a front surface insulating film 2 is formed on the front surface of the substrate 1. This one The front surface insulating film 2 is a pit formed by etching the substrate 1 from the back side. The diaphragm 5 is formed on the portion 4, and the heat sink 3 is formed on the substrate 1 together with the substrate 1. Make up.

【0031】 このおもて面絶縁膜2上に、異種の金属からなる熱電対8を複数個直列に接続 するサーモパイル9を設ける。このサーモパイル9は、冷接点部10がヒートシ ンク3上に、温接点部11がダイアフラム5上になるように配設する。 さらにこの異種の金属からなる熱電対8のすくなくとも一方は、赤外線吸収体 で構成する。[0031]   A plurality of thermocouples 8 made of different metals are connected in series on the front surface insulating film 2. A thermopile 9 is provided. In this thermopile 9, the cold junction 10 has a heat shield. The hot contact portion 11 is arranged on the diaphragm 3 so as to be on the diaphragm 5.   Furthermore, at least one of the thermocouples 8 made of different metals is an infrared absorber. It consists of.

【0032】 さらに、サーモパイル9の出力を取るために、このサーモパイル9と接続する サーモパイル引き出し電極12を配設する。[0032]   Furthermore, in order to take the output of the thermopile 9, it connects with this thermopile 9. A thermopile extraction electrode 12 is provided.

【0033】 図1に示す本考案のサーモパイル型赤外線センサーは、図2および図3に示す 従来例と異なり黒体を形成していない。すなわち黒体の代わりに、熱電対8で赤 外線を吸収して、熱に変換する。[0033]   The thermopile type infrared sensor of the present invention shown in FIG. 1 is shown in FIGS. 2 and 3. Unlike the conventional example, no black body is formed. That is, instead of a black body, a thermocouple 8 It absorbs external rays and converts them into heat.

【0034】 つぎに本考案によるサーモパイル型赤外線センサーの動作を以下に説明する。 赤外線量を測定する測定物から入射した赤外線を、熱電対8の少なくとも一方 の材料が吸収し、サーモパイル9を加熱する。[0034]   The operation of the thermopile type infrared sensor according to the present invention will be described below.   At least one of the thermocouples 8 receives infrared rays that are incident from the measurement object for measuring the amount of infrared rays. Is absorbed by the material and heats the thermopile 9.

【0035】 サーモパイル9の温接点部11は、ダイアフラム5上に設けてあるために、速 やかに温度上昇する。一方、サーモパイル9の冷接点部10は、ヒートシンク3 上に設けてあるために、ほとんど温度変化しない。したがって温接点部11と冷 接点部10との間に温度差が生じる。この冷接点部10と温接点部11との間の 温度差に対応した熱起電力が、熱電対8のそれぞれに発生し、それぞれの熱起電 力が足し合わされてサーモパイル9に電圧を発生させる。[0035]   Since the hot junction 11 of the thermopile 9 is provided on the diaphragm 5, The temperature rises gently. On the other hand, the cold contact portion 10 of the thermopile 9 is Since it is provided above, the temperature hardly changes. Therefore, the hot junction 11 and the cold A temperature difference occurs between the contact portion 10. Between the cold junction 10 and the hot junction 11 A thermoelectromotive force corresponding to the temperature difference is generated in each of the thermocouples 8, and each thermoelectromotive force is generated. The forces are added together to generate a voltage in the thermopile 9.

【0036】 発生した電圧は、サーモパイル引き出し電極12より取り出すことにより、入 射した赤外線量を検知することができる。[0036]   The generated voltage is input by extracting it from the thermopile extraction electrode 12. The amount of infrared rays emitted can be detected.

【0037】 このとき、サーモパイル9を構成する熱電対8の材料自体が赤外線を吸収し、 温接点部11の温度が上昇すれば、従来のように、黒体が赤外線を吸収して熱を 伝達するときの損失が全く発生しない。 このため、サーモパイル9の材料自体の赤外線吸収率が、黒体の赤外線吸収率 に比べて低くても、熱伝導による損失が全く発生しないため、効率的には変わら ない。 さらに、サーモパイル9の赤外線を吸収する温接点部11の面積を大きくする などの工夫で、むしろサーモパイル型赤外線センサーの出力を、従来より高める ことが可能となる。[0037]   At this time, the material itself of the thermocouple 8 constituting the thermopile 9 absorbs infrared rays, When the temperature of the hot junction 11 rises, the black body absorbs infrared rays and absorbs heat as in the conventional case. There is no loss in transmission.   Therefore, the infrared absorptivity of the thermopile 9 material itself is the infrared absorptivity of the black body. However, even if it is lower than the Absent.   Further, the area of the hot junction 11 that absorbs infrared rays of the thermopile 9 is increased. The output of the thermopile type infrared sensor is increased rather than the conventional one. It becomes possible.

【0038】 このため、熱あるいは雰囲気などに非常に弱い黒体を用いなくて良いため、非 常に安定なサーモパイル型赤外線センサーが得られる。[0038]   Therefore, it is not necessary to use a black body that is extremely vulnerable to heat or the atmosphere. A stable thermopile infrared sensor can be obtained.

【0039】 また、図示しないが、冷接点部10上にのみに、絶縁膜を形成して、金などの 赤外線を反射する金属膜を冷接点部10上に配置して、冷接点部10では赤外線 を反射するように構成すれば、温接点部11のみで赤外線を吸収することが可能 となり、より出力が高くなる。[0039]   Further, although not shown, an insulating film is formed only on the cold junction portion 10 to prevent the formation of gold or the like. A metal film that reflects infrared rays is placed on the cold junction 10 so that the infrared rays are not visible at the cold junction 10. It is possible to absorb infrared rays only by the hot junction 11 if configured to reflect And the output becomes higher.

【0040】 つぎに図1を用いて本考案によるサーモパイル型赤外線センサーの製造方法を 説明する。[0040]   Next, referring to FIG. 1, a method for manufacturing a thermopile type infrared sensor according to the present invention will be described. explain.

【0041】 基板1にはシリコンの(100)に配向した基板を用いて、この基板1のおも て面におもて面絶縁膜2として、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜などをプラズ マ化学気相成長法によって形成する。[0041]   As the substrate 1, a substrate having a (100) orientation of silicon is used. A silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like is used as a plasma insulating film 2 on the front surface. It is formed by the chemical vapor deposition method.

【0042】 このおもて面絶縁膜2上に、一方をビスマス、他方をアンチモンからなる熱電 対8を形成する。[0042]   On this front surface insulating film 2, a thermoelectric material composed of bismuth on one side and antimony on the other side Form pair 8.

【0043】 ここで、熱電対8の材料としてアンチモンを使用する例を挙げたが、このアン チモンは広い波長領域にわたって赤外線吸収率が約35%と高く、このアンチモ ンは赤外線吸収体として非常に優れている。とくに、アンチモンは室温付近から 数百℃程度までの物質から放射される赤外線の波長領域全般にわたって赤外線を 吸収するため、幅広い温度範囲の放射温度計に応用することが可能となる。[0043]   Here, an example of using antimony as the material of the thermocouple 8 is given. Chimon has a high infrared absorption rate of about 35% over a wide wavelength range. Is a very good infrared absorber. Especially, antimony is from around room temperature Infrared rays are emitted over the entire wavelength range of infrared rays emitted from substances up to several hundred degrees Celsius. Since it absorbs, it can be applied to a radiation thermometer in a wide temperature range.

【0044】 もちろん、アンチモンにテルルなどの他の物質を加えて合金化させたものなど も、高い赤外線吸収率を示すことから、本考案のサーモパイル型赤外線センサー に応用できる。[0044]   Of course, alloyed with other substances such as tellurium added to antimony Also has a high infrared absorption rate, so the thermopile type infrared sensor of the present invention Can be applied to.

【0045】 つぎに、サーモパイル9の出力を取り出すために、金などの金属を通常のフォ トエッチング技術を用いてパターニングし、サーモパイル引き出し電極12を形 成する。[0045]   Next, in order to extract the output of the thermopile 9, a metal such as gold is used as a normal foil. The thermopile extraction electrode 12 is formed by patterning using a photoetching technique. To achieve.

【0046】 このとき、図示しないが、サーモパイル引き出し電極12の形成工程と同時に 異種金属からなる熱電対8の接点の密着性を上げる目的で、それぞれの接点部に 金などの金属を形成しても良い。[0046]   At this time, although not shown, at the same time as the step of forming the thermopile extraction electrode 12, In order to improve the adhesiveness of the thermocouple 8 contacts made of dissimilar metals, A metal such as gold may be formed.

【0047】 この熱電対8の形成方法としては、あらかじめ、感光性樹脂を露光現像処理し て所望の金属を形成する領域に開口を有する感光性樹脂を形成し、その後所望の 金属を真空蒸着法によって形成し、感光性樹脂を取り除くことにより所望の金属 をパターニングする、いわゆるリフトオフ法によればよい。[0047]   As a method for forming the thermocouple 8, a photosensitive resin is exposed and developed in advance. To form a photosensitive resin having an opening in a region where a desired metal is to be formed, and then a desired resin is formed. The desired metal is formed by forming the metal by vacuum deposition and removing the photosensitive resin. The so-called lift-off method for patterning is used.

【0048】 この熱電対8は、複数個直列に接続することによりサーモパイル9となる。こ のサーモパイル9は、温接点部11が、後工程で形成するダイアフラム5上に、 冷接点部10が、ヒートシンク3上になるように配設する。[0048]   A plurality of the thermocouples 8 are connected in series to form a thermopile 9. This The thermopile 9 has a hot contact portion 11 on a diaphragm 5 formed in a later step, The cold contact portion 10 is arranged on the heat sink 3.

【0049】 その後、基板1の裏面からヒドラジンなどの強アルカリ溶液を用いて、シリコ ンの異方性エッチングを行い、ピット部4を形成する。ピット部4のパターニン グ方法としては、図示しないが、基板1の裏面に強アルカリ溶液に対して耐エッ チング性が大きい窒化シリコン膜などを被覆して、この窒化シリコン膜をパター ニングして、エッチングマスクとする。[0049]   Then, using a strong alkaline solution such as hydrazine from the back surface of the substrate 1, silico Anisotropic etching is performed to form the pit portion 4. Patterning of pit section 4 As a method of etching, although not shown, the back surface of the substrate 1 is resistant to etching with a strong alkaline solution. The silicon nitride film, etc., which has a high etching property, is covered, and this silicon nitride film is patterned. To form an etching mask.

【0050】 ここで、ピット部4では基板1のシリコンを全てエッチングし、おもて面絶縁 膜2のみが残り、このおもて面絶縁膜2からなるダイアフラム5を形成し、サー モパイル型赤外線センサーが完成する。また、基板1のシリコンが残っている基 板1周辺部においては、基板1とおもて面絶縁膜2とが、ダイアフラム5に比較 して非常に熱容量の大きなヒートシンク3となる。[0050]   Here, in the pit portion 4, all the silicon of the substrate 1 is etched to insulate the front surface. Only the film 2 remains, and the diaphragm 5 made of this front surface insulating film 2 is formed, The mopile type infrared sensor is completed. In addition, the substrate on which the silicon of the substrate 1 remains In the peripheral portion of the plate 1, the substrate 1 and the front surface insulating film 2 are compared with the diaphragm 5. As a result, the heat sink 3 has a very large heat capacity.

【0051】[0051]

【考案の効果】[Effect of device]

上記の説明のように、本考案によれば、熱や雰囲気などの変化に対して非常に 安定に動作するサーモパイル型赤外線センサーを得ることが可能となる。 さらにまた、黒体を形成しないことから、構造が簡略化され、低コスト化も達 成できる。さらには、熱電対材料を選定することによって、非常に広い温度範囲 を測定することが可能な、放射温度計に応用できる、サーモパイル型赤外線セン サーを得ることができる。   As described above, according to the present invention, it is highly resistant to changes in heat and atmosphere. It is possible to obtain a thermopile type infrared sensor that operates stably.   Furthermore, since no black body is formed, the structure is simplified and the cost is reduced. Can be done. Furthermore, by selecting the thermocouple material, a very wide temperature range can be obtained. Thermopile type infrared sensor that can be applied to a radiation thermometer You can get a sir.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の一実施例におけるサーモパイル型赤外
線センサーの構造を示す図面である。
FIG. 1 is a view showing the structure of a thermopile type infrared sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来のサーモパイル型赤外線センサーの構造を
示す図面である。
FIG. 2 is a view showing a structure of a conventional thermopile type infrared sensor.

【図3】従来のサーモパイル型赤外線センサーの構造を
示す図面である。
FIG. 3 is a view showing a structure of a conventional thermopile type infrared sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 おもて面絶縁膜 3 ヒートシンク 4 ピット部 5 ダイアフラム 8 熱電対 9 サーモパイル 10 冷接点部 11 温接点部 1 substrate 2 Front surface insulation film 3 heat sink 4 pit section 5 diaphragm 8 thermocouple 9 Thermopile 10 Cold junction 11 Hot junction

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 ピット部とヒートシンクとを有する基板
と、該基板上に設け該ピット部でダイアフラムとなるお
もて面絶縁膜と、異種の金属からなる熱電対を複数個直
列に接続して該おもて面絶縁膜上に配置し、かつ前記ダ
イアフラム上では温接点部となり前記ヒートシンク上で
は冷接点部となるサーモパイルとを備えることを特徴と
するサーモパイル型赤外線センサー。
1. A substrate having a pit portion and a heat sink, a front surface insulating film which is provided on the substrate and serves as a diaphragm in the pit portion, and a plurality of thermocouples made of different metals are connected in series. A thermopile type infrared sensor comprising: a thermopile arranged on the front surface insulating film and serving as a hot contact portion on the diaphragm and a cold contact portion on the heat sink.
【請求項2】 請求項1に記載の異種金属からなる熱電
対は、少なくとも一方が赤外線吸収体であることを特徴
とするサーモパイル型赤外線センサー。
2. A thermopile type infrared sensor, wherein at least one of the thermocouples made of different metals according to claim 1 is an infrared absorber.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010089458A (en) * 2008-10-10 2010-04-22 Jsr Corp Laminated film, laminated film with inorganic vapor deposition layer, and method for manufacturing the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54114090A (en) * 1978-02-25 1979-09-05 Mitsuteru Kimura Hottwire detector
JPS646832A (en) * 1987-06-30 1989-01-11 Toshiba Corp Thermo pile

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54114090A (en) * 1978-02-25 1979-09-05 Mitsuteru Kimura Hottwire detector
JPS646832A (en) * 1987-06-30 1989-01-11 Toshiba Corp Thermo pile

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010089458A (en) * 2008-10-10 2010-04-22 Jsr Corp Laminated film, laminated film with inorganic vapor deposition layer, and method for manufacturing the same

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