CN105556261A - 红外线检测元件以及具备它的红外线检测装置 - Google Patents

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Abstract

红外线检测元件(25)，具备：具有空洞(13)的基板(11)；由下部电极层(40)、检测层(16)以及上部电极层(50)依次层叠而成的红外线检测部(20)；在空洞(13)的上方支承红外线检测部(20)的第一支承部(30A)以及第二支承部(30B)；用于将来自红外线检测部(20)的电信号提取到外部的第一外部引出部(60A)以及第二外部引出部(60B)，第一支承部(30A)具备，依次层叠的第一下部布线(80A)、第一绝缘层(16A)以及第一上部布线(70A)，上部电极层(50)，经由第一上部布线(80A)与第一外部引出部(60A)连接，第二支承部(30B)具备，依次层叠的第二上部布线(80B)、第二绝缘层(16B)以及第二下部布线(70B)，下部电极层(40)，经由第二下部布线(70B)与第二外部引出部(60B)连接。

Description

红外线检测元件以及具备它的红外线检测装置
技术领域
本公开涉及，检测红外线的红外线检测元件以及具备它的红外线检测装置。
背景技术
红外线检测元件，接受红外线来发热，从而红外线检测元件的温度上升。红外线检测元件，检测对该温度变化的电性质的变化。作为红外线检测元件，例如，有热电型红外线检测元件、电阻辐射热测量计型红外线检测元件或热电偶(热电堆)型红外线检测素子等。利用了热电体材料的热电型红外线检测元件，利用因温度变化而在表面产生的电荷检测红外线。利用了电阻辐射热测量计材料的电阻辐射热测量计型红外线检测元件，利用因温度变化而发生变化的电阻值检测红外线。热电偶型红外线检测元件，利用因温度差而产生温差电动势的塞贝克效应检测红外线。
图11是示意性地示出以往的红外线检测元件200的上面图。图12是示意性地示出图11的以往的红外线检测元件200的12-12截面的截面图。
在以往的红外线检测元件200中，红外线检测部120具有，接受红外线的检测层116、下部电极层140以及上部电极层150。检测层116，夹在下部电极层140与上部电极层150之间。红外线检测部120，经由被设置在两条对角线上的四个支承部固定在基板112。红外线检测部120，被配置在被设置在基板112的空洞113的上部。
在被设置在一方的对角线上的两个支承部130、131，设置有从红外线检测部120提取电信号的引出布线170、171。引出布线170、171，经由外部引出部160与贯通基板112的导电性的通孔142连接。在支承部130，形成在基板112上的绝缘膜115、与下部电极层140连接的引出布线170、以及层间绝缘膜141依次层叠。并且，在支承部131，绝缘膜115、层间绝缘膜141、以及与上部电极层150连接的引出布线171依次层叠。
如此，将红外线检测部120与基板112分离的构造是，能够抑制红外线检测部120的热向基板112扩散的绝热构造。因此，红外线检测元件200，能够高效率地检测吸收入射的红外线而产生的红外线检测部120的热。据此，红外线检测元件200，能够提高检测红外线的灵敏度。
(现有技术文献)
(专利文献)
专利文献1：日本特开2007-171170号公报
在以往的红外线检测元件中，在支承部130与支承部131之间，层叠的引出布线、绝缘膜以及层间绝缘膜的顺序不同。因此，施加到支承部130的应力和施加到支承部131的应力不同。存在的问题是，若施加到支承部130和支承部131的应力失去平衡，则红外线检测部产生扭曲。若红外线检测部扭曲，则红外线检测部相对于基板倾斜。据此，产生红外线检测的灵敏度的降低以及不均匀。另外，根据红外线检测部的扭曲，会有产生支承部的破损以及引出布线的断线，不能检测红外线的情况。
发明内容
本公开的目的在于，提供能够抑制红外线检测部的扭曲的红外线检测元件以及红外线检测装置。
本公开涉及的红外线检测元件，具备：具有空洞的基板；由下部电极层、检测层以及上部电极层依次层叠而成的红外线检测部；第一支承部以及第二支承部，用于在空洞的上方支承红外线检测部；以及第一外部引出部以及第二外部引出部，用于将从红外线检测部输出的电信号提取到外部，第一支承部具备，依次层叠的第一下部布线、第一绝缘层以及第一上部布线，上部电极层，经由第一上部布线与第一外部引出部连接，第二支承部具备，依次层叠的第二下部布线、第二绝缘层以及第二上部布线，下部电极层，经由第二下部布线与第二外部引出部连接。
本公开涉及的红外线检测元件以及红外线检测装置，能够抑制红外线检测部的扭曲。
附图说明
图1是示意性地示出实施例1的红外线检测元件的上面图。
图2是示意性地示出图1的红外线检测元件的2-2截面的截面图。
图3是示意性地示出实施例1的红外线检测元件的下部布线的设置的上面图。
图4A是示意性地示出图1的红外线检测部的4A-4A截面的截面图。
图4B是示意性地示出图1的第一支承部的4B-4B截面的截面图。
图4C是示意性地示出图1的第二支承部的4C-4C截面的截面图。
图5是示意性地示出实施例2的红外线检测元件的上面图。
图6是示意性地示出图5的红外线检测元件的6-6截面的截面图。
图7是示意性地示出实施例2的其他的红外线检测元件的上面图。
图8是示意性地示出实施例2的其他的红外线检测元件的上面图。
图9是示意性地示出实施例3的红外线检测元件的上面图。
图10是示出实施例4的红外线检测装置的结构的框图。
图11是示意性地示出以往的红外线检测元件的上面图。
图12是示意性地示出图11的以往的红外线检测元件的12-12截面的截面图。
具体实施方式
以下，对于本公开的实施例，利用附图进行详细说明。而且，以下说明的实施例，都示出本公开的优选的一个具体例子。因此，以下的实施例示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置以及连接形态等是一个例子而不是限定本公开的宗旨。因此，对于以下的实施例的构成要素中的、示出本公开的最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，作为任意的构成要素而被说明。
并且，各个图是模式图，并不一定是严密示出的图。在各个图中，对于实际上相同的构造，附上相同的符号，省略或简化重复的说明。
(实施例1)
图1是示意性地示出实施例1的红外线检测元件25的上面图。图2是示意性地示出图1的红外线检测元件25的2-2截面的截面图。图3是示意性地示出实施例1的红外线检测元件25的下部布线的设置的上面图。
红外线检测元件25具备，基板11、红外线检测部20、第一支承部30A、第二支承部30B、第一外部引出部60A、以及第二外部引出部60B。基板11具有，形成为凹部状的空洞13。红外线检测部20，将入射的红外线的能量转换为电信号来输出。输出的电信号，经由第一外部引出部60A以及第二外部引出部60B提取到外部。
第一支承部30A以及第二支承部30B，与基板11的框部14连接，将红外线检测部20支承在空洞13的上方。
基板11的空洞13，位于基板11的一个主面的中央。并且，基板11具有，形成空洞13的框部14。基板11的框部14，位于空洞13的开口部的外周。
在基板11上，绝缘性的中间层15形成在基板11上。中间层15，以与基板11的主面大致平行的方式延伸，构成第一支承部30A和第二支承部30B和红外线检测部20各自的一部分。
图4A是示意性地示出图1的红外线检测部20的4A-4A截面的截面图。
如图4A示出，在红外线检测部20，设置有下部电极层40、检测层16以及上部电极层50。红外线检测部20的中间层15，位于红外线检测部20整体。红外线检测部20具有，在中间层15的至少一部分上，下部电极层40、检测层16以及上部电极层50依次层叠的层叠构造。
红外线检测元件25，利用热电效果检测红外线。对红外线检测部20的检测层16，利用热电体。在检测层16中，若因红外线而热电体的温度上升，则热电体表面的极化变化，其结果为，在下部电极层40和上部电极层50产生电荷。红外线检测元件25，通过将该电荷作为电信号提取到外部，从而能够检测红外线。
对于热电型的红外线检测元件，在热型红外线检测元件之中信号输出高，噪音输出低，因此S/N比高。并且，热电型的红外线检测元件能够，以低成本检测人体。因此，热电型的红外线检测元件，广泛地使用于自动照明以及用于设备的消耗电力削减的自动开关。
而且，对于红外线检测部20，不仅限于热电体，可以利用热电堆、热敏电阻器或辐射热测量计等。
位于空洞13的开口部的红外线检测部20的俯视形状是，大致矩形状。然而，红外线检测部20，不仅限于矩形状。红外线检测部20也可以是，例如，圆形、多角形等。
红外线检测部20，经由第一支承部30A以及第二支承部30B，与基板11的框部14连接。而且，红外线检测部20被配置为，由空洞13与基板11的表面分离。如此，红外线检测部20被设置为，不与基板11接触。因此，红外线检测元件25具有，能够抑制红外线检测部20的热向基板11扩散，对基板11的热绝缘性高的构造。
第一支承部30A以及第二支承部30B，相对于红外线检测部20的中心，被设置在彼此点对称的位置。而且，第一支承部30A以及第二支承部30B也可以，被设置在旋转对称的位置或线对称的位置。
第一支承部30A以及第二支承部30B的俯视形状是，细长的直线形状。然而，第一支承部30A以及第二支承部30B，不仅限于直线形状。第一支承部30A以及第二支承部30B的形状也可以是，例如，L字型等的折弯的形状。
并且，除了第一支承部30A以及第二支承部30B以外，还可以设置其他的支承部。优选的是，其他的支承部，相对于红外线检测部20的中心，被设置在彼此对称的位置。而且，优选的是，在其他的支承部不设置引出布线。据此，能够提高红外线检测部20的热绝缘性。
如图2示出，虚拟线1C与虚拟线2C之间是红外线检测部20。虚拟线1C与虚拟线1D之间是第一支承部30A。虚拟线2C与虚拟线2D之间是第二支承部30B。在此，虚拟线1C是通过第一支承部30A侧的红外线吸收层17的端面的线。虚拟线2C是通过第二支承部30B侧的红外线吸收层17的端面的线。虚拟线1D是通过第一支承部30A侧的形成空洞13的框部14的端面的线。虚拟线2D是通过第二支承部30B侧的形成空洞13的框部14的端面的线。
第一支承部30A具备，依次层叠的导电性的第一下部布线70A、第一绝缘层16A、以及第一上部布线80A。第一支承部30A具有，第一下部布线70A和第一上部布线80A经由第一绝缘层16A在层叠方向上对置的第一对置部35A。另一方面，第二支承部30B具备，依次层叠的导电性的第二下部布线70B、第二绝缘层16B、以及第二上部布线80B。第二支承部30B具有，第二下部布线70B和第二上部布线80B经由第二绝缘层16B在层叠方向上对置的第二对置部35B。
如图2示出，第一上部布线80A、上部电极层50、以及第二上部布线80B，位于同一层。第一绝缘层16A、检测层16、以及第二绝缘层16B，位于同一层。第一下部布线70A、下部电极层40、以及第二下部布线70B，位于同一层。
并且，第一下部布线70A、下部电极层40、以及第二下部布线70B，由相同的材料构成。第一上部布线80A、上部电极层50、以及第二上部布线80B，由相同的材料构成。第一绝缘层16A、检测层16、以及第二绝缘层16B，由相同的材料构成。据此，能够简化制造工序。
而且，第一下部布线70A以及第二下部布线70B的材料也可以，与下部电极层40的材料不同。同样，第一上部布线80A以及第二上部布线80B的材料也可以，与上部电极层50的材料不同。第一绝缘层16A以及第二绝缘层16B的材料也可以，与检测层16的材料不同。在此情况下，优选的是，第一支承部30A以及第二支承部30B的层叠构造被设置为，相对于红外线检测部20的中心对称。
也就是说，优选的是，第一上部布线80A和第二上部布线80B为，同一材料。进而，优选的是，第一上部布线80A和第二上部布线80B为，具有同一截面积的布线。优选的是，第一上部布线80A、上部电极层50、以及第二上部布线80B，位于同一层。并且，优选的是，第一下部布线70A和第二下部布线70B为，同一材料。优选的是，第一下部布线70A和第二下部布线70B是，具有同一截面积的布线。第一下部布线70A、下部电极层40、以及第二下部布线70B，位于同一层。据此，容易保持第一支承部30A和第二支承部30B的应力平衡。
第一上部布线80A和第二上部布线80B的一方是，上部引出布线。第一下部布线70A和第二下部布线70B的一方是，下部引出布线。并且，第一上部布线80A和第二上部布线80B的另一方是，上部假布线。第一下部布线70A和第二下部布线70B的另一方是，下部假布线。
对于上部引出布线，上部引出布线的延伸方向的一方的端部与第一外部引出部60A连接，另一方的端部与上部电极层50连接。对于下部引出布线，下部引出布线的延伸方向的一方的端部与第二外部引出部60B连接，另一方的端部与下部电极层40连接。
在图1以及图2中，第一支承部30A的第一上部布线80A是上部引出布线。也就是说，上部电极层50，经由第一上部布线80A，与第一外部引出部60A连接。并且，第二下部布线70B是下部引出布线。也就是说，下部电极层40，经由第二下部布线70B，与第二外部引出部60B连接。第一支承部30A的第一下部布线70A是，下部假布线。第二支承部30B的第二上部布线80B是，上部假布线。
在第一下部布线70A中，第一下部布线70A的延伸方向上的离红外线检测部20远的一侧的一方的端部，位于框部14。在第二上部布线80B中，第二上部布线80B的延伸方向上的离红外线检测部20远的一侧的一方的端部，位于框部14。
如图1以及图3示出，第一外部引出部60A以及第二外部引出部60B是，具有比引出布线宽度大的边的矩形状。第一外部引出部60A以及第二外部引出部60B是，用于将来自红外线检测部20的电信号提取到红外线检测元件的外部的连接端。第一外部引出部60A以及第二外部引出部60B，例如，与对从红外线检测部20输出的电信号进行处理的信号处理电路连接。
第一外部引出部60A以及第二外部引出部60B，由与第一上部布线80A或第二下部布线70B相同的材料构成。第一外部引出部60A，形成在第一支承部30A侧的第一绝缘层16A上。第二外部引出部60B，形成在第二下部布线70B上。
如图1以及图3示出，在下部假布线和上部假布线中，布线的延伸方向上的离红外线检测部20远的一侧的一方的端部是，非连接端90A、90B。也就是说，下部假布线的非连接端90A以及上部假布线的非连接端90B被设置为，不与第一外部引出部60A以及第二外部引出部60B分别连接。红外线检测元件25，不进行经由非连接端90A、90B的红外线检测部20的电信号的提取。
如图2示出，下部假布线的非连接端90A，在第一支承部30A的层叠方向上，以不与第一外部引出部60A重叠的方式位于第一外部引出部60A与第一支承部30A之间。并且，上部假布线的非连接端90B，在第一支承部30A的层叠方向上，以不与第二外部引出部60B重叠的方式位于第二外部引出部60B与第二支承部30B之间。据此，能够使假布线变短，能够简化布线。并且，能够使下部假布线与第一外部引出部60A之间的静电容量变小。因此，在红外线检测部20周边的受光量小的部位，能够使静电容量的贡献变小，因此，能够提高红外线检测元件25的响应性。
而且，第一下部布线70A也可以，不具有非连接端90A。在此情况下，第一下部布线70A，不是作为下部假布线，而是作为下部引出布线来发挥功能。第一下部布线70A以及第二下部布线70B，分别与第二外部引出部60B连接。
同样，第二上部布线80B也可以，不具有非连接端90B。在此情况下，第二上部布线80B，不是作为上部假布线，而是作为上部引出布线来发挥功能。第一上部布线80A以及第二上部布线80B，分别与第一外部引出部60A连接。而且，也可以将第一外部引出部60A以及第二外部引出部60B分别设置多个。在此情况下，第一上部布线80A和第二上部布线80B也可以，分别与不同的第一外部引出部连接。并且，下部引出布线也同样可以，分别与不同的第二外部引出部连接。
图4B是示意性地示出图1的第一支承部30A的4B-4B截面的截面图。图4C是示意性地示出图1的第二支承部30B的4C-4C截面的截面图。4B-4B截面是，与第一支承部30A的延伸方向垂直的面。4C-4C截面是，与第二支承部30B的延伸方向垂直的面。
如图4B示出，在第一支承部30A，在中间层15上，第一下部布线70A、第一绝缘层16A以及第一上部布线80A依次层叠。第一下部布线70A是下部假布线。第一上部布线80A是上部引出布线。如图4C示出，在第二支承部30B，在中间层15上，第二下部布线70B、第二绝缘层16B、第二上部布线80B依次层叠。第二下部布线70B是下部引出布线。第二上部布线80B是上部假布线。
如图1至图3示出，第一对置部，铺设在第一支承部30A的延伸方向整体。如图4B示出，第一对置部35A，被设置在第一支承部30A的截面的一部分。并且，第二对置部，铺设在第二支承部30B的延伸方向整体。如图4C示出，第二对置部35B，被设置在第二支承部30B的截面的一部分。如此，第一支承部30A以及第二支承部30B具有相同的层叠构造。据此，能够保持向第一支承部30A和第二支承部30B分别施加的应力的平衡。
作为下部假布线的一方的端部的非连接端90A、以及作为上部假布线的一方的端部的非连接端90B，被设置在基板11的框部14。并且，下部假布线的另一方的端部与下部电极层40连接。上部假布线的另一方的端部与上部电极层50连接。
与基板11的框部14连接的支承部30的根部，容易被施加比较大的应力。此时，通过将非连接端90A以及非连接端90B设置在基板11的框部14，从而在支承部30的根部，上部布线和下部布线被设置在层叠方向上。据此，能够加强支承部30的根部，能够抑制破损。
位于红外线检测部20的上层的红外线吸收层17，吸收红外线。通过设置红外线吸收层17，从而能够提高红外线检测的灵敏度。如图4A示出，红外线吸收层17覆盖红外线检测部20的上部整体。对于红外线吸收层17的构成材料，能够利用SiO2或金属黑膜等。金属黑膜是，被称为铂黑膜或金黑膜的材料。而且，也可以在支承部的上层设置红外线吸收层17或保护膜。
接着，说明红外线检测元件25的构成材料。
对于检测层16的热电体的材料，可以利用以锆钛酸铅(PZT)为主成分的钙钛矿型氧化物强电介质。对于钙钛矿型氧化物强电介质，例如，可以举出以PZT为主成分来将La、Ca、Sr、Nb、Mg、Mn、Zn或Al等的元素置换为PZT的元素的一部分的强电介质。
PZT的组成优选的是，例如，四方晶系的组成Zr/Ti＝30/70附近。然而，PZT的组成为，Zr/Ti＝0/100至70/30即可。例如，PZT的组成也可以是，四方晶系和菱面体晶系的相界(准同型相界)附近的组成(Zr/Ti＝53/47)、或PbTiO3。
PZT优选的是，取向于四方晶系的(001)面的组成。据此，能够提高红外线的检测灵敏度。
对于其他的热电体的构成材料，可以利用PMN(化学式Pb(Mg1/3Nb2 /3)O3)或PZN(化学式Pb(Zn1/3Nb2/3)O3)等。
对于基板11的构成材料，例如，可以利用Si等的半导体材料、不锈钢等的金属材料、MgO等的金属氧化物。
对于基板11，优选利用线热膨胀系数比检测层16大的基板。据此，在检测层16的成膜过程中，能够将基于热收缩的压缩应力施加到要成膜的膜。根据该压缩应力，检测层16，有选择地取向于作为极化轴的(001)方向，因此，能够获得高的热电系数γ。
对于基板11的材料，具体而言，利用以铁或铬为主成分的不锈钢。这样的不锈钢是，例如SUS430。SUS430的线热膨胀系数是10.5ppm/K。另一方面，PZT的线热膨胀系数是7.9ppm/K。因此，基板11的线热膨胀系数，比检测层16的线热膨胀系数大。
对于线热膨胀系数比检测层16大的基板11的材料，除了不锈钢以外，还存在例如金属材料、单晶材料、玻璃材料或陶瓷系材料。金属材料是，例如，Ti、Al、Mg等。单晶材料是，MgO、CaF2等。玻璃材料是，鹏硅酸玻璃等。陶瓷系材料是，TiO2、ZrO2等。
对于中间层15，利用以SiO2等的硅氧化物为主成分的绝缘性材料。并且，对于中间层15，也可以利用SiN以及硅氮化膜(SiON)等的硅氮化物、或HfO2等。
下部电极层40优选的是，以镍酸镧(LaNiO3，以后记载为“LNO”)为主成分的材料。
具有钙钛矿型构造的LNO是，具有金属导电性的氧化物。在室温下的电阻率，大致是1×10-3(Ω·cm)。
以LNO为主成分的材料也包含，以其他的金属置换镍的一部分的材料等。其他的金属包含，从由铁、铝、锰以及钴组成的群中选择的至少一种金属。
而且，由LNO系材料组成的下部电极层40是，利用溅射法等的气相生长法、或水热合成法等的周知的各种成膜方法来形成的。
对于上部电极层50的材料，也可以利用Au、Ti、Al、Pt、Cr等的金属或包含其中的至少一种的合金。上部电极层50，由这些金属的单层构成。或者，上部电极层50也可以，由包含这些金属的多个层层叠的层叠体构成。上部电极层50也可以是，例如，Ti和Au依次层叠的层叠体。上部电极层50的膜厚优选的是，5至500nm的范围。
接着，说明实施例1的红外线检测元件25的制造方法。
首先，在没有形成空洞的基板11上，形成层叠膜。层叠膜是，中间层15、下部电极膜、检测膜、上部电极膜、红外线吸收层17按照该顺序层叠在基板11上的膜。
在层叠膜的制造方法中，在基板11上涂布硅氧化物前驱体溶液，形成硅氧化物前驱膜。而且，通过加热使硅氧化物前驱膜细致化，形成硅氧化物的中间层15。接着，在中间层15上涂布LNO前驱体溶液，形成LNO前驱体膜。然后，通过急速加热使LNO前驱体膜结品化，从而形成下部导电膜。
接着，利用光刻法等，在下部导电膜上，形成与下部电极层40、第一下部布线70A以及第二下部布线70B对应的掩模。而且，利用干蚀刻法或湿蚀刻法等，将下部导电膜图案化后，除去掩模。据此，形成下部电极层40、第一下部布线70A以及第二下部布线70B。也就是说，下部电极层40、第一下部布线70A以及第二下部布线70B，具有相同的厚度，由相同的材料构成，且形成在相同的层。
进而，在包含下部电极层40、第一下部布线70A以及第二下部布线70B的基板11的主面上涂布PZT前驱体溶液，形成PZT前驱体膜。而且，对PZT前驱体膜进行加热，使PZT前驱体膜结晶化，从而形成PZT膜。在此，层叠膜的检测膜是，PZT膜。通过将PZT膜图案化，从而形成检测层16、第一绝缘层16A以及第二绝缘层16B。也就是说，检测层16、第一绝缘层16A以及第二绝缘层16B，具有相同的厚度，由相同的材料构成，且形成在相同的层。
接着，在检测层16、第一绝缘层16A以及第二绝缘层16B上，通过离子溅射等的干处理形成上部导电膜。通过将上部导电膜图案化，从而形成上部电极层50、第一上部布线80A、第二上部布线80B、第一外部引出部60A以及第二外部引出部60B。也就是说，上部电极层50、第一上部布线80A以及第二上部布线80B，具有相同的厚度，由相同的材料构成，且形成在相同的层。
接着，在检测层上，通过等离子CVD法形成红外线吸收层17。如此形成层叠膜。
形成层叠膜后，利用湿蚀刻以及干蚀刻的蚀刻法，使第一外部引出部以及第二外部引出部露出。然后，使成为开口部的基板的一部分露出后，还进行湿蚀刻，直到中间层15的背面从基板11的表面分离为止。据此，在基板11的主面形成空洞13。如此制造红外线检测元件25。
(实施例2)
在实施例2的红外线检测元件中，断线部位于红外线检测部或支承部。在实施例2涉及的红外线检测元件中，对于与实施例1的红外线检测元件相同的结构，利用同一符号，省略详细说明。
上部断线部，位于设置有上部假布线的支承部以及红外线检测部的至少一方。在此，上部假布线，位于第一支承部以及第二支承部的任一个支承部。通过上部断线部，上部假布线的一方的端部与上部电极层电绝缘。同样，下部断线部，位于设置有下部假布线的支承部以及红外线检测部的至少一方。在此，下部假布线，位于第一支承部以及第二支承部的任一个支承部。通过下部断线部，下部假布线的一方的端部与下部电极层电绝缘。
图5是示意性地示出实施例2的红外线检测元件26的上面图。图6是示意性地示出图5的红外线检测元件26的6-6截面的截面图。
如图5以及图6示出，在红外线检测元件26中，被配置在第一支承部31A的第一上部布线81A是，上部引出布线。第一下部布线71A是，下部假布线。被配置在第二支承部31B的第二上部布线81B是，上部假布线。第二下部布线71B是，下部引出布线。
红外线检测元件26具有，使第二上部布线81B的延伸方向上的离红外线检测部21远的一侧的一方的端部与上部电极层51电绝缘的上部断线部101B。
并且，红外线检测元件26具有，使第一下部布线71A的延伸方向上的离红外线检测部21远的一侧的一方的端部与下部电极层41电绝缘的下部断线部101A。
上部断线部101B，位于与第二支承部31B相邻的红外线检测部21。通过上部断线部101B，上部假布线的端部被设置为与上部电极层51具有间隔(虚拟线2C与虚拟线2E之间的间隔)。在此，虚拟线2E是，通过上部电极层51的第二支承部31B侧的端面的线。
并且，下部断线部101A，位于与第一支承部31A相邻的红外线检测部21。通过下部断线部101A，下部假布线的端部被设置为与下部电极层41具有间隔(虚拟线1C与虚拟线1E之间的间隔)。在此，虚拟线1E是，通过上部电极层51的第一支承部31A侧的端面的线。
上部假布线以及下部假布线的另一方的端部，分别位于第二支承部31B以及第一支承部31A的红外线检测部21侧的根部。
上部假布线以及下部假布线的一方的端部，位于框部14。而且，上部假布线以及下部假布线的一方的端部也可以，不位于框部14。
通过设置上部断线部101B以及下部断线部101A的至少一方，从而能够抑制红外线检测部21产生的热通过导电性的假布线扩散到基板11。据此，在红外线检测元件26中，能够提高红外线的检测灵敏度。
并且，根据上部断线部101B和下部断线部101A，在假布线与层叠方向上对置于假布线的布线之间产生的静电容量，不贡献于红外线检测部21的静电容量。因此，在红外线检测部21周边的受光量小的部位，能够使静电容量的贡献变小。因此，能够提高红外线检测元件26的红外线的检测灵敏度。
在上部断线部101B中，优选的是，将上部电极层51与第二上部布线81B(上部假布线)的间隔，设为2μm至10μm的范围。在下部断线部101A中，优选的是，将下部电极层41与第一下部布线71A(下部假布线)的间隔，设为2μm至10μm的范围。
图7是示意性地示出其他的红外线检测元件27的上面图。
在第二支承部32B，上部断线部102B，位于第二上部布线82B的红外线检测部20侧的另一方的端部。第二上部布线82B是上部假布线。同样，在第一支承部32A，下部断线部(不图示)，位于第一下部布线的红外线检测部20侧的另一方的端部。第一支承部32A是下部假布线。如此，上部假布线以及下部假布线，由上部断线部102B以及下部断线部分割。
并且，上部断线部102B也可以，位于第二上部布线82B的中途。同样，下部断线部也可以，位于第一下部布线的中途。
图8是还示意性地示出其他的红外线检测元件28的上面图。
上部断线部103B，位于红外线检测部23。进而，上部假布线，延伸到红外线检测部23。也就是说，上部假布线的另一方的端部，位于红外线检测部23。
在红外线检测部23的第二支承部33B侧，设置有上部电极层53的一部分被切除的矩形状的上部切口部105B。第二上部布线83B，延伸到红外线检测部23。第二上部布线83B是，上部假布线。也就是说，上部假布线，从第二支承部33B铺设到红外线检测部23的上部切口部105B的一部分。在上部切口部105B的一部分，下部引出布线、热电体、上部假布线依次层叠。
与上部断线部103B同样，下部断线部(不图示)，位于红外线检测部23。进而，下部假布线，延伸到红外线检测部23。也就是说，下部假布线的端部，位于红外线检测部23。在红外线检测部23的第一支承部33A侧，在下部电极层设置有下部切口部(不图示)。作为第一下部布线的下部假布线，从第一支承部33A铺设到红外线检测部23的下部切口部的一部分。在下部切口部的一部分，下部假布线、热电体、上部引出布线依次层叠。
如此，在第二支承部33B与红外线检测部23之间的连接部，第二上部布线83B和下部布线位于层叠方向上。因此，通过布线层加强第二支承部33B的根部，能够抑制根部的破损。并且，通过在红外线检测部23设置上部断线部103B，从而能够抑制从红外线检测部23向基板11的热扩散。对于第一支承部33A，也能够获得与第二支承部33B同样的效果。
而且，在上部假布线以及下部假布线位于红外线检测部的情况下，也可以不设置上部切口部以及下部切口部。
(实施例3)
在实施例1的红外线检测元件25中，上部引出布线以及下部引出布线，分别被设置在第一支承部30A以及第二支承部30B。对此，在实施例3的红外线检测元件中，上部引出布线和下部引出布线，被设置在第一支承部以及第二支承部的任一方的同一支承部。
图9是示意性地示出实施例3的红外线检测元件29的上面图。
第一外部引出部61A和第二外部引出部61B，位于第一支承部30A侧的框部14。在第一支承部30A，设置有第一上部布线84A以及第一下部布线74A。第一上部布线84A，与第一外部引出部61A连接。第一下部布线74A，与第二外部引出部61B连接。也就是说，在第一支承部30A中，第一上部布线84A是，上部引出布线。第一下部布线74A是，下部引出布线。
在第二支承部30B，设置有第二上部布线84B以及第二下部布线(不图示)。第二上部布线84B是上部假布线。第二下部布线是下部假布线。在上部假布线以及下部假布线，优选的是，与实施例2同样，如图9示出，设置上部断线部104B、下部断线部(不图示)。在此情况下，上部断线部104B和下部断线部，在层叠方向上重叠。而且，上部断线部104B和下部断线部也可以，在从上面看时偏离。通过使上部断线部104B和下部断线部偏离，从而能够提高第二支承部30B的强度。
(实施例4)
图10是示出红外线检测装置99的结构的框图。图10示出的红外线检测装置99是，具有红外线检测元件25的红外线检测装置的一个例子，不仅限于此。
光学系统块92具有，收集入射的红外线的透镜以及有选择地使红外线透过的滤波器等的光学部件93。入射的红外线96，经由光学系统块92被受光到红外线传感器94。红外线96是，照射人体等的对象物的红外线光束的反射光、因对象物的移动等而被遮蔽的红外线光束、人放出的红外线等。
红外线传感器94具有，红外线检测元件25。对于红外线检测元件25，也可以有一个，也可以有多个。多个红外线检测元件，例如，排列成二维矩阵状。并且，多个红外线检测元件也可以，排列成一列。在利用多个红外线检测元件的情况下，也可以将与各个红外线检测元件对应的透镜阵列，作为光学部件93来利用。
信号处理电路95具有，放大红外线检测元件的输出信号的放大电路、模数转换电路等。红外线检测元件的输出信号输入到信号处理电路95。信号处理电路95，通过对红外线检测元件的输出信号进行处理，从而输出物体检测信号、物体的移动信号以及工作信号、图像信号、温度信号等。
红外线检测装置99，在入射光由斩波器等调制的情况下，也可以利用控制斩波器的控制电路、调谐放大电路。并且，信号处理电路95也可以具有，表示物体检测的灯、显示图像信号等的监视器、记录温度信号等的存储器等的记录介质等。
以上，对于一个或多个形态涉及的红外线检测元件以及红外线检测装置，根据实施例进行了说明，但是，本公开，不仅限于该实施例。只要不脱离本公开的宗旨，对本实施例实施了本领域的技术人员想到的各种变形的形态、以及组合不同的实施例的构成要素而构筑的形态，也可以包含在一个或多个形态的范围内。
本公开的红外线检测元件，有用于人体感应传感器、红外线相机、热像仪、夜视等的电子设备的用途。
符号说明
11基板
13空洞
14框部
15中间层
16检测层
16A第一绝缘层
16B第二绝缘层
17红外线吸收层
20、21、23红外线检测部
25、26、27、28、29红外线检测元件
30支承部
30A、31A、32A、33A第一支承部
30B、31B、32B、33B第二支承部
35A第一对置部
35B第二对置部
40、41下部电极层
50、51、53上部电极层
60A、61A第一外部引出部
60B、61B第二外部引出部
70A、71A、74A第一下部布线
70B、71B第二下部布线
80A、81A、84A第一上部布线
80B、81B、82B、83B、84B第二上部布线
90A、90B非连接端
92光学系统块
93光学部件
94红外线传感器
95信号处理电路
96红外线
99红外线检测装置
101A下部断线部
101B、102B、103B、104B上部断线部
105B上部切口部

Claims (11)

1.一种红外线检测元件，具备：
具有空洞的基板；
由下部电极层、检测层以及上部电极层依次层叠而成的红外线检测部；
第一支承部以及第二支承部，用于在所述空洞的上方支承所述红外线检测部；以及
第一外部引出部以及第二外部引出部，用于将从所述红外线检测部输出的电信号提取到外部，
所述第一支承部具备，依次层叠的第一下部布线、第一绝缘层以及第一上部布线，
所述上部电极层，经由所述第一上部布线与所述第一外部引出部连接，
所述第二支承部具备，依次层叠的第二下部布线、第二绝缘层以及第二上部布线，
所述下部电极层，经由所述第二下部布线与所述第二外部引出部连接。
2.如权利要求1所述的红外线检测元件，
所述基板，具有形成所述空洞的框部，
在所述第一下部布线中，所述第一下部布线的延伸方向上的离所述红外线检测部远的一侧的一方的端部，位于所述框部，
在所述第二上部布线中，所述第二上部布线的延伸方向上的离所述红外线检测部远的一侧的一方的端部，位于所述框部。
3.如权利要求1或2所述的红外线检测元件，
所述红外线检测元件还具备上部断线部，通过该上部断线部，所述第二上部布线的延伸方向上的离所述红外线检测部远的一侧的一方的端部与所述上部电极层电绝缘。
4.如权利要求3所述的红外线检测元件，
所述上部断线部，位于所述第二上部布线的另一方的端部。
5.如权利要求3所述的红外线检测元件，
所述上部断线部，位于所述红外线检测部。
6.如权利要求1至5的任一项所述的红外线检测元件，
所述红外线检测元件还具备下部断线部，通过该下部断线部，所述第一下部布线的延伸方向上的离所述红外线检测部远的一侧的一方的端部与所述下部电极层电绝缘。
7.如权利要求6所述的红外线检测元件，
所述下部断线部，位于所述第一下部布线的另一方的端部。
8.如权利要求6所述的红外线检测元件，
所述下部断线部，位于所述红外线检测部。
9.如权利要求1至8的任一项所述的红外线检测元件，
所述第一上部布线、所述上部电极层以及所述第二上部布线，位于同一层，
所述第一绝缘层、所述检测层以及所述第二绝缘层，位于同一层，
所述第一下部布线、所述下部电极层以及所述第二下部布线，位于同一层。
10.如权利要求1至9的任一项所述的红外线检测元件，
所述第一上部布线、所述上部电极层以及所述第二上部布线，由相同的材料构成，
所述第一绝缘层、所述检测层以及所述第二绝缘层，由相同的材料构成，
所述第一下部布线、所述下部电极层以及所述第二下部布线，由相同的材料构成。
11.一种红外线检测装置，具备，
权利要求1至10的任一项所述的红外线检测元件。
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