CN111886483B - 电磁波传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁波传感器，其能够抑制来自局部热源的热对辐射热计膜造成的影响。电磁波传感器(1)具有：第一基板(2)；与第一基板(2)相对设置的透射红外线的第二基板(3)，在第二基板(3)与第一基板(2)之间形成内部空间(7)；设置在内部空间(7)中的、由第二基板(3)支承的多个辐射热计膜(8)；形成于第一基板(2)的局部热源(9)；将第一基板(2)与第二基板(3)连接的第一电连接部件(5)；和在第二基板(3)上或第二基板(3)内延伸的引线(10)，其将第一电连接部件(5)与辐射热计膜(8)连接。

Description

电磁波传感器

技术领域

本发明涉及电磁波传感器，特别涉及具有辐射热计膜的红外线传感器。

背景技术

已知一种红外线传感器，其具有辐射热计膜，在红外波长范围检测对象物的温度分布。在这样的红外线传感器中，辐射热计膜因从外部入射到辐射热计膜且被辐射热计膜吸收的红外线而发生温度变化，辐射热计膜的温度变化作为电阻变化而被取出。对象物的温度与从该对象物发射的发射率(辐射能量)之间存在相关关系(斯特藩-玻尔兹曼(Stefan-Boltzmann)定律)。因此，通过检测由从对象物发射的辐射热引起的辐射热计膜的温度变化，能够测定对象物的温度分布。

由上述内容可知，在具有辐射热计膜的红外线传感器中，需要尽可能排除辐射热以外的热的影响。因此，一般而言，为了抑制对流的影响，辐射热计膜设置在具有透射红外线的窗的真空壳体中。另外，具有辐射热计膜的红外线传感器包括将辐射热计膜的电阻变化转换为电信号的ROIC(Read Out Integrated Circuit：读出集成电路)等部件。这样的部件为局部热源，因此，有可能对辐射热计膜的测定结果造成大的影响。即，在搭载有红外线传感器的红外线摄像机中，这样的局部热源可能会被拍摄到图像中。

日本特许第5923617号公报中公开了一种MEMS传感器，其中，在第一晶片上形成有ROIC，在第二晶片上支承有微辐射热计。微辐射热计经由弯曲形状的引线而被第二晶片支承，第二晶片的与微辐射热计相对的面为凹部。由此，微辐射热计配置成浮置在第一晶片与第二晶片之间的空间中。ROIC和微辐射热计通过在与晶片正交的方向上在第一晶片与第二晶片之间延伸的焊锡材料电连接。

发明内容

在日本特许第5923617号公报中公开的MEMS传感器中，作为局部热源的ROIC与微辐射热计设置在不同的晶片(基板)上，因此，能够抑制由ROIC产生的热的影响。但是，来自ROIC的热经由焊锡材料被传递至第二晶片，进而通过引线被传递至微辐射热计，因此，依然无法充分抑制来自ROIC的热的影响。

本发明的目的在于提供一种电磁波传感器，其能够抑制来自局部热源的热对辐射热计膜造成的影响。

本发明提供一种电磁波传感器，其具有：第一基板；与第一基板相对设置的透射电磁波的第二基板，在第二基板与第一基板之间形成内部空间；设置在该内部空间中的、由第二基板支承的多个辐射热计膜；形成于第一基板的局部热源；将第一基板与第二基板连接的第一电连接部件；和在第二基板上或第二基板内延伸的引线，其将第一电连接部件与辐射热计膜连接。

引线在第二基板上或第二基板内延伸。换言之，引线沿着其路径与第二基板物理接触。从局部热源经由第一电连接部件向引线传递的热，穿过沿着其路径的物理上的接触部而向第二基板扩散。即，第二基板作为吸收引线的热的吸热件发挥作用，因此，能够抑制来自局部热源的热对辐射热计膜造成的影响。

上述的以及其它的本申请的目的、特征和优点，通过参照例示本申请的附图的在下面叙述的详细说明，将变得明确。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的红外线传感器的概略侧面图。

图2是从图1的Z方向上方看的红外线传感器的概略平面图。

图3是图1所示的红外线传感器的立体图。

图4是第二防反射膜的概略截面图。

图5是本发明的第二实施方式的红外线传感器的概略侧面图。

图6是本发明的第三实施方式的红外线传感器的概略平面图。

图7是第三实施方式的变形例的红外线传感器的概略平面图。

图8是本发明的第四实施方式的红外线传感器的概略侧面图。

图9是本发明的第五实施方式的红外线传感器的概略侧面图。

图10是第五实施方式的变形例的红外线传感器的概略侧面图。

图11A是本发明的第六实施方式的红外线传感器的概略截面图。

图11B是比较例的红外线传感器的概略截面图。

图12是本发明的第七实施方式的红外线传感器的概略截面图。

图13是表示本发明的红外线传感器的制造方法的一个例子的概略流程的图。

图14A是表示本发明的红外线传感器的制造方法的一个例子的步骤的图。

图14B是表示本发明的红外线传感器的制造方法的一个例子的步骤的图。

图14C是表示本发明的红外线传感器的制造方法的一个例子的步骤的图。

图14D是表示本发明的红外线传感器的制造方法的一个例子的步骤的图。

图14E是表示本发明的红外线传感器的制造方法的一个例子的步骤的图。

图14F是表示本发明的红外线传感器的制造方法的一个例子的步骤的图。

图14G是表示本发明的红外线传感器的制造方法的一个例子的步骤的图。

图14H是表示本发明的红外线传感器的制造方法的一个例子的步骤的图。

图14I是表示本发明的红外线传感器的制造方法的一个例子的步骤的图。

图14J是表示本发明的红外线传感器的制造方法的一个例子的步骤的图。

附图标记说明

1……红外线传感器(电磁波传感器)，2……第一基板，3……第二基板，4……侧壁，5……第一电连接部件，5a……第一行电连接部件，5b……第一列电连接部件，6……第二电连接部件，6a……第二行电连接部件，6b……第二列电连接部件，7……内部空间，8……辐射热计膜，9……局部热源，10……引线，10a……行引线，10b……列引线，11……选择晶体管，12……辐射屏蔽件，13……支承部件，14……第一防反射膜，15……第二防反射膜，16……热扩散板，17……吸气膜，21……反射膜，31……滤光膜，41……第一凸状区域，43……第二凸状区域，51……无感单元，53……红外线屏蔽部，61……电容器，X……第一方向，Y……第二方向，Z……第三方向。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的电磁波传感器的各种实施方式进行说明。在下面的说明和附图中，第一方向X和第二方向Y是与第一基板2和第二基板3的主面平行的方向，第一方向X对应于辐射热计膜8的阵列的行，第二方向Y对应于辐射热计膜8的阵列的列。第三方向Z是与第一方向X和第二方向Y正交的方向，并且是与第一基板2和第二基板3的主面垂直的方向。

在下面的实施方式中，以多个辐射热计膜呈二维阵列状排列的红外线传感器为对象。这样的红外线传感器主要用作红外线摄像机的摄像元件。红外线摄像机除了能用作暗处的夜视仪、夜视镜以外，还能用于人或物的温度测定等。另外，多个辐射热计膜呈一维状排列的红外线传感器能用作测定各种温度或温度分布的传感器。虽然省略说明，但是多个辐射热计膜呈一维状排列的红外线传感器也包含在本发明的范围内。另外，检测的电磁波并不限于红外线，本发明的电磁波传感器也可以是例如检测波长100μm～1mm的太赫兹波的传感器。

(第一实施方式)

图1是本发明的第一实施方式的红外线传感器1的概略侧面图，图2是仅表示出了图1的红外线传感器1的辐射热计膜8、引线10以及第一和第二电连接部件5、6的从Z方向上方看的平面图。图3是图1的红外线传感器1的分解立体图，将第一基板2和第二基板3分开表示。红外线传感器1具有第一基板2、与第一基板2相对设置的第二基板3、以及将第一基板2和第二基板3连接的侧壁4。第一基板2、第二基板3和侧壁4形成密闭的内部空间7，使内部空间7为负压或真空。由此，可防止或抑制内部空间7中的气体的对流，能够降低对辐射热计膜8的热影响。也可以是使内部空间7为大气压。在该情况下，对辐射热计膜8的热影响增加，但是能够实现本发明的效果。

第一基板2具有硅基板2a和绝缘膜2b，在硅基板2a的表面或绝缘膜2b的内部形成有各种元件和配线。第二基板3具有：硅基板3a；和覆盖硅基板3a的两面的第一防反射膜14和第二防反射膜15。第二基板3作为使长波长红外线透射的窗基板发挥作用，因此，也可以使用锗基板等来代替硅基板3a，但是由于后述的原因，更优选使用硅基板3a。长波长红外线的波长大致为8～14μm。

在内部空间7中设置有大致正方形状的多个辐射热计膜8。多个辐射热计膜8形成由多个行R和多个列C构成的二维的格子状的阵列，其中，多个行R沿第一方向X以一定间隔Ax排列，多个列C沿与第一方向X交叉的方向、优选与第一方向X正交的第二方向Y以一定间隔Ay排列。各辐射热计膜8构成该阵列中的一个单元或像素。作为阵列的行列数，可举出例如640行×480列、1024行×768列等，但是并不限于这些。辐射热计膜8具有：硅基板；和形成在硅基板上的氧化钒(VOx)或非晶硅(a-Si)膜。辐射热计膜8还具有用于维持内部空间7的真空度的吸气膜17。

在第一基板2的内部形成有ROIC、调节器、A/D转换器、复用器等元件。ROIC是将多个辐射热计膜8的电阻变化转换为电信号的集成电路。这些元件是设置在第一基板2的规定位置的局部热源9。第一基板2和第二基板3由第一电连接部件5连接。这些元件经由第一基板2的内部配线18、与内部配线18连接的导通路径19以及与导通路径19连接的端子20，与第一电连接部件5连接。

第一电连接部件5是圆形截面的柱状形状的导体，例如可以通过镀敷来制作。第一电连接部件5的Z方向的尺寸大于(高于)后述的第二电连接部件6的Z方向的尺寸，因此，考虑到制作性，使第一电连接部件5具有比第二电连接部件6大的截面积。第一电连接部件5由第一行电连接部件5a和第一列电连接部件5b构成，其中，第一行电连接部件5a在第二基板3上与后述的行引线10a连接，第一列电连接部件5b在第二基板3上与后述的列引线10b连接。如图2所示，多个第一行电连接部件5a集中配置在辐射热计膜8的行R的一端侧，多个第一列电连接部件5b集中配置在辐射热计膜8的列C的一端侧。

各辐射热计膜8经由一对第二电连接部件6被支承在第二基板3上。第二电连接部件6也是截面圆形的柱状形状的导体，例如可以通过镀敷来制作。一对第二电连接部件6由与行引线10a连接的第二行电连接部件6a和与列引线10b连接的第二列电连接部件6b构成。第二行电连接部件6a和第二列电连接部件6b分别从行引线10a和列引线10b起向第一基板2沿Z方向向下延伸，在第一基板2与第二基板3之间终止。因此，辐射热计膜8以与第一基板2和第二基板3在Z方向隔开间隔的方式悬架在内部空间7内。辐射热计膜8在其对角线上的2个角部由第二行电连接部件6a和第二列电连接部件6b支承。第二电连接部件6支承辐射热计膜8，并且向辐射热计膜8供给检测电流。

在第二基板3上形成有将第一电连接部件5与辐射热计膜8连接并向辐射热计膜8供给检测电流的引线10。引线10由铜等导体形成。引线10按辐射热计膜8的每行R和每列C形成，并且形成为格子状。即，引线10由沿行方向(第一方向X)延伸的行引线10a和沿列方向(第二方向Y)延伸的列引线10b构成。行引线10a将第一行电连接部件5a与第二行电连接部件6a连接，列引线10b将第一列电连接部件5b与第二列电连接部件6b连接。行引线10a将对应的行R中包含的辐射热计膜8依次连接，列引线10b将对应的列C中包含的辐射热计膜8依次连接。在图1中，为方便起见，行引线10a在与辐射热计膜8相对的位置被断开，但是如图2、图3所示的那样，行引线10a是连续地延伸的。列引线10b也是同样。

引线10在彼此相邻的辐射热计膜8之间延伸。由此，能够避免引线10与辐射热计膜8的干扰，并且能够抑制由于引线10被红外线的辐射热加热而导致的对辐射热计膜8的影响。行引线10a和列引线10b以彼此不导通地交叉的方式，在其间夹着绝缘膜152(参照图4)在Z方向的不同位置延伸。在本实施方式中，行引线10a在列引线10b的上方、即在Z方向上更靠近第二基板3的位置延伸，但也可以是行引线10a位于列引线10b的下方。另外，硅基板3a具有些许导电性，因此，硅基板3a与行引线10a之间也由绝缘膜151(参照图4)绝缘。如后所述，这些绝缘膜151、152构成第二防反射膜15的一部分。

第一行电连接部件5a与最靠近第一行电连接部件5a的辐射热计膜8之间的行引线10a的配线长度Bx，比辐射热计膜8的第一方向X上的配置间隔Ax长。同样，第一列电连接部件5b与最靠近第一列电连接部件5b的辐射热计膜8之间的列引线10b的配线长度By，比辐射热计膜8的第二方向Y上的配置间隔Ay长。在此，配线长度Bx、By不是辐射热计膜8与第一行电连接部件5a或第一列电连接部件5b之间的直线距离，而是沿着行引线10a或列引线10b的路径的长度，即行引线10a或列引线10b的中心线的长度。在图示的例子中，引线10在第一方向X和第二方向Y上呈直线状延伸，但也可以是为了确保配线长度Bx、By而以蛇行形状或弯曲形状延伸。

在第二基板3的硅基板3a上形成有用于从多个辐射热计膜8中选择一个辐射热计膜8的多个选择晶体管11。各选择晶体管11对应于各辐射热计膜8。选择晶体管11以避开第二基板3的与辐射热计膜8相对的区域(下面称为窗区域3c)的方式配置。由此，能够避免红外线的漫反射和入射效率的降低。此外，第二基板3具有硅基板3a的原因并不仅是硅基板3a具有红外线透射性。要注意的是，通过第二基板3具有硅基板3a，能够在第二基板3上形成选择晶体管11。

第二基板3的外侧表面的至少一部分优选全部由第一防反射膜14形成。在此，第二基板3的外侧表面是指第二基板3的包含窗区域3c的沿X-Y平面扩展的面，不包含第二基板3的侧面。第二基板3的内侧表面由第二防反射膜15形成。在此，第二基板3的内侧表面是指第二基板3的与内部空间7接触的面。换言之，硅基板3a的外侧表面和内侧表面分别由第一防反射膜14和第二防反射膜15覆盖。第一防反射膜14能够防止或抑制入射光的反射，改善红外线的入射效率。第二防反射膜15能够防止通过第二基板3的红外线在第二基板3的内侧表面反射，使红外线顺利地入射至辐射热计膜8。第一防反射膜14和第二防反射膜15是折射率不同的层交替地层叠而成的层叠膜，利用在各层反射的波的干涉使特定的波长范围的光的反射率降低。第一防反射膜14和第二防反射膜15是通过将例如氧化膜、氮化膜、硫化膜、氟化膜、硼化膜、溴化膜、氯化膜、硒化膜、Ge膜、金刚石膜、硫属化物膜、Si膜等层叠而形成的多个绝缘膜的层叠膜。

图4是第二防反射膜15的概略截面图。行引线10a和列引线10b被嵌入到第二防反射膜15中。第二防反射膜15由绝缘层151～155构成，行引线10a被嵌入到绝缘层151与绝缘层152之间，列引线10b被嵌入到绝缘层152与绝缘层153之间。绝缘层151～155各自可以由ZnS、SiO₂、AlOx、SiN、AlN、MgF、CaF、Ge、YF、ZnSe、KBr、NaCl、BaF、金刚石、硫属化物、Si等形成。绝缘层154、155是为了提高第二防反射膜15的功能而设置的，也可以是3层以上的多层结构。

也可以将第一防反射膜14和第二防反射膜15中的任一者或两者省略。即使在省略了第二防反射膜15的情况下，行引线10a和列引线10b也需要由绝缘层绝缘。也可以是，行引线10a和列引线10b中的任一者暴露于内部空间7。即，也可以是，行引线10a和列引线10b中的一者在第二基板3的内部延伸，另一者在第二基板3的表面延伸。

在各辐射热计膜8与第一基板2之间设置有用于使来自第一基板2的辐射衰减或将其屏蔽的辐射屏蔽件12。辐射屏蔽件12由从第二基板3向第一基板2沿Z方向向下延伸的多个(例如4根)支承部件13支承。支承部件13的一端与辐射屏蔽件12的角部连接，另一端与第二基板3连接。在支承部件13由导热率低的物质形成的情况下，也可以是使第一基板2支承支承部件13。

辐射屏蔽件12由Au、Cu、Al等对红外线具有高反射率的材料形成。为了保持结构强度，也可以在辐射屏蔽件12的与第一基板2相对的相对面形成SiO₂、AlOx、SiN、AlN、MgF、CaF、Ge等膜。辐射屏蔽件12的与辐射热计膜8相对的面12a对红外线进行反射。一部分红外线透射辐射热计膜8。辐射屏蔽件12对透射辐射热计膜8的红外线进行反射，使其从里侧入射至辐射热计膜8。由此，能够提高红外线向辐射热计膜8的入射效率。辐射热计膜8与辐射屏蔽件12之间的间隔为入射的红外线的波长λ的1/4左右。因此，能够避免入射的红外线与反射的红外线的干涉，能够高效率地将红外线吸收至辐射热计膜8。红外线的波长λ大致为8～14μm，因此，辐射热计膜8与辐射屏蔽件12之间的间隔优选为2～3.5μm左右，更优选为红外线的入射效率最大的2.5～3.0μm左右。

在第一基板2的与辐射热计膜8相对的区域形成有热扩散板16。热扩散板16优选是与所有的辐射热计膜8相对的1张连续的金属层，其导热率高于第一基板2的导热率。热扩散板16可以由具有高导热率的金属、例如铜形成。热扩散板16用于使从位于其正下方的ROIC等局部热源9发出的热高效率地扩散，使第一基板2的表面的温度分布平滑化。

在辐射屏蔽件12的与第一基板2相对的面上形成有吸气膜17。吸气膜17由Ti、TiW、Zn、ZnCo等形成，吸附内部空间7的残留气体，抑制内部空间7的真空度的降低。吸气膜17可以配置在内部空间7的任何地方，例如可以形成在第一基板2的热扩散板16上。

从第二基板3的窗区域3c入射至红外线传感器1的红外线，向辐射热计膜8的阵列入射。检测电流在第一行电连接部件5a、行引线10a、第二行电连接部件6a、被选择的辐射热计膜8、第二列电连接部件6b、列引线10b、第一列电连接部件5b中依次流动。检测电流的电阻变化被以电压的变化的形式取出，电信号(电压信号)被供给至第一基板2的ROIC。ROIC将该电压信号转换为亮度温度。辐射热计膜8由选择晶体管11按照时间顺序依次选择，从被选择的辐射热计膜8取出的电阻变化被依次转换为亮度温度。由此，能够扫描所有的辐射热计膜8，得到1个画面的摄像数据。

在本实施方式的红外线传感器1中，由ROIC等局部热源9产生的热对辐射热计膜8的影响被抑制。首先，辐射热计膜8不是由设置有局部热源9的第一基板2支承，而是由第二基板3支承。由来自局部热源9的热传导产生的传热大致局限于穿过第一基板2、第一电连接部件5、引线10、第二电连接部件6的路径(也可能有穿过侧壁4的热传导，但是热量可以忽略)。因此，与由第一基板2支承辐射热计膜8的以往的结构相比，热的传递路径长度长，来自局部热源9的热难以传递至辐射热计膜8。

而且，在本实施方式中，引线10遍及其全长与第二基板3(更准确而言，第二防反射膜15)物理接触，因此，在引线10中传递的热向第二基板3扩散。扩散的热量与引线10的长度正相关，引线10越长，即引线10与第二基板3接触的长度越长，热越向第二基板3扩散，热越难以被传递至辐射热计膜8。最靠近第一电连接部件5的辐射热计膜8即使在辐射热计膜8的阵列中也最容易受到热的影响，但是如上所述，到第一电连接部件5为止的配线长度Bx(By)比辐射热计膜8的配置间隔Ax(Ay)长。因此，即使最靠近第一电连接部件5的辐射热计膜8，也不易产生热传导的影响。另外，引线10不需要遍及其全长与第二基板3物理接触，只要至少在第一电连接部件5与最靠近第一电连接部件5的(即，最容易受到热影响的)辐射热计膜8之间的区间与第二基板3物理接触即可。

此外，第二基板3被红外线(和在明亮处时的可见光)的辐射热大致均匀地加热。对第二基板3整体进行加热的辐射热的影响容易作为背景噪声进行处理。在红外线传感器1中成为问题的是，因局部热源9，一部分的辐射热计膜8相对于其它的辐射热计膜8在局部成为高温的现象。但是，如上所述，在本实施方式的红外线传感器1中，能够有效地缓和由这样的局部加热产生的影响。另外，设置在第二基板3上的选择晶体管11被设置在大范围并且依次被驱动，因此，不会呈现作为局部热源的性质，而且仅流动检测电流，因此发热量也很小。因此，选择晶体管11对辐射热计膜8造成的热影响是大致可以忽略的水平。

而且，在本实施方式中，在辐射热计膜8与第一基板2之间设置有辐射屏蔽件12。辐射屏蔽件12将由局部热源9产生的辐射热屏蔽，使辐射热对辐射热计膜8的影响减轻。另外，第一基板2的与辐射热计膜8的阵列相对的区域的温度被热扩散板16均匀化，因此，能够进一步减轻局部热源9的影响。

在本实施方式中，辐射热计膜8由第二电连接部件6悬架在内部空间7中。但是，如上所述，在本实施方式中，从第一基板2到辐射热计膜8的热的传递路径长度长，因此，也可以省略第二电连接部件6。在该情况下，辐射热计膜8以与第二基板3直接接触的状态由第二基板3支承。

(第二实施方式)

图5是本发明的第二实施方式的红外线传感器1的概略侧面图。在此，主要对与第一实施方式的不同点进行说明。省略了说明的结构和效果，与第一实施方式同样。红外线传感器1具有形成在辐射热计膜8的与第一基板2相对的面8a上的反射膜21。从第二基板3的窗区域3c入射的红外线被辐射热计膜8吸收，但是一部分红外线透射辐射热计膜8。反射膜21对透射的红外线进行反射，使其从里侧入射至辐射热计膜8。由此，能够提高红外线的入射效率。反射膜21与第二基板3的间隔优选为入射的红外线的波长λ的1/4左右、即2～3.5μm左右，更优选为红外线的入射效率最大的2.5～3.0μm左右。因此，能够避免入射的红外线与反射的红外线的干涉，能够高效率地将红外线吸收至辐射热计膜8。如后所述，辐射热计膜8可通过与第二基板3相同的晶片工序制作，因此，能够精密地控制辐射热计膜8与第二基板3的Z方向的间隔。因此，也同样能够精密地控制层叠在辐射热计膜8上的反射膜21与第二基板3的间隔。

(第三实施方式)

图6是本发明的第三实施方式的红外线传感器1的与图2同样的平面图。在此，主要对与第一实施方式的不同点进行说明。省略了说明的结构和效果，与第一实施方式同样。辐射热计膜8与第一实施方式同样形成为由行R和列C构成的阵列。在本实施方式中，分别与多个行引线10a的行R连接的多个第一行电连接部件5a中的一部分第一行电连接部件5a位于行R的一端侧，其它的第一行电连接部件5a位于行R的另一端侧。多个第一行电连接部件5a交替地位于多个行R的一端侧和另一端侧。同样，分别与多个列引线10b的列C连接的多个第一列电连接部件5b中的一部分第一列电连接部件5b位于列C的一端侧，其它的第一列电连接部件5b位于列C的另一端侧。多个第一列电连接部件5b交替地位于多个列C的一端侧和另一端侧。如上所述，第一电连接部件5的截面积大于第二电连接部件6的截面积。因此，根据辐射热计膜8的大小(间隔)，有可能第一电连接部件5无法确保足够的截面积。当为了确保足够的截面积而扩大辐射热计膜8的间隔时，有可能红外线传感器1的噪声增加。在本实施方式中，多个第一电连接部件5a(5b)每隔一个地(交替地)配置在引线10a(10b)的多个行R(列C)的一端侧和另一端侧，因此，能够在2个行R(列C)的区域设置一个第一电连接部件5a(5b)。因此，第一电连接部件5的设置区域实质上成为原来的2倍。因此，在本实施方式中，能够确保第一电连接部件5的足够的截面积，同时抑制红外线传感器1的噪声的增加。

图7是本实施方式的变形例的红外线传感器1的概略平面图。位于多个行引线10a的行R的一端侧的多个第一行电连接部件5a和位于行R的另一端侧的多个第一行电连接部件5a中的任一者优选两者在第一方向X上相互错开。虽然省略图示，但是同样地，位于多个列引线10b的列C的一端侧的多个第一列电连接部件5b和位于列C的另一端侧的多个第一列电连接部件5b中的至少任一者优选两者在第二方向Y上相互错开。与图6所示的第一电连接部件5的配置图案相比，能够进一步降低对第一电连接部件5的截面形状的限制，因此，更加容易确保第一电连接部件5的足够的截面积。

(第四实施方式)

图8是本发明的第四实施方式的红外线传感器1的概略侧面图。在此，主要对与第一实施方式的不同点进行说明。省略了说明的结构和效果，与第一实施方式同样。在本实施方式中，在第二基板3的外侧表面形成有滤光膜31，其用于使具有比选择晶体管11的能带隙大的能量的波长的光衰减或将该光遮断。当第二基板3接收具有比选择晶体管11的能带隙大的能量的光时，形成在第二基板3上的选择晶体管11有可能发生误动作。滤光膜31将这样的光遮断或抑制其透射，不易引起选择晶体管11的误动作。也可以是滤光膜31形成在第二基板3的侧面。也可以是滤光膜31形成为第二基板3的一部分。滤光膜31可以由例如Ge、Si、硫属化物、YF、ZnS、ZnSe等形成。也可以是滤光膜31形成为第一防反射膜14的一部分。

(第五实施方式)

图9是本发明的第五实施方式的红外线传感器1的第二基板3附近的概略侧面图。在此，主要对与第一实施方式的不同点进行说明。省略了说明的结构和效果，与第一实施方式同样。第二基板3的外侧表面具有呈阵列状排列有第一凸状区域41的微透镜结构。各第一凸状区域41形成在与对应的辐射热计膜8相对的位置。第一凸状区域41是微小的凸透镜，使各辐射热计膜8的有效开口直径Deff增加(与图1相比)。在第二基板3是平板的情况下，窗区域3c由没有设置引线10(行引线10a和列引线10b)和选择晶体管11的区域的大小确定。换言之，辐射热计膜8的受光部的大小由引线10和选择晶体管11的设置空间限制。而在第二基板3中采用了微透镜结构的本实施方式中，从与引线10和选择晶体管11相对的区域、即没有设置辐射热计膜8的区域入射的红外线也能够被辐射热计膜8吸收，能够提高红外线的受光效率。

图10是表示本实施方式的变形例的红外线传感器1的概略侧面图。在本变形例中，第二基板3的外侧表面具有比与辐射热计膜8相对的第一凸状区域41向外侧突出的第二凸状区域43。即，在第一方向X和第二方向Y上，第二基板3的外侧表面按照与辐射热计膜8相对的第一凸状区域41、与第一凸状区域41的端部相同膜厚的平坦区域42、膜厚大于第一凸状区域41的顶部的膜厚的第二凸状区域43的顺序反复排列。如后所述，红外线传感器1可通过分别制作第一基板2和第二基板3，并将它们经由侧壁4和第一电连接部件5贴合来制作。在制作第二基板3时，将形成有选择晶体管11和引线10的晶片面作为上侧来进行晶片工艺，但是在制作微透镜时，需要将制作微透镜的晶片面作为上侧。因此，首先，在晶片上制作微透镜，之后，使晶片上下反转，使形成有微透镜的晶片面吸附在保持件上来制作引线10等。此时，在本实施方式中，仅第二凸状区域43与保持件抵接，因此，能够防止第一凸状区域41与支架接触，不易发生第一凸状区域41的劣化或损伤。

(第六实施方式)

图11A是本发明的第六实施方式的红外线传感器1的概略侧面图。在此，主要对与第一实施方式的不同点进行说明。省略了说明的结构和效果，与第一实施方式同样。红外线传感器1具有无感单元(blind cell)51，其用于进行作为有效单元52(active cell)的辐射热计膜8的输出的温度修正。无感单元51具有与作为有效单元52的辐射热计膜8同样的结构，以与有效单元52同样的方式被第二基板3支承。无感单元51从周边结构物、例如第一基板2和第二基板3受到与有效单元52同样的辐射，但是不会受到来自外部的红外线的辐射。因此，无感单元51可作为校正用单元使用，该校正用单元用于消除因来自外部的红外线辐射以外的原因产生的背景噪声。因此，无感单元51需要构成为不会受到来自外部的红外线的辐射。在本实施方式中，在第二基板3的与无感单元51相对的区域形成有红外线屏蔽部53。如图11B的比较例所示，以往的无感单元161由形成在第一基板2上的屏蔽部164覆盖。但是，这样的屏蔽部164的制造工艺复杂，成为制造成本增加的原因。在本实施方式中，能够在第二基板3的制造工序中容易地制作红外线屏蔽部53，因此，能够抑制对制造成本的影响。

在无感单元51与第一基板2之间设置有用于抑制来自第一基板2的辐射的遮蔽屏蔽件54。遮蔽屏蔽件54与辐射屏蔽件12形成为一体，但也可以是与辐射屏蔽件12分开设置。通过设置遮蔽屏蔽件54，能够在有效单元52与无感单元51之间使从第一基板2受到的辐射的影响为相同程度，能够提高无感单元51的作为校正单元的功能。

(第七实施方式)

图12是本发明的第七实施方式的红外线传感器1的概略侧面图。在此，主要对与第一实施方式的不同点进行说明。省略了说明的结构和效果，与第一实施方式同样。第二电连接部件6具有电容器61。具体而言，电容器61被插入第二行电连接部件6a和第二列电连接部件6b中，将第二行电连接部件6a和第二列电连接部件6b沿Z方向断开。为了供给检测电流，第二电连接部件6a、6b由导电性材料形成。因此，导热率也高于绝缘材料，有可能将在引线10a、10b中传递的热传递至辐射热计膜8。在本实施方式中，电容器61切断或抑制热传导，因此，来自引线10a、10b的热难以传递至辐射热计膜8。此外，在本实施方式中，检测电流是以交流的形式供给的，因此，辐射热计膜8的状态以电场的变化的形式输出。电容器61设置在第二行电连接部件6a和第二列电连接部件6b两者中，但也可以是仅设置在任一者中。

(红外线传感器1的制造方法)

接着，参照图13、图14A～图14J表示本发明的红外线传感器1的制造方法的一个例子。红外线传感器1可通过晶片工艺制造，因此，在下面的说明中，第一基板2、第二基板3、硅基板3a是指晶片。图13表示出了红外线传感器1的制造方法的概略流程。本发明的红外线传感器1可通过下述的工序1、工序2和工序3制造：工序1，在第一基板2上形成ROIC等；工序2，在第二基板3上形成辐射热计膜8等；工序3，将第一基板2和第二基板3贴合。工序3在真空气氛中进行。不需要对第一基板2的制造工序进行特别说明，因此省略详情内容。下面，主要对在第二基板3上形成辐射热计膜8等的工序进行说明。

首先，如图14A所示，在硅基板3a上形成选择晶体管11。在选择晶体管11的侧方形成绝缘层91。

接着，如图14B所示，在硅基板3a的选择晶体管11的侧方区域形成第二防反射膜15的一部分即绝缘膜151。具体而言，通过光致抗蚀剂(光刻胶)工序和研磨工序在绝缘层91的成为窗区域3c的区域形成开口，通过电弧沉积法在开口形成绝缘膜151。

接着，如图14C所示，形成行引线10a。具体而言，通过光致抗蚀剂工序和研磨工序形成抗蚀剂的开口，通过沉积在开口形成行引线10a，将抗蚀剂除去。

接着，如图14D所示，在选择晶体管11的上方形成第二防反射膜15的一部分即绝缘膜152。具体而言，通过光致抗蚀剂工序和研磨工序形成抗蚀剂的开口，通过沉积在开口形成绝缘膜152，将抗蚀剂除去。

接着，如图14E所示，在绝缘膜152的上方形成列引线10b。具体而言，通过光致抗蚀剂工序和研磨工序形成抗蚀剂的开口，通过沉积在开口形成列引线10b，将抗蚀剂除去。

接着，如图14F所示，形成第一电配线部件5的下侧部分和第二电配线部件6。具体而言，形成第一牺牲层92，通过光致抗蚀剂工序和研磨工序形成第一牺牲层92的开口，通过镀敷形成第一电配线部件5的下侧部分和第二电配线部件6。

接着，如图14G所示，在彼此相邻的第二电配线部件6上形成辐射热计膜8。具体而言，在彼此相邻的第二电配线部件6和它们之间的第一牺牲层92上形成辐射热计膜8，将彼此相邻的第二电配线部件6和辐射热计膜8电连接。

接着，如图14H所示，形成第二牺牲层93，通过光致抗蚀剂工序和研磨工序形成第二牺牲层93的开口，通过镀敷形成第一电配线部件5的上侧部分。

接着，如图14I所示，通过灰化将第一牺牲层92和第二牺牲层93除去。

接着，如图14J所示，使第二基板3上下反转，使其与第一基板2贴合。第一电配线部件5的下端部与和ROIC等连接的焊盘20接合。另外，虽然省略图示，但是第一基板2和第二基板3各自与侧壁4接合，在第一基板2与第二基板3之间形成内部空间7。

上面详细地示出并说明了本发明的一些优选实施方式，但是应该理解的是，在不脱离所附权利要求书的主旨和范围的情况下，可以进行各种变更和修正。

Claims (21)

1.一种电磁波传感器，其特征在于，具有：

第一基板；

与所述第一基板相对设置的透射红外线的第二基板，在所述第二基板与所述第一基板之间形成内部空间；

设置在所述内部空间中的、由所述第二基板支承的多个辐射热计膜；

形成于所述第一基板的局部热源；

将所述第一基板与所述第二基板连接的第一电连接部件；和

在所述第二基板上或所述第二基板内延伸的引线，其将所述第一电连接部件与所述辐射热计膜连接，

所述电磁波传感器具有从所述第二基板向所述第一基板延伸的第二电连接部件，

所述辐射热计膜由所述第二电连接部件以与所述第二基板隔开间隔的方式支承，所述第二电连接部件由导体形成。

2.根据权利要求1所述的电磁波传感器，其特征在于：

所述电磁波传感器具有插入所述第二电连接部件并将所述第二电连接部件断开的电容器。

3.根据权利要求1所述的电磁波传感器，其特征在于：

具有形成于所述第二基板的、用于从所述多个辐射热计膜中选择一个辐射热计膜的多个选择晶体管。

4.根据权利要求3所述的电磁波传感器，其特征在于：

所述选择晶体管以避开所述第二基板的与所述辐射热计膜相对的区域的方式配置。

5.根据权利要求3所述的电磁波传感器，其特征在于：

具有形成在所述第二基板的外侧表面的滤光膜，其用于使能量大于所述选择晶体管的能带隙的光衰减。

6.根据权利要求1所述的电磁波传感器，其特征在于：

所述多个辐射热计膜至少沿第一方向以一定间隔排列成行，所述第一电连接部件位于所述多个辐射热计膜的所述行的一端侧或另一端侧，将所述第一电连接部件和最靠近所述第一电连接部件的所述辐射热计膜连接的所述引线的长度比所述间隔长。

7.根据权利要求6所述的电磁波传感器，其特征在于：

所述多个辐射热计膜沿与所述第一方向交叉的第二方向以一定间隔排列成多个列，所述多个辐射热计膜形成由多个所述行和所述多个列构成的阵列，多个所述第一电连接部件中的一部分的所述第一电连接部件交替地位于所述多个行的一端侧和另一端侧，所述多个第一电连接部件中的其余部分的所述第一电连接部件交替地位于所述多个列的一端侧和另一端侧。

8.根据权利要求7所述的电磁波传感器，其特征在于：

位于所述行的所述一端侧的多个所述第一电连接部件和位于所述行的所述另一端侧的多个所述第一电连接部件中的至少一者在所述第一方向上相互错开。

9.根据权利要求7所述的电磁波传感器，其特征在于：

位于所述列的所述一端侧的多个所述第一电连接部件和位于所述列的所述另一端侧的多个所述第一电连接部件中的至少一者在所述第二方向上相互错开。

10.根据权利要求1所述的电磁波传感器，其特征在于：

具有位于所述辐射热计膜与所述第一基板之间的、用于使来自所述第一基板的辐射衰减的第一辐射屏蔽件。

11.根据权利要求10所述的电磁波传感器，其特征在于：

具有从所述第二基板向所述第一基板延伸的支承部件，所述第一辐射屏蔽件由所述支承部件支承。

12.根据权利要求10所述的电磁波传感器，其特征在于：

所述第一辐射屏蔽件的与所述辐射热计膜相对的面为对红外线进行反射的反射面，所述反射面与所述辐射热计膜的间隔为2～3.5μm。

13.根据权利要求1所述的电磁波传感器，其特征在于：

具有位于所述内部空间的吸气膜。

14.根据权利要求1所述的电磁波传感器，其特征在于：

具有第一防反射膜，其形成所述第二基板的外侧表面的至少一部分。

15.根据权利要求1所述的电磁波传感器，其特征在于：

具有第二防反射膜，其形成所述第二基板的内侧表面的至少一部分。

16.根据权利要求15所述的电磁波传感器，其特征在于：

所述第二防反射膜由多个绝缘膜的层叠膜构成，所述引线位于所述层叠膜的内部。

17.根据权利要求1所述的电磁波传感器，其特征在于：

在所述第二基板的外侧表面的与所述辐射热计膜相对的区域形成有第一凸状区域。

18.根据权利要求17所述的电磁波传感器，其特征在于：

在所述第二基板的所述外侧表面的不与所述辐射热计膜相对的区域，形成有比所述第一凸状区域向外侧突出的第二凸状区域。

19.根据权利要求1所述的电磁波传感器，其特征在于：

具有无感单元和电磁波屏蔽部，所述无感单元用于进行来自所述辐射热计膜的输出的温度修正，所述电磁波屏蔽部形成在所述第二基板的与所述无感单元相对的区域。

20.根据权利要求19所述的电磁波传感器，其特征在于：

在所述无感单元与所述第一基板之间配置有用于抑制来自所述第一基板的辐射的第二辐射屏蔽件。

21.根据权利要求1～20中任一项所述的电磁波传感器，其特征在于：

具有热扩散板，其形成在所述第一基板的与所述多个辐射热计膜相对的区域，且具有比所述第一基板高的导热率。

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