CN114593829A - 电磁波传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提高了热敏电阻元件对电磁波的检测精度的电磁波传感器。其包括：对某特定波长的电磁波(IR)具有透过性的基板(2)；设置于基板(2)的一个面侧的绝缘体层(8)；以与基板(2)的一个面之间具有空间(G)的方式配置的热敏电阻膜(5)；和设置于绝缘体层(8)的内部或表面，并且与热敏电阻膜(5)电连接的配线部(9)，在设置有绝缘体层(8)的层(T)中，与热敏电阻膜(5)相对的部分的电磁波(IR)的透过率相对高于设置了配线部(9)的部分的电磁波(IR)的透过率。
Description
技术领域
本发明涉及电磁波传感器。
背景技术
例如，存在使用了热敏电阻元件的电磁波传感器。热敏电阻元件所具有的热敏电阻膜的电阻与热敏电阻膜的温度变化相应地变化。在电磁波传感器中，入射到热敏电阻膜的红外线(电磁波)被热敏电阻膜或热敏电阻膜的周边的材料吸收，由此该热敏电阻膜的温度变化。由此，热敏电阻元件检测红外线(电磁波)。
在此，根据斯特藩-玻尔兹曼定律(Stefan–Boltzmann law)，测量对象的温度与从该测量对象通过热辐射放出的红外线(辐射热)之间存在相关关系。因此，通过使用热敏电阻元件检测从测量对象放出的红外线，能够通过非接触测量测量对象的温度。
另外，这样的热敏电阻元件被应用于通过以阵列状排列多个而二维地检测(拍摄)测量对象的温度分布的红外线摄像元件(红外线图像传感器)等电磁波传感器(例如，参照下述专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2019/171488号
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，在上述的电磁波传感器中，为了提高热敏电阻元件对红外线(电磁波)的检测精度，要求在从测量对象放出的红外线入射到热敏电阻膜为止的期间，将红外线被该热敏电阻膜以外的部分吸收的情况抑制得尽可能低。
本发明是鉴于这样的现有技术的情况而提出的，其目的在于提供一种提高了热敏电阻元件对电磁波的检测精度的电磁波传感器。
用于解决技术问题的手段
为了实现上述目的，本发明提供以下的手段。
(1)一种电磁波传感器，其特征在于，包括：
基板，其对某特定波长的电磁波具有透过性；
绝缘体层，其设置于所述基板的一个面侧；
热敏电阻膜，其以与所述基板的一个面之间具有空间的方式配置；和
配线部，其设置于所述绝缘体层的内部或表面，并且与所述热敏电阻膜电连接，
在设置了所述绝缘体层的层中，与所述热敏电阻膜相对的部分的所述电磁波的透过率相对高于设置了所述配线部的部分的所述电磁波的透过率。
(2)如上述(1)所述的电磁波传感器，其特征在于，在与所述热敏电阻膜相对的部分设置有贯通所述绝缘体层的孔部。
(3)如上述(1)所述的电磁波传感器，其特征在于，在与所述热敏电阻膜相对的部分设置有使所述绝缘体层凹陷的凹部。
(4)如上述(1)～(3)中任一项所述的电磁波传感器，其特征在于，在与所述热敏电阻膜相对的部分设置有每单位厚度的所述电磁波的透过率比设置了所述配线部的部分的所述绝缘体层高的层。
(5)如上述(1)～(4)中任一项所述的电磁波传感器，其特征在于，在所述基板与所述绝缘体层之间设置有防反射膜。
(6)如上述(1)～(5)中任一项所述的电磁波传感器，其特征在于，所述绝缘体层具有氧化硅膜和设置在所述基板与所述氧化硅膜之间的氧化铝膜的层叠膜。
(7)如上述(1)～(6)中任一项所述的电磁波传感器，其特征在于，具有覆盖所述热敏电阻膜的至少一部分的电介质膜。
(8)如上述(1)～(7)中任一项所述的电磁波传感器，其特征在于，
包括将所述热敏电阻膜与所述配线部之间电连接的连接部，
所述连接部具有：以在具有所述基板的厚度方向分量的方向上延伸的方式配置的腿部；和配置于在所述基板的厚度方向上与所述热敏电阻膜不重叠的位置的臂部，
所述臂部在所述连接部中位于所述热敏电阻膜与所述腿部之间，
所述腿部在所述连接部中位于所述配线部与所述臂部之间，
在设置了所述绝缘体层的层中，与所述臂部相对的部分的所述电磁波的透过率相对低于与所述热敏电阻膜相对的部分的所述电磁波的透过率。
(9)如上述(1)～(8)中任一项所述的电磁波传感器，其特征在于，
包括与所述热敏电阻膜不同的参照用的热敏电阻膜，
在设置了所述绝缘体层的层中，与所述热敏电阻膜相对的部分的所述电磁波的透过率相对高于与所述参照用的热敏电阻膜相对的部分的所述电磁波的透过率。
(10)一种电磁波传感器，其特征在于，包括：
基板，其对某特定波长的电磁波具有透过性；
绝缘体层，其设置于所述基板的一个面侧；
热敏电阻膜，其以与所述基板的一个面之间具有空间的方式配置；和
配线部，其设置于所述绝缘体层的内部或表面，并且与所述热敏电阻膜电连接，
在所述基板与所述热敏电阻膜之间设置有贯通所述绝缘体层的孔部或使所述绝缘体层凹陷的凹部。
(11)如上述(1)～(10)中任一项所述的电磁波传感器，其特征在于，所述热敏电阻膜以阵列状排列有多个。
发明效果
如上所述，根据本发明，能够提供一种提高了热敏电阻元件对电磁波的检测精度的电磁波传感器。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的电磁波传感器的结构的俯视图。
图2是表示图1所示的电磁波传感器的结构的分解立体图。
图3是表示图1所示的电磁波传感器的单元结构的截面图。
图4是表示图1所示的电磁波传感器的单元结构的俯视图。
图5是表示本发明的第2实施方式的电磁波传感器的单元结构的截面图。
图6为用于依次对在第1绝缘体层上形成孔部的工序进行说明的截面图。
图7为用于依次对在第1绝缘体层上形成孔部的工序进行说明的截面图。
图8为用于依次对在第1绝缘体层上形成孔部的工序进行说明的截面图。
图9为用于依次对在第1绝缘体层上形成孔部的工序进行说明的截面图。
图10是表示本发明的第3实施方式的电磁波传感器的单元结构的截面图。
图11是表示本发明的第4实施方式的电磁波传感器的单元结构的截面图。
图12是表示本发明的第5实施方式的电磁波传感器的单元结构的截面图。
附图标记说明
1A、1B、1C、1D、1E……电磁波传感器；2……第1基板；3……第2基板；4……热敏电阻元件；4A……测量用的热敏电阻元件；4B……参照用的热敏电阻元件；5……热敏电阻膜；6a……第1电极；6b……第2电极；7……电介质膜；8……第1绝缘体层；；8a……氧化硅膜；8b……氧化铝膜；9……配线部；9a……第1引线配线；9b……第2引线配线；10……第1连接部；11a、11b……第1连接构件；12a、12b……臂部；13a、13b……腿部；14……第2绝缘体层；15……电路部；16……第2连接部；17a、17b……连接端子；18a、18b……第2连接构件；21……孔部；22……防反射膜；23……凹部；24……高透过率层；IR……红外线(电磁波)；G……空间；K……内部空间。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
此外，在以下的说明中使用的附图中，为了容易观察各构成要素，有时根据构成要素而使尺寸的比例尺不同地表示，各构成要素的尺寸比率等不限于与实际相同。另外，在以下的说明中例示的材料等是一个例子，本发明不一定限定于此，能够在不变更其主旨的范围内适当变更而实施。
另外，在以下所示的附图中，设定XYZ正交坐标系，将X轴方向设为电磁波传感器的特定的面内的第1方向X，将Y轴方向设为电磁波传感器的特定的面内与第1方向X正交的第2方向Y，将Z轴方向设为与电磁波传感器的特定的面内正交的第3方向Z，分别进行表示。
(第1实施方式)
首先，作为本发明的第1实施方式，对例如图1～图4所示的电磁波传感器1A进行说明。
此外，图1是表示电磁波传感器1A的结构的俯视图。图2是表示电磁波传感器1A的结构的立体图。图3是表示电磁波传感器1A的单元结构的截面图。图4是表示电磁波传感器1A的单元结构的俯视图。
本实施方式的电磁波传感器1A将本发明应用于通过检测从测量对象放出的红外线(电磁波)来二维地检测(拍摄)该测量对象的温度分布的红外线摄像元件(红外线图像传感器)。
红外线是波长为0.75μm以上且1000μm以下的电磁波。红外线图像传感器除了作为红外线相机用于室内、室外的夜视等之外，还作为非接触式的温度传感器用于人或物的温度测量等。
具体而言，如图1～图4所示，该电磁波传感器1A包括彼此相对配置的第1基板2和第2基板3、以及配置于这些第1基板2与第2基板3之间的多个热敏电阻元件4。
第1基板2和第2基板3由对某特定波长的电磁波(在本实施方式中为波长8～14μm的长波长红外线)(以下称为“红外线”)IR具有透过性的硅基板构成。另外，作为对红外线IR具有透过性的基板，可以使用锗基板等。
第1基板2和第2基板3通过利用密封材料(未图示)密封彼此相对的面的周围，在其间构成密闭的内部空间K。另外，内部空间K被减压为高真空。由此，在电磁波传感器1中，抑制由内部空间K中的对流引起的热的影响，排除由从测量对象放出的红外线IR以外的热对热敏电阻元件4的影响。
此外，本实施方式的电磁波传感器1A不一定限定于上述的对密闭的内部空间K进行减压的结构，也可以是具有在大气压的状态下密闭或开放的内部空间K的结构。
热敏电阻元件4具备检测红外线IR的热敏电阻膜5、与热敏电阻膜5的一个面接触而设置的第1电极6a、与热敏电阻膜5的另一个面接触而设置的一对第2电极6b、以及覆盖热敏电阻膜5的电介质膜7，并具有使电流在垂直于热敏电阻膜5的方向上流动的CPP(Current-Perpendicular-to-Plane：电流垂直平面)结构。
即，在该热敏电阻元件4中，能够使电流从一个第2电极6b向第1电极6a在热敏电阻膜5的垂直方向流动，并且使电流从第1电极6a向另一个第2电极6b在热敏电阻膜5的垂直方向流动。
作为热敏电阻膜5，例如能够使用氧化钒膜、非晶硅、多晶硅、含有锰的尖晶石型晶体结构的氧化物、氧化钛、或钇-钡-铜氧化物等。
作为第1电极6a和第2电极6b，例如能够使用铂(Pt)、金(Au)、钯(Pd)、钌(Ru)、银(Ag)、铑(Rh)、铱(Ir)、锇(Os)等的导电膜。
作为电介质膜7，例如能够使用氮化铝、氮化硅、氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钽、氧化铌、氧化铪、氧化锆、氧化锗、氧化钇、氧化钨、氧化铋、氧化钙、氮氧化铝、氮氧化硅、氧化镁铝、硼化硅、氮化硼、或者赛隆(sialon，硅与铝的氮氧化物)等。
电介质膜7只要是以至少覆盖热敏电阻膜5的至少一部分的方式设置的结构即可。在本实施方式中，以覆盖热敏电阻膜5的两面的方式设置有电介质膜7。
多个热敏电阻元件4形成为彼此相同大小且在俯视时为矩形(在本实施方式中为正方形)。另外，多个热敏电阻元件4在与第1基板2和第2基板3平行的面内(以下，称为“特定的面内”)排列成阵列状。即，这些多个热敏电阻元件4在特定的面内在相互交叉(在本实施方式中为正交)的第1方向X和第2方向Y呈矩阵状排列配置。
另外，各热敏电阻元件4以第1方向X为行方向，以第2方向Y为列方向，在第1方向X上以一定的间隔排列配置，并且在第2方向Y上以一定的间隔排列配置。
另外，作为上述热敏电阻元件4的行列数，例如可举出640行×480列、1024行×768列等，但不一定限定于这些行列数，能够适当变更。
在第1基板2侧设置有第1绝缘体层8、与后述的电路部15电连接的配线部9、和将各热敏电阻元件4与配线部9之间电连接的第1连接部10。
第1绝缘体层8由在第1基板2的一个面(与第2基板3相对的面)侧层叠的绝缘膜构成。作为绝缘膜，例如能够使用氮化铝、氮化硅、氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钽、氧化铌、氧化铪、氧化锆、氧化锗、氧化钇、氧化钨、氧化铋、氧化钙、氮氧化铝、氮氧化硅、氧化镁铝、硼化硅、氮化硼、或者赛隆(sialon，硅与铝的氮氧化物)等。
配线部9具有多个第1引线配线9a和多个第2引线配线9b。第1引线配线9a和第2引线配线9b例如由铜、金等的导电膜构成。配线部9被设置在第1绝缘体层8的内部或表面上。
多个第1引线配线9a和多个第2引线配线9b在第1绝缘体层8的第3方向Z上位于不同的层内，以立体地交叉的方式配置。其中，多个第1引线配线9a在第1方向X上延伸，且在第2方向Y上以一定的间隔排列设置。另一方面，多个第2引线配线9b在第2方向Y上延伸，且在第1方向X上以一定的间隔排列设置。
各热敏电阻元件4在俯视时设置于由这些多个第1引线配线9a和多个第2引线配线9b划分出的每个区域。在第1基板2的厚度方向上与各热敏电阻膜5相对的区域(俯视时重叠的区域)，在第1基板2与热敏电阻膜5之间存在使红外线IR透过的窗部W。
第1连接部10具有与多个热敏电阻元件4分别对应地设置的一对第1连接构件11a、11b。另外，一对第1连接构件11a、11b具有一对臂部12a、12b和一对腿部13a、13b。
各臂部12a、12b例如由通过钛、氮化钛等的薄膜沿着热敏电阻元件4的周围形成的折弯线状的导体图案构成。各腿部13a、13b例如由通过铜、金、FeCoNi合金或者NiFe合金(坡莫合金)等的电镀而在第3方向Z上延伸形成的截面圆形状的导体柱构成。
一个第1连接构件11a具有与一个第2电极6b电连接的一个臂部12a、和将一个臂部12a与第1引线配线9a之间电连接的一个腿部13a，将热敏电阻元件4的一侧与第1引线配线9a之间电连接。
另一个第1连接构件11b具有与另一个第2电极6b电连接的另一个臂部12b、和将另一个臂部12c与第2引线配线9b之间电连接的另一个腿部13b，将热敏电阻元件4的另一侧与第2引线配线9b之间电连接。
由此，热敏电阻元件4以在第3方向Z上悬挂的状态由位于其面内的对角方向的一对第1连接构件11a、11b支承。另外，在热敏电阻元件4与第1绝缘体层8之间设置有空间G，热敏电阻膜5配置为在与第1基板2的一个面(与第2基板3相对的面)之间具有空间G。
虽然省略了图示，在第1基板2的一个面(与第2基板3相对的面)侧设置有用于从多个热敏电阻元件4中选择1个热敏电阻元件4的多个选择用晶体管(未图示)。多个选择用晶体管设置在与第1基板2的多个热敏电阻元件4分别对应的位置。另外，为了防止红外线IR的漫反射、或入射效率的降低，各选择用晶体管设置在避开上述窗部W的位置。
在第2基板3侧设置有第2绝缘体层14、检测从热敏电阻元件4输出的电压的变化并转换为亮度温度的电路部15、和将各热敏电阻元件4与电路部15之间电连接的第2连接部16。
第2绝缘体层14由在第2基板3的一个面(与第1基板2相对的面)侧层叠的绝缘膜构成。作为绝缘膜，能够使用与在上述第1绝缘体层8中例示的绝缘膜相同的绝缘膜。
电路部15由读出集成电路(ROIC：Read Out Integrated Circuit)、或稳压器(regulator)、A/D转换器(Analog-to-Digital Converter)、多路复用器(multiplexer)等构成，设置在第2绝缘体层14的层内。
另外，在第2绝缘体层14的面上设置有与多个第1引线配线9a和多个第2引线配线9b分别对应的多个连接端子17a、17b。连接端子17a、17b例如由铜、金等导电膜构成。
一个连接端子17a位于包围电路部15的周围的第1方向X的一侧的区域，在第2方向Y上以一定的间隔排列设置。另一个连接端子17b位于包围电路部15的周围的第2方向Y的一侧的区域，在第1方向X上以一定的间隔排列设置。
第2连接部16具有与多个第1引线配线9a和多个第2引线配线9b分别对应地设置的多个第2连接构件18a、18b。多个第2连接构件18a、18b例如由通过铜或金等的电镀而在第3方向Z上延伸形成的截面圆形状的导体柱构成。
一个第2连接构件18a将第1引线配线9a的一端侧与一个连接端子17a之间电连接。另一个第2连接构件18b将第2引线配线9b的一端侧与另一个连接端子17b之间电连接。由此，多个第1引线配线9a与电路部15之间经由一个第2连接构件18a和一个连接端子17a电连接。另外，多个第2引线配线9b与电路部15之间经由另一个第2连接构件18b和另一个连接端子17b电连接。
在具有以上那样的结构的本实施方式的电磁波传感器1中，从测量对象放出的红外线IR从第1基板2侧通过窗部W入射到热敏电阻元件4。
在热敏电阻元件4中，入射到形成于热敏电阻膜5附近的电介质膜7的红外线IR被电介质膜7吸收，并且入射到热敏电阻膜5的红外线IR被热敏电阻膜5吸收，由此该热敏电阻膜5的温度发生变化。另外，在热敏电阻元件4中，相对于热敏电阻膜5的温度变化，该热敏电阻膜5的电阻发生变化，由此一对第2电极6之间的输出电压发生变化。在本实施方式的电磁波传感器1中，热敏电阻元件4作为辐射热计(bolometer)元件发挥功能。
在本实施方式的电磁波传感器1中，在利用多个热敏电阻元件4平面地检测从测量对象放出的红外线IR之后，通过将从各热敏电阻元件4输出的电信号(电压信号)转换为亮度温度，能够二维地检测(拍摄)测量对象的温度分布(温度图像)。
另外，在热敏电阻元件4中，在对热敏电阻膜5施加恒定电压的情况下，相对于该热敏电阻膜5的温度变化，也能够检测出流过热敏电阻膜5的电流的变化并将其转换为亮度温度。
然而，如图3和图4所示，本实施方式的电磁波传感器1A具有在多个热敏电阻元件4中的、测量用热敏电阻元件4A周期性地排列配置的区域的外侧的区域配置有几个参照用的热敏电阻元件4B的结构。或者，也可以是在测量用的热敏电阻元件4A周期性地排列配置的区域的内侧的区域配置有几个参照用的热敏电阻元件4B的结构。
在本实施方式的电磁波传感器1A中，通过利用由测量用的热敏电阻元件4A检测的信号与由参照用的热敏电阻元件4B检测的信号之差，能够抑制热敏电阻膜5的周围的温度的影响，从而高精度地检测测量对象的温度。
在本实施方式的电磁波传感器1A中，在测量用的热敏电阻元件4A中，在设置有第1绝缘体层8的层T中，与热敏电阻膜5相对的部分处的红外线IR的透过率相对高于设置有配线部9的部分处的红外线IR的透过率。
具体而言，在该热敏电阻元件4A中，在与热敏电阻膜5相对的部分设置有贯通第1绝缘体层8的孔部21。换言之，在第1基板2与热敏电阻膜5之间设置有贯通第1绝缘体层8的孔部21。由此，在设置有第1绝缘体层8的层T中，设置有该孔部21的位置处的红外线IR的透过率最高。
第1连接部10具有：以在具有第1基板2的厚度方向分量的方向上延伸的方式配置的腿部13a、13b；和配置于在第1基板2的厚度方向上不与热敏电阻膜5重叠的位置的臂部12a、12b。
臂部12a、12b在第1连接部10中位于热敏电阻膜5与腿部13a、13b之间。腿部13a、13b在第1连接部10中位于配线部9与臂部12a、12b之间。在第1基板2与臂部12A、12b之间设置有第1绝缘体层8。
由此，在设置有第1绝缘体层8的层T中，与臂部12a、12b相对的部分的红外线IR的透过率相对低于与热敏电阻膜5相对的部分的红外线IR的透过率。由此，在设置有第1绝缘体层8的层T中，与热敏电阻膜5相对的部分处的红外线IR的透过率最高。
因此，在本实施方式的电磁波传感器1A中，在测量用的热敏电阻元件4A中，在从测量对象放出的红外线IR从第1基板2侧通过窗部W入射到热敏电阻膜5的附近为止的期间，能够将红外线IR被热敏电阻膜5及其附近以外的部分吸收的情况抑制得较低。
另外，在本实施方式的电磁波传感器1A中，在测量用的热敏电阻元件4A中，设置有第1绝缘体层8的层T中的与臂部12a、12b相对的部分处的红外线IR的透过率相对低于与热敏电阻膜5相对的部分处的红外线IR的透过率。因此，能够抑制照射到臂部12a、12b的红外线IR，并能够抑制照射到臂部12a、12b的红外线IR对热敏电阻膜5的影响。
另一方面，在参照用的热敏电阻元件4B中，在第1基板2与热敏电阻膜5之间设置有第1绝缘体层8。即，参照用的热敏电阻元件4B是在设置有第1绝缘体层8的层T中，在与热敏电阻膜5相对的部分没有设置贯通上述的第1绝缘体层8的孔部21的结构。因此，在参照用的热敏电阻元件4B中，在从测量对象放出的红外线IR从第1基板2侧通过窗部W入射到热敏电阻膜5为止的期间，红外线IR被第1绝缘体层8吸收。
因此，在设置有第1绝缘体层8的层T中，与构成测量用的热敏电阻元件4A的热敏电阻膜5相对的部分处的红外线IR的透过率相对高于与构成参照用的热敏电阻元件4B的热敏电阻膜5相对的部分处的红外线IR的透过率。
由此，在本实施方式的电磁波传感器1A中，抑制从测量对象放出的红外线IR入射到参照用的热敏电阻元件4B的热敏电阻膜5，所以通过利用由上述的测量用的热敏电阻元件4A检测的信号与由参照用的热敏电阻元件4B检测的信号之差，能够抑制热敏电阻膜5的周围的温度的影响，从而高精度地检测测量对象的温度。
如上所述，在本实施方式的电磁波传感器1A中，能够提高上述的热敏电阻元件4A对红外线IR的检测精度，并能够高精度地检测(拍摄)测量对象的温度分布(温度图像)。
(第2实施方式)
接着，作为本发明的第2实施方式，例如对图5所示的电磁波传感器1B进行说明。
此外，图5是表示电磁波传感器1B的单元结构的截面图。另外，在以下的说明中，对于与上述电磁波传感器1A同等的部位，省略说明，并且在附图中标注相同的附图标记。
如图5所示，本实施方式的电磁波传感器1B是在第1基板2与第1绝缘体层8之间设置有防反射膜22的结构。除此以外，具有与上述电磁波传感器1A基本相同的结构。
防反射膜22用于在从测量对象放出的红外线IR从第1基板2侧通过窗部W入射到热敏电阻膜5为止的期间，防止红外线IR在第1基板2与空间G的界面反射，使透过了第1基板2的红外线IR高效地入射到热敏电阻膜5侧。
作为防反射膜22，例如能够使用硫化锌、氟化钇、硫属化物玻璃(chalcogenideglass)、锗、硅、硒化锌、砷化镓(Gallium arsenide)等。
另外，防反射膜22也可以是交替层叠折射率不同的膜，利用在各层反射的波的干涉来降低红外线IR的反射率的结构。在该情况下，作为防反射膜22，除了上述的材料以外，例如还能够使用将氧化膜、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膜等层叠而成的层叠膜。
在本实施方式的电磁波传感器1B中，与上述电磁波传感器1A同样地，在测量用的热敏电阻元件4A中，在与热敏电阻膜5相对的部分设置有贯通第1绝缘体层8的孔部21。即，在设置有第1绝缘体层8的层T中，设置有该孔部21的位置处的红外线IR的透过率最高。
由此，在测量用的热敏电阻元件4A中，在设置有第1绝缘体层8的层T中，与热敏电阻膜5相对的部分处的红外线IR的透过率相对高于设置有配线部9的部分处的红外线IR的透过率。
因此，在本实施方式的电磁波传感器1B中，在测量用的热敏电阻元件4A中，在从测量对象放出的红外线IR从第1基板2侧通过窗部W入射到热敏电阻膜5的附近为止的期间，能够将红外线IR被热敏电阻膜5及其附近以外的部分吸收的情况抑制得较低。
因此，在本实施方式的电磁波传感器1B中，即使在第1基板2与第1绝缘体层8之间设置防反射膜22的情况下，在测量用的热敏电阻元件4A中，在从测量对象放出的红外线IR入射到热敏电阻膜5的附近为止的期间，也能够将红外线IR被热敏电阻膜5及其附近以外的部分吸收的情况抑制得较低。
如上所述，在本实施方式的电磁波传感器1B中，能够提高上述的热敏电阻元件4A对红外线IR的检测精度，能够高精度地检测(拍摄)测量对象的温度分布(温度图像)。
然而，在第1实施方式的电磁波传感器1A和第2实施方式的电磁波传感器1B中，设置有贯通第1绝缘体层8的孔部21。在这样的结构的情况下，第1绝缘体层8优选由氧化硅膜8a和设置在第1基板2与氧化硅膜8a之间的氧化铝膜8b的层叠膜构成。
在此，参照图6～图9对在第1绝缘体层8中形成孔部21的工序进行说明。
另外，图6～图9为用于依次对在第1绝缘体层8上形成孔部21的工序进行说明的截面图。另外，在此，例示第2实施方式的电磁波传感器1B进行说明。
在第1绝缘体层8形成孔部21时，首先，如图6所示，在第1基板2的一个面上依次层叠形成防反射膜22、构成第1绝缘体层8的氧化铝膜8b和氧化硅膜8a。另外，在第1绝缘体层8的面上形成有在与孔部21对应的位置具有开口部30a的掩模层30。掩模层30由光致抗蚀剂构成。
接着，如图7所示，进行使用了氯系气体的反应性离子蚀刻(RIE)。此时，将氧化铝膜8b作为蚀刻阻挡层(etching stopper)，一边将氧化硅膜8a图案化为与开口部30a对应的形状一边除去，直到氧化铝膜8b露出为止。
接着，如图8所示，使用碱蚀刻，一边将氧化铝膜8b图案化为与开口部30a对应的形状一边除去，直到防反射膜22露出为止。
接着，如图9所示，从第1绝缘体层8的表面上除去掩模层30。由此，能够在第1绝缘体层8高精度地形成孔部21。
(第3实施方式)
接着，作为本发明的第3实施方式，例如对图10所示的电磁波传感器1C进行说明。
此外，图10是表示电磁波传感器1C的单元结构的截面图。另外，在以下的说明中，对于与上述电磁波传感器1A同等的部位，省略说明，并且在附图中标注相同的附图标记。
如图10所示，本实施方式的电磁波传感器1C构成为，在测量用的热敏电阻元件4A中，在设置有第1绝缘体层8的层T中的与热敏电阻膜5相对的部分，代替设置上述的贯通第1绝缘体层8的孔部21而设置有使第1绝缘体层8凹陷的凹部23。凹部23设置在第1基板2与热敏电阻膜5之间。
即，在设置有第1绝缘体层8的层T中，设置有该凹部23的位置处的红外线IR的透过率最高。除此以外，具有与上述电磁波传感器1A基本相同的结构。
由此，在测量用的热敏电阻元件4A中，在设置有第1绝缘体层8的层T中，与热敏电阻膜5相对的部分处的红外线IR的透过率相对高于设置有配线部9的部分处的红外线IR的透过率。
因此，在本实施方式的电磁波传感器1C中，在测量用的热敏电阻元件4A中，在从测量对象放出的红外线IR从第1基板2侧通过窗部W入射到热敏电阻膜5的附近为止的期间，能够将红外线IR被热敏电阻膜5及其附近以外的部分吸收的情况抑制得较低。
如上所述，在本实施方式的电磁波传感器1C中，能够提高上述的热敏电阻元件4A对红外线IR的检测精度，并且能够高精度地检测(拍摄)测量对象的温度分布(温度图像)。
(第4实施方式)
接着，作为本发明的第4实施方式，例如对图11所示的电磁波传感器1D进行说明。
此外，图11是表示电磁波传感器1D的单元结构的截面图。另外，在以下的说明中，对于与上述电磁波传感器1B、1C同等的部位，省略说明，并且在附图中标注相同的附图标记。
如图11所示，本实施方式的电磁波传感器1D是在第1基板2与第1绝缘体层8之间设置有防反射膜22的结构。除此以外，具有与上述电磁波传感器1C基本相同的结构。
在本实施方式的电磁波传感器1D中，与上述电磁波传感器1C同样地，在测量用的热敏电阻元件4A中，在设置有第1绝缘体层8的层T中的与热敏电阻膜5相对的部分处设置有使第1绝缘体层8凹陷的凹部23。
由此，在测量用的热敏电阻元件4A中，在设置有第1绝缘体层8的层T中，与热敏电阻膜5相对的部分处的红外线IR的透过率相对高于设置有配线部9的部分处的红外线IR的透过率。
因此，在本实施方式的电磁波传感器1D中，在测量用的热敏电阻元件4A中，在从测量对象放出的红外线IR从第1基板2侧通过窗部W入射到热敏电阻膜5的附近为止的期间，能够将红外线IR被热敏电阻膜5及其附近以外的部分吸收的情况抑制得较低。
如上所述，在本实施方式的电磁波传感器1D中，能够提高上述的热敏电阻元件4A对红外线IR的检测精度，并且能够高精度地检测(拍摄)测量对象的温度分布(温度图像)。
(第5实施方式)
接着，作为本发明的第5实施方式，例如对图12所示的电磁波传感器1E进行说明。
此外，图12是表示电磁波传感器1E的单元结构的截面图。另外，在以下的说明中，对于与上述电磁波传感器1A同等的部位，省略说明，并且在附图中标注相同的附图标记。
如图12所示，本实施方式的电磁波传感器1E是在测量用的热敏电阻元件4A中以在孔部21的内侧埋入有高透过率层24的状态设置的结构。除此以外，具有与上述电磁波传感器1A基本相同的结构。
高透过率层24设置于设置有第1绝缘体层8的层T中的与热敏电阻膜5相对的部分。高透过率层24是每单位厚度的红外线IR的透过率比设置有配线部9的部分的第1绝缘体层8高的层。
在测量用的热敏电阻元件4A中，在设置有第1绝缘体层8的层T中，设置有该孔部21和高透过率层24的位置处的红外线IR的透过率最高。
由此，在测量用的热敏电阻元件4A中，在设置有第1绝缘体层8的层T中，与热敏电阻膜5相对的部分处的红外线IR的透过率相对高于设置有配线部9的部分处的红外线IR的透过率。
因此，在本实施方式的电磁波传感器1E中，在测量用的热敏电阻元件4A中，在从测量对象放出的红外线IR从第1基板2侧通过高透过率层24入射到热敏电阻膜5的附近为止的期间，能够将红外线IR被热敏电阻膜5及其附近以外的部分吸收的情况抑制得较低。
高透过率层24例如能够作为防反射层发挥功能。在该情况下，作为高透过率层24的材料，能够使用硫化锌、氟化钇、硫属化物玻璃、锗、硅、硒化锌、砷化镓等。这些材料是与在上述第1绝缘体层8中例示的材料相比每单位厚度的红外线IR的透过率高的材料。
在将高透过率层24作为防反射层发挥功能的情况下，在从测量对象放出的红外线IR通过高透过率层24入射到热敏电阻膜5为止的期间，防止红外线IR在第1基板2与空间G的界面被反射，透过了第1基板2的红外线IR高效地入射到热敏电阻膜5侧。
如上所述，在本实施方式的电磁波传感器1E中，能够提高上述的热敏电阻元件4A对红外线IR的检测精度，并能够高精度地检测(拍摄)测量对象的温度分布(温度图像)。
此外，本发明不一定限定于上述实施方式，可以在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变更。
例如，关于上述防反射膜22，不仅可以是设置在第1基板2的一个面(与第2基板3相对的面)侧的结构，也可以是设置在第1基板2的另一个面(与第2基板3相对的面的相反侧的面)侧的结构。
另外，上述参照用的热敏电阻元件4B未必是必要的结构，也可以根据情况省略。
此外，在仅设置防反射膜22作为上述第1绝缘体层8的情况下，根据防反射膜22的材料，有时难以将现有技术的半导体工艺应用于用于形成上述孔部21或凹部23的工艺。因此，在第2实施方式的电磁波传感器1B和第4实施方式的电磁波传感器1D中，构成为不在上述的防反射膜22设置孔部21或凹部23，而在容易应用现有技术的半导体工艺的第1绝缘体层8设置孔部21或凹部23。
此外，应用了本发明的电磁波传感器未必限定于将上述的多个热敏电阻元件4排列成阵列状的红外线图像传感器的构成，也可以将本发明应用于以单体使用热敏电阻元件4的电磁波传感器、或将多个热敏电阻元件4排列成线状的电磁波传感器等。
另外，应用了本发明的电磁波传感器不一定限定于检测上述的红外线作为电磁波，例如也可以检测波长为30μm以上且3mm以下的太赫兹波。
Claims (11)
1.一种电磁波传感器，其特征在于，
包括：
基板，其对某特定波长的电磁波具有透过性；
绝缘体层，其设置于所述基板的一个面侧；
热敏电阻膜，其以与所述基板的一个面之间具有空间的方式配置；和
配线部，其设置于所述绝缘体层的内部或表面，并且与所述热敏电阻膜电连接，
在设置有所述绝缘体层的层中，与所述热敏电阻膜相对的部分的所述电磁波的透过率相对高于设置了所述配线部的部分的所述电磁波的透过率。
2.如权利要求1所述的电磁波传感器，其特征在于：
在与所述热敏电阻膜相对的部分设置有贯通所述绝缘体层的孔部。
3.如权利要求1所述的电磁波传感器，其特征在于：
在与所述热敏电阻膜相对的部分设置有使所述绝缘体层凹陷的凹部。
4.如权利要求1～3中任一项所述的电磁波传感器，其特征在于：
在与所述热敏电阻膜相对的部分设置有每单位厚度的所述电磁波的透过率比设置了所述配线部的部分的所述绝缘体层高的层。
5.如权利要求1～4中任一项所述的电磁波传感器，其特征在于：
在所述基板与所述绝缘体层之间设置有防反射膜。
6.如权利要求1～5中任一项所述的电磁波传感器，其特征在于：
所述绝缘体层具有氧化硅膜和设置在所述基板与所述氧化硅膜之间的氧化铝膜的层叠膜。
7.如权利要求1～6中任一项所述的电磁波传感器，其特征在于：
具有覆盖所述热敏电阻膜的至少一部分的电介质膜。
8.如权利要求1～7中任一项所述的电磁波传感器，其特征在于：
包括将所述热敏电阻膜与所述配线部之间电连接的连接部，
所述连接部具有：以在具有所述基板的厚度方向分量的方向上延伸的方式配置的腿部；和配置于在所述基板的厚度方向上与所述热敏电阻膜不重叠的位置的臂部，
所述臂部在所述连接部中位于所述热敏电阻膜与所述腿部之间，
所述腿部在所述连接部中位于所述配线部与所述臂部之间，
在设置了所述绝缘体层的层中，与所述臂部相对的部分的所述电磁波的透过率相对低于与所述热敏电阻膜相对的部分的所述电磁波的透过率。
9.如权利要求1～8中任一项所述的电磁波传感器，其特征在于：
包括与所述热敏电阻膜不同的参照用的热敏电阻膜，
在设置了所述绝缘体层的层中，与所述热敏电阻膜相对的部分的所述电磁波的透过率相对高于与所述参照用的热敏电阻膜相对的部分的所述电磁波的透过率。
10.一种电磁波传感器，其特征在于，
包括：
基板，其对某特定波长的电磁波具有透过性；
绝缘体层，其设置于所述基板的一个面侧；
热敏电阻膜，其以与所述基板的一个面之间具有空间的方式配置；和
配线部，其设置于所述绝缘体层的内部或表面，并且与所述热敏电阻膜电连接，
在所述基板与所述热敏电阻膜之间设置有贯通所述绝缘体层的孔部或使所述绝缘体层凹陷的凹部。
11.如权利要求1～10中任一项所述的电磁波传感器，其特征在于：
所述热敏电阻膜以阵列状排列有多个。
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