JP2000121431A - 焦電型赤外線センサ - Google Patents
焦電型赤外線センサInfo
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- JP2000121431A JP2000121431A JP10292257A JP29225798A JP2000121431A JP 2000121431 A JP2000121431 A JP 2000121431A JP 10292257 A JP10292257 A JP 10292257A JP 29225798 A JP29225798 A JP 29225798A JP 2000121431 A JP2000121431 A JP 2000121431A
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- pyroelectric
- insulating film
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高感度、高速熱応答性、高精度であり、周囲
温度の急激な変化にも対応可能であり小型化可能で量産
性に優れた赤外線センサを提供する。 【解決手段】 この焦電型赤外線センサは、半導体基板
１と、該半導体基板１の一方の表面に設けた下絶縁膜２
と、該下絶縁膜２を残すように該半導体基板の一部を除
去することにより形成されたピット３ａ，３ｂ及び該ピ
ット３ａ，３ｂを覆っている該下絶縁膜２よりなるダイ
ヤフラム４ａ，４ｂと、該ダイヤフラム４ａ上に形成さ
れた下部電極５、焦電体薄膜６及び上部電極７の積層体
よりなる焦電素子８と、ダイヤフラム４ｂの上方の上絶
縁膜９上に形成した補償温度検出用のサーミスタ薄膜１
０と、該サーミスタ薄膜１０上に形成した櫛形電極１１
とを有する。
温度の急激な変化にも対応可能であり小型化可能で量産
性に優れた赤外線センサを提供する。 【解決手段】 この焦電型赤外線センサは、半導体基板
１と、該半導体基板１の一方の表面に設けた下絶縁膜２
と、該下絶縁膜２を残すように該半導体基板の一部を除
去することにより形成されたピット３ａ，３ｂ及び該ピ
ット３ａ，３ｂを覆っている該下絶縁膜２よりなるダイ
ヤフラム４ａ，４ｂと、該ダイヤフラム４ａ上に形成さ
れた下部電極５、焦電体薄膜６及び上部電極７の積層体
よりなる焦電素子８と、ダイヤフラム４ｂの上方の上絶
縁膜９上に形成した補償温度検出用のサーミスタ薄膜１
０と、該サーミスタ薄膜１０上に形成した櫛形電極１１
とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は焦電型赤外線センサ
に係り、特に温度補償のためのサーミスタの配置を改良
した焦電型赤外線センサに関する。
に係り、特に温度補償のためのサーミスタの配置を改良
した焦電型赤外線センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】焦電型の赤外線センサにおいては、半導
体基板上に絶縁薄膜を形成し、この絶縁薄膜上に下部電
極と焦電体薄膜と上部電極を積層構造に設置している。
なお、熱応答性を向上させるために焦電体薄膜下部の半
導体基板層を除去し、ダイヤフラム構造としている。
体基板上に絶縁薄膜を形成し、この絶縁薄膜上に下部電
極と焦電体薄膜と上部電極を積層構造に設置している。
なお、熱応答性を向上させるために焦電体薄膜下部の半
導体基板層を除去し、ダイヤフラム構造としている。
【０００３】周知の通り、この焦電素子に赤外線が入射
して焦電体薄膜の温度が変化すると、焦電効果により上
部電極と下部電極に電荷が誘起され、起電力が生じる。
この起電力によって赤外線が検出される。なお、焦電効
果の特性上、入射する赤外線が時間的に変化する場合に
は高感度の出力が得られるが、入射赤外線が定常状態の
場合には出力が零となるので、定常的な赤外線を焦電素
子で検出する場合には、赤外線をチョッピングしてい
る。
して焦電体薄膜の温度が変化すると、焦電効果により上
部電極と下部電極に電荷が誘起され、起電力が生じる。
この起電力によって赤外線が検出される。なお、焦電効
果の特性上、入射する赤外線が時間的に変化する場合に
は高感度の出力が得られるが、入射赤外線が定常状態の
場合には出力が零となるので、定常的な赤外線を焦電素
子で検出する場合には、赤外線をチョッピングしてい
る。
【０００４】また、被測定物体の温度を非接触で測定す
るために、基準温度となる焦電体自身の温度を測定し、
温度補償を行う。通常は、サーミスタ等の温度検出器を
焦電型赤外線センサのパッケージに接着させて温度を測
定し、温度補償を行っている。
るために、基準温度となる焦電体自身の温度を測定し、
温度補償を行う。通常は、サーミスタ等の温度検出器を
焦電型赤外線センサのパッケージに接着させて温度を測
定し、温度補償を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構造の赤外
線センサでは、サーミスタ等の温度検出器で得られた温
度は焦電体自身の実際の温度と異なり、正確な温度補償
が行われない問題点があった。また、焦電体と別個に温
度素子を設けるために部品点数を多く必要とし、取り付
け等が煩雑であった。
線センサでは、サーミスタ等の温度検出器で得られた温
度は焦電体自身の実際の温度と異なり、正確な温度補償
が行われない問題点があった。また、焦電体と別個に温
度素子を設けるために部品点数を多く必要とし、取り付
け等が煩雑であった。
【０００６】また、周囲温度が急激に変化した場合、ダ
イヤフラム構造の焦電素子の熱容量と、補償用温度検出
器の熱容量とが異なるために、それぞれの周囲温度に対
する熱応答性に違いが生じ、被測定物体の温度を正確に
測定することが困難である。
イヤフラム構造の焦電素子の熱容量と、補償用温度検出
器の熱容量とが異なるために、それぞれの周囲温度に対
する熱応答性に違いが生じ、被測定物体の温度を正確に
測定することが困難である。
【０００７】本発明は部品点数が少なく、また、被測定
物体の温度の測定精度が高い焦電型赤外線センサを提供
することを目的とする。
物体の温度の測定精度が高い焦電型赤外線センサを提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の焦電型赤外線セ
ンサは、半導体基板、該半導体基板の一方の表面に設け
た下絶縁膜、該下絶縁膜を残すように該半導体基板の一
部を孔状に除去することにより形成された第１及び第２
のピット、該第１及び第２のピットを覆っている該下絶
縁膜よりなる第１及び第２のダイヤフラム、該第１のダ
イヤフラム上に形成された下部電極、焦電体薄膜及び上
部電極の積層体よりなる焦電素子、少なくとも該焦電素
子を覆っている上絶縁膜、並びに該第２のダイヤフラム
の上側の絶縁膜上に形成した補償温度検出用のサーミス
タ薄膜を備えてなるものである。
ンサは、半導体基板、該半導体基板の一方の表面に設け
た下絶縁膜、該下絶縁膜を残すように該半導体基板の一
部を孔状に除去することにより形成された第１及び第２
のピット、該第１及び第２のピットを覆っている該下絶
縁膜よりなる第１及び第２のダイヤフラム、該第１のダ
イヤフラム上に形成された下部電極、焦電体薄膜及び上
部電極の積層体よりなる焦電素子、少なくとも該焦電素
子を覆っている上絶縁膜、並びに該第２のダイヤフラム
の上側の絶縁膜上に形成した補償温度検出用のサーミス
タ薄膜を備えてなるものである。
【０００９】この焦電型赤外線センサは、焦電素子と薄
膜サーミスタとが１チップで形成されており、部品点数
が少なく組立てが容易である。また、焦電素子だけでな
く薄膜サーミスタもダイヤフラム構造の上に形成されて
おり、周囲温度が急激に変化した場合でも焦電体薄膜及
びサーミスタ薄膜の熱応答性は高速で且つほぼ等しいた
め、被測定物体の温度を正確に測定することができる。
膜サーミスタとが１チップで形成されており、部品点数
が少なく組立てが容易である。また、焦電素子だけでな
く薄膜サーミスタもダイヤフラム構造の上に形成されて
おり、周囲温度が急激に変化した場合でも焦電体薄膜及
びサーミスタ薄膜の熱応答性は高速で且つほぼ等しいた
め、被測定物体の温度を正確に測定することができる。
【００１０】本発明では、サーミスタ薄膜上に櫛形電極
が形成され、サーミスタ薄膜の抵抗値が該櫛形電極を介
して測定されるようにすることが好ましい。この場合、
櫛形電極の一部をレーザートリミング等によって切断
し、サーミスタ素子の抵抗値を調整することができる。
が形成され、サーミスタ薄膜の抵抗値が該櫛形電極を介
して測定されるようにすることが好ましい。この場合、
櫛形電極の一部をレーザートリミング等によって切断
し、サーミスタ素子の抵抗値を調整することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して実施の形態
について説明する。図１（ａ）は実施の形態に係る焦電
型赤外線センサの平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ
−Ｂ線に沿う断面図である。
について説明する。図１（ａ）は実施の形態に係る焦電
型赤外線センサの平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ
−Ｂ線に沿う断面図である。
【００１２】この焦電型赤外線センサは、半導体基板１
と、該半導体基板１の一方の表面（図の上面）に設けた
下絶縁膜２と、該下絶縁膜２を残すように該半導体基板
の一部を孔状に除去することにより形成された第１のピ
ット３ａ及び第２のピット３ｂと、各ピット３ａ，３ｂ
を覆っている該下絶縁膜２よりなる第１及び第２のダイ
ヤフラム４ａ，４ｂと、該第１のダイヤフラム４ａ上に
形成された下部電極５、焦電体薄膜６及び上部電極７の
積層体よりなる焦電素子８と、該焦電素子８及びその他
の下絶縁膜２上に設けた上絶縁膜９と、該上絶縁膜９の
第２のダイヤフラム４ｂの上方に形成した補償温度検出
用のサーミスタ薄膜１０と、該サーミスタ薄膜１０上に
形成した櫛形電極１１とを有する。
と、該半導体基板１の一方の表面（図の上面）に設けた
下絶縁膜２と、該下絶縁膜２を残すように該半導体基板
の一部を孔状に除去することにより形成された第１のピ
ット３ａ及び第２のピット３ｂと、各ピット３ａ，３ｂ
を覆っている該下絶縁膜２よりなる第１及び第２のダイ
ヤフラム４ａ，４ｂと、該第１のダイヤフラム４ａ上に
形成された下部電極５、焦電体薄膜６及び上部電極７の
積層体よりなる焦電素子８と、該焦電素子８及びその他
の下絶縁膜２上に設けた上絶縁膜９と、該上絶縁膜９の
第２のダイヤフラム４ｂの上方に形成した補償温度検出
用のサーミスタ薄膜１０と、該サーミスタ薄膜１０上に
形成した櫛形電極１１とを有する。
【００１３】次に、この焦電型赤外線センサの製造法に
ついて図２〜４を参照して説明する。以下、ウエハ内に
赤外線センサ素子を大量に作製するので、図２〜４中で
は１個の赤外線センサ素子で説明を行う。また、図面を
明瞭とするために図２，４では断面のハッチングの図示
を省略してある。
ついて図２〜４を参照して説明する。以下、ウエハ内に
赤外線センサ素子を大量に作製するので、図２〜４中で
は１個の赤外線センサ素子で説明を行う。また、図面を
明瞭とするために図２，４では断面のハッチングの図示
を省略してある。
【００１４】図２（ａ）の通り、厚さが１００〜５００
μｍ例えば約４００μｍ程度の（１００）面配向した基
板１（シリコンウエハ）の両面に下絶縁膜２，２’とし
て０．１〜２μｍ例えば約１μｍ程度のシリコン酸化膜
をウエット酸化、ＣＶＤ法、ドライ酸化等により形成す
る。この下絶縁膜２，２’は、シリコン酸化物だけでな
く各種酸化物やＣＶＤ法により形成する窒化シリコン膜
などの各種窒化物でもよい。なお、下絶縁膜は応力緩和
あるいは機械的強度等を考慮して多層膜構造の方がよい
が、単層膜でも構わない。
μｍ例えば約４００μｍ程度の（１００）面配向した基
板１（シリコンウエハ）の両面に下絶縁膜２，２’とし
て０．１〜２μｍ例えば約１μｍ程度のシリコン酸化膜
をウエット酸化、ＣＶＤ法、ドライ酸化等により形成す
る。この下絶縁膜２，２’は、シリコン酸化物だけでな
く各種酸化物やＣＶＤ法により形成する窒化シリコン膜
などの各種窒化物でもよい。なお、下絶縁膜は応力緩和
あるいは機械的強度等を考慮して多層膜構造の方がよい
が、単層膜でも構わない。
【００１５】焦電体薄膜６の下部電極５及び引き出し電
極１３を形成するためにウエハ全面にスパッタリング法
により厚さ０．２〜１．０μｍ例えば０．５μｍの白金
（Ｐｔ）薄膜を形成する。この白金薄膜上の全面に感光
性樹脂を形成し、所定のフォトマスクを用いて露光し、
現像処理を行い、感光性樹脂をパターニングし、その後
この感光性樹脂をマスクとして白金薄膜をエッチング
し、所定の形状にパターニングすることにより下部電極
５及び引き出し電極１３を形成する。
極１３を形成するためにウエハ全面にスパッタリング法
により厚さ０．２〜１．０μｍ例えば０．５μｍの白金
（Ｐｔ）薄膜を形成する。この白金薄膜上の全面に感光
性樹脂を形成し、所定のフォトマスクを用いて露光し、
現像処理を行い、感光性樹脂をパターニングし、その後
この感光性樹脂をマスクとして白金薄膜をエッチング
し、所定の形状にパターニングすることにより下部電極
５及び引き出し電極１３を形成する。
【００１６】白金のエッチャントとして王水を用いるこ
とができる。
とができる。
【００１７】次に、白金薄膜上を含めて全面に焦電体薄
膜を形成する。この焦電体薄膜はＰｂＴｉＯ3、Ｐｂ
（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3
等焦電体であればよい。焦電体薄膜は、スピンコート法
により形成してもよい。ＰｂＴｉＯ3薄膜の場合であれ
ば、例えば鉛、チタンの酸化物ターゲットを用いてスパ
ッタリング法によりチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）の焦電
体薄膜を形成することができる。この膜厚は０．５〜２
μｍ例えば１．０μｍ程度とされる。スパッタ条件は、
例えば基板温度６００℃、５０％の酸素を添加したアル
ゴンガス雰囲気中で、高周波パワー１５０Ｗ程度とする
ことができる。
膜を形成する。この焦電体薄膜はＰｂＴｉＯ3、Ｐｂ
（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3
等焦電体であればよい。焦電体薄膜は、スピンコート法
により形成してもよい。ＰｂＴｉＯ3薄膜の場合であれ
ば、例えば鉛、チタンの酸化物ターゲットを用いてスパ
ッタリング法によりチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）の焦電
体薄膜を形成することができる。この膜厚は０．５〜２
μｍ例えば１．０μｍ程度とされる。スパッタ条件は、
例えば基板温度６００℃、５０％の酸素を添加したアル
ゴンガス雰囲気中で、高周波パワー１５０Ｗ程度とする
ことができる。
【００１８】このように形成された焦電体薄膜上の全面
に感光性樹脂を形成し、所定のフォトマスクを用いて露
光し、現像処理を行い、感光性樹脂をパターニングし、
その後この感光性樹脂をマスクとして焦電体薄膜をエッ
チングし、下部電極５の上側に焦電体薄膜６を形成す
る。焦電体薄膜のエッチャントとしては、例えばフッ化
水素酸と希塩酸の混合液を用いることができる。
に感光性樹脂を形成し、所定のフォトマスクを用いて露
光し、現像処理を行い、感光性樹脂をパターニングし、
その後この感光性樹脂をマスクとして焦電体薄膜をエッ
チングし、下部電極５の上側に焦電体薄膜６を形成す
る。焦電体薄膜のエッチャントとしては、例えばフッ化
水素酸と希塩酸の混合液を用いることができる。
【００１９】焦電体薄膜６の上部電極７及び引き出し電
極１４を形成するために、ウエハ全面にスパッタリング
法により金を０．２〜１．０μｍ例えば０．５μｍ厚に
形成する。この金薄膜上の全面に感光性樹脂を形成し、
所定のフォトマスクを用いて露光し、現像処理を行い、
感光性樹脂をパターニングし、その後この感光性樹脂を
マスクとして金薄膜をエッチングし、焦電体薄膜上部に
上部電極７及び引き出し電極１４を形成する。図２
（ｂ）はこの状態を示している。
極１４を形成するために、ウエハ全面にスパッタリング
法により金を０．２〜１．０μｍ例えば０．５μｍ厚に
形成する。この金薄膜上の全面に感光性樹脂を形成し、
所定のフォトマスクを用いて露光し、現像処理を行い、
感光性樹脂をパターニングし、その後この感光性樹脂を
マスクとして金薄膜をエッチングし、焦電体薄膜上部に
上部電極７及び引き出し電極１４を形成する。図２
（ｂ）はこの状態を示している。
【００２０】次に、図２（ｃ）の通り、上絶縁膜９を形
成するために、全面にスパッタリング法によりシリコン
酸化物等の各種酸化物やＣＶＤ法により窒化シリコン膜
などの各種窒化物を形成する。この上絶縁膜９の厚みは
０．５〜２μｍ例えば１．０μｍ程度が好ましい。シリ
コン酸化膜を形成する場合、スパッタ条件は、例えば基
板温度２００℃、アルゴンガス雰囲気中で高周波パワー
８００Ｗ程度とすることができる。
成するために、全面にスパッタリング法によりシリコン
酸化物等の各種酸化物やＣＶＤ法により窒化シリコン膜
などの各種窒化物を形成する。この上絶縁膜９の厚みは
０．５〜２μｍ例えば１．０μｍ程度が好ましい。シリ
コン酸化膜を形成する場合、スパッタ条件は、例えば基
板温度２００℃、アルゴンガス雰囲気中で高周波パワー
８００Ｗ程度とすることができる。
【００２１】このようにして形成された上絶縁膜９上の
全面にマンガン、コバルト等の金属あるいは酸化物ター
ゲットを用いたスパッタリング法や、マンガン、コバル
トの有機金属塗布溶液によるスピンコート法によりサー
ミスタ薄膜を形成する。サーミスタ薄膜の膜厚は０．３
〜２μｍ例えば０．６μｍ程度が好ましい。サーミスタ
薄膜をスパッタリングで形成する場合、スパッタ条件
を、基板温度２００℃、ターゲット組成をマンガン３５
ｍｏｌ％、コバルト６５ｍｏｌ％とし、２０％の酸素を
添加したアルゴンガス雰囲気中で、高周波パワー４５０
Ｗとすることにより、Ｂ定数が約４１００Ｋのサーミス
タ薄膜が得られる。
全面にマンガン、コバルト等の金属あるいは酸化物ター
ゲットを用いたスパッタリング法や、マンガン、コバル
トの有機金属塗布溶液によるスピンコート法によりサー
ミスタ薄膜を形成する。サーミスタ薄膜の膜厚は０．３
〜２μｍ例えば０．６μｍ程度が好ましい。サーミスタ
薄膜をスパッタリングで形成する場合、スパッタ条件
を、基板温度２００℃、ターゲット組成をマンガン３５
ｍｏｌ％、コバルト６５ｍｏｌ％とし、２０％の酸素を
添加したアルゴンガス雰囲気中で、高周波パワー４５０
Ｗとすることにより、Ｂ定数が約４１００Ｋのサーミス
タ薄膜が得られる。
【００２２】このようにして形成されたサーミスタ薄膜
上の全面に感光性樹脂を形成し、所定のフォトマスクを
用いて、露光し、現像処理を行い、感光性樹脂をパター
ニングし、その後この感光性樹脂をマスクとしてサーミ
スタ薄膜をエッチングし、第２のダイヤフラム４ｂの上
方位置にサーミスタ薄膜１０を形成する。図２（ｄ）は
この状態を示す。このサーミスタ薄膜のエッチャントと
しては例えば希塩酸を用いることができる。
上の全面に感光性樹脂を形成し、所定のフォトマスクを
用いて、露光し、現像処理を行い、感光性樹脂をパター
ニングし、その後この感光性樹脂をマスクとしてサーミ
スタ薄膜をエッチングし、第２のダイヤフラム４ｂの上
方位置にサーミスタ薄膜１０を形成する。図２（ｄ）は
この状態を示す。このサーミスタ薄膜のエッチャントと
しては例えば希塩酸を用いることができる。
【００２３】次に、感光性樹脂を形成し、所定のフォト
マスクを用いて露光し、現像処理を行い、感光性樹脂を
パターニングし、その後この感光性樹脂をマスクとし
て、引き出し電極１３の上側の上絶縁膜９にフッ化水素
酸をエッチング液として用い、ワイヤボンディング用パ
ット部としてのスルーホール１６を形成する。図２
（ｅ）はこの状態を示す。
マスクを用いて露光し、現像処理を行い、感光性樹脂を
パターニングし、その後この感光性樹脂をマスクとし
て、引き出し電極１３の上側の上絶縁膜９にフッ化水素
酸をエッチング液として用い、ワイヤボンディング用パ
ット部としてのスルーホール１６を形成する。図２
（ｅ）はこの状態を示す。
【００２４】次に、櫛形電極１１等を形成するためにサ
ーミスタ薄膜上の全面を含めてスパッタリング法により
金の薄膜を形成する。金薄膜の厚みは０．２〜１．０μ
ｍ例えば０．５μｍ程度が好ましい。この金薄膜をフォ
トエッチングすることにより櫛形電極１１、サーミスタ
引き出し電極１８及びワイヤボンディング用パット部１
９，２０を形成する。その後、櫛形電極１１の一部をレ
ーザトリミングにより切断（符号２４）し、ウエハ内の
各サーミスタ素子の抵抗値調整を行う。図２（ｆ）及び
図３はこの状態を示す。
ーミスタ薄膜上の全面を含めてスパッタリング法により
金の薄膜を形成する。金薄膜の厚みは０．２〜１．０μ
ｍ例えば０．５μｍ程度が好ましい。この金薄膜をフォ
トエッチングすることにより櫛形電極１１、サーミスタ
引き出し電極１８及びワイヤボンディング用パット部１
９，２０を形成する。その後、櫛形電極１１の一部をレ
ーザトリミングにより切断（符号２４）し、ウエハ内の
各サーミスタ素子の抵抗値調整を行う。図２（ｆ）及び
図３はこの状態を示す。
【００２５】ウエハ内のサーミスタ素子の抵抗値バラツ
キはトリミング前で約１０％程度であるがトリミング後
でバラツキ約１％にまで小さくすることができる。な
お、ウエハ内の各サーミスタ素子の抵抗値バラツキが小
さい場合には、トリミングによる抵抗値調整は省くこと
ができる。
キはトリミング前で約１０％程度であるがトリミング後
でバラツキ約１％にまで小さくすることができる。な
お、ウエハ内の各サーミスタ素子の抵抗値バラツキが小
さい場合には、トリミングによる抵抗値調整は省くこと
ができる。
【００２６】基板１の両面の全面に感光性樹脂を形成
し、所定のフォトマスクを用いて露光し、現像処理を行
い、感光性樹脂をパターニングし、その後この感光性樹
脂をマスクとして、フッ化水素酸をエッチング液とし、
基板１の裏面のダイヤフラム４ａ，４ｂ形成予定部（ピ
ット３ａ，３ｂの形成予定部）の下絶縁膜２’をエッチ
ングにより取り除く。
し、所定のフォトマスクを用いて露光し、現像処理を行
い、感光性樹脂をパターニングし、その後この感光性樹
脂をマスクとして、フッ化水素酸をエッチング液とし、
基板１の裏面のダイヤフラム４ａ，４ｂ形成予定部（ピ
ット３ａ，３ｂの形成予定部）の下絶縁膜２’をエッチ
ングにより取り除く。
【００２７】裏面の残った下絶縁膜２’をマスクとし
て、パターンに従って、例えば水酸化テトラメチルアン
モニウムを約９０℃に加熱したエッチャントを用いた異
方性エッチングにより、焦電体薄膜領域下の半導体基板
１を除去し、ピット３ａ，３ｂを形成することによりダ
イヤフラム４ａ，４ｂを作製する。
て、パターンに従って、例えば水酸化テトラメチルアン
モニウムを約９０℃に加熱したエッチャントを用いた異
方性エッチングにより、焦電体薄膜領域下の半導体基板
１を除去し、ピット３ａ，３ｂを形成することによりダ
イヤフラム４ａ，４ｂを作製する。
【００２８】次に、シリコンウエハをダイシングマシー
ンにより例えば２．０×２．０ｍｍのチップ状に切断す
ることにより複数個の赤外線センサが得られる。前記図
１はこの状態を示している。この赤外線センサを赤外線
透過窓を有した気密封止可能なカンパッケージ３０内に
配置し、ワイヤボンディング３１による接続を行うこと
によりセンサ製品とされる。
ンにより例えば２．０×２．０ｍｍのチップ状に切断す
ることにより複数個の赤外線センサが得られる。前記図
１はこの状態を示している。この赤外線センサを赤外線
透過窓を有した気密封止可能なカンパッケージ３０内に
配置し、ワイヤボンディング３１による接続を行うこと
によりセンサ製品とされる。
【００２９】なお、赤外線の吸収を良くするために、図
４に示すように焦電素子８を覆う上絶縁膜９の上に、金
属薄板に所定の形状の孔をあけたマスクを用いて窒素ガ
ス雰囲気中でＡｕを真空蒸着させること等により黒体２
６を形成するのが好ましい。ただし、黒体２６がなくと
も焦電素子の出力は使用上問題はないレベルになる。
４に示すように焦電素子８を覆う上絶縁膜９の上に、金
属薄板に所定の形状の孔をあけたマスクを用いて窒素ガ
ス雰囲気中でＡｕを真空蒸着させること等により黒体２
６を形成するのが好ましい。ただし、黒体２６がなくと
も焦電素子の出力は使用上問題はないレベルになる。
【００３０】かかる焦電型赤外線センサ及びその製造方
法にあっては、焦電素子８と温度補償用サーミスタ薄膜
１０が１チップで形成できるので、部品点数の削減及び
取り付けが簡単となり、低コスト化、小型化が可能であ
る。また、焦電素子領域及びサーミスタ領域の下側をそ
れぞれダイヤフラム構造にしたことにより、高感度で高
速熱応答性の赤外線センサを得ることができる。
法にあっては、焦電素子８と温度補償用サーミスタ薄膜
１０が１チップで形成できるので、部品点数の削減及び
取り付けが簡単となり、低コスト化、小型化が可能であ
る。また、焦電素子領域及びサーミスタ領域の下側をそ
れぞれダイヤフラム構造にしたことにより、高感度で高
速熱応答性の赤外線センサを得ることができる。
【００３１】また、ダイヤフラム４ａ，４ｂの構成を全
く同一構造とすることにより、焦電体自身の温度を正確
に測定することが可能となり、さらに、周囲温度が急激
に変化した場合でも、焦電体薄膜、サーミスタ薄膜の熱
応答性は高速でかつ等しいため、被測定物体の温度を正
確にかつ計測することができ、高精度の赤外線センサを
得ることができる。
く同一構造とすることにより、焦電体自身の温度を正確
に測定することが可能となり、さらに、周囲温度が急激
に変化した場合でも、焦電体薄膜、サーミスタ薄膜の熱
応答性は高速でかつ等しいため、被測定物体の温度を正
確にかつ計測することができ、高精度の赤外線センサを
得ることができる。
【００３２】また、櫛形電極１１のレーザトリミングに
よりサーミスタ薄膜１０の抵抗値調整が可能であり、高
精度薄膜サーミスタを得ることができるため、量産性に
優れた高精度の赤外線センサを得ることができる。
よりサーミスタ薄膜１０の抵抗値調整が可能であり、高
精度薄膜サーミスタを得ることができるため、量産性に
優れた高精度の赤外線センサを得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】以上の通り、本発明によると、高感度、
高速熱応答性、高精度であり、周囲温度の急激な変化に
も対応可能であり小型化可能で量産性に優れた赤外線セ
ンサが安価に提供される。
高速熱応答性、高精度であり、周囲温度の急激な変化に
も対応可能であり小型化可能で量産性に優れた赤外線セ
ンサが安価に提供される。
【図１】図１（ａ）は実施の形態に係る焦電型赤外線セ
ンサの平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿
う断面図である。
ンサの平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿
う断面図である。
【図２】実施の形態に係る焦電型赤外線センサの製造法
の説明図である。
の説明図である。
【図３】実施の形態に係る焦電型赤外線センサの製造法
の説明図である。
の説明図である。
【図４】実施の形態に係る焦電型赤外線センサの断面図
である。
である。
【図５】実施の形態に係る焦電型赤外線センサを備えた
赤外線センサ製品の内部透視図である。
赤外線センサ製品の内部透視図である。
１ 半導体基板 ２，２’ 下絶縁膜 ４ａ 第１のダイヤフラム ４ｂ 第２のダイヤフラム ５ 下部電極 ６ 焦電体薄膜 ７ 上部電極 ８ 焦電素子 ９ 上絶縁膜 １０ サーミスタ薄膜 １１ 櫛形電極
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板、 該半導体基板の一方の表面に設けた下絶縁膜、 該下絶縁膜を残すように該半導体基板の一部を孔状に除
去することにより形成された第１及び第２のピット、 該第１及び第２のピットを覆っている該下絶縁膜よりな
る第１及び第２のダイヤフラム、 該第１のダイヤフラム上に形成された下部電極、焦電体
薄膜及び上部電極の積層体よりなる焦電素子、 少なくとも該焦電素子を覆っている上絶縁膜、並びに該
第２のダイヤフラムの上側の絶縁膜上に形成した補償温
度検出用のサーミスタ薄膜を備えてなる焦電型赤外線セ
ンサ。 - 【請求項２】 請求項１において、前記サーミスタ薄膜
上に櫛形電極が形成され、サーミスタ薄膜の抵抗値が該
櫛形電極を介して測定されることを特徴とする焦電型赤
外線センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10292257A JP2000121431A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | 焦電型赤外線センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10292257A JP2000121431A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | 焦電型赤外線センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000121431A true JP2000121431A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=17779464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10292257A Pending JP2000121431A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | 焦電型赤外線センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000121431A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002122497A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Denso Corp | 薄膜センシング部を有する半導体装置及びその製造方法 |
| JP2006170895A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Horiba Ltd | 赤外線検出素子の製造方法 |
| WO2009008258A1 (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | センサ装置及びその製造方法 |
| JP2009133825A (ja) * | 2007-11-09 | 2009-06-18 | Mitsubishi Electric Corp | 赤外線撮像素子およびその製造方法 |
| CN102812339A (zh) * | 2010-06-25 | 2012-12-05 | 松下电器产业株式会社 | 热电型红外线检测元件及使用其的红外线传感器 |
| CN103134598A (zh) * | 2011-12-01 | 2013-06-05 | 精工爱普生株式会社 | 传感器装置的制造方法及传感器装置 |
| JP2013113833A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-10 | Seiko Epson Corp | センサー装置の製造方法及びセンサー装置 |
| JP2013113834A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-10 | Seiko Epson Corp | センサー装置の製造方法及びセンサー装置 |
| CN104115288A (zh) * | 2011-12-19 | 2014-10-22 | 派洛斯有限公司 | 具有高测量准确度的红外光传感器芯片与用于制造红外光传感器芯片的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0590646A (ja) * | 1991-03-05 | 1993-04-09 | Citizen Watch Co Ltd | サーモパイル型赤外線センサおよびその製造方法 |
| JPH06147995A (ja) * | 1992-11-06 | 1994-05-27 | Murata Mfg Co Ltd | 赤外線検出装置 |
| JPH11344377A (ja) * | 1998-06-02 | 1999-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 赤外線検知素子およびその製造方法 |
-
1998
- 1998-10-14 JP JP10292257A patent/JP2000121431A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0590646A (ja) * | 1991-03-05 | 1993-04-09 | Citizen Watch Co Ltd | サーモパイル型赤外線センサおよびその製造方法 |
| JPH06147995A (ja) * | 1992-11-06 | 1994-05-27 | Murata Mfg Co Ltd | 赤外線検出装置 |
| JPH11344377A (ja) * | 1998-06-02 | 1999-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 赤外線検知素子およびその製造方法 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002122497A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Denso Corp | 薄膜センシング部を有する半導体装置及びその製造方法 |
| JP4581215B2 (ja) * | 2000-10-13 | 2010-11-17 | 株式会社デンソー | 薄膜センシング部を有する半導体装置の製造方法 |
| JP2006170895A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Horiba Ltd | 赤外線検出素子の製造方法 |
| WO2009008258A1 (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | センサ装置及びその製造方法 |
| JP2009133825A (ja) * | 2007-11-09 | 2009-06-18 | Mitsubishi Electric Corp | 赤外線撮像素子およびその製造方法 |
| CN102812339A (zh) * | 2010-06-25 | 2012-12-05 | 松下电器产业株式会社 | 热电型红外线检测元件及使用其的红外线传感器 |
| CN103134598A (zh) * | 2011-12-01 | 2013-06-05 | 精工爱普生株式会社 | 传感器装置的制造方法及传感器装置 |
| JP2013113833A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-10 | Seiko Epson Corp | センサー装置の製造方法及びセンサー装置 |
| JP2013113834A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-10 | Seiko Epson Corp | センサー装置の製造方法及びセンサー装置 |
| CN104115288A (zh) * | 2011-12-19 | 2014-10-22 | 派洛斯有限公司 | 具有高测量准确度的红外光传感器芯片与用于制造红外光传感器芯片的方法 |
| US9207126B2 (en) | 2011-12-19 | 2015-12-08 | Pyreos Ltd. | Infrared light sensor chip with high measurement accuracy and method for producing the infrared light sensor chip |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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