JP2001264441A - カロリーメーターとその製造方法 - Google Patents
カロリーメーターとその製造方法Info
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Abstract
置するときに、機械的な強度の点で優れているカロリー
メーターとその製造方法を得ること。 【解決手段】 放射線のエネルギーを熱に変換する吸収
体6と、超伝導転移を利用して熱を電気信号に変換する
抵抗体5が、熱伝導率を決定するメンブレン4上に配置
されており、メンブレン4が基板8に取り付けられてい
るカロリーメーター1において、基板8がエッチング層
2とエッチング停止層9と支持基板10の3層構造から
なっており、メンブレン4がエッチング停止層9とエッ
チング層2の厚み分だけ隔てて配置されるカロリーメー
ター1とする。
Description
器に関し、熱伝導をコントロールするメンブレンが基板
と一定の距離をもって配置されるカロリーメーターとそ
の製造方法に関する。
ーターの開発が各研究機関で行われている。参考文献と
して、例えばApplied Physics Letters 66,1988(1995)
がある。カロリーメーターは、放射線を吸収し、放射線
のエネルギーを熱エネルギーに変換する吸収体と、熱エ
ネルギーを電気信号に変換する吸収体に取り付けられた
抵抗体と、熱を外部に放出するメンブレンから構成され
ている。カロリーメーターは、抵抗体に流れる電流によ
り発生するジュール熱と、メンブレンを通して外部に放
出される熱がバランスされることにより、定常状態を保
っている。メンブレンはマイクロマシン技術を応用し
た、薄さ1μm程度の薄い絶縁体を用いている。絶縁体
として窒化シリコン膜が用いられている。
成方法は、少なくとも片面窒化シリコンを成膜したシリ
コン基板を用い、窒化シリコンを成膜した面に吸収体と
抵抗体を作製した後、裏面からシリコンをエッチングす
る手段を用いていた(参考文献:IEEE Trans. Appl. Su
per. 5,2690(1995))。また、従来の手法では、裏面か
らシリコンをエッチングするため、両面パターニングを
行なう必要があった。そのため、ウエハーの両面が露光
機ホルダーに接地するため、素子が汚染される心配があ
る。また、シリコンを裏面からエッチングすると、ウエ
ハーの厚み分を全部エッチングするため、機械的な強度
が弱くなることが予想される。特に、カロリーメーター
をアレイ化するときには、アレイの数だけ裏面からエッ
チングする必要があり、基板全体の機械的強度がさらに
弱くなることが予想される。また、従来犠牲層を用いた
メンブレンの作製方法が示されている。基板上に犠牲層
を成膜し、その上に絶縁膜を成膜し犠牲層をエッチング
することにより、メンブレンを作製していた。しかし、
この方法だとメンブレンの一部に必ず段差が生じるた
め、クラック等が入りやすく機械的な強度を保つことが
困難である。
るために、放射線のエネルギーを熱に変換する吸収体
と、超伝導転移を利用して熱を電気信号に変換する抵抗
体が、熱伝導率を決定するメンブレン上に配置されてお
り、メンブレンが基板に取り付けられているカロリーメ
ーターにおいて、基板がエッチング層とエッチング停止
層と支持基板の3層構造からなっており、メンブレンが
エッチング停止層とエッチング層の厚み分だけ隔てて配
置されることを特徴とするカロリーメーターとする。
った下部には支持基板が存在する。エッチング層の厚み
を例えば30μm,支持基板が例えば500μの場合、
エッチング層に対して支持基板は十分厚いため、エッチ
ング層をエッチングした後の基板の機械的強度は十分強
い。また、メンブレンを橋型にした場合、長さや幅を変
えることにより、設計にあわせた熱伝導度をもつメンブ
レンをえることができる。また、エッチング層とエッチ
ング停止層と支持基板の3層構造の基板を用い、エッチ
ング層側に成膜されたメンブレン上に素子を形成するこ
とにより、素子とメンブレンのパターニングが同一面に
なり、パターン面を汚す心配がなくなる。
吸収体と、超伝導転移を利用して熱を電気信号に変換す
る抵抗体が、熱伝導率を決定するメンブレン上に配置さ
れており、メンブレンが基板に取り付けられているカロ
リーメーターであり、基板がエッチング層とエッチング
停止層と支持基板の3層構造からなっており、メンブレ
ンを所定の方向に配置してエッチング層側からエッチン
グ層をエッチングする工程を含むことを特徴とするカロ
リーメーターの製造方法とする。
をウェットエッチングにより容易にエッチングすること
が可能であり、メンブレンは支持基板とエッチング層の
厚み分だけ隔てて配置することが可能となる。特にエッ
チング層が面方位(100)のシリコンからなり、メン
ブレンの方位は<100>に配置することにより短時間
でエッチング層をエッチングすることが可能である。
吸収体と、超伝導転移を利用して熱を電気信号に変換す
る抵抗体が、熱伝導率を決定するメンブレン上に配置さ
れており、メンブレンが基板に取り付けられているカロ
リーメーターであり、基板がエッチング層とエッチング
停止層と支持基板の3層構造からなっており、エッチン
グ層の一部にくぼみを設ける工程と、犠牲層を堆積する
工程と、エッチング層表面を平坦化する工程と、エッチ
ング層側からエッチング層をエッチングする工程を含む
カロリーメーターの製造方法とする。
め、犠牲層となる非結晶材料をエッチングした後に形成
されたメンブレンに段差は発生しない。そのためメンブ
レンの段差に発生するクラック等に影響されないため、
メンブレンの機械的強度が向上する。また、非結晶層は
結晶性がないため、エッチング速度も速い。そのため、
カロリーメーターの作製時間を短縮することができる。
また、非結晶層は結晶性がないため、メンブレンの形状
は自由に選択することができ、熱伝導率を調整しやすく
なる。
イスを有するカロリーメーターとその製造方法の実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施
の形態によりこの発明が限定されるものではない。 (実施の形態1)図1は、放射線のエネルギーを熱に変
換する吸収体と、超伝導転移を利用して熱を電気信号に
変換する抵抗体が、熱伝導率を決定するメンブレン上に
配置されており、メンブレンが基板に取り付けられてい
るカロリーメーターにおいて、基板がエッチング層とエ
ッチング停止層と支持基板の3層構造からなっており、
メンブレンがエッチング停止層とエッチング層の厚み分
だけ隔てて配置されるカロリーメーターを表した模式図
である。
きの模式図である。また図1(a)は、図1(b)の点
線に沿った断面図に対応している。
一部がエッチングされた穴3を横切るように配置された
メンブレン4上に、抵抗体5と吸収体6と超伝導配線7
が積層され構成されている。
グ停止層9と支持基板10の3層構造で構成されてい
る。基板8としてSilicon- On ? Insulator(SOI)ウ
エハーを用いることができる。SOI基板は、薄いシリコ
ン層と酸化膜と厚いシリコン基板の3層で構成されてい
る。薄いシリコン層をエッチング層2,酸化膜をエッチ
ング停止層9,厚いシリコン基板を支持基板10として
用いることができる。エッチング層2の厚みはメンブレ
ン4とエッチング停止層9が十分離れるように十分厚く
したほうがよいが、エッチング層2が厚いとエッチング
の時間が長くなるため、数十ミクロン程度にするのが好
ましい。エッチング停止層9は、エッチング層2とエッ
チングの選択比が十分大きければ0.1ミクロンもあれ
ば十分である。支持基板10はマイクロカロリーメータ
ー1の機械的強度を大きくするため数百ミクロン以上で
あることが好ましい。メンブレン4の材料として例えば
シリコン窒化膜を選ぶことができる。メンブレン4は、
エッチング停止層9とエッチング層2の厚み分だけ隔て
て配置されている。その結果、メンブレンより一定の距
離をもった下部には支持基板が存在する。エッチング層
の厚みを例えば30μm,支持基板が例えば500μm
の場合、エッチング層に対して支持基板は十分厚いた
め、エッチング層をエッチングした後の基板の機械的強
度は十分強い。
常に一定の電圧が印加されており、抵抗体5には一定の
ジュール熱が発生する。ジュール熱はメンブレン4を伝
わり支持基板10へと拡散する。ジュール熱とメンブレ
ン4を伝わり支持基板10へ拡散する熱とは熱平衡状態
にあり、メンブレン4の形状や厚みを変化させることに
より、熱の逃げやすさをコントロールすることができ
る。メンブレン4を例えば橋型にした場合、長さや幅を
変えることにより、所望する設計値の熱伝導度をもつメ
ンブレン4をえることができる。メンブレン4の形状
は、橋型だけでなく網目状などの形状であってもかまわ
ない。
支持基板の3層構造の基板を用い、エッチング層側に成
膜されたメンブレン上に素子を形成することにより、素
子とメンブレンのパターニングが同一面になり、パター
ン面を汚す心配がなくなる。
換する吸収体と、超伝導転移を利用して熱を電気信号に
変換する抵抗体が、熱伝導率を決定するメンブレン上に
配置されており、メンブレンが基板に取り付けられてい
るカロリーメーターにおいて、基板がエッチング層とエ
ッチング停止層と支持基板の3層構造からなっており、
メンブレンがエッチング停止層とエッチング層の厚み分
だけ隔てて配置されるカロリーメーターとすることによ
り、従来のシリコン基板を用いたメンブレンと比較し、
素子の機械的強度を大きくすることができ、アレイ化に
適したカロリーメーターを得ることができる。 (実施の形態2)図2〜5は、放射線のエネルギーを熱
に変換する吸収体と、超伝導転移を利用して熱を電気信
号に変換する抵抗体が、熱伝導率を決定するメンブレン
上に配置されており、メンブレンが基板に取り付けられ
ているカロリーメーターであり、基板がエッチング層と
エッチング停止層と支持基板の3層構造からなってお
り、メンブレンを所定の方向に配置してエッチング層側
からエッチング層をエッチングする工程を含むカロリー
メーターの製造方法の模式図である。
グ停止層22と支持基板23の3層構造からなる基板2
4上に絶縁膜25を成膜し、絶縁膜25上にエッチング
マスク26が形成された模式図である。
r)基板を用いることができる。SOI基板は、薄いシリコ
ン層と酸化膜と厚いシリコン基板の3層で構成されてい
る。薄いシリコン層をエッチング層21,酸化膜をエッ
チング停止層22,厚いシリコン基板を支持基板23と
して用いることができる。図2(b)は、図2(a)の絶縁膜
25側からみた模式図である。用いるSOI基板の面方位
は(100)面が好ましい。SOI基板に成膜する絶縁膜
25は、例えばシリコン窒化膜を用いることができる。
また絶縁膜25は、SOI基板のエッチング層21側に成
膜する。成膜手段は、例えばLPCVD(Low Pressure Chemi
cal Vapor Deposition)、Plasma-CVD、スパッタを用い
ることができる。ただし、膜のストレスがなるべく少な
くなるようにした方がよい。絶縁膜25の厚みは、熱コ
ンダクタンスの設計パラメーターに依存するが、0.1
μm〜2μmが適当である。次に、エッチングマスク26
の設計方法について説明する。エッチングマスク26に
用いる材料は、絶縁膜25のエッチングに対して耐エッ
チング性があるものを選択する必要がある。絶縁膜25
をシリコン窒化膜とした場合、RIE(Reactive Ion Etchi
ng)などのドライエッチングで抜くことができる。この
場合、エッチングマスク26の材料として例えばアルミ
ニウムやレジストを用いることができる。エッチングマ
スク26の形状は、例えば図2(b)のよう三角型のパタ
ーンを選ぶことができる。なおエッチングマスク26の
形状は、図2(b)に限定はされない。
図3に示す。図3(a)は、図2(a)において絶縁膜25を
エッチングした模式図であり、図3(b)は図3(a)を絶縁
膜25の方向からみた模式図である。例えば絶縁膜25
をシリコン窒化膜とした場合、RIEを用いてエッチング
することができる。エッチングガスは、例えばSF6とO2
の混合ガスを用いることができる。例えば、RIEのパワ
ーは数十W程度、ガス流量は100sccm以下、SF6とO2
の流量比は5対1程度、圧力は数Pa程度にするとSOI基板
と選択比を得ることができ、絶縁膜25をエッチングす
ることができる。
スクを剥離し、橋状に形成された絶縁膜25上に抵抗体
27と吸収体28を形成した工程を示す模式図である。
図4(b)は、図4(a)を絶縁膜25方向から見たときの模
式図である。また、図4(a)は、図4(b)点線の断面図で
ある。外部から入射する信号を熱に変換する吸収体28
と熱により抵抗値を変化させ、外部から入射する信号を
電気信号に変換する抵抗体27から構成される。外部か
ら入射する信号は、例えば放射線や運動エネルギーをも
った物体などがある。抵抗体は単層の超伝導体、または
常伝導層が超伝導層上に積層された2層構造の超伝導体
を用いることができる。2層構造の場合、常伝導層と超
伝導層の膜厚比を変化させることにより、超伝導転移温
度を任意の値に設計することができる。また単層の超伝
導体が吸収体28と抵抗体27の両方の機能を持ち合わ
せることも可能である。
金に選択した場合、次のように作製することができる。
図3(a)において、絶縁膜25であるシリコン窒化膜の
エッチングが終了した後、エッチングマスク26である
アルミニウムを除去する。アルミニウムは、アルカリ溶
液でエッチングすることが可能である。次に、抵抗体2
7であるチタンを絶縁膜25側に成膜する。成膜方法
は、スパッタや真空蒸着である。チタンを成膜した後、
真空を破らずに連続で金を成膜する。次に、マスク露光
を用いて金とチタンのパターニングを行なう。金はKI
(よう化カリウム)+I、チタンは弗化水素溶液でエッチ
ングすることが可能である。その後、電極として超伝導
配線29を形成する。超伝導配線29として、例えばニ
オブを用いることができ、パターニングはリフトオフを
用いることができる。
板をエッチングし、メンブレン30を形成した素子の断
面図である。図5(b)は、絶縁膜25方向から素子をみ
たときの模式図である。また、図5(b)点線の断面図が
図5(a)に対応している。
ドラジン、例えばヒドラジン水溶液、KOH(水酸化カリ
ウム)水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)
を用いることができる。また、液の温度は、50度〜100
度程度に設定する。面方位(100)のSOI基板をエッ
チングすると、オリフラ方向に対して水平、または垂直
方向な辺は、エッチング速度が面方位(100)に対し
て遅い面方位(111)のシリコン表面が現れる。ま
た、オリフラに水平、または垂直でない辺に現れる面指
数は、(111)面以外になる。オリフラに対して、辺
の角度を<100>方向に選択することにより(22
1)や(311)などが現れる。これらの面は、(11
1)に対してエッチングレートが早いため、メンブレン
30下のシリコンは<100>方向より早くエッチング
される。深さ方向のエッチングは、SOI基板に形成され
ているエッチング停止層22により止められる。以上の
ように従来と異なり、片面からのパターニングとエッチ
ングにより、メンブレン30を作製することができる。
メンブレン30の熱伝導度は、形状と絶縁膜25の厚み
により制御することができる。そのため熱伝導度を自由
に設計することができる。またメンブレン30の形状
は、図5(a)のエッチングマスク26のパターンを変更
することにより、菱形や台形など自由な形をつくること
ができる。
する吸収体と、超伝導転移を利用して熱を電気信号に変
換する抵抗体が、熱伝導率を決定するメンブレン上に配
置されており、メンブレンが基板に取り付けられている
カロリーメーターであり、基板がエッチング層とエッチ
ング停止層と支持基板の3層構造からなっており、メン
ブレンを所定の方向に配置してエッチング層側からエッ
チング層をエッチングする工程を用いることにより、メ
ンブレン下部のエッチング層をウェットエッチングによ
り容易にエッチングすることが可能であり、メンブレン
は支持基板とエッチング層の厚み分だけ隔てて配置する
ことが可能となる。特にエッチング層が面方位(10
0)のシリコンからなり、メンブレンの方位は<100
>に配置することにより短時間でエッチング層をエッチ
ングすることが可能である。また、3層構造の基板を用
いることにより、パターニングが片面になり、パターン
面を汚す心配がなくなる。また、3層構造の基板のエッ
チング層のみエッチングするため、機械的強度が上が
り、取り扱いしやすくなる。 (実施の形態3)図6〜図11は、放射線のエネルギー
を熱に変換する吸収体と、超伝導転移を利用して熱を電
気信号に変換する抵抗体が、熱伝導率を決定するメンブ
レン上に配置されており、メンブレンが基板に取り付け
られているカロリーメーターであり、基板がエッチング
層とエッチング停止層と支持基板の3層構造からなって
おり、エッチング層の一部にくぼみを設ける工程と、犠
牲層を堆積する工程と、エッチング層表面を平坦化する
工程と、エッチング層側からエッチング層をエッチング
する工程を含むカロリーメーターの製造方法を表した模
式図である。
グ停止層52と支持基板53の3層構造からなる基板5
4上にエッチングマスクA55を形成し、エッチング層
51の一部にくぼみ56を設けた工程の模式図である。
基板54としてSOI(SiliconOn Insulator)基板を用いる
ことができる。SOI基板は、薄いシリコン層と酸化膜と
厚いシリコン基板の3層で構成されている。薄いシリコ
ン層をエッチング層51,酸化膜をエッチング停止層5
2,厚いシリコン基板を支持基板53として用いること
ができる。
5側からみた模式図である。用いるSOI基板の面方位は
(100)面が好ましい。エッチングマスクA55に用
いる材料は、エッチング層51のエッチングに対して耐
エッチング性があるものを選択する必要がある。この場
合、エッチングマスクA55材料として例えばアルミニ
ウムやレジストを用いることができる。エッチングマス
クA55の形状は、例えば図6(b)のよう四角形のパター
ンを選ぶことができる。なおエッチングマスクA55の
形状は、図6(b)に限定はされない。くぼみ56は、エ
ッチングマスクA55が成膜されていないエッチング層
51をエッチングすることにより得られる。エッチング
方法は、ウェットエッチングでもドライエッチングでも
かまわない。ウェットエッチングを用いて面方位が(1
00)面のSOI基板をエッチングした場合、面方位に垂
直な方向はエッチング停止層52でストップされる。ま
た、エッチングマスクA55の各辺の方位を<110>
にした場合、側壁57の面方位は(111)面となりほ
とんどエッチングされない。また、所望とするくぼみ5
6の厚みがエッチング層51の厚みより薄い場合、エッ
チング停止層52に到達する前にエッチングを終了して
もかまわない。
し、図7(b)はエッチング層51表面を平坦化する工程
を表す模式図である。犠牲層58の材料として例えば酸
化シリコンやシリコンなどがあげられる。その他、犠牲
層58の材料として有機材料などでもかまわない。酸化
シリコンやシリコンの堆積方法としては、スパッタやCV
Dや蒸着を用いることができる。犠牲層58の堆積は、く
ぼみ56が埋められるまで行う。くぼみ56が埋められ
た後、エッチング層51表面を平坦化する手段として例
えばChemical Mechanical Polishing (CMP)を利用する
ことができる。CMPは研磨剤による化学的な反応と、摩
擦による機械的なエッチングにより基板表面をナノメー
トルのオーダーで平坦化することができる。
9を成膜し、絶縁膜59上にエッチングマスクB60が
形成された模式図である。図8(b)は、図8(a)の絶縁膜
59側からみた模式図である。用いるSOI基板の面方位
は(100)面が好ましい。SOI基板に成膜する絶縁膜
59は、例えばシリコン窒化膜を用いることができる。
また絶縁膜59は、SOI基板のエッチング層51側に成
膜する。成膜手段は、例えばLPCVD(Low Pressure Chemi
cal Vapor Deposition)、Plasma-CVD、スパッタを用い
ることができる。ただし、膜のストレスがなるべく少な
くなるようにした方がよい。絶縁膜59の厚みは、熱コ
ンダクタンスの設計パラメーターに依存するが、0.1
μm〜2μmが適当である。次にエッチングマスクB60
の設計方法について説明する。エッチングマスクB60
に用いる材料は、絶縁膜59のエッチングに対して耐エ
ッチング性があるものを選択する必要がある。絶縁膜5
9をシリコン窒化膜とした場合、RIE(Reactive Ion Etc
hing)などのドライエッチングで抜くことができる。こ
の場合、エッチングマスクB60材料として例えばアル
ミニウムやレジストを用いることができる。エッチング
マスクB60の形状は、例えば図8(b)のよう長方形型
のパターンを選ぶことができる。なおエッチングマスク
B60の形状は、図8(b)に限定はされない。
図9に示す。図9(a)は、図9(a)において絶縁膜59を
エッチングした模式図であり、図9(b)は図9(a)を絶縁
膜59の方向からみた模式図である。例えば絶縁膜59
をシリコン窒化膜とした場合、RIEを用いてエッチング
することができる。エッチングガスは、例えばSF6とO2
の混合ガスを用いることができる。例えば、RIEのパワ
ーは数十W程度、ガス流量は100sccm以下、SF6とO2
の流量比は5対1程度、圧力は数Pa程度にするとSOI基板
と選択比を得ることができ、絶縁膜59をエッチングす
ることができる。
スクB60を剥離し、橋状に形成された絶縁膜59上に
抵抗体61と吸収体62を形成した工程の模式図であ
る。図10(b)は、図10(a)を絶縁膜59方向から見た
ときの模式図である。また、図10(a)は、図10(b)点
線の断面図である。外部から入射する信号を熱に変換す
る吸収体62と熱により抵抗値を変化させ、外部から入
射する信号を電気信号に変換する抵抗体61から構成さ
れる。外部から入射する信号は、例えば放射線や運動エ
ネルギーをもった物体などがある。抵抗体は単層の超伝
導体、または常伝導層が超伝導層上に積層された2層構
造の超伝導体を用いることができる。2層構造の場合、
常伝導層と超伝導層の膜厚比を変化させることにより、
超伝導転移温度を任意の値に設計することができる。ま
た単層の超伝導体が吸収体62と抵抗体61の両方の機
能を持ち合わせることも可能である。
金に選択した場合、次のように作製することができる。
図9(a)において、絶縁膜59であるシリコン窒化膜の
エッチングが終了した後、エッチングマスクB60であ
るアルミニウムを除去する。アルミニウムは、アルカリ
溶液でエッチングすることが可能である。次に、抵抗体
61であるチタンを絶縁膜59側に成膜する。成膜方法
は、スパッタや真空蒸着である。チタンを成膜した後、
真空を破らずに連続で金を成膜する。次に、マスク露光
を用いて金とチタンのパターニングを行なう。金はKI
(よう化カリウム)+I、チタンは弗化水素溶液でエッチ
ングすることが可能である。その後、電極として超伝導
配線63を形成する。超伝導配線63として、例えばニ
オブを用いることができ、パターニングはリフトオフを
用いることができる。
チングによりくぼみ56に埋め込まれた犠牲層58をエ
ッチングし、メンブレン64を形成する工程の模式図で
ある。図11(b)は、絶縁膜59方向から素子をみたと
きの模式図である。また、図11(b)点線の断面図が図
11(a)に対応している。犠牲層58が例えばアモルフ
ァス2酸化シリコンの場合、ウェットエッチング液とし
て弗化水素を用いることができる。液の温度は、室温で
かまわない。アモルファス2酸化シリコンのエッチング
は、等方的にエッチングされるためメンブレン64の配
置や形状に依存しない。メンブレン64が基板54と熱
的な絶縁をえるために、アモルファス2酸化シリコンが
完全になくなるまでエッチングを行うほうが好ましい。
また、メンブレン64が基板54と熱的な絶縁を完全に
するために、エッチング停止層52が現れるまで、エッ
チング層51を連続してエッチングすることが好まし
い。
する吸収体と、超伝導転移を利用して熱を電気信号に変
換する抵抗体が、熱伝導率を決定するメンブレン上に配
置されており、メンブレンが基板に取り付けられている
カロリーメーターであり、基板がエッチング層とエッチ
ング停止層と支持基板の3層構造からなっており、エッ
チング層の一部にくぼみを設ける工程と、犠牲層を堆積
する工程と、エッチング層表面を平坦化する工程と、エ
ッチング層側からエッチング層をエッチングする工程を
用いることにより、メンブレンの形状によらず、メンブ
レン下部のエッチング層をウェットエッチングにより容
易にエッチングすることが可能であり、メンブレンは支
持基板とエッチング層の厚み分だけ隔てて配置すること
が可能となる。特に、犠牲層がアモルファス2酸化シリ
コンの場合、弗化水素により容易にエッチングすること
が可能であり、短時間で犠牲層をエッチングすることが
可能である。また、3層構造の基板を用いることによ
り、パターニングが片面になり、パターン面を汚す心配
がなくなる。また、3層構造の基板のエッチング層のみ
エッチングするため、機械的強度が上がり、取り扱いし
やすくなる。
明によると、放射線のエネルギーを熱に変換する吸収体
と、超伝導転移を利用して熱を電気信号に変換する抵抗
体が、熱伝導率を決定するメンブレン上に配置されてお
り、メンブレンが基板に取り付けられているカロリーメ
ーターにおいて、基板がエッチング層とエッチング停止
層と支持基板の3層構造からなっており、メンブレンが
エッチング停止層とエッチング層の厚み分だけ隔てて配
置されるカロリーメーターを用いることにより、従来の
シリコン基板を用いたメンブレンと比較し、素子の機械
的強度を大きくすることができ、アレイ化に適したカロ
リーメーターを得ることができる。
ーを熱に変換する吸収体と、超伝導転移を利用して熱を
電気信号に変換する抵抗体が、熱伝導率を決定するメン
ブレン上に配置されており、メンブレンが基板に取り付
けられているカロリーメーターであり、基板がエッチン
グ層とエッチング停止層と支持基板の3層構造からなっ
ており、メンブレンを所定の方向に配置してエッチング
層側からエッチング層をエッチングする工程を用いるこ
とにより、メンブレン下部のエッチング層をウェットエ
ッチングにより容易にエッチングすることが可能であ
り、メンブレンは支持基板とエッチング層の厚み分だけ
隔てて配置することが可能となる。特にエッチング層が
面方位(100)のシリコンからなり、メンブレンの方
位は<100>に配置することにより短時間でエッチン
グ層をエッチングすることが可能である。また、3層構
造の基板を用いることにより、パターニングが片面にな
り、パターン面を汚す心配がなくなる。また、3層構造
の基板のエッチング層のみエッチングするため、機械的
強度が上がり、取り扱いしやすくなる。
ーを熱に変換する吸収体と、超伝導転移を利用して熱を
電気信号に変換する抵抗体が、熱伝導率を決定するメン
ブレン上に配置されており、メンブレンが基板に取り付
けられているカロリーメーターであり、基板がエッチン
グ層とエッチング停止層と支持基板の3層構造からなっ
ており、エッチング層の一部にくぼみを設ける工程と、
犠牲層を堆積する工程と、エッチング層表面を平坦化す
る工程と、エッチング層側からエッチング層をエッチン
グする工程を用いることにより、メンブレンの形状によ
らず、メンブレン下部のエッチング層をウェットエッチ
ングにより容易にエッチングすることが可能であり、メ
ンブレンは支持基板とエッチング層の厚み分だけ隔てて
配置することが可能となる。特に、犠牲層がアモルファ
ス2酸化シリコンの場合、弗化水素により容易にエッチ
ングすることが可能であり、短時間で犠牲層をエッチン
グすることが可能である。また、3層構造の基板を用い
ることにより、パターニングが片面になり、パターン面
を汚す心配がなくなる。また、3層構造の基板のエッチ
ング層のみエッチングするため、機械的強度が上がり、
取り扱いしやすくなる。
を示す模式図である。
とその製造方法を示す模式図である。
とその製造方法を示す模式図である。
とその製造方法を示す模式図である。
とその製造方法を示す模式図である。
とその製造方法を示す模式図である。
とその製造方法を示す模式図である。
とその製造方法を示す模式図である。
とその製造方法を示す模式図である。
タとその製造方法を示す模式図である。
タとその製造方法を示す模式図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 放射線のエネルギーを熱に変換する吸収
体と、超伝導転移を利用して熱を電気信号に変換する抵
抗体が、熱伝導率を決定するメンブレン上に配置されて
おり、前記メンブレンが基板に取り付けられているカロ
リーメーターにおいて、 前記基板がエッチング層とエッチング停止層と支持基板
の3層構造からなっており、前記メンブレンがエッチン
グ停止層とエッチング層の厚み分だけ隔てて配置される
ことを特徴とするカロリーメーター。 - 【請求項2】 放射線のエネルギーを熱に変換する吸収
体と、超伝導転移を利用して熱を電気信号に変換する抵
抗体が、熱伝導率を決定するメンブレン上に配置されて
おり、前記メンブレンが基板に取り付けられているカロ
リーメーターであり、前記基板がエッチング層とエッチ
ング停止層と支持基板の3層構造からなっており、 前記メンブレンを所定の方向に配置してエッチング層側
から前記エッチング層をエッチングする工程を含むこと
を特徴とするカロリーメーターの製造方法。 - 【請求項3】 前記エッチング層が面方位(100)の
シリコンからなり、メンブレンの方位は<100>に配
置することを特徴とする請求項2に記載のカロリーメー
ターの製造方法。 - 【請求項4】 放射線のエネルギーを熱に変換する吸収
体と、超伝導転移を利用して熱を電気信号に変換する抵
抗体が、熱伝導率を決定するメンブレン上に配置されて
おり、前記メンブレンが基板に取り付けられているカロ
リーメーターであり、前記基板がエッチング層とエッチ
ング停止層と支持基板の3層構造からなっており、 前記エッチング層の一部にくぼみを設ける工程と、犠牲
層を堆積する工程と、前記エッチング層表面を平坦化す
る工程と、エッチング層側から前記エッチング層をエッ
チングする工程を含むことを特徴とするカロリーメータ
ーの製造方法。
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