JP2001272271A

JP2001272271A - 赤外線センサ

Info

Publication number: JP2001272271A
Application number: JP2000179822A
Authority: JP
Inventors: Hisatoshi Hata; 久敏秦; Yoshiyuki Nakagi; 義幸中木; Osamu Kaneda; 修兼田; Takanori Sone; 孝典曽根
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-01-17
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2001-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】赤外線吸収効率が良好で高感度であり、か
つ、検知部の熱容量の小さくレスポンス特性に優れた熱
型赤外線センサを提供すること。【解決手段】熱型赤外線センサの検知部に、赤外線吸
収膜２６を形成し、検知部下方の半導体基板１０上に赤
外線反射膜２４を形成し、検知部６の一部の領域におい
て、赤外線吸収膜２６と電極２２ａ及び２２ｂとの間の
光学距離を検出赤外線波長の略４分の１とする一方、検
知部６の残りの領域において、赤外線吸収膜２６と赤外
線反射膜２４の間の光学距離を検出赤外線波長の略４分
の１とする。電極２２ａ及び２２ｂの赤外線反射機能を
積極的に利用して、電極−赤外線吸収膜間に共振構造を
形成することにより、赤外線吸収効率を高める。また、
電極形成を検知部の一部に限定し、残りの領域において
は赤外線吸収膜と赤外線反射膜の間に共振構造を形成す
るため、検知部の膜厚増加を抑制して、レスポンス特性
の低下を防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱により赤外線を
検出する熱型赤外線センサに関し、特に、赤外線吸収効
率の向上による熱型赤外線センサの高感度化に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、熱型センサの開発が盛んであり、
特にマイクロマシニング技術を用いた微細な熱型赤外セ
ンサは既に実用段階にある。熱型赤外線センサは、赤外
線受光によるセンサの温度変化を、電気抵抗、自発分
極、又は熱起電力等の物理量の変化に変換して検出する
ものである。

【０００３】図９及び図１０は、センサの温度変化を電
気抵抗の変化に変換するボロメータ型の熱型赤外線セン
サの一例を示す上面図及び断面図である。図９及び図１
０に示す赤外線センサにおいて、シリコン基板１０の上
に、赤外線を検知する検知部６と、検知部６を中空に支
える断熱脚４ａ及び４ｂがマイクロマシニング技術によ
って形成されている。検知部６を周囲から断熱してセン
サの感度を高めるため、検知部６の下部には空洞が設け
られている。

【０００４】検知部６の内部には、温度によって電気抵
抗値が変化するボロメータ膜１４が形成され、ボロメー
タ膜１４と外部回路（図示せず）を接続するため、ボロ
メータ膜１４の一部に電極２２ａ及び２２ｂが接合さ
れ、これらの電極から連続して、配線２０ａ及び２０ｂ
が検知部６から断熱脚４ａ及び４ｂ上にかけて形成され
ている。ボロメータ膜１４には、ポリシリコン、アモル
ファスシリコン、炭化ケイ素や酸化バナジウム等が用い
られている。電極２２ａ及び２２ｂ、並びに配線２０ａ
及び２０ｂには、一般にアルミニウム、チタン、タング
ステン等の金属が用いられている。

【０００５】また、検知部６には、ボロメータ膜１４の
上部に誘電体膜からなる絶縁膜２８、赤外吸収膜２６、
保護膜３０が形成されている。一方、基板上には赤外吸
収率を高めるための赤外反射膜２４が形成されている。

【０００６】図９及び図１０に示す熱型赤外線センサ
は、センサ上方から入射した赤外線を吸収して検知部６
の温度が上昇し、検知部６内のボロメータ膜１４の抵抗
値が温度上昇に伴って変化することを利用して赤外線の
検出を行う。ボロメータ膜１４の抵抗値の変化は、電極
２２ａ及び２２ｂを介して外部回路から電圧を印加し、
定電圧を印加した時の電流量の変化、又は定電流を流し
た場合の電圧値の変化として読み取ることができる。

【０００７】熱型赤外線センサにおいては、諸特性のう
ち感度及びレスポンス特性が重要視される場合が多い。
熱型赤外センサのレスポンス特性は、検知部６の熱容量
に依存しており、熱容量が小さい程、赤外線量の変化と
検知部の温度変化とのタイムラグが短縮されてレスポン
ス特性が良好となる。一方、熱型赤外線センサの検出感
度を向上させるためには、（ａ）温度による電気特性変
化率の大きな材料でボロメータ膜１４を形成すること、
（ｂ）検知部６の赤外吸収率を向上すること、（ｃ）検
知部６と基板１０との熱コンダクタンスを低減すること
等が必要となる。

【０００８】検知部６の赤外吸収率を向上させるため
に、例えば、Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．３２２４，
ｐｐ．４０−５１，１９９７には、検知部６の中に形成
された赤外吸収膜２６と、基板１０の上に設けられた赤
外反射膜２４との間で、入射した赤外光が共振する共振
構造を形成することが記載されている。共振構造は、赤
外線反射膜２４と赤外線吸収膜２６との間の光学的距離
を、検出する赤外線波長の約４分の１とすることにより
形成することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】赤外線カメラ等では、
２次元画像を得るために、複数の熱型赤外線センサを画
素としてマトリックス状に配置したセンサアレイが構成
されている。高精細な画像を得るためには、画素数を増
やす必要があり、撮像素子自体の大きさを変えずに画素
数を増やすためには個々のセンサのサイズを縮小するこ
とが必要となる。

【００１０】しかし、上記従来の熱型赤外線センサにお
いては、センサのサイズを縮小しようとした場合に以下
の問題が生じる。センサのサイズを縮小すると、検知部
６の赤外吸収面積が小さくなるだけでなく、パターニン
グ精度上の制約から、検知部６における電極２２ａ及び
２２ｂの占有面積が相対的に大きくなる。ところが、電
極２２ａ及び２２ｂには一般に、金属薄膜が用いられて
おり、金属薄膜は赤外線透過率が小さい。このため、検
知部６における電極２２ａ及び２２ｂの占有面積が増大
すると、上述の共振器構造の有効面積が減少し、検知部
６の赤外線吸収効率が低下してしまう。

【００１１】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、熱型赤外線センサのサイズ縮小に伴う電極面積
の相対的な増加による赤外線吸収率の低下を無くし、高
感度、高精細な画像を得ることができる赤外線センサを
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における第１の発明は、赤外線を吸収して温
度変化を起こす検知部を、半導体基板の上方に、断熱脚
によって支持して成り、前記検知部に、温度変化により
電気特性が変化する検知膜と、該検知膜に接合した一組
の電極とを有し、該電極を介して、前記検知部の温度変
化を電気信号として読み出す赤外線センサにおいて、前
記検知部に、赤外線を吸収しながらその一部を透過する
赤外線吸収膜を形成し、前記検知部下方の前記半導体基
板上に、赤外線を反射する赤外線反射膜を形成し、前記
検知部の一部の領域において、前記赤外線吸収膜と前記
電極との間の光学距離を検出赤外線波長の略４分の１と
する一方、前記検知部の残りの領域において、前記赤外
線吸収膜と前記赤外線反射膜の間の光学距離を検出赤外
線波長の略４分の１としたことを特徴とする。

【００１３】即ち、本発明の第１の発明においては、検
知部において電極を形成する領域を一定の領域に限定
し、その領域において電極の赤外線反射機能を積極的に
利用して電極−赤外線吸収膜間に共振構造を形成するこ
とにより、センサのサイズが小さく、電極の占有面積が
相対的に大きなセンサについても、赤外線吸収効率を高
めることができる。また、電極形成領域を検知部の一部
の領域に限定し、残りの領域においては赤外線吸収膜と
赤外線反射膜の間に赤外線の共振器構造を形成するた
め、検知部の膜厚増加を最小限に抑制して、レスポンス
特性の低下を防止することができる。

【００１４】また、第１の発明において、前記検知部の
一部の領域に、前記電極の少なくとも一方と、前記検知
膜とを積層し、さらに、前記検知部のほぼ全面に、前記
赤外線吸収膜を形成することが好ましい。この構造によ
れば、検知膜の膜厚のみを従来と変えることによって、
赤外線共振構造を形成することができる。検知膜は赤外
線吸収率が低いため、電極に接合して抵抗値の変化を読
み出すことができるように形成すれば良く、必ずしも検
知部の全面に広がっている必要はない。そこで、検知膜
を形成する領域を電極形成領域に合わせて縮小し、その
縮小分だけ膜厚を増加させれば、検知部の熱容量を殆ど
増加させることなく、赤外線の共振構造を検知部内に形
成することができる。

【００１５】さらに、第１の発明において、前記検知膜
が、互いに近接する一組の電極の上に積層されているこ
とが好ましい。電極間の間隔が検出赤外線波長よりも十
分小さくなるように近接して形成された一組の電極は、
連続した１枚の反射膜であるかのように振舞う。したが
って、この構造によれば、赤外線の共振を効率良く起こ
し、赤外線吸収効率をより一層高めることができる。

【００１６】また、第１の発明において、前記赤外線吸
収膜が、他方の電極を兼ねていても良い。これにより、
電極が検知膜をその膜厚方向に挟む構成となるため、検
知膜の形成を一部の領域に限定しながら、電極面積を広
くすることができ、センサの感度を高めることができ
る。

【００１７】また、第１の発明において、前記検知膜
が、酸化バナジウム、アモルファス構造のイットリウム
・バリウム・銅の酸化物、アモルファス構造のシリコン
から成る群から選択された１つからなることが好まし
い。これらの材料は、抵抗温度係数が高いため、赤外線
センサの感度を向上することができる。

【００１８】さらに、第１の発明において、前記赤外吸
収膜が、窒化バナジウム、窒化チタニウム、ニッケル・
クロム合金から成る群から選択された１つからなること
が好ましい。これらの材料は、赤外線吸収効率が高い点
で有利である。これらのシート抵抗値は100Ω/□以上10
00Ω/□以下とすることが望ましい。

【００１９】また、本発明の第２の発明は、赤外線を吸
収して温度変化を起こす検知部を、半導体基板の上方
に、断熱脚によって支持して成り、前記検知部に、温度
変化により電気特性が変化する検知素子を有し、該検知
素子に接合して前記断熱脚上に延在した導電部材を介し
て、前記検知部の温度変化を電気信号として取出す赤外
線センサにおいて、前記導電部材のうち、前記検知素子
と接合した電極部分と前記断熱脚上に延在した配線部分
とが異なる組成から成り、前記電極部分が前記配線部分
よりも大きなシート抵抗値を有することを特徴とする赤
外線センサである。

【００２０】前述の第１の発明においては、電極を積極
的に赤外線反射膜として作用させて共振器構造を形成す
ることにより赤外線吸収効率を高めたが、第２の発明に
おいては、電極を配線と別の材料で形成することによ
り、電極を赤外線吸収膜として作用させる。これによ
り、電極部分にある導電部材による赤外線反射を抑制し
て、赤外線センサの検知部の赤外線吸収効率を向上する
ことができる。

【００２１】また、第２の発明において、前記電極部分
のシート抵抗値が、１００〜１０００Ω/□であること
が好ましい。このような範囲において、電極部分にある
導電部材の赤外線吸収率が良好となるからである。

【００２２】さらに、第２の発明において、前記電極部
分の組成が、クロム窒化物、クロム酸化物、チタン窒化
物及びチタン酸化物から成る群から選択された１つであ
ることが好ましい。これにより、膜中の酸素含有量又は
窒素含有量を制御することによって導電部材のシート抵
抗値を制御することができる。

【００２３】また、第２の発明において、前記検知部の
下方に、赤外線を反射する赤外線反射膜を形成したこと
が好ましい。これにより、検知素子を通過した赤外線を
検知素子に戻して赤外線吸収効率を高めることができ
る。

【００２４】加えて、第２の発明において、前記導電部
材が、前記電極部分と同一の組成であって前記電極部分
から延長して前記配線部分の上方に庇状に張り出した赤
外吸収部分を有することが好ましい。これにより、赤外
線を吸収する有効領域を配線部分に拡大して赤外線吸収
効率を高めることができる。

【００２５】また、第２の発明において、前記検知部の
下方に、赤外線を反射する赤外線反射膜を形成し、赤外
線反射膜と電極間で赤外吸収のための共振構造を形成し
ていることが好ましい。これにより、赤外吸収効率がさ
らに向上する。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。図において同一の符号
を付した部材は、同一又は対応する部材を表す。実施の
形態１．図１及び図２は、本発明の実施の形態１に係る
熱型赤外線センサを示す平面図及び断面図である。図１
及び図２は、アレイ形状をなすように基板上に配列して
形成された複数の熱型赤外線センサの１つについて示し
ている。本実施の形態においては、検知部において一対
の電極を形成する領域を、連続した一定の領域に限定
し、その領域において電極の赤外線反射機能を積極的に
利用して電極−赤外線吸収膜間に共振構造を形成してい
る。これにより、センサのサイズが小さく、電極の占有
面積が相対的に大きなセンサについても、検知部の熱容
量増加によるレスポンス特性の低下を抑制しつつ、赤外
線吸収効率を高めることができる。

【００２７】図１及び図２に示す赤外線センサは、赤外
線を吸収して温度変化を起こす検知部６を、半導体基板
１０の上方に、断熱脚４ａ及び４ｂによって基板１０か
ら分離するように支持して成る。検知部６には、図２に
示すように、一対の電極２２ａ及び２２ｂと、温度変化
により電気特性が変化するボロメータ膜（＝検知膜）１
４と、層間絶縁膜２８と、赤外線吸収膜２６と、保護絶
縁膜３０が順次積層されている。半導体基板１０の上に
は、検知部６の下方に赤外線反射膜２４が形成されてい
る。また、ボロメータ膜１４に接合した一対の電極２２
ａ及び２２ｂから連続して、配線２０ａ及び２０ｂが断
熱脚４ａ及び４ｂ上に延在しており、外部回路への信号
経路を形成している。

【００２８】図１に示すように、電極２２ａ及び２２ｂ
は、検知部６の連続した一部の領域（以下、電極形成領
域と称する）に互いに近接して形成されており、互いに
噛み合わされたくし状に形成されている。電極２２ａ及
び２２ｂは、互いの間隔が赤外線波長に比較して十分に
短い距離（例えば、約１μｍ）となるように近接して形
成されている。このように近接して形成された電極２２
ａ及び２２ｂ（以下、まとめて電極２２とする）は、そ
の間隔が入射する赤外線の波長に比べて小さいため、連
続した１枚の反射膜であるかのように振舞う。

【００２９】この電極形成領域に、ボロメータ膜１４が
積層されており、さらに、検知部６のほぼ全面に、赤外
線吸収膜２６が層間絶縁膜２８を介して形成されてい
る。即ち、電極形成領域は、検知部６の残りの領域に比
べて、主にボロメータ膜１４の分だけ層厚が厚くなって
いる。ボロメータ膜１４、層間絶縁膜２８などの各層の
厚みは、赤外線吸収膜２６と電極２２との間、及び赤外
線吸収膜２６と赤外線反射膜２４との間に、検出する赤
外線波長の共振器構造が形成されるように設定する。即
ち、赤外線吸収膜２６と電極２２との間の光学距離が、
検出する赤外線波長の約４分の１となり、かつ赤外線吸
収膜２６と赤外線反射膜２４との間の光学距離が、検出
する赤外線波長の約４分の１となるように、各層の厚み
を調節する。

【００３０】例えば、検出赤外線の波長を８〜１２μｍ
とすると、上述の光学距離を、中心波長（＝１０μｍ）
の約４分の１である２．５μｍとなるように設定する。
ここで光学距離とは、絶対屈折率が１の媒質における光
の進行距離に換算した距離を指し、絶対屈折率がｎの媒
質中における光学距離は、真空中のｎ倍となる。したが
って、赤外線吸収膜２６と電極２２との間、及び赤外線
吸収膜２６と赤外線反射膜２４との間において、その間
に存在する各層の厚みにその絶対屈折率をかけた数値の
総和が２．５μｍとなるようにすれば良い。

【００３１】これにより、電極形成領域においては、セ
ンサの上方から入射した赤外線は、赤外線吸収膜２６と
電極２２との間で共振しながら吸収される。前述の通
り、電極２２ａ及び２２ｂは、連続した１枚の反射膜と
して振舞うことができるように互いに近接して、例え
ば、互いの間隔が少なくとも検出赤外線の波長以下、好
ましくは波長の半分以下、さらに好ましくは１/４以下
となるように形成されているため、電極２２ａと電極２
２ｂの間においても、赤外線の共振を起こすことができ
る。一方、検知部６の電極形成領域を除く領域において
は、入射した赤外線は、赤外線吸収膜２６と赤外線反射
膜２４との間で共振しながら吸収される。したがって、
電極の占有面積が相対的に大きな場合であっても、高い
赤外線吸収効率を実現することができる。

【００３２】また、本実施の形態においては、赤外線の
共振構造を検知部６の内部に形成することによる検知部
６の熱容量の増加を抑制するため、電極２２ａ及び２２
ｂを検知部６の一部の領域に互いに近接して形成すると
共に、ボロメータ膜１４を電極と赤外線吸収膜２６の間
に挟む構造としている。この構造によれば、ボロメータ
膜１４の膜厚のみを従来と変えることによって、赤外線
共振構造を形成することができる。ボロメータ膜１４は
赤外線吸収率が低いため、電極に接合して抵抗値の変化
を読み出すことができるように形成すれば良く、必ずし
も検知部６の全面に広がっている必要はない。そこで、
ボロメータ膜１４を形成する領域を電極形成領域に合わ
せて縮小し、その縮小分だけ膜厚を増加させれば、検知
部６の熱容量を殆ど増加させることなく、赤外線の共振
構造を検知部内に形成することができる。

【００３３】次に、本実施の形態における赤外線センサ
を製造するための製造方法及び好適な材料について説明
する。ここでは、図１及び図２に示す赤外線センサをア
レイ状に配列したセンサアレイを製造する場合について
説明する。まず、Ｓｉ基板１０上に、赤外線センサを形
成しようとする素子領域を基板１０上に複数設定し、Ａ
ｌ等で赤外線反射膜２４を形成する。赤外線反射膜２４
の形成は、読み出し回路等の周辺回路の形成時に同時に
行っても良い。次に、各素子領域上に、Ｓｉから成る犠
牲層（図示せず）を形成する。Ｓｉ犠牲層は、後述する
ようにエッチングで除去することにより、検知部下方に
空洞を形成する役割を果たす。

【００３４】Ｓｉ犠牲層を形成した後、断熱脚４ａ、４
ｂおよび支持膜５を、例えばＳｉＮ _x膜によって形成す
る。断熱脚４ａ、４ｂおよび支持膜５は、ＳｉＯ₂膜又
はＳｉＮ_x膜とＳｉＯ₂膜の積層膜によって形成しても良
い。次に、断熱脚４ａ、４ｂおよび支持膜５上に、配線
２０ａ、２０ｂ及び電極２２ａ、２２ｂを形成する。配
線２０ａ及び２０ｂは、基板１０上の回路部に電気的に
接続するように形成する。これらの電極及び配線は、例
えば、スパッタ法により同時に形成することができる。
電極の材料には、赤外線反射率及び導電率の高い材料が
好ましく、例えば、Ｔｉ，Ｐｔ，Ａｌ等を用いることが
できる。

【００３５】尚、ボロメータ膜１４が形成される部分で
反射率が高い材料を用いれば良いため、電極及び配線を
同一材料で形成する代りに、ボロメータ膜と接合する電
極２２ａ及び２２ｂのみを金属薄膜で形成し、配線２０
ａ及び２０ｂをＴｉＮ等の熱伝導率の小さい材料で形成
しても良い。

【００３６】次に、ボロメータ膜１４を形成する。ボロ
メータ膜１４には、抵抗温度係数が高く、屈折率の大き
な材料を用いることが好ましい。例えば、アモルファス
構造のイットリウム・バリウム・銅の酸化物（＝ＹＢａ
ＣｕＯ）を用いることができる。アモルファス構造のＹ
ＢａＣｕＯは、例えば、Ａｒガスを用いたＲＦマグネト
ロンスパッタ法により、ＹＢａＣｕＯターゲット（組成
比Ｙ：Ｂａ：Ｃｕ：Ｏ＝１：２：３：６）を用いて成膜
することができる。この時、基板は水冷することが好ま
しい。また、ＹＢａＣｕＯの他にも、酸化バナジウム、
アモルファス構造のシリコン等を、ボロメータ膜１４と
して用いることができる。

【００３７】ＹＢａＣｕＯから成るボロメータ膜１４の
上に、さらに、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＮｘ膜を成
膜後、イオンミリング法を用いて電極形成領域のみが残
るように、ＳｉＮｘとＹＢａＣｕＯを一括してパターニ
ングする。

【００３８】次に、層間絶縁膜２８として、プラズマＣ
ＶＤ法によりＳｉＮ_x膜を形成し、その上に赤外吸収膜
８を形成する。赤外吸収膜８は、理想的には、そのシー
ト抵抗値が３７７Ω/□となる時に最も赤外線吸収率が
高くなる。例えば、ＲＦマグネトロンスパッタによる窒
化バナジウムを用い、膜厚を１０ｎｍとすれば、高い赤
外線吸収効率をもつ赤外線吸収膜とすることができる。
窒化バナジウムの他に、窒化チタニウム、ニッケル・ク
ロムを用いても同様な効果が得られる。

【００３９】さらに、保護膜３０として、例えば、プラ
ズマＣＶＤによるＳｉＮ_xを０．２μｍ程度形成した
後、Ｓｉ犠牲層をエッチングするためのエッチングホー
ルを形成する。この時、各画素を分離するエッチングも
同時に行う。次に、形成したエッチングホールを介し
て、例えば、ＫＯＨ等の強アルカリ液を用いたウエット
エッチ法、又はＸｅＦ₂ガス等を用いたドライエッチ法
によりＳｉ犠牲層をエッチングすることにより、断熱脚
２ａ、２ｂで支持膜３を支える構造が完成する。

【００４０】赤外線吸収膜２６と電極２２との間、及び
赤外線吸収膜２６と反射電極２４との間に、例えば波長
１０μｍにおける共振構造を形成するために、各層の厚
みを以下のようにすることができる。まず、赤外線吸収
膜２６と電極２２の間には、ＳｉＮｘ膜２８とＹＢａＣ
ｕＯ膜１４とが形成されている。これらの膜はいずれも
屈折率が約２．０であるため、その合計膜厚を１．２５
μｍとすれば、赤外線吸収膜２６と電極２２の間の光学
距離が約２．５μｍとなり、検出赤外線波長の４分の１
に等しくなる。例えば、ＹＢａＣｕＯ膜１４を１μｍ、
ＳｉＮｘ膜２８を０．２５μｍとすれば良い。

【００４１】一方、赤外線吸収膜２６と赤外線反射膜２
４の間には、ＳｉＮｘ層間絶縁膜２８、ＳｉＮｘ支持膜
５、及び空洞８が形成されている。ＳｉＮｘの屈折率は
約２．０であり、空洞部は屈折率が１であるため、Ｓｉ
Ｎｘ層間絶縁膜２８、ＳｉＮｘ支持膜５、及び空洞８の
膜厚を、各々０．２５μｍ、０．２５μｍ、１．５μｍ
とすれば、赤外吸収膜２６と赤外線反射膜２４の間での
光学的距離が２．５μｍとなる。

【００４２】こうして、電極２２を形成した領域と電極
２２を形成しない領域のいずれにおいても赤外吸収のた
めの共振構造を取ることができるため、電極面積や形状
に依らず高い赤外吸収率を実現することができる。

【００４３】尚、ボロメータ膜１４は、ＹＢａＣｕＯ以
外にもＶＯｘ，アモルファスＳｉで構成しても良く、ボ
ロメータ膜と誘電体膜との光学的膜厚を共振構造を取る
ように調整することで、本実施の形態と同様な効果を奏
する熱型赤外線センサを構成することができる。

【００４４】実施の形態２．図３及び図４は、本発明の
実施の形態２に係る熱型赤外線センサを示す平面図及び
断面図である。本実施の形態においては、赤外線吸収膜
によって、一方の電極を兼用した構成について説明す
る。電極及び赤外線吸収膜を除いた部分の構造及び材料
は、実施の形態１と同様である。

【００４５】図３及び図４に示すように、本実施の形態
において、電極２２と配線２０ａ及び２０ｂは別体に形
成されており、一方の電極２２ａは検知部６の一部の領
域（＝電極形成領域）に矩形に形成され、他方の電極は
検知部６のほぼ全面を覆って形成された赤外線吸収膜２
６によって兼用されている。ボロメータ膜１４は、電極
形成領域において、赤外線吸収膜１４と電極２２ａとの
間の層に形成されている。

【００４６】配線と電極の異なる組み合わせ同士の短絡
を防止するため、配線２０ａ及び２０ｂは絶縁膜１９に
よって覆われている。配線２０ａと電極２２ａの間の接
続、及び配線２０ｂと電極（＝赤外線吸収膜）２６の間
の接続は、絶縁膜１９に設けられたスルーホール１９ａ
及び１９ｂを介して行われている。

【００４７】本実施の形態においても、実施の形態１と
同様に、ボロメータ膜１４、絶縁膜１９などの各層の厚
みは、赤外線吸収膜２６と電極２２ａとの間、及び赤外
線吸収膜２６と赤外線反射膜２４との間に、検出する赤
外線波長における共振器構造が形成されるように設定す
る。即ち、赤外線吸収膜２６と電極２２との間、及び赤
外線吸収膜２６と赤外線反射膜２４との間において、そ
の間に存在する各層の厚みにその絶対屈折率をかけた数
値の総和が検出赤外線波長の約４分の１となるようにす
る。

【００４８】これにより、電極形成領域においては、セ
ンサの上方から入射した赤外線は、赤外線吸収膜２６と
電極２２ａとの間で共振しながら吸収される。実施の形
態１と異なり、共振構造の一方を形成している電極２２
ａは連続層であるため、より効率良く赤外線の共振を起
こすことができる。検知部６の電極形成領域を除く領域
においては、入射した赤外線は、赤外線吸収膜２６と赤
外線反射膜２４との間で共振しながら吸収される。

【００４９】また、実施の形態１と同様に、ボロメータ
膜１４の膜厚を増加させることによって赤外線の共振構
造を検知部内に形成する一方、ボロメータ膜１４を形成
する領域を電極形成領域に限定しているため、検知部６
の熱容量の増加によるレスポンス特性の低下を抑制する
ことができる。

【００５０】次に、本実施の形態に係る赤外線センサの
製造方法について説明する。基板１０、赤外反射膜２
４、断熱脚４ａ、４ｂ、及び支持膜５を形成するまで
は、実施の形態１と同様である。断熱脚４ａ、４ｂの上
に、配線２０ａ、２０ｂをＴｉ等で形成した後、絶縁膜
１９を形成し、絶縁膜１９の一部を開口してスルーホー
ル１９ａ、１９ｂを形成する。その後、金属薄膜電極２
２ａをスルーホール１９ａを覆って形成し、スルーホー
ル１９ａを含む検知部６の一部の領域を残すようにパタ
ーニングする。

【００５１】次に、ボロメータ膜１４を成膜し、電極２
２ａが隠れるようにパターニングする。その後、ボロメ
ータ膜１４上に、検知部６のほぼ全面に渡って電極と赤
外吸収膜を兼ねる膜２６を成膜し、スルーホール１９ｂ
を介して配線２０ｂと接続する。そして、保護膜３０を
形成した後は、実施の形態１と同様な方法で空洞を形成
して赤外線検出素子を得ることができる。

【００５２】ボロメータ膜１４は、例えば、屈折率２．
０のＹＢａＣｕＯを用いて１．２５μｍの膜厚に形成す
ることができる。また、電極を兼用する赤外線吸収膜に
は、例えば、シート抵抗が約４００Ω/□のＴｉＮを用
いることができる。なお、ボロメータ膜はＹＢａＣｕＯ
以外にもＶＯｘ，アモルファスＳｉで構成しても良く、
ボロメータ膜の光学的膜厚を共振構造を取るように調整
することで、同様な効果を奏することができる。

【００５３】実施の形態３．図５及び図６は、本発明の
実施の形態１に係る熱型赤外線センサを示す上面図及び
断面図である。実施の形態１又は２においては、電極を
積極的に赤外線反射膜として作用させて共振器構造を形
成することにより赤外線吸収効率を高めたが、本実施の
形態においては、電極を配線と別の材料で形成すること
により、電極を赤外線吸収膜として作用させる。

【００５４】図５及び図６に示すように、シリコン基板
１０の上に、シリコン酸化膜１２を介して、赤外線を検
知する検知部６と、検知部６を中空に支える断熱脚４ａ
及び４ｂがマイクロマシニング技術によって形成されて
いる。検知部６内には、温度によって電気抵抗値が変化
するボロメータ膜１４が形成され、ボロメータ膜１４と
外部回路（図示せず）を接続するための導電部材２０
ａ、２０ｂ、２２ａ及び２２ｂが検知部６から断熱脚４
ａ及び４ｂ上にかけて形成されている。導電部材及びボ
ロメータ膜１４は、シリコン酸化膜１８内に形成されて
おり、導電部材２２ａ及び２２ｂは、ボロメータ膜１４
をパターニングする際に劣化することのないように、ボ
ロメータ膜１４の上部に形成されている。

【００５５】本実施の形態に係る熱型赤外線センサにお
いて、導電部材は、検知素子であるボロメータ膜１４と
接合した部分２２ａ及び２２ｂ（＝電極部分）とボロメ
ータ膜１４から外部に向かって延伸した部分２０ａ及び
２０ｂ（＝配線部分）が異なる組成で形成されており、
電極部分２２ａ及び２２ｂが配線部分２０ａ及び２０ｂ
よりも大きなシート抵抗値を有するように組成が制御さ
れている。

【００５６】一般に、導電部材は、配線抵抗を数ｋΩ以
下に抑えるためにシート抵抗が数１０Ω/□以下の導電
材料で形成されるが、そのような材料は電磁気学的に赤
外線の吸収率が低く、反射率が高くなる。しかし、シー
ト抵抗値を数１００Ω程度に高めていくと、赤外線の吸
収率を増大し、反射率を抑制することができる。したが
って、電極部分２２ａ及び２２ｂのシート抵抗値を従来
よりも高めることにより、導電部材による赤外線反射を
抑制し、検知部６のほぼ前面を有効な受光部として赤外
線吸収効率を高めることができる。一方、配線部分２０
ａ及び２０ｂは、電極部分２０ａ及び２０ｂと同様のシ
ート抵抗値としては配線抵抗が高くなってセンサの駆動
電圧が増大してしまうため、従来通りのシート抵抗値と
する。このような構成を採用することにより、従来通り
の配線抵抗を維持しながら、検知部６の熱容量を増大さ
せることなく、その赤外線吸収効率を高めることができ
る。

【００５７】電極部分２２ａ及び２２ｂと配線部分２０
ａ及び２０ｂを異なる組成とするには、例えば、図５及
び図６に示すように、配線部分２０ａ及び２０ｂをある
組成で成長させて所定形状にパターニングし、続けて電
極部分２２ａ及び２２ｂを異なる組成で成長させてパタ
ーニングする。配線部分２０ａ及び２０ｂと電極部分２
０ａ及び２０ｂとが一部の領域において重複する形状と
しておけば、図６（ｂ）に示すように、両導電部材を互
いに接合させて導通を取ることができる。尚、配線部分
２０ａ及び２０ｂと電極部分２２ａ及び２２ｂとの間に
絶縁膜等を形成し、絶縁膜等に開けたコンタクトホール
を介して両部分の間の導通を取っても構わない。また、
配線部分と電極部分を１つの層として成長させ、拡散や
注入等の膜成長後に組成を制御する手段とマスキング技
術を組み合わせることによって各々の組成を制御しても
良い。

【００５８】また、本実施の形態においては、検知部６
の赤外線吸収効率をさらに高めるため、半導体基板１０
上の検知部６の下方に相当する領域にアルミ合金から成
る赤外線反射膜２４を設けている。検知部６に吸収され
ずに透過した赤外線を再び検知部６に戻して再吸収させ
ることができるため、検知部６の赤外線吸収効率を高め
ることができる。また、赤外線反射膜２４と検知部６は
空洞によって熱的に遮断されているため、赤外線反射膜
２４の形成によって検知部６の熱容量が増加することは
ない。赤外線反射膜２４は、アルミ合金の他に、チタ
ン、タングステン、又はこれらを主体とした窒化物でも
良い。

【００５９】電極部分２２ａ及び２２ｂ及び配線部分２
０ａ及び２０ｂは、例えば、クロム若しくはチタン、又
はこれらの窒化物若しくは酸化物によって形成すること
ができる。窒化物又は酸化物を用いた場合、膜中の窒素
含有率又は酸素含有率を変化させることにより導電部材
のシート抵抗値を制御することができる。例えば、クロ
ムの窒化物ＣｒＮ_xは、窒素含有率ｘを０から１前後に
変化させることによって、特開平１０−３１８８３０号
公報に示されるように、比抵抗値を約１０^-5Ω・ｃｍか
ら１０^-1Ω・ｃｍに連続的に変化させることができる。

【００６０】電極部分２２ａ及び２２ｂは、膜厚が５０
ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ近傍とする。この時、電
極部分２２ａ及び２２ｂの赤外線吸収率は、シート抵抗
値が約４００Ω/□である場合に最も高くなる。したが
って、赤外線吸収率の観点からは、電極部分２２ａ及び
２２ｂのシート抵抗値は、好ましくは約１００〜１００
０Ω/□、より好ましくは約２００〜６００Ω/□、さら
に好ましくは約３００〜５００Ω/□とする。一方、配
線部分２０ａ及び２０ｂは、配線抵抗が数ｋΩ以下とな
るように約１０〜５０Ω/□のシート抵抗値とすること
が好ましい。尚、同一形状の赤外線センサにおいて、電
極部分２２ａ及び２２ｂのシート抵抗値が大きい程セン
サの検知電流は減少するため、実際の電極部分２２ａ及
び２２ｂのシート抵抗値の設定に当たっては、必要な検
知電流量が確保できる範囲内でできるだけ赤外線吸収率
が高くなるように設定することが好ましい。

【００６１】例えば、図５及び図６に示す構成の赤外線
センサにおいて、電極部分２２ａ及び２２ｂのシート抵
抗値を約２００Ω/□とし、配線部分２０ａ及び２０ｂ
のシート抵抗値を約２０Ω/□とすることにより、導電
部材全面のシート抵抗値を約２０Ω/□とした時に比較
して約１０倍の感度を得ることができ、レスポンス特性
も良好であった。また、電極部分２２ａ及び２２ｂのシ
ート抵抗値を順次下げていくと、１００Ω/□よりも小
さなシート抵抗値とした場合に赤外線の吸収効率が下が
ってセンサの感度が低下する傾向が見られた。

【００６２】実施の形態４．図７（ａ）及び（ｂ）は、
本発明の実施の形態４に係る熱型赤外線センサを示す上
面図及び断面図である。実施の形態３と同様に、電極を
配線と別の材料で形成することにより、電極を赤外線吸
収膜として作用させる。ただし、本実施の形態において
は、電極部分２２ａ及び２２ｂをボロメータ膜１４の下
側に形成し、ボロメータ膜１４上側のほぼ全面に、電極
部分２２ａ及び２２ｂと同様の組成から成る第２の導電
部材２５を形成している。

【００６３】第２の導電部材２５を形成することによ
り、一方の電極部分２２ａからボロメータ膜１４を通過
して他方の電極部分２２ｂに流れる電流が、第２の導電
部材２３を介して容易に流れるようになる。したがっ
て、本実施の形態における熱型赤外線センサにおいて
は、電極部分２２ａ及び２２ｂのシート抵抗値を実施の
形態３よりも大きくすることができ、より赤外線吸収率
が高くなるようなシート抵抗値に設定することが可能で
ある。また、第２の導電部材２５も赤外線を吸収する役
割を果たすため、検知部６の赤外線吸収効率をさらに高
めることができる。

【００６４】例えば、図７に示す構成の赤外線センサに
おいて、電極部分２２ａ及び２２ｂと第２の導電部材２
５のシート抵抗値を５００Ω/□とすると、導電部材全
面のシート抵抗値を約２０Ω/□とした時に比較して１
０倍を超える感度を得ることができ、レスポンスも良好
であった。尚、電極部分２２ａ及び２２ｂのシート抵抗
値が１００〜１０００Ω/□の範囲においては、著しい
感度低下は見られなかった。

【００６５】実施の形態５．図８（ａ）〜（ｃ）は、本
発明の実施の形態５に係る熱型赤外線センサを示す上面
図及び断面図である。上記実施の形態３又は４において
は、断熱脚４ａ及び４ｂの領域は赤外線の吸収に寄与し
ない無駄な領域となっている。このため、特に複数の赤
外線センサをマトリックス状に配列して画像センサを構
成した場合、個々の赤外線センサを小面積化する必要が
ある一方で断熱脚４ａ及び４ｂの小面積化には一定の限
界があるため、赤外線を吸収する有効面積が減少し、セ
ンサの感度が低下する。そこで、本実施の形態において
は、導電部材を電極部分２２ａ及び２２ｂから延長し、
断熱脚４ａ及び４ｂの上方に張り出した赤外線吸収部分
２３ａ及び２３ｂを設けることにより、赤外線を吸収す
る有効面積を拡大してセンサの感度を向上させる。

【００６６】図８に示す熱型赤外線センサは、検知部６
の一部を翼状に延長した点を除いては、実施の形態１に
示す赤外線センサと同様の構造である。検知部６は、基
板１０上に形成された空洞８の上に断熱脚４ａ及び４ｂ
によって側方から支持されており、検知部６の断熱脚４
ａ及び４ｂに対向する辺が翼状に延長され、断熱脚４ａ
及び４ｂの上方に覆い被さるよう張り出している。この
時、検知部６の熱的な遮蔽状態を維持するために、検知
部６の張出し部分と断熱脚４ａ及び４ｂとの間は接触し
ないように空隙を設ける。このような構造は、適当な犠
牲層とエッチングを組み合わせた公知の方法によって形
成することができる。例えば、特開平１０−２０９４１
８号公報には、図８に類似した庇状の構造を、犠牲層を
用いたエッチングによって形成する方法が開示されてい
る。

【００６７】検知部６の内部には、ボロメータ膜１４と
導電部材が形成されている。導電部材は、ボロメータ膜
１４と接合した電極部分２２ａ及び２２ｂと、これらの
端部から連続して断熱脚４ａ及び４ｂの上方に張り出し
た赤外線吸収部分２３ａ及び２３ｂとを有するように形
成されている。一方、ボロメータ膜１４は実施の形態１
と同様の領域に形成されており、検知部６の張出し部分
には形成されていない。ボロメータ膜１４を延長して形
成しないのは、ボロメータ膜１４自身の赤外線吸収率は
あまり高くないため、検知部６の熱容量が不必要に増大
するのを避けるためである。

【００６８】尚、赤外線吸収部分２３ａ及び２３ｂの組
成は、電極部分２２ａ及び２２ｂと同一とすることがプ
ロセス簡略化の観点からは有利である。但し、赤外線吸
収部分２３ａ及び２３ｂの赤外線吸収率を高めるため
に、電極部分２２ａ及び２２ｂよりもシート抵抗値が高
くなるような組成としても良い。

【００６９】本実施の形態の赤外線センサを、実施の形
態３と同様の組成によって構成したところ、検知部６の
赤外線吸収率は約０．７となり、実施の形態３に比べ
て、レスポンス特性は約０．８倍に低下したものの感度
は約１．４倍となり、高感度赤外線センサを構成するこ
とができた。

【００７０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、下記の効果を奏する。本発明の第１の発明
によれば、検知部の一部の領域において、赤外線吸収膜
と電極との間の光学距離を検出赤外線波長の略４分の１
とする一方、検知部の残りの領域において、赤外線吸収
膜と赤外線反射膜の間の光学距離を検出赤外線波長の略
４分の１としたため、電極の赤外線反射機能を積極的に
利用して電極−赤外線吸収膜間に共振構造を形成するこ
とにより、センサのサイズが小さく、電極の占有面積が
相対的に大きなセンサについても、赤外線吸収効率を高
めることができる。また、電極形成領域を検知部の一部
の領域に限定し、残りの領域においては赤外線吸収膜と
赤外線反射膜の間に赤外線の共振器構造を形成したた
め、検知部の膜厚増加を最小限に抑制して、レスポンス
特性の低下を防止することができる。

【００７１】また、検知部の一部の領域に、前記電極の
少なくとも一方と検知膜とを積層し、さらに、検知部の
ほぼ全面に、赤外線吸収膜を形成することにより、検知
膜の膜厚のみを従来と変えることによって、赤外線共振
構造を形成することができ、検知部の熱容量を殆ど増加
させることなく赤外線の共振構造を検知部内に形成する
ことができる。

【００７２】さらに、検知膜を、互いに近接する一組の
電極の上に積層することにより、一組の電極は連続した
１枚の反射膜であるかのように振舞い、赤外線の共振を
効率良く起こして、赤外線吸収効率をより一層高めるこ
とができる。

【００７３】また、赤外線吸収膜によって他方の電極を
兼ねることにより、検知膜の形成を一部の領域に限定し
ながら、電極面積を広くすることができ、センサの感度
を高めることができる。

【００７４】加えて、検知膜を、酸化バナジウム、アモ
ルファス構造のイットリウム・バリウム・銅の酸化物、
アモルファス構造のシリコンから成る群から選択された
１つとすることにより、赤外線センサの感度を向上する
ことができる。

【００７５】さらに、赤外吸収膜を、窒化バナジウム、
窒化チタニウム、ニッケル・クロム合金から成る群から
選択することにより、赤外線吸収効率を高めて、赤外線
センサの感度を向上することができる。

【００７６】また、本発明の第２の発明によれば、電極
部分にある導電部材が、配線部分にある導電部材よりも
大きなシート抵抗値を有するため、赤外線センサ検知部
の熱容量を増大させることなく、その赤外線吸収効率を
向上し、レスポンス特性及び感度の優れた熱型赤外線セ
ンサを提供することができる。

【００７７】また、電極部分にある導電部材のシート抵
抗値を約１００〜１０００Ω/□とすることにより、電
極部分にある導電部材の赤外線吸収率を高めて熱型赤外
線センサの感度を向上することができる。

【００７８】さらに、電極部分にある導電部材の組成
を、クロム窒化物、クロム酸化物、チタン窒化物及びチ
タン酸化物から成る群から選択された１つとすることに
より、膜中の酸素含有量又は窒素含有量を調節すること
によって導電部材のシート抵抗値を容易に制御すること
ができる。

【００７９】また、検知部の下方に赤外線を反射する赤
外線反射膜を形成することにより、検知部を通過した赤
外線を検知部に戻して赤外線吸収効率を高め、熱型赤外
線センサの感度をさらに向上することができる。

【００８０】加えて、電極部分の導電部材を、配線部分
の上方に張り出して赤外線を吸収することにより、赤外
線を吸収する有効領域を配線部分に拡大し、熱型赤外線
センサの感度をまたさらに向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る熱型赤
外線センサを示す上面図である。

【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ’線における断面
図である。

【図３】図３は、本発明の実施の形態２に係る熱型赤
外線センサを示す上面図である。

【図４】図４は、図３のＩＶ−ＩＶ’線における断面
図である。

【図５】図５は、本発明の実施の形態３に係る熱型赤
外線センサを示す上面図である。

【図６】図６（ａ）及び（ｂ）は、図５のａ−ａ’線
及びｂ−ｂ’線における断面図である。

【図７】図７（ａ）は、本発明の実施の形態４に係る
熱型赤外線センサを示す上面図であり、図７（ｂ）は、
図７（ａ）のｂ−ｂ’線における断面図である。

【図８】図８（ａ）は、本発明の実施の形態５に係る
熱型赤外線センサを示す上面図であり、図８（ｂ）及び
（ｃ）は、図８（ａ）のｂ−ｂ’線及びｃ−ｃ’線にお
ける断面図である。

【図９】図９は、従来の熱型赤外線センサの一例を示
す上面図である。

【図１０】図１０は、図９に示す熱型赤外線センサの
断面図である。

【符号の説明】

４ａ及び４ｂ断熱脚、６検知部、８空洞、１０
シリコン基板、１２及び１８シリコン酸化膜、１４
ボロメータ膜（＝検知膜）、２０ａ及び２０ｂ配線、２
２ａ及び２２ｂ電極、２３ａ及び２３ｂ赤外線吸収
部分、２４赤外線反射膜、２５第２の導電部材、２
６赤外線吸収膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者兼田修東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者曽根孝典東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 2G065 AA04 AB02 BA12 BB24 4M118 AA01 AA10 AB10 BA05 CA14 CA32 CA35 CB05 CB06 CB07 CB14 EA01 GA10 GD15 5C024 AX06 CX41 CY47 EX26 GX00 GX08 5F088 AA20 AB01 BA01 EA02 FA01 FA09 FA15 GA04 HA09 LA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】赤外線を吸収して温度変化を起こす検知
部を、半導体基板の上方に、断熱脚によって支持して成
り、前記検知部に、温度変化により電気特性が変化する検知
膜と、該検知膜に接合した一組の電極とを有し、該電極
を介して、前記検知部の温度変化を電気信号として読み
出す赤外線センサにおいて、前記検知部に、赤外線を吸収しながらその一部を透過す
る赤外線吸収膜を形成し、前記検知部下方の前記半導体
基板上に、赤外線を反射する赤外線反射膜を形成し、前記検知部の一部の領域において、前記赤外線吸収膜と
前記電極との間の光学距離を検出赤外線波長の略４分の
１とする一方、前記検知部の残りの領域において、前記赤外線吸収膜と
前記赤外線反射膜の間の光学距離を検出赤外線波長の略
４分の１としたことを特徴とする赤外線センサ。
【請求項２】前記検知部の一部の領域に、前記電極の
少なくとも一方と、前記検知膜とを積層し、さらに、前
記検知部のほぼ全面に、前記赤外線吸収膜を形成したこ
とを特徴とする請求項１記載の赤外線センサ。
【請求項３】前記検知膜が、互いに近接する一組の電
極の上に積層されていることを特徴とする請求項２記載
の赤外線センサ。
【請求項４】前記赤外線吸収膜が、他方の電極を兼ね
ることを特徴とする請求項２記載の赤外線センサ。
【請求項５】前記検知膜が、酸化バナジウム、アモル
ファス構造のイットリウム・バリウム・銅の酸化物、ア
モルファス構造のシリコンから成る群から選択された１
つからなることを特徴とする請求項１記載の赤外線セン
サ。
【請求項６】前記赤外吸収膜が、窒化バナジウム、窒
化チタニウム、ニッケル・クロム合金から成る群から選
択された１つからなることを特徴とする請求項１記載の
赤外線センサ。
【請求項７】赤外線を吸収して温度変化を起こす検知
部を、半導体基板の上方に、断熱脚によって支持して成
り、前記検知部に、温度変化により電気特性が変化する検知
素子を有し、該検知素子に接合して前記断熱脚上に延在
した導電部材を介して、前記検知部の温度変化を電気信
号として取出す赤外線センサにおいて、前記導電部材のうち、前記検知素子と接合した電極部分
と前記断熱脚上に延在した配線部分とが異なる組成から
成り、前記電極部分が前記配線部分よりも大きなシート
抵抗値を有することを特徴とする赤外線センサ。
【請求項８】前記電極部分のシート抵抗値が、１００
〜１０００Ω/□であることを特徴とする請求項７記載
の赤外線センサ。
【請求項９】前記電極部分の組成が、クロム窒化物、
クロム酸化物、チタン窒化物及びチタン酸化物から成る
群から選択された１つであることを特徴とする請求項７
記載の赤外線センサ。
【請求項１０】前記導電部材が、前記電極部分と同一
の組成であって前記電極部分から延長して前記配線部分
の上方に庇状に張り出した赤外吸収部分を有することを
特徴とする請求項７記載の赤外線センサ。
【請求項１１】前記検知部下方の前記半導体基板上
に、赤外線を反射する赤外線反射膜を形成したことを特
徴とする請求項７記載の赤外線センサ。
【請求項１２】前記電極部分と前記赤外線反射膜との
間の光学距離が、検出赤外線波長の略４分の１であるこ
とを特徴とする請求項１１記載の赤外線センサ。