JP2005339908A

JP2005339908A - 赤外線放射素子

Info

Publication number: JP2005339908A
Application number: JP2004155207A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hatai; 崇幡井; Tsutomu Ichihara; 勉櫟原; Takuya Komoda; 卓哉菰田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2004-05-25
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2024-05-25
Also published as: JP4534597B2

Abstract

【課題】製造時および動作時の耐熱性を向上可能な赤外線放射素子を提供する。
【解決手段】半導体基板１の一表面側に半導体基板１よりも熱伝導率が十分に小さな断熱層２が形成されるとともに、断熱層２よりも熱伝導率および導電率それぞれが大きな層状の発熱体３が断熱層２上に形成され、発熱体３上に通電用の一対のパッド４，４が形成されており、発熱体３への通電により発熱体３を発熱させることで発熱体３から赤外線が放射される。断熱層２を構成する低抵抗の第１の多孔質半導体層の深さ方向の途中に多孔度の小さな低多孔度層２２が設けられ、第１の多孔質半導体層のうち、第１の多孔質半導体層における発熱体３との界面での各微細孔２ａの開口面の深さ方向への投影領域内に存在する部分が、深さ方向において第１の多孔質半導体層の多孔度を一様とするときよりも第１の多孔質半導体層の機械的強度を補強する補強構造部５を構成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線放射素子に関するものである。

従来から、赤外放射源を利用した各種の分析装置（例えば、赤外線ガス分析計など）が提供されているが、これらの分析装置で用いられている赤外放射源として代表的なものは、ハロゲンランプであって、大型で且つ寿命が比較的短いので、赤外線を利用してガスを検出する小型のガスセンサへの適用は難しい。なお、透光性の気密容器内に放射体としてのフィラメントを収納したハロゲンランプのような赤外放射源においては、フィラメントの形状や放射特性などを工夫することにより小型化を図ったものもあるが、気密容器を必要とするから、小型のガスセンサへの適用は難しいのが現状である。

そこで、小型化が可能な赤外放射源として、マイクロマシンニング技術を利用して形成する赤外線放射素子が各所で研究開発されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。

ここにおいて、上記特許文献１〜３には、シリコン基板などをマイクロマシンニング技術により加工して形成した矩形枠状の支持基板の一表面側において２点間に線状の発熱体を架け渡した所謂マイクロブリッジ構造の赤外線放射素子が記載されている。なお、この種のマイクロブリッジ構造の赤外線放射素子は、線状の発熱体への通電に伴うジュール熱により発熱体から赤外線を放射させるものである。

ところで、赤外線の吸収を利用してガスを検出するガスセンサにおいて検出精度を高くするためには、赤外線放射素子から放射される赤外線の放射量を安定させ短時間で計測することが望ましく、上述のマイクロブリッジ構造の赤外線放射素子では、支持基板が矩形枠状に形成されており、線状の発熱体の周囲が空気なので、発熱体と発熱体周囲との熱容量差を大きくすることができ、発熱体へ流す電流のオンオフに高速で応答するようになっている。

しかしながら、上記特許文献１〜３に開示された赤外線放射素子では、線状の発熱体の両端に設けたパッド間へ印加する電圧のオンオフに伴う応答速度を向上させるために、発熱体の周囲を空気または真空として発熱体と周囲との熱容量の差を大きくしてあるが、発熱体が線状の形状に形成されており両端部が支持基板に支持されているだけなので、発熱体が破損したり熱により溶断したりして寿命が短くなってしまうことがあった。

そこで、上記特許文献１〜３に開示された赤外線放射素子に比べて赤外線の放射量を増大させることができるとともに長寿命化を図ることが可能な赤外線放射素子として、多孔質シリコン層のような多孔質層を利用した平面型の赤外線放射素子が提案されている。この種の平面型の赤外線放射素子は、例えば、シリコン基板の一表面側に第１の多孔質シリコン層からなる断熱層が形成されるとともに、断熱層上に第１の多孔質シリコン層よりも熱伝導率および導電率が大きな第２の多孔質シリコン層からなる層状の発熱体が形成され、発熱体上に一対のパッドが形成されている。ここにおいて、多孔質層を利用した平面型の赤外線放射素子では、発熱体の絶対温度と発熱体から放射される赤外線のピーク波長との関係がウィーンの変位則を満たしており、発熱体としての第２の多孔質シリコン層が擬似黒体を構成し、ピーク波長が４μｍ以上の赤外線を放射することができる。また、多孔質層を利用した平面型の赤外線放射素子は１０Ｈｚ以上の高速応答性を有している。
特開平９−１５３６４０号公報（段落番号〔００２７〕、〔００２８〕、図２参照）特開２０００−２３６１１０号公報（段落番号〔００１７〕、〔００１８〕、〔００１９〕、図１、図２参照）特開平１０−２９４１６５号公報（段落番号〔００１４〕、〔００１５〕、図１参照）

ところで、上述の多孔質層を利用した平面型の赤外線放射素子では、低消費電力化を図るために発熱体の抵抗を断熱層の抵抗に比べてより低くすることが望ましく、陽極酸化処理にてシリコン基板の一表面側に第１の多孔質シリコン層、第２の多孔質シリコン層を連続的に形成してから、第２の多孔質シリコン層にイオン注入を行って活性化アニールを行うことで低抵抗の発熱体を形成することが考えられる。

しかしながら、本願発明者らは、第２の多孔質シリコン層にイオン注入を行って活性化アニールを行うプロセスを採用した場合には、活性化アニールを行う際の熱歪によって第１の多孔質シリコン層や第２の多孔質シリコン層が破壊されてしまうことがあり、歩留まりが低下してしまうという知見を得た。また、上述の平面型の赤外線放射素子では、動作時の熱歪みによっても第２の多孔質シリコン層が破損してしまうことがあるという知見を得た。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、製造時および動作時の耐熱性を向上可能な赤外線放射素子を提供することにある。

請求項１の発明は、基板の一表面側に形成され基板よりも熱伝導率の小さな多孔質層からなる断熱層と、断熱層上に形成され断熱層よりも熱伝導率および導電率それぞれが大きな発熱体とを備え、発熱体への通電により発熱体を発熱させることで発熱体から赤外線が放射される赤外線発光素子であって、断熱層は、深さ方向において多孔質層の多孔度を一様とするときよりも多孔質層の機械的強度を補強する補強構造部を有することを特徴とする。

この発明によれば、多孔質層からなる断熱層が補強構造部を有していることにより、製造時や動作時の耐熱性が向上し、製造時や動作時の熱歪によって断熱層が破損するのを防止することができるので、製造歩留まりの向上および信頼性の向上を図れる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記多孔質層は、前記深さ方向の途中に多孔度の小さな低多孔度層が設けられ、前記多孔質層のうち、前記多孔質層における前記発熱体との界面での各微細孔の開口面の深さ方向への投影領域内に存在する部分が、前記補強構造部を構成していることを特徴とする。

この発明によれば、低多孔度層の一部が前記補強構造部を構成することになるので、前記多孔質層の形成時に深さ方向の途中に低多孔度層を形成することにより前記補強構造部を形成することができる。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記多孔質層は、前記深さ方向において前記基板に近づくにつれて多孔度が徐々に小さくなるように形成され、前記多孔質層のうち、前記多孔質層における前記発熱体との界面での各微細孔の開口面の深さ方向への投影領域内に存在する部分が、前記補強構造部を構成していることを特徴とする。

この発明によれば、前記多孔質層の深さ方向において多孔度が連続的に変化しているので、前記多孔質層の深さ方向において多孔度がステップ的に変化している場合に比べて前記断熱層の破損をより確実に防止することができる。

請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記多孔質層は、前記深さ方向において前記基板近くの部位の多孔度を他の部位に比べて小さくしてあり、前記多孔質層のうち、前記多孔質層における前記発熱体との界面での各微細孔の開口面の深さ方向への投影領域内に存在する部分が、前記補強構造部を構成していることを特徴とする。

この発明によれば、前記多孔質層において多孔度が他の部位に比べて小さい前記基板近くの部位が前記補強構造部を構成することになるので、前記断熱層の破壊が起こりやすい前記基板近くの部位を補強することができ、前記断熱層が製造時や動作時の熱歪によって破壊されるのを防止することができる。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記多孔質層における前記基板近くの部位は、前記深さ方向において前記基板に近づくにつれて多孔度が徐々に小さくなっていることを特徴とする。

この発明によれば、前記深さ方向において前記基板に近づくにつれて多孔度をステップ的に変化させた場合に比べて前記断熱層の破損をより確実に防止することができる。

請求項６の発明は、請求項１の発明において、前記多孔質層の各微細孔それぞれの内面に沿って酸化膜が形成され、各酸化膜が前記補強構造部を構成していることを特徴とする。

この発明によれば、前記多孔質層を各微細孔の内面に沿って形成された酸化膜によって補強することができるので、前記断熱層を構成する前記多孔質層の多孔度を一様とすることができ、多孔質層の形成が容易になる。

請求項１の発明では、多孔質層からなる断熱層が補強構造部を有していることにより、製造時や動作時の耐熱性が向上し、製造時や動作時の熱歪によって断熱層が破損するのを防止することができるので、製造歩留まりの向上および信頼性の向上を図れるという効果がある。

（実施形態１）
本実施形態の赤外線放射素子Ａは、図１に示すように、半導体基板１の一表面（図１の上面）側に半導体基板１よりも熱伝導率が十分に小さな断熱層２が形成されるとともに、断熱層２よりも熱伝導率および導電率それぞれが大きな層状の発熱体３が断熱層２上に形成され、発熱体３上に通電用の一対のパッド（電極）４，４が形成されており、発熱体３への通電により発熱体３を発熱させることで発熱体３から赤外線が放射される。ここに、断熱層２および発熱体３は、それぞれ多孔質半導体層により構成されている（以下では、断熱層２を構成する多孔質半導体層を第１の多孔質半導体層と称し、発熱体３を構成する多孔質半導体層を第２の多孔質半導体層と称す）が、多孔質半導体層は、多孔度が高くなるにつれて熱伝導率および熱容量が小さくなり、例えば、熱伝導率が１６８〔Ｗ／（ｍ・Ｋ）〕、熱容量が１．６７×１０^６〔Ｊ／（ｍ^３・Ｋ）〕の単結晶のシリコン基板を陽極酸化して形成される多孔度が６０％の多孔質シリコン層は、熱伝導率が１〔Ｗ／（ｍ・Ｋ）〕、熱容量が０．７×１０^６〔Ｊ／（ｍ^３・Ｋ）〕であることが知られている。また、各パッド４，４は金属材料（例えば、タングステン、アルミニウム、金など）により形成されている。なお、第１の多孔質半導体層は、多孔度が高い高多孔度層２１と多孔度が低い低多孔度層２２とが交互に積層された構造を有しており、高多孔度層２１の多孔度と第２の多孔質半導体層の多孔度とを同じ値に設定してある。また、本実施形態では、半導体基板１が基板を構成し、第２の多孔質半導体層が多孔質層を構成している。

本実施形態の赤外線放射素子Ａは、発熱体３から放射される赤外線のピーク波長をλ（μｍ）、発熱体３の絶対温度をＴ（Ｋ）とすれば、ピーク波長λは、
λ＝２８９８／Ｔ
となり、発熱体３の絶対温度Ｔと発熱体３から放射される赤外線のピーク波長λとの関係がウィーンの変位則を満たしている。要するに、本実施形態の赤外線放射素子Ａでは、発熱体３としての第２の多孔質半導体層が擬似黒体を構成しており、図示しない外部電源からパッド４，４間に印加する電圧を調整することにより、発熱体３に発生するジュール熱を変化させることができて、発熱体３から放射される赤外線のピーク波長λを変化させることができる。なお、本実施形態の赤外線放射素子Ａでは、例えば、一対のパッド４，４間に３００Ｖ程度の電圧を印加することによりピーク波長λが３μｍ〜４μｍの赤外線を放射させることが可能であり、パッド４，４間に印加する電圧を適宜調整することにより、ピーク波長が４μｍ以上の赤外線を放射させることも可能である。

なお、本実施形態の赤外線放射素子Ａでは、半導体基板１として、主表面（上記一表面）が（１００）面で抵抗率が１００Ωｃｍの単結晶のｐ形シリコン基板を用いており、第１の多孔質半導体層および第２の多孔質半導体層をそれぞれ多孔質シリコン層により構成してある。また、本実施形態の赤外線放射素子Ａでは、断熱層２および発熱体３の形成前の半導体基板１の厚さを６２５μｍ、陽極酸化処理により形成する断熱層２の厚さを５０μｍ、陽極酸化処理により形成する発熱体３の厚さを１μｍ、パッド４の厚さを０．１μｍとしてあるが、これらの厚さは一例であって特に限定するものではない。

以下、本実施形態の赤外線放射素子Ａの製造方法について説明する。

まず、半導体基板１の他表面（図１の下面）側に陽極酸化処理時に用いる通電用電極（図示せず）を形成した後、半導体基板１の上記一表面側における発熱体３の形成予定部位および断熱層２の形成予定部位を陽極酸化処理にて多孔質化することで第２の多孔質半導体層、第１の多孔質半導体層を順次形成する多孔質化工程を行う。ここにおいて、陽極酸化処理では、電解液として５５ｗｔ％のフッ化水素水溶液とエタノールとを１：１で混合した混合液を用い、半導体基板１を主構成とする被処理物を処理槽に入れられた電解液に浸漬し、通電用電極を陽極、半導体基板１の上記一表面側に対向配置された白金電極を陰極として、電源から陽極と陰極との間に所定の電流密度の電流を流すことにより第２の多孔質半導体層と第１の多孔質半導体層とを連続的に形成している。ただし、第２の多孔質半導体層および第１の多孔質半導体層における各高多孔度層２１それぞれの形成時には所定の電流密度を比較的大きな値（例えば、５０ｍＡ／ｃｍ^２）とし、第１の多孔質半導体層における各低多孔度層２２それぞれの形成時には所定の電流密度を比較的小さな値（例えば、５ｍＡ／ｃｍ^２）としてある。なお、本実施形態では、５０ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度の電流を流す時間の合計時間を８分に設定し、５ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度の電流を流す時間を１つの低多孔度層２２に対して３分に設定してあるが、これらの電流密度や時間は特に限定するものではない。

上述の多孔質化工程の後、半導体基板１の上記一表面側における発熱体３の形成予定部位（つまり、第２の多孔質半導体層）を低抵抗化する低抵抗化工程を行う。ここにおいて、低抵抗化工程では、半導体基板１の上記一表面側から第２の多孔質半導体層へ不純物イオンを注入するイオン注入工程を行ってから、第２の多孔質半導体層へ注入された不純物イオンを活性化するアニール工程を行うことにより、低抵抗化された第２の多孔質半導体層からなる発熱体３を形成している。なお、低抵抗化工程では、イオン注入条件として、イオン種をリン、加速電圧を５０ｋＶ、ドーズ量を１×１０^１５ｃｍ^−２とし、アニール条件として、雰囲気ガスを窒素、アニール温度を１０００℃、アニール時間を３０分としてあるが、イオン注入条件、アニール条件はいずれも一例であって、特に限定するものではない。

上述の低抵抗化工程の後、メタルマスクなどを利用して蒸着法などによって金属材料（例えば、タングステン、アルミニウムなど）からなるパッド４を形成するパッド形成工程を行うことによって、赤外線放射素子Ａが完成する。

なお、上述の製造方法では、多孔質化工程の後に低抵抗化工程を行っているが、低抵抗化工程を多孔質化工程よりも先に行うようにしてもよく、この場合の低抵抗化工程として熱拡散工程を採用してもよい。また、多孔質化工程の前に半導体基板１の上記一表面上に低抵抗の半導体薄膜（例えば、ｎ形アモルファスシリコン薄膜、ｎ形シリコンエピタキシャル層など）を各種のＣＶＤ法や、スパッタ法、レーザアブレーション法、エピタキシャル成長法などにより成膜し、半導体薄膜を多孔質化工程において多孔質化することで発熱体３を形成するようにしてもよい。また、上述の製造方法では、半導体基板１の上記一表面側の全面にイオン注入を行っているが、発熱体３の形成予定領域以外の部位を酸化シリコン膜やレジスト膜などのマスク層によってマスキングしてからイオン注入を行うようにしてもよいことは勿論である。

以上説明した本実施形態の赤外線放射素子Ａは、断熱層２を構成する第１の多孔質半導体層の深さ方向の途中に多孔度の小さな低多孔度層２２が設けられ、第１の多孔質半導体層のうち、第１の多孔質半導体層における発熱体３との界面での各微細孔２ａの開口面の深さ方向への投影領域内に存在する部分が、深さ方向において第１の多孔質半導体層の多孔度を一様とするときよりも第１の多孔質半導体層の機械的強度を補強する補強構造部５を構成している。

しかして、本実施形態の赤外線放射素子Ａでは、断熱層２が深さ方向において多孔度を一様とするときよりも機械的強度を補強する補強構造部５を有しており、製造時や動作時の耐熱性が向上し、製造時や動作時の熱歪によって断熱層２が破損するのを防止することができるので、製造歩留まりの向上および信頼性の向上を図れる。また、低多孔度層２２の一部が補強構造部５を構成することになるので、第１の多孔質半導体層の形成時に深さ方向の途中に低多孔度層２２を形成することにより補強構造部５を形成することができる。

（実施形態２）
本実施形態の赤外線放射素子Ａの基本構成は実施形態１と略同じであり、図２に示すように、断熱層２および補強構造部５の構造が相違し、他の構成は実施形態１と同じなので、説明を省略する。

本実施形態の赤外線放射素子Ａにおける断熱層２は、深さ方向において半導体基板１に近づくにつれて多孔度が徐々に小さくなるように形成され、断熱層２を構成する第１の多孔質半導体層のうち、第１の多孔質半導体層における発熱体３との界面での各微細孔２ａの開口面の深さ方向への投影領域内に存在する部分が、深さ方向において第１の多孔質半導体層の多孔度を一様とするときよりも第１の多孔質半導体層の機械的強度を補強する補強構造部５を構成している。

しかして、本実施形態の赤外線放射素子Ａでは、第１の多孔質半導体層の深さ方向において多孔度が連続的に変化しているので、第１の多孔質半導体層の深さ方向において多孔度がステップ的に変化している場合に比べて断熱層２の破損をより確実に防止することができる。

本実施形態の赤外線放射素子Ａの製造方法は実施形態１にて説明した製造方法と略同じであって、多孔質化工程において、第１の多孔質半導体層の形成時に電流密度を徐々に小さくしていけばよく、所定時間（例えば、１０分間）かけて電流密度を比較的大きな電流密度（例えば、１００ｍＡ／ｃｍ^２）から比較的小さな電流密度（例えば、５ｍＡ／ｃｍ^２）まで小さくしていけばよい。

なお、本実施形態の赤外線放射素子Ａでは、断熱層２の多孔度が深さ方向において連続的に小さくなっているが、深さ方向の途中に実施形態１と同様の低多孔度層２２を設けた構造を採用してもよい。

（実施形態３）
本実施形態の赤外線放射素子Ａの構成構成は実施形態１と略同じであり、図３に示すように、断熱層２および補強構造部５の構造が相違し、他の構成は実施形態１と同じなので説明を省略する。

本実施形態の赤外線放射素子Ａにおける断熱層２は、深さ方向において半導体基板１近くの部位の多孔度を他の部位に比べて小さくしてあり、断熱層２を構成する第１の多孔質半導体層のうち、第１の多孔質半導体層における発熱体３との界面での各微細孔２ａの開口面の深さ方向への投影領域内に存在する部分が、深さ方向において第１の多孔質半導体層の多孔度を一様とするときよりも第１の多孔質半導体層の機械的強度を補強する補強構造部５を構成している。

しかして、本実施形態の赤外線放射素子Ａでは、第１の多孔質半導体層において多孔度が他の部位に比べて小さい半導体基板１近くの部位が補強構造部５を構成することになるので、断熱層２の破壊が起こりやすい半導体基板１近くの部位を補強することができ、断熱層２が製造時や動作時の熱歪によって破壊されるのを防止することができる。ここにおいて、第１の多孔質半導体層における半導体基板１近くの部位は、深さ方向において半導体基板１に近づくにつれて多孔度が徐々に小さくなるように形成されているので、深さ方向において半導体基板１に近づくにつれて多孔度をステップ的に変化させた場合に比べて断熱層２の破損をより確実に防止することができる。

なお、本実施形態の赤外線放射素子Ａにおいても、実施形態１と同様に、深さ方向の途中に低多孔度層２２を設けた構造を採用してもよい。

（実施形態４）
本実施形態の赤外線放射素子Ａの基本構成は実施形態１と略同じであり、図４に示すように、発熱体３、断熱層２および補強構造部５の構造が相違し、他の構成は実施形態１と同じなので説明を省略する。

本実施形態の赤外線放射素子Ａにおける断熱層２は、各微細孔２ａそれぞれの内面に沿って薄い酸化膜（本実施形態では、シリコン酸化膜）６が形成され、各酸化膜６が補強構造部５を構成している。なお、酸化膜６は発熱体３を構成する低抵抗の第２の多孔質半導体層の微細孔の内面にも連続して形成されている。

しかして、本実施形態の赤外線放射素子Ａでは、第１の多孔質半導体層を各微細孔２ａの内面に沿って形成された薄い酸化膜６によって補強することができるので、断熱層２を構成する第１の多孔質半導体層の多孔度を一様とするような条件（一定の電流密度）で多孔質化することができ、第１の多孔質半導体層の形成が容易になる。

酸化膜６の形成方法としては、熱酸化法も考えられるが、熱酸化法を採用した場合には微細孔２ａの内面に沿って薄い酸化膜６が均一に形成されず微細孔２ａにおいて表面近傍の浅い領域に厚い酸化膜が形成されてしまう傾向があるので、薄い酸化膜６を微細孔２ａの内面の全体に亙って均一に形成するには、電気化学的な酸化方法や、酸化性ガスを利用したプラズマ酸化法、オゾンによる酸化法などを採用することが望ましい。ここにおいて、電気化学的な酸化方法を採用する場合には、フッ化水素水溶液とエタノールとの混合液を電解液として用いた多孔質化工程の終了後に、電解液を硫酸溶液に変更して連続的に処理することが可能となる。電気化学的な酸化方法の一例としては、電解液として１Ｍの硫酸溶液を用い、陽極酸化処理と同様に、通電用電極を陽極、半導体基板１の上記一表面側に対向配置された白金電極を陰極として、電源から陽極と陰極との間に所定の電流密度（例えば、２ｍＡ／ｃｍ^２）の電流を流し、陽極と陰極との間のポテンシャルが通電開始時の値から２０Ｖだけ上昇した時点で処理を終了すればよい。

ところで、上記各実施形態では、半導体基板１の材料としてＳｉを採用しているが、半導体基板１の材料はＳｉに限らず、例えば、Ｇｅ，ＳｉＣ，ＧａＰ，ＧａＡｓ，ＩｎＰなどの陽極酸化処理による多孔質化が可能な他の半導体材料でもよい。

実施形態１における赤外線放射素子の概略断面図である。実施形態２における赤外線放射素子の概略断面図である。実施形態３における赤外線放射素子の概略断面図である。実施形態４における赤外線放射素子の概略断面図である。

符号の説明

Ａ赤外線放射素子
１半導体基板
２断熱層
２ａ微細孔
３発熱体
４パッド
５補強構造部
２１高多孔度層
２２低多孔度層

Claims

基板の一表面側に形成され基板よりも熱伝導率の小さな多孔質層からなる断熱層と、断熱層上に形成され断熱層よりも熱伝導率および導電率それぞれが大きな発熱体とを備え、発熱体への通電により発熱体を発熱させることで発熱体から赤外線が放射される赤外線発光素子であって、断熱層は、深さ方向において多孔質層の多孔度を一様とするときよりも多孔質層の機械的強度を補強する補強構造部を有することを特徴とする赤外線放射素子。
前記多孔質層は、前記深さ方向の途中に多孔度の小さな低多孔度層が設けられ、前記多孔質層のうち、前記多孔質層における前記発熱体との界面での各微細孔の開口面の深さ方向への投影領域内に存在する部分が、前記補強構造部を構成していることを特徴とする請求項１記載の赤外線放射素子。
前記多孔質層は、前記深さ方向において前記基板に近づくにつれて多孔度が徐々に小さくなるように形成され、前記多孔質層のうち、前記多孔質層における前記発熱体との界面での各微細孔の開口面の深さ方向への投影領域内に存在する部分が、前記補強構造部を構成していることを特徴とする請求項１記載の赤外線放射素子。
前記多孔質層は、前記深さ方向において前記基板近くの部位の多孔度を他の部位に比べて小さくしてあり、前記多孔質層のうち、前記多孔質層における前記発熱体との界面での各微細孔の開口面の深さ方向への投影領域内に存在する部分が、前記補強構造部を構成していることを特徴とする請求項１記載の赤外線放射素子。
前記多孔質層における前記基板近くの部位は、前記深さ方向において前記基板に近づくにつれて多孔度が徐々に小さくなっていることを特徴とする請求項４記載の赤外線放射素子。
前記多孔質層の各微細孔それぞれの内面に沿って酸化膜が形成され、各酸化膜が前記補強構造部を構成していることを特徴とする請求項１記載の赤外線放射素子。