JP2007132865A

JP2007132865A - Thermopile and infrared sensor using it

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Publication number: JP2007132865A
Application number: JP2005327976A
Authority: JP
Inventors: Takuya Sunada; 卓也砂田; Takeshi Nobe; 武野辺; Hideo Nishikawa; 英男西川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2007-05-31

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermopile capable of performing easily pattern formation, and having high light-receiving sensitivity, and high reliability, and an infrared sensor using it. <P>SOLUTION: A thermocouple 2 constituting the thermopile can perform easily pattern formation because it is formed of polysilicon (polysilicon part 21) and a metal (a metal member 22). Since the polysilicon is p-type polysilicon having high infrared absorptance, the light-receiving sensitivity is heightened. Each film thickness of a hot contact part 23a for connecting electrically the polysilicon part 21 to the metal member 22, a cold contact part 23b for connecting electrically the polysilicon part 21 to a metal member 22 of another thermocouple 2, and a wiring part 22a is thicker than the film thickness of the metal member 22. Furthermore, each width of the contact parts 23a, 23b is wider than the width of the metal member 22. Consequently, heat radiation from the metal member 22 is reduced, and decrease of a temperature difference between the contact parts 23a, 23b is prevented, to thereby improve the sensitivity. In addition, the thermopile has high reliability because wiring disconnection seldom occurs. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、受光する赤外線を熱に変換し、当該熱に基づいて電気信号を出力するサーモパイル及びそれを用いた赤外線センサに関する。 The present invention relates to a thermopile that converts received infrared light into heat and outputs an electrical signal based on the heat, and an infrared sensor using the thermopile.

従来より、赤外線センサには、熱型赤外線センサと量子型赤外線センサがある。熱型赤外線センサの動作原理は、素子が赤外線の熱エネルギーにより温められ、温度上昇に伴って素子の電気特性に変化が生じ、当該変化を利用するというものである。熱型赤外線センサとして、例えば熱起電力効果を利用するサーモパイルが挙げられる。 Conventional infrared sensors include a thermal infrared sensor and a quantum infrared sensor. The operating principle of the thermal infrared sensor is that the element is warmed by infrared thermal energy, the electrical characteristics of the element change as the temperature rises, and the change is utilized. An example of the thermal infrared sensor is a thermopile that uses the thermoelectromotive force effect.

従来のサーモパイルについて、図５を参照して説明する。図５は、従来のサーモパイルの構成を示している。サーモパイルは、複数個直列に接続された熱電対１００と、熱電対１００に熱を加える赤外線吸収膜１０４とで構成されている。熱を加えられた熱電対１００は、当該熱に基づいて熱起電力を発生させる。 A conventional thermopile will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the structure of a conventional thermopile. The thermopile includes a plurality of thermocouples 100 connected in series and an infrared absorption film 104 that applies heat to the thermocouple 100. The thermocouple 100 to which heat is applied generates a thermoelectromotive force based on the heat.

熱電対１００は、例えばポリシリコン１０１と金属１０２とで構成される。ポリシリコン１０１と金属１０２は温接点部１０３ａで接続される。温接点部１０３ａは赤外線吸収膜１０４で覆われる。赤外線吸収膜１０４は、赤外線を受光して、赤外線のエネルギーを熱エネルギーに変換する。当該熱エネルギーにより、温接点部１０３ａは温められ、温接点部１０３ａの温度が上昇する。メンブレン部１０５は薄膜で形成されており、その領域は平面視で赤外線吸収膜１０４の領域を含んでいる。メンブレン部１０５の下方（図５において垂直な奥方向）に位置する部分のシリコン基板は、エッチングされている。温接点部１０３ａ付近の熱が逃げにくいよう空間的に分離するためである。 The thermocouple 100 is composed of, for example, polysilicon 101 and a metal 102. The polysilicon 101 and the metal 102 are connected by a hot contact portion 103a. The hot junction 103 a is covered with an infrared absorption film 104. The infrared absorption film 104 receives infrared rays and converts the infrared energy into thermal energy. The warm contact point 103a is warmed by the thermal energy, and the temperature of the warm contact point 103a increases. The membrane part 105 is formed of a thin film, and the region includes the region of the infrared absorption film 104 in plan view. A portion of the silicon substrate located below the membrane portion 105 (in the vertical direction in FIG. 5) is etched. This is because the heat in the vicinity of the hot junction 103a is spatially separated so that it is difficult to escape.

冷接点部１０３ｂは赤外線吸収膜１０４に覆われず、熱を逃がすヒートシンク１０６上に設けられる。ヒートシンク１０６の作用により、冷接点部１０３ｂの温度は周囲の温度と同じになるようにされ、温接点部１０３ａの温度より低くなる。このため、温接点部１０３ａと冷接点部１０３ｂとの間に生じる温度差に基づき、隣合う熱電対１００の冷接点部１０３ｂ間に熱起電力が発生する。当該起電力は足し合わされ、電極１０７ａと電極１０７ｂとの間の端子電圧として出力される。このような構成により、サーモパイルは、受光した赤外線のエネルギーを熱エネルギーに変換し、当該熱エネルギーに基づいて熱電対に発生する熱起電力を電気信号として外部に出力する。 The cold junction 103b is not covered with the infrared absorption film 104, but is provided on the heat sink 106 for releasing heat. By the action of the heat sink 106, the temperature of the cold junction portion 103b is made equal to the ambient temperature, and is lower than the temperature of the hot junction portion 103a. For this reason, a thermoelectromotive force is generated between the cold junction portions 103b of the adjacent thermocouples 100 based on the temperature difference generated between the hot junction portion 103a and the cold junction portion 103b. The electromotive forces are added and output as a terminal voltage between the electrode 107a and the electrode 107b. With such a configuration, the thermopile converts the received infrared energy into thermal energy, and outputs the thermoelectromotive force generated in the thermocouple based on the thermal energy to the outside as an electrical signal.

ところで、赤外線受光感度の向上を図るため、例えば、白金またはアルミニウムである第１の材料と、ドーピングされたかまたはドーピングされていないポリシリコンゲルマニウムである第２の材料とを有する熱電対が設けられた温度センサが知られている。当該温度センサは微細構造化されている（特許文献１参照）。 By the way, in order to improve the infrared light receiving sensitivity, for example, a thermocouple having a first material that is platinum or aluminum and a second material that is doped or undoped polysilicon germanium is provided. Temperature sensors are known. The temperature sensor is finely structured (see Patent Document 1).

また、温接合部が赤外線の受光領域から内側に形成され、冷接合部が受光領域の外側の領域に形成されるサーモパイルセンサが知られている。このサーモパイルセンサでは、熱電対を構成する二種の熱電材料が、温接合部から受光領域における輻射量の大きな中心部の近傍位置にまで至る広い範囲にわたって延設されている（特許文献２参照）。 There is also known a thermopile sensor in which a warm junction is formed inside an infrared light receiving region and a cold junction is formed in an outer region of the light receiving region. In this thermopile sensor, two types of thermoelectric materials constituting the thermocouple are extended over a wide range from the hot junction to the position near the center of the light receiving region where the radiation amount is large (see Patent Document 2). .

さらに、高性能な赤外線検出装置を供給するため、基板において、メンブレン領域と接する表面側の開口部に、高濃度のｐ型不純物が拡散された高濃度領域が形成される赤外線検出装置が知られている（特許文献３参照）。 Furthermore, in order to supply a high-performance infrared detection device, an infrared detection device is known in which a high-concentration region in which a high-concentration p-type impurity is diffused is formed in the opening on the surface side in contact with the membrane region in the substrate. (See Patent Document 3).

赤外線センサには種々の材料が用いられるが、特にポリシリコンを用いたものとして、赤外線センサの支持台に、不純物がドープされたポリシリコン膜が用いられる赤外線センサアレーが知られている（特許文献４参照）。 Various materials are used for the infrared sensor. In particular, an infrared sensor array in which a polysilicon film doped with impurities is used as a support base of the infrared sensor is known (Patent Document). 4).

また、赤外線センサにｐ型ポリシリコンが用いられたものとして、ｐ型多結晶シリコン抵抗部とｎ型多結晶シリコン抵抗部とが交互に直列接続されるサーモパイルを備える半導体赤外線センサが知られている（特許文献５参照）。 In addition, as an infrared sensor using p-type polysilicon, a semiconductor infrared sensor having a thermopile in which p-type polycrystalline silicon resistor portions and n-type polycrystalline silicon resistor portions are alternately connected in series is known. (See Patent Document 5).

さらに、サーモパイルを構成する熱電対に着目した場合、熱電対を形成する一対の部材の少なくとも一方が、高濃度の不純物を添加したゲルマニウム・シリコン材料であり、他方がｐ型ポリシリコンである熱電対が知られている（例えば、特許文献６）。
特表２００４−５０３７４３号公報特開２００２−３４０６７９号公報特開２００２−９０２１９号公報特開平７−２８０６４４号公報特開平７−９９３４６号公報特開２００３−２８２９６１号公報 Further, when focusing on the thermocouple constituting the thermopile, at least one of the pair of members forming the thermocouple is a germanium silicon material to which a high concentration of impurities is added, and the other is a p-type polysilicon. Is known (for example, Patent Document 6).
Japanese translation of PCT publication No. 2004-503743 JP 2002-340679 A JP 2002-90219 A JP-A-7-280644 JP-A-7-99346 JP 2003-282916 A

従来のサーモパイルでは、熱電対をポリシリコンと金属で作製することにより、作製プロセスのコストを低下させ、チップ単価を安くすることができる。しかし、ビスマスやアンチモン等により作製した熱電対に比べ、受光感度やＳ／Ｎ比（ＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅｒａｔｉｏ）が悪くなっていた。 In the conventional thermopile, the thermocouple is made of polysilicon and metal, so that the cost of the manufacturing process can be reduced and the unit cost of the chip can be reduced. However, light receiving sensitivity and S / N ratio (Signal to Noise ratio) were worse than thermocouples made of bismuth, antimony, or the like.

また、特許文献１に記載の温度センサ、特許文献２に記載のサーモパイル、特許文献３に記載の赤外線検出装置、及び特許文献４に記載の赤外線センサアレーは、赤外線センサを構成する熱電対に、不純物、特にｐ型不純物がドープされたポリシリコンを用いていない。このため、熱電対の赤外線受光感度の向上を図ることができなかった。 In addition, the temperature sensor described in Patent Document 1, the thermopile described in Patent Document 2, the infrared detection device described in Patent Document 3, and the infrared sensor array described in Patent Document 4 are connected to the thermocouple constituting the infrared sensor, Polysilicon doped with impurities, particularly p-type impurities, is not used. For this reason, the infrared light receiving sensitivity of the thermocouple cannot be improved.

さらに、特許文献５に記載の半導体赤外線センサを構成するサーモパイルは、ｐ型多結晶シリコン抵抗部とｎ型多結晶シリコン抵抗部とで構成されている。さらにまた、特許文献６に記載の熱電対の材料は、高濃度の不純物を添加したゲルマニウム・シリコン材料と、ｐ型ポリシリコンである。このため、製造コストを低くすることができなかった。 Furthermore, the thermopile constituting the semiconductor infrared sensor described in Patent Document 5 is composed of a p-type polycrystalline silicon resistor and an n-type polycrystalline silicon resistor. Furthermore, the thermocouple materials described in Patent Document 6 are a germanium silicon material to which high-concentration impurities are added and p-type polysilicon. For this reason, the manufacturing cost could not be lowered.

本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、パターン形成が容易で、受光感度が高く、ノイズの小さい電気信号を出力すると共に、信頼性が高いサーモパイル及びそれを用いた赤外線センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the conventional example, and it is easy to form a pattern, has a high light receiving sensitivity, outputs an electric signal with low noise, and uses a thermopile with high reliability. It is an object to provide an infrared sensor.

上記目的を達成するために請求項１の発明は、ポリシリコンと金属の２種類の材料によって形成される複数の熱電対を備え、前記複数の熱電対のうちの各熱電対は、ポリシリコン部と、金属製部材と、前記ポリシリコン部と前記金属製部材を電気的に接続する第１の接続部と、前記ポリシリコン部と他の熱電対の金属製部材を電気的に接続するための第２の接続部とから構成され、前記各熱電対が、電気的に直列接続され、前記ポリシリコン部は前記ポリシリコンで構成され、前記金属製部材、前記第１の接続部及び前記第２の接続部は前記金属で構成され、前記第１の接続部が温接点となり、前記第２の接続部が冷接点となるサーモパイルにおいて、前記ポリシリコンは、ｐ型不純物が添加されたポリシリコンであるものである。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a plurality of thermocouples formed of two kinds of materials, polysilicon and metal, and each of the thermocouples includes a polysilicon portion. And a metal member, a first connection portion that electrically connects the polysilicon portion and the metal member, and the polysilicon portion and a metal member of another thermocouple for electrically connecting Each thermocouple is electrically connected in series, the polysilicon part is made of polysilicon, the metal member, the first connection part, and the second connection part. In the thermopile in which the connecting portion is made of the metal, the first connecting portion is a hot junction, and the second connecting portion is a cold junction, the polysilicon is polysilicon added with p-type impurities. There is something.

請求項２の発明は、請求項１に記載のサーモパイルにおいて、前記サーモパイルには、赤外線を受光する赤外線受光領域が設けられており、前記ポリシリコン部は、前記赤外線受光領域の平面視略全体にわたって形成されるものである。 According to a second aspect of the present invention, in the thermopile according to the first aspect, the thermopile is provided with an infrared light receiving region for receiving infrared light, and the polysilicon portion extends over substantially the entire planar view of the infrared light receiving region. Is formed.

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のサーモパイルにおいて、前記熱電対は、さらに前記第２の接続部と前記他の熱電対の金属製部材を電気的に接続する配線部を有し、前記配線部は前記金属で構成され、前記第１の接続部、前記第２の接続部及び前記配線部の膜厚は、前記金属製部材の膜厚より厚いものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the thermopile according to the first or second aspect, wherein the thermocouple further electrically connects the second connection portion and the metal member of the other thermocouple. The wiring portion is made of the metal, and the first connecting portion, the second connecting portion, and the wiring portion are thicker than the metal member.

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のサーモパイルにおいて、前記第１の接続部及び前記第２の接続部の幅は、前記金属製部材の幅より広いものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the thermopile according to any one of the first to third aspects, the first connecting portion and the second connecting portion are wider than the metal member.

請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のサーモパイルを備えたことを特徴とする赤外線センサである。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an infrared sensor comprising the thermopile according to any one of the first to fourth aspects.

請求項１の発明によれば、熱電対を構成するポリシリコンはｐ型不純物が添加されたｐ型ポリシリコンであって、当該熱電対はサーモパイルを構成している。ｐ型ポリシリコンはｎ型ポリシリコンよりも赤外線吸収率が高いため、ポリシリコンをｐ型ポリシリコンで構成することにより、より赤外線の吸収率が高まり、より高感度なサーモパイル及びそれを用いた赤外線センサを作製することが可能となる。また、ｐ型ポリシリコンは赤外線吸収率が高いため、赤外線を吸収するための赤外線吸収膜を設けなくとも高い感度を確保することができ、低コスト化を図ることができる。さらに、この熱電対はポリシリコンと金属とで構成されているため、パターンを形成し易く、発電効率が良いサーモパイルを作製することができる。 According to the first aspect of the present invention, the polysilicon constituting the thermocouple is p-type polysilicon doped with p-type impurities, and the thermocouple constitutes a thermopile. Since p-type polysilicon has higher infrared absorptivity than n-type polysilicon, by constructing polysilicon with p-type polysilicon, the infrared absorptance is further increased, and a thermopile with higher sensitivity and an infrared ray using the same A sensor can be manufactured. In addition, since p-type polysilicon has a high infrared absorptance, high sensitivity can be secured without providing an infrared absorption film for absorbing infrared rays, and the cost can be reduced. Furthermore, since this thermocouple is made of polysilicon and metal, it is easy to form a pattern and a thermopile with good power generation efficiency can be produced.

請求項２の発明によれば、ポリシリコン部は、赤外線受光領域の平面視略全体にわたって形成される。ポリシリコン部を構成するポリシリコンは、赤外線を吸収する赤外線吸収材料である。このため、赤外線受光領域全体に渡ってポリシリコン部を満遍なくパターン形成することにより、サーモパイルの受光感度を向上させることができる。 According to the invention of claim 2, the polysilicon portion is formed over substantially the entire planar view of the infrared light receiving region. The polysilicon constituting the polysilicon part is an infrared absorbing material that absorbs infrared rays. For this reason, the light receiving sensitivity of the thermopile can be improved by patterning the polysilicon portion evenly over the entire infrared light receiving region.

また、上記構成においては、各熱電対の構成面積が最大限に広げられるので、特定の設定条件下で、サーモパイル全体の抵抗値を小さくすることができる。抵抗には熱雑音が発生し、熱雑音は抵抗値の平方根に比例して大きくなる。このため、抵抗値が大きくなると、熱雑音の増加に伴ってノイズの電圧が大きくなる。従って、上記のように、サーモパイル全体の抵抗値を小さくすることにより、熱雑音が低減され、ノイズ電圧の小さい電気信号を出力することができる。つまり、サーモパイルのＳ／Ｎ比を向上させることができる。 Moreover, in the said structure, since the structure area of each thermocouple is expanded to the maximum, the resistance value of the whole thermopile can be made small under specific setting conditions. Thermal noise is generated in the resistor, and the thermal noise increases in proportion to the square root of the resistance value. For this reason, when the resistance value increases, the noise voltage increases as the thermal noise increases. Therefore, as described above, by reducing the resistance value of the entire thermopile, thermal noise can be reduced and an electric signal with a small noise voltage can be output. That is, the S / N ratio of the thermopile can be improved.

請求項３の発明によれば、第１の接続部、第２の接続部及び配線部の膜厚は、金属製部材の膜厚より厚い。ここで、サーモパイルの赤外線受光感度は、各熱電対の温接点−冷接点間の温度差が大きければ大きいほど高くなる。しかし、熱電対を構成する金属製部材は、金属で構成されているために放熱性が良く、当該温度差を小さくしてしまう。また、金属製部材の熱抵抗は小さいため、温接点の熱が、温接点と冷接点とを結ぶ金属を介して冷接点側へ伝導する。このため、金属製部材の膜圧を薄くすることにより、金属製部材の放熱量を少なくすると共に、熱抵抗を大きくすることができ、接点間の温度差が小さくなることを避けられる。その結果、サーモパイルの感度を向上させることが可能となる。ただし、信頼性の向上のため、金属製部材と同様に金属で構成される第１の接続部及び第２の接続部の膜厚は厚い方が良い。また、配線切れを防ぐため、配線部の膜厚は厚い方が良い。従って、第１の接続部、第２の接続部及び配線部の膜厚を金属製部材の膜厚より厚くすることにより、感度を向上させると共に、信頼性の向上及び配線切れの防止を図ることができる。 According to invention of Claim 3, the film thickness of a 1st connection part, a 2nd connection part, and a wiring part is thicker than the film thickness of metal members. Here, the infrared light receiving sensitivity of the thermopile increases as the temperature difference between the hot junction and the cold junction of each thermocouple increases. However, since the metal member which comprises a thermocouple is comprised with the metal, it is good in heat dissipation, and makes the said temperature difference small. Moreover, since the thermal resistance of the metal member is small, the heat of the hot junction is conducted to the cold junction side through the metal connecting the hot junction and the cold junction. For this reason, by reducing the film pressure of the metal member, it is possible to reduce the heat radiation amount of the metal member, increase the thermal resistance, and avoid a decrease in temperature difference between the contacts. As a result, the sensitivity of the thermopile can be improved. However, in order to improve reliability, it is better that the first and second connection portions made of metal are thicker than the metal member. Moreover, in order to prevent wiring disconnection, the film thickness of the wiring part is better. Therefore, by increasing the film thickness of the first connection part, the second connection part, and the wiring part to be larger than the film thickness of the metal member, the sensitivity is improved and the reliability is improved and the wiring breakage is prevented. Can do.

請求項４の発明によれば、第１の接続部及び前記第２の接続部の幅は、金属製部材の幅より広い。このように、金属製部材の幅を狭くすることにより、金属製部材の放熱量を少なくすると共に、熱抵抗を大きくすることができ、温接点−冷接点間の温度差が小さくなることを避けられる。その結果、サーモパイルの感度を向上させることが可能となる。また、第１の接続部及び第２の接続部の幅を広くすることにより、信頼性の向上を図ることができる。従って、第１の接続部及び第２の接続部の幅を金属製部材の幅より広くすることにより、感度を向上させると共に、信頼性の向上を図ることができる。 According to invention of Claim 4, the width | variety of a 1st connection part and a said 2nd connection part is wider than the width | variety of metal members. In this way, by reducing the width of the metal member, the heat dissipation of the metal member can be reduced, the thermal resistance can be increased, and the temperature difference between the hot junction and the cold junction can be avoided. It is done. As a result, the sensitivity of the thermopile can be improved. Further, by increasing the width of the first connection portion and the second connection portion, the reliability can be improved. Therefore, by making the width of the first connection portion and the second connection portion wider than the width of the metal member, the sensitivity can be improved and the reliability can be improved.

請求項５の発明によれば、受光感度が高く、ノイズの小さい電気信号を出力する赤外線センサを提供することが可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to provide an infrared sensor that outputs an electrical signal having high light receiving sensitivity and low noise.

本発明の第１の実施形態に係るサーモパイルについて図１及び図２を参照して説明する。第１の実施形態は、主に請求項１及び請求項２に対応している。図１はサーモパイルの構成を示している。サーモパイル１は、ポリシリコンと金属の２種類の材料によって形成される複数の熱電対２で構成される。このように、熱電対２はポリシリコンと金属で構成されるため、熱電対のパターンを形成し易く、発電効率が良いサーモパイルを作製することができる。以下、サーモパイル１の構成について詳細に説明する。 A thermopile according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The first embodiment mainly corresponds to claims 1 and 2. FIG. 1 shows the structure of a thermopile. The thermopile 1 is composed of a plurality of thermocouples 2 formed of two kinds of materials, polysilicon and metal. As described above, since the thermocouple 2 is made of polysilicon and metal, it is easy to form a thermocouple pattern, and a thermopile with good power generation efficiency can be manufactured. Hereinafter, the configuration of the thermopile 1 will be described in detail.

複数の熱電対のうちの各熱電対２は、ポリシリコン部２１と金属製部材２２とで構成される一対の部材と、ポリシリコン部２１と金属製部材２２を電気的に接続する温接点部２３ａ（第１の接続部）と、ポリシリコン部２１と他の熱電対２の金属製部材２２を電気的に接続するための冷接点部２３ｂ（第２の接続部）とで構成される。サーモパイル１には赤外線を受光する赤外線受光領域２４が設けられ、各熱電対２は、一部が赤外線受光領域２４内に位置するように形成される。 Each thermocouple 2 of the plurality of thermocouples includes a pair of members composed of a polysilicon portion 21 and a metal member 22, and a hot junction portion that electrically connects the polysilicon portion 21 and the metal member 22. 23a (first connecting portion) and a polysilicon junction 21 and a cold junction portion 23b (second connecting portion) for electrically connecting the metal member 22 of the other thermocouple 2 to each other. The thermopile 1 is provided with an infrared light receiving region 24 for receiving infrared light, and each thermocouple 2 is formed so that a part thereof is located in the infrared light receiving region 24.

ポリシリコン部２１はポリシリコンで構成され、当該ポリシリコンはｐ型不純物を添加されたポリシリコン（ｐ型ポリシリコン）である。ｐ型ポリシリコンはｎ型ポリシリコンよりも赤外線吸収率が高い。このため、ポリシリコンがｐ型ポリシリコンとなることにより、より赤外線の吸収率が高まり、より高感度なサーモパイル及びそれを用いた赤外線センサを作製することが可能となる。 The polysilicon portion 21 is made of polysilicon, and the polysilicon is polysilicon (p-type polysilicon) doped with p-type impurities. P-type polysilicon has a higher infrared absorption rate than n-type polysilicon. For this reason, when the polysilicon becomes p-type polysilicon, the infrared absorption rate is further increased, and it becomes possible to manufacture a thermosensitive pile having higher sensitivity and an infrared sensor using the same.

ポリシリコン部２１の一部は、薄膜で形成されるメンブレン部２５上に、他の部分はヒートシンク２６上に形成される。メンブレン部２５の領域内には、赤外線を受光する赤外線受光領域２４が設けられる。温接点部２３ａは、ポリシリコン部２１上の赤外線受光領域２４に属する位置に形成される。温接点部２３ａの材料は、金属製部材２２と同じ金属である。赤外線受光領域２４内に位置するポリシリコン部２１及び温接点部２３ａは、受光する赤外線により温められる。 A part of the polysilicon part 21 is formed on the membrane part 25 formed of a thin film, and the other part is formed on the heat sink 26. In the region of the membrane portion 25, an infrared receiving region 24 for receiving infrared rays is provided. The hot contact portion 23 a is formed at a position belonging to the infrared light receiving region 24 on the polysilicon portion 21. The material of the hot junction part 23 a is the same metal as the metal member 22. The polysilicon part 21 and the warm contact point part 23a located in the infrared light receiving region 24 are heated by the received infrared light.

冷接点部２３ｂは、ポリシリコン部２１上の赤外線受光領域外の位置（ポリシリコン部２１のヒートシンク２６上に形成された部分）に形成される。冷接点部２３ｂの材料は、金属製部材２２と同じ金属である。ヒートシンク２６上のポリシリコン部２１及び冷接点部２３ｂの温度は、ヒートシンク２６の作用により、周囲の温度と同じになるようにされ、温接点部２３ａの温度より低くなる。 The cold junction portion 23b is formed at a position outside the infrared light receiving region on the polysilicon portion 21 (a portion formed on the heat sink 26 of the polysilicon portion 21). The material of the cold junction portion 23 b is the same metal as the metal member 22. The temperatures of the polysilicon portion 21 and the cold junction portion 23b on the heat sink 26 are made equal to the ambient temperature by the action of the heat sink 26, and are lower than the temperature of the hot junction portion 23a.

金属製部材２２は、アルミニウム、ビスマス、銅、プラチナ等の金属で構成され、ポリシリコン部２１上に絶縁層（不図示）を介して形成される。金属製部材２２は、ポリシリコン部２１上に形成された温接点部２３ａを介して、ポリシリコン部２１と電気的に接続されると共に、冷接点部２３ｂにより、他の熱電対２のポリシリコン部２１と電気的に接続される。このような構成により、各熱電対２が電気的に直列接続される。 The metal member 22 is made of a metal such as aluminum, bismuth, copper, or platinum, and is formed on the polysilicon portion 21 via an insulating layer (not shown). The metal member 22 is electrically connected to the polysilicon part 21 via a hot contact part 23a formed on the polysilicon part 21, and is also connected to the polysilicon of another thermocouple 2 by a cold contact part 23b. It is electrically connected to the unit 21. With such a configuration, the thermocouples 2 are electrically connected in series.

次に、サーモパイル１の動作について説明する。ポリシリコン部２１は、赤外線を受光し、赤外線のエネルギーを熱エネルギーに変換する。当該熱エネルギーにより、温接点部２３ａ（温接点）は温められ、温接点部２３ａの温度が上昇する。冷接点部２３ｂ（冷接点）は赤外線受光領域２４外に配置され、ヒートシンク２６上に設けられるため、冷接点部２３ｂの温度は温接点部２３ａの温度より低くなる。このため、温接点部２３ａと冷接点部２３ｂとの間に生じる温度差に基づき、隣合う熱電対２の冷接点部２３ｂ間に熱起電力が発生する。当該起電力は足し合わされ、電極２７ａと電極２７ｂとの間の端子電圧として出力される。このような構成により、サーモパイルは、受光した赤外線のエネルギーを熱エネルギーに変換し、当該熱エネルギーに基づいて熱電対に発生する熱起電力を電気信号として外部に出力する。 Next, the operation of the thermopile 1 will be described. The polysilicon part 21 receives infrared rays and converts the infrared energy into thermal energy. Due to the thermal energy, the hot junction 23a (hot junction) is warmed, and the temperature of the hot junction 23a rises. Since the cold junction 23b (cold junction) is disposed outside the infrared light receiving region 24 and provided on the heat sink 26, the temperature of the cold junction 23b is lower than the temperature of the hot junction 23a. For this reason, a thermoelectromotive force is generated between the cold junction portions 23b of the adjacent thermocouples 2 based on the temperature difference generated between the hot junction portion 23a and the cold junction portion 23b. The electromotive forces are added and output as a terminal voltage between the electrode 27a and the electrode 27b. With such a configuration, the thermopile converts the received infrared energy into thermal energy, and outputs the thermoelectromotive force generated in the thermocouple based on the thermal energy to the outside as an electrical signal.

なお、ポリシリコン部２１は、赤外線受光領域２４の平面視略全体にわたって形成される。ポリシリコン部２１を構成するポリシリコン、特にｐ型ポリシリコンは、赤外線を高効率で吸収する赤外線吸収材料である。このため、赤外線受光領域２４全体に渡ってポリシリコン部２１を満遍なくパターン形成することにより、サーモパイル１の赤外線受光感度を向上させることができる。 The polysilicon portion 21 is formed over substantially the entire planar view of the infrared light receiving region 24. The polysilicon constituting the polysilicon portion 21, particularly p-type polysilicon, is an infrared absorbing material that absorbs infrared rays with high efficiency. For this reason, it is possible to improve the infrared light receiving sensitivity of the thermopile 1 by patterning the polysilicon portions 21 evenly over the entire infrared light receiving region 24.

また、各熱電対２の構成面積を最大限に広げることにより、特定の設定条件下で、サーモパイル１全体の抵抗値を小さくすることができる。特定の設定条件とは、具体的に（１）サーモパイル１のチップサイズが同じであること、（２）各熱電対２の温接点部２３ａ−冷接点部２３ｂ間の距離の平均値が同じであること、（３）熱電対２の数が同じ、（４）熱電対材料の膜厚が同じであることである。 Moreover, the resistance value of the whole thermopile 1 can be reduced under specific setting conditions by maximizing the configuration area of each thermocouple 2. The specific setting conditions are specifically: (1) the chip size of the thermopile 1 is the same; (2) the average value of the distance between the hot junction part 23a and the cold junction part 23b of each thermocouple 2 is the same. (3) The number of thermocouples 2 is the same, and (4) the film thickness of the thermocouple material is the same.

各熱電対２の構成面積の広がりに伴い（各ポリシリコン部２１の横幅が大きくなるのに従って）、各熱電対２の抵抗値は小さくなる。その結果、サーモパイル１全体の抵抗値が小さくなる。抵抗には熱雑音が発生し、熱雑音は抵抗値の平方根に比例して大きくなる。このため、抵抗値が大きくなると、熱雑音の増加に伴ってノイズの電圧が大きくなる。従って、サーモパイル１全体の抵抗値を小さくすることにより、熱雑音が低減され、ノイズ電圧の小さい電気信号を出力することができる。つまり、サーモパイル１のＳ／Ｎ比を向上させることができる。 As the area of each thermocouple 2 increases (as the lateral width of each polysilicon portion 21 increases), the resistance value of each thermocouple 2 decreases. As a result, the resistance value of the entire thermopile 1 is reduced. Thermal noise is generated in the resistor, and the thermal noise increases in proportion to the square root of the resistance value. For this reason, when the resistance value increases, the noise voltage increases as the thermal noise increases. Therefore, by reducing the resistance value of the thermopile 1 as a whole, thermal noise can be reduced and an electric signal with a low noise voltage can be output. That is, the S / N ratio of the thermopile 1 can be improved.

図２は、サーモパイル１の抵抗値−出力特性を求める実験の結果を示している。図２において、横軸はサーモパイル１の抵抗値を表している。縦軸に示す出力は、抵抗値が５０ｋΩのｎ型サーモパイルの出力電圧を基準とし、当該出力電圧で他の出力電圧を割って標準化した値を表している。なお、図２は、サーモパイルに赤外線吸収膜を付けない場合の測定値を示している。 FIG. 2 shows the result of an experiment for obtaining the resistance value-output characteristic of the thermopile 1. In FIG. 2, the horizontal axis represents the resistance value of the thermopile 1. The output shown on the vertical axis represents a standardized value obtained by dividing another output voltage by the output voltage based on the output voltage of an n-type thermopile having a resistance value of 50 kΩ. In addition, FIG. 2 has shown the measured value when not attaching an infrared rays absorption film to a thermopile.

図２には、ｐ型ポリシリコンで構成される本実施形態のサーモパイル１とｎ型ポリシリコンで構成されるサーモパイルの抵抗値−出力特性が示されている。四角のプロット（□）は、抵抗値を変化させた時の、ｐ型ポリシリコンで構成されるサーモパイル１の出力を表している。実線は、四角のプロットの位置に基づいて引いた近似曲線である。三角のプロット（△）は、抵抗値を変化させたときの、ｎ型ポリシリコンで構成されるサーモパイルの出力を表している。破線は、三角のプロットの位置に基づいて引いた近似曲線である。図２が示すように、同じ抵抗値の場合、ｎ型ポリシリコンで構成されるサーモパイルの出力より、ｐ型ポリシリコンで構成されるサーモパイルの出力の方が大きくなる。 FIG. 2 shows the resistance value-output characteristics of the thermopile 1 of this embodiment made of p-type polysilicon and the thermopile made of n-type polysilicon. The square plot (□) represents the output of the thermopile 1 made of p-type polysilicon when the resistance value is changed. The solid line is an approximate curve drawn based on the position of the square plot. The triangular plot (Δ) represents the output of the thermopile made of n-type polysilicon when the resistance value is changed. The broken line is an approximate curve drawn based on the position of the triangular plot. As shown in FIG. 2, when the resistance value is the same, the output of the thermopile made of p-type polysilicon is larger than the output of the thermopile made of n-type polysilicon.

赤外線吸収膜が、赤外線受光領域内に、熱電対の温接点を覆うように形成される場合、サーモパイルの出力は２割から３割増加する。しかしながら、赤外線吸収膜を設ける分だけ製造コストが高くなる。本実施形態では、サーモパイル１は、熱電対２にｐ型ポリシリコンを用いるため、図２に示されるように出力がｎ型ポリシリコンの場合に比べて大きい。このため、出力増加のために必ずしも赤外線吸収膜を設ける必要はなく、サーモパイルの製造コストを安くすることができる。また、赤外線吸収膜をｐ型ポリシリコンで構成されるサーモパイル１に設けた場合、赤外線吸収膜を設けない場合に比べて、赤外線受光領域を小さくしても所望の出力を確保することができるので、サーモパイル１のチップサイズの縮小を図ることができる。 When the infrared absorbing film is formed in the infrared light receiving region so as to cover the hot junction of the thermocouple, the output of the thermopile increases by 20% to 30%. However, the manufacturing cost increases as much as the infrared absorbing film is provided. In this embodiment, since the thermopile 1 uses p-type polysilicon for the thermocouple 2, the output is larger than that in the case of n-type polysilicon as shown in FIG. For this reason, it is not always necessary to provide an infrared absorption film for increasing the output, and the manufacturing cost of the thermopile can be reduced. Further, when the infrared absorption film is provided on the thermopile 1 made of p-type polysilicon, a desired output can be ensured even if the infrared light receiving area is made smaller than in the case where the infrared absorption film is not provided. The chip size of the thermopile 1 can be reduced.

本発明の第２の実施形態に係るサーモパイル１について図３を参照して説明する。本実施形態は、熱電対２がさらに配線部２２ａを備え、熱電対２の各部の厚みや幅が設定されている点で、第１の実施形態と異なる。第２の実施形態は、主に請求項２及び請求項４に対応している。 A thermopile 1 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that the thermocouple 2 further includes a wiring portion 22a, and the thickness and width of each portion of the thermocouple 2 are set. The second embodiment mainly corresponds to claims 2 and 4.

図３は、サーモパイル１の構造を示している。ポリシリコン部２１はメンブレン部２５上に形成される。ポリシリコン部２１の断面は、例えば長方形である。ポリシリコン部２１同士を、またポリシリコン部２１と金属製部材２２を絶縁するため、層間絶縁膜２８はポリシリコン部２１を被覆する。隣接するポリシリコン部２１の間には溝が生じる。 FIG. 3 shows the structure of the thermopile 1. The polysilicon part 21 is formed on the membrane part 25. The cross section of the polysilicon portion 21 is, for example, a rectangle. In order to insulate the polysilicon parts 21 from each other and the polysilicon part 21 and the metal member 22, the interlayer insulating film 28 covers the polysilicon part 21. A groove is formed between adjacent polysilicon portions 21.

熱電対２は、さらに冷接点部２３ｂと他の熱電対２の金属製部材２２を電気的に接続する配線部２２ａを有する。配線部２２ａは上記の溝（段差）に沿って形成される。配線部２２ａは、金属製部材２２と同じ金属で構成される。 The thermocouple 2 further includes a wiring portion 22a that electrically connects the cold junction portion 23b and the metal member 22 of the other thermocouple 2. The wiring part 22a is formed along the groove (step). The wiring part 22 a is made of the same metal as the metal member 22.

金属製部材２２は、ポリシリコン部２１を覆う層間絶縁膜２８上に形成される。金属製部材２２は、温接点部２３ａと配線部２２ａを電気的に接続する。 The metal member 22 is formed on the interlayer insulating film 28 that covers the polysilicon portion 21. The metal member 22 electrically connects the hot contact portion 23a and the wiring portion 22a.

温接点部２３ａ及び冷接点部２３ｂは、ポリシリコン部２１の上に形成される。各接点部は、ポリシリコン部２１と電気的に接続されている。各接点部の上部の形状は、例えば凹型である。各接点部の幅は、層間絶縁膜２８より上の部分と、層間絶縁膜２８以下の部分とで異なる。配線部２２ａは、冷接点部２３ｂの側面に接続される。 The hot junction part 23 a and the cold junction part 23 b are formed on the polysilicon part 21. Each contact portion is electrically connected to the polysilicon portion 21. The upper shape of each contact portion is, for example, a concave shape. The width of each contact portion differs between a portion above the interlayer insulating film 28 and a portion below the interlayer insulating film 28. The wiring part 22a is connected to the side surface of the cold junction part 23b.

ここで、温接点部２３ａ及び冷接点部２３ｂの側面の高さ、及びこれらの接点部２３ａ、２３ｂにおけるポリシリコン部２１と接する部分から凹型形状部分の底までの高さをｔ１とする。つまり、温接点部２３ａ及び冷接点部２３ｂの膜厚をｔ１とする。さらに、配線部２２ａの膜厚をｔ１とし、金属製部材２２の膜厚をｔ２とすると、ｔ１＞ｔ２の関係が成り立つ。つまり、温接点部２３ａ、冷接点部２３ｂ及び配線部２２ａの膜厚は、金属製部材２２の膜厚より厚い。 Here, the heights of the side surfaces of the hot junction portion 23a and the cold junction portion 23b and the height from the portion in contact with the polysilicon portion 21 to the bottom of the concave shape portion in these contact portions 23a and 23b are defined as t1. That is, the film thickness of the hot junction part 23a and the cold junction part 23b is set to t1. Furthermore, when the film thickness of the wiring part 22a is t1, and the film thickness of the metal member 22 is t2, the relationship of t1> t2 is established. That is, the film thickness of the hot junction part 23 a, the cold junction part 23 b and the wiring part 22 a is thicker than that of the metal member 22.

サーモパイル１の赤外線受光感度は、各熱電対２の温接点部２３ａ−冷接点部２３ｂ間の温度差が大きければ大きいほど高くなる。しかし、熱電対２を構成する金属製部材２２は、金属で構成されているために放熱性が良く、当該温度差を小さくしてしまう。また、金属製部材２２の熱抵抗は小さいため、温接点部２３ａの熱が、温接点部２３ａと冷接点部２３ｂとを結ぶ金属を介して冷接点部２３ｂ側へ伝導する。このため、金属製部材２２の膜圧を薄くすることにより、金属製部材２２の放熱量を少なくすると共に、熱抵抗を大きくすることができ、接点部間の温度差が小さくなることを避けられる。その結果、サーモパイル１の感度を向上させることが可能となる。ただし、信頼性の向上のため、金属製部材２２と同様に金属で構成される温接点部２３ａ及び冷接点部２３ｂの膜厚は厚い方が良い。また、配線切れを防ぐため、配線部２２ａの膜厚は厚い方が良い。従って、温接点部２３ａ、冷接点部２３ｂ及び配線部２２ａの膜厚を、金属製部材２２の膜厚より厚くすることにより、感度を向上させると共に、信頼性の向上及び配線切れ（段差部分での断線）の防止を図ることができる。 The infrared light receiving sensitivity of the thermopile 1 increases as the temperature difference between the hot junction 23a and the cold junction 23b of each thermocouple 2 increases. However, since the metal member 22 constituting the thermocouple 2 is made of metal, the heat dissipation is good, and the temperature difference is reduced. In addition, since the thermal resistance of the metal member 22 is small, the heat of the hot junction part 23a is conducted to the cold junction part 23b side through the metal connecting the hot junction part 23a and the cold junction part 23b. For this reason, by reducing the film pressure of the metal member 22, the heat radiation amount of the metal member 22 can be reduced, the thermal resistance can be increased, and the temperature difference between the contact portions can be avoided from being reduced. . As a result, the sensitivity of the thermopile 1 can be improved. However, in order to improve the reliability, it is better that the film thickness of the hot junction portion 23 a and the cold junction portion 23 b made of metal is the same as that of the metal member 22. In order to prevent the wiring from being cut off, it is preferable that the thickness of the wiring portion 22a be thick. Therefore, by making the film thickness of the hot junction part 23a, the cold junction part 23b and the wiring part 22a larger than the film thickness of the metal member 22, the sensitivity is improved and the reliability is improved and the wiring is cut (at the step part). Can be prevented.

また、温接点部２３ａ及び冷接点部２３ｂにおいて、層間絶縁膜２８より上の部分の幅をｗ１とする。そして、金属製部材２２の幅をｗ２とすると、ｗ１＞ｗ２の関係が成り立つ。つまり、温接点部２３ａ及び冷接点部２３ｂの幅は、金属製部材２２の幅より広い。このように、金属製部材２２の幅を狭くすることにより、金属製部材２２の放熱量を少なくすると共に、熱抵抗を大きくすることができ、温接点部２３ａ−冷接点部２３ｂ間の温度差が小さくなることを避けられる。その結果、サーモパイル１の感度を向上させることが可能となる。また、温接点部２３ａ及び冷接点部２３ｂの幅を広くすることにより、各接点部２３ａ、２３ｂ及びサーモパイル１全体の信頼性の向上を図ることができる。従って、温接点部２３ａ及び冷接点部２３ｂの幅を、金属製部材２２の幅より広くすることにより、感度を向上させると共に、信頼性の向上を図ることができる。 In the hot junction portion 23a and the cold junction portion 23b, the width of the portion above the interlayer insulating film 28 is set to w1. If the width of the metal member 22 is w2, the relationship of w1> w2 is established. That is, the widths of the hot junction part 23 a and the cold junction part 23 b are wider than the width of the metal member 22. In this way, by reducing the width of the metal member 22, the heat dissipation amount of the metal member 22 can be reduced and the thermal resistance can be increased, and the temperature difference between the hot junction portion 23a and the cold junction portion 23b. Can be avoided. As a result, the sensitivity of the thermopile 1 can be improved. In addition, by increasing the widths of the hot contact portions 23a and the cold contact portions 23b, it is possible to improve the reliability of the contact portions 23a and 23b and the thermopile 1 as a whole. Therefore, by making the width of the hot junction portion 23a and the cold junction portion 23b wider than the width of the metal member 22, the sensitivity can be improved and the reliability can be improved.

次に、本発明の第３の実施形態に係る赤外線センサについて図４を参照して説明する。本実施形態は、第１の実施形態又は第２の実施形態に係るサーモパイルを用いた赤外線センサに係るものである。 Next, an infrared sensor according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment relates to an infrared sensor using the thermopile according to the first embodiment or the second embodiment.

図４は、サーモパイルを用いた赤外線センサの構造を示している。サーモパイル１は金属ステム３１上に固定される。金属ステム３１には、例えば円形状の開口部３２ａ、３２ｂが設けられる。開口部３２ａ、３２ｂのそれぞれにはリード線３３が差し込まれ、リード線３３と開口部の３２ａ、３２ｂの内壁の間には絶縁材３４が配設される。リード線３３とサーモパイル１はワイヤ３５によりワイヤボンディングされ、電気的に接続される。 FIG. 4 shows the structure of an infrared sensor using a thermopile. The thermopile 1 is fixed on the metal stem 31. The metal stem 31 is provided with, for example, circular openings 32a and 32b. A lead wire 33 is inserted into each of the openings 32a and 32b, and an insulating material 34 is disposed between the lead wire 33 and the inner walls of the openings 32a and 32b. The lead wire 33 and the thermopile 1 are wire-bonded by a wire 35 and are electrically connected.

金属ステム３１上に固定されたサーモパイル１は金属キャップ３６で覆われ、パッケージ化される。金属キャップ３６上面には開口が設けられる。当該開口から入射した光のうち赤外線光のみを透過させる赤外線フィルタ３７が、当該開口を塞ぐように金属キャップ３６の上部に設けられる。 The thermopile 1 fixed on the metal stem 31 is covered with a metal cap 36 and packaged. An opening is provided on the upper surface of the metal cap 36. An infrared filter 37 that transmits only infrared light among the light incident from the opening is provided on the upper portion of the metal cap 36 so as to close the opening.

このような構成により、赤外線は赤外線フィルタ３７を通してサーモパイル１に照射される。赤外線を受光したサーモパイル１は、受光した赤外線に基づいて電気信号を外部に出力する。ここで電気信号とは、例えば熱起電力からなる信号である。電気信号はワイヤ３５を介してリード線３３から赤外線センサ３外部に出力される。 With such a configuration, infrared rays are applied to the thermopile 1 through the infrared filter 37. The thermopile 1 that receives the infrared rays outputs an electrical signal to the outside based on the received infrared rays. Here, the electrical signal is a signal composed of, for example, a thermoelectromotive force. The electrical signal is output from the lead wire 33 to the outside of the infrared sensor 3 through the wire 35.

サーモパイル１は、受光感度が高く、ノイズの小さい電気信号を出力するため、サーモパイル１を搭載した赤外線センサも同様の効果を奏する。 The thermopile 1 has a high light receiving sensitivity and outputs an electric signal with low noise, so that an infrared sensor equipped with the thermopile 1 has the same effect.

なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、サーモパイル１の赤外線受光領域２４に、赤外線吸収膜を設けてもよい。また、温接点部２３ａ、冷接点部２３ｂ及び配線部２２ａの各膜厚は、金属製部材２２の膜厚より厚ければ、同一（ｔ１）でなくてもよい。 In addition, this invention is not restricted to the structure of the said various embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not change the meaning of invention. For example, an infrared absorption film may be provided in the infrared light receiving region 24 of the thermopile 1. Moreover, as long as each film thickness of the warm junction part 23a, the cold junction part 23b, and the wiring part 22a is thicker than the film thickness of the metal member 22, it may not be the same (t1).

本発明の第１の実施形態に係るサーモパイルの構成を示す平面図。The top view which shows the structure of the thermopile which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 上記サーモパイルの抵抗値−出力特性を示す図。The figure which shows the resistance value-output characteristic of the said thermopile. 本発明の第２の実施形態に係るサーモパイルの構造を示す平面図、及び同図のＡ−Ａ′線断面図。The top view which shows the structure of the thermopile which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and the AA 'line sectional drawing of the same figure. 本発明の第３の実施形態に係る赤外線センサの構造を示す平面図、及び同図のＢ−Ｂ′線断面図。The top view which shows the structure of the infrared sensor which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, and the BB 'sectional view taken on the line of the same figure. 従来のサーモパイルの構成を示す平面図。The top view which shows the structure of the conventional thermopile.

Explanation of symbols

１サーモパイル
２熱電対
３赤外線センサ
２１ポリシリコン部
２２金属製部材
２２ａ配線部
２３ａ温接点部（第１の接続部）
２３ｂ冷接点部（第２の接続部）
２４赤外線受光領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermopile 2 Thermocouple 3 Infrared sensor 21 Polysilicon part 22 Metal member 22a Wiring part 23a Hot junction part (1st connection part)
23b Cold junction part (second connection part)
24 Infrared light receiving area

Claims

A plurality of thermocouples formed of two types of materials, polysilicon and metal,
Each thermocouple of the plurality of thermocouples includes a polysilicon part, a metal member, a first connection part that electrically connects the polysilicon part and the metal member, and the polysilicon part. A second connecting portion for electrically connecting a metal member of another thermocouple,
Each thermocouple is electrically connected in series,
The polysilicon part is composed of the polysilicon,
The metal member, the first connection part and the second connection part are made of the metal,
The first connection portion becomes a hot junction,
In the thermopile in which the second connection portion is a cold junction,
The thermopile is characterized in that the polysilicon is polysilicon to which a p-type impurity is added.

The thermopile is provided with an infrared light receiving area for receiving infrared light,
The thermopile according to claim 1, wherein the polysilicon portion is formed over substantially the entire planar view of the infrared light receiving region.

The thermocouple further includes a wiring portion that electrically connects the second connection portion and the metal member of the other thermocouple,
The wiring portion is made of the metal,
The thermopile according to claim 1 or 2, wherein a film thickness of the first connection part, the second connection part, and the wiring part is larger than a film thickness of the metal member.

The thermopile according to any one of claims 1 to 3, wherein a width of the first connection portion and the second connection portion is wider than a width of the metal member.

An infrared sensor comprising the thermopile according to claim 1.