JP2011252722A - 熱検知デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】温度センサ100は、熱源から輻射される赤外線の熱量を検知するための赤外線検知用感温素子20と、赤外線検知用感温素子20の出力信号を温度補償するための参照用感温素子30と、抵抗調整部41を有する抵抗素子40と、抵抗調整部51を有する抵抗素子50とを備える。感温素子20,30及び抵抗素子40,50はブリッジ接続されている。感温素子20,30のそれぞれの出力端子61,62は、感温素子20,30と抵抗調整部41,51との間に形成されている。
【選択図】図2
Description
同一のシリコンウェハの周辺部分及び中央部分にそれぞれ一つの温度センサ(前者をサンプルNo.1,後者をサンプルNo.2と称する。)を製造した。赤外線検知用感温素子20、参照用感温素子30、抵抗素子40,50のそれぞれの直流抵抗値の目標値を33kΩとした。実験に使用したシリコンウェハには、特性のばらつきがあり、ウェハ周辺部に形成されたサンプルNo.1の温度センサでは、赤外線検知用感温素子20、参照用感温素子30、抵抗素子40,50の直流抵抗値は目標値に一致したが、ウェハ中央部に形成されたサンプルNo.2の温度センサでは、赤外線検知用感温素子20、参照用感温素子30、抵抗素子40,50の各抵抗値は、32kΩ、32kΩ、30kΩ、31kΩであった。これらの抵抗値の測定は、赤外線検知用感温素子20、参照用感温素子30、抵抗素子40,50(ニッケルクロム合金の絶縁膜70の基板10とは反対側の表面からの高さを100nmとするため抵抗素子40,50の膜厚を100nmとした),出力端子61,62、及び共通端子63(絶縁膜70の基板10とは反対側の表面からの端子61,62,63の高さを1000nmとした)が絶縁膜70上に形成された後、保護膜80が形成される前の段階で行った。次に、サンプルNo.1,No.2の各温度センサと同じ直流抵抗値を有し、且つ保護膜80が形成されているサンプルNo.3,No.4の温度センサを用意し、同一条件で温度変化させたときの出力電圧(センサ信号)の相違を確認した。なお、保護膜80の有無によって直流抵抗値が変化しないことは予め確認済みである。サンプルNo.3,No.4の温度センサに白色光を照射し、共通端子63,64間に5Vの電圧を印加したところ、サンプルNo.3,No4の温度センサの出力電圧は、それぞれ100mV,60mVであった。そこで、サンプルNo.2の温度センサの抵抗調整部41,51を部分的に切断して抵抗調整を行ったところ、抵抗素子40,50の各抵抗値は32kΩになり、保護膜を形成した後センサ出力を測定したところ、センサ出力は99mVにまで向上した。
サンプルNo.5の温度センサを用意した。サンプルNo.5の温度センサは、出力端子61,62、及び共通端子63を有しない点においてサンプルNo.2の温度センサと相違し、その余の点において共通している。サンプルNo.5の温度センサの抵抗調整部41,51を部分的に切断して抵抗調整を行ったところ、抵抗素子40,50の各抵抗値は32kΩになり、保護膜を形成した後センサ出力を測定したところ、センサ出力は99mVにまで向上した。なお、各直流抵抗値の計測は、個別電極65,66にプローブを直接当てた状態で行った。また、サンプルNo.5の温度センサと同じものを100サンプル用意し、同様の実験を行ったところ、センサ出力が80mVに達しないものが3サンプルあった。そこで、当該サンプルを観察したところ、抵抗調整部41,51の切断残渣がメンブレン構造の一部に付着していることが判明した。一方、同様にサンプルNo.2において100サンプルの抵抗調整を行ったところ、抵抗調整部41,51の切断残渣がメンブレン構造に付着するような現象はなかったため、レーザトレミングにより抵抗調整部41,51を部分的に切断したときに生じる切断残渣の飛散が出力端子61,62、及び共通端子63によって遮蔽されたものと考えられる。
サンプルNo.6〜No.9の温度センサを用意した。サンプルNo.6〜No.9の温度センサは、出力端子61,62、及び共通端子63の絶縁膜70の表面(絶縁膜70の基板10とは反対側の表面)からの高さが、それぞれ、100nm,200nm,500nm,1500nmである点においてサンプルNo.2の温度センサと相違し、その余の点において共通している。サンプルNo.7〜No.9の温度センサには、抵抗調整部41,51の切断残渣がメンブレン構造の一部に付着する現象は見られなかったが、サンプルNo.6の温度センサには、100サンプルあたり1サンプルの割合でそのような現象が見られた。この実験結果から、出力端子61,62、及び共通端子63が高い程、飛散する切断残渣を遮蔽する効果が高いことが判明した。
サンプルNo.10の温度センサを用意した。サンプルNo.10の温度センサは、感温素子20,30と抵抗調整部51との間に出力端子61,62も共通端子63も形成されていない位置90(図1参照)に抵抗調整部51が形成されている点においてサンプルNo.2の温度センサと相違し、その余の点において共通している。サンプルNo.10の温度センサの抵抗調整部41,51を部分的に切断して抵抗調整を行ったところ、抵抗素子40,50の各抵抗値は32kΩになり、センサ出力は99mVにまで向上した。しかし、サンプルNo.10の温度センサと同じものを100サンプル用意し、同様の実験を行ったところ、そのうち8サンプルについて、抵抗調整部41,51の切断残渣がメンブレン構造の一部に付着していることが判明した。これは、抵抗調整部51と感温素子20,30との間に出力端子61,62も共通端子63もなく、抵抗調整部51から飛散する切断残渣を遮蔽するものが何もないことに起因しているものと考えられる。また、抵抗調整部51と感温素子20,30との距離が近いため、レーザトレミング時に生じた熱が感温素子20,30のメンブレン構造に何らかの影響を与えた可能性も考えられる。
サンプルNo.11の温度センサを用意した。サンプルNo.11の温度センサは、基板10上に感温素子20,30、及び抵抗素子40,50を形成し、更に保護膜80を基板全面に成膜し、その後、出力端子61,62、共通端子63,64、及び抵抗調整部41,51が露出するように保護膜80をエッチングし、続いて、出力端子61,62、共通端子63,64を形成することにより作製した。サンプルNo.11の温度センサの各直流抵抗値は、サンプルNo.2の温度センサの各直流抵抗値と同じであった。サンプルNo.11の温度センサの抵抗調整部41,51を部分的に切断して抵抗調整を行ったところ、抵抗素子40,50の各抵抗値は32kΩになり、センサ出力は99mVにまで向上した。また、抵抗調整部41,51の切断残渣がメンブレン構造に付着することもなかった。この結果から、抵抗調整部41,51から飛散する切断残渣を遮蔽する上で保護膜80が効果的であることが判明した。
サンプルNo.12の温度センサを用意した。サンプルNo.12の温度センサは、基板10上に感温素子20,30、及び抵抗素子40,50を形成し、その後、出力端子61,62、及び共通端子63,64を形成することなく、膜厚400nmの保護膜80を基板全面に成膜し、抵抗調整部41,51が露出するように保護膜80をエッチングすることにより作製した。サンプルNo.12の温度センサの各直流抵抗値は、サンプルNo.2の温度センサの各直流抵抗値と同じであった。サンプルNo.12の温度センサの抵抗調整部41,51を部分的に切断して抵抗調整を行ったところ、抵抗素子40,50の各抵抗値は32kΩになり、センサ出力は99mVにまで向上した。また、抵抗調整部41,51の切断残渣がメンブレン構造に付着することもなかった。この結果から、抵抗調整部41,51から飛散する切断残渣を遮蔽する上で保護膜80が効果的であることが判明した。
20…赤外線検知用感温素子
30…参照用感温素子
40,50…抵抗素子
41,51…抵抗調整部
61,62…出力端子
63,64…共通端子
80…保護膜
100…温度センサ
Claims (2)
- 熱源からの熱量を検知するための検知用感温素子と、
前記検知用感温素子を温度補償するために前記外界雰囲気の熱量を検知する参照用感温素子と、
切断状態に応じて抵抗調整可能な第一の抵抗調整部を有し、その一端が第一の出力端子に接続するとともにその他端が第二の共通端子に接続する第一の抵抗素子と、
切断状態に応じて抵抗調整可能な第二の抵抗調整部を有し、その一端が第二の出力端子に接続するとともにその他端が前記第二の共通端子に接続する第二の抵抗素子と、
を備え、
前記検知用感温素子は、第一の出力端子及び第一の共通端子に接続され、前記参照用感温素子は、第二の出力端子及び前記第一の共通端子に接続されており、
前記赤外線検知用感温素子、前記参照用感温素子、前記第一の抵抗素子、及び前記第二の抵抗素子は、同一基板に形成されており、
前記第一の出力端子、前記第二の出力端子、前記第一の共通端子、又は前記第二の共通端子のうち少なくとも何れか一つは、前記検知用感温素子又は前記参照用感温素子の何れか一方と、前記第一の抵抗調整部又は前記第二の抵抗調整部の何れか一方との間に形成されている、熱検知デバイス。 - 請求項1に記載の熱検知デバイスであって、前記第一の抵抗調整部及び前記第二の抵抗調整部は、枠状連結抵抗体である、熱検知デバイス。
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103940518A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-07-23 | 电子科技大学 | 一种低热导的太赫兹探测单元微桥结构及其制备方法 |
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2010
- 2010-05-31 JP JP2010125063A patent/JP5633195B2/ja active Active
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