JP2013148492A - テラヘルツカメラ及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】熱伝導効率の高い集熱体構造を備えた、周波数が１００ＧＨｚ以上３０ＴＨｚ以下のテラヘルツ波を検出するテラヘルツカメラ及び電子機器を提供する。
【解決手段】温度に基づいて物理特性が変化する熱型検出素子２２０Ａと、集熱すると共に集熱される熱を熱型検出素子に伝達する集熱体２７０と、第１面２１１Ａ側に熱型検出素子を搭載した支持部材２１０と、支持部材の第２面２１１Ｂが空洞部１０２に臨んで配置され、支持部材の一部を支持する支持部とを有し、集熱体２７０は、熱型検出素子の頂部と連結されて、かつ、熱型検出素子の頂部より外側に張り出して平板状に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、テラヘルツカメラ及び当該テラヘルツカメラを用いた電子機器等に関する。

テラヘルツ波は、赤外線と電波の中間に位置する電磁波である。このテラヘルツ波を用いた画像計測技術は各種方面への活用が研究されている。例えば、テラヘルツカメラによる特定物質探知装置、偽造紙幣の判定、封筒内の薬品検出、建造物の非破壊検査等がある。
一方、赤外線カメラとしては、焦電型電磁波検出器を用いるカメラがある。出願人は、テラヘルツ波の波長が赤外線に近いことから、テラヘルツカメラに焦電型電磁波検出器を用いる技術を発明した。

焦電型検出装置のセルは、上部電極と下部電極とに接続された焦電体を含むキャパシターを有し、電極や焦電体の材料に関して、各種の提案がなされている（特許文献１）。

また、上部電極と下部電極とに接続された強誘電体を含むキャパシターは強誘電体メモリーに用いられており、強誘電体メモリーに適した電極や強誘電体の材料に関しても、各種の提案がなされている（特許文献２，３）。ボロメーター型赤外線検出器として、特許文献４には赤外線を吸収する構造が開示されている。

特開２００８−２３２８９６号公報 特開２００９−７１２４２号公報 特開２００９−１２９９７２号公報 特許第３５７４３６８号

焦電型でもボロメーター型でも、電磁波検出装置では入射された電磁波を効率よく吸収して得た熱を検出素子に効率よく伝達することが、測定精度の向上につながる。ボロメーター型電磁波検出装置を開示した特許文献４の図２１及び図２２では、ボロメーター薄膜を含む検出部の裏面側にて空洞部を介して反射膜が配置され、検出部と反射膜との距離をλ／４（λは入射波長）として光学的共振構造としている。また、特許文献４の図１等では、検出部よりも電磁波入射側に平板状の電磁波吸収部を設け、検出部と電磁波吸収部とを接合柱にて連結している。

特許文献４の技術を焦電型電磁波検出器に応用すると、焦電型検出素子は２つの電極間に焦電材料を挟んだキャパシター構造を有するので、キャパシターの裏側の反射膜に電磁波はほとんど到達せず、むしろキャパシター中の電極で反射されてしまう。

また、検出部と電磁波吸収部とを接合柱にて連結すると、垂直に起立する接合柱は電磁波の吸収にほとんど寄与せず、しかも電磁波吸収部と検出部との間の唯一の伝熱経路である接合柱の横断面積が小さいために伝熱性も劣り、伝熱損失が生ずる。

本発明の幾つかの態様では、効率よく集熱された熱を熱型検出素子に効率よく伝達して、検出感度を向上できるテラヘルツカメラ及び当該テラヘルツカメラを用いた電子機器を提供することにある。

本発明の一態様に係るテラヘルツカメラは、
温度に基づいて物理特性が変化し、周波数が１００ＧＨｚ以上３０ＴＨｚ以下のテラヘルツ波を検出する熱型検出素子と、
集熱すると共に集熱される熱を前記熱型検出素子に伝達する集熱体と、
第１面と、前記第１面に対向する第２面とを含み、前記第２面が空洞部に臨んで配置され、前記第１面に前記熱型検出素子を搭載する支持部材と、
前記支持部材の前記第２面の一部を支持する支持部と、
を有し、
前記集熱体は、前記熱型検出素子の頂部と連結され、かつ、前記熱型検出素子の頂部より外側に張り出して平板状に形成されていることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、熱型検出素子の頂部側（電磁波検出の場合には電磁波入射方向にて上流側）に、熱型検出素子の頂部より外側に張り出して平板状に形成されている集熱体を、熱型検出素子の頂部と連結させているので、集熱体にて電磁波を熱に変換して効率よく集熱した熱を、集熱体から熱型検出素子に伝熱することができる。よって、伝熱損失が少なく、温度に基づいて物理特性が変化することで得られる信号強度を高めることで、検出感度が高まる。しかも、集熱体は熱型検出素子の頂部にて支持されるので、特許文献４の接合柱は不要となり、支持が安定する上に、伝熱面積も拡大する。

本発明の一態様では、前記熱型検出素子は、第１電極と、第２電極と、前記第１，第２電極間に配置された焦電材料とから成り、温度に基づいて分極量が変化するキャパシターを含む焦電型検出素子とすることができる。この場合、前記集熱体は、平面視にて前記焦電型検出素子のキャパシターの面積よりも広い面積を有することができる。

本発明の一態様では、前記焦電型検出素子は、前記キャパシターの外表面を覆う保護膜と、前記第２電極に臨んで前記保護膜に形成されたコンタクトホールと、前記コンタクトホールに充填される導電性かつ伝熱性のプラグと、前記保護膜及び前記プラグ上にパターン形成される配線層と、をさらに含み、前記集熱体は、前記プラグ及び前記配線層を介して前記第２電極に連結することができる。

こうすると、集熱体は、伝熱性を有するプラグを介してキャパシターの第２電極に連結されているので、電磁波を吸収することで集熱された熱を、集熱体から伝熱性のプラグを介して効率よくキャパシターに伝熱することができる。こうして、信号強度を高めて検出感度を向上することができる。

本発明の一態様では、平面視にて、前記プラグは前記第２電極の面積中の５０％以上の領域とコンタクトさせることができる。

一般に、プラグが配線層と第２電極との電気的コンタクトのみに用いられるときには、コンタクトホール２５４は比較的小径に形成される。しかし、本発明の一態様では、プラグは導電性と共に伝熱性が最重要視される。プラグの伝熱性を確保するためには、平面視にて、第２電極の面積中の少なくとも５０％以上、好ましくは６０％、さらに好ましくは８０％以上の領域とコンタクトされる。こうして、プラグは導電性と共に伝熱性が確保される。

本発明の一態様では、前記集熱体は、前記熱型検出素子の頂部を覆い、かつ、前記熱型検出素子の頂部より外側に張り出して平板状に形成されている支持層と、前記支持に形成された集熱膜と、を有することができる。

こうすると、支持層と集熱膜との二層から成る集熱体は、比較的広い面積でかつアンダーカット形状の集熱膜を支持層で支持することができ、集熱体が破損することを低減できる。また、支持層と集熱膜との二層から成る集熱体は、比較的広い面積の集熱膜での熱を、集熱膜よりも伝熱性の高い支持層により効率よく熱型検出素子に伝熱することができ、検出感度を高めることができる。

本発明の一態様では、前記熱型検出素子は、第１電極と、第２電極と、前記第１，第２電極間に配置された焦電材料とから成り、温度に基づいて分極量が変化するキャパシターを含む焦電型検出素子とすることができる。この場合、前記集熱体は、前記第２電極の頂部を覆い、かつ、前記第２電極の頂部より外側に張り出して平板状に形成され、平面視にて前記キャパシターの面積よりも広い面積を有する支持層と、前記支持層上に形成された集熱膜と、を有することができる。

本発明の一態様では、前記焦電型検出素子は、前記キャパシターの側面を覆う保護膜と、前記保護膜上にパターン形成されて、前記支持層と接続される配線層と、をさらに含み、前記配線層は、前記支持層を介して前記第２電極に電気的に接続されてもよい。

このように、第２電極と配線層との電気的接続を、支持層を介して行なうことができ、上述したプラグを不要することができる。このため、集熱体から第２電極に直接に熱を伝導することができ、伝熱効率が向上する。

本発明の一態様では、前記焦電型検出素子は、前記キャパシターの外表面と前記保護膜との間に形成される第１還元ガスバリア層と、前記保護膜及び前記配線層を覆って形成される第２還元ガスバリア層と、をさらに有することができる。

こうすると、第１還元ガスバリア層は保護膜形成過程での還元ガスからキャパシターを保護することができ、第１，第２還元ガスバリア層は実使用時に二重のバリア層として還元ガスからキャパシターを保護することができる。なお、第２還元ガスバリア層は、集熱体を製造する過程で必要となる犠牲層を、集熱体の製造後にエッチング除去する際に、エッチャントから焦電型検出素子を保護するエッチングストップ膜として兼用できる。

本発明の一態様では、前記焦電型検出素子は、前記キャパシターの側面と、前記キャパシターの頂部の一部を覆う保護膜と、前記キャパシターの頂部の一部を覆う前記保護膜に形成されたコンタクトホールと、前記コンタクトホールに充填される導電性のプラグと、前記保護膜及び前記プラグ上にパターン形成される配線層と、をさらに含み、前記集熱体は、平面視にて、前記プラグ及び前記プラグを覆う前記配線層が形成される配線コンタクト領域を除く領域にて、前記キャパシターを覆って形成することができる。

こうすると、プラグを介在せずに集熱体を第２電極に連結できる上に、第２電極への配線はコンタクトホールに充填されたプラグを介して配線層に接続できるので、配線の信頼性も確保される。

本発明の他の態様に係る熱型電磁波検出装置は、上述した熱型電磁波検出器が二軸方向に沿って二次元配置して構成される。この熱型電磁波検出装置は、各セルの熱型電磁波検出器にて検出感度が高められるので、明瞭な電磁波（温度）分布画像を提供できる。

本発明のさらに他の態様に係る電子機器は、上述したテラヘルツカメラを用いることで、電磁波（温度）分布画像に基づいて検査を行う、特定物質の探知装置、偽造紙幣の判定装置、封筒内の薬品などを検出する薬物検出装置、建造物の非破壊検査を行う非破壊検査装置等に好適である。

本発明の第１実施形態に係る焦電型電磁波検出装置の１セル分の焦電型電磁波検出器の概略断面図及び概略平面図である。 本発明の実施形態に係る焦電型電磁波検出装置の概略平面図である。 図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、図１に示す電磁波検出器の製造工程の前半部を示す概略断面図である。 図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、図１に示す電磁波検出器の製造工程の後半部を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る焦電型電磁波検出装置の１セル分の焦電型電磁波検出器の概略断面図及び概略平面図である。 図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、図５に示す電磁波検出器の製造工程の後半部を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る焦電型電磁波検出装置の１セル分の焦電型電磁波検出器の概略断面図及び概略平面図である。 図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、図７に示す電磁波検出器の製造工程の前半部を示す概略断面図である。 図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は、図７に示す電磁波検出器の製造工程の後半部を示す概略断面図である。 焦電型電磁波検出器または焦電型電磁波検出装置を含む電子機器のブロック図である。 図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は焦電型電磁波検出器を二次元配置した焦電型電磁波検出装置の構成例を示す図である。 本発明に係るテラヘルツカメラの外観を概略的に示す斜視図である。 テラヘルツカメラの構成を概略的に示すブロック図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

１．第１実施形態
１．１．焦電型電磁波検出装置
図１に示す支持部材２１０及びそれに搭載される焦電型検出素子（広義には熱型検出素子）２２０Ａを各セルがそれぞれ備えた複数セルの焦電型電磁波検出器（広義には熱型検出器）２００Ａが、二軸方向例えば直交二軸方向に配列された焦電型電磁波検出装置（広義には熱型検出装置）を、図２に示す。なお、１セル分のみの焦電型電磁波検出器にて焦電型電磁波検出装置が構成されても良い。図２において、基部（固定部ともいう）１００から複数のポスト１０４が立設され、例えば２本のポスト（支持部）１０４に支持された１セル分の焦電型電磁波検出器２００Ａが、直交二軸方向に配列されている。１セル分の焦電型電磁波検出器２００Ａが占める領域は、例えば一辺が数十μｍの矩形である。

図２に示すように、焦電型電磁波検出器２００Ａは、２本のポスト（支持部）１０４に連結された支持部材（メンブレン）２１０と、電磁波検出素子（広義には熱型検出素子）２２０Ａと、を含んでいる。１セル分の焦電型電磁波検出素子２２０Ａが占める領域は、例えば一辺の長さが１０μｍ程度の矩形である。

１セル分の焦電型電磁波検出器２００Ａは、２本のポスト１０４と接続される以外は非接触とされ、焦電型電磁波検出器２００Ａの下方には空洞部１０２（図１参照）が形成され、平面視で焦電型電磁波検出器２００Ａの周囲には、空洞部１０２に連通する開口部１０２Ａが配置される。これにより、１セル分の焦電型電磁波検出器２００Ａは、基部１００や他のセルの焦電型電磁波検出器２００Ａから熱的に分離されている。

支持部材２１０は、電磁波検出素子２２０Ａを搭載して支持する搭載部２１０Ａと、搭載部２１０Ａに連結された２本のアーム２１０Ｂとを有し、２本のアーム２１０Ｂの自由端部がポスト１０４に連結されている。２本のアーム２１０Ｂは、図２では簡略化して図示されているが、電磁波検出素子２２０Ａを熱分離するために、細幅でかつ冗長に延在形成することができる。

図２は、上部電極に接続される配線層より上方の部材を省略した平面図であり、図２には電磁波検出素子２２０Ａに接続された第１電極（下部電極）配線層２２２及び第２電極（上部電極）配線層２２４が示されている。第２電極配線層２２４は、第２電極（上部電極）２３６上に形成される配線層２２４Ａと、それに接続される配線層２２４Ｂを含む。第１，第２電極配線層２２２，２２４の各々は、搭載部２１０Ａからアーム２１０Ｂに沿って延在され、ポスト１０４を介して基部１００内の回路に接続される。第１，第２電極配線層２２２，２２４も、電磁波検出素子２２０Ａを熱分離するために、細幅でかつ冗長に延在形成することができる。

１．２．焦電型電磁波検出器
図１は、図２に示す焦電型電磁波検出器２００Ａの断面図及び平面図である。なお、製造工程途中の焦電型電磁波検出器２００Ａでは、図１の空洞部１０２が第１犠牲層１５０（図３（Ａ）参照）により埋め込まれている。この第１犠牲層１５０は、支持部材２１０及び焦電型電磁波検出素子２２０Ａの形成工程前から形成工程後まで存在しており、焦電型電磁波検出素子２２０Ａの形成工程後に等方性エッチングにより除去されるものである。

図１に示すように、基部１００は、基板例えばシリコン基板１１０と、シリコン基板１１０上の絶縁膜（例えばＳｉＯ₂）にて形成されるスペーサー層１２０とを含んでいる。図２のポスト（支持部）１０４は、スペーサー層１２０をエッチングすることで形成され、例えばＳｉＯ₂にて形成されている。ポスト（支持部）１０４には、第１，第２電極配線層２２２，２２４に接続されるプラグ１０６（図２参照）を配置することができる。このプラグ１０６は、シリコン基板１１０に設けられる行選択回路（行ドライバー）か、または列線を介して検出器からのデータを読み出す読み出し回路に接続される。空洞部１０２は、スペーサー層１２０のうちの第１犠牲層１５０（図４（Ｂ）等参照）を等方性エッチングすることで、ポスト１０４と同時に形成される。図２に示す開口部１０２Ａは、支持部材２１０をパターンエッチングすることで形成される。また、図２に示す開口部１０２Ａからエッチャントを供給して第１犠牲層１５０（図４（Ｂ）等参照）を等方性エッチングする。このエッチングのために、図１に示すように、空洞部１０２の露出面にはエッチングストップ層１３０，１４０が残存している。

支持部材２１０の第１面２１１Ａ上に搭載される電磁波検出素子２２０Ａは、キャパシター２３０を含んでいる。キャパシター２３０は、焦電体２３２と、焦電体２３２の下面に接続される第１電極（下部電極）２３４と、焦電体２３２の上面に接続される第２電極（上部電極）２３６とを含んでいる。第１電極２３４は、例えば複数層で形成される支持部材２１０の第１層部材（例えば絶縁層であるＳｉＯ₂）との密着性を高める密着層を含むことができる。支持部材２１０の第２面２１１Ｂは空洞部１０２に面している。

キャパシター２３０は、キャパシター２３０の形成後の工程で還元ガス（水素、水蒸気、ＯＨ基、メチル基など）がキャパシター２３０に侵入することを抑制する第１還元ガスバリア層２４０に覆われている。キャパシター２３０の焦電体（例えばＰＺＴ等）２３２は酸化物であり、酸化物が還元されると酸素欠損を生じて、焦電効果が損なわれるからである。

第１還元ガスバリア層２４０は、キャパシター２３０に接する第１バリア層と、第１バリア層に積層される第２バリア層とを含むことができる。第１バリア層は、例えば酸化アルミニウムＡｌ₂Ｏ₃をスパッタ法により成膜して形成することができる。スパッタ法では還元ガスが用いられないので、キャパシター２３０が還元されることはない。第２水素バリア層は、例えば酸化アルミニウムＡｌ₂Ｏ₃を例えば原子層化学気相成長（ＡＬＣＶＤ：Atomic Layer Chemical Vapor Deposition）法により成膜して形成すことができる。通常のＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法は還元ガスを用いるが、第１層バリア層によりキャパシター２３０は還元ガスから隔離される。

ここで、第１還元ガスバリア層２４０のトータル膜厚は５０〜７０ｎｍ、例えば６０ｎｍとする。このとき、ＣＶＤ法で形成される第１バリア層の膜厚は原子層化学気相成長（ＡＬＣＶＤ）法により形成される第２バリア層よりも厚く、薄くても３５〜６５ｎｍ例えば４０ｎｍとなる。これに対して、原子層化学気相成長（ＡＬＣＶＤ）法により形成される第２バリア層の膜厚は薄くでき、例えば酸化アルミニウムＡｌ₂Ｏ₃を５〜３０ｎｍ例えば２０ｎｍで成膜して形成される。原子層化学気相成長（ＡＬＣＶＤ）法は、スパッタ法等と比較して、優れた埋め込み特性を有するため、微細化に対応することが可能となり、第１，第２バリアにて還元ガスバリア性を高めることができる。また、スパッタ法で成膜される第１バリア層は第２バリア層に比べて緻密ではないが、それが効を奏して伝熱率を下げる要因となるので、キャパシター２３０からの熱の散逸を防止できる。

第１還元ガスバリア層２４０上には層間絶縁膜２５０が形成されている。一般に、層間絶縁膜２５０の原料ガス（ＴＥＯＳ）が化学反応する際には、水素ガスや水蒸気等の還元ガスが発生する。キャパシター２３０の周囲に設けた第１還元ガスバリア層２４０は、この層間絶縁膜２５０の形成中に発生する還元ガスからキャパシター２３０を保護するものである。なお、第１還元ガスバリア層２４０及び層間絶縁膜２５０は、キャパシター２３０を保護する保護膜と呼ぶことができる。あるいは、層間絶縁膜２５０がキャパシター２３０を保護する保護膜と称される場合には、保護膜２５０とキャパシター２３０との間に第１還元ガスバリア層２４０を介在配置することができる。

層間絶縁膜２５０上に、図２にも示した第１電極（下部電極）配線層２２２と第２電極（上部電極）配線層２２４とが配置される。層間絶縁膜２５０には、電極配線形成前に予め、第１コンタクトホール２５２と第２コンタクトホール２５４が形成される。その際、第１還元ガスバリア層２４０にも同様にコンタクトホールが形成される。第１コンタクトホール２５２に埋め込まれた第１プラグ２２６により、第１電極（下部電極）２３４と第１電極配線層２２２とが導通される。同様に第２コンタクトホール２５４に埋め込まれた第２プラグ２２８により、第２電極（上部電極）２３６と第２電極配線層２２４とが導通される。

ここで、層間絶縁膜２５０が存在しないと、第１電極（下部電極）配線層２２２と第２電極（上部電極）配線層２２４をパターンエッチングする際に、その下層の第１還元ガスバリア層２４０の第２バリア層がエッチングされて、バリア性が低下してしまう。層間絶縁膜２５０は、第１還元ガスバリア層２４０のバリア性を担保する上で必要である。

層間絶縁膜２５０は水素含有率が低いことが好ましい。そこで、層間絶縁膜２５０はアニーリングにより脱ガス処理される。

なお、キャパシター２３０の天面の第１還元ガスバリア層２４０は、層間絶縁膜２５０の形成時には第２コンタクトホール２５４がなく閉じているので、層間絶縁膜２５０の形成中の還元ガスがキャパシター２３０に侵入することはない。しかし、第１還元ガスバリア層２４０に第２コンタクトホール２５４が形成された後は、バリア性が劣化する。これを防止する一例として、第２プラグ２２８はバリアメタル層を含むことができる。バリアメタル層は、チタンＴｉのように拡散性の高いものは好ましくなく、拡散性が少なくかつ還元ガスバリア性の高いチタン・アルミ・ナイトライドＴｉＡｌＮを採用できる。

層間絶縁膜２５０及び第１，第２電極配線層２２２，２２４を覆って、第２還元ガスバリア層２６０を設けることができる。この第２還元ガスバリア層２６０は、電磁波吸収体２７０を製造する過程で、アンダーカット状の電磁波吸収膜２７０の下層に埋め込まれていた第２犠牲層２８０（図４（Ｂ）等参照）を等方性エッチングする時のエッチングストップ膜としても機能する。第２還元ガスバリア層２６０は、例えば酸化アルミニウムＡｌ₂Ｏ₃を原子層化学気相成長（ＡＬＣＶＤ）法により膜厚２０〜５０ｎｍで成膜されて形成される。

第２還元ガスバリア層２６０は、図４（Ｂ）等に示す第２犠牲層２８０をフッ酸等により還元雰囲気で等方性エッチングしたとき、第１還元ガスバリア層２４０と共に、キャパシター２３０に還元ガスが侵入することを抑制できる。

焦電型検出素子２２０Ａよりも、電磁波入射方向の上流側に電磁波吸収体（広義には集熱体）２７０が配置されている。電磁波吸収体２７０は、吸収した電磁波量に応じて発熱する材料にて形成され、例えばＳｉＯ₂またはＳｉＮにて形成される。電磁波を吸収することで集熱される熱が、電磁波吸収体２７０より焦電体２３２に伝熱されることで、キャパシター２３０の自発分極量が熱によって変化し、自発分極による電荷を検出することで電磁波を検出できる。

電磁波吸収体２７０は、電磁波検出素子２２０Ａの頂部に位置する第２電極（上部電極）２３６と連結されて、電磁波検出素子２２０Ａの頂部を覆い、かつ、電磁波検出素子２２０Ａの頂部より外側に張り出して平板状に形成され、平面視にてキャパシター２３０の面積（本実施形態では最大面積を有する第１電極２３２の面積）よりも広い面積を有する（図１の平面図参照）。電磁波吸収体２７０は、図２に示すように１セルの電磁波検出器２００Ａが直交二軸に沿って二次元配置される時には、１セル領域の占有面積を超えない範囲で、各セル間で電磁波吸収体２７０の面積を実質的に等しく設定される。

本実施形態では、電磁波吸収体２７０は、第２プラグ２２８及び配線層２２４Ａを介して第２電極（上部電極）２３６に連結されている（図１の断面図参照）。なお、図１では、電磁波吸収体２７０の下面には、後述する第２犠牲層２８０（図４（Ｂ）等参照）を等方性エッチングする時に必要なエッチングストップ膜（例えば酸化アルミニウムＡｌ₂Ｏ₃膜）２９０が残存している。この場合、電磁波吸収体２７０と配線層２２４Ａとの間にもエッチングストップ膜２９０が介在する。ただし、電磁波吸収体２７０の材料が第２犠牲層２８０をエッチングするエッチャントに対して選択比が大きければ、エッチングストップ膜２９０は不要となる。

一般に、第２プラグ２２８が配線層２２４と第２電極との電気的コンタクトのみに用いられるときには、第２コンタクトホール２５４は比較的小径に形成される。しかし、本実施形態では、第２プラグ２２８は導電性と共に伝熱性が最重要視される。このため、第２プラグ２２８は伝熱性を有する必要がある。そこで、第２プラグ２２８は、平面視にて、第２電極２３６の面積中の５０％以上、好ましくは６０％、さらに好ましくは８０％以上の領域とコンタクトされる。こうして、第２プラグ２２８は導電性と共に伝熱性が確保される。

本実施形態の電磁波検出器２００Ａによれば、焦電型電磁波検出素子２２０Ａよりも電磁波入射方向にて上流側に、平面視でのキャパシター２３０の面積よりも広い面積の電磁波吸収体２７０を有するので、各セルの焦電型電磁波検出器２００Ａにて効率よく入射電磁波を熱に変換できる。しかも、電磁波吸収体２７０は焦電型電磁波検出素子２２０Ａの頂部にて支持されるので、特許文献４の接合柱は不要となり、支持が安定する上に、伝熱面積も拡大する。

電磁波吸収体２７０は、伝熱性を有する第２プラグ２２８を介してキャパシター２３０の第２電極（上部電極）２３６に連結されているので、電磁波を吸収することで集熱された熱を、電磁波吸収体（広義には集熱体）２７０から伝熱性の第２プラグ２２８を介して効率よくキャパシター２３０に伝熱することができる。こうして、電磁波検出に基づく信号強度を高めて、電磁波検出感度を向上することができる。

また、電磁波吸収体２７０の厚さは、入射電磁波の波長λに対して（２ｍ＋１）λ／４（ｍ＝０，１，２，…）に設定することができる。こうすると、電磁波吸収体２７０で吸収されなかった電磁波は、配線層２２４Ａを下部反射層とし、電磁波吸収体２７０の最上面（界面）を上部反射層とする光学的共振構造にて共振される。それにより、電磁波吸収体２７０での電磁波吸収効率を高めることができる。

１．３．電磁波検出器の製造方法
次に、図１に示す電磁波検出器２００Ａの製造方法について、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）及び図４（Ａ）〜図４（Ｃ）を参照して説明する。図３（Ａ）に示すように、図１の完成品では空洞部１０２となる領域に第１犠牲層１５０が埋め込まれ、第１犠牲層１５０上にエッチングストップ膜１４０が形成される。支持部材２１０及び電磁波検出素子２２０Ａは、第１犠牲層１５０及びその上のエッチングストップ膜１４０上に形成される。なお、この状態では支持部材２１０はパターニングされてなく、全面に形成されている。

図３（Ａ）では、エッチングストップ膜１４０上に、支持部材２１０、キャパシター２３０、第１還元ガスバリア層２４０、層間絶縁膜２５０、第１，第２コンタクトホール２５２，２５４、第１，第２プラグ２２６，２２８、配線層２２２，２２４が形成された状態を示している。

次に、図３（Ｂ）に示すように、図３（Ａ）の状態にて支持部材２１０上にて露出している全面を覆って、エッチングストップ膜（例えば酸化アルミニウムＡｌ₂Ｏ₃膜）としても機能する第２還元ガスバリア層２６０を例えば原子層化学気相成長（ＡＬＣＶＤ）法により形成する。さらに、図３（Ｃ）に示すように、第２還元ガスバリア層２６０を覆って、第２犠牲層（例えばＳｉＯ₂）２８０を、例えばＣＶＤ法等によって全面に形成する。このとき、第２犠牲層２８０は下地層の凹凸に沿って形成される。

次に、図４（Ａ）に示すように、第２犠牲層２８０を例えばＣＭＰ等により平坦化して、第２犠牲層２８０と頂部の配線層２２４Ａとが面一とされる。これによって、電磁波吸収体２７０を形成するための平面が形成される。図４（Ａ）では、第２プラグ２２８及び配線層２２４Ａ上の第２還元ガスバリア層２６０の一部もエッチングされて、頂面に配線層２２４Ａが露出される。

次に、図４（Ｂ）に示すように、全面にエッチングストップ膜（例えば酸化アルミニウムＡｌ₂Ｏ₃膜）２９０を例えば原子層化学気相成長（ＡＬＣＶＤ）法にて形成し、その上に電磁波吸収体（例えばＳｉＯ₂膜またはＳｉＮ膜）２７０をＣＶＤ等により形成する。その後、エッチングストップ膜２９０及び電磁波吸収体２７０をフォトリソグラフィ法によりパターニングする。これにより、各セルにて、平面視でキャパシター２３０の面積よりも広い面積を有する電磁波吸収体２７０がパターニング形成される。

その後、図４（Ｃ）に示すように、第２犠牲層２８０が例えばフッ酸等を用いた等方性エッチングにより除去される。このとき、電磁波吸収体２７０はエッチングストップ膜２９０により保護され、電磁波検出素子２２０Ａもエッチングストップ膜（第２還元ガスバリア層）２６０により保護される。なお、電磁波吸収体２７０の側面にもエッチングストップ膜を形成しておくことが好ましい。これにより、電磁波吸収体２７０の下面は、電磁波検出素子２２０Ａの頂部と接する面を除いて非接触面となり、アンダーカット形状となって熱分離される。このように、電磁波吸収体２７０は、電磁波検出素子２２０Ａの頂部と接する面を除いて非接触面を有するので、集熱された熱は固体熱伝導によりキャパシター２３０へ伝熱される。

以降は、支持部材２１０をパターニングし、それにより形成された開口部１０２Ａ（図２参照）を用いて、支持部材２１０の下層の第１犠牲層１５０をフッ酸等による等方性エッチングによって除去することで、図１に示す電磁波検出器２００Ａが完成する。

２．第２実施形態
２．１．電磁波吸収体の構造
図５は、第２実施形態に係る電磁波検出器２００Ｂを示している。なお、図５に示す部材のうち図１と同一機能を有する部材について図１と同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図５に示す電磁波検出器２００Ｂが図１に示す電磁波検出器２００Ａと相違する点は、電磁波吸収体（広義には集熱体）３００及びその連結構造である。電磁波吸収体３００は、第２電極２３６の頂部を覆い、かつ、第２電極２３６の頂部より外側に張り出して平板状に形成され、平面視にてキャパシター２３０の面積よりも広い面積を有する支持層３１０と、支持層３１０上に形成された電磁波吸収膜３２０とを有する。

図５に示す電磁波検出素子２２０Ｂもまた、図１に示す電磁波検出素子２２０Ａと同様に、キャパシター２３０の周囲に第１還元ガスバリア層２４０、層間絶縁層２５０及び第２還元ガスバリア層２６０を有することができる。ただし、図５に示す電磁波検出素子２２０Ｂでは、図１に示す第２コンタクトホール２５４や第２プラグ２２８は不要である。代わりに、第１還元ガスバリア層２４０、層間絶縁層２５０及び第２還元ガスバリア層２６０の最上部は平坦化され、第２電極２３６が支持層３１０と接触している。なお、支持層３１０は、上述したエッチングストップ膜２９０その最下層に有することができる。

支持層３１０は、電磁波吸収膜３２０を支持して補強する機能（剛性）と、伝熱機能と、導電機能と、電磁波反射機能等とを有することができる。このため、支持層３１０は金属を用いることが好ましい。

支持層３１０と電磁波吸収膜３２０との二層から成る電磁波吸収体３００は、比較的広い面積でかつアンダーカット形状の電磁波吸収膜３２０を支持層３１０で支持することができ、電磁波吸収体３００が破損することを低減できる。また、支持層３１０と電磁波吸収膜３２０との二層から成る電磁波吸収体３００は、比較的広い面積の電磁波吸収膜３２０での熱を、支持層３１０により効率よく第２電極２３６に伝熱することができ、検出感度を高めることができる。

特に、本実施形態では、第２電極２３６と配線層２２４との電気的接続を、支持層３１０を介して行なうことができ、図１の第２プラグ２２８を不要することができる。このため、電磁波吸収体３００から第２電極２３６に直接に熱を伝導することができ、伝熱効率が向上する。

また、本実施形態では電磁波吸収膜３２０の厚さを、入射電磁波の波長λに対して（２ｍ＋１）λ／４（ｍ＝０，１，２，…）に設定することができる。こうすると、電磁波吸収膜３２０で吸収されなかった電磁波は、支持層３１０を下部反射層とし、電磁波吸収膜３２０の最上面（界面）を上部反射層とする光学的共振構造にて共振される。それにより、図１の第２プラグ２２８よりも広い面積の支持層３１０を下部反射膜として利用できるので、電磁波吸収膜３２０での電磁波吸収効率をさらに高めることができる。

２．２．電磁波検出器の製造方法
図５に示す電磁波検出器２００Ｂを単一セルとする電磁波検出装置、あるいは図５に示す電磁波検出器２００Ｂを図２に示すように二次元配置した電磁波検出装置は、例えば図３（Ａ）〜図３（Ｃ）の工程に続いて、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）の工程を経ることで製造できる。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）の工程は第１実施形態にて説明した通りであり、説明を省略する。

図６（Ａ）では、図３（Ｃ）に示す第２犠牲層２８０、配線層２２４、第２プラグ２２８、層間絶縁層２５０及び第１，第２還元ガスバリア層２４０，２６０をＣＭＰ等により平坦化している。これによって、電磁波吸収体３００を形成するための平面が形成される。

次に、図６（Ｂ）に示すように、全面に例えば金属から成る支持層３１０を例えばスパッタ法にて形成し、その上に電磁波吸収膜（例えばＳｉＯ₂膜またはＳｉＮ膜）３２０をＣＶＤ等により形成する。その後、支持層３１０及び電磁波吸収膜３２０をフォトリソグラフィ法によりパターニングする。これにより、各セルにて、平面視でキャパシター２３０の面積よりも広い面積を有する電磁波吸収体３００がパターニング形成される。

その後、図６（Ｃ）に示すように、第２犠牲層２８０が例えばフッ酸等を用いた等方性エッチングにより除去される。このとき、電磁波吸収体３００は支持層３１０がエッチングストップ膜として機能することで保護され、電磁波検出素子２２０Ｂもエッチングストップ膜（第２還元ガスバリア層）２６０により保護される。これにより、電磁波吸収体３００の下面は、電磁波検出素子２２０Ｂの頂部と接する面を除いて非接触面となり、アンダーカット形状となって熱分離される。このように、電磁波吸収体３００は、電磁波検出素子２２０Ｂの頂部と接する面を除いて非接触面を有するので、集熱された熱は固体熱伝導によりキャパシター２３０へ伝熱される。

以降は、支持部材２１０をパターニングし、それにより形成された開口部１０２Ａ（図２参照）を用いて、支持部材２１０の下層の第１犠牲層１５０をフッ酸等による等方性エッチングによって除去することで、図５に示す電磁波検出器２００Ｂが完成する。

３．第３実施形態
３．１．電磁波吸収体の構造
図７は、第３実施形態に係る電磁波検出器２００Ｃを示している。なお、図５に示す部材のうち図１と同一機能を有する部材について図１と同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図７に示す電磁波検出器２００Ｃが図１に示す電磁波検出器２００Ａと相違する点は、電磁波吸収体（広義には集熱体）３３０及びその連結構造である。先ず、層間絶縁膜２５０に形成される第２コンタクトホール２５４及びそれに充填される第２プラグ２２８にて形成されるコンタクト領域は、平面視にて、第２電極２３６の中心位置を避けた位置に配置されることが好ましい。

電磁波吸収体３３０は、平面視にて、第２プラグ２２８及び第２プラグ２２８を覆う配線層２２４Ａが形成される配線コンタクト領域を除く領域にて、キャパシター２３０を覆って形成されている。換言すれば、第２コンタクトホール２５４及びそれに充填される第２プラグ２２８にて形成されるコンタクト領域の上方領域は電磁波吸収体３３０が存在しない中空部３４０となっている。よって、電磁波吸収体３３０は中空部３４０を有する平板リング形状である。

図７に示す電磁波検出素子２２０Ｃもまた、図１に示す電磁波検出素子２２０Ａと同様に、キャパシター２３０の周囲に第１還元ガスバリア層２４０、層間絶縁層２５０及び第２還元ガスバリア層２６０を有することができる。ただし、層間絶縁膜２５０は、キャパシター２３０の側面と、キャパシター２３０の頂部の一部とを覆い、第２電極２３６の一部は層間絶縁膜２５０により覆われていない。そして、その露出した第２電極２３６と電磁波吸収体３３０とが連結されている。

製造上では、中空部３４０を有する電磁波吸収体３３０の内外側面と底面は、エッチングストップ膜３３２で覆われることがある。もちろん、電磁波吸収体３３０自体が第２犠牲層２８０のエッチャントに対して選択性が高ければエッチングストップ膜３３２は不要である。本実施形態では、エッチングストップ膜３３２を例えば酸化アルミニウムＡｌ₂Ｏ₃膜で形成することで、エッチングストップ膜３３２を第３還元ガスバリア層として用いている。この第３還元ガスバリア層３３２は、層間絶縁膜２５０で覆われない領域の第２電極２３６の頂面と、電磁波吸収体３３０との間にも形成される。よって、層間絶縁膜２５０で覆われない領域の第２電極２３６の頂面を第３還元ガスバリア層３３２で覆うことで、キャパシター２３０の上方からの還元ガス侵入経路を絶つことができる。

図７に示す電磁波検出器２２０Ｃによれば、図５と同様に第２プラグ２２８を介在せずに、電磁波吸収体３３０を第２電極２３６に連結できる上、第２電極２３６への配線は、第２コンタクトホール２５４に充填された第２プラグ２２８を介して配線層２２４に接続できるので、配線の信頼性が確保される。

３．２．電磁波検出器の製造方法
図７に示す電磁波検出器の製造方法を、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）及び図９（Ａ）〜図９（Ｄ）を参照して説明する。図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に対応する製造ステップを示している。図８（Ａ）〜図８（Ｃ）が図３（Ａ）〜図３（Ｃ）と相違する点は、層間絶縁膜２５０に形成される第２コンタクトホール２５４及びそれに充填される第２プラグ２２８にて形成されるコンタクト領域が、平面視にて、第２電極２３６の中心位置を避けた位置に配置されることだけである。

図９（Ａ）に示す第２犠牲層２８０の平坦化工程では、図４（Ａ）及び図６（Ａ）とは異なり、第２犠牲層２８０よりも電磁波検出素子２２０Ｃは露出せず、平坦面の全面が第２犠牲層２８０のみで形成される。

次に、図９（Ｂ）に示すように、第２犠牲層２８０の一部と、第１，第２還元ガスバリア層２４０，２６０及び層間絶縁膜２５０の一部とがパターンニングされた後に異方性エッチングされる。島状の非エッチング領域２８０Ｂ及び周囲の非エッチング領域２８０Ｃで囲まれるエッチング領域２８０Ａは、図７に示す電磁波吸収体３３０の形状に相応する。なお、島状の非エッチング領域２８０Ｂの形状は図７の中空部３４０に相応する。

その後、図９（Ｃ）に示すように、全面にエッチングストップ膜３３２が形成され、非エッチング領域２８０Ｂ，２８０Ｃ上のエッチングストップ膜３３２は除去されて、エッチング領域２８０Ａ内にのみエッチングストップ膜３３２が残存される。その後、全面に電磁波吸収体３３０を形成し、非エッチング領域２８０Ｂ，２８０Ｃ上の電磁波吸収体３３０が除去されて平坦化される。

その後、図９（Ｄ）に示すように、第２犠牲層２８０が例えばフッ酸等を用いた等方性エッチングにより除去される。このとき、電磁波吸収体３３０はエッチングストップ膜３３２により保護され、電磁波検出素子２２０Ｃもエッチングストップ膜（第２還元ガスバリア層）２６０により保護される。これにより、中空部３４０が形成されると共に、電磁波吸収体３００及びエッチングストップ膜３３２の下面は、電磁波検出素子２２０Ｃの頂部と接する面を除いて非接触面となり、アンダーカット形状となって熱分離される。このように、電磁波吸収体３３０及びエッチングストップ膜３３２は、電磁波検出素子２２０Ｂの頂部と接する面を除いて非接触面を有するので、集熱された熱は固体熱伝導によりキャパシター２３０へ伝熱される。

以降は、支持部材２１０をパターニングし、それにより形成された開口部１０２Ａ（図２参照）を用いて、支持部材２１０の下層の第１犠牲層１５０をフッ酸等による等方性エッチングによって除去することで、図７に示す電磁波検出器２００Ｃが完成する。

４．電子機器
図１０に本実施形態の熱型電磁波検出器または熱型電磁波検出装置を含む電子機器の構成例を示す。この電子機器は、光学系４００、センサーデバイス（熱型電磁波検出装置）４１０、画像処理部４２０、処理部４３０、記憶部４４０、操作部４５０、表示部４６０を含む。なお本実施形態の電子機器は図１０の構成に限定されず、その構成要素の一部（例えば光学系、操作部、表示部等）を省略したり、他の構成要素を追加したりするなどの種々の変形実施が可能である。

光学系４００は、例えば１又は複数のレンズや、これらのレンズを駆動する駆動部などを含む。そしてセンサーデバイス４１０への物体像の結像などを行う。また必要であればフォーカス調整なども行う。

センサーデバイス４１０は、上述した本実施形態の熱型電磁波検出器２００Ａ（２００Ｂ，２００Ｃ）を二次元配列させて構成され、複数の行線（ワード線、走査線）と複数の列線（データ線）が設けられる。センサーデバイス４１０は、二次元配列された検出器に加えて、行選択回路（行ドライバー）と、列線を介して検出器からのデータを読み出す読み出し回路と、Ａ／Ｄ変換部等を含むことができる。二次元配列された各検出器からのデータを順次読み出すことで、物体像の撮像処理を行うことができる。

画像処理部４２０は、センサーデバイス４１０からのデジタルの画像データ（画素データ）に基づいて、画像補正処理などの各種の画像処理を行う。

処理部４３０は、電子機器の全体の制御を行ったり、電子機器内の各ブロックの制御を行ったりする。この処理部４３０は、例えばＣＰＵ等により実現される。記憶部４４０は、各種の情報を記憶するものであり、例えば処理部４３０や画像処理部４２０のワーク領域として機能する。操作部４５０は、ユーザーが電子機器を操作するためのインターフェースとなるものであり、例えば各種ボタンやＧＵＩ（Graphical User Interface）画面などにより実現される。表示部４６０は、例えばセンサーデバイス４１０により取得された画像やＧＵＩ画面などを表示するものであり、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの各種のディスプレイにより実現される。

このように、１セル分の焦電型電磁波検出器を電磁波センサー等のセンサーとして用いる他、１セル分の熱型電磁波検出器を二軸方向例えば直交二軸方向に二次元配置することでセンサーデバイス４１０を構成することができ、こうすると電磁波に起因する熱分布画像を提供することができる。このセンサーデバイス４１０を用いて、特定物質探知装置、偽造紙幣の判定、封筒内の薬品検出、建造物の非破壊検査などのテラヘルツカメラを用いる電子機器を構成することができる。

もちろん、１セル分または複数セルの熱型電磁波検出器をセンサーとして用いることで物体の物理情報の解析（測定）を行う解析機器（測定機器）、火や発熱を検知するセキュリティー機器、工場などに設けられるＦＡ（Factory Automation）機器などの各種の電子機器を構成することもできる。

図１１（Ａ）に図１０のセンサーデバイス４１０の構成例を示す。このセンサーデバイスは、センサーアレイ５００と、行選択回路（行ドライバー）５１０と、読み出し回路５２０を含む。またＡ／Ｄ変換部５３０、制御回路５５０を含むことができる。このセンサーデバイスを用いることで、高性能なテラヘルツカメラを実現できる。

センサーアレイ５００には、例えば図２に示すように二軸方向に複数のセンサーセルが配列（配置）される。また複数の行線（ワード線、走査線）と複数の列線（データ線）が設けられる。なお行線及び列線の一方の本数が１本であってもよい。例えば行線が１本である場合には、図１１（Ａ）において行線に沿った方向（横方向）に複数のセンサーセルが配列される。一方、列線が１本である場合には、列線に沿った方向（縦方向）に複数のセンサーセルが配列される。

図１１（Ｂ）に示すように、センサーアレイ５００の各センサーセルは、各行線と各列線の交差位置に対応する場所に配置（形成）される。例えば図１１（Ｂ）のセンサーセルは、行線ＷＬ１と列線ＤＬ１の交差位置に対応する場所に配置されている。他のセンサーセルも同様である。

行選択回路５１０は、１又は複数の行線に接続される。そして各行線の選択動作を行う。例えば図１１（Ｂ）のようなＱＶＧＡ（３２０×２４０画素）のセンサーアレイ５００（焦点面アレイ）を例にとれば、行線ＷＬ０、ＷＬ１、ＷＬ２・・・・ＷＬ２３９を順次選択（走査）する動作を行う。即ちこれらの行線を選択する信号（ワード選択信号）をセンサーアレイ５００に出力する。

読み出し回路５２０は、１又は複数の列線に接続される。そして各列線の読み出し動作を行う。ＱＶＧＡのセンサーアレイ５００を例にとれば、列線ＤＬ０、ＤＬ１、ＤＬ２・・・・ＤＬ３１９からの検出信号（検出電流、検出電荷）を読み出す動作を行う。

Ａ／Ｄ変換部５３０は、読み出し回路５２０において取得された検出電圧（測定電圧、到達電圧）をデジタルデータにＡ／Ｄ変換する処理を行う。そしてＡ／Ｄ変換後のデジタルデータＤＯＵＴを出力する。具体的には、Ａ／Ｄ変換部５３０には、複数の列線の各列線に対応して各Ａ／Ｄ変換器が設けられる。そして、各Ａ／Ｄ変換器は、対応する列線において読み出し回路５２０により取得された検出電圧のＡ／Ｄ変換処理を行う。なお、複数の列線に対応して１つのＡ／Ｄ変換器を設け、この１つのＡ／Ｄ変換器を用いて、複数の列線の検出電圧を時分割にＡ／Ｄ変換してもよい。

制御回路５５０（タイミング生成回路）は、各種の制御信号を生成して、行選択回路５１０、読み出し回路５２０、Ａ／Ｄ変換部５３０に出力する。例えば充電や放電（リセット）の制御信号を生成して出力する。或いは、各回路のタイミングを制御する信号を生成して出力する。

図１２はテラヘルツカメラ１０９３の構成を概略的に示したものである。テラヘルツカメラ１０９３は筐体１０９４を備える。筐体１０９４の正面にはスリット１０９５が形成されレンズ１０９６が装着される。スリット１０９５からテラヘルツ波が対象物に向かって照射される。こうした電磁波にはテラヘルツ波といった電波および赤外線といった光が含まれる。ここでは、テラヘルツ帯には１００ＧＨｚ〜３０ＴＨｚの周波数帯が含まれる。レンズ１０９６には対象物から反射してくるテラヘルツ帯の電磁波が取り込まれる。

テラヘルツカメラ１０９３の構成をさらに詳しく説明すると、図１３に示されるように、テラヘルツカメラ１０９３は照射源（電磁波源）１１０１を備える。照射源１１０１には駆動回路１１０２が接続される。駆動回路１１０２は照射源１１０１に所望の駆動信号を供給する。照射源１１０１は駆動信号の受領に応じてテラヘルツ波を放射する。照射源１１０１には例えばレーザー光源を用いることができる。

レンズ１０９６は光学系１１０３を構成する。光学系１１０３はレンズ１０９６のほかに光学部品を備えてもよい。レンズ１０９６の光軸１１０４上に撮像ユニット１０１１が配置される。光学系１１０３は撮像ユニット１０１１の熱型検出素子（図示せず）上に結像する。撮像ユニット１０１１にはアナログデジタル変換回路１１０５が接続される。アナログデジタル変換回路１１０５には撮像ユニット１０１１から熱型検出素子の出力が順番に時系列で供給される。アナログデジタル変換回路１１０５は出力のアナログ信号をデジタル信号に変換する。

アナログデジタル変換回路１１０５には演算処理回路（処理回路）１１０６が接続される。演算処理回路１１０６にはアナログデジタル変換回路１１０５からデジタルの画像データが供給される。演算処理回路１１０６は画像データを処理し表示画面の画素ごとに画素データを生成する。演算処理回路１１０６には描画処理回路１１０７が接続される。描画処理回路１１０７は画素データに基づき描画データを生成する。描画処理回路１１０７には表示装置１１０８が接続される。表示装置１１０８には例えば液晶ディスプレイといったフラットパネルディスプレイを用いることができる。表示装置１１０８は描画データに基づき画面上に画像を表示する。描画データは記憶装置１１０９に格納される。テラヘルツカメラ１０９３は、紙、プラスチック、繊維やその他の物体に対する透過性、および、物質固有の吸収スペクトルに基づき検査を行う検査装置として利用することができる。

その他、テラヘルツカメラ１０９３は物質の定性分析や定量分析に利用することができる。こうした利用にあたって例えばレンズ１０９６の光軸１１０４上には特定周波数のフィルターを配置することができる。フィルターは特定波長以外の電磁波を遮断する。したがって、特定波長の電磁波のみが撮像ユニット１０１１に到達することができる。これによって特定の物質の有無や量を検出することができる。

以上、いくつかの実施形態について説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。

本発明は、種々の焦電型検出器に広く適用することができる。なお、検出する電磁波の波長は、特にテラヘルツ波である場合に有効な技術である。

１００ 基部（固定部）、１０２ 空洞部、１０４ 支持部（ポスト）、１３０，１４０ エッチングストップ膜、１５０ 第１犠牲層、２００Ａ〜２００Ｃ 焦電型電磁波検出器（熱型検出器）、２１０ 支持部材、２１１Ａ 第１面、２１１Ｂ 第２面、２２０Ａ〜２２０Ｃ 電磁波検出素子（熱型検出素子）、２２２，２２４ 第１，第２電極配線層、２２６，２２８ 第１，第２プラグ、２３０ キャパシター、２３２ 焦電体、２３４ 第１電極、２３６ 第２電極、２４０ 第１還元ガスバリア層、２５０ 層間絶縁膜、２６０ 第２還元ガスバリア層（エッチングストップ膜）、２７０ 電磁波吸収体（集熱体）、２８０ 第２犠牲層、２９０ エッチングストップ膜、３００ 電磁波吸収体（集熱体）、３１０ 支持層、３２０ 電磁波吸収膜、３３０ 電磁波吸収体（集熱体）、３３２ 第３還元ガスバリア層（エッチングストップ膜）、１０９３ テラヘルツカメラ、１１０１ 電磁波源（照射源）、１１０６ 処理回路（演算処理回路）。

Claims (12)

1. 温度に基づいて物理特性が変化し、周波数が１００ＧＨｚ以上３０ＴＨｚ以下のテラヘルツ波を検出する熱型検出素子と、
   集熱すると共に集熱される熱を前記熱型検出素子に伝達する集熱体と、
   第１面と、前記第１面に対向する第２面とを含み、前記第２面が空洞部に臨んで配置され、前記第１面に前記熱型検出素子を搭載する支持部材と、
   前記支持部材の前記第２面の一部を支持する支持部と、
   を有し、
   前記集熱体は、前記熱型検出素子の頂部と連結されて、かつ、前記熱型検出素子の頂部より外側に張り出して平板状に形成されていることを特徴とするテラヘルツカメラ。
2. 請求項１において、
   前記熱型検出素子は、第１電極と、第２電極と、前記第１，第２電極間に配置された焦電材料とから成り、温度に基づいて分極量が変化するキャパシターを含む焦電型検出素子であり、
   前記集熱体は、平面視にて前記焦電型検出素子のキャパシターの面積よりも広い面積を有することを特徴とするテラヘルツカメラ。
3. 請求項２において、
   前記焦電型検出素子は、
   前記キャパシターの外表面を覆う保護膜と、
   前記第２電極に臨んで前記保護膜に形成されたコンタクトホールと、
   前記コンタクトホールに充填される導電性かつ伝熱性のプラグと、
   前記保護膜及び前記プラグ上にパターン形成される配線層と、
   をさらに含み、
   前記集熱体は、前記プラグ及び前記配線層を介して前記第２電極に連結されていることを特徴とするテラヘルツカメラ。
4. 請求項３において、
   平面視にて、前記プラグは前記第２電極の面積中の５０％以上の領域とコンタクトされていることを特徴とするテラヘルツカメラ。
5. 請求項１において、
   前記集熱体は、
   前記熱型検出素子の頂部を覆い、かつ、前記熱型検出素子の頂部より外側に張り出して平板状に形成されている支持層と、
   前記支持層上に形成された集熱膜と、
   を有することを特徴とするテラヘルツカメラ。
6. 請求項１において、
   前記熱型検出素子は、第１電極と、第２電極と、前記第１，第２電極間に配置された焦電材料とから成り、温度に基づいて分極量が変化するキャパシターを含む焦電型検出素子であり、
   前記集熱体は、
   前記第２電極の頂部を覆い、かつ、前記第２電極の頂部より外側に張り出して平板状に形成され、平面視にて前記キャパシターの面積よりも広い面積を有する支持層と、
   前記支持層上に形成された集熱膜と、
   を有することを特徴とするテラヘルツカメラ。
7. 請求項６において、
   前記支持層は、導電材料にて形成され、
   前記焦電型検出素子は、
   前記キャパシターの側面を覆う保護膜と、
   前記保護膜上にパターン形成されて、前記支持層と接続される配線層と、
   をさらに含み、
   前記配線層は、前記支持層を介して前記第２電極に電気的に接続されることを特徴とするテラヘルツカメラ。
8. 請求項３、４または７において、
   前記焦電型検出素子は、
   前記キャパシターの外表面と前記保護膜との間に形成される第１還元ガスバリア層と、
   前記保護膜及び前記配線層を覆って形成される第２還元ガスバリア層と、
   をさらに有することを特徴とするテラヘルツカメラ。
9. 請求項２において、
   前記焦電型検出素子は、
   前記キャパシターの側面と、前記キャパシターの頂部の一部を覆う保護膜と、
   前記キャパシターの頂部の一部を覆う前記保護膜に形成されたコンタクトホールと、
   前記コンタクトホールに充填される導電性のプラグと、
   前記保護膜及び前記プラグ上にパターン形成される配線層と、
   をさらに含み、
   前記集熱体は、平面視にて、前記プラグ及び前記プラグを覆う前記配線層が形成される配線コンタクト領域を除く領域にて、前記キャパシターを覆って形成されていることを特徴とするテラヘルツカメラ。
10. 請求項９において、
    前記コンタクト領域は、平面視にて、前記第２電極の中心位置を避けた位置に配置されていることを特徴とするテラヘルツカメラ。
11. 請求項９または１０において、
    前記焦電型検出素子は、
    前記キャパシターの外表面と前記保護膜との間に形成される第１還元ガスバリア層と、
    前記保護膜及び前記配線層を覆って形成される第２還元ガスバリア層と、
    前記保護膜で覆われない領域の前記第２電極の頂面と、前記集熱体との間に形成される第３還元ガスバリア層と、
    をさらに有することを特徴とするテラヘルツカメラ。
12. 請求項１乃至１１のいずれかに記載のテラヘルツカメラを有することを特徴とする電子機器。

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