JP2015031560A - Mems device and method for manufacturing mems device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、MEMS装置と、MEMS装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a MEMS device and a method for manufacturing the MEMS device.
光センサーとして機能するMEMS装置として熱型光検出装置が知られている。熱型光検出装置は、物体から放射された光を熱に変換して温度の変化を熱検出素子により測定する。こうした熱型光検出装置には、光吸収にともなう温度上昇を、直接、熱起電力として検出するサーモパイル型や、電気分極の変化として検出する焦電型、電気抵抗の変化として検出するボロメーター型、等が知られている。近年、半導体製造技術(MEMS製造技術等)を利用して、より小型の熱型光検出装置を製造する試みがなされている。 A thermal photodetection device is known as a MEMS device that functions as an optical sensor. The thermal detection device converts light emitted from an object into heat and measures a change in temperature with a heat detection element. Such thermal detection devices include a thermopile type that directly detects the temperature rise due to light absorption as a thermoelectromotive force, a pyroelectric type that detects changes in electrical polarization, and a bolometer type that detects changes in electrical resistance. , Etc. are known. In recent years, attempts have been made to manufacture smaller thermal detection devices using semiconductor manufacturing techniques (such as MEMS manufacturing techniques).
特許文献1に記載される熱型光検出装置では、空洞部上にメンブレン(支持部)が形成され、メンブレン上に焦電型の熱検出素子が設けられている。この空洞部は熱検出素子と基板との熱分離の為に設けられている。この空洞部を形成するには、基板上に絶縁膜を形成し、まずこの絶縁膜にトレンチを形成する。次いで、トレンチと絶縁膜との表面に、第一バリア層を形成する。次に、トレンチを埋める犠牲層を形成する。その後に、犠牲層の一部と絶縁膜の表面に形成された第一バリア層とを化学機械的研磨法にて除去して、側面に形成された第一バリア層を表面に露出させる。次に、第二バリア層を形成する。次に、第二バリア層上にメンブレンを形成し、更にメンブレン上に熱検出素子を形成する。この後に第二バリア層の一部を除去して、除去された部分からエッチング材料をトレンチの内に導入し、トレンチ内に残る犠牲層を除去して空洞部としていた。 In the thermal detection device described in Patent Document 1, a membrane (supporting portion) is formed on the cavity, and a pyroelectric thermal detection element is provided on the membrane. This cavity is provided for thermal separation between the heat detection element and the substrate. In order to form the cavity, an insulating film is formed on the substrate, and a trench is first formed in the insulating film. Next, a first barrier layer is formed on the surfaces of the trench and the insulating film. Next, a sacrificial layer filling the trench is formed. Thereafter, a part of the sacrificial layer and the first barrier layer formed on the surface of the insulating film are removed by a chemical mechanical polishing method to expose the first barrier layer formed on the side surface on the surface. Next, a second barrier layer is formed. Next, a membrane is formed on the second barrier layer, and a heat detection element is further formed on the membrane. Thereafter, a part of the second barrier layer was removed, an etching material was introduced into the trench from the removed part, and the sacrificial layer remaining in the trench was removed to form a cavity.
しかしながら、従来のMEMS装置では、空洞部の側面に形成されている第一バリア層と空洞部の上面に形成されている第二バリア層とが接合する部位の幅は、第一バリア層の厚みとなり、極めて狭かった。その為に、トレンチ内に残る犠牲層を除去する際に第一バリア層と第二バリア層とが乖離し、エッチング材料がトレンチ外に漏れる不具合が発生する事があった。即ち、従来のMEMS装置では、その製造歩留まりが低いという課題があった。 However, in the conventional MEMS device, the width of the portion where the first barrier layer formed on the side surface of the cavity portion and the second barrier layer formed on the upper surface of the cavity portion are joined is the thickness of the first barrier layer. It was extremely narrow. For this reason, when removing the sacrificial layer remaining in the trench, the first barrier layer and the second barrier layer are separated from each other, which may cause a problem that the etching material leaks out of the trench. That is, the conventional MEMS device has a problem that its manufacturing yield is low.
本発明は上記課題の少なくとも一部を解決する為になされたものであり、以下の形態又は適用例として実現する事が可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
(適用例1) 本適用例に係わるMEMS装置は、基板と、基板に形成された空洞部と、空洞部の上面に形成された支持部と、支持部上に形成された熱検出素子と、を備え、空洞部の少なくとも側面には第一バリア層が形成され、空洞部の上面には第二バリア層が形成され、第一バリア層は空洞部の上面から突出した突出部を有し、突出部の少なくとも一面には第二バリア層が形成されている事を特徴とする。
この構成によれば、突出部にて第一バリア層と第二バリア層との密着性が向上するので、空洞部を形成する際にエッチング材料が漏れ出る可能性を抑制できる。即ち、MEMS装置の製造歩留まりを向上させる事ができる。
Application Example 1 A MEMS device according to this application example includes a substrate, a cavity formed in the substrate, a support formed on the upper surface of the cavity, a heat detection element formed on the support, A first barrier layer is formed on at least a side surface of the cavity, a second barrier layer is formed on the upper surface of the cavity, and the first barrier layer has a protrusion protruding from the upper surface of the cavity, A second barrier layer is formed on at least one surface of the protruding portion.
According to this configuration, since the adhesion between the first barrier layer and the second barrier layer is improved at the protruding portion, it is possible to suppress the possibility that the etching material leaks when forming the cavity. That is, the manufacturing yield of the MEMS device can be improved.
(適用例2) 本適用例に係わるMEMS装置の製造方法は、基板上に絶縁膜を形成し、絶縁膜にトレンチを形成する工程と、トレンチの少なくとも側面に、第一バリア層を形成する工程と、トレンチを埋める犠牲層を形成する工程と、犠牲層の一部と絶縁膜の表面に形成された第一バリア層とを除去して、側面に形成された第一バリア層を露出させる工程と、トレンチの内に残る犠牲層の表層部とトレンチの外に残る絶縁膜の表層部とを除去して、側面に形成された第一バリア層を突出させて突出部を形成する工程と、トレンチの内に残る犠牲層の表面と突出部の少なくとも一面とに第二バリア層を形成する工程と、第二バリア層上に支持部を形成する工程と、支持部上に熱検出素子を形成する工程と、第二バリア層の一部を除去する工程と、トレンチの内に残る犠牲層を除去して空洞部を形成する工程と、を含む事を特徴とする。
この構成によれば、突出部にて第一バリア層と第二バリア層との密着性が向上するので、空洞部を形成する際にエッチング材料が漏れ出る可能性を抑制できる。即ち、MEMS装置の製造歩留まりを向上させる事ができる。
Application Example 2 A method of manufacturing a MEMS device according to this application example includes forming an insulating film on a substrate, forming a trench in the insulating film, and forming a first barrier layer on at least a side surface of the trench. And a step of forming a sacrificial layer filling the trench, and a step of removing a part of the sacrificial layer and the first barrier layer formed on the surface of the insulating film to expose the first barrier layer formed on the side surface Removing the surface layer portion of the sacrificial layer remaining in the trench and the surface layer portion of the insulating film remaining outside the trench, and projecting the first barrier layer formed on the side surface to form a projecting portion; Forming a second barrier layer on the surface of the sacrificial layer remaining in the trench and at least one of the protrusions, forming a support on the second barrier layer, and forming a heat detection element on the support And a step of removing a part of the second barrier layer; And removing a sacrificial layer remaining in the trench to form a cavity.
According to this configuration, since the adhesion between the first barrier layer and the second barrier layer is improved at the protruding portion, it is possible to suppress the possibility that the etching material leaks when forming the cavity. That is, the manufacturing yield of the MEMS device can be improved.
(適用例3) 上記適用例2に係わるMEMS装置の製造方法において、突出部を形成する工程では、トレンチの内に残る犠牲層の表層部とトレンチの外に残る絶縁膜の表層部とをウェットエッチング法にて除去する事が好ましい。
この方法によれば、突出部を容易に形成する事ができる。
Application Example 3 In the method of manufacturing the MEMS device according to Application Example 2, in the step of forming the protruding portion, the surface layer portion of the sacrificial layer remaining in the trench and the surface layer portion of the insulating film remaining outside the trench are wet. It is preferable to remove by an etching method.
According to this method, the protruding portion can be easily formed.
(適用例4) 上記適用例2に係わるMEMS装置の製造方法において、突出部を形成する工程では、トレンチの内に残る犠牲層の表層部とトレンチの外に残る絶縁膜の表層部とをドライエッチング法にて除去する事が好ましい。
この方法によれば、突出部を容易に形成する事ができる。
Application Example 4 In the method of manufacturing the MEMS device according to Application Example 2, in the step of forming the protruding portion, the surface layer portion of the sacrificial layer remaining in the trench and the surface layer portion of the insulating film remaining outside the trench are dried. It is preferable to remove by an etching method.
According to this method, the protruding portion can be easily formed.
(適用例5) 上記適用例2に係わるMEMS装置の製造方法において、第一バリア層を露出させる工程では、トレンチの内に残る犠牲層の表層部とトレンチの外に残る絶縁膜の表層部とを化学機械的研磨法にて除去する事が好ましい。
この方法によれば、化学機械的研磨法にて犠牲層の表層部と絶縁膜の表層部とを除去すると、平坦化されるので、次にウェットエッチング法やドライエッチング法で突出部を形成するのが容易となる。
Application Example 5 In the method of manufacturing the MEMS device according to Application Example 2, in the step of exposing the first barrier layer, the surface layer portion of the sacrificial layer remaining in the trench and the surface layer portion of the insulating film remaining outside the trench are provided. Is preferably removed by a chemical mechanical polishing method.
According to this method, since the surface layer portion of the sacrificial layer and the surface layer portion of the insulating film are removed by a chemical mechanical polishing method, the surface is flattened, and then a protrusion is formed by a wet etching method or a dry etching method. It becomes easy.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。尚、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとする為、各部材の寸法の割合を適宜変更している。又、以下の実施形態ではMEMS装置として熱型光検出装置を例に取り、熱型光検出装置でも焦電型の赤外線検出装置を一例として説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings used for the following description, the ratio of dimensions of each member is appropriately changed so that each member can be recognized. In the following embodiments, a thermal detection device is taken as an example of a MEMS device, and a pyroelectric infrared detection device is also described as an example of a thermal detection device.
(実施形態1)
「赤外線検出装置の構成」
図1は焦電型の赤外線検出装置の構成を示す概略平面図である。図2は焦電型の赤外線検出装置の構成を示す概略断面図である。尚、図1は、後述する第2電極52(図2参照)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る。以下、図1と図2とを参照して、焦電型の赤外線検出装置100の構成を説明する。
(Embodiment 1)
"Configuration of infrared detector"
FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of a pyroelectric infrared detector. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a pyroelectric infrared detector. FIG. 1 is a plan view in which members above the wiring layer connected to a second electrode 52 (see FIG. 2) to be described later are omitted. Hereinafter, the configuration of the pyroelectric
図2に示す様に、MEMS装置(焦電型の赤外線検出装置100)は、基板(シリコン基板10)と、基板に形成された空洞部80と、空洞部80の上面に形成された支持部(メンブレン)40と、支持部40上に形成された熱検出素子(赤外線検出素子60)と、を備えている。空洞部80の少なくとも側面には第一バリア層31が形成され、空洞部80の上面には第二バリア層32が形成されている。第一バリア層31は空洞部80の上面から突出した突出部33を有し、突出部33の少なくとも一面には第二バリア層32が形成されている。基板はシリコン基板10であり、空洞部80を形成するのにスペーサー部材20が用いられている。
As shown in FIG. 2, the MEMS device (pyroelectric infrared detection device 100) includes a substrate (silicon substrate 10), a
シリコン基板10上には、第一絶縁膜21及び第二絶縁膜22が順次積層されスペーサー部材20を構成している。第一絶縁膜21及び第二絶縁膜22はSiO2等の絶縁材料にて形成されている。
A first
このスペーサー部材20には空洞部80が形成されている。空洞部80は第二絶縁膜22に形成されており、空洞部80の底面は、支持部40を構成する平面とほぼ平行に配置されている。空洞部80は底面と上面(支持部40を構成する平面)、及び側面とで囲まれ、側面は、空洞部80が底面から上面へと向かうに従って広がる様にテーパー状に形成されている。空洞部80の底面と上面、及び側面には赤外線を反射するTi膜等の反射膜が形成されている。尚、反射膜としては、AlOX膜の上、又はSiN膜の上にTi膜を形成した積層膜であっても良い。この反射膜が第一バリア層31と第二バリア層32とである。
A
スペーサー部材20の上には空洞部80を覆う支持部40が設けられている。支持部40はSiN膜又はAlOX膜等で形成されている。そして、支持部40の一方の面には赤外線検出素子60が形成され、他方の面は空洞部80に向き合って配置されている。
A
赤外線検出素子60は、キャパシター50と赤外線吸収部材70とを含んで構成されている。キャパシター50は第1電極51と、第2電極52と、焦電体53とを有する。焦電体53は第1電極51と第2電極52との間に配置され、温度に基づいて分極量が変化するキャパシター50を構成する。そして、キャパシター50は第1電極51が支持部40に搭載される事で支持されている。第1電極51及び第2電極52の電極材料としては例えばPt、Ir等が用いられる。又、焦電体53の焦電材料としては例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)、PZTN(PZTにNbを添加したもの)等が用いられる。
The infrared detecting
キャパシター50の表面には保護膜54が形成され、製造工程における還元雰囲気から焦電体53を保護している。更に、保護膜54を覆って絶縁膜55が形成されている。保護膜54及び絶縁膜55には第1電極51に通ずるコンタクトホール56と、第2電極52に通ずるコンタクトホール57とが形成されている。
A
コンタクトホール56には第1プラグ61が埋め込み形成される。絶縁膜55及び支持部40の上には、第1プラグ61に接続される第1電極配線層58が形成されている。同様に、コンタクトホール57には第2プラグ62が埋め込み形成される。絶縁膜55及び支持部40上には、第2プラグ62に接続される第2電極配線層59が形成されている。この様に、赤外線検出素子60にはプレーナー型のキャパシター50を備えている。
A first plug 61 is embedded in the
第1電極配線層58と第2電極配線層59とを覆って、SiO2又はSiNのパッシベーション膜63が設けられている。そして、キャパシター50の上方には、パッシベーション膜63上に赤外線吸収部材70が設けられている。この赤外線吸収部材70はSiO2又はSiNにて形成される。
A
この赤外線吸収部材70を含む赤外線検出装置100の外表面を覆って、保護膜71が設けられている。この保護膜71は、例えばAl2O3にて形成され、赤外線の透過を阻害しない様に10〜50nm、例えば20nmの厚さで成膜して形成される。この保護膜71は第三バリア層として機能している。図2に示す様に、空洞部80の一部には開口部65が設けられているが、開口部65の側壁にも第三バリア層が形成されている。
A
尚、図1に示す様に、支持部40は赤外線検出素子60を搭載して支持する2本のアーム45を有し、2本のアーム45の自由端部がポスト28に連結されている。2本のアーム45は、赤外線検出素子60を熱分離する為に、細幅でかつ長く延びた形状に形成される。
As shown in FIG. 1, the
赤外線検出装置100は、2本のポスト28と接続される以外は非接触であり、赤外線検出装置100の下方には空洞部80が形成され、平面視で赤外線検出装置100の周囲には、空洞部80に連通する開口部65が配置される。これにより、赤外線検出装置100では、赤外線検出素子60とシリコン基板10とが熱的に分離される。
The
「赤外線検出装置の動作」
次に、図2を参照して、赤外線検出装置100の動作について説明する。
赤外線検出装置100の赤外線検出素子60に入射した光(赤外線)の一部は、赤外線吸収部材70で吸収され、赤外線吸収部材70に熱が発生する。又、支持部40の表面に到達した光は、支持部40にて吸収され熱が発生する。更に、支持部40を透過した光は空洞部80の底面で反射し、支持部40にて吸収され熱が発生する。これらの発生した熱はキャパシター50に伝達され、キャパシター50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事で赤外線を検出している。
"Operation of infrared detector"
Next, the operation of the
A part of the light (infrared rays) incident on the infrared detecting
「赤外線検出装置の製造方法」
図3は、赤外線検出装置の製造工程を示す工程図である。次に、図3を参照して、赤外線検出装置100の製造方法について説明する。
"Infrared detector manufacturing method"
FIG. 3 is a process diagram showing a manufacturing process of the infrared detecting device. Next, with reference to FIG. 3, the manufacturing method of the infrared
図3(a)に示す様に、まず、シリコン基板10を用意する。次に、シリコン基板10の上にSiO2等の第一絶縁膜21と第二絶縁膜22とを形成する。第一絶縁膜21と第二絶縁膜22との形成はスパッタリング、CVD等の手法により成膜する。次に第二絶縁膜22にトレンチを形成する。トレンチはトレンチ形成領域以外をフォトレジストにて覆い、トレンチ形成領域をウェットエッチングする。次に、トレンチの少なくとも側面に、第一バリア層31を形成する工程を施す。第一バリア層31は底面にも形成する。第一バリア層31は、後工程におけるSiO2膜をエッチングする際のバリア膜としても機能すると共に、赤外線を反射する反射膜でもある。反射膜としてはTi膜や、AlOX膜又はSiN膜の上にTi膜を形成した積層膜を形成する。
As shown in FIG. 3A, first, a
次に、図3(b)に示す様に、次に、トレンチを埋める犠牲層23を形成する工程を行う。即ち、反射膜の上からSiO2等の犠牲層23を成膜する。この成膜では、トレンチが埋まる厚みまで行なわれる。
Next, as shown in FIG. 3B, next, a step of forming a
次に、犠牲層23の一部と第二絶縁膜22の表面に形成された第一バリア層31とを除去して、側面に形成された第一バリア層31を露出させる工程を進める。具体的には、犠牲層23と第二絶縁膜22の表面に形成された第一バリア層31とを化学機械的研磨法(CMP:Chemical Mechanical Polishing)にて除去する。化学機械的研磨法はトレンチに埋め込んだ犠牲層23と反射膜が平坦となる様に行なう。トレンチの内に残る犠牲層23の表層部とトレンチの外に残る第二絶縁膜22の表層部とが、まず、化学機械的研磨法にて除去される事で、表面が平坦化されるので、次にウェットエッチング法やドライエッチング法で突出部33を形成するのが容易となる。
Next, a process of removing a part of the
次に、図3(c)に示す様に、トレンチの内に残る犠牲層23の表層部とトレンチの外に残る第二絶縁膜22の表層部とを除去して、トレンチの側面に形成された第一バリア層31を突出させて突出部33を形成する工程を進める。トレンチの内に残る犠牲層23の表層部とトレンチの外に残る第二絶縁膜22の表層部とは、ウェットエッチング法にて除去される事が好ましい。こうすると、突出部33が容易に形成されるからである。ウェットエッチング法では、希釈フッ化水素酸水溶液等が用いられる。尚、トレンチの内に残る犠牲層23の表層部とトレンチの外に残る第二絶縁膜22の表層部とは、ドライエッチング法にて除去されても構わない。ドライエッチング法でも突出部33を容易に形成される。
Next, as shown in FIG. 3C, the surface layer portion of the
次に、図3(d)に示す様に、トレンチの内に残る犠牲層23の表面と突出部33の少なくとも一面(二つの側面の一方の面)とに第二バリア層32を形成する工程を進める。第二バリア層32は、反射膜としても機能するTi膜や、AlOX膜又はSiN膜の上にTi膜を形成した積層膜である。この第二バリア層32は、後工程にて犠牲層23(SiO2膜)をエッチングする際のバリア膜として機能する。第二バリア層32は突出部33にて、第一バリア層31の上面と二つの側面の一方の面とを少なくとも覆う様に形成される。こうすると、突出部33にて第一バリア層31と第二バリア層32との密着性が向上するので、後に犠牲層23をエッチングして空洞部80を形成する際に、エッチング材料が漏れ出る可能性が抑制されるので、MEMS装置の製造歩留まりが向上される。
Next, as shown in FIG. 3D, a step of forming the
次に、図3(e)に示す様に、第二バリア層32上に支持部を形成する工程と、支持部上に熱検出素子を形成する工程と、第二バリア層32の一部を除去する工程と、トレンチの内に残る犠牲層23を除去して空洞部80を形成する工程と、を進める。即ち、第二バリア層32の表面に支持部40を形成し、支持部40の上に赤外線検出素子60及び保護膜71を形成する。赤外線検出素子60の形成は、支持部40の上にキャパシター50及び配線(図示せず)を形成した後に、キャパシター50の上部に赤外線吸収部材70を形成する。第二バリア層32の一部を除去する工程では、フォトレジストにて開口部65以外を保護して、開口部65をエッチングにて形成する。次に、保護膜71を形成する。保護膜71は、Al2O3膜等により赤外線吸収部材70を含む赤外線検出装置100の外表面と開口部65の側面とを覆って設ける。続いて、開口部65を介して、犠牲層23にエッチャントを導入し、犠牲層23をエッチングして空洞部80を形成する。犠牲層23のエッチングではウェットエッチングやドライエッチングの手法を利用する事ができる。この様にして、赤外線検出装置100が形成される。
Next, as shown in FIG. 3E, a step of forming a support portion on the
尚、本実施形態の熱型光検出装置では、焦電型キャパシターの赤外線検出装置100を例に取って説明したが、熱型光検出器として焦電型キャパシターに限らず、温度上昇によって抵抗が変化する物質を利用するボロメーターであっても実施が可能である。
In the thermal photodetection device of the present embodiment, the
「熱型光検出アレイセンサー」
図4は、熱型光検出アレイセンサーの回路構成の一例を示す図である。次に、図4を参照して、熱型光検出アレイセンサー200を説明する。
"Thermal detection array sensor"
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the thermal photodetection array sensor. Next, the thermal
熱型光検出アレイセンサー200には、複数の熱型光検出セル300が二次元的に配置されている。複数の熱型光検出セル300の中から一つのセルを選択する為に、走査線W1a,W1bと、データ線D1a,D1bが設けられている。
In the thermal
熱型光検出セル300は、焦電型の赤外線検出装置100と、素子選択トランジスターM1と、を有する。焦電型の赤外線検出装置100の両極の電位関係は、RDr1に印加する電位を切り換える事によって反転する事ができる。
The
データ線D1aの電位は、リセットトランジスターM2をオンする事によって初期化する事ができる。検出信号の読み出し時には、読み出しトランジスターM3がオンする。焦電効果によって生じる電流は、I/V変換回路310によって電圧に変換され、アンプ320によって増幅され、A/D変換器330によってデジタルデータに変換される。
The potential of the data line D1a can be initialized by turning on the reset transistor M2. When reading the detection signal, the read transistor M3 is turned on. A current generated by the pyroelectric effect is converted into a voltage by the I /
こうして、複数の熱型光検出セル300が二次元的に配置された熱型光検出アレイセンサーが実現される。
Thus, a thermal detection array sensor in which a plurality of
「電子機器」
図5は電子機器の一例として赤外線カメラの構成を示す図である。次に、図5を参照して、熱型光検出装置又は熱型光検出アレイセンサー200を含む電子機器について説明する。
"Electronics"
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an infrared camera as an example of an electronic apparatus. Next, with reference to FIG. 5, an electronic apparatus including the thermal photodetection device or the thermal
赤外線カメラ400は、光学系410、センサーデバイス(熱型光検出装置)420、画像処理部430、処理部440、記憶部450、操作部460、表示部470を含む。
The
光学系410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等を含む。そしてセンサーデバイス420への物体像の結像等を行う。又必要に応じてフォーカス調整等も行う。
The
センサーデバイス420は、上述した本実施形態の熱型光検出装置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)とが設けられる。センサーデバイス420は、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変換部等を含む事ができる。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事で、物体像の撮像処理を行う事ができる。
The
画像処理部430は、センサーデバイス420からのデジタルの画像データ(画素データ)に基づいて、画像補正処理等の各種の画像処理を行う。
The
処理部440は、赤外線カメラ400の全体の制御を行い、赤外線カメラ400内の各ブロックの制御を行う。この処理部440は、例えばCPU等により実現される。記憶部450は、各種の情報を記憶するものであり、例えば処理部440や画像処理部430のワーク領域として機能する。操作部460は、ユーザーが赤外線カメラ400を操作するためのインターフェイスとなるものであり、例えば各種ボタンやGUI(Graphical User Interface)画面等により実現される。表示部470は、例えばセンサーデバイス420により取得された画像やGUI画面等を表示するものであり、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の各種のディスプレイにより実現される。
The
この様に、1セル分の熱型光検出装置を赤外線センサー等のセンサーとして用いる他、1セル分の熱型光検出装置を二軸方向例えば直交二軸方向に二次元配置する事でセンサーデバイス420を構成する事ができ、熱(光)分布画像を提供する事ができる。このセンサーデバイス420を用いて、サーモグラフィー、監視カメラ等の電子機器を構成する事ができる。
In this way, the thermal detection device for one cell is used as a sensor such as an infrared sensor. In addition, the thermal detection device for one cell is two-dimensionally arranged in a biaxial direction, for example, an orthogonal biaxial direction. 420 can be configured and a heat (light) distribution image can be provided. The
もちろん、1セル分又は複数セルの熱型光検出装置をセンサーとして用いる事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、工場等工程監視機器等の各種の電子機器を構成する事もできる。 Of course, analysis equipment (measuring equipment) that analyzes (measures) physical information of an object by using a thermal detector for one cell or multiple cells as a sensor, security equipment that detects fire and heat, factory, etc. Various electronic devices such as monitoring devices can also be configured.
「工程監視装置」
図6は熱型光検出装置又は熱型光検出アレイセンサーを含む電子機器の一例として工程監視装置の構成を示す図である。次に、図6を参照して、工程監視装置を説明する。工程監視装置は工場等の装置の温度(発熱)を監視しながら、装置に異常がある場合には人間が近づくのに対して警告等を行なう装置である。
"Process monitoring device"
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a process monitoring apparatus as an example of an electronic apparatus including a thermal light detection device or a thermal light detection array sensor. Next, the process monitoring apparatus will be described with reference to FIG. The process monitoring device is a device that monitors the temperature (heat generation) of a device in a factory or the like and gives a warning or the like when a person approaches when the device is abnormal.
図6に示す様に、工程監視装置500は、赤外線カメラ510と、温度分析部520と、人検出部530と、制御部540と、情報通知装置550とを備えて構成される。赤外線カメラ510は、図示しないレンズ等の光学系とセンサーデバイスを含んで構成されている。
As shown in FIG. 6, the
赤外線カメラ510は工程の対象領域を撮影し、撮影された領域の画像情報を温度分析部520に送信する。温度分析部520では、図示しないが赤外線カメラ510からの熱分布画像を読み取る画像読取処理ユニットと、画像読取処理ユニットからのデータと画像分析設定テーブルに基づいて温度分析テーブルを作成する温度分析処理ユニットとを含み、温度分析テーブルに基づいて温度データを制御部540へ送信する。
The infrared camera 510 captures the target area of the process and transmits image information of the captured area to the
又、人検出部530では、赤外線カメラ510から情報から対象領域に人間570がいるかどうかを検出する。この検出は人間570の体温と動きから検出を行う。この人検出部530での情報は制御部540へ送られる。
The
そして制御部540では、温度分析部520から送られたデータに基づき、工程内の装置560に異常が無いかを判断する。装置560が高温になる等の異常がある場合には、情報通知装置550にデータを送信し、情報通知装置550から異常の通知を行なう。
Then, the
又、装置560に異常がある場合に、人間570が近づいてきた検出をしたときには、制御部540では、情報通知装置550にデータを送信し、警報等のアラーム等で人間570に通知を行なう。
Further, when the
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施の際の具体的な構造及び手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等に適宜変更する事ができる。そして、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有するものにより可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and the specific structure and procedure for carrying out the present invention may be appropriately changed to other structures and the like as long as the object of the present invention can be achieved. it can. Many modifications can be made by those skilled in the art within the technical idea of the present invention.
10…シリコン基板、20…スペーサー部材、21…第一絶縁膜、22…第二絶縁膜、23…犠牲層、28…ポスト、31…第一バリア層、32…第二バリア層、33…突出部、40…支持部、45…アーム、50…キャパシター、51…第1電極、52…第2電極、53…焦電体、54…保護膜、55…絶縁膜、56…コンタクトホール、57…コンタクトホール、58…第1電極配線層、59…第2電極配線層、60…赤外線検出素子、61…第1プラグ、62…第2プラグ、63…パッシベーション膜、65…開口部、70…赤外線吸収部材、71…保護膜、80…空洞部、100…赤外線検出装置、200…熱型光検出アレイセンサー、300…熱型光検出セル、310…I/V変換回路、320…アンプ、330…A/D変換器、400…赤外線カメラ、410…光学系、420…センサーデバイス、430…画像処理部、440…処理部、450…記憶部、460…操作部、470…表示部、500…工程監視装置、510…赤外線カメラ、520…温度分析部、530…人検出部、540…制御部、550…情報通知装置、560…装置、570…人間。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記基板に形成された空洞部と、
前記空洞部の上面に形成された支持部と、
前記支持部上に形成された熱検出素子と、を備え、
前記空洞部の少なくとも側面には第一バリア層が形成され、
前記空洞部の上面には第二バリア層が形成され、
前記第一バリア層は前記空洞部の上面から突出した突出部を有し、
前記突出部の少なくとも一面には前記第二バリア層が形成されている事を特徴とするMEMS装置。 A substrate,
A cavity formed in the substrate;
A support part formed on the upper surface of the cavity part;
A heat detection element formed on the support,
A first barrier layer is formed on at least the side surface of the cavity,
A second barrier layer is formed on the upper surface of the cavity,
The first barrier layer has a protrusion protruding from the upper surface of the cavity,
The MEMS device, wherein the second barrier layer is formed on at least one surface of the protrusion.
前記トレンチの少なくとも側面に、第一バリア層を形成する工程と、
前記トレンチを埋める犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層の一部と前記絶縁膜の表面に形成された前記第一バリア層とを除去して、前記側面に形成された前記第一バリア層を露出させる工程と、
前記トレンチの内に残る前記犠牲層の表層部と前記トレンチの外に残る前記絶縁膜の表層部とを除去して、前記側面に形成された前記第一バリア層を突出させて突出部を形成する工程と、
前記トレンチの内に残る前記犠牲層の表面と前記突出部の少なくとも一面とに第二バリア層を形成する工程と、
前記第二バリア層上に支持部を形成する工程と、
前記支持部上に熱検出素子を形成する工程と、
前記第二バリア層の一部を除去する工程と、
前記トレンチの内に残る前記犠牲層を除去して空洞部を形成する工程と、
を含む事を特徴とするMEMS装置の製造方法。 Forming an insulating film on the substrate and forming a trench in the insulating film;
Forming a first barrier layer on at least a side surface of the trench;
Forming a sacrificial layer filling the trench;
Removing a part of the sacrificial layer and the first barrier layer formed on the surface of the insulating film to expose the first barrier layer formed on the side surface;
The surface layer portion of the sacrificial layer remaining in the trench and the surface layer portion of the insulating film remaining outside the trench are removed, and the first barrier layer formed on the side surface is protruded to form a protrusion. And a process of
Forming a second barrier layer on the surface of the sacrificial layer remaining in the trench and at least one surface of the protrusion;
Forming a support on the second barrier layer;
Forming a heat detection element on the support;
Removing a portion of the second barrier layer;
Removing the sacrificial layer remaining in the trench to form a cavity;
A method for manufacturing a MEMS device, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013160205A JP2015031560A (en) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | Mems device and method for manufacturing mems device |
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ID=52516999
Family Applications (1)
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JP (1) | JP2015031560A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114751366A (en) * | 2022-03-08 | 2022-07-15 | 苏州感芯微系统技术有限公司 | MEMS high step processing and manufacturing method |
-
2013
- 2013-08-01 JP JP2013160205A patent/JP2015031560A/en active Pending
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