JP2599354B2 - 赤外線検出素子 - Google Patents
赤外線検出素子Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
- G01J5/34—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using capacitors, e.g. pyroelectric capacitors
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は焦電体を用いた赤外線検出素子に関する。
従来の技術 焦電体を用いた赤外線検出素子は焦電体が絶縁体であ
り、出力インピーダンスは高いので、出力を増幅系へ導
く場合、通常FETを用い低インピーダンスに変換する必
要がある。従来までの技術では、ポイントセンサの場合
はTo−５パッケージ等の中に焦電体素子とチップ形のFE
Tを組み込んだものが（例えば石垣他ナショナルテクニ
カルレポートvol24,No3,453（1978）），また、アレイ
センサでは、SiのFETアレイをワイヤボンドで結合させ
たものが報告されている（例えば黒沢他第３回「センサ
の基礎と応用」シンポジウム講演予稿集P39,（198
3））。
り、出力インピーダンスは高いので、出力を増幅系へ導
く場合、通常FETを用い低インピーダンスに変換する必
要がある。従来までの技術では、ポイントセンサの場合
はTo−５パッケージ等の中に焦電体素子とチップ形のFE
Tを組み込んだものが（例えば石垣他ナショナルテクニ
カルレポートvol24,No3,453（1978）），また、アレイ
センサでは、SiのFETアレイをワイヤボンドで結合させ
たものが報告されている（例えば黒沢他第３回「センサ
の基礎と応用」シンポジウム講演予稿集P39,（198
3））。
発明が解決しようとする問題点 上記の構成では焦電体素子とFETをワイヤボンド等で
結ぶ必要があること、またそれにより、雑音が大きくな
り検出能が下がる。また２種類の素子が必要となるので
大きなスペースが必要である。これらの問題点は、特に
ラインセンサ，エリアセンサで大きな欠点となる。
結ぶ必要があること、またそれにより、雑音が大きくな
り検出能が下がる。また２種類の素子が必要となるので
大きなスペースが必要である。これらの問題点は、特に
ラインセンサ，エリアセンサで大きな欠点となる。
問題点を解決するための手段 上記欠点を解決するため本発明は、基板と、前記基板
上に形成された薄膜電極と、前記薄膜電極上に作られた
焦電体薄膜と、前記焦電体薄膜上に形成された受光電極
と、前記基板上に作製された薄膜トランジスタとを有
し、前記薄膜電極の一端部が前記薄膜トランジスタのゲ
ート電極であり、前記焦電体薄膜として組成式が （PbxLay）（TizZrw）O3で表され、組成範囲が （Ａ）0.70≦ｘ＜1,0.9≦ｘ＋ｙ＜1,0.95≦ｚ≦1,w＝0, （Ｂ）ｘ＝1,y＝0,0.45≦ｚ＜1,z＋ｗ＝1, （Ｃ）0.83≦ｘ＜1,x＋ｙ＝1,0.5≦ｚ＜1,0.96≦ｚ＋ｗ
≦１ のうちから選択されたいずれかである組成を持つ薄膜を
用いたことを特徴とする赤外線検出素子である。
上に形成された薄膜電極と、前記薄膜電極上に作られた
焦電体薄膜と、前記焦電体薄膜上に形成された受光電極
と、前記基板上に作製された薄膜トランジスタとを有
し、前記薄膜電極の一端部が前記薄膜トランジスタのゲ
ート電極であり、前記焦電体薄膜として組成式が （PbxLay）（TizZrw）O3で表され、組成範囲が （Ａ）0.70≦ｘ＜1,0.9≦ｘ＋ｙ＜1,0.95≦ｚ≦1,w＝0, （Ｂ）ｘ＝1,y＝0,0.45≦ｚ＜1,z＋ｗ＝1, （Ｃ）0.83≦ｘ＜1,x＋ｙ＝1,0.5≦ｚ＜1,0.96≦ｚ＋ｗ
≦１ のうちから選択されたいずれかである組成を持つ薄膜を
用いたことを特徴とする赤外線検出素子である。
作用 焦電体とFETを同一基板上に作ることで小型高密度化
が可能になり、ノイズを低くおさえることができる。
が可能になり、ノイズを低くおさえることができる。
実施例 第１図及び第２図は各々、本実施例で作製した薄膜FE
Tと焦電体を同一基板上に作り込んだ赤外線検出素子の
断面図及び斜視図である。
Tと焦電体を同一基板上に作り込んだ赤外線検出素子の
断面図及び斜視図である。
（100）でへき開し鎖面研磨を施したMgO単結晶基板１
上に、厚さ0.2μｍの白金薄膜電極２をアレイ状（700μ
ｍピッチ,50μｍギャップ）にスパッタリングにより形
成した。次いで、厚さ４μｍの焦電体薄膜３を600℃に
てスパッタリングにより作製した。そして厚さ0.5μｍ
のAl−Ta−Ｏ層４を真空蒸着で形成し、更にその上に、
Inをドープしｎ型半導体としたCdSe膜５（500μｍ×200
μm,厚さ500Å）を真空蒸着により形成した。次いで、
焦電体膜３上にNiCr受光電極６を形成し、Al−Ta−Ｏ膜
４上にソース電極7,ドレイン電極８をAlの蒸着により形
成した。最後に受光部の基板への熱の拡散を防ぐため、
基板１を燐酸でエッチングし、開口部９を形成し、赤外
線検出素子とした。
上に、厚さ0.2μｍの白金薄膜電極２をアレイ状（700μ
ｍピッチ,50μｍギャップ）にスパッタリングにより形
成した。次いで、厚さ４μｍの焦電体薄膜３を600℃に
てスパッタリングにより作製した。そして厚さ0.5μｍ
のAl−Ta−Ｏ層４を真空蒸着で形成し、更にその上に、
Inをドープしｎ型半導体としたCdSe膜５（500μｍ×200
μm,厚さ500Å）を真空蒸着により形成した。次いで、
焦電体膜３上にNiCr受光電極６を形成し、Al−Ta−Ｏ膜
４上にソース電極7,ドレイン電極８をAlの蒸着により形
成した。最後に受光部の基板への熱の拡散を防ぐため、
基板１を燐酸でエッチングし、開口部９を形成し、赤外
線検出素子とした。
尚、CdSe半導体層は光に応答するので、CdSe膜５には
黒色の樹脂を塗布し遮光した。
黒色の樹脂を塗布し遮光した。
赤外線検出素子の特性を調べるため、光源として温度
500Kの黒体炉を用いチョッピング周波数100Hzで赤外光
を照射し、素子の出力を60dBの増幅系を通して測定し信
号出力とノイズから検出能Ｄ＊を求めた。
500Kの黒体炉を用いチョッピング周波数100Hzで赤外光
を照射し、素子の出力を60dBの増幅系を通して測定し信
号出力とノイズから検出能Ｄ＊を求めた。
焦電体膜３がPbTiO3の場合のＤ＊は Pb0.95La0.05Ti0.98O3の場合 PbTi0.8Zr0.2O3の場合 Pb0.83La0.17Ti0.80Zr0.16O3は PbTi0.9Zr0.1O3の場合 であった。電極２がPtの場合とAuの場合で差は認められ
なかった。
なかった。
PbTiO3薄膜素子とSiのFETをボンディングにより結合
した通常の素子では同様の条件でＤ＊は であるから、本発明によるFETを一体化した赤外線検出
素子は非常に高感度であると言える。またFETを焦電体
膜と同一基板上に作成しているので余分なスペースを必
要とせず、低出力インピーダンスの信号出力が得られ
る。
した通常の素子では同様の条件でＤ＊は であるから、本発明によるFETを一体化した赤外線検出
素子は非常に高感度であると言える。またFETを焦電体
膜と同一基板上に作成しているので余分なスペースを必
要とせず、低出力インピーダンスの信号出力が得られ
る。
発明の効果 本発明の赤外線検出素子は小型で高感度であり、容易
に作製可能であるから実用的に極めて有用である。
に作製可能であるから実用的に極めて有用である。
第１図は本発明の一実施例における赤外線検出素子の断
面図、第２図はその斜視図である。 １……MgO基板、２……Pt電極、３……焦電体膜、４…
…Al−Ta−Ｏ膜、５……CaSe膜、６……NiCr電極、７…
…ソース、８……ドレイン。
面図、第２図はその斜視図である。 １……MgO基板、２……Pt電極、３……焦電体膜、４…
…Al−Ta−Ｏ膜、５……CaSe膜、６……NiCr電極、７…
…ソース、８……ドレイン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高山 良一 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (72)発明者 上田 一朗 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−32288（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−131704（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−36324（ＪＰ，Ｕ) 米国特許3453887（ＵＳ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】基板と、前記基板上に形成された薄膜電極
と、前記薄膜電極上に作られた焦電体薄膜と、前記焦電
体薄膜上に形成された受光電極と、前記基板上に作製さ
れた薄膜トランジスタとを有し、前記薄膜電極の一端部
が前記薄膜トランジスタのゲート電極であり、前記焦電
体薄膜として組成式が （PbxLay）（TizZrw）O3で表され、組成範囲が （Ａ）0.70≦ｘ＜1,0.9≦ｘ＋ｙ＜1,0.95≦ｚ≦1,w＝0, （Ｂ）ｘ＝1,y＝0,0.45≦ｚ＜1,z＋ｗ＝1, （Ｃ）0.83≦ｘ＜1,x＋ｙ＝1,0.5≦ｚ＜1,0.96≦ｚ＋ｗ
≦１ のうちから選択されたいずれかである組成を持つ薄膜を
用いたことを特徴とする赤外線検出素子。 - 【請求項２】薄膜電極がPt,Au,のいずれかであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の赤外線検出素
子。 - 【請求項３】受光電極がNi−Cr合金薄膜であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の赤外線検出素子。 - 【請求項４】基板としてMgO単結晶を用いたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の赤外線検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60140828A JP2599354B2 (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 赤外線検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60140828A JP2599354B2 (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 赤外線検出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62822A JPS62822A (ja) | 1987-01-06 |
| JP2599354B2 true JP2599354B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=15277663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60140828A Expired - Fee Related JP2599354B2 (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 赤外線検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2599354B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3015833A1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-04 | Nokia Technologies OY | A sensing apparatus |
| EP3015834A1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-04 | Nokia Technologies Oy | An apparatus and method for sensing |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0194227A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-12 | Hamamatsu Photonics Kk | 焦電検出装置とその製造方法 |
| GB8913450D0 (en) * | 1989-06-12 | 1989-08-02 | Philips Electronic Associated | Electrical device manufacture,particularly infrared detector arrays |
| JP2531222Y2 (ja) * | 1991-06-18 | 1997-04-02 | 川崎重工業株式会社 | 焦電型センサ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3453887A (en) | 1967-02-08 | 1969-07-08 | Corning Glass Works | Temperature change measuring device |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4024560A (en) * | 1975-09-04 | 1977-05-17 | Westinghouse Electric Corporation | Pyroelectric-field effect electromagnetic radiation detector |
| JPS6021781Y2 (ja) * | 1978-08-29 | 1985-06-28 | 株式会社村田製作所 | 赤外線検出器 |
| JPS58135427A (ja) * | 1982-02-05 | 1983-08-12 | Toshiba Corp | 焦電型赤外線検出装置 |
-
1985
- 1985-06-27 JP JP60140828A patent/JP2599354B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3453887A (en) | 1967-02-08 | 1969-07-08 | Corning Glass Works | Temperature change measuring device |
Cited By (7)
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| EP3015833A1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-04 | Nokia Technologies OY | A sensing apparatus |
| EP3015834A1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-04 | Nokia Technologies Oy | An apparatus and method for sensing |
| WO2016066891A1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | Nokia Technologies Oy | An apparatus and method for sensing |
| WO2016066887A1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | Nokia Technologies Oy | A sensing apparatus |
| US9905720B2 (en) | 2014-10-31 | 2018-02-27 | Emberion Oy | Apparatus and method for sensing |
| US10312398B2 (en) | 2014-10-31 | 2019-06-04 | Emberion Oy | Sensing apparatus |
| US10381503B2 (en) | 2014-10-31 | 2019-08-13 | Emberion Oy | Apparatus and method for controlling doping |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62822A (ja) | 1987-01-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |