JP2787198B2 - Thin film pyroelectric infrared detecting element and method of manufacturing the same - Google Patents

Thin film pyroelectric infrared detecting element and method of manufacturing the same

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JP2787198B2
JP2787198B2 JP7248718A JP24871895A JP2787198B2 JP 2787198 B2 JP2787198 B2 JP 2787198B2 JP 7248718 A JP7248718 A JP 7248718A JP 24871895 A JP24871895 A JP 24871895A JP 2787198 B2 JP2787198 B2 JP 2787198B2
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thin
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高い配向性を有す
る薄膜焦電型赤外線検出素子及び素子の小型化を図るこ
とができる薄膜焦電型赤外線検出素子の作製方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin-film pyroelectric infrared detecting element having high orientation and a method of manufacturing a thin-film pyroelectric infrared detecting element capable of reducing the size of the element.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にIC基板として、Si基板が用い
られているが、センサ素子の小型化、高密度化を達成す
るためには、トランジスタ回路と検出部(センサプロー
ブ)を一体化したモノリス型の素子を構成することが必
要となる。この場合、Si基板上に検出部が形成され
る。従来の一般的な素子の構成は図9に示すように、シ
リコン基板10上に下部電極12を成膜し、この下部電
極12上に焦電体14、上部電極16、吸熱材18を順
に形成したものである。20はシリコン層(MOS型F
ET素子)、22はソース電極、24はゲート電極、2
6はドレン電極である。
2. Description of the Related Art In general, a Si substrate is used as an IC substrate. However, in order to achieve miniaturization and high density of a sensor element, a monolithic type in which a transistor circuit and a detection unit (sensor probe) are integrated is used. Must be configured. In this case, the detection unit is formed on the Si substrate. As shown in FIG. 9, a conventional general device has a structure in which a lower electrode 12 is formed on a silicon substrate 10 and a pyroelectric body 14, an upper electrode 16, and a heat absorbing material 18 are formed on the lower electrode 12 in this order. It was done. 20 is a silicon layer (MOS type F
ET element), 22 is a source electrode, 24 is a gate electrode, 2
6 is a drain electrode.

【0003】また、特開昭62−822号公報には、M
gO基板と、この基板上に形成された薄膜電極と、この
薄膜電極上に作られた焦電体薄膜と、この焦電体薄膜上
に形成された受光電極と、基板上に作製された薄膜トラ
ンジスタとからなり、薄膜電極の一端部が薄膜トランジ
スタのゲート電極であるように構成された赤外線検出素
子が記載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-822 discloses M
a gO substrate, a thin-film electrode formed on the substrate, a pyroelectric thin film formed on the thin-film electrode, a light-receiving electrode formed on the pyroelectric thin film, and a thin-film transistor formed on the substrate And an infrared detecting element configured such that one end of the thin film electrode is a gate electrode of a thin film transistor.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図9に示す従来の素子
の構成のように、シリコン基板上に直接、下部電極(例
えばPt)を成膜すると、シリコンと下部電極材料とが
反応してシリサイドを形成し、高度に配向したセンサ材
料薄膜の形成に適した電極薄膜を成膜することができな
い。このため、基板と下部電極材料との間にバッファ層
を形成させる工夫が必要となるが、センサ材料薄膜の形
成に適する、C軸配向した高結晶性のバッファ層を得る
ことは難しく、また、工程が煩雑となる。なお、TFT
(Thin Film Transistor)におい
ては、基板として、その用途に応じてガラス、石英、サ
ファイアが用いられている。TFTの場合、電極は一般
にITO(Indium Tin Oxide)が用い
られているが、このITO上には結晶性の良い、C軸配
向したセンサ材料薄膜の形成は不可能である。
When a lower electrode (for example, Pt) is formed directly on a silicon substrate as in the structure of the conventional device shown in FIG. 9, silicon reacts with the lower electrode material to form a silicide. Cannot be formed, and an electrode thin film suitable for forming a highly oriented sensor material thin film cannot be formed. Therefore, it is necessary to devise a method of forming a buffer layer between the substrate and the lower electrode material. However, it is difficult to obtain a C-axis oriented highly crystalline buffer layer suitable for forming a sensor material thin film. The process becomes complicated. In addition, TFT
In (Thin Film Transistor), glass, quartz, or sapphire is used as a substrate depending on its use. In the case of a TFT, an electrode is generally made of ITO (Indium Tin Oxide). However, it is impossible to form a C-axis oriented sensor material thin film having good crystallinity on the ITO.

【0005】また、これらの基板上に、例えばPt電極
を成膜しても、 ガラス基板はアモルファスであるた
め、 石英、サファイアは電極材料(例えばPt))
と格子定数が大きく異なるため、C軸配向結晶性焦電体
薄膜の形成に適した電極の成膜は不可能である。さら
に、従来の成膜法では、アズデポの状態で高度にC軸配
向した薄膜結晶を得るためには、基板温度を600℃以
上の高温にする必要がある。このため、トランジスタに
隣接して焦電体薄膜を形成することができず、焦電体と
トランジスタとを一体化した小型の検出素子の作製が不
可能であった。本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、高いC軸配向性を有する焦電体結
晶薄膜を備えた赤外線検出素子を提供することにある。
本発明の他の目的は、トランジスタに影響を及ぼさない
低温(450℃以下)で焦電体薄膜を形成する赤外線検
出素子の作製方法を提供することにある。
Further, even if a Pt electrode is formed on these substrates, for example, quartz and sapphire are made of an electrode material (eg, Pt) because the glass substrate is amorphous.
Therefore, it is impossible to form an electrode suitable for forming a C-axis oriented crystalline pyroelectric thin film. Furthermore, in the conventional film forming method, in order to obtain a thin film crystal having a high C-axis orientation in an as-deposited state, the substrate temperature needs to be higher than 600 ° C. For this reason, a pyroelectric thin film cannot be formed adjacent to the transistor, and it has been impossible to manufacture a small-sized detection element in which the pyroelectric body and the transistor are integrated. The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an infrared detecting element provided with a pyroelectric crystal thin film having high C-axis orientation.
It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing an infrared detecting element for forming a pyroelectric thin film at a low temperature (450 ° C. or lower) which does not affect a transistor.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の薄膜焦電型赤外線検出素子は、セラミッ
クス単結晶基板と、この基板上に形成された下部電極
と、この下部電極上に形成された焦電体と、この焦電体
上に形成された上部電極と、前記基板上に作製された薄
膜トランジスタとを有する薄膜焦電型赤外線検出素子で
あって、前記焦電体の結晶格子定数と下部電極の結晶格
子定数との差が3%以内となるように焦電体材料又は/
及び下部電極材料を選択してなり、かつ、下部電極材料
の結晶格子定数とセラミックス単結晶基板の結晶格子定
数との差が10%以内となるように下部電極材料又は/
及びセラミックス単結晶基板材料を選択してなるもので
ある。焦電体の結晶格子定数と下部電極の結晶格子定数
との差(ミスマッチ)が%を超える場合は、C軸配向
率の低下をもたらし、焦電機能が低下するという不都合
がある。
In order to achieve the above object, a thin-film pyroelectric infrared detector of the present invention comprises a ceramic single crystal substrate, a lower electrode formed on the substrate, and a lower electrode. A thin-film pyroelectric infrared detection element having a pyroelectric body formed thereon, an upper electrode formed on the pyroelectric body, and a thin film transistor formed on the substrate, The pyroelectric material or / and / or the crystallographic material is used such that the difference between the crystal lattice constant and the crystal lattice constant of the lower electrode is within 3 %.
And Ri Na select the lower electrode material, and the lower electrode material
Lattice Constant and Crystal Lattice Constant of Ceramic Single Crystal Substrate
Lower electrode material or / and so that the difference from the number is within 10%.
And a shall, such by selecting a ceramic single crystal substrate material. When the difference (mismatch) between the crystal lattice constant of the pyroelectric body and the crystal lattice constant of the lower electrode exceeds 3 %, the C-axis orientation ratio is reduced, and the pyroelectric function is disadvantageously reduced.

【0007】上記のように、下部電極材料の結晶格子定
数とセラミックス単結晶基板の結晶格子定数との差が1
0%以内となるように下部電極材料又は/及びセラミッ
クス単結晶基板材料を選択してなるが、下部電極材料の
結晶格子定数とセラミックス単結晶基板の結晶格子定数
との差(ミスマッチ)が10%を超える場合は、電極材
料のC軸配向率が低下し、これが電極材料の上に形成さ
れる焦電体結晶のC軸配向率の低下をもたらすため、焦
電機能が低下するという不都合がある。
As described above, the difference between the crystal lattice constant of the lower electrode material and the crystal lattice constant of the ceramic single crystal substrate is 1
The lower electrode material and / or ceramic single crystal substrate material is selected so as to be within 0%, but the difference (mismatch) between the crystal lattice constant of the lower electrode material and the crystal lattice constant of the ceramic single crystal substrate is 10%. In the case of exceeding, the C-axis orientation rate of the electrode material decreases, and this leads to a decrease in the C-axis orientation rate of the pyroelectric crystal formed on the electrode material, so that the pyroelectric function is disadvantageously reduced. .

【0008】本発明の薄膜焦電型赤外線検出素子の作製
方法は、上記の薄膜焦電型赤外線検出素子を作製するに
あたり、レーザビームを利用した蒸着法により、焦電体
の結晶性に影響を与えることなく焦電体薄膜に隣接する
トランジスタの特性が劣化しない350〜450℃、望
ましくは370〜400℃の範囲の温度でセラミックス
単結晶基板上に焦電体薄膜を形成するものである。焦電
体薄膜形成温度が上記の範囲未満の場合は、結晶性が悪
くなる傾向があり、一方、上記の範囲を超える場合は、
焦電体の結晶性は変わらないか、又は良くなる傾向にあ
るが、隣接するトランジスタの特性が劣化するという不
都合がある。また、セラミックス単結晶基板としては、
MgO基板、SrTiO基板などが用いられ、下部電
極としては、Pt、NbドープSrTiOなどが用い
られ、焦電体としては、PbTiO、LiTaO
LiNbO、PZT、PLZTなどが用いられる。本
発明の薄膜焦電型赤外線検出素子においては、とくに、
セラミックス単結晶基板がMgOからなり、下部電極が
白金からなり、焦電体がPbTiOからなる組合せと
することが望ましい。
[0008] The method for manufacturing a thin film pyroelectric infrared detector of the present invention, in fabricating the thin film pyroelectric infrared detection element, by an evaporation method using a laser beam, pyroelectric
Adjacent to pyroelectric thin film without affecting crystallinity
A pyroelectric thin film is formed on a ceramic single crystal substrate at a temperature in the range of 350 to 450 ° C, preferably 370 to 400 ° C, where the characteristics of the transistor are not deteriorated . If the pyroelectric thin film formation temperature is less than the above range, the crystallinity tends to deteriorate, while if it exceeds the above range,
Although the crystallinity of the pyroelectric body does not change or tends to improve, there is a disadvantage that the characteristics of the adjacent transistor deteriorate. In addition, as a ceramic single crystal substrate,
An MgO substrate, a SrTiO 3 substrate, or the like is used, as the lower electrode, Pt, Nb-doped SrTiO 3 or the like is used, and as a pyroelectric substance, PbTiO 3 , LiTaO 3 ,
LiNbO 3 , PZT, PLZT or the like is used. In the thin film pyroelectric infrared detection element of the present invention, in particular,
It is preferable that the ceramic single crystal substrate is made of MgO, the lower electrode is made of platinum, and the pyroelectric body is made of PbTiO 3 .

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1は本発明の薄膜焦電型赤外線
検出素子の一例を示している。10aはMgO等からな
るセラミックス単結晶基板で、この基板10a上にpt
等の下部電極12が形成され、この下部電極12の上に
PbTiO等の焦電体14aが形成され、この焦電体
14aの上に上部電極16が形成され、この上部電極1
6の上に吸熱材18が形成され、さらに、前記基板14
a上に薄膜トランジスタ30が形成されている。20は
シリコン層(MOS型FET素子)、22はソース電
極、24はゲート電極、26はドレン電極である。上記
の構成において、焦電体14aの結晶格子定数と下部電
極12の結晶格子定数との差(ミスマッチ)が3%以内
と近似した値となるように材料を選択している。さら
に、下部電極12の結晶格子定数とセラミックス単結晶
基板10aの結晶格予定数との差(ミスマッチ)が10
%以内と近似した値となるように材料を選択している。
FIG. 1 shows an example of a thin-film pyroelectric infrared detector according to the present invention. 10a is a ceramic single crystal substrate made of MgO or the like, and pt is placed on the substrate 10a.
A lower electrode 12 is formed, a pyroelectric body 14a such as PbTiO 3 is formed on the lower electrode 12, an upper electrode 16 is formed on the pyroelectric body 14a, and an upper electrode 1 is formed on the pyroelectric body 14a.
6, a heat absorbing material 18 is formed on the
A thin film transistor 30 is formed on a. Reference numeral 20 denotes a silicon layer (MOS type FET element), 22 denotes a source electrode, 24 denotes a gate electrode, and 26 denotes a drain electrode. In the above configuration, the material is selected such that the difference (mismatch) between the crystal lattice constant of the pyroelectric body 14a and the crystal lattice constant of the lower electrode 12 is close to 3 % or less. Further, the difference (mismatch) between the crystal lattice constant of the lower electrode 12 and the expected crystal size of the ceramic single crystal substrate 10a is 10
The material is selected so as to be a value close to within%.

【0010】上記の薄膜焦電型赤外線検出素子の作製
は、レーザビームを利用した蒸着法により、焦電体14
aの結晶性に影響を与えることなく焦電体14aの薄膜
に隣接する薄膜トランジスタ30の特性が劣化しない温
度である350〜450℃、望ましくは370〜400
℃の範囲でセラミックス単結晶基板10a上に焦電体1
4aの薄膜を形成することにより行われる。他の工程は
従来法と同様である。つぎに実験例について説明する。
セラミックス単結晶基板としてMgO基板を用いて、S
iを厚さ1μmに成膜しTFT(Thin Film
Transistor)を形成した。図2にMgOとS
i薄膜との界面におけるオージェ分析結果を示す。横軸
はスパッタリング時間を、縦軸は強度を示している。M
gO、Siの相互拡散は認められず、正常なSi薄膜が
得られていることがわかる。図3に、このSi薄膜に形
成したTFTのトランジスタ特性を示す。MgO基板上
に形成されたTFTも、従来のTFTと同様に正常な動
作を示すことがわかる。
The above-described thin-film pyroelectric infrared detecting element is manufactured by a vapor deposition method using a laser beam by a pyroelectric element 14.
thin film of pyroelectric body 14a without affecting the crystallinity of a
Temperature at which the characteristics of the thin film transistor 30 adjacent to the
Whenever a is 350 to 450 ° C., preferably from 370 to 400
The pyroelectric substance 1 is placed on the ceramic single crystal substrate 10a in the range of
This is performed by forming the thin film 4a. Other steps are the same as the conventional method. Next, an experimental example will be described.
Using MgO substrate as ceramic single crystal substrate, S
i to a thickness of 1 μm and a TFT (Thin Film
Transistor). Figure 2 shows MgO and S
The result of Auger analysis at the interface with the i thin film is shown. The horizontal axis indicates the sputtering time, and the vertical axis indicates the intensity. M
No interdiffusion of gO and Si was observed, indicating that a normal Si thin film was obtained. FIG. 3 shows the transistor characteristics of the TFT formed on the Si thin film. It can be seen that the TFT formed on the MgO substrate also operates normally, similarly to the conventional TFT.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

実施例1 MgO基板上にRF(高周波)マグネトロンスパッタ法
により下部電極(Pt)を成膜し、その上にエキシマレ
ーザスパッタ法で、基板温度:380℃、フルエンス:
500mJ/cm2 、繰返し周波数:10Hzの条件でPbT
iO3 (焦電体)を成膜した。図4に、このPbTiO
3 膜のX線回折測定結果を示す。図4から、PbTiO
3 膜は高度にC軸配向していることがわかる。図5に対
照として、ガラス基板上に成膜したITO(Indiu
m TinOxide)電極上に、エキシマレーザスパ
ッタ法により、図4の場合と同じ条件で成膜したPbT
iO3 膜のX線回折測定結果を示す。図5においては、
PbTiO3 結晶のピークは認められない。表1に、参
考として、MgO、Pt、PbTiO3 の結晶格子定数
を示す。
Example 1 A lower electrode (Pt) was formed on an MgO substrate by RF (high frequency) magnetron sputtering, and a substrate temperature: 380 ° C. and a fluence were formed thereon by excimer laser sputtering.
PbT under conditions of 500 mJ / cm 2 , repetition frequency: 10 Hz
iO 3 (pyroelectric) was deposited. FIG. 4 shows this PbTiO.
The X-ray diffraction measurement results of the three films are shown. As shown in FIG.
It can be seen that the three films are highly C-axis oriented. As a control for FIG. 5, ITO (Indiu) formed on a glass substrate was used.
m TinOxide) PbT film formed on an electrode by excimer laser sputtering under the same conditions as in FIG.
The X-ray diffraction measurement result of the iO 3 film is shown. In FIG.
No PbTiO 3 crystal peak is observed. Table 1 shows the crystal lattice constants of MgO, Pt, and PbTiO 3 for reference.

【0012】[0012]

【表1】 [Table 1]

【0013】実施例2 実施例1の方法で形成したTFTに隣接して、TFTド
レン電極に接続した下部電極(Pt)をマグネトロンス
パッタ法(基板温度400℃)で形成(厚さ≒1500
、面積0.2mm2 )した。その上にレーザアブレーシ
ョン法(基板温度400℃)によりPbTiO3 を厚さ
約1.5μm 形成した。上部電極として、Alを真空蒸
着法で形成した後、吸熱材としてブラックペイントを噴
霧塗布して、センサを作製し、焦電センサとして機能す
ることを確認した。
Embodiment 2 A lower electrode (Pt) connected to a TFT drain electrode is formed by magnetron sputtering (at a substrate temperature of 400 ° C.) (thickness of about 1500) adjacent to the TFT formed by the method of Embodiment 1.
, Area 0.2 mm 2 ). PbTiO 3 was formed thereon by laser ablation (at a substrate temperature of 400 ° C.) to a thickness of about 1.5 μm. After forming Al as a top electrode by a vacuum evaporation method, black paint was spray-coated as a heat absorbing material to prepare a sensor, and it was confirmed that the sensor functions as a pyroelectric sensor.

【0014】図6はこの場合の測定系模式図を示してい
る。すなわち、この測定系は、赤外線を放射させるため
の黒体炉、赤外線を断続的に焦電素子に照射するための
光チョッパ、焦電素子からの出力信号を解析するための
周波数アナライザ及び測定試料である焦電素子で構成さ
れている。図7は図6により測定した生データの1例
(チョッピング周波数10Hz)を示しており、図8は、
このようにして得たデータから、単位照射エネルギに対
する出力電圧をチョッピング周波数に対して点描したも
のである。図8はこの種の赤外線センサに見られる典型
的な周波数依存性を示しており、赤外線センサとして機
能していることが判る。
FIG. 6 shows a schematic diagram of the measuring system in this case. That is, this measurement system includes a blackbody furnace for emitting infrared rays, an optical chopper for intermittently irradiating infrared rays to the pyroelectric element, a frequency analyzer for analyzing an output signal from the pyroelectric element, and a measurement sample. And a pyroelectric element. FIG. 7 shows an example of raw data measured according to FIG. 6 (chopping frequency 10 Hz), and FIG.
From the data obtained in this way, the output voltage with respect to the unit irradiation energy is plotted with respect to the chopping frequency. FIG. 8 shows a typical frequency dependency observed in this type of infrared sensor, and it can be seen that the infrared sensor functions as an infrared sensor.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 (1) 焦電体の結晶格子定数と下部電極物質の結晶格
子定数との差が%以下となるように材料を選択し、か
、下部電極の結晶格子定数とセラミックス単結晶基板
の結晶格子定数との差が10%以下となるように材料を
選択することにより、高度にC軸配向した焦電機能の高
焦電体薄膜結晶を得ることができる。 (2) 薄膜焦電型赤外線検出素子において、焦電体結
晶の配向性を向上させることにより焦電性を向上させる
ことができる。例えば、焦電体としてPbTiOを用
いる場合、C軸配向した薄膜結晶を形成することにより
焦電性が向上する。 (3) レーザビームを利用した蒸着法を利用すること
により、焦電体の結晶性に影響を与えることなく焦電体
薄膜に隣接するトランジスタの特性が劣化しない350
450℃の低温で焦電体薄膜を形成することができ
る。このため、トランジスタに近接して焦電体薄膜を形
成させることができ、薄膜焦電型赤外線検出素子の小型
化を図ることができる。
As described above, the present invention has the following effects. (1) The material is selected such that the difference between the crystal lattice constant of the pyroelectric substance and the crystal lattice constant of the lower electrode material is 3 % or less .
First , by selecting a material so that the difference between the crystal lattice constant of the lower electrode and the crystal lattice constant of the ceramic single crystal substrate is 10% or less, the pyroelectric function having a high C-axis orientation can be improved.
A pyroelectric thin film crystal can be obtained. (2) In the thin-film pyroelectric infrared detecting element, the pyroelectricity can be improved by improving the orientation of the pyroelectric crystal. For example, when PbTiO 3 is used as the pyroelectric body, the pyroelectricity is improved by forming a C-axis oriented thin film crystal. (3) By using a deposition method using a laser beam, the characteristics of the transistors adjacent to the pyroelectric thin film without affecting the crystallinity of the pyroelectric body does not deteriorate 350
A pyroelectric thin film can be formed at a low temperature of 450 ° C. Therefore, a pyroelectric thin film is formed close to the transistor.
And the size of the thin-film pyroelectric infrared detection element can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の薄膜焦電型赤外線検出素子の一例を示
す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a thin-film pyroelectric infrared detecting element of the present invention.

【図2】MgOとSi薄膜との界面におけるオージェ分
析結果を示し、スパッタリング時間と強度との関係を示
すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing Auger analysis results at an interface between MgO and a Si thin film, and showing a relationship between sputtering time and strength.

【図3】MgO基板上にSi薄膜を形成したTFT(T
hin Film Transistor)のトランジ
スタ特性を示す線図である。
FIG. 3 shows a TFT (T) having a Si thin film formed on an MgO substrate.
FIG. 3 is a diagram showing transistor characteristics of a thin film transistor.

【図4】実施例1における結果を示すもので、MgO基
板上に下部電極(Pt)を成膜し、その上にPbTiO
3 膜を形成した場合のこのPbTiO3 膜のX線回折測
定結果を示すグラフである。
FIG. 4 shows a result in Example 1, in which a lower electrode (Pt) is formed on an MgO substrate, and PbTiO is formed thereon.
9 is a graph showing the results of X-ray diffraction measurement of this PbTiO 3 film when three films are formed.

【図5】実施例1の対照を示すもので、ガラス基板上に
成膜したITO(IndiumTin Oxide)電
極上に、PbTiO3 膜を形成した場合のこのPbTi
3 膜のX線回折測定結果を示すグラフである。
FIG. 5 shows a control of Example 1, in which a PbTiO 3 film is formed on an ITO (Indium Tin Oxide) electrode formed on a glass substrate.
4 is a graph showing the results of X-ray diffraction measurement of an O 3 film.

【図6】実施例2における測定系の模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a measurement system according to a second embodiment.

【図7】実施例2における信号出力データを示すグラフ
である。
FIG. 7 is a graph showing signal output data in the second embodiment.

【図8】実施例2における感度周波数特性を示す説明図
である。
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating sensitivity frequency characteristics in the second embodiment.

【図9】従来の一般的な薄膜焦電型赤外線検出素子の断
面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional general thin film pyroelectric infrared detecting element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10a セラミックス単結晶基板 12 下部電極 14a 焦電体 16 上部電極 18 吸熱材 20 シリコン層 22 ソース電極 24 ゲート電極 26 ドレン電極 30 薄膜トランジスタ Reference Signs List 10a ceramic single crystal substrate 12 lower electrode 14a pyroelectric body 16 upper electrode 18 heat absorbing material 20 silicon layer 22 source electrode 24 gate electrode 26 drain electrode 30 thin film transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01J 1/02 G01J 5/02──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01J 1/02 G01J 5/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 セラミックス単結晶基板と、この基板上
に形成された下部電極と、この下部電極上に形成された
焦電体と、この焦電体上に形成された上部電極と、前記
基板上に作製された薄膜トランジスタとを有する薄膜焦
電型赤外線検出素子であって、前記焦電体の結晶格子定
数と下部電極の結晶格子定数との差が%以内となるよ
うに材料を選択してなり、かつ、下部電極材料の結晶格
子定数とセラミックス単結晶基板の結晶格子定数との差
が10%以内となるように材料を選択してなることを特
徴とする薄膜焦電型赤外線検出素子
A ceramic single crystal substrate; a lower electrode formed on the substrate; a pyroelectric body formed on the lower electrode; an upper electrode formed on the pyroelectric body; A thin-film pyroelectric infrared detection element having the thin film transistor fabricated above, wherein a material is selected such that a difference between a crystal lattice constant of the pyroelectric body and a crystal lattice constant of a lower electrode is within 3 %. Do Te Ri and the lower electrode material crystal skeleton
Between the lattice constant and the crystal lattice constant of a ceramic single crystal substrate
Thin pyroelectric infrared detection element but characterized by Rukoto such by selecting the material such that less than 10%.
【請求項2】 セラミックス単結晶基板がMgOからな
り、下部電極が白金からなり、焦電体がPbTiO
らなる請求項記載の薄膜焦電型赤外線検出素子。
2. A ceramic single crystal substrate is made of MgO, the lower electrode is made of platinum, pyroelectric body consists of PbTiO 3 claim 1 thin pyroelectric infrared sensing element according.
【請求項3】 請求項1又は2記載の薄膜焦電型赤外線
検出素子を作製するにあたり、レーザビームを利用した
蒸着法により、焦電体の結晶性に影響を与えることなく
焦電体薄膜に隣接するトランジスタの特性が劣化しない
350〜450℃の範囲の温度でセラミックス単結晶基
板上に焦電体薄膜を形成することを特徴とする薄膜焦電
型赤外線検出素子の作製方法。
3. The method for producing a thin-film pyroelectric infrared detecting element according to claim 1 or 2 , wherein a vapor deposition method using a laser beam is used without affecting the crystallinity of the pyroelectric body.
A method for producing a thin-film pyroelectric infrared detecting element, comprising: forming a pyroelectric thin film on a ceramic single crystal substrate at a temperature in the range of 350 to 450 ° C. at which the characteristics of a transistor adjacent to the pyroelectric thin film are not deteriorated. .
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