JP2884679B2 - サーモパイル型赤外線センサ - Google Patents
サーモパイル型赤外線センサInfo
- Publication number
- JP2884679B2 JP2884679B2 JP2078137A JP7813790A JP2884679B2 JP 2884679 B2 JP2884679 B2 JP 2884679B2 JP 2078137 A JP2078137 A JP 2078137A JP 7813790 A JP7813790 A JP 7813790A JP 2884679 B2 JP2884679 B2 JP 2884679B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermopile
- thin film
- infrared sensor
- type infrared
- pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は熱型赤外線センサに関し、特にサーモパイル
型赤外線センサに関する。
型赤外線センサに関する。
（従来の技術） 従来、この種のサーモパイル型赤外線センサは、第３
図（ａ）に上面図、（ｂ）にそのＡ−Ａ′断面図を示す
ようなものであった。まずシリコンエッチング液に対
し、耐腐食性を持ち、エッチングのストッパーとして働
く窒化膜２の上にサーモパイルパターン１を形成する。
このサーモパイルパターン１の上にシリコンエッチング
液からサーモパイルパターン１を保護する酸化膜３を形
成し、その膜の上に赤外線吸収率の高い吸収層４を形成
する。（ａ）図に示すように対角線上に細長いスリット
状の穴20を形成し、シリコンの異方性エッチング液を侵
入させてシリコン基板５からなるダイヤフラム構造を形
成する。サーモパターン１の線幅は温接点から冷接点ま
で一定に形成する。又、サーモパイルパターンをなす２
種の、金属又は半導体は、温接点から冷接点に到るま
で、同一の材質で作製する。
図（ａ）に上面図、（ｂ）にそのＡ−Ａ′断面図を示す
ようなものであった。まずシリコンエッチング液に対
し、耐腐食性を持ち、エッチングのストッパーとして働
く窒化膜２の上にサーモパイルパターン１を形成する。
このサーモパイルパターン１の上にシリコンエッチング
液からサーモパイルパターン１を保護する酸化膜３を形
成し、その膜の上に赤外線吸収率の高い吸収層４を形成
する。（ａ）図に示すように対角線上に細長いスリット
状の穴20を形成し、シリコンの異方性エッチング液を侵
入させてシリコン基板５からなるダイヤフラム構造を形
成する。サーモパターン１の線幅は温接点から冷接点ま
で一定に形成する。又、サーモパイルパターンをなす２
種の、金属又は半導体は、温接点から冷接点に到るま
で、同一の材質で作製する。
（発明が解決しようとする課題） 上述した従来のサーモパイル型赤外線センサはサーモ
パイルパターンが、その線幅を変えることなく、窒化膜
２上からシリコン基板５上へと渡っているため、窒化膜
２に蓄えられた熱が、サーモパイルパターンの熱伝導に
より、シリコン基板へ逃げ易く、センサの感度が悪くな
るという欠点がある。
パイルパターンが、その線幅を変えることなく、窒化膜
２上からシリコン基板５上へと渡っているため、窒化膜
２に蓄えられた熱が、サーモパイルパターンの熱伝導に
より、シリコン基板へ逃げ易く、センサの感度が悪くな
るという欠点がある。
又、サーモパイルパターンが比抵抗が大きい半導体、
或いはAl,Auなどに比べて比抵抗が大きい金属から成っ
ており、更に、温接点から冷接点までの間のパターンの
材質が同じであるため電気抵抗が大きくなり、センサの
信号出力のS/Nが悪くなるという欠点がある。
或いはAl,Auなどに比べて比抵抗が大きい金属から成っ
ており、更に、温接点から冷接点までの間のパターンの
材質が同じであるため電気抵抗が大きくなり、センサの
信号出力のS/Nが悪くなるという欠点がある。
（課題を解決するための手段） 本発明のサーモパイル型赤外線センサは、絶縁薄膜上
にサーモパイルパターンが形成され、その上に赤外線吸
収層が形成され、前記薄膜を周囲から支持するダイアフ
ラム構造を有し、しかも前記薄膜と前記薄膜を周囲から
支持している基板との境界でサーモパイルパターンの幅
が細くなっているかあるいは薄膜上や前記周囲の支持部
分の上の温度勾配が小さい領域では、サーモパイルパタ
ーンの一部が熱電材料よりも電気抵抗が低い金属になっ
ている。
にサーモパイルパターンが形成され、その上に赤外線吸
収層が形成され、前記薄膜を周囲から支持するダイアフ
ラム構造を有し、しかも前記薄膜と前記薄膜を周囲から
支持している基板との境界でサーモパイルパターンの幅
が細くなっているかあるいは薄膜上や前記周囲の支持部
分の上の温度勾配が小さい領域では、サーモパイルパタ
ーンの一部が熱電材料よりも電気抵抗が低い金属になっ
ている。
（実施例） 次に本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。第１図に本発明の上面図と断面図を示す。金属、半
導体、及び絶縁物から成るサーモパイルターン１を支持
し、かつ、シリコンエッチング液に対し耐腐蝕性を持ち
ストッパーとして働く窒化膜２と、前記サーモパイルタ
ーン１をシリコンエッチング液から保護する酸化膜３
と、前記薄膜上にある赤外線吸収率の高い吸収層４と、
前記薄膜を周囲から支持しているシリコン基板５から成
るダイアフラム構造を有している。
る。第１図に本発明の上面図と断面図を示す。金属、半
導体、及び絶縁物から成るサーモパイルターン１を支持
し、かつ、シリコンエッチング液に対し耐腐蝕性を持ち
ストッパーとして働く窒化膜２と、前記サーモパイルタ
ーン１をシリコンエッチング液から保護する酸化膜３
と、前記薄膜上にある赤外線吸収率の高い吸収層４と、
前記薄膜を周囲から支持しているシリコン基板５から成
るダイアフラム構造を有している。
薄膜の上面で対角線上に穿いている細長いスリット状
の１本の穴20は、シリコン基板５をエッチングして空洞
を作るのに必要な穴で、エッチング液を侵入させるため
のものである。
の１本の穴20は、シリコン基板５をエッチングして空洞
を作るのに必要な穴で、エッチング液を侵入させるため
のものである。
前記サーモパイルパターン１は熱電能の異なる２種類
の熱電材料6,7（ここではＰ型ポリシリコン、ｎ型ポリ
シリコン）をアルミ等の金属から成る接点部８を介し、
交互に接続したものである。熱電材料6,7は、上記薄膜
とシリコン基板５との境界で細くなっており、サーモパ
イルパターンの熱伝導を低く抑えて、薄膜からシリコン
基板への熱の逃げを少なくしている。又、前記薄膜上
や、シリコン基板上の、温度勾配が小さい領域では、熱
電材料6,7の一部が、電気抵抗が低いアルミ他の金属に
なっている。
の熱電材料6,7（ここではＰ型ポリシリコン、ｎ型ポリ
シリコン）をアルミ等の金属から成る接点部８を介し、
交互に接続したものである。熱電材料6,7は、上記薄膜
とシリコン基板５との境界で細くなっており、サーモパ
イルパターンの熱伝導を低く抑えて、薄膜からシリコン
基板への熱の逃げを少なくしている。又、前記薄膜上
や、シリコン基板上の、温度勾配が小さい領域では、熱
電材料6,7の一部が、電気抵抗が低いアルミ他の金属に
なっている。
２対の熱電材料は各１本ずつで１対の熱電対を為し、
合計４対の熱電対を直列に接続している。又、１対の熱
電対の両端は、一方を前記薄膜で、空洞上部にある部
分、即ち温接点側、もう一方を、前記薄膜上でシリコン
基板５に支持されている部分、即ち冷接点側に配置して
ある。
合計４対の熱電対を直列に接続している。又、１対の熱
電対の両端は、一方を前記薄膜で、空洞上部にある部
分、即ち温接点側、もう一方を、前記薄膜上でシリコン
基板５に支持されている部分、即ち冷接点側に配置して
ある。
第２図は、前記薄膜を含む正方形のセル９を２次元ア
レイ化した場合の実施例である。図の下側に前記薄膜部
の拡大図を示す。熱電能の異なる２種類の熱電材料6,7
を、接点部８を介して交互に接続したものであり、熱電
材料6,7は各１本ずつで１対の熱電対をなし、合計４対
の熱電対を直列に接続している。又、１つのセルの中に
は、上記薄膜の他にMOSFETやCCDなどの走査回路10を含
むので、上記薄膜はセル９内部の端の方に位置してい
る。
レイ化した場合の実施例である。図の下側に前記薄膜部
の拡大図を示す。熱電能の異なる２種類の熱電材料6,7
を、接点部８を介して交互に接続したものであり、熱電
材料6,7は各１本ずつで１対の熱電対をなし、合計４対
の熱電対を直列に接続している。又、１つのセルの中に
は、上記薄膜の他にMOSFETやCCDなどの走査回路10を含
むので、上記薄膜はセル９内部の端の方に位置してい
る。
尚、この実施例では熱電能の異なる２種類の材料とし
て半導体を用いたが、異種の金属、金属と半導体でもよ
い。又、薄膜の周囲には、薄膜部分以外への赤外線の入
射を防ぐための金属層11がある。
て半導体を用いたが、異種の金属、金属と半導体でもよ
い。又、薄膜の周囲には、薄膜部分以外への赤外線の入
射を防ぐための金属層11がある。
（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、薄膜からサーモ
パイルパターンの熱伝導により周囲へ逃げる熱を減少さ
せ、センサの感度を向上できる。
パイルパターンの熱伝導により周囲へ逃げる熱を減少さ
せ、センサの感度を向上できる。
又、温度勾配が小さい領域では、サーモパイルパター
ンの一部に、電気抵抗が小さい金属を使用することによ
り、サーモパイルターンの電気抵抗を小さくして、セン
サの信号出力のS/Nを向上できる効果がある。
ンの一部に、電気抵抗が小さい金属を使用することによ
り、サーモパイルターンの電気抵抗を小さくして、セン
サの信号出力のS/Nを向上できる効果がある。
第１図は本発明の上面図と断面図である。第２図は、本
発明の赤外線センサを２次元アレイ化したものを示す平
面図である。第３図（ａ），（ｂ）はそれぞれ従来の上
面図と断面図である。 １……サーモパイルターン、２……窒化膜、３……酸化
膜、４……吸収層、５……シリコン基板、６……ｐ型ポ
リシリコン、７……ｎ型ポリシリコン、８……アルミ、
９……セル、10……走査回路、11……金属層、20……
穴。
発明の赤外線センサを２次元アレイ化したものを示す平
面図である。第３図（ａ），（ｂ）はそれぞれ従来の上
面図と断面図である。 １……サーモパイルターン、２……窒化膜、３……酸化
膜、４……吸収層、５……シリコン基板、６……ｐ型ポ
リシリコン、７……ｎ型ポリシリコン、８……アルミ、
９……セル、10……走査回路、11……金属層、20……
穴。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 35/32 G01J 1/02 G01J 5/02
Claims (2)
- 【請求項１】絶縁薄膜上にサーモパイルパターンが形成
され、その上に赤外線吸収層が形成され、前記薄膜を周
囲から支持するダイアフラム構造を有するサーモパイル
型赤外線センサにおいて、前記薄膜と前記薄膜を周囲か
ら支持している基板との境界でサーモパイルのターン幅
が細くなっていることを特徴とするサーモパイル型赤外
線センサ。 - 【請求項２】絶縁薄膜上にサーモパイルパターンが形成
され、その上に赤外線吸収層が形成され、前記薄膜を周
囲から支持するダイアフラム構造を有するサーモパイル
型赤外線センサにおいて、冷接点と温接点を除いた部分
のサーモパイルターンの少なくとも一部が、熱電材料よ
りも電気抵抗が低い金属であることを特徴とするサーモ
パイル型赤外線センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2078137A JP2884679B2 (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | サーモパイル型赤外線センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2078137A JP2884679B2 (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | サーモパイル型赤外線センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03276772A JPH03276772A (ja) | 1991-12-06 |
| JP2884679B2 true JP2884679B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=13653494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2078137A Expired - Lifetime JP2884679B2 (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | サーモパイル型赤外線センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2884679B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100860184B1 (ko) * | 2001-07-12 | 2008-09-24 | 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 | 적외선 어레이 검출 장치 |
| WO2022195957A1 (ja) * | 2021-03-18 | 2022-09-22 | 住友電気工業株式会社 | 光センサ |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4508495B2 (ja) | 2000-10-26 | 2010-07-21 | 株式会社デンソー | 赤外線検出装置 |
| US11898903B2 (en) | 2019-04-16 | 2024-02-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical sensor |
-
1990
- 1990-03-27 JP JP2078137A patent/JP2884679B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100860184B1 (ko) * | 2001-07-12 | 2008-09-24 | 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 | 적외선 어레이 검출 장치 |
| WO2022195957A1 (ja) * | 2021-03-18 | 2022-09-22 | 住友電気工業株式会社 | 光センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03276772A (ja) | 1991-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4009046B2 (ja) | 赤外線センサ | |
| AU740862B2 (en) | Infrared solid state image sensing device | |
| JP3040356B2 (ja) | 赤外線固体撮像素子 | |
| JP3811964B2 (ja) | 赤外線検出装置とその製造方法 | |
| JPH02205729A (ja) | 赤外線センサ | |
| JP5261102B2 (ja) | 赤外線センサおよび赤外線センサモジュール | |
| US6703554B2 (en) | Infrared detecting device | |
| JP3132197B2 (ja) | 熱型赤外線センサ | |
| JP2884679B2 (ja) | サーモパイル型赤外線センサ | |
| JP2910448B2 (ja) | 赤外線センサ | |
| JPH1140539A (ja) | フローティング部を有する半導体装置及びフローティング単結晶薄膜の形成方法 | |
| JP2000146686A (ja) | 赤外線固体撮像素子 | |
| JP2541458B2 (ja) | 赤外線センサおよびその製造方法 | |
| JP2811709B2 (ja) | 赤外線センサ | |
| US6242738B1 (en) | Structurally stable infrared bolometer | |
| JPH046424A (ja) | 赤外線センサ | |
| JP3052329B2 (ja) | 赤外線センサ | |
| JP3809718B2 (ja) | 赤外線検知素子 | |
| JP3435997B2 (ja) | 赤外線検知素子 | |
| JPH0755557A (ja) | 熱型赤外線センサ | |
| JP3422150B2 (ja) | 赤外線検知素子 | |
| JP3644411B2 (ja) | 熱型赤外線検出器 | |
| JP2576259B2 (ja) | 赤外線センサ | |
| JPH04132271A (ja) | 赤外線センサ | |
| JPH03276773A (ja) | 赤外線センサ |