JP3258066B2 - Manufacturing method of thermopile type infrared sensor - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はサーモパイル型赤外
線センサの製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermopile infrared
The present invention relates to a method for manufacturing a line sensor .
【0002】[0002]
【従来の技術】サーモパイル型赤外線センサとして、た
とえば特開昭61−259580号公報に記載のものが
ある。この公報に記載のサーモパイル型赤外線センサの
従来技術における構造を、図15および図16を用いて
説明する。図15は、従来のサーモパイル型赤外線セン
サの構造を示す平面図であり、図16はその断面図であ
る。以下図15と図16とを交互に参照して説明する。2. Description of the Related Art An example of a thermopile type infrared sensor is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-259580. A conventional structure of the thermopile infrared sensor described in this publication will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a plan view showing the structure of a conventional thermopile infrared sensor, and FIG. 16 is a sectional view thereof. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS. 15 and 16 alternately.
【0003】図15と図16とに示すように、基板1上
に、異種の金属からなる熱電対7が複数個直列に接続し
た構造のサーモパイル70を、その温接点部72が基板
1中心付近に、冷接点部71が基板1周辺部になるよう
に配置し、サーモパイル70の上には、黒体用絶縁膜5
5が覆っている。この黒体用絶縁膜55の上には、サー
モパイル70の温接点部72上で、かつ冷接点部71上
にかからないように黒体9が配設される。基板1の裏側
またはおもて側の冷接点部71の付近には、基準温度、
すなわち冷接点部71の温度を測定するための温度検出
素子である薄膜サーミスタ3が設置される。[0005] As shown in FIGS. 15 and 16, a thermopile 70 having a structure in which a plurality of thermocouples 7 made of different kinds of metals are connected in series on a substrate 1, and a hot junction portion 72 near a center of the substrate 1. Then, the cold junction portion 71 is arranged so as to be in the peripheral portion of the substrate 1, and the black body insulating film 5 is formed on the thermopile 70.
5 is covered. The black body 9 is disposed on the black body insulating film 55 so as not to cover the hot junction section 72 of the thermopile 70 and the cold junction section 71. Near the cold junction 71 on the back side or the front side of the substrate 1, a reference temperature,
That is, the thin film thermistor 3 which is a temperature detecting element for measuring the temperature of the cold junction 71 is provided.
【0004】この公報記載の構造のサーモパイル型赤外
線センサにおいて、測定物から赤外線の入射があると、
黒体9がこの赤外線を吸収し、サーモパイル70の温接
点部72の温度が上昇し、温接点部72と冷接点部71
との間に温度差を生じ、これによって熱電対7にそれぞ
れ熱起電力が生じる。サーモパイル70には、これらの
熱電対7の熱起電力が足し合わされ、サーモパイル引き
出し電極75から出力を取り出すことができる。この場
合、基準温度となる冷接点部71の温度を薄膜サーミス
タ3によって測定することによって、測定物の赤外線量
を正確に測定でき、したがって測定物の温度を測定する
ことができる。また、バルク型のサーミスタなどで基準
温度を測定する方法と違い、直接冷接点部71の温度を
測定できるため、高感度で小型なサーモパイル型赤外線
センサを得ることができる。In the thermopile type infrared sensor having the structure described in this publication, when infrared rays are incident from a measurement object,
The black body 9 absorbs the infrared rays, the temperature of the hot junction 72 of the thermopile 70 rises, and the hot junction 72 and the cold junction 71
And a temperature difference is generated between the thermocouples 7 and 8, thereby generating a thermoelectromotive force in the thermocouples 7 respectively. The thermopile 70 is added with the thermoelectromotive force of these thermocouples 7, and an output can be taken out from the thermopile extraction electrode 75. In this case, by measuring the temperature of the cold junction 71 serving as the reference temperature by the thin film thermistor 3, the amount of infrared light of the measured object can be accurately measured, and therefore, the temperature of the measured object can be measured. Further, unlike the method of measuring the reference temperature with a bulk thermistor or the like, the temperature of the cold junction 71 can be measured directly, so that a highly sensitive and small thermopile infrared sensor can be obtained.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この公
報に記載の構成において、温度検出素子の一例として薄
膜サーミスタを挙げているが、温度検出素子の具体的構
成、また、温度検出素子の電極形状や電極の引き出し方
法、あるいは温度検出素子の保護方法などが明示されて
おらず、比較的高抵抗でかつ不安定な、金属酸化物から
なる薄膜サーミスタなどを温度検出素子として用いるこ
とは困難である。However, in the configuration described in this publication, a thin-film thermistor is cited as an example of the temperature detecting element. However, the specific configuration of the temperature detecting element, the electrode shape of the temperature detecting element, and the like. The method of extracting the electrodes or the method of protecting the temperature detecting element is not specified, and it is difficult to use a relatively high-resistance and unstable thin-film thermistor made of a metal oxide as the temperature detecting element.
【0006】そこで本発明の目的は、上記課題を解決し
て、冷接点温度を測定するための薄膜サーミスタを設置
したサーモパイル型赤外線センサの製造方法を示し、高
感度で小型なサーモパイル型赤外線センサを提供するこ
とである。Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to show a method of manufacturing a thermopile type infrared sensor provided with a thin film thermistor for measuring a cold junction temperature. To provide.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明においては、下記記載の製造方法を採用する。In order to achieve the above object, the present invention employs the following manufacturing method .
【0008】本発明のサーモパイル型赤外線センサの製
造方法は、基板のおもて面に下絶縁膜を形成し、さらに
この下絶縁膜上に薄膜サーミスタ材料を形成し、フォト
エッチングによりこの薄膜サーミスタ材料をパターニン
グして薄膜サーミスタを形成し、さらに全面にサーミス
タ電極材料を形成し、フォトエッチングによりこのサー
ミスタ電極材料をパターニングし、サーミスタ電極を形
成する工程と、基板のおもて面に上絶縁膜を形成し、フ
ォトエッチングによりこの上絶縁膜にスルーホールを形
成する工程と、基板のおもて面にサーモパイル引き出し
電極を形成し、熱電対を形成する工程と、基板をエッチ
ングしてピット部を形成する工程とを有する。According to the method of manufacturing a thermopile infrared sensor of the present invention, a lower insulating film is formed on the front surface of a substrate, a thin film thermistor material is formed on the lower insulating film, and the thin film thermistor material is formed by photoetching. Forming a thermistor electrode material over the entire surface, patterning the thermistor electrode material by photoetching, forming a thermistor electrode, and forming an upper insulating film on the front surface of the substrate. Forming, forming a through hole in the upper insulating film by photoetching, forming a thermopile lead-out electrode on the front surface of the substrate, forming a thermocouple, and etching the substrate to form a pit portion And
【0009】本発明のサーモパイル型赤外線センサの製
造方法は、基板のおもて面に下サーミスタ電極材料を形
成し、フォトエッチングによりこの下サーミスタ電極材
料をエッチングし、下サーミスタ電極を形成する工程
と、この下サーミスタ電極上に薄膜サーミスタ材料を形
成し、フォトエッチングにより薄膜サーミスタ材料をエ
ッチングし、薄膜サーミスタを形成する工程と、この薄
膜サーミスタ上に上サーミスタ電極材料を形成し、フォ
トエッチングにより上サーミスタ電極材料をエッチング
し、上サーミスタ電極を形成する工程と、基板のおもて
面の全面にダイアフラム用絶縁膜を形成し、フォトエッ
チングによりこのダイアフラム用絶縁膜にスルーホール
を形成する工程と、基板のおもて面にサーモパイル引き
出し電極を形成し、熱電対を形成する工程と、基板をエ
ッチングしてピット部を形成する工程とを有する。A method for manufacturing a thermopile infrared sensor according to the present invention comprises the steps of forming a lower thermistor electrode material on the front surface of a substrate, etching the lower thermistor electrode material by photoetching, and forming a lower thermistor electrode. Forming a thin-film thermistor material on the lower thermistor electrode, etching the thin-film thermistor material by photoetching to form a thin-film thermistor; forming an upper thermistor electrode material on the thin-film thermistor; A step of forming an upper thermistor electrode by etching an electrode material, a step of forming an insulating film for a diaphragm over the entire front surface of the substrate, and a step of forming a through hole in the insulating film for the diaphragm by photoetching; Form a thermopile extraction electrode on the front surface, And a step of forming a thermocouple, and forming the pit portion of the substrate by etching.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明の実施例
を説明する。まず本発明の第1の実施例を、図1、図
2、図3、図4、図5、図6および図7を用いて説明す
る。図1は本発明におけるサーモパイル型赤外線センサ
の構造を示す平面図であり、図2はこの断面を示す断面
図である。さらに、図3、図4、図5、図6、および図
7は、サーモパイル型赤外線センサの製造方法を工程順
に示す断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, 6, and 7. FIG. FIG. 1 is a plan view showing the structure of a thermopile infrared sensor according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing this section. Further, FIGS. 3, 4, 5, 6, and 7 are cross-sectional views showing a method for manufacturing a thermopile infrared sensor in the order of steps.
【0011】本発明によるサーモパイル型赤外線センサ
の構造を、図1および図2を用いて説明する。The structure of a thermopile infrared sensor according to the present invention will be described with reference to FIGS.
【0012】基板1のおもて面に下絶縁膜51を被覆
し、さらにこの下絶縁膜51上の冷接点部71の付近に
薄膜サーミスタ3を設置する。この薄膜サーミスタ3上
に櫛形の形状を持つサーミスタ電極31を設け、これら
薄膜サーミスタ3、サーミスタ電極31、および下絶縁
膜51の上部を上絶縁膜53で被覆する。サーミスタ電
極31のサーミスタ電極引き出し部の上絶縁膜53にス
ルーホール32を形成する。The front surface of the substrate 1 is covered with a lower insulating film 51, and the thin-film thermistor 3 is provided on the lower insulating film 51 near the cold junction 71. A comb-shaped thermistor electrode 31 is provided on the thin film thermistor 3, and the upper portions of the thin film thermistor 3, the thermistor electrode 31 and the lower insulating film 51 are covered with an upper insulating film 53. A through-hole 32 is formed in the insulating film 53 on the thermistor electrode lead-out portion of the thermistor electrode 31.
【0013】したがって薄膜サーミスタ3は、上絶縁膜
53およびサーミスタ電極31により保護されている。
下絶縁膜51および上絶縁膜53は、基板1の裏側から
形成したピット部4の領域ではダイアフラム6を形成し
ている。さらにピット部4を形成していない基板1上で
は、下絶縁膜51と上絶縁膜53とは基板1とともにヒ
ートシンク2を形成している。Therefore, the thin film thermistor 3 is protected by the upper insulating film 53 and the thermistor electrode 31.
The lower insulating film 51 and the upper insulating film 53 form the diaphragm 6 in the region of the pit 4 formed from the back side of the substrate 1. Further, on the substrate 1 where the pit portions 4 are not formed, the lower insulating film 51 and the upper insulating film 53 form the heat sink 2 together with the substrate 1.
【0014】上絶縁膜53の上には、異種金属からなる
熱電対7が複数個直列に接続しサーモパイル70を形成
する。サーモパイル70の冷接点部71をヒートシンク
2上に、温接点部72をダイアフラム6上に配置する。On the upper insulating film 53, a plurality of thermocouples 7 of different metals are connected in series to form a thermopile 70. The cold junction 71 of the thermopile 70 is arranged on the heat sink 2, and the hot junction 72 is arranged on the diaphragm 6.
【0015】さらに、上絶縁膜53上には、サーモパイ
ル70の出力をとるためのサーモパイル引き出し電極7
5を配置する。Further, on the upper insulating film 53, a thermopile extraction electrode 7 for obtaining an output of the thermopile 70 is provided.
5 is arranged.
【0016】また、出力を向上させるために、サーモパ
イル70の上に、黒体用絶縁膜55を被覆し、赤外線吸
収体である黒体9をダイアフラム6と同じ大きさか若干
小さめに設置する。In order to improve the output, a black body insulating film 55 is coated on the thermopile 70, and a black body 9 as an infrared absorber is set to be the same size as the diaphragm 6 or slightly smaller.
【0017】ただし、サーモパイル70の温接点部72
で直接赤外線を吸収できる構造の場合は、黒体9およ
び、黒体用絶縁膜55は不要となる。However, the hot junction portion 72 of the thermopile 70
In the case of a structure that can directly absorb infrared rays, the black body 9 and the insulating film 55 for the black body become unnecessary.
【0018】さらに、黒体9が絶縁性である場合、また
は黒体9がそれぞれの熱電対7の温接点部72のみ配置
され、それぞれの温接点部72どおしが黒体9によって
短絡していない場合には、黒体用絶縁膜55がなくても
良い。Further, when the black body 9 is insulative, or the black body 9 is disposed only at the hot junction 72 of each thermocouple 7, and each hot junction 72 is short-circuited by the black body 9. Otherwise, the black body insulating film 55 may not be provided.
【0019】この図1と図2に示す構造のサーモパイル
型赤外線センサにおいて、測定物から発せられる赤外線
をサーモパイル70の温接点部72、または黒体9が受
光することによりダイアフラム6の温度が上昇し、サー
モパイル70の温接点部72と冷接点部71との間に温
度差が生じる。In the thermopile type infrared sensor having the structure shown in FIGS. 1 and 2, the temperature of the diaphragm 6 rises when the hot junction 72 of the thermopile 70 or the black body 9 receives infrared rays emitted from the object to be measured. A temperature difference occurs between the hot junction 72 and the cold junction 71 of the thermopile 70.
【0020】この温度差によりサーモパイル70に熱起
電力が生じサーモパイル70の出力電圧をサーモパイル
引き出し電極75から取り出し、この時同時に冷接点部
71の温度を薄膜サーミスタ3の抵抗値として測定し
て、入射した赤外線量を正確に測定し、測定物の温度を
正確に測ることができる。Due to this temperature difference, a thermoelectromotive force is generated in the thermopile 70, and the output voltage of the thermopile 70 is taken out from the thermopile lead-out electrode 75. At the same time, the temperature of the cold junction 71 is measured as the resistance value of the thin film thermistor 3, It is possible to accurately measure the amount of infrared rays obtained, and accurately measure the temperature of the measured object.
【0021】つぎに、本発明によるサーモパイル型赤外
線センサの製造方法を図1、図2、図3、図4、図5、
図6、および図7を用いて説明する。図1、および図2
は、完成した状態を示し、図3、図4、図5、図6、図
7は製造する工程の途中段階を順番に示す断面図であ
る。Next, a method for manufacturing a thermopile infrared sensor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, and 6.
This will be described with reference to FIGS. 1 and 2
Shows a completed state, and FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 7 are cross-sectional views sequentially showing intermediate stages of the manufacturing process.
【0022】まず、図3を用いて説明する。基板1とし
ては(100)面配向したシリコンウェハーを用い、こ
の基板1の裏面にはピット部4を形成するためのマスク
用絶縁膜50として、金などの金属、あるいは各種酸化
物、各種窒化物などのアルカリに不溶な膜を厚さ200
nm程度真空蒸着法により形成し、通常のフォトエッチ
ング技術を用いてピット部4の非形成領域にマスク用絶
縁膜50を形成するようにパターニングする。First, a description will be given with reference to FIG. As the substrate 1, a (100) -oriented silicon wafer is used. On the back surface of the substrate 1, a metal such as gold, various oxides, and various nitrides are used as a mask insulating film 50 for forming the pit portions 4. Alkali-insoluble film such as 200
It is formed by a vacuum evaporation method of about nm, and is patterned using a normal photo-etching technique so as to form a mask insulating film 50 in a region where the pit portion 4 is not formed.
【0023】基板1のおもて面側には、下絶縁膜51と
して、プラズマCVD法により形成する窒化シリコン膜
を約1000nmの膜厚で形成し、さらにこの窒化シリ
コン膜上にイオンプレーティング法により酸化シリコン
膜を膜厚2000nm程度形成する。On the front side of the substrate 1, a silicon nitride film formed by a plasma CVD method to a thickness of about 1000 nm is formed as the lower insulating film 51, and an ion plating method is formed on the silicon nitride film. To form a silicon oxide film with a thickness of about 2000 nm.
【0024】この下絶縁膜51は、応力緩和あるいは機
械的強度などを考慮して、多層膜としているが、単層膜
でも構わないし、作成方法、膜厚についても変更は可能
である。Although the lower insulating film 51 is a multilayer film in consideration of stress relaxation or mechanical strength, it may be a single-layer film, and the forming method and the film thickness can be changed.
【0025】なお、下絶縁膜51とマスク用絶縁膜50
とを同一材料で構成して同時に作成する方法としては、
下絶縁膜51となる窒化シリコン膜を基板1のおもて面
と裏面との両面に、プラズマCVD法により同時形成し
て、裏面にも形成する窒化シリコン膜をマスク用絶縁膜
50として用いることも可能となる。The lower insulating film 51 and the mask insulating film 50 are used.
As a method of simultaneously constructing and using the same material,
A silicon nitride film to be the lower insulating film 51 is simultaneously formed on both the front surface and the back surface of the substrate 1 by the plasma CVD method, and the silicon nitride film also formed on the back surface is used as the mask insulating film 50. Is also possible.
【0026】この下絶縁膜51上に、マンガン(Mn)
およびニッケル(Ni)の金属、あるいは酸化物のター
ゲットを用い、薄膜サーミスタ3をスパッタリング法に
よって約500nmの厚さで形成する。On the lower insulating film 51, manganese (Mn)
Using a metal or nickel (Ni) or oxide target, the thin film thermistor 3 is formed to a thickness of about 500 nm by a sputtering method.
【0027】この薄膜サーミスタ3の形成条件として
は、基板温度150℃、ターゲット組成をMn40%,
Ni60%とし、10%の酸素を添加したアルゴンガス
雰囲気で、高周波パワーを約200Wで作成すると、サ
ーミスタの温度−抵抗特性を示すB値が、約3000と
いう値が得られる。The conditions for forming the thin film thermistor 3 are as follows: the substrate temperature is 150 ° C., the target composition is Mn 40%,
When the high frequency power is about 200 W in an argon gas atmosphere containing 10% of oxygen with Ni being 60%, the B value showing the temperature-resistance characteristic of the thermistor is about 3000.
【0028】もちろん、MnとNiの組成や、作成方法
を変えたり、他の物質を使用したりすれば、所望の性
質、すなわち抵抗率とB値を示す薄膜サーミスタ3を得
ることができる。Of course, if the composition of Mn and Ni, the method of preparation, or the use of another substance is used, a thin film thermistor 3 having desired properties, that is, a resistivity and a B value can be obtained.
【0029】その後、この薄膜サーミスタ3上の全面
に、感光性樹脂を形成し、所定のフォトマスクを用いて
露光し、現像処理を行い、感光性樹脂をパターニング
し、その後この感光性樹脂をエッチングのマスクとして
薄膜サーミスタ3をエッチングする、いわゆるフォトエ
ッチング技術により、薄膜サーミスタ3をパターニング
する。Thereafter, a photosensitive resin is formed on the entire surface of the thin-film thermistor 3, exposed using a predetermined photomask, developed, patterned, and then etched. The thin film thermistor 3 is patterned by a so-called photo-etching technique of etching the thin film thermistor 3 as a mask.
【0030】薄膜サーミスタ3のエッチャントとして
は、希塩酸と過酸化水素水との混合溶液を温度50℃程
度に加熱したものを用いる。As the etchant of the thin film thermistor 3, a mixture solution of dilute hydrochloric acid and hydrogen peroxide heated to a temperature of about 50 ° C. is used.
【0031】つぎにサーミスタ電極31として、金(A
u)を厚さ約200nm程度真空蒸着法により形成す
る。このとき、サーミスタ電極31の金と、薄膜サーミ
スタ3との密着性を向上させるための密着層として、ク
ロム(Cr)などを用いると良い。Next, gold (A) was used as the thermistor electrode 31.
u) is formed by a vacuum evaporation method with a thickness of about 200 nm. At this time, chromium (Cr) or the like may be used as an adhesion layer for improving the adhesion between the gold of the thermistor electrode 31 and the thin film thermistor 3.
【0032】その後、金およびクロムをフォトエッチン
グ技術によりサーミスタ電極31として、櫛形にパター
ニングする。このサーミスタ電極31の平面形状は、図
1に示す。それぞれ対向する櫛形のサーミスタ電極31
の反対側は、サーミスタ電極引き出し部となる。Thereafter, gold and chromium are patterned in the form of a comb as the thermistor electrode 31 by a photo-etching technique. The planar shape of the thermistor electrode 31 is shown in FIG. Comb-shaped thermistor electrodes 31 facing each other
The other side is a thermistor electrode lead-out part.
【0033】相対する櫛形の2つのサーミスタ電極31
間の距離は、本実施例では、薄膜サーミスタ3の抵抗値
を約50kΩに設定するため10000nm程度とする
が、得たい抵抗値により、両サーミスタ電極31間の距
離を調整する。Opposite comb-shaped two thermistor electrodes 31
In the present embodiment, the distance between the two thermistor electrodes 31 is adjusted to about 10000 nm in order to set the resistance value of the thin film thermistor 3 to about 50 kΩ.
【0034】つぎに図4を用いて説明する。その後全面
に、上絶縁膜53として窒化シリコン膜を約1000n
mの膜厚で形成する。この上絶縁膜53の形成は、薄膜
サーミスタ3およびサーミスタ電極31の段差部分にも
上絶縁膜53が段差被膜性良く形成できるように、プラ
ズマCVD法などによって作成すると良い。Next, a description will be given with reference to FIG. Thereafter, a silicon nitride film is formed on the entire surface as an upper insulating film 53 by about 1000 n.
m. The upper insulating film 53 is preferably formed by a plasma CVD method or the like so that the upper insulating film 53 can be formed with good step coverage even on the step portions of the thin film thermistor 3 and the thermistor electrode 31.
【0035】その後、フォトエッチング技術により、サ
ーミスタ電極引き出し部の上絶縁膜53に、弗化水素酸
をエッチング液としスルーホール32を設ける。このス
ルーホール32からサーミスタの抵抗を測定する端子を
取り出すようにする。Thereafter, a through hole 32 is formed in the upper insulating film 53 of the thermistor electrode lead-out portion using hydrofluoric acid as an etching solution by a photoetching technique. A terminal for measuring the resistance of the thermistor is taken out from the through hole 32.
【0036】その後、上絶縁膜53の上にサーモパイル
引き出し電極75として、密着層にクロムを用い、金を
厚さ約200nm真空蒸着法により形成し、フォトエッ
チング技術によりパターン化する。このサーモパイル引
き出し電極75の平面形状を図1に示す。Thereafter, as the thermopile lead-out electrode 75 on the upper insulating film 53, chromium is used for the adhesion layer, gold is formed to a thickness of about 200 nm by a vacuum deposition method, and is patterned by a photoetching technique. FIG. 1 shows a planar shape of the thermopile extraction electrode 75.
【0037】ここで、密着層のクロムの膜厚は特に規定
しないが、サーモパイル引き出し電極75のパターニン
グのために金をエッチングする際の、サーミスタ電極3
1をエッチングしないよう、マスクとして可能な程度の
膜厚が良い。Here, the thickness of the chromium of the adhesion layer is not particularly specified, but the thermistor electrode 3 when etching gold for patterning the thermopile extraction electrode 75 is used.
In order not to etch 1, a film thickness as large as a mask is preferable.
【0038】つぎに図5を用いて説明する。その後、感
光性樹脂を全面に形成し、所定のフォトマスクを用いて
露光し、現像処理を行うことによって感光性樹脂を所定
の形状にパターニングし、その後、全面に金属を真空蒸
着法によって形成し、感光性樹脂を取り除くことによっ
て、感光性樹脂の非形成領域に金属をパターニングす
る、いわゆるリフトオフ法によって、ビスマスおよびア
ンチモンをそれぞれパターニングし、サーモパイル70
を形成する。Next, a description will be given with reference to FIG. Thereafter, a photosensitive resin is formed on the entire surface, exposed using a predetermined photomask, and subjected to development processing to pattern the photosensitive resin into a predetermined shape, and thereafter, a metal is formed on the entire surface by a vacuum evaporation method. By removing the photosensitive resin and patterning a metal in a region where the photosensitive resin is not formed, the so-called lift-off method is used to pattern bismuth and antimony, respectively.
To form
【0039】このとき、ビスマスおよびアンチモンの形
成は、どちらを先に形成しても良いが、本実施例では、
アンチモンよりビスマスの方が低融点金属であることを
考慮して、アンチモンを先に形成するものとする。At this time, either of bismuth and antimony may be formed first, but in this embodiment,
Considering that bismuth is a lower melting point metal than antimony, antimony is formed first.
【0040】このサーモパイル70の温接点部72は、
後に形成するダイアフラム6上に配設して、冷接点部7
1はヒートシンク2上に配設する。サーモパイル70の
平面形状は、図1に示す。The hot junction 72 of the thermopile 70
Arranged on a diaphragm 6 to be formed later, the cold junction 7
1 is provided on a heat sink 2. The planar shape of the thermopile 70 is shown in FIG.
【0041】このとき、ビスマスとアンチモンとのそれ
ぞれの接点の密着性を上げるためには、サーモパイル引
き出し電極75作成時に、金をこのビスマスとアンチモ
ンとの接点にパターニングしておいて、この金を介して
ビスマスとアンチモンとを接続しても良い。このような
構造にしてもサーモパイルの出力特性は変わらない。At this time, in order to improve the adhesion of the respective contacts of bismuth and antimony, gold is patterned at the contact between the bismuth and antimony when the thermopile extraction electrode 75 is formed, and the gold is interposed therebetween. Alternatively, bismuth and antimony may be connected. Even with such a structure, the output characteristics of the thermopile do not change.
【0042】つぎに図6を用いて説明する。その後、シ
リコンからなる基板1の裏面を、マスク用絶縁膜50の
パターンに従って、ヒドラジン水溶液を温度約80℃に
加熱したエッチャントを用いた異方性エッチングにより
エッチングし、ピット部4を作成する。Next, a description will be given with reference to FIG. Then, the back surface of the silicon substrate 1 is etched by anisotropic etching using an etchant heated to a temperature of about 80 ° C. with a hydrazine aqueous solution in accordance with the pattern of the mask insulating film 50 to form the pit portions 4.
【0043】この場合、おもて面にある薄膜サーミスタ
3は、上絶縁膜53によって保護されているため変性し
ない。In this case, the thin film thermistor 3 on the front surface is not denatured because it is protected by the upper insulating film 53.
【0044】ピット部4上にある下絶縁膜51、および
上絶縁膜53によりダイアフラム6を形成し、基板1の
ピット部4が形成されていない領域は、下絶縁膜51お
よび上絶縁膜53などとともにヒートシンク2を形成す
る。The diaphragm 6 is formed by the lower insulating film 51 and the upper insulating film 53 on the pit portion 4. The region of the substrate 1 where the pit portion 4 is not formed is the lower insulating film 51 and the upper insulating film 53. At the same time, a heat sink 2 is formed.
【0045】サーモパイル70の温接点部72と冷接点
部71の温度差を大きくし、出力を向上させる方法とし
ては、図7を用いて説明するように、赤外線吸収体とし
ての黒体9を配置すればよい。As a method of increasing the temperature difference between the hot junction portion 72 and the cold junction portion 71 of the thermopile 70 and improving the output, a black body 9 as an infrared absorber is provided as described with reference to FIG. do it.
【0046】すなわち、上記工程の後に、金属薄板に所
定の形状の穴をあけたマスクを用いて、基板1のおもて
面にこのマスクを密着させ、真空蒸着法などにより所望
の物質の薄膜をパターニングする、いわゆるマスク蒸着
法により、酸化シリコン膜などの絶縁膜を、黒体用絶縁
膜55として数100nm程度の膜厚に作成する。That is, after the above-mentioned steps, the mask is made to adhere to the front surface of the substrate 1 using a mask in which holes of a predetermined shape are formed in a thin metal plate. An insulating film such as a silicon oxide film is formed as a black body insulating film 55 to a thickness of about several 100 nm by a so-called mask vapor deposition method.
【0047】黒体用絶縁膜55の膜厚は、絶縁が保たれ
る限りにおいて、なるべく薄くした方が熱容量が小さく
なり有利である。黒体用絶縁膜55の大きさは、後に述
べる黒体9よりも若干大きめであれば良い。It is advantageous to make the thickness of the black-body insulating film 55 as thin as possible as long as the insulation is maintained, since the heat capacity becomes small. The size of the black body insulating film 55 may be slightly larger than the size of the black body 9 described later.
【0048】ただし、黒体9が絶縁性を有する材料であ
る場合、あるいは黒体9がそれぞれの熱電対7の温接点
のみに独立に配設されるようにパターニングする場合に
は、この黒体用絶縁膜55は形成する必要はない。However, when the black body 9 is a material having an insulating property, or when the black body 9 is patterned so as to be independently disposed only at the hot junction of each thermocouple 7, this black body 9 is used. It is not necessary to form the insulating film 55 for use.
【0049】その後、赤外線吸収体である黒体9を、マ
スク蒸着法によって5000nm程度の膜厚で作成す
る。Thereafter, a black body 9 as an infrared absorber is formed to a thickness of about 5000 nm by a mask evaporation method.
【0050】本発明では黒体9として、金の微粒子膜を
用いるが、ビスマス、銀、チタン、銅などの金属の微粒
子膜など、赤外線を吸収しやすいものであれば何でも構
わない。In the present invention, a fine particle film of gold is used as the black body 9, but any film that easily absorbs infrared rays, such as a fine particle film of a metal such as bismuth, silver, titanium, or copper, may be used.
【0051】また、黒体9の膜厚に関しては特に制限は
ないが、黒体9の大きさはサーモパイル70の温接点部
72を覆い、かつダイアフラム6よりも小さいことが望
ましい。黒体9の平面形状は、図1に示す。The thickness of the black body 9 is not particularly limited, but the size of the black body 9 desirably covers the hot junction 72 of the thermopile 70 and is smaller than the diaphragm 6. The plane shape of the black body 9 is shown in FIG.
【0052】以上の製造方法の実施例では黒体9を形成
する例を示したが、以下に記す理由によって、黒体9お
よび黒体用絶縁膜55の形成は不要となる。すなわち、
サーモパイル70の温接点部72は赤外線を直接吸収
し、この熱吸収量は、黒体9から熱伝導で黒体用絶縁膜
55を介して、温接点部72に伝わる量より若干少ない
が、サーモパイル70での出力は使用上問題ない。In the embodiment of the manufacturing method described above, an example in which the black body 9 is formed has been described. However, the formation of the black body 9 and the insulating film 55 for the black body becomes unnecessary for the following reasons. That is,
The hot junction portion 72 of the thermopile 70 directly absorbs infrared rays, and the amount of heat absorption is slightly smaller than the amount transmitted from the black body 9 to the hot junction portion 72 through the black body insulating film 55 by heat conduction. The output at 70 has no problem in use.
【0053】本発明の第2の実施例を図8、図9、図1
0、図11、図12、図13および図14を用いて説明
する。図8は本発明におけるサーモパイル型赤外線セン
サの構造を示す平面図であり、図9はこの断面を示す断
面図である。また、図10、図11、図12、図13、
および図14は、サーモパイル型赤外線センサの製造方
法を工程順に示す断面図である。A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
0, FIG. 11, FIG. 12, FIG. 13 and FIG. FIG. 8 is a plan view showing the structure of the thermopile infrared sensor according to the present invention, and FIG. 9 is a sectional view showing this section. 10, 11, 12, 13,
14 and 14 are sectional views showing a method for manufacturing a thermopile infrared sensor in the order of steps.
【0054】本発明の第2の実施例におけるサーモパイ
ル型赤外線センサの構造を、図8および図9を用いて説
明する。The structure of a thermopile type infrared sensor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0055】図8と図9に示すように、基板1のおもて
面で冷接点部71の付近に薄膜サーミスタ3を設置す
る。この薄膜サーミスタ3は、ちょうど下サーミスタ電
極33および上サーミスタ電極34とによって挟まれた
構造となっている。As shown in FIGS. 8 and 9, the thin-film thermistor 3 is installed near the cold junction 71 on the front surface of the substrate 1. This thin-film thermistor 3 has a structure that is sandwiched between a lower thermistor electrode 33 and an upper thermistor electrode 34.
【0056】薄膜サーミスタ3を形成した領域を含む基
板1の全面には、ダイアフラム用絶縁膜52を設け、上
サーミスタ電極34よりも一回り小さい大きさのスルー
ホール32を形成している。したがって薄膜サーミスタ
3は、ダイアフラム用絶縁膜52および上サーミスタ電
極34により保護されている。A diaphragm insulating film 52 is provided on the entire surface of the substrate 1 including the region where the thin film thermistor 3 is formed, and a through hole 32 having a size slightly smaller than the upper thermistor electrode 34 is formed. Therefore, the thin film thermistor 3 is protected by the diaphragm insulating film 52 and the upper thermistor electrode 34.
【0057】さらにダイアフラム用絶縁膜52は、基板
1の裏側から形成したピット部4の領域では、ダイアフ
ラム6を形成している。Further, the diaphragm insulating film 52 forms the diaphragm 6 in the region of the pit portion 4 formed from the back side of the substrate 1.
【0058】そして、ダイアフラム用絶縁膜52上に
は、上絶縁膜53上に設けるサーモパイル70と、サー
モパイル引き出し電極75と、黒体用絶縁膜55と、黒
体9とが、第1の実施例と同様な形状で配置している。Then, on the insulating film for diaphragm 52, a thermopile 70 provided on the upper insulating film 53, a thermopile lead-out electrode 75, an insulating film 55 for black body, and a black body 9 according to the first embodiment. Are arranged in the same shape as.
【0059】この図8と図9に示す構造のサーモパイル
型赤外線センサにおいても、第1の実施例と同様に薄膜
サーミスタ3が冷接点部71の温度を抵抗値として測定
することで、センサとして測定対象物の赤外線量を正確
に測定することができ、測定物の温度を正確に測ること
ができる。Also in the thermopile type infrared sensor having the structure shown in FIGS. 8 and 9, the thin-film thermistor 3 measures the temperature of the cold junction 71 as a resistance value in the same manner as in the first embodiment, thereby measuring the sensor. The amount of infrared light of the object can be measured accurately, and the temperature of the measured object can be measured accurately.
【0060】つぎに、本発明の第2の実施例におけるサ
ーモパイル型赤外線センサの製造方法を図8、図9、図
10、図11、図12、図13、および図14を用いて
説明する。図8、および図9は、完成した状態を示し、
図10、図11、図12、図13、図14は製造する工
程の途中段階を順番に示す断面図である。Next, a method of manufacturing a thermopile infrared sensor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8, 9, 10, 11, 12, 13, and 14. FIG. 8 and 9 show the completed state,
10, 11, 12, 13, and 14 are cross-sectional views sequentially illustrating intermediate stages of a manufacturing process.
【0061】まず、図10により説明する。基板1とし
ては(100)面配向したシリコンウェハーを用いる。
この基板1の裏面には、ピット部4を形成するためのマ
スク用絶縁膜50として、金などの金属、あるいは各種
酸化物、各種窒化物などのアルカリに不溶な膜を厚さ2
00nm程度真空蒸着法により形成し、通常のフォトエ
ッチング技術を用いてピット部4の非形成領域にマスク
用絶縁膜50を形成するようにパターニングする。First, a description will be given with reference to FIG. As the substrate 1, a (100) -oriented silicon wafer is used.
On the back surface of the substrate 1, a film such as a metal such as gold or an alkali-insoluble film such as various oxides or various nitrides is formed as a mask insulating film 50 for forming the pit portions 4 with a thickness of 2 mm.
It is formed by a vacuum evaporation method of about 00 nm, and is patterned by using a normal photo-etching technique so as to form the mask insulating film 50 in a region where the pit portion 4 is not formed.
【0062】基板1のおもて面には、まず下サーミスタ
電極用材料として金を用い、厚さ約200nm程度真空
蒸着法により形成する。この時密着層としてクロムを用
いるとなお良い。また基板1の表面には熱酸化膜のよう
な絶縁膜が存在していても問題はない。そして金および
クロムをフォトエッチング技術により、下サーミスタ電
極用材料をパターニングして、下サーミスタ電極33を
形成する。この下サーミスタ電極33の平面形状を図8
に示す。First, on the front surface of the substrate 1, gold is used as a material for the lower thermistor electrode, and a thickness of about 200 nm is formed by a vacuum evaporation method. At this time, it is more preferable to use chromium as the adhesion layer. There is no problem even if an insulating film such as a thermal oxide film exists on the surface of the substrate 1. The lower thermistor electrode 33 is formed by patterning the lower thermistor electrode material using gold and chromium by a photoetching technique. The planar shape of the lower thermistor electrode 33 is shown in FIG.
Shown in
【0063】つづいて薄膜サーミスタ3となるMn―N
i酸化物膜をスパッタリング法によって約500nmの
厚さで形成する。材料の組成あるいは作製条件は、第1
の実施例で述べたものと同じである。Subsequently, Mn-N which becomes the thin film thermistor 3
An i-oxide film is formed to a thickness of about 500 nm by a sputtering method. The composition of the material or the manufacturing conditions
This is the same as that described in the embodiment.
【0064】このMn―Ni酸化物膜を、フォトエッチ
ング技術を用いて、図8に示すように、すでに形成した
サーミスタ電極33より一回り小さい大きさにパターニ
ングする。なお薄膜サーミスタ3のエッチングは、希塩
酸と過酸化水素水の混合溶液を、温度50℃程度に加熱
したものを用いて行う。This Mn—Ni oxide film is patterned using a photoetching technique to a size slightly smaller than the thermistor electrode 33 already formed, as shown in FIG. The thin film thermistor 3 is etched by using a mixed solution of dilute hydrochloric acid and hydrogen peroxide heated to a temperature of about 50 ° C.
【0065】さらに薄膜サーミスタ3の上には上サーミ
スタ電極34として、密着層にクロムを用い、金を約2
00nm真空蒸着法により形成し、さらにフォトエッチ
ングによりパターニングすることで形成する。この上サ
ーミスタ電極34の平面形状は、図8に示すように、2
つの長方形からなる電極であり、どちらも薄膜サーミス
タ3の外周よりは内側に位置している。Further, on the thin film thermistor 3, as the upper thermistor electrode 34, chromium is used for the adhesion layer and gold is
It is formed by a vacuum evaporation method of 00 nm and further patterned by photoetching. The planar shape of the upper thermistor electrode 34 is 2 as shown in FIG.
Electrodes formed of two rectangles, both of which are located inside the outer periphery of the thin film thermistor 3.
【0066】この分離した2つの上サーミスタ電極34
間に電流を流すと、電流は薄膜サーミスタ3および下サ
ーミスタ電極33を介して流れる。金の抵抗値は薄膜サ
ーミスタ3に比較して非常に小さいため、つまりは薄膜
サーミスタ3の抵抗が測定することができる。The two separated upper thermistor electrodes 34
When a current flows between the thin film thermistor 3 and the lower thermistor electrode 33, the current flows. Since the resistance value of gold is much smaller than that of the thin film thermistor 3, the resistance of the thin film thermistor 3 can be measured.
【0067】本実施例では、薄膜サーミスタ3の平面形
状を450×1000μmとし、膜厚はすでに述べたよ
うに500nmとし、さらに2つの上サーミスタ電極3
4の平面形状を400×200μm、上サーミスタ電極
34間の間隔を560μmとした。この結果、抵抗値は
約10kΩとなった。In this embodiment, the planar shape of the thin film thermistor 3 is 450 × 1000 μm, the film thickness is 500 nm as described above, and two upper thermistor electrodes 3 are formed.
4 was 400 × 200 μm, and the interval between the upper thermistor electrodes 34 was 560 μm. As a result, the resistance became about 10 kΩ.
【0068】ただし薄膜サーミスタ3の膜厚や平面形
状、あるいは上サーミスタ電極34の大きさや間隔など
を変化させることで、抵抗値は任意に調整することがで
きる。However, the resistance value can be arbitrarily adjusted by changing the thickness and planar shape of the thin film thermistor 3 or the size and interval of the upper thermistor electrode 34.
【0069】つぎに図11を用いて説明する。その後全
面にダイアフラム用絶縁膜52として窒化シリコン膜を
約2μmの膜厚で形成する。窒化シリコン膜の作成は、
プラズマCVD法によって行う。Next, a description will be given with reference to FIG. Thereafter, a silicon nitride film is formed on the entire surface as a diaphragm insulating film 52 to a thickness of about 2 μm. The production of silicon nitride film
This is performed by a plasma CVD method.
【0070】その後、上サーミスタ電極34上のダイア
フラム用絶縁膜52に、フォトエッチング技術により、
スルーホール32を形成する。このスルーホール32
は、薄膜サーミスタ3の抵抗を測定するための端子を取
り出す領域となり、図8に示すように、上サーミスタ電
極34よりも一回り小さくスルーホール32を形成して
いる。Thereafter, the insulating film 52 for the diaphragm on the upper thermistor electrode 34 is formed by photo-etching technology.
A through hole 32 is formed. This through hole 32
Is a region from which a terminal for measuring the resistance of the thin film thermistor 3 is taken out. As shown in FIG. 8, the through hole 32 is formed one size smaller than the upper thermistor electrode 34.
【0071】その後のサーモパイル型赤外線センサの製
造工程、および製造工程中に形成する領域の形状あるい
は配置は、第1の実施例に示したものと同じである。The subsequent manufacturing process of the thermopile type infrared sensor and the shape or arrangement of the region formed during the manufacturing process are the same as those shown in the first embodiment.
【0072】まず密着層にクロムを用いた金によってサ
ーモパイル引き出し電極75を形成する。First, a thermopile lead-out electrode 75 is formed of gold using chromium for the adhesion layer.
【0073】つづいて図12に示すように、ビスマスお
よびアンチモンを真空蒸着法により形成し、さらにフォ
トエッチングによりパターニングし、サーモパイル70
を形成する。Subsequently, as shown in FIG. 12, bismuth and antimony are formed by a vacuum deposition method, and are further patterned by photoetching.
To form
【0074】その後、図13に示すように、基板1の裏
面を、マスク用絶縁膜50のパターンに従って、ヒドラ
ジン溶液中でエッチングし、ピット部4を形成する。こ
のときダイアフラム6を形成するのは、ダイアフラム用
絶縁膜52である。Thereafter, as shown in FIG. 13, the back surface of the substrate 1 is etched in a hydrazine solution according to the pattern of the mask insulating film 50 to form the pits 4. At this time, the diaphragm 6 is formed by the diaphragm insulating film 52.
【0075】そして最後に、酸化シリコンなどの絶縁膜
をマスク蒸着法により形成し、黒体用絶縁膜55を形成
した後、やはりマスク蒸着法によって金の微粒子膜を用
いた黒体9を形成する。Finally, an insulating film such as silicon oxide is formed by a mask vapor deposition method, and a black body insulating film 55 is formed. Then, a black body 9 using a gold fine particle film is also formed by the mask vapor deposition method. .
【0076】またさらに、黒体用絶縁膜55および黒体
9は、これらも第1の実施例と同様に形成しない場合も
ある。Further, the black body insulating film 55 and the black body 9 may not be formed similarly to the first embodiment.
【0077】以上説明した第1の実施例および第2の実
施例においては、基板、絶縁層、薄膜サーミスタ、熱電
対、電極、黒体、エッチャントなどに具体的な物質名を
例として挙げたが、それぞれの目的に合えば、他の物質
を用いても良いことは明らかである。In the first and second embodiments described above, specific material names are given as examples of the substrate, the insulating layer, the thin film thermistor, the thermocouple, the electrode, the black body, the etchant, and the like. Obviously, other substances may be used for each purpose.
【0078】たとえば、基板1には、シリコンの他に、
ガラス、マイカ、セラミックスなどが適用できる。For example, in addition to silicon, the substrate 1
Glass, mica, ceramics, etc. can be applied.
【0079】また、下絶縁膜51、上絶縁膜53、ダイ
アフラム用絶縁膜52などの絶縁膜には、窒化シリコ
ン、酸化シリコン、アルミナ、酸化タンタル、弗化カル
シウムなどの、各種金属の窒化物、酸化物、弗化物など
や、有機膜など絶縁性を示すものであれば何でも構わな
い。The insulating films such as the lower insulating film 51, the upper insulating film 53, and the insulating film 52 for the diaphragm include nitrides of various metals such as silicon nitride, silicon oxide, alumina, tantalum oxide, and calcium fluoride. Any material having an insulating property such as an oxide, a fluoride, or an organic film may be used.
【0080】薄膜サーミスタ3は、マンガンとニッケル
の複合酸化物を例として挙げたが、他に鉄、コバルト、
クロムなどを含む2元、3元、4元などの複合酸化物の
一般的なサーミスタ材料ならば、何でも構わない。また
さらに、炭化珪素などでも薄膜サーミスタ3として使用
できる。The thin-film thermistor 3 is exemplified by a composite oxide of manganese and nickel.
Any general thermistor material such as binary, ternary or quaternary oxide containing chromium or the like may be used. Further, silicon carbide or the like can be used as the thin film thermistor 3.
【0081】さらに、熱電対7の材料には、ビスマスと
アンチモンを例に挙げたが、それぞれにテルルなどを合
金化させた材料でも代用できる。Further, the material of the thermocouple 7 is exemplified by bismuth and antimony, but a material in which tellurium or the like is alloyed with each may be used.
【0082】またさらに、サーミスタ電極31や、上サ
ーミスタ電極34や、下サーミスタ電極33や、サーモ
パイル引きだし電極75などの電極材料には、金のほか
に、銀、銅、アルミニウムなどの金属やその合金、IT
O(酸化インジウムスズ)など、何でも構わない。Further, the electrode materials such as the thermistor electrode 31, the upper thermistor electrode 34, the lower thermistor electrode 33, and the thermopile lead-out electrode 75 include metals such as silver, copper, aluminum and alloys thereof in addition to gold. , IT
Anything such as O (indium tin oxide) may be used.
【0083】また、黒体9は金の他に、銀、銅、ビスマ
ス、アルミニウムなどの金属やその酸化物などの微粒子
で、赤外線を吸収するものであれば何でも構わない。The black body 9 is not limited to gold, and may be any metal such as silver, copper, bismuth, and aluminum, or fine particles of an oxide thereof, as long as it absorbs infrared rays.
【0084】[0084]
【発明の効果】上記のように本発明によれば、サーモパ
イル型赤外線センサに、冷接点温度を測定するための薄
膜サーミスタを搭載することができ、高抵抗でかつ不安
定な薄膜サーミスタを用いても、高感度なサーモパイル
型赤外線センサを得ることができる。As described above, according to the present invention, a thin-film thermistor for measuring a cold junction temperature can be mounted on a thermopile type infrared sensor, and a high-resistance and unstable thin-film thermistor is used. Also, a highly sensitive thermopile infrared sensor can be obtained.
【0085】さらに、冷接点温度がいかに変わろうと、
常に正確な冷接点温度を測定できるために、赤外線量測
定時に冷接点の温度を変動させないように熱容量を大き
くするなどの工夫する必要がなくなり、小型化が可能と
なる効果も有する。Further, no matter how the cold junction temperature changes,
Since the cold junction temperature can always be accurately measured, it is not necessary to take measures such as increasing the heat capacity so that the temperature of the cold junction does not fluctuate when measuring the amount of infrared rays.
【図1】本発明における第1の実施例のサーモパイル型
赤外線センサの構造を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing the structure of a thermopile infrared sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明における第1の実施例のサーモパイル型
赤外線センサの構造を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a structure of a thermopile infrared sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図3】本発明における第1の実施例のサーモパイル型
赤外線センサの製造方法を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the thermopile infrared sensor according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明における第1の実施例のサーモパイル型
赤外線センサの製造方法を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the thermopile infrared sensor according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明における第1の実施例のサーモパイル型
赤外線センサの製造方法を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the thermopile infrared sensor according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明における第1の実施例のサーモパイル型
赤外線センサの製造方法を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the thermopile infrared sensor according to the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明における第1の実施例のサーモパイル型
赤外線センサの製造方法を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the thermopile infrared sensor according to the first embodiment of the present invention.
【図8】本発明における第2の実施例のサーモパイル型
赤外線センサの構造を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing the structure of a thermopile infrared sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図9】本発明における第2の実施例のサーモパイル型
赤外線センサの構造を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing the structure of a thermopile infrared sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図10】本発明における第2の実施例のサーモパイル
型赤外線センサの製造方法を示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a method for manufacturing a thermopile infrared sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図11】本発明における第2の実施例のサーモパイル
型赤外線センサの製造方法を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a thermopile infrared sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図12】本発明における第2の実施例のサーモパイル
型赤外線センサの製造方法を示す断面図である。FIG. 12 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a thermopile infrared sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図13】本発明における第2の実施例のサーモパイル
型赤外線センサの製造方法を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a thermopile infrared sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図14】本発明における第2の実施例のサーモパイル
型赤外線センサの製造方法を示す断面図である。FIG. 14 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a thermopile infrared sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図15】従来のサーモパイル型赤外線センサの構造を
示す平面図である。FIG. 15 is a plan view showing the structure of a conventional thermopile infrared sensor.
【図16】従来のサーモパイル型赤外線センサの構造を
示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional thermopile infrared sensor.
1 基板 3 薄膜サーミスタ 6 ダイアフラム 7 熱電対 31 サーミスタ電極 32 スルーホール 33 下サーミスタ電極 34 上サーミスタ電極 51 下絶縁膜 52 ダイアフラム用絶縁膜 53 上絶縁膜 70 サーモパイル 71 冷接点部 72 温接点部 Reference Signs List 1 substrate 3 thin film thermistor 6 diaphragm 7 thermocouple 31 thermistor electrode 32 through hole 33 lower thermistor electrode 34 upper thermistor electrode 51 lower insulating film 52 insulating film for diaphragm 53 upper insulating film 70 thermopile 71 cold junction part 72 hot junction part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 35/00 G01J 1/02 G01J 5/02 G01K 7/02 H01L 35/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 35/00 G01J 1/02 G01J 5/02 G01K 7/02 H01L 35/34
Claims (2)
らに該下絶縁膜上に薄膜サーミスタ材料を形成し、フォ
トエッチングにより該薄膜サーミスタ材料をパターニン
グして薄膜サーミスタを形成し、さらに該薄膜サーミス
タ上にサーミスタ電極材料を形成し、フォトエッチング
により該サーミスタ電極材料をパターニングし、サーミ
スタ電極を形成する工程と、 該基板のおもて面に上絶縁膜を形成し、フォトエッチン
グにより該上絶縁膜にスルーホールを形成する工程と、 前記基板のおもて面にサーモパイル引き出し電極を形成
し、熱電対を形成する工程と、 前記基板をエッチングしてピット部を形成する工程とを
有することを特徴とするサーモパイル型赤外線センサの
製造方法。A lower insulating film is formed on the front surface of the substrate, a thin film thermistor material is formed on the lower insulating film, and the thin film thermistor material is patterned by photoetching to form a thin film thermistor; Further forming a thermistor electrode material on the thin film thermistor, patterning the thermistor electrode material by photoetching, forming a thermistor electrode; forming an upper insulating film on the front surface of the substrate; Forming a through hole in the upper insulating film, forming a thermopile lead-out electrode on the front surface of the substrate, forming a thermocouple, and forming a pit portion by etching the substrate. A method for producing a thermopile infrared sensor.
を形成し、フォトエッチングにより該下サーミスタ電極
材料をエッチングし、下サーミスタ電極を形成する工程
と、 該下サーミスタ電極上に薄膜サーミスタ材料を形成し、
フォトエッチングにより該薄膜サーミスタ材料をエッチ
ングし、薄膜サーミスタを形成する工程と、 該薄膜サーミスタ上に上サーミスタ電極材料を形成し、
フォトエッチングにより該上サーミスタ電極材料をエッ
チングし、上サーミスタ電極を形成する工程と、 前記基板のおもて面の全面にダイアフラム用絶縁膜を形
成し、フォトエッチングにより該ダイアフラム用絶縁膜
にスルーホールを形成する工程と、 前記基板のおもて面にサーモパイル引き出し電極を形成
し、熱電対を形成する工程と、 前記基板をエッチングしてピット部を形成する工程とを
有することを特徴とするサーモパイル型赤外線センサの
製造方法。2. A step of forming a lower thermistor electrode material on a front surface of a substrate, etching the lower thermistor electrode material by photoetching to form a lower thermistor electrode, and forming a thin film thermistor material on the lower thermistor electrode. To form
Etching the thin film thermistor material by photoetching to form a thin film thermistor; forming an upper thermistor electrode material on the thin film thermistor;
Etching the upper thermistor electrode material by photoetching to form an upper thermistor electrode; forming an insulating film for the diaphragm over the entire front surface of the substrate; and performing a through hole in the insulating film for the diaphragm by photoetching. Forming a thermopile lead-out electrode on the front surface of the substrate to form a thermocouple; and forming a pit portion by etching the substrate. Manufacturing method of a type infrared sensor.
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