JP3269200B2 - 焦電型赤外線検出素子及びその製造方法 - Google Patents
焦電型赤外線検出素子及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、焦電体を用いて赤外線
を検出する焦電型赤外線検出素子及びその製造方法に関
するものである。
を検出する焦電型赤外線検出素子及びその製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、焦電型赤外線検出素子は、非接触
で物体の検知や温度検出ができる点を生かして、電子レ
ンジの調理物の温度測定、エアコンの室内温度制御、或
いは自動ドア、警報装置での人体検知等に利用されてお
り、今後その利用範囲は拡大していくと見られる。
で物体の検知や温度検出ができる点を生かして、電子レ
ンジの調理物の温度測定、エアコンの室内温度制御、或
いは自動ドア、警報装置での人体検知等に利用されてお
り、今後その利用範囲は拡大していくと見られる。
【０００３】焦電型赤外線検出素子は、強誘電体の焦電
効果を利用したセンサーである。強誘電体は内部に一定
方向の自発分極を有しており、その表面に正及び負電荷
を発生させる。大気中における定常状態では、大気中の
分子が持つ電荷と結合して中性状態になっている。すべ
ての物体は、温度に応じた赤外線を放出しており、赤外
線検出部に入射した赤外線量に応じた温度変化を強誘電
体に生じさせる。そのため、赤外線検出部の熱応答性を
良好にする必要があり、その部分での熱容量は焦電薄膜
のみが望ましいと考えられる。
効果を利用したセンサーである。強誘電体は内部に一定
方向の自発分極を有しており、その表面に正及び負電荷
を発生させる。大気中における定常状態では、大気中の
分子が持つ電荷と結合して中性状態になっている。すべ
ての物体は、温度に応じた赤外線を放出しており、赤外
線検出部に入射した赤外線量に応じた温度変化を強誘電
体に生じさせる。そのため、赤外線検出部の熱応答性を
良好にする必要があり、その部分での熱容量は焦電薄膜
のみが望ましいと考えられる。
【０００４】以下に、従来の焦電型赤外線検出素子につ
いて説明する。図２（ａ），（ｂ）は従来の焦電型赤外
線検出素子及びその製造方法を示すものである。図２
（ａ），（ｂ）に示すように、焦電型赤外線検出素子は
赤外線検出部と、開口部２５を有した酸化マグネシウム
単結晶基板（以下、（１００）ＭｇＯ単結晶基板と略
す）２１とからなり、赤外線検出部は、（１００）Ｍｇ
Ｏ単結晶基板２１の底面から開口部２５の表面まで開口
部２５の内面に沿って電極２２ａを有し、電極２２ａの
上層に焦電薄膜２３を、焦電薄膜２３の上層に赤外線の
吸収膜としての機能を備えた電極２２ｂを、電極２２ｂ
の上層にポリイミド系樹脂の有機膜２４を有した構成で
ある。
いて説明する。図２（ａ），（ｂ）は従来の焦電型赤外
線検出素子及びその製造方法を示すものである。図２
（ａ），（ｂ）に示すように、焦電型赤外線検出素子は
赤外線検出部と、開口部２５を有した酸化マグネシウム
単結晶基板（以下、（１００）ＭｇＯ単結晶基板と略
す）２１とからなり、赤外線検出部は、（１００）Ｍｇ
Ｏ単結晶基板２１の底面から開口部２５の表面まで開口
部２５の内面に沿って電極２２ａを有し、電極２２ａの
上層に焦電薄膜２３を、焦電薄膜２３の上層に赤外線の
吸収膜としての機能を備えた電極２２ｂを、電極２２ｂ
の上層にポリイミド系樹脂の有機膜２４を有した構成で
ある。
【０００５】以上のように構成された焦電型赤外線検出
素子について、図２（ｂ）を用いて以下にその製造方法
について説明する。まず、（１００）ＭｇＯ単結晶基板
２１上に、焦電薄膜２３としてランタンを含有したチタ
ン酸鉛（以下、ＰＬＴと略す）をメタルマスクを用いて
所定の形状に高周波マグネトロンスパッタ法でエピタキ
シャル成長させる。次に、それらの上層に電極２２ｂと
して２２ｎｍ程度の膜厚を有するニクロム（以下、Ｎｉ
Ｃｒと略す）薄膜をスパッタ法で形成し、フォトリソグ
ラフィで所定の形状にパターニングする。さらに、それ
ら上層に膜厚３μｍ程度のポリイミド系樹脂２４を形成
する。その後、焦電薄膜２３の下面の（１００）ＭｇＯ
単結晶基板２１をレジストでマスクした後、下面より燐
酸でエッチングし開口部２５を形成する。次に、（１０
０）ＭｇＯ単結晶基板２１を取り除いた側に電極２２ａ
として２００ｎｍ程度の膜厚を有するＮｉＣｒ薄膜をス
パッタ法で形成し、フォトリソグラフィで所定の形状に
パターニングする。
素子について、図２（ｂ）を用いて以下にその製造方法
について説明する。まず、（１００）ＭｇＯ単結晶基板
２１上に、焦電薄膜２３としてランタンを含有したチタ
ン酸鉛（以下、ＰＬＴと略す）をメタルマスクを用いて
所定の形状に高周波マグネトロンスパッタ法でエピタキ
シャル成長させる。次に、それらの上層に電極２２ｂと
して２２ｎｍ程度の膜厚を有するニクロム（以下、Ｎｉ
Ｃｒと略す）薄膜をスパッタ法で形成し、フォトリソグ
ラフィで所定の形状にパターニングする。さらに、それ
ら上層に膜厚３μｍ程度のポリイミド系樹脂２４を形成
する。その後、焦電薄膜２３の下面の（１００）ＭｇＯ
単結晶基板２１をレジストでマスクした後、下面より燐
酸でエッチングし開口部２５を形成する。次に、（１０
０）ＭｇＯ単結晶基板２１を取り除いた側に電極２２ａ
として２００ｎｍ程度の膜厚を有するＮｉＣｒ薄膜をス
パッタ法で形成し、フォトリソグラフィで所定の形状に
パターニングする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、赤外線検出部における熱応答性を向上させ
て赤外線検出素子の感度を良好にしようとした場合、赤
外線検出部の下層部分に相当する基板と赤外線検出部と
の接触部分を縮小させて、赤外線検出部における熱容量
を減少させる必要があり、この際、赤外線検出部と接触
する基板の一部に開口部を設けて赤外線検出部における
熱容量を減少させるが、開口部をより大きくして熱容量
を一層減少させようとすれば、赤外線検出部を構成する
焦電薄膜やポリイミド系樹脂の内部応力により、焦電薄
膜に歪、断線、破壊が生じるとともに、焦電薄膜を開口
部上で保持することが困難になるという問題点を有して
いた。
の構成では、赤外線検出部における熱応答性を向上させ
て赤外線検出素子の感度を良好にしようとした場合、赤
外線検出部の下層部分に相当する基板と赤外線検出部と
の接触部分を縮小させて、赤外線検出部における熱容量
を減少させる必要があり、この際、赤外線検出部と接触
する基板の一部に開口部を設けて赤外線検出部における
熱容量を減少させるが、開口部をより大きくして熱容量
を一層減少させようとすれば、赤外線検出部を構成する
焦電薄膜やポリイミド系樹脂の内部応力により、焦電薄
膜に歪、断線、破壊が生じるとともに、焦電薄膜を開口
部上で保持することが困難になるという問題点を有して
いた。
【０００７】また、赤外線検出素子がライン化、二次元
化する場合、ポリイミド系樹脂を介して熱的なクロスト
ークが起こり、熱応答性を低下させるという問題点をも
有していた。
化する場合、ポリイミド系樹脂を介して熱的なクロスト
ークが起こり、熱応答性を低下させるという問題点をも
有していた。
【０００８】本発明はこのような上記問題点を解決する
ものであり、赤外線検出部における熱応答性を向上させ
るために、赤外線検出部と基板との接触面積を縮小させ
て熱容量を減少させても、赤外線検出部を構成する焦電
薄膜やポリイミド系樹脂の内部応力によって、焦電薄膜
に歪、断線、破壊を生じさせず、かつ基板開口部上での
焦電薄膜の保持を容易にし、焦電薄膜の信頼性を向上さ
せるとともに、赤外線検出素子のライン化、二次元化を
図っても、ポリイミド系樹脂を介して熱的なクロストー
クを起こさず、焦電薄膜の熱応答性を向上させ、しかも
赤外線検出部の小型・薄型化、工程の簡素化を図った焦
電型赤外線検出素子およびその製造方法を提供すること
を目的とするものである。
ものであり、赤外線検出部における熱応答性を向上させ
るために、赤外線検出部と基板との接触面積を縮小させ
て熱容量を減少させても、赤外線検出部を構成する焦電
薄膜やポリイミド系樹脂の内部応力によって、焦電薄膜
に歪、断線、破壊を生じさせず、かつ基板開口部上での
焦電薄膜の保持を容易にし、焦電薄膜の信頼性を向上さ
せるとともに、赤外線検出素子のライン化、二次元化を
図っても、ポリイミド系樹脂を介して熱的なクロストー
クを起こさず、焦電薄膜の熱応答性を向上させ、しかも
赤外線検出部の小型・薄型化、工程の簡素化を図った焦
電型赤外線検出素子およびその製造方法を提供すること
を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の焦電型赤外線検出素子は、少なくとも単結晶
からなる基板と、前記基板上に第１の電極を有し、前記
第１の電極上に焦電薄膜を有し、前記焦電薄膜上に赤外
線吸収効果を有する第２の電極を有した赤外線検出部と
からなり、前記基板は前記赤外線検出部が接する前記基
板表層部に空洞を有しており、前記空洞はその内部に前
記基板上に形成する第１の電極及び第２の電極及び焦電
薄膜を保持する保持部を有し、前記保持部は前記基板の
一部とした構成である。
に本発明の焦電型赤外線検出素子は、少なくとも単結晶
からなる基板と、前記基板上に第１の電極を有し、前記
第１の電極上に焦電薄膜を有し、前記焦電薄膜上に赤外
線吸収効果を有する第２の電極を有した赤外線検出部と
からなり、前記基板は前記赤外線検出部が接する前記基
板表層部に空洞を有しており、前記空洞はその内部に前
記基板上に形成する第１の電極及び第２の電極及び焦電
薄膜を保持する保持部を有し、前記保持部は前記基板の
一部とした構成である。
【００１０】また、本発明の焦電型赤外線検出素子の製
造方法では、少なくとも単結晶からなる基板の片面上に
第１の電極を形成する第１の工程と、前記第１の電極上
に配向性焦電薄膜を形成する第２の工程と、前記配向性
焦電薄膜上に赤外線吸収効果を有する第２の電極を形成
する第３の工程と、前記第１の電極と前記焦電薄膜と前
記第２の電極とで形成される赤外線検出部の外側より、
前記基板に前記第１の電極を形成した側から少なくとも
２個以上のエッチング穴を設ける第４の工程と、前記エ
ッチング穴よりエッチング液を注入して、前記基板に前
記第１の電極と接する側よりエッチング穴の数に相当す
る数だけ空洞を形成する第５の工程とを有した構成であ
る。
造方法では、少なくとも単結晶からなる基板の片面上に
第１の電極を形成する第１の工程と、前記第１の電極上
に配向性焦電薄膜を形成する第２の工程と、前記配向性
焦電薄膜上に赤外線吸収効果を有する第２の電極を形成
する第３の工程と、前記第１の電極と前記焦電薄膜と前
記第２の電極とで形成される赤外線検出部の外側より、
前記基板に前記第１の電極を形成した側から少なくとも
２個以上のエッチング穴を設ける第４の工程と、前記エ
ッチング穴よりエッチング液を注入して、前記基板に前
記第１の電極と接する側よりエッチング穴の数に相当す
る数だけ空洞を形成する第５の工程とを有した構成であ
る。
【００１１】
【作用】本発明は上記構成により、少なくとも２個以上
のエッチング穴よりエッチング穴の数だけ基板に空洞を
設けるので、第１の電極と第２の電極と焦電薄膜とから
構成される赤外線検出部の少なくとも一部を隣接する空
洞間に残存する基板で保持させることになり、赤外線検
出部を構造的に強固にして基板開口部上での赤外線検出
部の保持を容易にすることができるとともに、焦電薄膜
の下層部分に相当する基板の表層部に空洞を設けるの
で、赤外線検出部における熱容量を焦電薄膜と第１の電
極と第２の電極とだけの熱容量の合成容量とすることが
でき、従来のように赤外線検出部での開口部を大きくし
て熱容量を減少させなくても、赤外線検出部における熱
容量を十分に減少させるので、開口部の拡大にともなう
焦電薄膜の歪、断線、破壊を防止しつつ、赤外線検出部
の熱応答性を優れたものにすることができる。
のエッチング穴よりエッチング穴の数だけ基板に空洞を
設けるので、第１の電極と第２の電極と焦電薄膜とから
構成される赤外線検出部の少なくとも一部を隣接する空
洞間に残存する基板で保持させることになり、赤外線検
出部を構造的に強固にして基板開口部上での赤外線検出
部の保持を容易にすることができるとともに、焦電薄膜
の下層部分に相当する基板の表層部に空洞を設けるの
で、赤外線検出部における熱容量を焦電薄膜と第１の電
極と第２の電極とだけの熱容量の合成容量とすることが
でき、従来のように赤外線検出部での開口部を大きくし
て熱容量を減少させなくても、赤外線検出部における熱
容量を十分に減少させるので、開口部の拡大にともなう
焦電薄膜の歪、断線、破壊を防止しつつ、赤外線検出部
の熱応答性を優れたものにすることができる。
【００１２】また、回路部と電極との接続の際、基板上
に形成した赤外線検出部の電極を回路部との接続電極と
して用いることができるので、赤外線検出素子と回路部
との接続が同一基板面上で可能となり、赤外線検出素子
の実装を容易にすることができるとともに、基板の上面
より時間を制御してエッチングを行うために、赤外線検
出部を支持する基板及び空洞の大きさも制御され、エッ
チング工程を簡素化することができる。
に形成した赤外線検出部の電極を回路部との接続電極と
して用いることができるので、赤外線検出素子と回路部
との接続が同一基板面上で可能となり、赤外線検出素子
の実装を容易にすることができるとともに、基板の上面
より時間を制御してエッチングを行うために、赤外線検
出部を支持する基板及び空洞の大きさも制御され、エッ
チング工程を簡素化することができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発
明の第一の実施例における焦電型赤外線検出素子の平面
図、断面図及び製造プロセス図を示すものである。図１
（ａ），（ｂ）に示すように、焦電型赤外線検出素子
は、（１００）ＭｇＯ単結晶基板１１と、前記（１０
０）ＭｇＯ単結晶基板１１上に第１の電極１２ａを有
し、前記第１の電極１２ａ上に焦電薄膜１３を有し、前
記焦電薄膜１３上に赤外線吸収効果を有する第２の電極
１２ｂを有した赤外線検出部とからなり、前記（１０
０）ＭｇＯ単結晶基板１１は前記赤外線検出部が接する
前記（１００）ＭｇＯ単結晶基板１１の表層部に２個の
微小空洞１５を有しており、前記微小空洞１５間には前
記（１００）ＭｇＯ単結晶基板１１上に形成する第１の
電極１２ａ及び第２の電極１２ｂ及び焦電薄膜１３を保
持する保持部１６が形成され、前記保持部１６は前記
（１００）ＭｇＯ単結晶基板１１の一部とした構成であ
る。
しながら説明する。図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発
明の第一の実施例における焦電型赤外線検出素子の平面
図、断面図及び製造プロセス図を示すものである。図１
（ａ），（ｂ）に示すように、焦電型赤外線検出素子
は、（１００）ＭｇＯ単結晶基板１１と、前記（１０
０）ＭｇＯ単結晶基板１１上に第１の電極１２ａを有
し、前記第１の電極１２ａ上に焦電薄膜１３を有し、前
記焦電薄膜１３上に赤外線吸収効果を有する第２の電極
１２ｂを有した赤外線検出部とからなり、前記（１０
０）ＭｇＯ単結晶基板１１は前記赤外線検出部が接する
前記（１００）ＭｇＯ単結晶基板１１の表層部に２個の
微小空洞１５を有しており、前記微小空洞１５間には前
記（１００）ＭｇＯ単結晶基板１１上に形成する第１の
電極１２ａ及び第２の電極１２ｂ及び焦電薄膜１３を保
持する保持部１６が形成され、前記保持部１６は前記
（１００）ＭｇＯ単結晶基板１１の一部とした構成であ
る。
【００１４】以上のように構成された焦電型赤外線検出
素子について、図１（ｃ）を用いてその製造方法を以下
に説明する。まず、基板１１として（１００）ＭｇＯ単
結晶基板を用い、前記（１００）ＭｇＯ単結晶基板１１
上に電極１２ａとして２００ｎｍ程度の膜厚を有する白
金（以下、Ｐｔと略す）薄膜をマグネトロンスパッタ法
により、エピタキシャル成長させる。その上層に、焦電
薄膜１３としてＰＬＴ等の焦電材料からなる薄膜を高周
波マグネトロンスパッタ法により、エピタキシャル成長
させる。このとき（１００）ＭｇＯ単結晶基板１１と焦
電薄膜１３の熱膨張係数の差により、焦電薄膜１３の格
子が歪、基板面に対して垂直方向に、ｃ軸が伸びること
により、一定方向の自発分極が現れる。
素子について、図１（ｃ）を用いてその製造方法を以下
に説明する。まず、基板１１として（１００）ＭｇＯ単
結晶基板を用い、前記（１００）ＭｇＯ単結晶基板１１
上に電極１２ａとして２００ｎｍ程度の膜厚を有する白
金（以下、Ｐｔと略す）薄膜をマグネトロンスパッタ法
により、エピタキシャル成長させる。その上層に、焦電
薄膜１３としてＰＬＴ等の焦電材料からなる薄膜を高周
波マグネトロンスパッタ法により、エピタキシャル成長
させる。このとき（１００）ＭｇＯ単結晶基板１１と焦
電薄膜１３の熱膨張係数の差により、焦電薄膜１３の格
子が歪、基板面に対して垂直方向に、ｃ軸が伸びること
により、一定方向の自発分極が現れる。
【００１５】次に、焦電薄膜１３をフォトリソグラフィ
により所定の形状にパターニングし、その後、電極１２
ａをフォトリソグラフィにより所定の形状にパターニン
グする。次に、焦電薄膜１３の上層の少なくとも一部
に、電極１２ｂとして２０ｎｍ程度の膜厚を有する赤外
光の反射率の少ないＮｉＣｒ薄膜をスパッタ法により形
成し、フォトリソグラフィにより所定の形状にパターニ
ングする。その後、焦電薄膜１３と同一表面上からフォ
トリソグラフィにより赤外線検出部の周辺に設けたエッ
チング穴１４を介して微小空洞１５を２個作製する。こ
のとき、隣接する微小空洞１５間には（１００）ＭｇＯ
単結晶基板１１が残存して、保持部１６となる。また、
このときのエッチング液として、濃度が１０ｖｏｌ％、
液温が８０℃の燐酸を用いる。その結果、各微小空洞１
５の大きさは、エッチング時間が２０分のとき水平方
向：３００μｍ、垂直方向：８０μｍであることを確認
している。
により所定の形状にパターニングし、その後、電極１２
ａをフォトリソグラフィにより所定の形状にパターニン
グする。次に、焦電薄膜１３の上層の少なくとも一部
に、電極１２ｂとして２０ｎｍ程度の膜厚を有する赤外
光の反射率の少ないＮｉＣｒ薄膜をスパッタ法により形
成し、フォトリソグラフィにより所定の形状にパターニ
ングする。その後、焦電薄膜１３と同一表面上からフォ
トリソグラフィにより赤外線検出部の周辺に設けたエッ
チング穴１４を介して微小空洞１５を２個作製する。こ
のとき、隣接する微小空洞１５間には（１００）ＭｇＯ
単結晶基板１１が残存して、保持部１６となる。また、
このときのエッチング液として、濃度が１０ｖｏｌ％、
液温が８０℃の燐酸を用いる。その結果、各微小空洞１
５の大きさは、エッチング時間が２０分のとき水平方
向：３００μｍ、垂直方向：８０μｍであることを確認
している。
【００１６】以上のように本実施例によれば、赤外線検
出部の周辺に配列した少なくとも２個以上のエッチング
穴１４を介して２個の微小空洞１５を形成することによ
り隣接する微小空洞１５間に（１００）ＭｇＯ単結晶基
板１１の残存した保持部１６ができるので、赤外線検出
部の少なくとも一部が保持部１６で保持されることによ
り、ポリイミド系樹脂を用いることなく赤外線検出部を
保持することができる。これにより、ＮｉＣｒ薄膜から
なる電極１２ｂが受けた赤外線エネルギーを熱に変換
し、焦電薄膜１３が熱エネルギーを効率よく吸収するこ
とが可能となり、応答速度が速く、高感度の赤外線検出
素子が形成される。また、エッチング穴１４で微小空洞
１５が開口されているため熱が微小空洞１５に畜熱され
ず熱応答性に優れ、更に、基板１１の一部領域に微小空
洞１５が小面積で設けられた構造であるため、残りの
（１００）ＭｇＯ単結晶基板１１もセンサー部の支持基
板としてそのまま使用でき、素子の小型化が可能とな
る。また、製造方法も（１００）ＭｇＯ単結晶基板１１
の上面より時間を制御してエッチングを行うため、赤外
線検出部を支持する基板及び空洞の大きさも制御され強
固でかつ素子面積も最適化されるとともにエッチング工
程が著しく短縮され、工程数を大幅に削減することがで
きる。
出部の周辺に配列した少なくとも２個以上のエッチング
穴１４を介して２個の微小空洞１５を形成することによ
り隣接する微小空洞１５間に（１００）ＭｇＯ単結晶基
板１１の残存した保持部１６ができるので、赤外線検出
部の少なくとも一部が保持部１６で保持されることによ
り、ポリイミド系樹脂を用いることなく赤外線検出部を
保持することができる。これにより、ＮｉＣｒ薄膜から
なる電極１２ｂが受けた赤外線エネルギーを熱に変換
し、焦電薄膜１３が熱エネルギーを効率よく吸収するこ
とが可能となり、応答速度が速く、高感度の赤外線検出
素子が形成される。また、エッチング穴１４で微小空洞
１５が開口されているため熱が微小空洞１５に畜熱され
ず熱応答性に優れ、更に、基板１１の一部領域に微小空
洞１５が小面積で設けられた構造であるため、残りの
（１００）ＭｇＯ単結晶基板１１もセンサー部の支持基
板としてそのまま使用でき、素子の小型化が可能とな
る。また、製造方法も（１００）ＭｇＯ単結晶基板１１
の上面より時間を制御してエッチングを行うため、赤外
線検出部を支持する基板及び空洞の大きさも制御され強
固でかつ素子面積も最適化されるとともにエッチング工
程が著しく短縮され、工程数を大幅に削減することがで
きる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、赤外線検
出部における熱応答性を向上させるために、赤外線検出
部と基板との接触面積を縮小させて熱容量を減少させて
も、赤外線検出部を構成する焦電薄膜やポリイミド系樹
脂の内部応力によって、焦電薄膜に歪、断線、破壊を生
じさせず、かつ基板の微小空洞は複数設けられるので隣
接する微小空洞間には基板が残存しており、この残存し
た基板の一部が基板開口部上での焦電薄膜の保持を容易
にし、焦電薄膜の信頼性を向上させるとともに、赤外線
検出素子のライン化、二次元化を図っても、ポリイミド
系樹脂を介して熱的なクロストークを起こすことのない
焦電薄膜の熱応答性を向上させるとともに、赤外線検出
部の小型・薄型化、工程の簡素化を図った赤外線検出部
における熱応答性を向上させるために、赤外線検出部と
セラミックス基板との接触面積を縮小させて熱容量を減
少させても、赤外線検出部を構成する焦電薄膜やポリイ
ミド系樹脂の内部応力によって、焦電薄膜に歪、断線、
破壊を生じさせず焦電薄膜の信頼性を向上し、かつ赤外
線検出素子のライン化、二次元化を図っても、ポリイミ
ド系樹脂を介して熱的なクロストークを起こすことのな
い焦電薄膜の熱応答性を向上させるとともに、赤外線検
出部の小型・薄型化、工程の簡素化を図ることができる
ものである。
出部における熱応答性を向上させるために、赤外線検出
部と基板との接触面積を縮小させて熱容量を減少させて
も、赤外線検出部を構成する焦電薄膜やポリイミド系樹
脂の内部応力によって、焦電薄膜に歪、断線、破壊を生
じさせず、かつ基板の微小空洞は複数設けられるので隣
接する微小空洞間には基板が残存しており、この残存し
た基板の一部が基板開口部上での焦電薄膜の保持を容易
にし、焦電薄膜の信頼性を向上させるとともに、赤外線
検出素子のライン化、二次元化を図っても、ポリイミド
系樹脂を介して熱的なクロストークを起こすことのない
焦電薄膜の熱応答性を向上させるとともに、赤外線検出
部の小型・薄型化、工程の簡素化を図った赤外線検出部
における熱応答性を向上させるために、赤外線検出部と
セラミックス基板との接触面積を縮小させて熱容量を減
少させても、赤外線検出部を構成する焦電薄膜やポリイ
ミド系樹脂の内部応力によって、焦電薄膜に歪、断線、
破壊を生じさせず焦電薄膜の信頼性を向上し、かつ赤外
線検出素子のライン化、二次元化を図っても、ポリイミ
ド系樹脂を介して熱的なクロストークを起こすことのな
い焦電薄膜の熱応答性を向上させるとともに、赤外線検
出部の小型・薄型化、工程の簡素化を図ることができる
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の一実施例における焦電型赤外線
検出素子の平面図 （ｂ）本発明の一実施例における焦電型赤外線検出素子
の断面図 （ｃ）本発明の一実施例における焦電型赤外線検出素子
の製造プロセス図
検出素子の平面図 （ｂ）本発明の一実施例における焦電型赤外線検出素子
の断面図 （ｃ）本発明の一実施例における焦電型赤外線検出素子
の製造プロセス図
【図２】（ａ）従来の焦電型赤外線検出素子の構成図 （ｂ）従来の焦電型赤外線検出素子の製造プロセス図
１１ 基板 １２ａ，１２ｂ 電極 １３ 焦電薄膜 １４ エッチング穴 １５ 微小空洞 ２１ 基板 ２２ａ，２２ｂ 電極 ２３ 焦電薄膜 ２４ 有機膜 ２５ 開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−331452（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−255063（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01J 1/00 - 1/60 G01J 5/00 - 5/62 H01L 37/02
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも単結晶からなる基板と、前記
基板上に第１の電極を有し、前記第１の電極上に焦電薄
膜を有し、前記焦電薄膜上に赤外線吸収効果を有する第
２の電極を有した赤外線検出部とからなり、前記基板は
前記赤外線検出部が接する前記基板の表層部に空洞を有
しており、前記空洞はその内部に前記基板上に形成する
第１の電極及び第２の電極及び焦電薄膜を保持する保持
部を有し、前記保持部は前記基板の一部とした焦電型赤
外線検出素子。 - 【請求項２】 少なくとも単結晶からなる基板の片面上
に第１の電極を形成する第１の工程と、前記第１の電極
上に焦電薄膜を形成する第２の工程と、前記焦電薄膜上
に赤外線吸収効果を有する第２の電極を形成する第３の
工程と、前記第１の電極と前記焦電薄膜と前記第２の電
極とで形成される赤外線検出部の外側より前記基板に前
記第１の電極を形成した側から少なくとも２個以上のエ
ッチング穴を設ける第４の工程と、前記エッチング穴よ
りエッチング液を注入して、前記基板に前記第１の電極
と接する側よりエッチング穴の数に相当する数だけ空洞
を形成する第５の工程とを有した焦電型赤外線検出素子
の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20766293A JP3269200B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 焦電型赤外線検出素子及びその製造方法 |
| US08/220,450 US5471060A (en) | 1993-08-23 | 1994-03-30 | Pyroelectric infrared radiation detector and method of producing the same |
| DE69421024T DE69421024T2 (de) | 1993-08-23 | 1994-03-31 | Pyroelektrischer Infrarotstrahlungsdetektor und Verfahren zu seiner Herstellung |
| EP94105097A EP0640815B1 (en) | 1993-08-23 | 1994-03-31 | Pyroelectric infrared radiation detector and method of producing the same |
| US08/501,932 US5662818A (en) | 1993-08-23 | 1995-07-31 | Method of producing a pyroelectric infrared radiation detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20766293A JP3269200B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 焦電型赤外線検出素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0755576A JPH0755576A (ja) | 1995-03-03 |
| JP3269200B2 true JP3269200B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=16543485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20766293A Expired - Fee Related JP3269200B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 焦電型赤外線検出素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3269200B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2854277B1 (fr) * | 2003-04-24 | 2005-08-05 | Commissariat Energie Atomique | Detecteur thermique de rayonnement electromagnetique a structure alveolee |
| JP2010032410A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Toshiba Corp | イメージセンサおよびその製造方法 |
-
1993
- 1993-08-23 JP JP20766293A patent/JP3269200B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0755576A (ja) | 1995-03-03 |
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