JP4015859B2 - 電子デバイス,およびシステム - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサやトランジスタなどを減圧雰囲気内に封入して構成される電子デバイス,システムおよび真空度の判定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、赤外線センサや真空トランジスタなど、真空雰囲気(又は減圧雰囲気)中で高い性能を発揮する電子デバイスは、一般的に、金属容器やセラミック容器などに封入されて用いられてきた。このような真空パッケージされた電子デバイスには、単独のセンサが配置されたいわゆるディスクリート型デバイスと、多数のセンサやトランジスタがアレイ状に配置された集積型デバイスとがある。
【0003】
一方、センサや放出素子などをアレイ状に配置したものを、セラミック等の特別の容器を利用するのではなく、半導体デバイスの製造プロセスを利用した実装方法により真空雰囲気中に封入して、小型化,高集積化された電子デバイスを得るための提案もなされている。例えば、国際公開WO95/17014号公報には、第1のウェハに赤外線等の検出器又は放射素子のセルアレイを形成した後、第1のウェハ上に第2のウェハを所定の間隔で配置して、両ウェハ間を真空状態に保持しつつ、セルアレイの周囲をはんだを用いた熱圧着や超音波接合によって接合することにより、セルアレイが配置されている領域を真空雰囲気中に封入する方法が開示されている。
【0004】
しかしながら、上記公報の技術においては、以下のような不具合があった。
【0005】
第1に、アレイ化された赤外線検出器群の外周部において接合を行なう場合、接合部全体を完全に平坦にすることが困難なため、おのずと熱圧着に要する押圧力が過大になり、接合中のウェハの破損や残留応力による真空状態の悪化,デバイス動作の不良などを引き起こすおそれがある。
【0006】
第2に、多数の赤外線検出器などの素子を真空状態に保持するための接合部の一部に接合不良が生じた場合でも、セルアレイ全体の真空状態が破壊されるので、デバイス全体が不良になり、不良率が高くなる。
【0007】
このような不具合を解決するために、赤外線等の検出器や電子放出素子が配置されたセル単位で減圧雰囲気中に封入する方法が考えられる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、赤外線等の検出器や電子放出素子を、それらが配置されたセル単位で減圧雰囲気中に封入する場合には、以下のような不具合が生じてしまう。
【0009】
まず、素子単位で減圧雰囲気中に封入されることから、各素子によって、減圧雰囲気中に封入する時点における真空度が異なるおそれが生じる。
【0010】
さらに、封入時点からの経年変化に伴って真空度の劣化の度合いが素子によって異なるため、赤外線等の検出感度にばらつきが生じてしまい、正常な画像を得ることができなくなるおそれが生じる。
【0011】
本発明の目的は、素子単位で減圧雰囲気中に封入した場合に、減圧雰囲気中に封入された領域の温度変化を測定する機能を備える電子デバイス,システム,および真空度の判定方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子デバイスは、複数の素子が配置された基板と、上記基板の上に載置された複数のキャップ体と、上記素子が配置された部位に設けられ、上記基板と上記キャップ体とにより減圧雰囲気に保持された空洞部とを備える電子デバイスであって、上記空洞部または上記空洞部内の素子が加熱または冷却される熱処理を行い、上記熱処理を停止した後、上記素子が放散または吸収した熱量の変化を信号として出力する出力手段を備えることを特徴とする。
【0013】
これにより、高い真空度に保たれている空洞部ほど保温状態が良いため、それぞれの素子から放散または吸収された熱量に違いが生じ、この熱量の違いに基づいた信号が出力されるため、素子の配置される空洞部の真空度の判定を行うことが可能となる。
【0014】
上記電子デバイスは、ペルチェ素子をさらに備えており、上記熱処理のうちの少なくとも一部は、上記ペルチェ素子を加熱または冷却することにより行われてもよい。
【0015】
本発明のシステムは、複数の素子が配置された基板と、上記基板の上に載置された複数のキャップ体と、上記素子が配置された部位に設けられ、上記基板と上記キャップ体とにより減圧雰囲気に保持された空洞部と、上記空洞部または上記空洞部内の素子が加熱または冷却される熱処理を行い、上記熱処理を停止した後、上記素子が放散または吸収した熱量の変化を信号として出力する出力手段とを備え、上記出力手段の上記信号を受けて、上記素子の配置される上記空洞部のそれぞれの真空度の判定を行なう手段とを備えることを特徴とする。
【0016】
これにより、高い真空度に保たれている空洞部においては保温状態がよく、真空度が劣化している空洞部ほど保温状態が悪いことに起因して、それぞれの素子から放散または吸収された熱量の違いに基づいた信号が出力され、この信号の値をもととして、素子の配置される空洞部の真空度の判定を行うことが可能となる。
【0017】
上記熱処理のうちの少なくとも一部は、上記素子を自己発熱させることにより行なわれてもよい。
【0018】
上記システムは、ペルチェ素子をさらに備えており、上記熱処理のうちの少なくとも一部は、上記ペルチェ素子を加熱または冷却することにより行われてもよい。
【0019】
上記キャップ体のうちの少なくとも1つは、実質的に赤外線を透過しない材料によって覆われていることにより、遮光時の信号値であるオフセット値(暗時出力)を得ることができる。
【0020】
上記キャップ体のうちの少なくとも1つには、開口部が形成されているため、真空度の検査を行なう際には、真空度の最も劣化した状態である大気圧下における赤外線センサ素子の保温状態を知ることができる。この保温状態を、開口部が設けられていない赤外線センサの熱の保温状態と比較することにより、セルアレイ全体として、どの程度劣化が進行しているのかを判断することができる。
【0021】
上記設定温度を、上記判定時において、複数の上記素子における上記温度変化の値の平均値をとり、その平均値を基準として算出する機能をさらに備えることにより、その時点における真空度の劣化の状況を知ることができる。
【0022】
上記判定は、上記熱処理を停止した後、上記素子の温度が一定温度に達するまでの時間を測定し、上記時間を設定時間と比較することにより行なうことにより、時間と設定時間の大小から、素子の配置される領域の真空度の良不良判定をすることが可能となる。
【0023】
【発明の実施の形態】
(赤外線エリアセンサを用いたカメラの構造)
まず、本実施形態の赤外線エリアセンサを用いたカメラの構造について、図1を参照しながら説明する。図1は、実施形態における赤外線エリアセンサの構成を概略的に示す図である。なお、図1に示すカメラは、特願2001−176184の赤外線エリアセンサを搭載している。
【0024】
図1に示すように、本実施形態の赤外線エリアセンサを用いたカメラは、被写体から発せられる赤外線を赤外線センサ素子に導入するための光学系10(図1には反射光学系を用いた例を示すが、屈折系でも良い)と、少なくとも1つ以上の素子ごとにキャップ体などによって封入されている複数の赤外線センサ素子20を有する基板30と、基板30のうち、赤外線センサ素子が形成されている面の裏面上に形成されたペルチェ素子50と、赤外線センサ素子の出力信号を処理するための信号処理回路60と、赤外線センサ素子をパルス駆動するための素子駆動回路70と、基板30の表面温度を検出し,ペルチェ素子50を駆動させることにより基板温度を制御する温度検出&ペルチェ素子駆動回路80と、温度測定時に光学系へ入射する赤外線を遮光するための検査用遮光板90とから構成されている。
【0025】
(赤外線エリアセンサの構造)
本実施形態の赤外線センサを備える基板においては、個々にキャップ体に封止された複数の赤外線センサ素子が形成されており、その基板の構成を、図2を用いて説明する。図2は、図1における赤外線センサ素子を備える基板30と、その周囲の外部回路とを示す等価回路図である。
【0026】
本実施形態の赤外線センサ基板上には、抵抗体(ボロメータ)201とスイッチングトランジスタ202とを有する多数のセルA1〜E5が行列状に配置されたセルアレイが設けられている。1つのセルの大きさは、例えば40μm〜50μm程度であるが、検知する赤外線のほぼ波長の2倍に当たる20μm以上であればよい。各セルのスイッチングトランジスタ202のゲート電極は、縦方向走査回路209(V−SCAN)から延びる選択線SEL-1〜SEL-5に接続されている。各セルの抵抗体201の一端は電源供給ライン205に接続され、スイッチングトランジスタ202のソースは、その一端から接地された基準抵抗Rを介して延びるデータライン204a〜204eに接続されている。また、データライン204a〜204eは、それぞれスイッチングトランジスタSWa〜SWeを経て出力アンプ206に接続されている。各スイッチングトランジスタSWa〜SWeのゲート電極には、横方向走査回路208(H−SCAN)から延びる信号線207a〜207eが接続されている。
【0027】
赤外線センサ基板の裏には、図2には図示されていないが、ペルチェ素子50が備えられている。また、赤外線センサ基板には、温度検出&ペルチェ素子駆動回路80が接続され、基板の温度が制御される。そして、外部縦方向走査回路209(V−SCAN)と横方向走査回路208(H−SCAN)とが、外部の素子駆動回路70に接続されていることにより、赤外線センサ素子が駆動される。赤外線センサ素子からの信号は、出力アンプ206を介して、信号処理回路60に出力される。
【0028】
(赤外線センサ素子の構造および製造方法)
次に、個々にキャップ体により封止された赤外線センサ素子の構造について、図3を参照しながら説明する。図3は、本実施形態の赤外線センサ素子の構造を示す断面図である。なお、図3は、図1および図2における赤外線センサ素子の単位セルの構造を示す断面図である。
【0029】
図3に示すように、本実施形態の赤外線センサ素子は、厚みが約300μmのSi基板30と、Si基板30の上に設けられた抵抗体(ボロメータ)201と、Si基板30の上に形成され、抵抗素子120への電流をオン・オフするためのスイッチングトランジスタ202と、抵抗素子120が搭載されている領域を減圧雰囲気に保持するためのキャップ体140とを備えている。Si基板30の上には、つづら折り状にパターニングされた抵抗体201と、抵抗体201を支持するシリコン窒化膜112及びシリコン酸化膜113と、抵抗体201の上を覆うBPSG膜116及びパッシベーション膜(シリコン窒化膜)117とが設けられている。シリコン酸化膜113,BPSG膜116及びシリコン窒化膜112は、抵抗体201と共につづら折り状にパターニングされており、かつ、Si基板30の上まで延びている。つづら折り状の抵抗体201,シリコン酸化膜113,BPSG膜116及びパッシベーション膜117の下方及び上方には、それぞれ真空に保持された空洞部119,143が設けられ、空洞部119,143は、シリコン酸化膜113,BPSG膜116及びシリコン窒化膜112の一体化された部分の間隙及び側方を通じて互いにつながっている。そして、空洞部119の上に、抵抗体201,シリコン酸化膜113,BPSG膜116,パッシベーション膜117及びシリコン窒化膜112の全体がつづら折り状で架設された状態となっている。
【0030】
抵抗体201の材質は、Ti,TiO,ポリシリコンなどがあり、いずれを用いても構わない。
【0031】
また、パッシベーション膜117のうちキャップ体140の筒部142の下方に位置する部分には軟質金属材料(アルミニウムなど)からなる環状膜118が設けられ、筒部142の先端にも軟質金属材料(アルミニウムなど)からなる環状膜144が設けられていて、環状膜118,144同士の間に形成された環状接合部15により、キャップ体140とSi基板30との間に存在する空洞部119,143が減圧雰囲気(真空状態)に保持されている。すなわち、空洞部119,143が存在することにより、抵抗体201がSi基板30と熱絶縁され、赤外線から熱への変換効率を高く維持するように構成されている。
【0032】
また、キャップ体140の基板部141は、厚み約300μmのシリコン基板上に、厚み約3μmのGe層と、表面にフレネルレンズが形成された厚み約1μmのSi層とをエピタキシャル成長させた構造となっている。キャップ体140の筒部142によって深さ数μm以上の空洞部が形成される。なお、窓部145となる部分をエッチングなどにより薄くしてもよい。
【0033】
また、スイッチングトランジスタ202は、ソース領域131,ドレイン領域132及びゲート電極133を備えている。そして、ソース領域131がキャップ体140の筒部142の下方に形成されており、ソース領域131が真空状態に封止された抵抗体201と外部の部材との間の信号をつなぐ配線として機能するように構成されている。
【0034】
なお、図3には図示されていないが、Si基板30の下面には、ペルチェ素子が取り付けられている。このペルチェ素子は、ショットキー接触部を通過するキャリアの移動に伴う熱の吸収作用を利用した素子であり、本実施形態においては、周知の構造を有する各種ペルチェ素子を用いることができる。
【0035】
次に、本実施形態における赤外線センサ素子の製造工程について、図4(a)〜(f)を参照しながら説明する。図4(a)〜(f)は、図3に示す赤外線センサ素子の製造工程を示す断面図である。
【0036】
まず、図4(a)に示す工程で、Si基板30上に、多数の孔112xを有する平板状のシリコン窒化膜112を形成する。次に、このシリコン窒化膜112をマスクとして、Si基板30のドライエッチングを行なって、孔112xの直下方に底付き孔を形成した後、ウエットエッチングにより孔を横方向及び縦方向に拡大して、深さ約1μmの空洞部119xを形成する。このとき、図4(a)では小さな空洞部119x同士の間に必ず壁部30xが存在しているように描かれているが、接近した孔112x同士の下方においては、壁部30xがエッチオフされることにより空洞部119xが互いに結合して、比較的大きな空洞部となっていてもよい。そして、シリコン窒化膜112の上に、ポリシリコン膜113を形成する。
【0037】
次に、図4(b)に示す工程で、ポリシリコン膜113を熱酸化するとシリコン酸化膜113aが形成され、このシリコン酸化膜113aによって、孔113xがふさがれる。さらに、シリコン酸化膜113aの上に、Ti等の導体からなる抵抗体膜を堆積した後、これをパターニングして、つづら折り状のパターンを有する抵抗体201を形成する。
【0038】
その後、基板上にポリシリコン膜を堆積した後、ポリシリコン膜をパターニングしてゲート電極133を形成する。そして、Si基板30のうちゲート電極133をセルフアラインマスクとして不純物(例えば砒素,リンなどのn型不純物)を注入して、ソース領域131及びドレイン領域132を形成する。
【0039】
次に、図4(c)に示す工程で、基板上に、ゲート電極133及び抵抗体201を含む基板の上面全体を覆うBPSG膜116を堆積する。このBPSG膜16は、図4(c)〜(f)においては比較的厚みが薄く描かれているが、リフローにより平坦化された層間絶縁膜として厚く設けられていることが好ましい。
【0040】
次に、図4(d)に示す工程で、BPSG膜116のうち抵抗体201の間隙部に位置する部分を除去する。このとき、BPSG膜116の一部は残存していて、抵抗体201を覆っている。その後、基板上に、窒化シリコンからなるパッシベーション膜117を堆積する。このパッシベーション膜117は、抵抗体201やスイッチングトランジスタ202に水分,湿気などが侵入するのを防止するためのものである。その後、パッシベーション膜117,シリコン酸化膜113及びシリコン窒化膜112のうち,抵抗体201の間隙部に位置する部分を除去する。これにより、抵抗素子(ボロメータ)120の形成が終了する。このとき、空洞部119x同士の間に存在する壁部30xも除去され、広い空洞部119が形成される。また、抵抗体201は、シリコン酸化膜113,BPSG膜116及びパッシベーション膜117によって包まれた状態となる。
【0041】
次に、図4(e)に示す工程で、パッシベーション膜117のうち抵抗体201の周囲の領域上に、抵抗体201及びスイッチングトランジスタ202を環状に囲む厚み約600nmの金属(アルミニウム(Al))からなる環状膜118を形成する。このとき、環状膜118の一部はスイッチングトランジスタ202のソース領域131の上方に位置している。
【0042】
次に、図4(f)に示す工程で、シリコン基板の上に、1.4μm以上の波長領域の赤外線を通過させる窓となる基板部141と、凹部を囲む筒部142と、筒部142の先端上に設けられたAlからなる環状膜144とを有するキャップ体140を準備する。そして、真空(減圧)雰囲気中にて、キャップ体140上の環状膜144と、Si基板30上の環状膜118とを位置合わせして、両者を互いに結合させて環状接合部15を形成する。
【0043】
ここで、各環状膜118,144は、Alのスパッタリングにより形成されたAl膜をパターニングすることにより形成される。そして、減圧(真空)雰囲気中で、環状膜118,144にFAB(First Atom Beam )処理,つまりAr原子を照射する処理を施して、Alの表面に洗浄面を露出させてから、両者を圧着により接合する。
【0044】
(赤外線センサ素子のキャップ体内の真空度)
ところで、各赤外線センサ素子が精度よく駆動するためには、その赤外線センサ素子の封入されている領域の真空度が重要であり、それについて、図5を参照しながら説明する。図5は、赤外線センサ素子の感度と雰囲気の真空度との関係を示したグラフ図である。
【0045】
図5に示すように、真空度1.0×10−2Torr(1.3Pa)程度よりさらに減圧された真空度を有する雰囲気中の赤外線センサ素子の感度は、大気圧中の赤外線センサの感度と比較して10倍程度向上している。つまり、赤外線センサの形成される領域の雰囲気を10−2Torr(1.3Pa)程度より減圧する場合には、大気圧中において駆動する赤外線センサの感度よりも10倍高い感度を有する赤外線センサを実現できるのである。このことから、赤外線センサ素子を、真空度10−2Torr(1.3Pa)より高い真空度で封止して、封止後もこの真空度を維持することが可能な場合には、高感度なデバイスの実現が可能となる。
【0046】
(真空度判定の方法)
上述のように、赤外線センサには一定以上の真空度が必要であるが、個々に減圧雰囲気中に封入されている赤外線センサ素子を用いたカメラにおいては、各キャップ体ごとに真空度の維持状態が異なるため、キャップ体ごとに真空度を判定することが好ましい。以下に、各赤外線センサ素子におけるボロメータを自己発熱させて一定時間放置した後に、各素子の熱保持状態を測定することによって、キャップ体ごとに真空度を判定する方法について述べる。なお、本明細書中においては、「測定」と「判定」とを区別している。キャップ体内の素子の温度に相当する出力電圧を「測定」して、その出力電圧の変化値を用いて真空度を「判定」しているのである。
【0047】
図6は、赤外線センサ素子を封入するキャップ体の熱保持状態を説明するための模式図である。図6に示すようなキャップ体の熱の状態は、下式(1)
Cd(ΔT)/dt+(G(ΔT)+G(ΔT))=Pexp(jωt)
・・・式(1)
(C:キャップ体内の熱容量、ΔT:温度変化、G:支持柱の熱コンダクタンス、P:入射熱量、G:周囲空間の熱コンダクタンス、ω:周波数)
によって表される。
【0048】
式(1)を、温度変化ΔTについてまとめると、下式(2)
ΔT=Pexp(jωt)/((G+G)+jωC) ・・・式(2)
のようになる。
【0049】
ここで、支持柱をできるだけ少なくして、支持柱の熱コンダクタンスGを小さく抑制することにより、キャップ体内から外部への熱伝導は充分抑制された状態となっている。
【0050】
このような状態下では、式(2)から、各キャップ体内におけるボロメータを自己発熱させると、発生した熱量Pに比例して赤外線センサ素子の温度は上昇し、赤外線センサ素子の抵抗値Rは、Tに応じて変化する。
【0051】
図7は、キャップ体内に封入された各赤外線センサ素子内のボロメータを自己発熱させ、一定期間放置した後のキャップ体の温度変化を示すグラフ図である。
なお、図7における赤外線センサ素子1,赤外線センサ素子2,赤外線センサ素子3は、例えば、図2における赤外線センサA1,赤外線センサB1,赤外線センサC1である。
【0052】
図7において、加熱期間(II)後、保温期間(III) において一定期間放置すると、赤外線センサ素子3(C1)の温度変化を示すPro3では、しきい値(設定温度)より高い温度を示しており、赤外線センサ素子2(B1)の温度変化を示すPro2では、後述する方法により設定されたしきい値より低い温度を示しており、赤外線センサ素子1(A1)の温度変化を示すPro1では、Pro2よりさらに低い温度を示している。
【0053】
ここで、図7に示すような各赤外線センサ素子の保温状態の良不良を判断する際に用いるしきい値は、様々な方法で定めることができる。
【0054】
その方法の1つであるメディアンフィルター法とは、各赤外線センサ素子における、加熱期間前の測定温度と加熱期間後に一定期間放置した時の測定温度との差の値(以下では、変化温度と記す。)のうちから、最大値と最小値を除いた値の平均をとり、その平均値をしきい値(設定温度)として用いる方法である。
【0055】
この方法によると、経年に伴って全体的な真空度の劣化が進行している赤外線センサ素子を搭載するデバイスにおいて、個々の赤外線センサ素子の真空度の劣化を検査する場合に、その時点における赤外線センサ素子の平均値を基準にすることができるという利点がある。
【0056】
上述の方法の他にも、あらかじめ、赤外線センサ素子の特性の劣化が生じる真空度の値に対応する温度をしきい値(設定温度)として定めておいてもよい。
【0057】
赤外線センサ素子が自己発熱することにより生じた熱量は、加熱期間後に一定期間放置すると、真空度が高い状態にある赤外線センサ素子3(C1)では、キャップ体内に保持されやすいのに対し、真空度が低い状態にある赤外線センサ素子2(B1)および赤外線センサ素子1(A1)では、外部に放出されやすい。逆に言うと、赤外線センサ素子1(A1),赤外線センサ素子2(B1)の温度が、赤外線センサ素子3(C1)の温度よりも低下していることから、赤外線センサ素子1(A1),赤外線センサ素子2(B1)の真空度は、赤外線センサ素子3(C1)よりも低下していることがわかる。
【0058】
さらに、素子の劣化を伴うおそれが生じ始める真空度(例えば、10−2Torr(1.3Pa))に対応させた温度をしきい値(設定温度)として設定し、しきい値(設定温度)と各赤外線センサ素子の温度とを比較することにより、真空度の劣化に起因して不具合の生じるおそれのある赤外線センサ素子を判定することができる。
【0059】
以下に、具体的に赤外線センサ素子の温度を測定する方法について、図8および図2を参照しながら説明する。図8は、本実施形態の赤外線センサ素子における温度変化の測定方法を示すタイミングチャート図である。図8において、横軸は時間を示し、縦軸は駆動電圧を示している。なお、図8は、図2に示すような等価回路を用いて真空状態を判定する方法を示しており、以下の説明は、図2に対応させて行なう。以下の説明では、図7に示す素子1,素子2,素子3は、図2における赤外線センサ素子A1,B1,C1であるとする。なお、水平期間とは、図8におけるHDのクロック間の期間であり、フレームとは、VDのクロック間の期間をいう。
【0060】
図8に示す判定方法を行うときには、図1に示すように、検査用遮光板90を用いて光学系10のうち赤外線が入射する部分を覆う方法などによって、赤外線センサ素子への赤外線入射を遮断した状態にしておく。そして、図8に示す定温状態(I)の前には、数フレームから数十フレームの間、ライン選択を行わない状態を維持して、各赤外線センサ素子A1,B1・・を一定の温度で安定化させる。
【0061】
そして、定温期間(I)において、図1に示すペルチェ素子50を用いて、各赤外線センサ素子の温度を定常状態に保ちつつ、Vddに5Vの電圧を印加した状態で縦方向走査回路209(V−SCAN)を駆動する。すると、SEL_1,SEL_2・・の順に電圧が印加され、SEL_1に電圧が印加された時には、各赤外線センサ素子A1,B1,C1・・の出力信号Sco(第1の信号出力)が順次読み出されていく。そして、出力信号Scoの値を、横方向走査回路208(H−SCAN)によって選択された順に、信号処理回路60内の前フレームメモリに書き込んでいく。
【0062】
続いて、加熱期間(II)において、Vddに25Vの電圧を印加した状態で縦方向走査回路209(V−SCAN)を駆動する。このとき、Vddに印加する電圧の値は、定常状態(I)において印加した電圧の値よりも20V以上大きな値であることが好ましい。縦方向走査回路209(V−SCAN)を駆動すると、SEL_1,SEL_2・・の順に選択されて、SEL_1 が選択された時には、各赤外線センサ素子A1,B1,C1・・に電圧が印加される。このとき、赤外線センサ素子A1,B1,C1・・の抵抗値はほぼ同じであることから、各赤外線センサ素子A1,B1,C1・・内のボロメータは、自己発熱してほぼ同じ温度に達する。なお、図8では、加熱期間は3水平期間を示しているが、さらに加熱を数十フレーム延長してもよい。
【0063】
加熱期間(II)の後に、一定期間放置してから、保温期間(III)において、Vddに再び5Vの電圧を印加した状態で、縦方向走査回路209(V−SCAN)を駆動する。すると、SEL_1,SEL_2・・の順に電圧が印加され、SEL_1 が選択された時には、各赤外線センサ素子A1,B1,C1・・の出力信号Sreが順次読み出されていく。そして、出力信号Sre(第2の信号出力)の値を、横方向走査回路208(H−SCAN)によって選択された順に読み出していく。そして、信号処理回路60において、加熱期間後の出力信号Sreの値を、前フレームメモリに保存されている加熱期間前の出力信号Scoの値と比較することにより、各赤外線センサ素子の温度変化の様子を測定する。
【0064】
このように、加熱して一定時間放置した後に出力信号を読み出していくと、上述したように、真空度の劣化している赤外線センサ素子の温度は、真空度の良い赤外線センサ素子の温度より低くなる。このことから、加熱前後の温度変化値を測定することにより、各赤外線センサ素子の封入されたキャップ体の真空度の劣化の度合いを知ることができる。
【0065】
以下に、加熱前後の温度変化値と、実際に出力される電圧信号である出力信号との関係を、赤外線センサ素子A1を例にして述べる。
【0066】
赤外線センサ素子A1の出力電圧V(A1)は、図2からわかるように、赤外線センサ素子A1の抵抗値R(A1)と、図2に示す基準抵抗Rの抵抗値R(ref) との分割抵抗値と、電源供給ライン205に印加される電圧Vddとの積であるため、下式
V(A1)={R(ref)/(R(A1)+R(ref))}・Vdd
によって表される。
【0067】
一方、赤外線センサ素子A1の温度T(t)は、下式
T(t)∝{R(A1)/(R(A1)+R(ref))}・Vdd ∝ Vdd−V(A1)
によって表される。
【0068】
このとき、赤外線センサ素子A1において、定温期間(I)における温度T(t0)と、保温時間(III)における温度T(t1)との温度変化値ΔTは、下式
ΔT=T(t1)−T(t0)
によって表される。
【0069】
出力電圧V(A1)がわかれば、抵抗値R(A1)、印加電圧Vddの値は既知なので、温度変化値ΔTは、赤外線センサ素子A1の出力電圧V(A1)に依存して一意的に決定される。
【0070】
なお、ペルチェ素子50の温度を、温度検出&ペルチェ素子駆動回路80を用いて、常温より低く(例えば10度以下)設定すると、キャップ体であるキャップ体の管壁からボロメータへの放射熱が低減するので、ボロメータは冷却されることとなる。
【0071】
また、図8において、加熱期間(II)では、各ラインごとにそれぞれのスタートから読み出しまでのタイミングを合わせるために、SEL_1,SEL_2およびSEL_3 ごとにスタートのタイミングをずらしているが、同時にスタートしてもよい。
【0072】
また、図8に示す加熱期間(II)においては、ボロメータを自己発熱させる方法として、ボロメータに電圧を印加したが、他の方法として、加熱期間(II)において、ボロメータに電圧を印加することなくペルチェ素子の温度のみを上昇させて基板を加熱し、基板あるいはキャップ体の管壁からの熱放射でボロメータの温度を上昇させて、その後の読み出し期間において、ペルチェ素子の温度をもとの状態(例えば10℃)に戻し、各ラインごとに読み出しを行なう方法がある。この方法においては、ペルチェ素子による加熱の前後における、ボロメータの変化温度が大きいものほど真空度は悪く、検出温度差が小さなものほど真空度は良いと判断できる。
【0073】
また、図8に示す加熱期間(II)において、ボロメータとペルチェ素子とを併用することにより加熱を行なってもよい。
【0074】
(信号の処理方法)
次に、図8に示す測定方法によって得られる出力信号ScoおよびSreを、信号処理回路60において処理する方法について、図9を参照しながら述べる。図9は、真空度判定のための温度測定時において、赤外線センサ素子の出力信号を処理し、欠陥を補完する回路を示す図である。なお、図9における各回路、素子などは、図1、図2と対応している。
【0075】
図9に示すように、温度測定時においては、図8に示すような定温期間(I)における赤外線センサ素子から出力された出力信号Scoを、信号処理回路60のうちのADC66においてAD変換してデジタル信号Dcoとした後、前フレームメモリ64に記録しておく。
【0076】
次に、加熱期間(II)を経て、一定期間放置された後に赤外線センサ素子20から出力された出力信号Sreも、信号処理回路60のうちのADC66においてAD変換してデジタル信号Dreとする。その後、出力信号差分検出部65aにおいて、前フレームメモリ64に記録されている加熱期間前のデジタル信号Dcoと、加熱後のデジタル信号Dreとの値の変化値を示す信号が生成される。
【0077】
さらに、欠陥検出部65bにおいて、上述の変化値を示す出力信号を、図7に示すしきい値(設定温度)を元に設定されたしきい値(設定電圧値)と比較することにより、赤外線センサ素子の真空度を判定する。
【0078】
上述のように真空度を判定された結果、真空度が劣化しているとされた赤外線センサ素子の位置は、欠陥位置メモリ63に記憶される。
【0079】
(欠陥画素の補完方法)
次に、カメラを実際に使用する場合に、欠陥を有する赤外線センサ素子の補完を行なう方法について、図9を参照しながら説明する。
【0080】
赤外線センサ素子を用いたカメラを実際に使用するときには、図1に示す光学系10から検査用遮光板90を外した状態で、被写体から発せられる赤外線を赤外線センサ素子20に入射させて、赤外線センサ素子20の出力信号を映像化する。この工程を繰り返すと、各赤外線センサ素子20の封入されている領域では、真空度が徐々に劣化し、その劣化の進行度合いは、各赤外線センサ素子20を封入するキャップ体ごとに異なるようになる。そのため、赤外線センサ素子20のうちのいくつかでは、真空度の大きな劣化に起因して感度が低下しており、その赤外線センサ素子の位置は、上述の温度測定方法により知ることができる。
【0081】
カメラが実際に使用されるとき、光学系10に入射した赤外線は、赤外線センサ素子内を経て、出力信号Sとなる。そして、出力信号Sは、信号処理回路60内の映像処理部61に入力され、ADC66によって8bit以上のデジタル信号に変換される。その後、デジタル信号は、マルチプレクサMux67によって3ライン以上のラインメモリLine Memory1〜3に入力されて、各ライン(図2におけるSEL_1,SEL_2・・)の画素に対応した信号として一次的に記憶される。そして、各ラインの画素の信号は補完処理68に入力され、欠陥位置メモリ63において記憶されている欠陥を有する画素の信号に、その欠陥画素の信号を囲む周辺の8画素の信号を利用して内挿補完処理を施す。具体的には、欠陥位置メモリ63からの情報により欠陥画素(図9に示すB2)であると判定された画素の信号を、その周辺画素(図9に示すA1、B1、C1、A2、C2、A3、B3、C3)である8画素の信号を加算して1/8した値の画素の信号に置き換えることで補完処理を行なう。補完処理を行った後のデータをデマルチプレクサDe_ Mux69に入力して、読み出しに必要なラインを選択し、そのラインを出力信号として外部に出力する。
【0082】
(キャップ体の配置)
以下に、本実施形態のキャップ体の配置について、図10を参照しながら説明する。図10は、図2に示すセルアレイにおけるキャップ体の配置について示した模式図である。
【0083】
図10に示すように、本実施形態のセルアレイには、キャップ体Aと、キャップ体Bと、キャップ体Cとが配置されている。キャップ体Aは、赤外線を透過するSiからなり、キャップ体内は、赤外線が遮光されることなく、減圧雰囲気になっている。キャップ体Bは、その表面に赤外線を遮断するAlなどがスパッタ形成されており、キャップ体内は、赤外線が遮光され、減圧雰囲気になっている。キャップ体Cは、赤外線を透過するSiからなり、一部に開口部(図11に示す開口部153に対応する。)が形成されていることにより、キャップ体内は、赤外線が遮光されることなく、大気圧雰囲気になっている。
【0084】
以下に、それぞれのキャップ体と、そのキャップ体に封入されている赤外線センサ素子との機能について述べる。
【0085】
キャップ体Aにより封止されている赤外線センサ素子(以下では、赤外線センサ素子Aと記す。)は、減圧雰囲気下にあり、赤外線が入射する状態にある。赤外線センサ素子Aは、被写体から発せられる赤外線を検知することにより、被写体からの赤外線強度に応じた出力信号を出力する。ここで、その出力信号には、赤外線が入射しない状況においても生じるオフセット値が含まれる。また、キャップ体A内の真空度は、封止時点では基準値以上に保たれているが、その後の経年やデバイスの使用に伴って徐々に悪化すると考えれる。
【0086】
キャップ体Bにより封止されている赤外線センサ素子(以下では、赤外線センサ素子Bと記す。)は、赤外線センサ素子Aと同程度の減圧雰囲気下にあり、赤外線が入射しない状態にある。これにより、実際にカメラを使用する際に赤外線センサ素子Bが形成されている領域では、赤外線が入射しない暗時の出力を得ることができ、この測定値を用いることにより、上述の赤外線センサAの出力信号におけるオフセット値を取り除くことができる。
【0087】
キャップ体Cにより封止されている赤外線センサ素子(以下では、赤外線センサ素子Cと記す。)は、大気圧下にある。これにより、真空度判定のための検査を行なう際には、真空度が最も劣化した場合である大気圧下にある赤外線センサ素子Cの温度を知ることができる。この赤外線センサ素子Cの温度と、赤外線センサ素子Aにおける温度の平均値とを比較することにより、セルアレイ全体として、どの程度劣化が進行しているかを判断することができる。
【0088】
なお、本実施形態においては、キャップ体Bとキャップ体Cとが、セルアレイを構成する赤外線センサ素子のうち周囲部に位置する赤外線センサ素子の上に配置されているが、本発明においては、キャップ体Bとキャップ体Cとの配置は、これに限られるものではない。
【0089】
具体的には、キャップ体Cは、1ラインにつき1つ設けられておれば上述の効果を得ることができる。キャップ体Bは、水平方向に510画素の信号を有するのセルアレイにつき20〜30画素程度の割合で設けられていることが好ましい。
【0090】
また、本発明のセルアレイにおいては、必ずしもキャップ体Bとキャップ体Cとが形成されている必要はなく、2種のうち一方が形成されていてもよいし、2種のうち両方が形成されていなくてもよい。
【0091】
次に、キャップ体A〜Cを有するセルアレイにおけるキャップ体の封入方法について、図11(a)〜(h)を参照しながら説明する。図11(a)〜(f)は、本実施形態のセルアレイを有する赤外線エリアセンサの製造工程を示す斜視図であり、図11(g),(h)は、図11(b)に示す工程で形成するAl膜の形状を示す平面図である。なお、以下の説明では、キャップ用ウエハ150のうちキャップ体の筒部を形成する側の面を筒部形成面154と呼び、筒部形成面154の裏面であり,赤外線が入射する側の面を基板形成面155と呼ぶ。
【0092】
まず、図11(a)に示す工程で、シリコンウェハの上にGe層とSi層とを順次エピタキシャル成長させてなるキャップ用ウェハ150を準備する。シリコンウェハの上に厚み約3μmのGe層をエピタキシャル成長させるには、上述のように、シリコンウェハの上にSi1−x Ge 層をGe成分比xが0から1まで変化するようにエピタキシャル成長させた後、Ge層を所定の厚みだけエピタキシャル成長させ、キャップ体用の基板を準備する。
【0093】
その後、Ge層の上にSi1−x Ge 層をGe成分比xが1から0まで変化するようにエピタキシャル成長させた後、厚み約1μmのSi層をエピタキシャル成長させ、Si層の表面に各赤外線センサに赤外線を集光させるための凸レンズとなるフレネルレンズを形成してもよい。
【0094】
そして、キャップ用ウェハ150のうち、上述のGe層,フレネルレンズなどを形成した面(基板形成面155)を下方にした状態で、図11(a)に示すように、筒部形成面154の上に、蒸着法,スパッタリング法などにより、厚さ約600nmのAl膜151を形成する。
【0095】
次に、図11(b)に示す工程で、Al膜151上にレジストパターン(図示せず)を形成し、レジストパターンをマスクとしてAl膜151をエッチングし、環状膜144a,144b,144cを形成する。ここで、環状膜144a,144bおよび144cは、それぞれ、キャップ体A,キャップ体Bおよびキャップ体Cが形成される部分に位置する。このとき、環状膜144cは、図11(b)に示すように、円周の一部を切断して形成する。
【0096】
さらに、基板形成面155の上にも、Al膜(図示しない。)を形成する。そして、そのAl膜の上にレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとしてAl膜をエッチングする。これにより、図11(g)に示すように、基板形成面155のうち筒部形成面154上の環状膜144bに対向する部分はAl膜で覆い、図11(h)に示すように、基板形成面155のうち筒部形成面154上の環状膜144a,144cに対向する部分は、Al膜を除去して露出させる。このとき、図11(h)に示すように、キャップ体の上面となる部分の角部にAl膜を残すことにより、キャップ体の高さをそろえることができる。なお、ここで、キャップ体Cの上も、Al膜で覆ってもよい。
【0097】
次に、図11(c)に示す工程で、筒部形成面154において、環状膜144a〜144cをマスク(ハードマスク)として、あるいはレジストパターンを残したままでドライエッチング(RIE)を行なって、キャップ用ウェハ150に、各赤外線センサの空洞となる凹部を囲む筒部142a,142b,142cを形成する。ここで、筒部142a,142bおよび142cは、それぞれ、キャップ体A,キャップ体Bおよびキャップ体Cが形成される部分に位置する。このとき、キャップ用ウェハ150は、シリコンウェハの残部,Ge層,Si層及びフレネルレンズなどを有する基板部141と、筒部142a〜142cとにより構成され、筒部142a〜142cの高さつまり凹部の深さは、数μm以上である。ここで、筒部142cには、環状膜144cをマスクとしてエッチングされることにより、スリット状の開口部153が形成される。
【0098】
なお、キャップ体の作成方法として、バルクSi基板に代えて、酸化絶縁層(例えばいわゆるBOX層)を有するSOI基板を用いることもできる。その場合、絶縁層とSi基板とのエッチング選択比が高い条件でSi基板をエッチングすることができるので、絶縁層の部分で凹部の形成を確実に停止させることが可能になる。
【0099】
次に、図11(d)に示す工程で、キャップ用ウェハ150の基板部141を上に向けた状態で、ICP−RIEを用いたドライエッチングにより、キャップ用ウェハ150の基板部141に、基板部141を分離して各赤外線センサのキャップ体を個別に形成するための切り込み部152を形成する。そして、図1に示すような構造を有する本体基板100を準備し、本体基板100の上にAlからなる環状膜118を形成する。
【0100】
次に、図11(e)に示す工程で、例えば図4(a)〜(e)に示す工程を経て赤外線センサが形成された本体ウェハ100の上に、キャップ用ウェハ150を載置して、環状膜118,144同士を結合させることにより、図4(f)に示すような環状接合部15を形成するための圧着による接合工程を行なう。
【0101】
図11(f)に示す工程で、キャップ用ウェハ150を切り込み部152で割ることにより、セルアレイの各セルごとにキャップ体A,BおよびCを搭載した赤外線エリアセンサが得られる。このとき、赤外線センサ素子はキャップに覆われている。
【0102】
ここで、図11(f)に示す分割は、接合のための圧着力が加わった時点で自然に行なわれるように切り込み部152における残存部の厚みを設定してもよいし、圧着による接合が終了してから分割のための押圧力を切り込み部152に別途加えることにより、行なってもよい。
【0103】
また、セルアレイを有する赤外線エリアセンサの場合、本体ウェハ100には、ボロメータ、各セル同士を接続する配線、電気回路などが設けられているが、図11(a)〜(f)においてはそれらの図示が省略されている。さらに、セルアレイを有する赤外線エリアセンサは、一般的には1つのウェハ上に複数個形成されるので、図11(f)に示す工程の後に、本体ウェハ100を各チップに分割するためのダイシングなどが行なわれる。
【0104】
ここで、本発明においては、赤外線センサ素子Cの上にキャップ体Cを形成せず、検査時には、赤外線センサ素子Cを大気圧下に露出して、ボロメータの自己発熱と放熱の差分を計測することも可能である。なお、上記実施形態において、赤外線センサ素子Cの上に開口部153の入ったキャップ体Cを形成したのは、検査時の熱対流などの条件を赤外線センサ素子A,Bの条件に近くして、より正確な測定を行うためである。
【0105】
ところで、上述の温度変化値測定および真空度の判定は、製造時および出荷時に行われることもあり、出荷後にユーザーによって行われることもある。それらについて以下に述べる
まず、製造時では、図11(d)に示す工程で、例えば1.3×10−3 Paの真空度を有する真空チャンバー内で赤外線センサ素子をキャップ体A〜C内に封入する。この時点において、キャップ体Cにはスリット状の開口部153が形成されているため、キャップ体C内は真空チャンバー内における既知の真空度に保たれている。そのため、この時点において温度変化値測定を行った場合には、キャップ体C内の赤外線センサ素子Cの温度変化値を、既知値かつ最良値の真空度に対応する温度変化値として目安にすることができる。この対応関係は、しきい値の設定時などに用いることができる。
【0106】
次に、出荷時における真空度の判定として、製造時のキャップの接合不良などにより内部の真空度が劣化したキャップ体を検出するために行なうことができる。
【0107】
そして、デバイスの出荷後の真空度の判定は、時間の経過や、デバイスの使用に伴って内部の真空度が劣化したキャップ体を検出するために行なう。これらの真空度の判定において、上記の製造時における上記の対応関係を用いて算出したしきい値をあらかじめ定めておいてもよいし、真空度の判定を行なう時点において、キャップ体Cの形成された赤外線センサ素子Cの温度変化値の測定結果の平均値を大気圧下における基準としてしきい値を設定してもよい。
【0108】
なお、本実施形態の電子デバイスは、特願2001−176184に記載の電子デバイスに適応することができる。
【0109】
(その他の実施形態)
上記実施形態においては、1つのキャップ体の中に1つの赤外線センサ素子を配置する場合について述べたが、本発明においては、複数の素子を1つのキャップ体の中に形成してもよい。
【0110】
上記実施形態においては、減圧雰囲気を必要とする素子としてボロメータを用いたが、本発明は、ボロメータの他に、PN接合ダイオードなどの熱電変換素子や,電子放出素子や、波長40〜50μmのテラ波を検出または放出する素子など、減圧雰囲気を必要とするデバイス全般に適応することができる。また、この種の素子の数は単体でも複数でもよい。
【0111】
上記実施形態においては、赤外線センサをカメラに搭載する場合について述べたが、本発明の電子デバイスは、カメラの他に、各種赤外線センサや他の装置に適応することができる。
【0112】
上記実施形態においては、真空度の判定方法として、加熱期間後に一定期間放置して温度を測定する方法について述べたが、本発明においては、加熱期間後に、一定温度に到達するまでの時間を測定して、その時間をしきい値(設定時間)と比較することにより真空度の判定を行なってもよい。
【0113】
また、上記各実施形態においては、キャップ体によって封止される空洞部が真空ドームである場合を想定している。その場合、空洞部内の圧力は、製造工程中の圧着による環状膜の接合の容易性を考慮すると、10−2Pa〜10−4Pa程度が実用上では好ましいが、10−7Paに達する超高真空雰囲気下における接合も可能である。
【0114】
【発明の効果】
本発明によると、少なくとも単体の素子が配置されたセルごとに減圧雰囲気を保持するためのキャップ体を設け、そのキャップ体ごとに真空度を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態における赤外線エリアセンサの構成を概略的に示す図である。
【図2】 図1における赤外線センサ素子を備える基板と、その周囲の外部回路とを示す等価回路図である。
【図3】 赤外線センサ素子における単位セルの構造を示す断面図である。
【図4】 (a)〜(f)は、図3に示す赤外線センサ素子の製造工程を示す断面図である。
【図5】 赤外線センサ素子の感度と雰囲気の真空度との関係を示したグラフ図である。
【図6】 赤外線センサ素子を封入するキャップ体の熱保持状態を説明するための模式図である。
【図7】 キャップ体内に封入された各赤外線センサ素子内のボロメータを自己発熱させ、一定期間放置した後のキャップ体の温度変化を示すグラフ図である。
【図8】 実施形態の赤外線センサ素子における温度変化の測定方法を示すタイムチャート図である。
【図9】 赤外線センサ素子の出力信号を処理し、欠陥を補完する回路を示すフローチャート図である。
【図10】 図2に示すセルアレイにおけるキャップ体の配置について示した模式図である。
【図11】 (a)〜(h)は、実施形態のセルアレイを有する赤外線エリアセンサの製造工程を示す斜視図および平面図である。
【符号の説明】
10 光学系
15 環状接合部
20 赤外線センサ素子
30 基板
50 ペルチェ素子
60 信号処理回路
61 映像処理部
63 欠陥位置メモリ
64 前フレームメモリ
65a 出力信号差分処理部
65b 欠陥検出部
68 補完処理
69 デマルチプレクサ
70 素子駆動回路
80 温度検出&ペルチェ素子駆動回路
90 検査用遮光板
112 シリコン窒化膜
113 シリコン酸化膜
116 BPSG膜
117 パッシベーション膜
118 環状膜
119 空洞部
131 ソース領域
132 ドレイン領域
133 ゲート電極
140 キャップ体
141 基板部
142 筒部
143 空洞部
144 環状膜
145 窓部
150 キャップ用ウエハ
151 Al膜
152 切り込み部
153 開口部
154 筒部形成面
155 基板形成面
201 抵抗体
202 スイッチングトランジスタ
204 データライン
205 電源供給ライン
206 出力アンプ
207 信号線
208 横方向走査回路
209 縦方向走査回路

Claims (15)

  1. 複数の素子が配置された基板と、
    上記基板の上に載置された複数のキャップ体と、
    上記素子が配置された部位に設けられ、上記基板と上記キャップ体とにより減圧雰囲気に保持された空洞部と
    を備える電子デバイスであって、
    上記空洞部または上記空洞部内の素子が加熱または冷却される熱処理を行い、上記熱処理を停止した後、上記素子が放散または吸収した熱量の変化を信号として出力する出力手段を備えることを特徴とする電子デバイス。
  2. 請求項1に記載の電子デバイスにおいて、
    上記電子デバイスは、ペルチェ素子をさらに備えており、
    上記熱処理のうちの少なくとも一部は、上記ペルチェ素子を加熱または冷却することにより行われることを特徴とする電子デバイス。
  3. 複数の素子が配置された基板と、
    上記基板の上に載置された複数のキャップ体と、
    上記素子が配置された部位に設けられ、上記基板と上記キャップ体とにより減圧雰囲気に保持された空洞部と、
    上記空洞部または上記空洞部内の素子が加熱または冷却される熱処理を行い、上記熱処理を停止した後、上記素子が放散または吸収した熱量の変化を信号として出力する出力手段と
    上記出力手段の上記信号を受けて、上記素子の配置される上記空洞部のそれぞれの真空度の判定を行なう手段とを備え、
    上記キャップ体のうちの少なくとも1つは、実質的に赤外線を透過しない材料によって覆われていることを特徴とするシステム。
  4. 請求項3に記載のシステムにおいて、
    上記熱処理のうちの少なくとも一部は、上記素子を自己発熱させることにより行なわれることを特徴とするシステム。
  5. 請求項3または4に記載のシステムにおいて、
    上記システムは、ペルチェ素子をさらに備えており、
    上記熱処理のうちの少なくとも一部は、上記ペルチェ素子を加熱または冷却することにより行われることを特徴とするシステム。
  6. 請求項3〜のうちいずれか1つに記載のシステムにおいて、
    上記キャップ体のうちの少なくとも1つには、開口部が形成されていることを特徴とするシステム。
  7. 請求項3に記載のシステムにおいて、
    上記判定は、上記熱処理を停止した後、一定期間経過後に測定した上記素子の温度と、上記熱処理の前に測定した上記素子の温度との温度差を、設定温度と比較することにより行なうことを特徴とするシステム。
  8. 請求項7に記載のシステムにおいて、
    上記設定温度を、上記判定時において、複数の上記素子における上記温度変化の値の平均値をとり、その平均値を基準として算出する機能をさらに備えることを特徴とするシステム。
  9. 請求項3〜のうちいずれか1つに記載のシステムにおいて、
    上記判定は、上記熱処理を停止した後、上記素子の温度が一定温度に達するまでの時間を測定し、上記時間を設定時間と比較することにより行なうことを特徴とするシステム。
  10. 複数の素子が配置された基板と、
    上記基板の上に載置された複数のキャップ体と、
    上記素子が配置された部位に設けられ、上記基板と上記キャップ体とにより減圧雰囲気に保持された空洞部とを備える電子デバイスであって、
    上記空洞部または上記空洞部内の上記素子を加熱または冷却して所定の温度に制御する手段と、上記加熱または冷却する前後の上記素子の温度変化量を得る手段と、上記温度変化量を出力する手段とを備えることを特徴とする電子デバイス。
  11. 請求項1に記載の電子デバイスであって、
    上記温度を制御する手段は、上記素子を自己発熱させることにより上記素子を加熱することを特徴とする電子デバイス。
  12. 請求項1に記載の電子デバイスであって、
    上記温度変化量は、上記加熱または冷却する前後の上記素子の出力電圧から得ることを特徴とする電子デバイス。
  13. 複数の素子が配置された基板と、
    上記基板の上に載置された複数のキャップ体と、
    上記素子が配置された部位に設けられ、上記基板と上記キャップ体とにより減圧雰囲気に保持された空洞部とを備えるシステムであって、
    上記空洞部または上記空洞部内の上記素子を加熱または冷却して所定の温度に制御する手段と、上記加熱または冷却する前後の上記素子の温度変化量を得る手段と、上記温度変化量に基づいて上記素子の配置される上記空洞部のそれぞれの真空度の判定を行なう手段と
    上記真空度の判定を行なう手段により、所定の真空度に達していない上記素子の位置を欠陥位置として欠陥位置メモリに記憶する手段とを備えることを特徴とするシステム。
  14. 請求項1に記載のシステムであって、
    上記素子は赤外線センサ素子であって、上記欠陥位置メモリに記憶された欠陥画素から得られる信号を、上記欠陥画素の周囲に位置する画素の信号を用いて補間処理することを特徴とするシステム。
  15. 請求項1に記載のシステムであって、
    上記温度変化量は、上記加熱または冷却する前後の上記素子の出力電圧から得ることを特徴とするシステム。
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