JP5846265B2 - Pyroelectric detector, pyroelectric detector and electronic device - Google Patents

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Description

本発明は、焦電型光検出器、焦電型光検出装置及び電子機器等に関する。   The present invention relates to a pyroelectric detector, a pyroelectric detector, an electronic device, and the like.

熱型光検出装置として、焦電型またはボロメーター型の赤外線検出装置が知られている。赤外線検出装置は、受光した赤外線の光量(温度)によって焦電体材料の自発分極量が変化すること(焦電効果またはパイロ電子効果)を利用して焦電体の両端に起電力(分極による電荷)を生じさせるか(焦電型)、または温度によって抵抗値を変化させて(ボロメーター型)、赤外線を検出している。焦電型赤外線検出装置は、ボロメーター型赤外線検出装置と比較して、製造工程が複雑である反面、検出感度が優れるという利点がある。   As a thermal photodetection device, a pyroelectric or bolometer type infrared detection device is known. Infrared detectors use the fact that the amount of spontaneous polarization of the pyroelectric material changes (pyroelectric effect or pyroelectronic effect) depending on the amount of light (temperature) of the received infrared light (electromotive force (due to polarization) at both ends of the pyroelectric material). Infrared light is detected by generating a charge) (pyroelectric type) or changing a resistance value according to temperature (bolometer type). The pyroelectric infrared detection device has an advantage in that the detection sensitivity is excellent while the manufacturing process is complicated as compared with the bolometer infrared detection device.

焦電型赤外線検出装置のセルは、上部電極と下部電極とに接続された焦電体を含むキャパシターを有し、電極や焦電体の材料に関して、各種の提案がなされている(特許文献1)。   A cell of a pyroelectric infrared detection device has a capacitor including a pyroelectric body connected to an upper electrode and a lower electrode, and various proposals have been made regarding materials of the electrode and the pyroelectric body (Patent Document 1). ).

また、上部電極と下部電極とに接続された強誘電体を含むキャパシターは強誘電体メモリに用いられており、強誘電体メモリに適した電極や強誘電体の材料に関しても、各種の提案がなされている(特許文献2,3)   Capacitors including ferroelectrics connected to upper and lower electrodes are used in ferroelectric memories, and various proposals have been made regarding electrodes and ferroelectric materials suitable for ferroelectric memories. (Patent Documents 2 and 3)

特開2008−232896号公報JP 2008-232896 A 特開2009−71242号公報JP 2009-71242 A 特開2009−129972号公報JP 2009-129972 A

焦電型赤外線検出装置が強誘電体メモリと異なる顕著な点は、焦電体材料の自発分極量が温度によって変化すること(焦電効果)を利用することから、キャパシターから熱が逃げ難い構造とすることにある。   A significant difference between pyroelectric infrared detectors and ferroelectric memories is that the amount of spontaneous polarization of pyroelectric materials changes with temperature (pyroelectric effect), making it difficult for heat to escape from capacitors. It is to do.

本発明の幾つかの態様では、焦電体を有するキャパシターの熱が、キャパシターを支持する支持部材を介して逃げ難くした構造を有する焦電型光検出器、焦電型光検出装置及び電子機器を提供することにある。   In some embodiments of the present invention, a pyroelectric detector, a pyroelectric detector, and an electronic apparatus having a structure in which heat of a capacitor having a pyroelectric body is difficult to escape via a support member that supports the capacitor Is to provide.

(1)本発明の一態様に係る焦電型光検出器は、
第1電極と第2電極との間に焦電体を含み、温度に基づいて分極量が変化するキャパシターと、
第1面と、前記第1面と対向する第2面とを含み、前記第1面が空洞部と面し、前記第2面に、前記キャパシターを搭載して支持する支持部材と、
前記支持部材を支持する固定部と、
を有し、
前記第2面上に配置される前記第1電極の熱コンダクタンスが、前記第2電極の熱コンダクタンスよりも小さいことを特徴とする。
(1) A pyroelectric detector according to an aspect of the present invention is
A capacitor that includes a pyroelectric body between the first electrode and the second electrode, and whose polarization amount changes based on temperature;
A support member that includes a first surface and a second surface that faces the first surface, the first surface faces the cavity, and the capacitor is mounted and supported on the second surface;
A fixing portion for supporting the support member;
Have
The thermal conductance of the first electrode disposed on the second surface is smaller than the thermal conductance of the second electrode.

こうすると、キャパシターは、赤外線に起因した熱が第2電極を介して焦電体に伝達されやすく、しかも、焦電体の熱が第1電極を介して支持部材に逃げ難くなり、焦電型光検出器の信号感度が向上する。なお、第2電極よりも支持部材側に位置する第1電極は、支持部材の第1面に直接載置されても良いし、他の層を介在させて載置されても良い。   In this way, the capacitor can easily transfer the heat caused by the infrared rays to the pyroelectric body via the second electrode, and the pyroelectric body cannot easily escape to the support member via the first electrode. The signal sensitivity of the photodetector is improved. In addition, the 1st electrode located in the supporting member side rather than a 2nd electrode may be mounted directly on the 1st surface of a supporting member, and may be mounted through the other layer.

(2)本発明の一態様では、前記第1電極は前記第2電極よりも厚くすることができる。   (2) In one embodiment of the present invention, the first electrode can be thicker than the second electrode.

第1電極の熱コンダクタンスG1は、G1=λ1/T1(λ1:熱伝導率、T1:厚さ)で示され、第2電極の熱コンダクタンスG2は、G2=λ2/T2(λ2:熱伝導率、T2:厚さ)で示される。熱コンダクタンスの関係をG1<G2とするためには、第1,第2電極の熱伝導率がλ1=λ2となり、第1電極の厚さT1が第2電極の厚さT2よりも厚ければ(T1>T2)、G1<G2の関係を満足できる。   The thermal conductance G1 of the first electrode is represented by G1 = λ1 / T1 (λ1: thermal conductivity, T1: thickness), and the thermal conductance G2 of the second electrode is G2 = λ2 / T2 (λ2: thermal conductivity) , T2: thickness). In order to make the thermal conductance relationship G1 <G2, if the thermal conductivity of the first and second electrodes is λ1 = λ2, and the thickness T1 of the first electrode is larger than the thickness T2 of the second electrode, The relationship of (T1> T2) and G1 <G2 can be satisfied.

(3)本発明の一態様では、前記第1電極、前記第2電極及び前記焦電体は、特定の結晶面に優先配向され、前記第1電極は、前記焦電体を前記特定の結晶面に優先配向させるシード層を有し、前記第2電極は、前記焦電体と接する位置に、前記焦電体と結晶配向が整合する配向整合層を有し、前記シード層は前記配向整合層よりも厚く形成することができる。   (3) In one aspect of the present invention, the first electrode, the second electrode, and the pyroelectric material are preferentially oriented to a specific crystal plane, and the first electrode causes the pyroelectric material to be the specific crystal. A seed layer preferentially oriented on the surface, and the second electrode has an orientation matching layer whose crystal orientation matches the pyroelectric material at a position in contact with the pyroelectric material, and the seed layer has the orientation matching It can be formed thicker than the layer.

シード層と配向整合層とは、その配向機能上、例えば同一または同種の材料にて形成されることがある。シード層が配向整合層よりも厚く形成されれば、第1電極中のシード層の熱コンダクタンスを第2電極中の配向整合層の熱コンダクタンスよりも小さくし易くなり、G1<G2が成立し易くなる。   The seed layer and the alignment matching layer may be formed of, for example, the same or the same kind of material due to the alignment function. If the seed layer is formed thicker than the alignment matching layer, the thermal conductance of the seed layer in the first electrode can be easily made smaller than the thermal conductance of the alignment matching layer in the second electrode, and G1 <G2 is easily established. Become.

(4)本発明の一態様では、前記第1電極は、前記支持部材と前記シード層との間に、前記シード層が前記特定の結晶面に優先配向するように制御する配向制御層をさらに有することができる。   (4) In the aspect of the invention, the first electrode may further include an orientation control layer that controls the seed layer to be preferentially oriented in the specific crystal plane between the support member and the seed layer. Can have.

こうすると、配向制御層の存在によってシード層が配向制御層と同一の優先配向方位を持つことができ、シード層の特性が向上する。しかも、少なくとも一層の第2電極に対して第1電極は少なくとも二層となり、G1<G2の関係が成立し易くなる。   In this case, the seed layer can have the same preferred orientation direction as the orientation control layer due to the presence of the orientation control layer, and the characteristics of the seed layer are improved. Moreover, the first electrode has at least two layers with respect to at least one second electrode, and the relationship G1 <G2 is easily established.

(5)本発明の一態様では、前記第1電極は、前記シード層と前記配向制御層との間に、還元ガスに対してバリア性を有る第1還元ガスバリア層をさらに有することができる。   (5) In one aspect of the present invention, the first electrode may further include a first reducing gas barrier layer having a barrier property against a reducing gas between the seed layer and the orientation control layer.

キャパシターの焦電体は還元ガスにより酸素欠損が生じると、特性が劣化する。支持部材側からの還元性阻害要因は、キャパシターにて支持部材側に位置する第1電極内の第1還元ガスバリア層にてブロックできる。なお、第1還元ガスバリア層では、配向制御層と同一の優先配向方位を持つことができる。しかも、少なくとも一層の第2電極に対して第1電極は少なくとも三層となり、G1<G2の関係が成立し易くなる。   The characteristics of the pyroelectric body of the capacitor deteriorate when oxygen deficiency occurs due to the reducing gas. The reduction inhibiting factor from the support member side can be blocked by the first reducing gas barrier layer in the first electrode located on the support member side in the capacitor. Note that the first reducing gas barrier layer can have the same preferred orientation direction as the orientation control layer. Moreover, the first electrode has at least three layers with respect to at least one second electrode, and the relationship G1 <G2 is easily established.

(6)本発明の一態様では、前記第1電極は、前記配向制御層と前記支持部材との間に密着層をさらに有することができる。   (6) In one aspect of the present invention, the first electrode may further include an adhesion layer between the orientation control layer and the support member.

配向制御層は、下地層との間に凹凸やボイドがあると配向制御性が劣化するので、密着層を設けて配向制御性を確保している。しかも、少なくとも一層の第2電極に対して第1電極は少なくとも四層となり、G1<G2の関係が成立し易くなる。なお、密着層は、配向制御層に比べて支持部材との密着性が高い層である。   The alignment control layer deteriorates the alignment controllability if there are irregularities or voids between the alignment control layer and the underlying layer, and therefore, the adhesion controllability is secured by providing an adhesion layer. Moreover, the first electrode has at least four layers with respect to at least one second electrode, and the relationship G1 <G2 is easily established. The adhesion layer is a layer having higher adhesion to the support member than the orientation control layer.

(7)本発明の一態様では、前記第2電極は、前記配向整合層が前記焦電体と接する面とは逆の面に、還元ガスに対してバリア性を有する第2還元ガスバリア層をさらに有することができる。   (7) In one aspect of the present invention, the second electrode includes a second reducing gas barrier layer having a barrier property against a reducing gas on a surface opposite to a surface where the alignment layer is in contact with the pyroelectric material. You can also have.

こうすると、キャパシターの上方からの還元性阻害要因は、第2電極内の第2還元ガスバリア層にてブロックできる。なお、第2還元ガスバリア層では、配向整合層と同一の優先配向方位を持つことができる。   In this way, the reductive inhibition factor from above the capacitor can be blocked by the second reducing gas barrier layer in the second electrode. Note that the second reducing gas barrier layer can have the same preferred orientation direction as the orientation matching layer.

(8)本発明の一態様では、前記第2電極は、前記第2還元ガスバリア層が前記配向制御層と接する面とは逆の面に低抵抗層をさらに有し、前記配向制御層と前記低抵抗層とは同一材料にて形成され、前記配向制御層は前記低抵抗層よりも厚くすることができる。   (8) In one aspect of the present invention, the second electrode further includes a low resistance layer on a surface opposite to a surface where the second reducing gas barrier layer is in contact with the alignment control layer, and the alignment control layer and the The low resistance layer is formed of the same material, and the orientation control layer can be thicker than the low resistance layer.

こうすると、第2還元ガスバリア層が配線プラグに接続された時の接触抵抗増大の問題を解消できる上、低抵抗層よりも厚い配向制御層が第2電極に増設されるので、G1<G2の関係が成立し易くなる。なお、低抵抗層は、第2電極に接続される配線プラグとの接触抵抗が第2還元ガスバリア層に比べて小さい層である。また、低抵抗層では、第2還元ガスバリア層と同一の優先配向方位を持つことができる。   In this way, the problem of increased contact resistance when the second reducing gas barrier layer is connected to the wiring plug can be solved, and an orientation control layer thicker than the low resistance layer is added to the second electrode, so that G1 <G2. The relationship is easily established. Note that the low resistance layer is a layer having a smaller contact resistance with the wiring plug connected to the second electrode than the second reducing gas barrier layer. In addition, the low resistance layer can have the same preferred orientation direction as the second reducing gas barrier layer.

(9)本発明の一態様では、前記第1還元ガスバリア層と前記第2還元ガスバリア層とは同一材料にて形成され、前記第1還元ガスバリア層は前記第2還元ガスバリア層よりも厚くすることができる。   (9) In one aspect of the present invention, the first reducing gas barrier layer and the second reducing gas barrier layer are formed of the same material, and the first reducing gas barrier layer is thicker than the second reducing gas barrier layer. Can do.

こうすると、トータル膜厚では第1電極が第2電極よりも厚くなるので、G1<G2の関係が成立し易くなる。   If it carries out like this, since the 1st electrode becomes thicker than the 2nd electrode in the total film thickness, the relationship of G1 <G2 becomes easy to be materialized.

(10)本発明の一態様では、前記第1還元ガスバリア層と前記第2還元ガスバリア層とは同一材料にて形成され、前記第2還元ガスバリア層は前記第1還元ガスバリア層よりも厚くすることができる。   (10) In one aspect of the present invention, the first reducing gas barrier layer and the second reducing gas barrier layer are formed of the same material, and the second reducing gas barrier layer is thicker than the first reducing gas barrier layer. Can do.

このように、第2還元ガスバリア層を厚くしてバリア性を増大させることで、特に配線プラグからの還元性阻害因子をブロックできる効果が大きくなる。なお、こうすると、第1,第2還元ガスバリア層同士の比較では第1電極の熱コンダクタンスが大きくなるが、他の材料の材質(熱伝達率)や及び膜厚を調整することで、G1<G2の関係を成立させることができる。   As described above, by increasing the barrier property by increasing the thickness of the second reducing gas barrier layer, the effect of blocking the reducing factor, particularly from the wiring plug, is increased. In this case, in comparison between the first and second reducing gas barrier layers, the thermal conductance of the first electrode is increased, but by adjusting the material (heat transfer coefficient) and film thickness of other materials, G1 < The relationship of G2 can be established.

(11)本発明の一態様では、前記特定の結晶面を(111)面とすることができる。焦電係数を大きくするには結晶面が(111)面であるよりもむしろ(100)面などが好ましいが、結晶面を(111)面とすると、印加電界方向に対して分極を制御しやくなる。   (11) In one embodiment of the present invention, the specific crystal plane can be a (111) plane. In order to increase the pyroelectric coefficient, the crystal plane is preferably the (100) plane rather than the (111) plane. However, when the crystal plane is the (111) plane, the polarization is easily controlled with respect to the applied electric field direction. Become.

(12)本発明の一態様では、前記キャパシターの前記第2電極側から入射される光入射経路にて前記キャパシターよりも上流側に配置され、光を吸収して得られた熱を前記キャパシターに伝達する光吸収部材がさらに設けられ、前記第2電極は、前記光吸収部材を透過した光を前記光吸収部材に反射させることができる。   (12) In one aspect of the present invention, the heat incident on the light incident path that is incident from the second electrode side of the capacitor is disposed upstream of the capacitor, and heat obtained by absorbing light is transmitted to the capacitor. A light absorbing member that transmits the light is further provided, and the second electrode can reflect the light transmitted through the light absorbing member to the light absorbing member.

こうすると、無駄に通過する光を光吸収部材に戻して発熱に寄与させることができる。検出波長をλとしたとき、多重反射がλ/4の距離間で生ずるように反射板(第2電極)の位置を設定できる。なお、反射板の機能は第2電極中で最も光吸収部材に近い金属が受け持つことになる。   If it carries out like this, the light which passes wastefully can be returned to a light absorption member, and it can contribute to heat_generation | fever. When the detection wavelength is λ, the position of the reflecting plate (second electrode) can be set so that multiple reflection occurs between λ / 4 distances. The function of the reflecting plate is handled by the metal closest to the light absorbing member in the second electrode.

(13)本発明の他の態様に係る焦電型光検出装置は、上述した焦電型光検出器を二軸方向に沿って二次元配置して構成される。この焦電型光検出装置は、各セルの焦電型光検出器にて検出感度が高められるので、明瞭な光(温度)分布画像を提供できる。   (13) A pyroelectric detector according to another aspect of the present invention is configured by two-dimensionally arranging the above-described pyroelectric detectors along two axial directions. This pyroelectric detection device can provide a clear light (temperature) distribution image because the detection sensitivity is enhanced by the pyroelectric detector of each cell.

(14)本発明のさらに他の態様に係る電子機器は、上述した焦電型光検出器または焦電型光検出装置を有し、1セル分または複数セルの焦電型光検出器をセンサーとして用いることで、光(温度)分布画像を出力するサーモグラフィー、車載用ナイトビジョンまたは監視カメラの他、物体の物理情報の解析(測定)を行う物体の解析機器(測定機器)、火や発熱を検知するセキュリティー機器、工場などに設けられるFA(Factory Automation)機器などに最適である。   (14) An electronic apparatus according to still another aspect of the present invention includes the pyroelectric detector or pyroelectric detector described above, and the pyroelectric detector for one cell or a plurality of cells is used as a sensor. In addition to thermography that outputs light (temperature) distribution images, in-vehicle night vision or surveillance cameras, object analysis equipment (measuring equipment) that analyzes (measures) physical information on objects, fire and heat generation It is most suitable for security equipment to detect, FA (Factory Automation) equipment installed in factories, etc.

本発明の実施形態に係る焦電型赤外線検出器のキャパシター構造を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the capacitor structure of the pyroelectric infrared detector which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る焦電型赤外線検出装置の概略平面図である。1 is a schematic plan view of a pyroelectric infrared detection device according to an embodiment of the present invention. 図2に示す焦電型赤外線検出装置の1セル分の焦電型検出器の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the pyroelectric detector for 1 cell of the pyroelectric infrared detection apparatus shown in FIG. 犠牲層上に形成される支持部材及び赤外線検出素子を示す製造工程の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the manufacturing process which shows the supporting member and infrared detection element which are formed on a sacrificial layer. 配線プラグ付近の還元ガスバリア性を強化した変形例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the modification which strengthened the reducing gas barrier property of wiring plug vicinity. 熱型光検出器または熱型光検出装置を含む電子機器のブロック図である。It is a block diagram of the electronic device containing a thermal photodetector or a thermal photodetector. 図7(A)、図7(B)は焦電型光検出器を二次元配置した焦電型光検出装置の構成例を示す図である。FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating a configuration example of a pyroelectric detection device in which pyroelectric detectors are two-dimensionally arranged.

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are indispensable as means for solving the present invention. Not always.

1.焦電型赤外線検出装置
図1に示すキャパシター構造(後述)を各セルがそれぞれ備えた複数セルの焦電型赤外線検出器(広義には焦電型光検出器)が直交二軸方向に配列された焦電型赤外線検出装置(広義には焦電型光検出装置)を、図2に示す。なお、1セル分のみの焦電型赤外線検出器にて焦電型赤外線検出装置が構成されても良い。図2において、基部(固定部ともいう)100から複数のポスト104が立設され、例えば2本のポスト104に支持された1セル分の焦電型赤外線検出器200が、直交二軸方向に配列されている。1セル分の焦電型赤外線検出器200が占める領域は、例えば30×30μmである。
1. Pyroelectric Infrared Detector A plurality of cell pyroelectric infrared detectors (pyroelectric detectors in a broad sense) each having a capacitor structure (described later) shown in FIG. 1 are arranged in two orthogonal axes. FIG. 2 shows a pyroelectric infrared detection device (in a broad sense, a pyroelectric detection device). The pyroelectric infrared detector may be composed of a pyroelectric infrared detector for only one cell. In FIG. 2, a plurality of posts 104 are erected from a base (also referred to as a fixed portion) 100. For example, a pyroelectric infrared detector 200 for one cell supported by two posts 104 is arranged in two orthogonal axes. It is arranged. The area occupied by the pyroelectric infrared detector 200 for one cell is, for example, 30 × 30 μm.

図2に示すように、焦電型赤外線検出器200は、2本のポスト104に連結された支持部材(メンブレム)210と、赤外線検出素子(広義には焦電型光検出素子)220と、を含んでいる。1セル分の焦電型赤外線検出素子220が占める領域は、例えば10×10μmである。   As shown in FIG. 2, the pyroelectric infrared detector 200 includes a support member (membrane) 210 connected to two posts 104, an infrared detection element (pyroelectric detection element in a broad sense) 220, Is included. The area occupied by the pyroelectric infrared detection element 220 for one cell is, for example, 10 × 10 μm.

1セル分の焦電型赤外線検出器200は、2本のポスト104と接続される以外は非接触とされ、焦電型赤外線検出器200の下方には空洞部102(図3参照)が形成され、平面視で焦電型赤外線検出器200の周囲には、空洞部102に連通する開口部102Aが配置される。これにより、1セル分の焦電型赤外線検出器200は、基部100や他のセルの焦電型赤外線検出器200から熱的に分離されている。   The pyroelectric infrared detector 200 for one cell is not contacted except for being connected to the two posts 104, and a cavity 102 (see FIG. 3) is formed below the pyroelectric infrared detector 200. In addition, an opening 102A communicating with the cavity 102 is disposed around the pyroelectric infrared detector 200 in plan view. Thereby, the pyroelectric infrared detector 200 for one cell is thermally separated from the pyroelectric infrared detectors 200 of the base 100 and other cells.

支持部材210は、赤外線検出素子220を搭載して支持する搭載部210Aと、搭載部210Aに連結された2本のアーム210Bとを有し、2本のアーム210Bの自由端部がポスト104に連結されている。2本のアーム210Bは、赤外線検出素子220を熱分離するために、細幅でかつ冗長に延在形成される。   The support member 210 includes a mounting portion 210A for mounting and supporting the infrared detection element 220, and two arms 210B connected to the mounting portion 210A. The free ends of the two arms 210B are attached to the post 104. It is connected. The two arms 210 </ b> B are narrow and redundantly formed so as to thermally separate the infrared detection element 220.

図2は、上部電極に接続される配線層より上方の部材を省略した平面図であり、図2には赤外線検出素子220に接続された第1電極(下部電極)配線層222及び第2電極(上部電極)配線層224が示されている。第1,第2電極配線層222,224の各々は、アーム210Bに沿って延在され、ポスト104を介して基部100内の回路に接続される。第1,第2電極配線層222,224も、赤外線検出素子220を熱分離するために、細幅でかつ冗長に延在形成される。   FIG. 2 is a plan view in which members above the wiring layer connected to the upper electrode are omitted. FIG. 2 shows a first electrode (lower electrode) wiring layer 222 and a second electrode connected to the infrared detecting element 220. A (upper electrode) wiring layer 224 is shown. Each of the first and second electrode wiring layers 222 and 224 extends along the arm 210 </ b> B and is connected to a circuit in the base portion 100 via the post 104. The first and second electrode wiring layers 222 and 224 are also formed to extend narrowly and redundantly in order to thermally separate the infrared detection element 220.

2.焦電型赤外線検出器の概要
図3は、図2に示す焦電型赤外線検出器200の断面図である。また、図4は、製造工程途中の焦電型赤外線検出器200の部分断面図である。図4では、図3の空洞部102が犠牲層150により埋め込まれている。この犠牲層150は、支持部材210及び焦電型赤外線検出素子220の形成工程前から形成工程後まで存在しており、焦電型赤外線検出素子220の形成工程後に等方性エッチングにより除去されるものである。
2. Outline of Pyroelectric Infrared Detector FIG. 3 is a cross-sectional view of the pyroelectric infrared detector 200 shown in FIG. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the pyroelectric infrared detector 200 during the manufacturing process. In FIG. 4, the cavity 102 of FIG. 3 is filled with a sacrificial layer 150. The sacrificial layer 150 exists from before the formation process of the support member 210 and the pyroelectric infrared detection element 220 to after the formation process, and is removed by isotropic etching after the formation process of the pyroelectric infrared detection element 220. Is.

図3に示すように、基部100は、基板例えばシリコン基板110と、シリコン基板110上の層間絶縁膜にて形成されるスペーサー層120とを含んでいる。ポスト104は、スペーサー層120をエッチングすることで形成されている。ポスト104には、第1,第2電極配線層222,224の一方に接続されるプラグ106を配置することができる。このプラグ106は、シリコン基板110に設けられる行選択回路(行ドライバー)か、または列線を介して光検出器からのデータを読み出す読み出し回路に接続される。空洞部102は、スペーサー層120をエッチングすることで、ポスト104と同時に形成される。図2に示す開口部102Aは、支持部材210をパターンエッチングすることで形成される。   As shown in FIG. 3, the base 100 includes a substrate, for example, a silicon substrate 110 and a spacer layer 120 formed of an interlayer insulating film on the silicon substrate 110. The post 104 is formed by etching the spacer layer 120. A plug 106 connected to one of the first and second electrode wiring layers 222 and 224 can be disposed on the post 104. The plug 106 is connected to a row selection circuit (row driver) provided on the silicon substrate 110 or a readout circuit that reads data from the photodetector via a column line. The cavity 102 is formed simultaneously with the post 104 by etching the spacer layer 120. The opening 102A shown in FIG. 2 is formed by pattern-etching the support member 210.

支持部材210上に搭載される赤外線検出素子220は、キャパシター230を含んでいる。キャパシター230は、焦電体232と、焦電体232の下面に接続される第1電極(下部電極)234と、焦電体232の上面に接続される第2電極(上部電極)236とを含んでいる。第1電極234は、支持部材210の第1層部材(例えばSiO)との密着性を高める密着層234Dを含むことができる。 The infrared detection element 220 mounted on the support member 210 includes a capacitor 230. The capacitor 230 includes a pyroelectric body 232, a first electrode (lower electrode) 234 connected to the lower surface of the pyroelectric body 232, and a second electrode (upper electrode) 236 connected to the upper surface of the pyroelectric body 232. Contains. The first electrode 234 can include an adhesion layer 234D that enhances adhesion between the support member 210 and a first layer member (eg, SiO 2 ).

キャパシター230は、キャパシター230の形成後の工程で還元ガス(水素、水蒸気、OH基、メチル基など)がキャパシター230に侵入することを抑制する還元ガスバリア層240に覆われている。キャパシター230の焦電体(例えばPZT等)232は酸化物であり、酸化物が還元されると酸素欠損を生じて、焦電効果が損なわれるからである。   The capacitor 230 is covered with a reducing gas barrier layer 240 that suppresses the entry of reducing gas (hydrogen, water vapor, OH group, methyl group, etc.) into the capacitor 230 in the process after the capacitor 230 is formed. This is because the pyroelectric body (such as PZT) 232 of the capacitor 230 is an oxide, and when the oxide is reduced, oxygen vacancies are generated and the pyroelectric effect is impaired.

還元ガスバリア層240は、図4に示すように、第1バリア層242と第2バリア層244とを含む。第1バリア層242は、例えば酸化アルミニウムAlをスパッタ法により成膜して形成することができる。スパッタ法では還元ガスが用いられないので、キャパシター230が還元されることはない第2水素バリア層244は、例えば酸化アルミニウムAlを例えば原子層化学気相成長(ALCVD:Atomic Layer Chemical Vapor Deposition)法により成膜して形成すことができる。通常のCVD(Chemical Vapor Deposition)法は還元ガスを用いるが、第1層バリア層242によりキャパシター230は還元ガスから隔離される。 As shown in FIG. 4, the reducing gas barrier layer 240 includes a first barrier layer 242 and a second barrier layer 244. The first barrier layer 242 can be formed, for example, by depositing aluminum oxide Al 2 O 3 by sputtering. Since the reducing gas is not used in the sputtering method, the capacitor 230 is not reduced. For example, the second hydrogen barrier layer 244 is made of, for example, aluminum oxide Al 2 O 3, for example, atomic layer chemical vapor deposition (ALCVD). A film can be formed by the Deposition method. A normal CVD (Chemical Vapor Deposition) method uses a reducing gas, but the capacitor 230 is isolated from the reducing gas by the first barrier layer 242.

ここで、還元ガスバリア層240のトータル膜厚は50〜70nm、例えば60nmとする。このとき、CVD法で形成される第1バリア層242の膜厚は原子層化学気相成長(ALCVD)法により形成される第2バリア層244よりも厚く、薄くても35〜65nm例えば40nmとなる。これに対して、原子層化学気相成長(ALCVD)法により形成される第2バリア層244の膜厚は薄くでき、例えば酸化アルミニウムAlを5〜30nm例えば20nmで成膜して形成される。原子層化学気相成長(ALCVD)法は、スパッタ法等と比較して、優れた埋め込み特性を有するため、微細化に対応することが可能となり、第1,第2バリア層242,244にて還元ガスバリア性を高めることができる。また、スパッタ法で成膜される第1バリア層242は第2バリア層244に比べて緻密ではないが、それが効を奏して伝熱率を下げる要因となるので、キャパシター230からの熱の散逸を防止できる。 Here, the total film thickness of the reducing gas barrier layer 240 is 50 to 70 nm, for example, 60 nm. At this time, the film thickness of the first barrier layer 242 formed by the CVD method is thicker than the second barrier layer 244 formed by the atomic layer chemical vapor deposition (ALCVD) method, and is 35 to 65 nm, for example, 40 nm even if it is thin. Become. On the other hand, the thickness of the second barrier layer 244 formed by atomic layer chemical vapor deposition (ALCVD) can be reduced. For example, aluminum oxide Al 2 O 3 is formed to a thickness of 5 to 30 nm, for example, 20 nm. Is done. The atomic layer chemical vapor deposition (ALCVD) method has excellent embedding characteristics as compared with the sputtering method and the like, and therefore can cope with miniaturization. In the first and second barrier layers 242 and 244, The reducing gas barrier property can be enhanced. In addition, the first barrier layer 242 formed by sputtering is less dense than the second barrier layer 244, but it is effective and lowers the heat transfer rate. Dissipation can be prevented.

還元ガスバリア層240上には層間絶縁膜250が形成されている。一般に、層間絶縁膜250の原料ガス(TEOS)が化学反応する際には、水素ガスや水蒸気等の還元ガスが発生する。キャパシター230の周囲に設けた還元ガスバリア層240は、この層間絶縁膜250の形成中に発生する還元ガスからキャパシター230を保護するものである。   An interlayer insulating film 250 is formed on the reducing gas barrier layer 240. In general, when the source gas (TEOS) of the interlayer insulating film 250 chemically reacts, a reducing gas such as hydrogen gas or water vapor is generated. The reducing gas barrier layer 240 provided around the capacitor 230 protects the capacitor 230 from the reducing gas generated during the formation of the interlayer insulating film 250.

層間絶縁膜250上に、図2にも示した第1電極(下部電極)配線層222と第2電極(上部電極)配線層224とが配置される。層間絶縁膜250には、電極配線形成前に予め、第1コンタクトホール252と第2コンタクトホール254が形成される。その際、還元ガスバリア層240にも同様にコンタクトホールが形成される。第1コンタクトホール252に埋め込まれた第1プラグ226により、第1電極(下部電極)234と第1電極配線層222とが導通される。同様に第2コンタクトホール254に埋め込まれた第2プラグ228により、第2電極(上部電極)236と第2電極配線層224とが導通される。   On the interlayer insulating film 250, the first electrode (lower electrode) wiring layer 222 and the second electrode (upper electrode) wiring layer 224 shown in FIG. A first contact hole 252 and a second contact hole 254 are formed in the interlayer insulating film 250 in advance before the electrode wiring is formed. At that time, contact holes are similarly formed in the reducing gas barrier layer 240. The first electrode (lower electrode) 234 and the first electrode wiring layer 222 are electrically connected by the first plug 226 embedded in the first contact hole 252. Similarly, the second electrode (upper electrode) 236 and the second electrode wiring layer 224 are electrically connected by the second plug 228 embedded in the second contact hole 254.

ここで、層間絶縁膜250が存在しないと、第1電極(下部電極)配線層222と第2電極(上部電極)配線層224をパターンエッチングする際に、その下層の還元ガスバリア層240の第2バリア層244がエッチングされて、バリア性が低下してしまう。層間絶縁膜250は、還元ガスバリア層240のバリア性を担保する上で必要である。   Here, when the interlayer insulating film 250 is not present, when the first electrode (lower electrode) wiring layer 222 and the second electrode (upper electrode) wiring layer 224 are subjected to pattern etching, the second reducing gas barrier layer 240 below the second insulating gas barrier layer 240 is subjected to pattern etching. The barrier layer 244 is etched and the barrier property is lowered. The interlayer insulating film 250 is necessary for ensuring the barrier property of the reducing gas barrier layer 240.

ここで、層間絶縁膜250は水素含有率が低いことが好ましい。そこで、層間絶縁膜250はアニーリングにより脱ガス処理される。こうして、層間絶縁膜250の水素含有率は、第1,第2電極配線層222,224を覆うパッシベーション膜260よりも低くされる。   Here, the interlayer insulating film 250 preferably has a low hydrogen content. Therefore, the interlayer insulating film 250 is degassed by annealing. Thus, the hydrogen content of the interlayer insulating film 250 is made lower than that of the passivation film 260 that covers the first and second electrode wiring layers 222 and 224.

なお、キャパシター230の天面の還元ガスバリア層240は、層間絶縁膜250の形成時にはコンタクトホールがなく閉じているので、層間絶縁膜250の形成中の還元ガスがキャパシター230に侵入することはない。しかし、還元ガスバリア層240にコンタクトホールが形成された後は、バリア性が劣化する。これを防止する一例として、例えば図4に示すように第1,第2プラグ226,228を複数層228A,228B(図4では第2プラグ228のみ図示)とし、その第1層228Aにバリアメタル層を採用している。第1層228Aのバリアメタルにより還元ガスバリア性が担保される。第1層228Aのバリアメタルは、チタンTiのように拡散性の高いものは好ましくなく、拡散性が少なくかつ還元ガスバリア性の高いチタン・アルミ・ナイトライドTiAlNを採用できる。なお、コンタクトホールからの還元ガスの侵入を絶つ方法として、図5に示すように、少なくとも第2プラグ228を包囲して還元性ガスバリア層290を増設しても良い。この還元性ガスバリア層290は、第2プラグ228のバリアメタル228Aを併用しても良いし、バリアメタル228Aを排除しても良い。なお、還元性ガスバリア層290は、第1プラグ226を被覆しても良い。   Since the reducing gas barrier layer 240 on the top surface of the capacitor 230 is closed without a contact hole when the interlayer insulating film 250 is formed, the reducing gas during the formation of the interlayer insulating film 250 does not enter the capacitor 230. However, after contact holes are formed in the reducing gas barrier layer 240, the barrier properties deteriorate. As an example for preventing this, for example, as shown in FIG. 4, the first and second plugs 226 and 228 are made of a plurality of layers 228A and 228B (only the second plug 228 is shown in FIG. 4), and the barrier metal is formed on the first layer 228A. Adopt layer. The reducing gas barrier property is secured by the barrier metal of the first layer 228A. The barrier metal of the first layer 228A is not preferably highly diffusible like titanium Ti, and titanium, aluminum, nitride TiAlN having low diffusibility and high reducing gas barrier property can be employed. As a method for cutting off the intrusion of the reducing gas from the contact hole, the reducing gas barrier layer 290 may be additionally provided so as to surround at least the second plug 228 as shown in FIG. The reducing gas barrier layer 290 may be used in combination with the barrier metal 228A of the second plug 228 or may exclude the barrier metal 228A. Note that the reducing gas barrier layer 290 may cover the first plug 226.

第1,第2電極配線層222,224を覆って、SiOまたはSiNのパッシベーション膜260が設けられている。少なくともキャパシター230の上方には、パッシベーション膜260上に赤外線吸収体(広義には光吸収部材)270が設けられている。パッシベーション膜260もSiOまたはSiNにて形成されるが、赤外線吸収体270のパターンエッチングの必要上、下層のパッシベーション膜260とはエッチング選択比が大きい異種材料とすることが好ましい。この赤外線吸収体270に赤外線が図2の矢印方向から入射され、赤外線吸収体270は吸収した赤外線量に応じて発熱する。その熱が焦電体232に伝熱されることで、キャパシター230の自発分極量が熱によって変化し、自発分極による電荷を検出することで赤外線を検出できる。なお、赤外線吸収体270はキャパシター230と別個に設けるものに限らず、キャパシター230内に赤外線吸収体270が存在する場合には不要となる。 A SiO 2 or SiN passivation film 260 is provided to cover the first and second electrode wiring layers 222 and 224. An infrared absorber (light absorbing member in a broad sense) 270 is provided on the passivation film 260 at least above the capacitor 230. Although the passivation film 260 is also formed of SiO 2 or SiN, it is preferable to use a dissimilar material having a high etching selectivity with respect to the lower passivation film 260 in view of the necessity of pattern etching of the infrared absorber 270. Infrared rays are incident on the infrared absorber 270 from the direction of the arrow in FIG. 2, and the infrared absorber 270 generates heat according to the amount of absorbed infrared rays. When the heat is transferred to the pyroelectric body 232, the amount of spontaneous polarization of the capacitor 230 changes due to the heat, and infrared rays can be detected by detecting the charge due to the spontaneous polarization. The infrared absorber 270 is not limited to the one provided separately from the capacitor 230, and is not necessary when the infrared absorber 270 exists in the capacitor 230.

パッシベーション膜260や赤外線吸収体270のCVD形成時に還元ガスが発生しても、キャパシター230は還元ガスバリア層240及び第1,第2プラグ226,228中のバリアメタルにより保護される。   Even if reducing gas is generated during the CVD formation of the passivation film 260 and the infrared absorber 270, the capacitor 230 is protected by the barrier metal in the reducing gas barrier layer 240 and the first and second plugs 226 and 228.

この赤外線吸収体270を含む赤外線検出器200の外表面を覆って、還元ガスバリア層280が設けられている。この還元ガスバリア層280は、赤外線吸収体270に入射する赤外線(波長帯域は8〜14μm)の透過率を高くするために、例えば還元ガスバリア層240よりも薄肉に形成される必要がある。このために、原子の大きさレベルで膜厚が調整できる原子層化学気相成長(ALCVD)法が採用される。通常のCVD法では厚すぎて赤外線透過率が悪化してしまうからである。本実施形態では、例えば酸化アルミニウムAlを10〜50nm、例えば20nmの厚さで成膜して形成される。上述の通り、原子層化学気相成長(ALCVD)法は、スパッタ法等と比較して、優れた埋め込み特性を有するため、微細化に対応して原子レベルで緻密な膜を形成することが可能となり、薄くても還元ガスバリア性を高めることができる。 A reducing gas barrier layer 280 is provided so as to cover the outer surface of the infrared detector 200 including the infrared absorber 270. The reducing gas barrier layer 280 needs to be formed thinner than, for example, the reducing gas barrier layer 240 in order to increase the transmittance of infrared rays (wavelength band: 8 to 14 μm) incident on the infrared absorber 270. For this purpose, an atomic layer chemical vapor deposition (ALCVD) method capable of adjusting the film thickness at the atomic size level is employed. This is because the ordinary CVD method is too thick and the infrared transmittance deteriorates. In the present embodiment, for example, aluminum oxide Al 2 O 3 is formed to a thickness of 10 to 50 nm, for example, 20 nm. As described above, the atomic layer chemical vapor deposition (ALCVD) method has excellent embedding characteristics as compared with the sputtering method and the like, so that it is possible to form a dense film at the atomic level corresponding to miniaturization. Therefore, even if it is thin, the reducing gas barrier property can be enhanced.

また、基部100側では、空洞部102を規定する壁部、つまり空洞部を規定する底壁100Aと側壁104Aには、焦電型赤外線検出器200を製造する過程で空洞部102に埋め込まれていた犠牲層150(図4参照)を等方性エッチングする時のエッチングストップ膜130が形成されている。同様に、支持部材210の下面(犠牲層150の上面)にもエッチングストップ膜140が形成されている。本実施形態では、エッチングストップ膜130,140と同一材料により還元ガスバリア膜280を形成している。つまり、エッチングストップ膜130,140も還元ガスバリア性を有することになる。このエッチングストップ膜130,140も、酸化アルミニウムAlが原子層化学気相成長(ALCVD)法により膜厚20〜50nmで成膜されて形成される。 Further, on the base 100 side, the walls defining the cavity 102, that is, the bottom wall 100A and the sidewall 104A defining the cavity are embedded in the cavity 102 in the process of manufacturing the pyroelectric infrared detector 200. An etching stop film 130 is formed when the sacrificial layer 150 (see FIG. 4) is isotropically etched. Similarly, an etching stop film 140 is also formed on the lower surface of the support member 210 (the upper surface of the sacrificial layer 150). In this embodiment, the reducing gas barrier film 280 is formed of the same material as the etching stop films 130 and 140. That is, the etching stop films 130 and 140 also have a reducing gas barrier property. The etching stop films 130 and 140 are also formed by depositing aluminum oxide Al 2 O 3 to a film thickness of 20 to 50 nm by atomic layer chemical vapor deposition (ALCVD).

エッチングストップ膜140が還元ガスバリア性を有することで、犠牲層150をフッ酸により還元雰囲気で等方性エッチングしたとき、支持部材210を透過してキャパシター230に還元ガスが侵入することを抑制できる。また、基部100を覆うエッチングストップ膜130が還元ガスバリア性を有することで、基部100内に配置される回路のトランジスタや配線が還元されて劣化することを抑制できる。   Since the etching stop film 140 has a reducing gas barrier property, when the sacrificial layer 150 is isotropically etched with hydrofluoric acid in a reducing atmosphere, the reducing gas can be prevented from penetrating through the support member 210 and entering the capacitor 230. In addition, since the etching stop film 130 covering the base portion 100 has a reducing gas barrier property, it is possible to prevent the transistors and wirings of the circuit disposed in the base portion 100 from being reduced and deteriorated.

3.キャパシターの構造
3.1.熱コンダクタンス
図1は、本実施形態のキャパシター230の構造をより詳細に説明するための概略断面図である。上述した通り、キャパシター230は、第1電極(下部電極)234と第2電極(上部電極)236との間に焦電体232を含む。このキャパシター230は、支持部材210が空洞部102と面する第1面(図1の下面)と対向する第2面(図1の上面)に搭載して支持される。そして、入射された赤外線の光量(温度)によって焦電体232の自発分極量が変化すること(焦電効果またはパイロ電子効果)を利用して赤外線を検出できる。本実施形態では、入射された赤外線が赤外線吸収体270にて吸収されて赤外線吸収体270が発熱し、赤外線吸収体270と焦電体232との間にある固体熱伝導路を介して、赤外線吸収体270の発熱が伝達される。
3. Capacitor structure 3.1. Thermal Conductance FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of the capacitor 230 of this embodiment in more detail. As described above, the capacitor 230 includes the pyroelectric body 232 between the first electrode (lower electrode) 234 and the second electrode (upper electrode) 236. The capacitor 230 is mounted and supported on a second surface (upper surface in FIG. 1) opposite to the first surface (lower surface in FIG. 1) where the support member 210 faces the cavity 102. Then, infrared rays can be detected by utilizing the fact that the amount of spontaneous polarization of the pyroelectric body 232 changes depending on the amount of incident infrared light (temperature) (pyroelectric effect or pyroelectronic effect). In the present embodiment, incident infrared rays are absorbed by the infrared absorber 270 and the infrared absorber 270 generates heat, and the infrared rays are transmitted via the solid heat conduction path between the infrared absorber 270 and the pyroelectric body 232. Heat generated by the absorber 270 is transmitted.

本実施形態のキャパシター230では、支持部材210と接する第1電極(下部電極)234の熱コンダクタンスC1を、第2電極(上部電極)236の熱コンダクタンスC2よりも小さくしている。こうすると、キャパシター230は、赤外線に起因した熱が第2電極(上部電極)236を介して焦電体232に伝達されやすく、しかも、焦電体232の熱が第1電極(下部電極)234を介して支持部材210に逃げ難くなり、赤外線検出素子220の信号感度が向上する。   In the capacitor 230 of the present embodiment, the thermal conductance C1 of the first electrode (lower electrode) 234 in contact with the support member 210 is made smaller than the thermal conductance C2 of the second electrode (upper electrode) 236. In this way, the capacitor 230 can easily transfer the heat caused by the infrared rays to the pyroelectric body 232 via the second electrode (upper electrode) 236, and the heat of the pyroelectric body 232 can be transmitted to the first electrode (lower electrode) 234. This makes it difficult to escape to the support member 210 via the, thereby improving the signal sensitivity of the infrared detection element 220.

なお、キャパシター230が搭載される本実施形態の支持部材210は、図1及び図4に示すように、単層では残留応力によって反りが生じるので、引張及び圧縮の双方の残留応力に反りを発生させる応力を相殺させるように、複数層例えば三層で形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 4, the support member 210 of the present embodiment on which the capacitor 230 is mounted warps due to residual stress in a single layer, and thus warps in both tensile and compressive residual stress. It is formed of a plurality of layers, for example, three layers so as to cancel the stress to be generated.

キャパシター230側から順に、第1層部材212は酸化膜(例えばSiO)、第2層部材214は窒化膜(例えばSi)、第3層部材216は酸化膜(例えば第1層部材212と同一材料でSiO)としている。酸化膜と窒化膜の応力方向が逆なので、支持部材に反りを生じさせる応力を相殺できる。なお、窒化膜(例えばSi)は還元ガスバリア性を有するので、支持部材210の第2層部材214でもキャパシター230の焦電体232に支持部材210側から侵入する還元性阻害要因をブロックする機能がある。 In order from the capacitor 230 side, the first layer member 212 is an oxide film (eg, SiO 2 ), the second layer member 214 is a nitride film (eg, Si 3 N 4 ), and the third layer member 216 is an oxide film (eg, a first layer member). The same material as 212 is SiO 2 ). Since the stress directions of the oxide film and the nitride film are opposite, the stress that causes the support member to warp can be offset. Since the nitride film (for example, Si 3 N 4 ) has a reducing gas barrier property, the second layer member 214 of the support member 210 also blocks a reduction inhibiting factor that enters the pyroelectric body 232 of the capacitor 230 from the support member 210 side. There is a function to do.

上述した特性を有するキャパシター230の構造を、図1を参照してさらに詳細に説明する。先ず、第1電極(下部電極)234の厚さT1は、第2電極(上部電極)236よりも厚い(T1>T2)である。第1電極(下部電極)234の熱伝導率をλ1とすると、第1電極(下部電極)234の熱コンダクタンスG1は、G1=λ1/T1となる。第2電極(上部電極)236の熱伝導率をλ2としたとき、第2電極(上部電極)236の熱コンダクタンスG2は、G2=λ2/T2となる。   The structure of the capacitor 230 having the above-described characteristics will be described in more detail with reference to FIG. First, the thickness T1 of the first electrode (lower electrode) 234 is thicker than the second electrode (upper electrode) 236 (T1> T2). When the thermal conductivity of the first electrode (lower electrode) 234 is λ1, the thermal conductance G1 of the first electrode (lower electrode) 234 is G1 = λ1 / T1. When the thermal conductivity of the second electrode (upper electrode) 236 is λ2, the thermal conductance G2 of the second electrode (upper electrode) 236 is G2 = λ2 / T2.

熱コンダクタンスの関係をC1<C2とするためには、例えば第1,第2電極234,236の材質を例えば共に白金PtまたはイリジウムIr等の同一の単一材料とすれば、λ1=λ2となり、図1からT1>T2であるのでG1<G2の関係を満足できる。   In order to make the thermal conductance relationship C1 <C2, for example, if the material of the first and second electrodes 234 and 236 are both the same single material such as platinum Pt or iridium Ir, λ1 = λ2. Since T1> T2 from FIG. 1, the relationship G1 <G2 can be satisfied.

そこで先ず、第1,第2電極234,236の各々を、それぞれ同一材料にて形成することについて考察する。キャパシター230は、焦電体232の結晶方向を揃えるために、焦電体232が形成される下層の第1電極234との界面の結晶格子レベルを整合させる必要がある。つまり、第1電極234は結晶のシード層としての機能を有するが、白金Ptは自己配向性が強いので、第1電極234として好ましい。イリジウムIrもシード層材料として好適である。   First, consider that each of the first and second electrodes 234 and 236 is formed of the same material. In order for the capacitor 230 to align the crystal direction of the pyroelectric body 232, it is necessary to match the crystal lattice level of the interface with the first electrode 234 in the lower layer where the pyroelectric body 232 is formed. That is, the first electrode 234 functions as a crystal seed layer, but platinum Pt is preferable as the first electrode 234 because of its strong self-orientation. Iridium Ir is also suitable as a seed layer material.

また、第2電極(上部電極)236は、焦電体232の結晶性を崩さずに、第1電極234、焦電体232から第2電極236に至るまで結晶配向が連続的につながることが好ましい。そのため、第2電極236は第1電極234と同一材料にて形成することが好ましい。   Further, the crystal orientation of the second electrode (upper electrode) 236 may be continuously connected from the first electrode 234 and the pyroelectric body 232 to the second electrode 236 without destroying the crystallinity of the pyroelectric body 232. preferable. Therefore, the second electrode 236 is preferably formed using the same material as the first electrode 234.

このように、第2電極236を第1電極234と同一材料例えばPtまたはIr等の金属にて形成すると、第2電極236の上面を反射面とすることができる。この場合、図1に示すように、赤外線吸収体270の頂面から第2電極236の頂面までの距離Lをλ/4(λは赤外線の検出波長)とすると良い。こうすると、赤外線吸収体270の頂面と第2電極236の頂面との間で、検出波長λの赤外線が多重反射されるので、検出波長λの赤外線を赤外線吸収体270にて効率よく吸収できる。   Thus, when the second electrode 236 is formed of the same material as the first electrode 234, for example, a metal such as Pt or Ir, the upper surface of the second electrode 236 can be used as a reflective surface. In this case, as shown in FIG. 1, the distance L from the top surface of the infrared absorber 270 to the top surface of the second electrode 236 is preferably λ / 4 (λ is the infrared detection wavelength). In this way, since infrared light having a detection wavelength λ is multiply reflected between the top surface of the infrared absorber 270 and the top surface of the second electrode 236, the infrared light having the detection wavelength λ is efficiently absorbed by the infrared absorber 270. it can.

3.2.電極多層構造
次に、図1に示す本実施形態のキャパシター230の構造について説明する。図1に示すキャパシター230は、焦電体232、第1電極234及び第2電極236の優先配向方位が、例えば(111)配向で揃えられている。(111)面方位に優先配向されることで、他の面方位に(111)配向の配向率が例えば90%以上に制御される。焦電係数を大きくするには(111)配向よりもむしろ(100)配向などが好ましいが、印加電界方向に対して分極を制御しやくするために(111)配向としている。ただし、優先配向方位はこれに限定されない。
3.2. Next, the structure of the capacitor 230 of this embodiment shown in FIG. 1 will be described. In the capacitor 230 shown in FIG. 1, the preferential orientation directions of the pyroelectric body 232, the first electrode 234, and the second electrode 236 are aligned, for example, in the (111) orientation. By being preferentially oriented in the (111) plane orientation, the orientation ratio of the (111) orientation in the other plane orientation is controlled to 90% or more, for example. In order to increase the pyroelectric coefficient, the (100) orientation rather than the (111) orientation is preferable, but the (111) orientation is used in order to easily control the polarization with respect to the applied electric field direction. However, the preferred orientation direction is not limited to this.

第1電極234は、支持部材210から順に、第1電極234を例えば(111)面に優先配向するように配向制御する配向制御層(例えばIr)234Aと、第1還元ガスバリア層(例えばIrOx)234Bと、優先配向のシード層(例えばPt)234Cとを含むことができる。   The first electrode 234 includes, in order from the support member 210, an orientation control layer (eg, Ir) 234A that controls the orientation of the first electrode 234 so as to preferentially orient the (111) plane, for example, and a first reducing gas barrier layer (eg, IrOx). 234B and a preferentially oriented seed layer (eg, Pt) 234C.

第2電極236は、焦電体232側から順に、焦電体232と結晶配向が整合する配向整合層(例えばPt)236Aと、第2還元ガスバリア層(例えばIrOx)236Bと、第2電極236に接続される第2プラグ228との接合面を低抵抗化する低抵抗層(例えばIr)236Cとを含むことができる。   The second electrode 236 includes, in order from the pyroelectric body 232 side, an alignment layer (for example, Pt) 236A in which crystal orientation is aligned with the pyroelectric body 232, a second reducing gas barrier layer (for example, IrOx) 236B, and the second electrode 236. And a low resistance layer (eg, Ir) 236C for reducing the resistance of the joint surface with the second plug 228 connected to the second plug 228.

本実施形態にてキャパシター230の第1,第2電極234,236を多層構造とした理由は、熱容量の小さい赤外線検出素子220でありながら、能力を低めずに低ダメージで加工して界面での結晶格子レベルを整合させ、しかも、キャパシター230の周囲が製造時または使用時に還元雰囲気となっても焦電体(酸化物)232を還元ガスから隔離することにある。   In this embodiment, the reason why the first and second electrodes 234 and 236 of the capacitor 230 have a multi-layer structure is that the infrared detection element 220 with a small heat capacity is processed with low damage without reducing its capability. The crystal lattice level is matched, and the pyroelectric material (oxide) 232 is isolated from the reducing gas even when the periphery of the capacitor 230 is in a reducing atmosphere during manufacturing or use.

焦電体232は例えばPZT(Pb(Zr,Ti)O3の総称:チタン酸ジルコン酸鉛)またはPZTN(PZTにNbを添加したものの総称)等を例えば(111)面方位で優先配向させて結晶成長させている。PZTNを用いると、薄膜になっても還元され難く酸化欠損を抑制できる点で好ましい。焦電体232を配向結晶化させるために、焦電体232の下層の第1電極234の形成段階から配向結晶化させている。   The pyroelectric material 232 is formed by crystallizing PZT (generic name for Pb (Zr, Ti) O3: lead zirconate titanate) or PZTN (general name for PZT with Nb added), for example, in a (111) plane orientation. Growing up. Use of PZTN is preferable in that it is difficult to be reduced even when a thin film is formed and oxidation deficiency can be suppressed. In order to crystallize the pyroelectric material 232, it is crystallized from the formation stage of the first electrode 234 under the pyroelectric material 232.

このために、下部電極234には配向制御層として機能するIr層234Aがスパッタ法で形成される。なお、図1に示すように、配向制御層234Aの下に密着層234Dとしてたとえばチタン・アルミ・ナイトライド(TiAlN)層または窒化チタン(TiN)層を形成すると良い。支持部材210の材質によっては密着性が確保しにくいからである。また、密着層234Dの下層に位置する支持部材210の第1層部材212をSiO2で形成するとき、第1層部材212はポリシリコンよりもグレインが小さい材料またはアモルファス材料にて形成することが好ましい。こうすると、支持部材210がキャパシター230を搭載する表面の平滑性を確保できるからである。もし、配向制御層234Aが形成される面が粗面であると、結晶成長中に粗面の凹凸が反映されてしまうから好ましくない。   For this purpose, an Ir layer 234A that functions as an orientation control layer is formed on the lower electrode 234 by sputtering. As shown in FIG. 1, for example, a titanium / aluminum / nitride (TiAlN) layer or a titanium nitride (TiN) layer may be formed as the adhesion layer 234D under the orientation control layer 234A. This is because, depending on the material of the support member 210, it is difficult to ensure adhesion. Further, when the first layer member 212 of the support member 210 located below the adhesion layer 234D is formed of SiO2, the first layer member 212 is preferably formed of a material having a grain smaller than that of polysilicon or an amorphous material. . This is because the support member 210 can ensure the smoothness of the surface on which the capacitor 230 is mounted. If the surface on which the orientation control layer 234A is formed is a rough surface, the rough surface unevenness is reflected during crystal growth, which is not preferable.

第1電極234中にて還元ガスバリア層として機能するIrOx層234Bは、キャパシター230の下方からの還元性の阻害因子から焦電体232を隔離するために、還元ガスバリア性を呈する支持部材210の第2層部材(例えばSi)214及び支持部材210のエッチングストップ膜(例えばAl)140と共に用いられる。例えば焦電体(セラミック)232の焼成時や他のアニール工程での基部100からの脱ガスや、犠牲層150の等方性エッチング工程に用いる還元ガスが、還元性阻害因子となる。 The IrOx layer 234B functioning as a reducing gas barrier layer in the first electrode 234 has the first support member 210 exhibiting a reducing gas barrier property in order to isolate the pyroelectric body 232 from reducing inhibitors from below the capacitor 230. It is used together with a two-layer member (eg, Si 3 N 4 ) 214 and an etching stop film (eg, Al 2 O 3 ) 140 of the support member 210. For example, degassing from the base 100 during firing of the pyroelectric material (ceramic) 232 or other annealing process, or a reducing gas used in the isotropic etching process of the sacrificial layer 150 becomes a reducing inhibitor.

なお、焦電体232の焼成工程中など、高温処理時にはキャパシター230内部で蒸発気体が生成されることがあるが、その蒸発気体の逃げ道が、図4の矢印Aに示すように、支持部材210の第1層部材212にて確保される。つまり、キャパシター230内部で発生する蒸発気体を逃がすには、第1層部材212にはガスバリア性を備えず、第2層部材214にガスバリア性を備える方が良い。   Note that vaporized gas may be generated inside the capacitor 230 during high-temperature processing, such as during the pyroelectric body 232 firing step. The escape path of the vaporized gas is indicated by an arrow A in FIG. The first layer member 212 is secured. In other words, in order to escape the evaporated gas generated inside the capacitor 230, it is preferable that the first layer member 212 is not provided with a gas barrier property and the second layer member 214 is provided with a gas barrier property.

また、IrOx層234Bは、それ自体の結晶性は少ないが、Ir層234Aとは金属−金属酸化物の関係となって相性が良いので、Ir層234Aと同一の優先配向方位を持つことができる。   In addition, the IrOx layer 234B has little crystallinity per se, but since it has a good compatibility with the Ir layer 234A in a metal-metal oxide relationship, it can have the same preferred orientation direction as the Ir layer 234A. .

第1電極234中にてシード層として機能するPt層234Cが、焦電体232の優先配向のシード層となり、(111)配向される。本実施形態では、Pt層234Cは二層構造となっている。第1層目のPt層で(111)配向の基礎をつくり、第2層目のPt層で表面にマイクロラフネスを形成して、焦電体232の優先配向のシード層として機能させる。焦電体232は、シード層234Cにならつて(111)配向される。   The Pt layer 234C functioning as a seed layer in the first electrode 234 serves as a seed layer of the preferential orientation of the pyroelectric body 232 and is (111) oriented. In the present embodiment, the Pt layer 234C has a two-layer structure. The first Pt layer forms the basis of the (111) orientation, and the second Pt layer forms microroughness on the surface so that the pyroelectric body 232 functions as a preferentially oriented seed layer. The pyroelectric material 232 is (111) oriented following the seed layer 234C.

第2電極236では、スパッタ法で成膜されるとは物理的に界面が荒れ、トラップサイトが生じて特性が劣化する虞があるので、第1電極234、焦電体232、第2電極236の結晶配向が連続的につながるように、結晶レベル格子整合の再構築を行なっている。   When the second electrode 236 is formed by sputtering, the interface is physically rough, trap sites are generated, and the characteristics may be deteriorated. Therefore, the first electrode 234, the pyroelectric body 232, and the second electrode 236 may be used. The crystal-level lattice matching is reconstructed so that the crystal orientations are continuously connected.

第2電極236中のPt層236Aはスパッタ法で形成されるが、スパッタ直後で界面の結晶方向は不連続となる。そこで、その後にアニール処理してPt層236Aを再結晶化させている。つまり、Pt層236Aは、焦電体232と結晶配向が整合する配向整合層として機能する。   The Pt layer 236A in the second electrode 236 is formed by sputtering, but the crystal direction of the interface becomes discontinuous immediately after sputtering. Therefore, after that, annealing treatment is performed to recrystallize the Pt layer 236A. That is, the Pt layer 236A functions as an orientation matching layer in which the crystal orientation of the pyroelectric material 232 is matched.

第2電極236中のIrOx層236Bは、キャパシター230の上方からの還元性劣化因子のバリアとして機能する。また、第2電極236中のIr層236Cは、IrOx層236Bの抵抗値が大きいので、第2プラグ228との間の抵抗値を低抵抗化させるために用いられる。Ir層236Cは、IrOx層236Bと金属酸化物−金属の関係で相性がよく、IrOx層236Bと同一の優先配向方位を持つことができる。   The IrOx layer 236B in the second electrode 236 functions as a barrier for reducing deterioration factors from above the capacitor 230. Further, the Ir layer 236C in the second electrode 236 is used to reduce the resistance value between the IrOx layer 236B and the second plug 228 because the resistance value of the IrOx layer 236B is large. The Ir layer 236C is compatible with the IrOx layer 236B in the metal oxide-metal relationship, and can have the same preferred orientation direction as the IrOx layer 236B.

このように、本実施形態では、第1,第2電極234,236は、焦電体232側から順に、Pt、IrOx、Irと多層に配置され、焦電体232を中心として、形成材料が対称配置されている。   As described above, in the present embodiment, the first and second electrodes 234 and 236 are arranged in multiple layers of Pt, IrOx, and Ir in order from the pyroelectric body 232 side, and the forming material is centered on the pyroelectric body 232. Symmetrical arrangement.

ただし、第1,第2電極234,236を形成する多層構造の各層の厚さは、焦電体232を中心として非対称となっている。先ず、第1電極234のトータル厚さT1と、第2電極236のトータル厚さT2とは、上述したよりも関係(T1>T2)を満足している。ここで、第1電極234のIr層234A、IrOx層234B、Pt層234Cの各熱伝導率をλ1、λ2、λ3とし、各厚さをT11、T12、T13とする。第2電極236のIr層236C、IrOx層236B、Pt層236Aの各熱伝導率は第1電極234と同じくλ1、λ2、λ3となり、その各厚さをT21、T22、T23とする。   However, the thickness of each layer of the multilayer structure forming the first and second electrodes 234 and 236 is asymmetric with respect to the pyroelectric body 232. First, the total thickness T1 of the first electrode 234 and the total thickness T2 of the second electrode 236 satisfy the relationship (T1> T2) as described above. Here, the thermal conductivities of the Ir layer 234A, IrOx layer 234B, and Pt layer 234C of the first electrode 234 are λ1, λ2, and λ3, and the thicknesses are T11, T12, and T13. The thermal conductivities of the Ir layer 236C, IrOx layer 236B, and Pt layer 236A of the second electrode 236 are λ1, λ2, and λ3 as in the first electrode 234, and the thicknesses thereof are T21, T22, and T23.

また、第1電極234のIr層234A、IrOx層234B、Pt層234Cの各熱コンダクタンスをG11、G12、G13とすると、G11=λ1/T11、G12=λ2/T12、G13=λ3/T13となる。第2電極236のIr層236C、IrOx層236B、Pt層236Aの各熱コンダクタンスをG21、G22、G23とすると、G21=λ1/T21、G22=λ2/T22、G23=λ3/T23となる。   Further, assuming that the thermal conductances of the Ir layer 234A, IrOx layer 234B, and Pt layer 234C of the first electrode 234 are G11, G12, and G13, G11 = λ1 / T11, G12 = λ2 / T12, and G13 = λ3 / T13. . When the thermal conductances of the Ir layer 236C, IrOx layer 236B, and Pt layer 236A of the second electrode 236 are G21, G22, and G23, G21 = λ1 / T21, G22 = λ2 / T22, and G23 = λ3 / T23.

第1電極234のトータル熱コンダクタンスG1は、1/G1=(1/G11)+(1/G12)+(1/G13)で表わされるので、
G1=(G11×G12×G13)/(G11+G12+G13)…(1)
同様に、第2電極236のトータル熱コンダクタンスG2は、1/G2=(1/G21)+(1/G22)+(1/G23)で表わされるので、
G2=(G21×G22×G23)/(G21+G22+G23)…(2)
となる。
Since the total thermal conductance G1 of the first electrode 234 is expressed by 1 / G1 = (1 / G11) + (1 / G12) + (1 / G13),
G1 = (G11 × G12 × G13) / (G11 + G12 + G13) (1)
Similarly, the total thermal conductance G2 of the second electrode 236 is expressed by 1 / G2 = (1 / G21) + (1 / G22) + (1 / G23).
G2 = (G21 × G22 × G23) / (G21 + G22 + G23) (2)
It becomes.

次に、第1,第2電極234,236を形成する多層構造の各層の厚さは、T11+T12+T13=T1>T2=T21+T22+T23を満たす条件下でほぼ次の通りの関係である。   Next, the thickness of each layer of the multilayer structure forming the first and second electrodes 234 and 236 is substantially as follows under the condition satisfying T11 + T12 + T13 = T1> T2 = T21 + T22 + T23.

Ir層234A,236C T11:T21=1:0.7
IrOx層234B,236B T12:T22=0.3:1
Pt層234C,236A T13:T23=3:1
このような膜厚関係とした理由は以下の通りである。まず、Ir層234A,236Cについて言えば、第1電極234中のIr層234Aは配向制御層として機能するから、配向性を有するには所定の膜厚が必要であるのに対して、第2電極236のIr層236Cの目的は低抵抗化にあり、薄くするほど低抵抗化を実現できる。
Ir layer 234A, 236C T11: T21 = 1: 0.7
IrOx layers 234B, 236B T12: T22 = 0.3: 1
Pt layer 234C, 236A T13: T23 = 3: 1
The reason for this film thickness relationship is as follows. First, regarding the Ir layers 234A and 236C, the Ir layer 234A in the first electrode 234 functions as an orientation control layer. The purpose of the Ir layer 236C of the electrode 236 is to reduce the resistance, and the lower the resistance, the lower the resistance.

次に、IrOx層234B,236Bについて言えば、キャパシター230の下方及び上方からの還元性阻害因子のバリア性は他のバリア膜(第2層部材214、還元性ガスバリア層240、エッチングストップ膜兼還元性ガスバリア層140,280)を併用しており、第1電極234のIrOx層234Bは薄くしているが、第2電極IrOx層236Bは第2プラグ228でのバリア性が低いことに備えて厚くしている。   Next, regarding the IrOx layers 234B and 236B, the barrier property of the reducing inhibitor from the lower side and the upper side of the capacitor 230 is that other barrier films (second layer member 214, reducing gas barrier layer 240, etching stop film / reducing layer). In addition, the IrOx layer 234B of the first electrode 234 is made thin, but the second electrode IrOx layer 236B is thick in preparation for the low barrier property at the second plug 228. doing.

最後に、Pt層234C,236Aに関して言えば、第1電極234中のPt層234Cは焦電体232の優先配向を決定付けるシード層として機能するから所定の膜厚が必要であるのに対して、第2電極236のPt層236Aの目的は焦電体232の配向と整合する配向整合層として機能するので、第1電極234中のPt層234Cよりも薄く形成しても良い。   Finally, with regard to the Pt layers 234C and 236A, the Pt layer 234C in the first electrode 234 functions as a seed layer that determines the preferred orientation of the pyroelectric body 232, whereas a predetermined thickness is required. Since the purpose of the Pt layer 236A of the second electrode 236 functions as an alignment matching layer that matches the alignment of the pyroelectric body 232, it may be formed thinner than the Pt layer 234C in the first electrode 234.

また、第1電極234のIr層234A、IrOx層234B、Pt層234Cの肉厚比は、例えばT11:T12:T13=10:3:15とし、第2電極236のIr層236C、IrOx層236B、Pt層236Aの肉厚比は、例えばT21:T22:T23=7:10:5とした。   The thickness ratio of the Ir layer 234A, IrOx layer 234B, and Pt layer 234C of the first electrode 234 is, for example, T11: T12: T13 = 10: 3: 15, and the Ir layer 236C and IrOx layer 236B of the second electrode 236 are set. The thickness ratio of the Pt layer 236A is, for example, T21: T22: T23 = 7: 10: 5.

ここで、Ptの熱伝達率λ3=71.6(W/m・K)であり、Irの熱伝達率λ1は、λ1=147(W/m・K)とPtの熱伝達率λ3のほぼ2倍である。IrOxの熱伝導率λ2は熱度や酸素/金属比(O/M)によって変化するが、Irの熱伝達率λ1を超えることはない。上述した膜厚の関係と熱伝達率の関係を式(1)(2)に代入してG1,G2の大小関係を求めると、G1<G2が成立することが分かる。このように、本実施形態のように第1,第2電極234,236を多層構造にしても、熱伝達率と膜厚の関係からG1<G2が満足される。   Here, the heat transfer coefficient λ3 of Pt is 71.6 (W / m · K), and the heat transfer coefficient λ1 of Ir is approximately λ1 = 147 (W / m · K), which is approximately the heat transfer coefficient λ3 of Pt. 2 times. The thermal conductivity λ2 of IrOx varies depending on the heat degree and the oxygen / metal ratio (O / M), but does not exceed the thermal conductivity λ1 of Ir. Substituting the relationship between the film thickness and the heat transfer coefficient into the equations (1) and (2) to obtain the magnitude relationship between G1 and G2, it can be seen that G1 <G2. Thus, even if the first and second electrodes 234 and 236 are formed in a multilayer structure as in this embodiment, G1 <G2 is satisfied from the relationship between the heat transfer coefficient and the film thickness.

また、上述した通り、第1電極234が支持部材210との接合面に密着層234Dを有する場合には、第1電極234の熱コンダクタンスG1はより小さくなるので、G1<G2の関係を満足し易くなる。   Further, as described above, when the first electrode 234 has the adhesion layer 234D on the joint surface with the support member 210, the thermal conductance G1 of the first electrode 234 becomes smaller, so that the relationship of G1 <G2 is satisfied. It becomes easy.

なお、キャパシター230のエッチングマスクはエッチングの進行に従い劣化するので、多層構造とするほどキャパシター230の側壁は、図1に示すように上側ほど狭く下側ほど広いテーパ形状となる。しかし、水平面に対するテーパ角は80度程なので、キャパシター230の全高がナノメートルオーダーであることを考慮すれば、第2電極236に対する第1電極234の面積拡大は小さい。よって、第1,第2電極234,236の熱コンダクタンスの関係から、第1電極234での熱伝達量を第2電極236での熱伝達量よりも小さくできる。   Since the etching mask of the capacitor 230 deteriorates as the etching progresses, the side wall of the capacitor 230 becomes narrower toward the upper side and wider toward the lower side as shown in FIG. However, since the taper angle with respect to the horizontal plane is about 80 degrees, the area expansion of the first electrode 234 relative to the second electrode 236 is small considering that the total height of the capacitor 230 is on the order of nanometers. Therefore, the heat transfer amount at the first electrode 234 can be made smaller than the heat transfer amount at the second electrode 236 due to the thermal conductance relationship between the first and second electrodes 234 and 236.

3.3.キャパシター構造の変形例
以上の通り、キャパシター230の第1,第2電極234,236の各々について、単層構造及び多層構造を説明したが、キャパシター230の機能を維持しながら、熱コンダクタンスの関係をG1<G2とする他の種々の組み合わせが考えられる。
3.3. Modification of Capacitor Structure As described above, the single-layer structure and the multilayer structure have been described for each of the first and second electrodes 234 and 236 of the capacitor 230. Various other combinations with G1 <G2 are possible.

先ず、第2電極236のIr層236Cを削除することができる。この場合、第2プラグ228の材料に例えばIrを用いれば、同様に低抵抗化の目的は達成されるからである。こうすると、第2電極236の熱コンダクタンスG2は図1の場合よりも大きくなるので、G1<G2の関係を満足させ易くなる。また、この場合には、図1に示すL=λ/4を規定する反射面は、第2電極236のPt層236Aに代わるが、同様に多重反射面を担保できる。   First, the Ir layer 236C of the second electrode 236 can be deleted. In this case, if, for example, Ir is used as the material of the second plug 228, the purpose of reducing the resistance can be achieved. In this case, the thermal conductance G2 of the second electrode 236 becomes larger than that in the case of FIG. 1, and thus it is easy to satisfy the relationship of G1 <G2. In this case, the reflection surface defining L = λ / 4 shown in FIG. 1 is replaced with the Pt layer 236A of the second electrode 236, but a multiple reflection surface can be secured in the same manner.

次に、図1の第2電極236中のIrOx層236Bの厚さを、第1電極234中のIrOx層234Bと同一厚さ以下とすることができる。上述の通り、キャパシター230の下方及び上方からの還元性阻害因子のバリア性は他のバリア膜(第2層部材214、還元性ガスバリア層240、エッチングストップ膜兼還元性ガスバリア層140,280)を併用しているからで、第2プラグ228での還元ガスバリア性が例えば図5のようにして高められれば、第2電極236中のIrOx層236Bの厚さを第1電極234中のIrOx層234Bより厚くする必要はない。こうすると、第2電極236の熱コンダクタンスG2はより大きくなり、よりG1<G2の関係を成立がし易くなる。   Next, the thickness of the IrOx layer 236B in the second electrode 236 of FIG. 1 can be made equal to or less than the thickness of the IrOx layer 234B in the first electrode 234. As described above, the barrier property of the reducing inhibitor from the lower side and the upper side of the capacitor 230 is that other barrier films (second layer member 214, reducing gas barrier layer 240, etching stop film / reducing gas barrier layer 140, 280) are used. Since the reducing gas barrier property at the second plug 228 can be enhanced as shown in FIG. 5 for example, the thickness of the IrOx layer 236B in the second electrode 236 is set to the IrOx layer 234B in the first electrode 234. There is no need to make it thicker. As a result, the thermal conductance G2 of the second electrode 236 becomes larger, and the relationship of G1 <G2 is more easily established.

次に、図1の第1電極234中のIrOx層234Bを削除することができる。IrOx層234Bを削除しても、Ir層234AとPt層234Cとの結晶の連続性は妨げられないので、結晶配向に関して何ら問題はない。IrOx層234Bを削除することで、キャパシター230はその下方からの還元性阻害因子に対してバリア膜を持たないことになる。ただし、キャパシター230を支持する支持部材210にて第2層部材214が、支持部材210の下面にはエッチングストップ膜140が、それぞれ存在し、第2層部材214及びエッチングストップ膜140が還元ガスバリア性を有する膜で形成されれば、キャパシター230はその下方からの還元性阻害因子に対するバリア性を担保できる。   Next, the IrOx layer 234B in the first electrode 234 of FIG. 1 can be deleted. Even if the IrOx layer 234B is deleted, the crystal continuity between the Ir layer 234A and the Pt layer 234C is not hindered, so there is no problem with respect to the crystal orientation. By deleting the IrOx layer 234B, the capacitor 230 does not have a barrier film against the reducing inhibitor from below. However, the second layer member 214 is present on the support member 210 that supports the capacitor 230, and the etching stop film 140 is present on the lower surface of the support member 210. The second layer member 214 and the etching stop film 140 are provided with a reducing gas barrier property. If the capacitor 230 is formed, a capacitor 230 can secure a barrier property against a reducing inhibitor from below.

ここで、第1電極234中のIrOx層234Bを削除すると、第1電極234の熱コンダクタンスG1は大きくなる。よって、G1<G2の関係を成立させるには、第2電極236の熱コンダクタンスG2も大きくする必要が生ずるかもしれない。その場合、例えば第2電極236中のIrOx層236Bを削除することが考えられる。IrOx層236Bを削除できれば、Ir層236Cもまた不要となる。Ir層236Cに代えてPt層236Aが低抵抗層として機能するからである。キャパシター230の上方からの還元性阻害因子についてのバリア性は、上述した還元性ガスバリア膜240や、図4に示すバリアメタル228Aや、あるいは図5の還元性ガスバリア層290により担保できる。   Here, when the IrOx layer 234B in the first electrode 234 is deleted, the thermal conductance G1 of the first electrode 234 increases. Therefore, it may be necessary to increase the thermal conductance G2 of the second electrode 236 in order to establish the relationship of G1 <G2. In that case, for example, it is conceivable to delete the IrOx layer 236B in the second electrode 236. If the IrOx layer 236B can be deleted, the Ir layer 236C is also unnecessary. This is because the Pt layer 236A functions as a low resistance layer instead of the Ir layer 236C. The barrier property with respect to the reducing inhibitor from above the capacitor 230 can be secured by the reducing gas barrier film 240 described above, the barrier metal 228A shown in FIG. 4, or the reducing gas barrier layer 290 shown in FIG.

図1の第2電極234は上述した通りPt層236Aのみで形成したとき、第1電極234は、Pt層234Cの単層か、Ir層234A及びPt層234Cの二層か、あるいは図1の通りIr層234A、IrOx層234B及びPt層234Cの三層とすることができる。これらの場合のいずれでも、例えば第1電極234のPt層234Cの厚さT13を第2電極236のPt層236Aの厚さT23よりも厚くすれば(T13>T23)、G1<G2の関係を容易に成立させることができる。   When the second electrode 234 of FIG. 1 is formed of only the Pt layer 236A as described above, the first electrode 234 is a single layer of the Pt layer 234C, two layers of the Ir layer 234A and the Pt layer 234C, or FIG. A three-layer structure including an Ir layer 234A, an IrOx layer 234B, and a Pt layer 234C can be used. In any of these cases, for example, if the thickness T13 of the Pt layer 234C of the first electrode 234 is made larger than the thickness T23 of the Pt layer 236A of the second electrode 236 (T13> T23), the relationship of G1 <G2 is established. It can be easily established.

4.電子機器
図6に本実施形態の焦電型光検出器または焦電型光検出装置を含む電子機器の構成例を示す。この電子機器は、光学系400、センサーデバイス(焦電型光検出装置)410、画像処理部420、処理部430、記憶部440、操作部450、表示部460を含む。なお本実施形態の電子機器は図6の構成に限定されず、その構成要素の一部(例えば光学系、操作部、表示部等)を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
4). Electronic Device FIG. 6 shows a configuration example of an electronic device including the pyroelectric detector or pyroelectric detector of the present embodiment. This electronic apparatus includes an optical system 400, a sensor device (pyroelectric detection device) 410, an image processing unit 420, a processing unit 430, a storage unit 440, an operation unit 450, and a display unit 460. Note that the electronic apparatus of the present embodiment is not limited to the configuration shown in FIG. 6, and various components such as omitting some of the components (for example, an optical system, an operation unit, a display unit, etc.) or adding other components. Can be implemented.

光学系400は、例えば1又は複数のレンズや、これらのレンズを駆動する駆動部などを含む。そしてセンサーデバイス410への物体像の結像などを行う。また必要であればフォーカス調整なども行う。   The optical system 400 includes, for example, one or a plurality of lenses and a driving unit that drives these lenses. Then, an object image is formed on the sensor device 410. If necessary, focus adjustment is also performed.

センサーデバイス410は、上述した本実施形態の焦電型光検出器200を二次元配列させて構成され、複数の行線(ワード線、走査線)と複数の列線(データ線)が設けられる。センサーデバイス410は、二次元配列された光検出器に加えて、行選択回路(行ドライバー)と、列線を介して光検出器からのデータを読み出す読み出し回路と、A/D変換部等を含むことができる。二次元配列された各光検出器からのデータを順次読み出すことで、物体像の撮像処理を行うことができる。   The sensor device 410 is configured by two-dimensionally arranging the pyroelectric detectors 200 of the present embodiment described above, and is provided with a plurality of row lines (word lines, scanning lines) and a plurality of column lines (data lines). . In addition to the two-dimensionally arranged photodetectors, the sensor device 410 includes a row selection circuit (row driver), a readout circuit that reads data from the photodetectors via column lines, an A / D converter, and the like. Can be included. By sequentially reading out data from each of the two-dimensionally arranged photodetectors, an object image can be captured.

画像処理部420は、センサーデバイス410からのデジタルの画像データ(画素データ)に基づいて、画像補正処理などの各種の画像処理を行う。   The image processing unit 420 performs various image processing such as image correction processing based on digital image data (pixel data) from the sensor device 410.

処理部430は、電子機器の全体の制御を行ったり、電子機器内の各ブロックの制御を行う。この処理部430は、例えばCPU等により実現される。記憶部440は、各種の情報を記憶するものであり、例えば処理部430や画像処理部420のワーク領域として機能する。操作部450は、ユーザが電子機器を操作するためのインターフェースとなるものであり、例えば各種ボタンやGUI(Graphical User Interface)画面などにより実現される。表示部460は、例えばセンサーデバイス410により取得された画像やGUI画面などを表示するものであり、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどの各種のディスプレイにより実現される。   The processing unit 430 controls the entire electronic device and controls each block in the electronic device. The processing unit 430 is realized by a CPU or the like, for example. The storage unit 440 stores various types of information, and functions as a work area for the processing unit 430 and the image processing unit 420, for example. The operation unit 450 serves as an interface for the user to operate the electronic device, and is realized by various buttons or a GUI (Graphical User Interface) screen, for example. The display unit 460 displays, for example, an image acquired by the sensor device 410, a GUI screen, and the like, and is realized by various displays such as a liquid crystal display and an organic EL display.

このように、1セル分の焦電型光検出器を赤外線センサー等のセンサーとして用いる他、1セル分の焦電型光検出器を直交二軸方向に二次元配置することでセンサーデバイス410を構成することができ、こうすると熱(光)分布画像を提供することができる。このセンサーデバイス410を用いて、サーモグラフィー、車載用ナイトビジョンあるいは監視カメラなどの電子機器を構成することができる。   In this way, the pyroelectric detector for one cell is used as a sensor such as an infrared sensor, and the sensor device 410 is arranged by two-dimensionally arranging the pyroelectric detector for one cell in two orthogonal axes. This can provide a heat (light) distribution image. The sensor device 410 can be used to configure an electronic device such as a thermography, an in-vehicle night vision, or a surveillance camera.

もちろん、1セル分または複数セルの焦電型光検出器をセンサーとして用いることで物体の物理情報の解析(測定)を行う解析機器(測定機器)、火や発熱を検知するセキュリティー機器、工場などに設けられるFA(Factory Automation)機器などの各種の電子機器を構成することもできる。   Of course, analysis equipment (measuring equipment) that analyzes (measures) physical information of objects by using a pyroelectric detector for one cell or multiple cells as a sensor, security equipment that detects fire and heat generation, factories, etc. Various electronic devices such as FA (Factory Automation) devices provided in the system can also be configured.

図7(A)に図6のセンサーデバイス410の構成例を示す。このセンサーデバイスは、センサーアレイ500と、行選択回路(行ドライバー)510と、読み出し回路520を含む。またA/D変換部530、制御回路550を含むことができる。このセンサーデバイスを用いることで、例えばナイトビジョン機器などに用いられる赤外線カメラなどを実現できる。   FIG. 7A shows a configuration example of the sensor device 410 in FIG. The sensor device includes a sensor array 500, a row selection circuit (row driver) 510, and a readout circuit 520. An A / D converter 530 and a control circuit 550 can be included. By using this sensor device, for example, an infrared camera used in a night vision device or the like can be realized.

センサーアレイ500には、例えば図2に示すように二軸方向に複数のセンサーセルが配列(配置)される。また複数の行線(ワード線、走査線)と複数の列線(データ線)が設けられる。なお行線及び列線の一方の本数が1本であってもよい。例えば行線が1本である場合には、図7(A)において行線に沿った方向(横方向)に複数のセンサーセルが配列される。一方、列線が1本である場合には、列線に沿った方向(縦方向)に複数のセンサーセルが配列される。   In the sensor array 500, for example, as shown in FIG. 2, a plurality of sensor cells are arranged (arranged) in the biaxial direction. A plurality of row lines (word lines, scanning lines) and a plurality of column lines (data lines) are provided. One of the row lines and the column lines may be one. For example, when there is one row line, a plurality of sensor cells are arranged in a direction (lateral direction) along the row line in FIG. On the other hand, when there is one column line, a plurality of sensor cells are arranged in a direction (vertical direction) along the column line.

図7(B)に示すように、センサーアレイ500の各センサーセルは、各行線と各列線の交差位置に対応する場所に配置(形成)される。例えば図7(B)のセンサーセルは、行線WL1と列線DL1の交差位置に対応する場所に配置されている。他のセンサーセルも同様である。   As shown in FIG. 7B, each sensor cell of the sensor array 500 is arranged (formed) at a location corresponding to the intersection position of each row line and each column line. For example, the sensor cell of FIG. 7B is disposed at a location corresponding to the intersection position of the row line WL1 and the column line DL1. The same applies to other sensor cells.

行選択回路510は、1又は複数の行線に接続される。そして各行線の選択動作を行う。例えば図7(B)のようなQVGA(320×240画素)のセンサーアレイ500(焦点面アレイ)を例にとれば、行線WL0、WL1、WL2・・・・WL239を順次選択(走査)する動作を行う。即ちこれらの行線を選択する信号(ワード選択信号)をセンサーアレイ500に出力する。   The row selection circuit 510 is connected to one or more row lines. Then, each row line is selected. For example, taking a QVGA (320 × 240 pixel) sensor array 500 (focal plane array) as shown in FIG. 7B as an example, row lines WL0, WL1, WL2,... WL239 are sequentially selected (scanned). Perform the action. That is, a signal (word selection signal) for selecting these row lines is output to the sensor array 500.

読み出し回路520は、1又は複数の列線に接続される。そして各列線の読み出し動作を行う。QVGAのセンサーアレイ500を例にとれば、列線DL0、DL1、DL2・・・・DL319からの検出信号(検出電流、検出電荷)を読み出す動作を行う。   The read circuit 520 is connected to one or more column lines. Then, a read operation for each column line is performed. Taking the QVGA sensor array 500 as an example, an operation of reading detection signals (detection current, detection charge) from the column lines DL0, DL1, DL2,.

A/D変換部530は、読み出し回路520において取得された検出電圧(測定電圧、到達電圧)をデジタルデータにA/D変換する処理を行う。そしてA/D変換後のデジタルデータDOUTを出力する。具体的には、A/D変換部530には、複数の列線の各列線に対応して各A/D変換器が設けられる。そして、各A/D変換器は、対応する列線において読み出し回路520により取得された検出電圧のA/D変換処理を行う。なお、複数の列線に対応して1つのA/D変換器を設け、この1つのA/D変換器を用いて、複数の列線の検出電圧を時分割にA/D変換してもよい。   The A / D conversion unit 530 performs a process of A / D converting the detection voltage (measurement voltage, ultimate voltage) acquired in the reading circuit 520 into digital data. Then, the digital data DOUT after A / D conversion is output. Specifically, the A / D converter 530 is provided with each A / D converter corresponding to each of the plurality of column lines. Each A / D converter performs A / D conversion processing of the detection voltage acquired by the reading circuit 520 in the corresponding column line. Note that one A / D converter is provided corresponding to a plurality of column lines, and the detection voltage of the plurality of column lines can be A / D converted in a time division manner using this one A / D converter. Good.

制御回路550(タイミング生成回路)は、各種の制御信号を生成して、行選択回路510、読み出し回路520、A/D変換部530に出力する。例えば充電や放電(リセット)の制御信号を生成して出力する。或いは、各回路のタイミングを制御する信号を生成して出力する。   The control circuit 550 (timing generation circuit) generates various control signals and outputs them to the row selection circuit 510, the read circuit 520, and the A / D conversion unit 530. For example, a charge or discharge (reset) control signal is generated and output. Alternatively, a signal for controlling the timing of each circuit is generated and output.

以上、いくつかの実施形態について説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。   Although several embodiments have been described above, it is easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without substantially departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention. For example, a term described at least once together with a different term having a broader meaning or the same meaning in the specification or the drawings can be replaced with the different term in any part of the specification or the drawings.

100 基部(固定部)、102 空洞部、130,140 還元ガスバリア層(エッチングストップ膜)、200 焦電型光検出器、210 支持部材、220 赤外線検出素子、222,224 第1,第2電極配線層、226,228 第1,第2プラグ、228A バリアメタル、230 キャパシター、232 焦電体、234 第1電極、234A 配向制御層、234B 第1還元ガスバリア層、234C シード層、234D 密着層、236 第2電極、236A 配向整合層、236B 第2還元ガスバリア層、236C 低抵抗層、240 還元ガスバリア層、250 層間絶縁膜、260 パッシベーション膜、270 光吸収部材(赤外線吸収体)、280 還元ガスバリア層(エッチングストップ膜)、290 還元ガスバリア層   100 base part (fixed part), 102 cavity part, 130,140 reducing gas barrier layer (etching stop film), 200 pyroelectric detector, 210 support member, 220 infrared detection element, 222,224 first and second electrode wiring Layer, 226, 228 first and second plugs, 228A barrier metal, 230 capacitor, 232 pyroelectric material, 234 first electrode, 234A orientation control layer, 234B first reducing gas barrier layer, 234C seed layer, 234D adhesion layer, 236 Second electrode, 236A Alignment matching layer, 236B Second reducing gas barrier layer, 236C Low resistance layer, 240 reducing gas barrier layer, 250 interlayer insulating film, 260 passivation film, 270 light absorbing member (infrared absorber), 280 reducing gas barrier layer ( Etching stop film), 290 reducing gas barrier layer

Claims (18)

第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に配置される焦電体と、を含むキャパシターと、
第1面と、前記第1面と対向する第2面と、を有し、前記第1面が空洞部と面し、前記第2面の側に、前記キャパシターが搭載される支持部材と、
前記支持部材を支持する固定部と、
を有し、
前記焦電体と前記支持部材との間に配置される前記第1電極は、還元ガスに対してバリア性を有する第1還元ガスバリア層を含み、
前記焦電体と接するように配置される前記第2電極は、前記焦電体と結晶配向が整合する配向整合層と、還元ガスに対してバリア性を有する第2還元ガスバリア層と、を含み、
前記第1還元ガスバリア層と前記第2還元ガスバリア層とは同一材料にて形成され、前記第1還元ガスバリア層は前記第2還元ガスバリア層よりも厚く、
前記第1電極の熱コンダクタンスが、前記第2電極の熱コンダクタンスよりも小さいことを特徴とする焦電型光検出器。
A capacitor including a first electrode, a second electrode, and a pyroelectric body disposed between the first electrode and the second electrode;
A first member and a second member facing the first member, the first member facing the cavity, and the support member on which the capacitor is mounted on the second member side;
A fixing portion for supporting the support member;
Have
The first electrode disposed between the pyroelectric body and the support member includes a first reducing gas barrier layer having a barrier property against a reducing gas,
The second electrode disposed so as to be in contact with the pyroelectric body includes an alignment layer having crystal alignment with the pyroelectric body, and a second reducing gas barrier layer having a barrier property against a reducing gas. ,
The first reducing gas barrier layer and the second reducing gas barrier layer are formed of the same material, and the first reducing gas barrier layer is thicker than the second reducing gas barrier layer,
A pyroelectric detector, wherein the thermal conductance of the first electrode is smaller than the thermal conductance of the second electrode.
請求項1において、
前記第1電極は前記第2電極よりも厚いことを特徴とする焦電型光検出器。
In claim 1,
The pyroelectric detector, wherein the first electrode is thicker than the second electrode.
請求項2において、
前記第1電極は、前記焦電体のシード層を含み、
記シード層は前記配向整合層よりも厚いことを特徴とする焦電型光検出器。
In claim 2,
The first electrode includes a seed layer of the pyroelectric material,
Pyroelectric detector, wherein thicker than the orientation alignment layer before Symbol seed layer.
請求項3において、
前記第1電極は、前記支持部材と前記シード層との間に、前記シード層が特定の結晶面に優先配向するように制御する配向制御層をさらに有することを特徴とする焦電型光検出器。
In claim 3,
The first electrode between the supporting member and the seed layer, a pyroelectric light the seed layer, characterized in that it further comprises an alignment control layer for controlling to preferentially oriented crystal plane of the particular Detector.
請求項4において、
前記第1還元ガスバリア層は、前記シード層と前記配向制御層との間に設けられることを特徴とする焦電型光検出器。
In claim 4,
The pyroelectric detector, wherein the first reducing gas barrier layer is provided between the seed layer and the orientation control layer.
請求項5において、
前記第1電極は、前記配向制御層と前記支持部材との間に密着層をさらに有することを特徴とする焦電型光検出器。
In claim 5,
The pyroelectric detector according to claim 1, wherein the first electrode further includes an adhesion layer between the orientation control layer and the support member.
請求項5または6において、
前記第2還元ガスバリア層は、前記配向整合層が前記焦電体と接する面とは逆の面に設けられることを特徴とする焦電型光検出器。
In claim 5 or 6,
The pyroelectric detector, wherein the second reducing gas barrier layer is provided on a surface opposite to a surface where the alignment layer is in contact with the pyroelectric material.
請求項7において、
前記第2電極は、前記第2還元ガスバリア層が前記配向整合層と接する面とは逆の面に低抵抗層をさらに有し、
前記配向整合層と前記低抵抗層とは同一材料にて形成され、前記配向整合層は前記低抵抗層よりも厚いことを特徴とする焦電型光検出器。
In claim 7,
The second electrode further includes a low resistance layer on a surface opposite to a surface where the second reducing gas barrier layer is in contact with the alignment layer .
The pyroelectric detector, wherein the alignment matching layer and the low resistance layer are formed of the same material, and the alignment matching layer is thicker than the low resistance layer.
第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に配置される焦電体と、を含むキャパシターと、
第1面と、前記第1面と対向する第2面と、を有し、前記第1面が空洞部と面し、前記第2面の側に、前記キャパシターが搭載される支持部材と、
前記支持部材を支持する固定部と、
を有し、
前記焦電体と前記支持部材との間に配置される前記第1電極は、前記焦電体のシード層と、還元ガスに対してバリア性を有する第1還元ガスバリア層と、を含み、
前記焦電体と接するように配置される前記第2電極は、前記焦電体と結晶配向が整合する配向整合層と、還元ガスに対してバリア性を有する第2還元ガスバリア層と、を含み、
前記第1還元ガスバリア層と前記第2還元ガスバリア層とは同一材料にて形成され、前記第2還元ガスバリア層は前記第1還元ガスバリア層よりも厚く、
前記第1電極の膜厚T1は前記第2電極の膜厚T2よりも厚く、前記第1電極中の前記シード層の厚さをT13とし、前記第2電極中の前記配向整合層の厚さをT23としたとき、T13≧3×T23であり、
前記第1電極の熱コンダクタンスが、前記第2電極の熱コンダクタンスよりも小さいことを特徴とする焦電型光検出器。
A capacitor including a first electrode, a second electrode, and a pyroelectric body disposed between the first electrode and the second electrode;
A first member and a second member facing the first member, the first member facing the cavity, and the support member on which the capacitor is mounted on the second member side;
A fixing portion for supporting the support member;
Have
The first electrode disposed between the pyroelectric body and the support member includes a seed layer of the pyroelectric body and a first reducing gas barrier layer having a barrier property against a reducing gas,
The second electrode disposed so as to be in contact with the pyroelectric body includes an alignment layer having crystal alignment with the pyroelectric body, and a second reducing gas barrier layer having a barrier property against a reducing gas. ,
Wherein the first reducing gas barrier layer and the second reducing gas barrier layer are preferably made of the same material, the second reducing gas barrier layer is rather thick than the first reducing gas barrier layer,
The thickness T1 of the first electrode is larger than the thickness T2 of the second electrode, the thickness of the seed layer in the first electrode is T13, and the thickness of the alignment layer in the second electrode is T13. Is T23, T13 ≧ 3 × T23,
A pyroelectric detector , wherein the thermal conductance of the first electrode is smaller than the thermal conductance of the second electrode .
請求項9において、  In claim 9,
前記第1電極は、前記支持部材と前記シード層との間に、前記シード層が特定の結晶面に優先配向するように制御する配向制御層をさらに有することを特徴とする焦電型光検出器。  The first electrode further includes an orientation control layer for controlling the seed layer to be preferentially oriented to a specific crystal plane between the support member and the seed layer. vessel.
請求項10において、  In claim 10,
前記第1還元ガスバリア層は、前記シード層と前記配向制御層との間に設けられることを特徴とする焦電型光検出器。  The pyroelectric detector, wherein the first reducing gas barrier layer is provided between the seed layer and the orientation control layer.
請求項11において、  In claim 11,
前記第1電極は、前記配向制御層と前記支持部材との間に密着層をさらに有することを特徴とする焦電型光検出器。  The pyroelectric detector according to claim 1, wherein the first electrode further includes an adhesion layer between the orientation control layer and the support member.
請求項11または12において、  In claim 11 or 12,
前記第2還元ガスバリア層は、前記配向整合層が前記焦電体と接する面とは逆の面に設けられることを特徴とする焦電型光検出器。  The pyroelectric detector, wherein the second reducing gas barrier layer is provided on a surface opposite to a surface where the alignment layer is in contact with the pyroelectric material.
請求項13において、  In claim 13,
前記第2電極は、前記第2還元ガスバリア層が前記配向整合層と接する面とは逆の面に低抵抗層をさらに有し、  The second electrode further includes a low resistance layer on a surface opposite to a surface where the second reducing gas barrier layer is in contact with the alignment layer.
前記配向整合層と前記低抵抗層とは同一材料にて形成され、前記配向整合層は前記低抵抗層よりも厚いことを特徴とする焦電型光検出器。  The pyroelectric detector, wherein the alignment matching layer and the low resistance layer are formed of the same material, and the alignment matching layer is thicker than the low resistance layer.
請求項1乃至14のいずれかにおいて、
前記第1電極、前記第2電極及び前記焦電体は、(111)面に優先配向されていることを特徴とする焦電型光検出器。
In any one of Claims 1 thru | or 14 .
The pyroelectric detector, wherein the first electrode, the second electrode, and the pyroelectric material are preferentially oriented in a (111) plane.
請求項1乃至15のいずれかにおいて、
前記キャパシターの前記第2電極側から入射される光入射経路にて前記キャパシターよりも上流側に配置され、光を吸収して得られた熱を前記キャパシターに伝達する光吸収部材がさらに設けられ、
前記第2電極は、前記光吸収部材を透過した光を前記光吸収部材に反射させることを特徴とする焦電型光検出器。
In any one of Claims 1 thru | or 15 ,
A light absorbing member that is disposed upstream of the capacitor in a light incident path that is incident from the second electrode side of the capacitor and that transmits heat obtained by absorbing light to the capacitor;
The pyroelectric detector according to claim 2, wherein the second electrode reflects light transmitted through the light absorbing member to the light absorbing member.
請求項1乃至16のいずれかに記載の焦電型光検出器を二次元配置したことを特徴とする焦電型光検出装置。 A pyroelectric detection device, wherein the pyroelectric detection device according to any one of claims 1 to 16 is two-dimensionally arranged. 請求項1乃至16のいずれかに記載の焦電型光検出器を有することを特徴とする電子機器。 An electronic apparatus, comprising a pyroelectric detector according to any of claims 1 to 16.
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JP2008028114A (en) * 2006-07-20 2008-02-07 Seiko Epson Corp Dielectric capacitor
JP5771900B2 (en) * 2010-03-26 2015-09-02 セイコーエプソン株式会社 Thermal photodetector, thermal photodetector, and electronic device
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