JP6413281B2 - ボロメータ方式の赤外線センサおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態にかかる赤外線センサについて説明する。まず、図1を参照して、本実施形態のボロメータ方式の赤外線センサの構造について説明する。
まず、TiO2層1を構成するTiO2(001)基板を用意する。TiO2(001)基板は、結晶構造としてルチル構造を有している。このTiO2(001)基板の表面に同じルチル構造を有するVO2膜2を形成する。例えば、VO2膜2をパルスレーザ堆積法によって成膜することができる。パルスレーザ堆積法による場合、例えば焼結によってV2O5ターゲットを生成しておき、TiO2(001)基板と共にV2O5ターゲットを真空チャンバー内に設置する。そして、レーザ照射によってターゲットを昇華させ、TiO2(001)基板上にVO2膜2を蒸着させる。このとき、基板温度を400℃以下、例えば300℃とし、真空チャンバ内を1.33Pa(=10mTorr)の酸素雰囲気として、レーザ照射によってV2O5ターゲットをアブレーションしてVO2膜2を成膜する。
表面側にVO2膜2を成膜したTiO2層1を必要に応じてスマートカット法などによって所定厚さに加工したのち、シリコン基板などによって構成される支持基板7に貼り合せる。そして、図示しないマスクを用いてTiO2層1およびVO2膜2をパターニングし、所望位置にのみ残す。
パターニング後のTiO2層1およびVO2膜2を覆うように、支持基板7の上面にシリコン酸化膜などの絶縁膜で構成されるパッシベーション膜3を成膜する。
図示しないマスクを用いて、パッシベーション膜3の所望位置、具体的にはVO2膜2の両端と対応する位置をエッチングし、VO2膜2の両端位置を露出させる。そして、アルミニウムなどの配線材料を成膜したのち、これをパターニングすることで配線層4を形成する。
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してVO2膜2の下地基板の構成を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
2 VO2膜
3 パッシベーション膜
4 配線層
5 保護膜
6 赤外線吸収膜
7 支持基板
8 保護マスク
10 シリコン酸化膜
Claims (3)
- 多結晶からなる下地絶縁膜(1)と、
前記下地絶縁膜の表面に形成された抵抗体膜となる多結晶からなるVO2膜(2)と、
前記VO2膜に電気的に接続される配線層(4)と、
照射される赤外線を吸収して温度変化を生じる赤外線吸収膜(6)と、を有し、
前記下地絶縁膜がTiO2膜であり、
前記TiO2膜の結晶粒径が40nm〜50nmであり、
前記VO 2 膜の結晶粒径が40nm〜50nmであり、
前記赤外線吸収膜の温度変化に伴って前記VO2膜の抵抗値が変化し、該抵抗値の変化を前記配線層より赤外線の照射強度を表す信号として取り出すことを特徴とするボロメータ方式の赤外線センサ。 - 多結晶からなる下地絶縁膜(1)を用意する工程と、
400℃以下の温度で、前記下地絶縁膜の表面にエピタキシャル成長によって抵抗体膜となるVO2膜(2)を成膜する工程と、
前記下地絶縁膜および前記VO2膜をパターニングする工程と、
前記パターニング後の前記下地絶縁膜および前記VO2膜を覆うパッシベーション膜(3)を成膜する工程と、
前記パッシベーション膜にコンタクトホール(3a)を形成したのち、該コンタクトホールを通じて前記VO2膜に電気的に接続される配線層(4)を形成する工程と、
前記パッシベーション膜および前記配線層の上に、照射される赤外線を吸収して温度変化を生じる赤外線吸収膜(6)を形成する工程と、を含み、
前記下地絶縁膜を用意する工程においては、支持基板(7)の上に絶縁膜(10)を形成したものの該絶縁膜の上に、前記下地絶縁膜としてTiO2を真空チャンバ内で成膜する工程を行うことを特徴とするボロメータ方式の赤外線センサの製造方法。 - 前記TiO2を成膜することにおいては、前記支持基板の温度を400℃以下とし、ルチル構造とされたものを含んだ多結晶、かつ結晶粒径が40nm〜50nmである前記TiO2を成膜する請求項2に記載のボロメータ方式の赤外線センサの製造方法。
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