JPH02205729A - 赤外線センサ - Google Patents
赤外線センサInfo
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- JPH02205729A JPH02205729A JP1024852A JP2485289A JPH02205729A JP H02205729 A JPH02205729 A JP H02205729A JP 1024852 A JP1024852 A JP 1024852A JP 2485289 A JP2485289 A JP 2485289A JP H02205729 A JPH02205729 A JP H02205729A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/81—Structural details of the junction
- H10N10/817—Structural details of the junction the junction being non-separable, e.g. being cemented, sintered or soldered
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、赤外線センサに関し、特に半導体基板をエツ
チングして得られるダイアプラム構造を有する赤外線セ
ンサに関する。
チングして得られるダイアプラム構造を有する赤外線セ
ンサに関する。
(従来の技術)
従来、この種の赤外線センサは、金属又は半導体又は金
属と半導体の両方のパターンを支持し、かつ、シリコン
エツチング液に対し耐腐蝕性を持ち、ストッパーとして
働く窒化膜及び窒化膜を補強する強度の強い酸化膜を多
層にした絶縁性の薄膜と、前記薄膜上にある赤外線吸収
率の高い吸収層と、前記薄膜を周囲から支持しているシ
リコン基板から成るダイアフラム構造を有し、前記ダイ
アフラム構造は、パターンがある側とは反対側からシリ
コン基板をエツチングしてできた構造となっていた。(
例えば信学技報ED80−26 r温度測定用赤外セン
サ1 (1980年)、信学技報ED83−134 r
Si レンズ付遠赤外センサJ (1983年)、セ
ンサ技術1986年7月号(Vol、6. No、8)
rサーモパイルJ P66〜68)又、前記薄膜の形
状は正方形に形成されていた。
属と半導体の両方のパターンを支持し、かつ、シリコン
エツチング液に対し耐腐蝕性を持ち、ストッパーとして
働く窒化膜及び窒化膜を補強する強度の強い酸化膜を多
層にした絶縁性の薄膜と、前記薄膜上にある赤外線吸収
率の高い吸収層と、前記薄膜を周囲から支持しているシ
リコン基板から成るダイアフラム構造を有し、前記ダイ
アフラム構造は、パターンがある側とは反対側からシリ
コン基板をエツチングしてできた構造となっていた。(
例えば信学技報ED80−26 r温度測定用赤外セン
サ1 (1980年)、信学技報ED83−134 r
Si レンズ付遠赤外センサJ (1983年)、セ
ンサ技術1986年7月号(Vol、6. No、8)
rサーモパイルJ P66〜68)又、前記薄膜の形
状は正方形に形成されていた。
(発明が解決しようとする課題)
上述した従来の赤外線センサは、金属又は半導体又は金
属と半導体の両方のパターンを支持し、かつシリコンエ
ツチング液に対し耐腐蝕性を持ち、エツチングのストッ
パーとして働く絶縁物の薄膜と、前記薄膜上にある赤外
線吸収率の高い吸収層と、前記薄膜を周囲から支持して
いるシリコン基板から成るダイアフラム構造を有し、前
記の絶縁物の薄膜が、シリコンエツチング液に対して耐
腐蝕性を持つ窒化膜と、窒化膜を補強する強度の強い酸
化膜との多層構造となっているので、窒化膜と酸化膜の
物性、例えば引張り応力の相違による前記薄膜の破損や
シワの形成の可能性がある。更に、多層構造のため薄膜
の厚さが厚くなり、熱型赤外線センサとしての応答性が
悪くなるという欠点がある。又、前記ダイアフラム構造
はパターンがある側とは反対側からシリコン基板をエツ
チングすることにより製造していたため、集積度が上が
らないという欠点がある。
属と半導体の両方のパターンを支持し、かつシリコンエ
ツチング液に対し耐腐蝕性を持ち、エツチングのストッ
パーとして働く絶縁物の薄膜と、前記薄膜上にある赤外
線吸収率の高い吸収層と、前記薄膜を周囲から支持して
いるシリコン基板から成るダイアフラム構造を有し、前
記の絶縁物の薄膜が、シリコンエツチング液に対して耐
腐蝕性を持つ窒化膜と、窒化膜を補強する強度の強い酸
化膜との多層構造となっているので、窒化膜と酸化膜の
物性、例えば引張り応力の相違による前記薄膜の破損や
シワの形成の可能性がある。更に、多層構造のため薄膜
の厚さが厚くなり、熱型赤外線センサとしての応答性が
悪くなるという欠点がある。又、前記ダイアフラム構造
はパターンがある側とは反対側からシリコン基板をエツ
チングすることにより製造していたため、集積度が上が
らないという欠点がある。
又、前記薄膜の形状が正方形となっているので、セルの
形状が正方形の場合集積度が上がらないという欠点があ
る。
形状が正方形の場合集積度が上がらないという欠点があ
る。
(課題を解決するための手段)
本発明の赤外線センサは、金属又は半導体又は金属と半
導体のパターンを支持し、かつ、半導体のエツチング液
に対し、耐腐蝕性を持つシリコン窒化膜の薄膜と、前記
薄膜上にある赤外線吸収率の高い吸収層と、前記薄膜を
周囲から支持している半導体基板から成るダイアフラム
構造を有している。しかも、パターンのある側から基板
をエツチングしてできたダイアフラム構造となっている
。
導体のパターンを支持し、かつ、半導体のエツチング液
に対し、耐腐蝕性を持つシリコン窒化膜の薄膜と、前記
薄膜上にある赤外線吸収率の高い吸収層と、前記薄膜を
周囲から支持している半導体基板から成るダイアフラム
構造を有している。しかも、パターンのある側から基板
をエツチングしてできたダイアフラム構造となっている
。
又、前記薄膜として、形状が任意の形状の平行四辺形で
ある薄膜を有している。
ある薄膜を有している。
(発明の効果)
以上説明したように本発明は、金属又は半導体又は金属
と半導体の両方のパターンを支持し、かつシリコンエツ
チング液に対し耐腐蝕性を持つ絶縁物の薄膜を窒化膜と
することにより、破損の可能性を低く抑えられる効果が
ある。更に薄膜が窒化膜−層なので膜厚が薄くなり、熱
型赤外線センサとしての応答性を良くできる効果がある
。又、パターンのある側からシリコン基板をエツチング
することにより、集積度が向上する。
と半導体の両方のパターンを支持し、かつシリコンエツ
チング液に対し耐腐蝕性を持つ絶縁物の薄膜を窒化膜と
することにより、破損の可能性を低く抑えられる効果が
ある。更に薄膜が窒化膜−層なので膜厚が薄くなり、熱
型赤外線センサとしての応答性を良くできる効果がある
。又、パターンのある側からシリコン基板をエツチング
することにより、集積度が向上する。
又、前記薄膜の形状を長方形にすることにより、集積度
が向上する。
が向上する。
(実施例)
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第1図(a)、(b)は本発明のダイアフラム構造を有
する赤外線センサのそれぞれ上面図と断面図である。半
導体と金属のパターン3を支持し、シリコンエツチング
液に対し耐腐蝕性を持ちスジツバ−として働くシリコン
窒化膜の薄膜2と、本デバイス表面にある赤外線吸収率
が高い吸収層8と、この吸収層8と前記パターン3とを
絶縁する絶縁膜4と、以上述べた全4層から成る薄膜を
周囲から支持するシリコン基板1から成る。吸収層は例
えば合焦(ゴールドブラック)の膜を用いる。シリコン
基板1と窒化膜2に囲まれた空洞6の形状は、底面を(
100)面、四方の側面を(111)面とする四角重台
である。
する赤外線センサのそれぞれ上面図と断面図である。半
導体と金属のパターン3を支持し、シリコンエツチング
液に対し耐腐蝕性を持ちスジツバ−として働くシリコン
窒化膜の薄膜2と、本デバイス表面にある赤外線吸収率
が高い吸収層8と、この吸収層8と前記パターン3とを
絶縁する絶縁膜4と、以上述べた全4層から成る薄膜を
周囲から支持するシリコン基板1から成る。吸収層は例
えば合焦(ゴールドブラック)の膜を用いる。シリコン
基板1と窒化膜2に囲まれた空洞6の形状は、底面を(
100)面、四方の側面を(111)面とする四角重台
である。
この四角重台の底面の形状は長方形である。又、上面か
ら見ると、空洞6をふさぎ前記四角重台の底面を為して
いる長方形の前記薄膜には対角線上に、スリット状の細
長い孔5が1木芽いている。
ら見ると、空洞6をふさぎ前記四角重台の底面を為して
いる長方形の前記薄膜には対角線上に、スリット状の細
長い孔5が1木芽いている。
前記半導体と金属のパターン3は、サーモバイルを成し
ており、熱電能の異なる2種類の熱電材料12.13を
接点部14を介し、交互に接続したものである。本実施
例では、2種類の熱電材料12,13はそれぞれp型ポ
リシリコン膜とn型ポリシリコン膜であり、各1本ずつ
で1対の熱電対を為す合計16対の熱電対を直列に接続
している。p型ポリシリコン12とn型ポリシリコン1
3の間は金属14で接続している。
ており、熱電能の異なる2種類の熱電材料12.13を
接点部14を介し、交互に接続したものである。本実施
例では、2種類の熱電材料12,13はそれぞれp型ポ
リシリコン膜とn型ポリシリコン膜であり、各1本ずつ
で1対の熱電対を為す合計16対の熱電対を直列に接続
している。p型ポリシリコン12とn型ポリシリコン1
3の間は金属14で接続している。
又、1対の熱電対の両端は、一方を前記薄膜中で空洞上
部にある部分に、もう一方を、前記薄膜中でシリコン基
板1に支持されている部分に配置しである。
部にある部分に、もう一方を、前記薄膜中でシリコン基
板1に支持されている部分に配置しである。
シリコン基板1と窒化膜2に囲まれた空洞6は、基板l
を公知の異方性エツチング液に浸して、薄膜表面に穿け
たスリット状の細長い孔5からエツチング液を浸させ、
シリコン基板1を面方位(111)に従ってエツチング
して形成する。窒化膜2は前述のように前記エツチング
液に対してストッパーとなるので、スリット状の細長い
孔5の周囲の薄膜はエツチングされずに残り、前記の孔
5の両端を対角とする長方形に薄膜が形成される。
を公知の異方性エツチング液に浸して、薄膜表面に穿け
たスリット状の細長い孔5からエツチング液を浸させ、
シリコン基板1を面方位(111)に従ってエツチング
して形成する。窒化膜2は前述のように前記エツチング
液に対してストッパーとなるので、スリット状の細長い
孔5の周囲の薄膜はエツチングされずに残り、前記の孔
5の両端を対角とする長方形に薄膜が形成される。
第3図は二次元アレイ化した場合のダイアフラム構造の
従来例(a)と本実施例(b)との比較である。シリコ
ン基板1をエツチングして空洞6を形成し、空洞6の上
部に残った部分が薄膜9である。従来例(a)では基板
の裏側からエツチングして薄膜を形成し、本実施例(b
)では基板表側からエツチングして薄膜を形成する。シ
リコン基板の厚さは、取扱上堅牢でなければならないの
で1100p以上は必要であり、又、シリコン基板1の
エツチングが面方位(111)に従って進むので、従来
例のように基板裏側からエツチングした場合は、セル1
1の集積度には限界がある。従って本実施例のように、
基板表側からエツチングした方が、基板の厚さの制約を
受けることなく、集積度を高めることができる。
従来例(a)と本実施例(b)との比較である。シリコ
ン基板1をエツチングして空洞6を形成し、空洞6の上
部に残った部分が薄膜9である。従来例(a)では基板
の裏側からエツチングして薄膜を形成し、本実施例(b
)では基板表側からエツチングして薄膜を形成する。シ
リコン基板の厚さは、取扱上堅牢でなければならないの
で1100p以上は必要であり、又、シリコン基板1の
エツチングが面方位(111)に従って進むので、従来
例のように基板裏側からエツチングした場合は、セル1
1の集積度には限界がある。従って本実施例のように、
基板表側からエツチングした方が、基板の厚さの制約を
受けることなく、集積度を高めることができる。
第4図は、走査回路を含めた場合の二次元アレイ化した
場合の薄膜9の形状の上面図の従来例(a)と本実施例
(b)との比較である。従来例では薄膜9の形状が正方
形であったが、本実施例では長方形である。セル11の
中に、薄膜9とMOSFETやCODなどの走査回路領
域10がある場合、本実施例のように薄膜9の形状を長
方形にすることで、従来例では無駄なスペースであった
部分を失くすことかできる。
場合の薄膜9の形状の上面図の従来例(a)と本実施例
(b)との比較である。従来例では薄膜9の形状が正方
形であったが、本実施例では長方形である。セル11の
中に、薄膜9とMOSFETやCODなどの走査回路領
域10がある場合、本実施例のように薄膜9の形状を長
方形にすることで、従来例では無駄なスペースであった
部分を失くすことかできる。
従って、本実施例の方が従来例に比較して集積度を高め
ることができる。
ることができる。
なお実施例ではサーモバイルとしてp型、n型のポリシ
リコンを接続したものを示したが、これに限らず半導体
と金属、異なる種類の金属を接続したものでもよい。ま
た実施例ではサーモバイル型の熱型赤外線センサの場合
を示したが、焦電型やボロメータ型でもよい。焦電型な
ら上記サーモバイルパターンの代わりに焦電材料を薄膜
上につければよいし、ボロメータ型ならボロメータ材料
を薄膜上にバターニングすればよい。これらの場合でも
、本発明には、赤外線センサとしての応答性が良くなる
効果、集積度の高さが良くなる効果、薄膜破損の可能性
が低くなる効果がある。
リコンを接続したものを示したが、これに限らず半導体
と金属、異なる種類の金属を接続したものでもよい。ま
た実施例ではサーモバイル型の熱型赤外線センサの場合
を示したが、焦電型やボロメータ型でもよい。焦電型な
ら上記サーモバイルパターンの代わりに焦電材料を薄膜
上につければよいし、ボロメータ型ならボロメータ材料
を薄膜上にバターニングすればよい。これらの場合でも
、本発明には、赤外線センサとしての応答性が良くなる
効果、集積度の高さが良くなる効果、薄膜破損の可能性
が低くなる効果がある。
第1図(a)、(b)は、それぞれ本発明の実施例を示
す上面図及び断面図、第2図(a)、(b)は、それぞ
れ従来の赤外線センサの有するダイアフラム構造を示す
上面図及び断面図である。第3図は従来例と本発明の実
施例との薄膜部分の構造の相違による集積度の違いを示
す上面図、第4図は薄膜の形状の相違による集積度の違
いを示す図である。 1・・・シリコン基板 2・・・窒化膜30.・金属
又は半導体又は金属と半導体のパターン4・・・絶縁膜
5・・・スリット状の細長い孔6・・・空洞
7・・・酸化膜8・・・吸収層
9・・・薄膜10・・・走査回路領域 12・・・熱電材料 14・・・金属 11・・・セル 13・・・熱電材料
す上面図及び断面図、第2図(a)、(b)は、それぞ
れ従来の赤外線センサの有するダイアフラム構造を示す
上面図及び断面図である。第3図は従来例と本発明の実
施例との薄膜部分の構造の相違による集積度の違いを示
す上面図、第4図は薄膜の形状の相違による集積度の違
いを示す図である。 1・・・シリコン基板 2・・・窒化膜30.・金属
又は半導体又は金属と半導体のパターン4・・・絶縁膜
5・・・スリット状の細長い孔6・・・空洞
7・・・酸化膜8・・・吸収層
9・・・薄膜10・・・走査回路領域 12・・・熱電材料 14・・・金属 11・・・セル 13・・・熱電材料
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、金属又は半導体又は金属と半導体の両方のパターン
を支持し、かつ半導体のエッチング液に対し耐腐蝕性を
持つ絶縁物の薄膜と、前記薄膜上にある赤外線吸収率の
高い吸収層と、前記薄膜を周囲から支持している半導体
基板から成るダイアフラム構造を有する熱型赤外線セン
サーにおいて、前記薄膜がシリコン窒化膜から成り、か
つ、パターンのある側から半導体基板をエッチングして
できるダイアフラム構造を有することを特徴とする熱型
赤外線センサ。 2、金属又は半導体又は金属と半導体の両方のパターン
を支持し、かつシリコンエッチング液に対し耐腐蝕性を
持ち、ストッパーとして働く絶縁物の薄膜と、前記薄膜
上にある赤外線吸収率の高い吸収層と、前記薄膜を周囲
から支持しているシリコン基板から成るダイアフラム構
造を有し、熱型赤外線センサにおいて、長辺と短辺の長
さの比を任意にした平行四辺形に形成した前記薄膜の形
状を特徴とする熱型赤外線センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1024852A JPH02205729A (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | 赤外線センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1024852A JPH02205729A (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | 赤外線センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02205729A true JPH02205729A (ja) | 1990-08-15 |
Family
ID=12149744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1024852A Pending JPH02205729A (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | 赤外線センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02205729A (ja) |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02208525A (ja) * | 1989-02-09 | 1990-08-20 | Nissan Motor Co Ltd | 赤外線センサ |
US5397897A (en) * | 1992-04-17 | 1995-03-14 | Terumo Kabushiki Kaisha | Infrared sensor and method for production thereof |
WO1999031471A1 (fr) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif a semi-conducteur de prise d'image infrarouge |
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EP1102333A2 (en) * | 1999-11-22 | 2001-05-23 | Lg Electronics Inc. | Infra red sensor and method for fabricating the same |
JP2002122497A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Denso Corp | 薄膜センシング部を有する半導体装置及びその製造方法 |
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EP1333504A2 (en) * | 2002-02-04 | 2003-08-06 | Delphi Technologies, Inc. | Monolithically-integrated infrared sensor |
EP1413861A1 (en) * | 2001-07-12 | 2004-04-28 | Hamamatsu Photonics K. K. | Infrared array detection device |
DE19954091B4 (de) * | 1999-09-17 | 2005-09-22 | Opto Tech Corp. | Thermische Isolierungsstruktur für Mikrothermosäule und Herstellungsverfahren dafür |
JP2010078451A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 赤外線センサおよび赤外線センサモジュール |
US7785002B2 (en) * | 2006-12-05 | 2010-08-31 | Delphi Technologies, Inc. | P-N junction based thermal detector |
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JP2011013224A (ja) * | 2010-08-06 | 2011-01-20 | Hochiki Corp | 赤外線検出素子の製造方法 |
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-
1989
- 1989-02-03 JP JP1024852A patent/JPH02205729A/ja active Pending
Cited By (28)
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