JPH08271345A - 焦電型赤外線検出素子 - Google Patents
焦電型赤外線検出素子Info
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- JPH08271345A JPH08271345A JP7071699A JP7169995A JPH08271345A JP H08271345 A JPH08271345 A JP H08271345A JP 7071699 A JP7071699 A JP 7071699A JP 7169995 A JP7169995 A JP 7169995A JP H08271345 A JPH08271345 A JP H08271345A
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- pyroelectric
- infrared
- infrared detecting
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は焦電体を用いて赤外線を検出する焦
電型赤外線検出素子に関するもので、熱容量が小さく熱
応答性に優れ、小型でかつ微動高速移動物体検知に優れ
た信頼性の高い焦電型赤外線検出素子を提供することを
目的とする。 【構成】 少なくとも単結晶からなる基板１１と、この
基板上に２つの下部電極１２ａ，１２ｂを設け、この下
部電極１２ａ，１２ｂの上層に略同一形状の焦電体１３
ａ，１３ｂを設け、さらにその上層に受光電極１４ａ，
１４ｂを設けた赤外線検出部とからなり、この受光電極
の極性は逆極性になるように接続され、この赤外線検出
部が接する基板表層部に空洞１６を形成した構成とした
ものである。
電型赤外線検出素子に関するもので、熱容量が小さく熱
応答性に優れ、小型でかつ微動高速移動物体検知に優れ
た信頼性の高い焦電型赤外線検出素子を提供することを
目的とする。 【構成】 少なくとも単結晶からなる基板１１と、この
基板上に２つの下部電極１２ａ，１２ｂを設け、この下
部電極１２ａ，１２ｂの上層に略同一形状の焦電体１３
ａ，１３ｂを設け、さらにその上層に受光電極１４ａ，
１４ｂを設けた赤外線検出部とからなり、この受光電極
の極性は逆極性になるように接続され、この赤外線検出
部が接する基板表層部に空洞１６を形成した構成とした
ものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は焦電体を用いて赤外線を
検出する焦電型赤外線検出素子に関するものである。
検出する焦電型赤外線検出素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、焦電型赤外線検出素子は、非接触
で物体の検知や温度検出ができる点を生かして、電子レ
ンジの調理物の温度測定、エアコンの室内温度制御、あ
るいは自動照明、自動ドア、警報装置での人体検知等に
利用されており、今後その利用範囲は拡大していくと見
られる。
で物体の検知や温度検出ができる点を生かして、電子レ
ンジの調理物の温度測定、エアコンの室内温度制御、あ
るいは自動照明、自動ドア、警報装置での人体検知等に
利用されており、今後その利用範囲は拡大していくと見
られる。
【０００３】焦電型赤外線検出素子は、強誘電体の焦電
効果を利用したセンサーである。強誘電体は内部に一定
方向の自発分極を有しており、その表面に正及び負電荷
を発生させる。大気中における定常状態では、大気中の
分子が持つ電荷と結合して中性状態になっている。すべ
ての物体は温度に応じた赤外線を放出しており、赤外線
検出部に入射した赤外線量に応じた温度変化を強誘電体
に生じさせる。そのため、赤外線検出部の熱応答性を良
好にする必要があり、又自動照明での人体検知等に使用
される複数個の受光電極からなる焦電型赤外線検出素子
においては、クロストークの小さい焦電薄膜を分離した
構成が望ましいと考えられる。
効果を利用したセンサーである。強誘電体は内部に一定
方向の自発分極を有しており、その表面に正及び負電荷
を発生させる。大気中における定常状態では、大気中の
分子が持つ電荷と結合して中性状態になっている。すべ
ての物体は温度に応じた赤外線を放出しており、赤外線
検出部に入射した赤外線量に応じた温度変化を強誘電体
に生じさせる。そのため、赤外線検出部の熱応答性を良
好にする必要があり、又自動照明での人体検知等に使用
される複数個の受光電極からなる焦電型赤外線検出素子
においては、クロストークの小さい焦電薄膜を分離した
構成が望ましいと考えられる。
【０００４】以下、従来の焦電型赤外線検出素子につい
て図面を参照しながら説明する。図４（ａ）及び（ｂ）
は従来の焦電型赤外線検出素子構成の平面図、断面図を
示すものである。図４（ａ）及び（ｂ）において、４２
ａ，４２ｂは下部電極で、４３は焦電体で、４４ａ，４
４ｂは赤外線の吸収膜としての機能を有した受光電極で
ある。一枚の焦電体４３の上下に電極４２ａ，４２ｂお
よび４４ａ，４４ｂが積層に接続されている部分が赤外
線検出部で、この２つの受光電極４４ａ，４４ｂは逆極
性に直列または並列に接続され、受光電極４４ａ，４４
ｂ間のギャップは通常０．８ｍｍ以上あけて、クロスト
ークの影響のないデュアルエレメントタイプの焦電型赤
外線検出素子を構成している。４５は焦電体支持台で赤
外線検出部を断熱しかつ焦電体４３と配線基板４１とを
接続している。
て図面を参照しながら説明する。図４（ａ）及び（ｂ）
は従来の焦電型赤外線検出素子構成の平面図、断面図を
示すものである。図４（ａ）及び（ｂ）において、４２
ａ，４２ｂは下部電極で、４３は焦電体で、４４ａ，４
４ｂは赤外線の吸収膜としての機能を有した受光電極で
ある。一枚の焦電体４３の上下に電極４２ａ，４２ｂお
よび４４ａ，４４ｂが積層に接続されている部分が赤外
線検出部で、この２つの受光電極４４ａ，４４ｂは逆極
性に直列または並列に接続され、受光電極４４ａ，４４
ｂ間のギャップは通常０．８ｍｍ以上あけて、クロスト
ークの影響のないデュアルエレメントタイプの焦電型赤
外線検出素子を構成している。４５は焦電体支持台で赤
外線検出部を断熱しかつ焦電体４３と配線基板４１とを
接続している。
【０００５】通常、焦電型赤外線検出素子を使用する際
は、フレネルレンズ等の光学系を使用し、複数の区域が
集光されるように設計を行い広いエリアの管理を行って
いる。このような検出素子では、３〜８ｍの中距離で１
〜１．５ｍ／ｓｅｃの一般的な人体移動速度において
は、失報がほとんどなく、かつ平衡差動型のデュアルエ
レメントタイプであるため、温度変化に対する誤報も少
ない。
は、フレネルレンズ等の光学系を使用し、複数の区域が
集光されるように設計を行い広いエリアの管理を行って
いる。このような検出素子では、３〜８ｍの中距離で１
〜１．５ｍ／ｓｅｃの一般的な人体移動速度において
は、失報がほとんどなく、かつ平衡差動型のデュアルエ
レメントタイプであるため、温度変化に対する誤報も少
ない。
【０００６】以下に従来の焦電型赤外線検出素子の動作
について図５を用いて説明する。平衡差動型の焦電型赤
外線検出素子の信号は、互いに極性の異なる２つのエレ
メントから得られる出力の合成出力となる。赤外線が入
射すると、受光電極４４ａが正の信号を出す＋極性エレ
メント、受光電極４４ｂが負の信号を出す−極性エレメ
ントとして、エレメント上に集光される像が受光電極４
４ａから４４ｂの方向に極めて低速に大きな距離を移動
した場合、＋極性エレメントの出力と−極性エレメント
の出力は図５の（ａ），（ｂ）のようになり、実際の信
号は図５の（ａ），（ｂ）の信号を合成した（ｃ）のよ
うになる。
について図５を用いて説明する。平衡差動型の焦電型赤
外線検出素子の信号は、互いに極性の異なる２つのエレ
メントから得られる出力の合成出力となる。赤外線が入
射すると、受光電極４４ａが正の信号を出す＋極性エレ
メント、受光電極４４ｂが負の信号を出す−極性エレメ
ントとして、エレメント上に集光される像が受光電極４
４ａから４４ｂの方向に極めて低速に大きな距離を移動
した場合、＋極性エレメントの出力と−極性エレメント
の出力は図５の（ａ），（ｂ）のようになり、実際の信
号は図５の（ａ），（ｂ）の信号を合成した（ｃ）のよ
うになる。
【０００７】逆に、近距離で人体のごく微細な動きを検
知する際には、像の移動距離が短く高速になるので、図
６のように２つのエレメントの信号はほぼ同時に発生
し、互いに信号をキャンセルし合い、出力はほとんど得
られなかったり、わずかな動きでは反応しなかったりす
る。
知する際には、像の移動距離が短く高速になるので、図
６のように２つのエレメントの信号はほぼ同時に発生
し、互いに信号をキャンセルし合い、出力はほとんど得
られなかったり、わずかな動きでは反応しなかったりす
る。
【０００８】また像が適当な速度で大きく移動すれば図
７のように＋極性エレメントから像が出るときの負極性
の出力と−極性エレメントに像が入るときの負極性の出
力とが強め合い、負極性の高出力が得られる。
７のように＋極性エレメントから像が出るときの負極性
の出力と−極性エレメントに像が入るときの負極性の出
力とが強め合い、負極性の高出力が得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、微動高速移動物体の検知に対し、受光電極
４４ａ，４４ｂのギャップ間距離を短くしても一枚の焦
電体４３で構成されているためクロストークが大きく、
赤外線検出部における熱応答性を向上させて赤外線検出
素子の感度を良好にすることが困難であり、また通常、
このギャップ間距離は０．８ｍｍが限界と言われており
赤外線検出素子をデュアルタイプで小型化したり、小型
で更に複数の受光電極を接続し多素子化するのは困難で
あった。
の構成では、微動高速移動物体の検知に対し、受光電極
４４ａ，４４ｂのギャップ間距離を短くしても一枚の焦
電体４３で構成されているためクロストークが大きく、
赤外線検出部における熱応答性を向上させて赤外線検出
素子の感度を良好にすることが困難であり、また通常、
このギャップ間距離は０．８ｍｍが限界と言われており
赤外線検出素子をデュアルタイプで小型化したり、小型
で更に複数の受光電極を接続し多素子化するのは困難で
あった。
【００１０】また、電極の大きさを非対称にして出力バ
ランスをくずして微動高速移動物体の検知を行った場合
は、フラッシュ光などの外乱光の影響により誤動作を生
じるという問題があった。
ランスをくずして微動高速移動物体の検知を行った場合
は、フラッシュ光などの外乱光の影響により誤動作を生
じるという問題があった。
【００１１】本発明はこのような上記問題点を解決する
ものであり、赤外線検出部における熱応答性を向上さ
せ、微動高速移動物体の検知に対しても失報のない赤外
線検出部の小型・薄型化を図った焦電型赤外線検出素子
を提供することを目的とするものである。
ものであり、赤外線検出部における熱応答性を向上さ
せ、微動高速移動物体の検知に対しても失報のない赤外
線検出部の小型・薄型化を図った焦電型赤外線検出素子
を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の焦電型赤外線検出素子は、少なくとも単結晶
からなる基板と、この基板上に複数個の下部電極を有
し、この下部電極上に略同一形状で複数個の焦電薄膜を
設け、この焦電薄膜上に赤外線吸収効果を有する複数個
の受光電極を設け、この受光電極の極性が逆極性となる
ように接続された赤外線検出部とからなり、前記赤外線
検出部が接する基板の表層部に空洞を設けた構成であ
る。
に本発明の焦電型赤外線検出素子は、少なくとも単結晶
からなる基板と、この基板上に複数個の下部電極を有
し、この下部電極上に略同一形状で複数個の焦電薄膜を
設け、この焦電薄膜上に赤外線吸収効果を有する複数個
の受光電極を設け、この受光電極の極性が逆極性となる
ように接続された赤外線検出部とからなり、前記赤外線
検出部が接する基板の表層部に空洞を設けた構成であ
る。
【００１３】
【作用】本発明は上記構成により、焦電薄膜の下層部分
に相当する基板の表層部に空洞を設けるので、赤外線検
出部における熱容量を焦電薄膜と下部電極と上部受光電
極とだけの熱容量の合成容量とすることができ、それぞ
れのエレメントが熱分離されているため赤外線検出部に
おける熱の逃げを十分に減少させるので、クロストーク
も小さく、熱応答性の優れた小型で微動高速移動物体検
知も可能にすることができる。
に相当する基板の表層部に空洞を設けるので、赤外線検
出部における熱容量を焦電薄膜と下部電極と上部受光電
極とだけの熱容量の合成容量とすることができ、それぞ
れのエレメントが熱分離されているため赤外線検出部に
おける熱の逃げを十分に減少させるので、クロストーク
も小さく、熱応答性の優れた小型で微動高速移動物体検
知も可能にすることができる。
【００１４】
（実施例１）以下、本発明の第一の実施例について図面
を参照しながら説明する。図１（ａ），（ｂ）は本発明
の第一の実施例における焦電型赤外線検出素子の平面図
と断面図である。図１（ａ），（ｂ）に示すように、焦
電型赤外線検出素子は、デュアルエレメントタイプの場
合で、（１００）ＭｇＯ単結晶の基板１１と、この（１
００）ＭｇＯ単結晶の基板１１上に２個の下部電極１２
ａ，１２ｂを有し、この下部電極１２ａ，１２ｂ上に焦
電薄膜１３ａ，１３ｂを有し、この焦電薄膜１３ａ，１
３ｂ上に赤外線吸収効果を有する受光電極１４ａ，１４
ｂを有した赤外線検出部とからなり、この受光電極１４
ａ，１４ｂの極性は逆極性となるように接続されてい
る。下部電極１２ａ，１２ｂと受光電極１４ａ，１４ｂ
の間には層間絶縁のための絶縁膜１５を設け、前記赤外
線検出部が接する基板１１の表層部に空洞１６を有した
構成である。
を参照しながら説明する。図１（ａ），（ｂ）は本発明
の第一の実施例における焦電型赤外線検出素子の平面図
と断面図である。図１（ａ），（ｂ）に示すように、焦
電型赤外線検出素子は、デュアルエレメントタイプの場
合で、（１００）ＭｇＯ単結晶の基板１１と、この（１
００）ＭｇＯ単結晶の基板１１上に２個の下部電極１２
ａ，１２ｂを有し、この下部電極１２ａ，１２ｂ上に焦
電薄膜１３ａ，１３ｂを有し、この焦電薄膜１３ａ，１
３ｂ上に赤外線吸収効果を有する受光電極１４ａ，１４
ｂを有した赤外線検出部とからなり、この受光電極１４
ａ，１４ｂの極性は逆極性となるように接続されてい
る。下部電極１２ａ，１２ｂと受光電極１４ａ，１４ｂ
の間には層間絶縁のための絶縁膜１５を設け、前記赤外
線検出部が接する基板１１の表層部に空洞１６を有した
構成である。
【００１５】以上のように構成された焦電型赤外線検出
素子について、その製造方法を以下に説明する。まず、
基板１１として（１００）ＭｇＯ単結晶の基板を用い
る。そして、下部電極１２ａ，１２ｂを形成する工程と
して（１００）ＭｇＯ単結晶の基板１１上に１５０ｎｍ
程度の膜厚を有するＰｔ薄膜をスパッタリング法で形成
する。次に焦電薄膜１３ａ，１３ｂを形成する工程とし
て下部電極１２ａ，１２ｂ上に焦電薄膜１３ａ，１３ｂ
としてランタンを含有したチタン酸鉛を高周波マグネト
ロンスパッタリング法で形成する。次にフォトリソグラ
フィ法で焦電薄膜１３ａ，１３ｂを所定のほぼ同じ形状
にパターニングする。次にフォトリソグラフィ法でポリ
イミドからなる層間絶縁のための絶縁膜１５を、焦電薄
膜１３ａ，１３ｂを除いた部分が残るようにパターニン
グする。
素子について、その製造方法を以下に説明する。まず、
基板１１として（１００）ＭｇＯ単結晶の基板を用い
る。そして、下部電極１２ａ，１２ｂを形成する工程と
して（１００）ＭｇＯ単結晶の基板１１上に１５０ｎｍ
程度の膜厚を有するＰｔ薄膜をスパッタリング法で形成
する。次に焦電薄膜１３ａ，１３ｂを形成する工程とし
て下部電極１２ａ，１２ｂ上に焦電薄膜１３ａ，１３ｂ
としてランタンを含有したチタン酸鉛を高周波マグネト
ロンスパッタリング法で形成する。次にフォトリソグラ
フィ法で焦電薄膜１３ａ，１３ｂを所定のほぼ同じ形状
にパターニングする。次にフォトリソグラフィ法でポリ
イミドからなる層間絶縁のための絶縁膜１５を、焦電薄
膜１３ａ，１３ｂを除いた部分が残るようにパターニン
グする。
【００１６】次に赤外線吸収効果を有する受光電極１４
ａ，１４ｂを形成する工程として焦電薄膜１３ａ，１３
ｂ上の少なくとも一部に、２０ｎｍ程度の膜厚を有する
赤外光の反射率が少なく吸収効果の高いＮｉＣｒ薄膜を
スパッタリング法で形成し、続いてフォトリソグラフィ
法により所定のほぼ同じ形状にパターニングする。最後
に空洞１６を形成する工程として初めにフォトリソグラ
フィ法によりエッチングマスクを介してエッチング液を
注入して、前記基板１１に前記下部電極１２ａ，１２ｂ
と接する側より空洞１６を形成する。このときのエッチ
ング液として燐酸を用いる。その結果（１００）方向の
エッチングの進行速度が非常に速いことを確認してい
る。
ａ，１４ｂを形成する工程として焦電薄膜１３ａ，１３
ｂ上の少なくとも一部に、２０ｎｍ程度の膜厚を有する
赤外光の反射率が少なく吸収効果の高いＮｉＣｒ薄膜を
スパッタリング法で形成し、続いてフォトリソグラフィ
法により所定のほぼ同じ形状にパターニングする。最後
に空洞１６を形成する工程として初めにフォトリソグラ
フィ法によりエッチングマスクを介してエッチング液を
注入して、前記基板１１に前記下部電極１２ａ，１２ｂ
と接する側より空洞１６を形成する。このときのエッチ
ング液として燐酸を用いる。その結果（１００）方向の
エッチングの進行速度が非常に速いことを確認してい
る。
【００１７】上記のように構成された焦電型赤外線検出
素子について、以下その特性について説明する。赤外線
検出部が（１００）ＭｇＯ単結晶の基板１１の表層部に
設けられた空洞１６を介して保持され断熱されているた
め、ＮｉＣｒ薄膜からなる受光電極１４ａ，１４ｂが受
けた赤外線エネルギーを熱に変換し、焦電薄膜１３ａ，
１３ｂが熱エネルギーを効率よく吸収することが可能と
なり、応答速度が速く、感度を良好にすることができ
る。また、エレメントが分離されているため熱伝導も遮
断され、クロストークも小さく、熱応答性を優れたもの
にすることができる。
素子について、以下その特性について説明する。赤外線
検出部が（１００）ＭｇＯ単結晶の基板１１の表層部に
設けられた空洞１６を介して保持され断熱されているた
め、ＮｉＣｒ薄膜からなる受光電極１４ａ，１４ｂが受
けた赤外線エネルギーを熱に変換し、焦電薄膜１３ａ，
１３ｂが熱エネルギーを効率よく吸収することが可能と
なり、応答速度が速く、感度を良好にすることができ
る。また、エレメントが分離されているため熱伝導も遮
断され、クロストークも小さく、熱応答性を優れたもの
にすることができる。
【００１８】なお、図１では空洞１６がそれぞれのエレ
メントに対応して２つの空洞を構成しているが、この空
洞が１つにつながった場合は、（１００）ＭｇＯ単結晶
の基板１１を介した熱伝導が遮断されさらに熱応答性を
優れたものにすることができる。また、（１００）Ｍｇ
Ｏ単結晶の基板１１の一部領域に空洞１６が設けられた
構造であるため、残りの（１００）ＭｇＯ単結晶の基板
１１がセンサー部の支持基板としてそのまま使用でき、
素子の小型化が可能となる。
メントに対応して２つの空洞を構成しているが、この空
洞が１つにつながった場合は、（１００）ＭｇＯ単結晶
の基板１１を介した熱伝導が遮断されさらに熱応答性を
優れたものにすることができる。また、（１００）Ｍｇ
Ｏ単結晶の基板１１の一部領域に空洞１６が設けられた
構造であるため、残りの（１００）ＭｇＯ単結晶の基板
１１がセンサー部の支持基板としてそのまま使用でき、
素子の小型化が可能となる。
【００１９】（実施例２）以下、本発明の第二の実施例
について図面を参照しながら説明する。図２（ａ）及び
（ｂ）は本発明の第二の実施例における焦電型赤外線検
出素子を示す平面図及び断面図である。
について図面を参照しながら説明する。図２（ａ）及び
（ｂ）は本発明の第二の実施例における焦電型赤外線検
出素子を示す平面図及び断面図である。
【００２０】図２において、２１は基板、２２は下部電
極、２３は焦電薄膜、２４は受光電極、２６は空洞で、
以上は図２では縦横２列ずつの４素子接続タイプを例に
しているため下部電極２２、焦電薄膜２３及び受光電極
２４が４個ずつになってはいるが図２の構成及び製造方
法も本発明の第一の実施例で示したものと同様である。
図１の構成と異なるのは赤外線検出部の周囲の絶縁膜２
５に穴２７を設けた構成になっている点である。上記の
ように構成された焦電型赤外線検出素子においては、赤
外線検出部の周囲の絶縁膜２５にあけた穴２７により熱
伝導が遮断されることにより熱時定数は大きくなり、低
速物体検知においてはより大きな出力応答を得ることが
できる。
極、２３は焦電薄膜、２４は受光電極、２６は空洞で、
以上は図２では縦横２列ずつの４素子接続タイプを例に
しているため下部電極２２、焦電薄膜２３及び受光電極
２４が４個ずつになってはいるが図２の構成及び製造方
法も本発明の第一の実施例で示したものと同様である。
図１の構成と異なるのは赤外線検出部の周囲の絶縁膜２
５に穴２７を設けた構成になっている点である。上記の
ように構成された焦電型赤外線検出素子においては、赤
外線検出部の周囲の絶縁膜２５にあけた穴２７により熱
伝導が遮断されることにより熱時定数は大きくなり、低
速物体検知においてはより大きな出力応答を得ることが
できる。
【００２１】（実施例３）以下、本発明の第三の実施例
について図面を参照しながら説明する。図３は本発明の
第三の実施例における焦電型赤外線検出素子を示す平面
図である。
について図面を参照しながら説明する。図３は本発明の
第三の実施例における焦電型赤外線検出素子を示す平面
図である。
【００２２】図３において、３１は基板、３２は下部電
極、３３は焦電薄膜、３４は受光電極、３５は絶縁膜、
３６は空洞で、以上は図３では縦横４列ずつの１６素子
接続タイプを例にしているため下部電極３２、焦電薄膜
３３及び受光電極３４が１６個になっており、また絶縁
膜３５に対し、赤外線検出部の周囲に多数個の穴３７を
あけた構成になってはいるが図３の構成及び製造方法も
本発明の第一及び第二の実施例で示したものと同様であ
る。図１及び図２の構成と異なるのは受光電極間ギャッ
プを０．５ｍｍ以下にした構成になっている点である。
極、３３は焦電薄膜、３４は受光電極、３５は絶縁膜、
３６は空洞で、以上は図３では縦横４列ずつの１６素子
接続タイプを例にしているため下部電極３２、焦電薄膜
３３及び受光電極３４が１６個になっており、また絶縁
膜３５に対し、赤外線検出部の周囲に多数個の穴３７を
あけた構成になってはいるが図３の構成及び製造方法も
本発明の第一及び第二の実施例で示したものと同様であ
る。図１及び図２の構成と異なるのは受光電極間ギャッ
プを０．５ｍｍ以下にした構成になっている点である。
【００２３】図３の実施例ではこの受光電極間ギャップ
を０．３５ｍｍとしている。上記のように構成された焦
電型赤外線検出素子について、以下その特性について説
明する。受光電極間ギャップを０．５ｍｍ以下にしても
赤外線検出部が（１００）ＭｇＯ単結晶の基板３１の表
層部に設けられた空洞３６を介して保持され、断熱され
ているため、クロストークの影響を気にせず、図７の場
合と同様に＋極性エレメントから像が出るときの負極性
の出力と−極性エレメントに像が入るときの負極性の出
力とがさらに強め合い負極性の高出力が得られ、近距離
においてはさらに微動性を向上させることができるとと
もに、中距離においても微動性が得られる。
を０．３５ｍｍとしている。上記のように構成された焦
電型赤外線検出素子について、以下その特性について説
明する。受光電極間ギャップを０．５ｍｍ以下にしても
赤外線検出部が（１００）ＭｇＯ単結晶の基板３１の表
層部に設けられた空洞３６を介して保持され、断熱され
ているため、クロストークの影響を気にせず、図７の場
合と同様に＋極性エレメントから像が出るときの負極性
の出力と−極性エレメントに像が入るときの負極性の出
力とがさらに強め合い負極性の高出力が得られ、近距離
においてはさらに微動性を向上させることができるとと
もに、中距離においても微動性が得られる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、焦電薄膜
の下層部分に相当する基板の表層部に空洞を設けるの
で、赤外線検出部における熱容量を焦電薄膜と下部電極
と上部受光電極だけの熱容量の合成容量とすることがで
き、それぞれのエレメントが熱分離されているため赤外
線検出部における熱の逃げを十分に減少させるので、ク
ロストークも小さく、熱応答性の優れた小型で微動高速
移動物体検知も可能にすることができるものである。
の下層部分に相当する基板の表層部に空洞を設けるの
で、赤外線検出部における熱容量を焦電薄膜と下部電極
と上部受光電極だけの熱容量の合成容量とすることがで
き、それぞれのエレメントが熱分離されているため赤外
線検出部における熱の逃げを十分に減少させるので、ク
ロストークも小さく、熱応答性の優れた小型で微動高速
移動物体検知も可能にすることができるものである。
【図１】（ａ）本発明の第一の実施例における焦電型赤
外線検出素子を示す平面図 （ｂ）本発明の第一の実施例における焦電型赤外線検出
素子を示す断面図
外線検出素子を示す平面図 （ｂ）本発明の第一の実施例における焦電型赤外線検出
素子を示す断面図
【図２】（ａ）本発明の第二の実施例における焦電型赤
外線検出素子を示す平面図 （ｂ）本発明の第二の実施例における焦電型赤外線検出
素子を示す断面図
外線検出素子を示す平面図 （ｂ）本発明の第二の実施例における焦電型赤外線検出
素子を示す断面図
【図３】本発明の第三の実施例における焦電型赤外線検
出素子を示す平面図
出素子を示す平面図
【図４】（ａ）従来の焦電型赤外線検出素子を示す平面
図 （ｂ）従来の焦電型赤外線検出素子を示す断面図
図 （ｂ）従来の焦電型赤外線検出素子を示す断面図
【図５】従来の焦電型赤外線検出素子の動作を説明する
像が極めて遅い速度で大きく移動したときの出力波形図
像が極めて遅い速度で大きく移動したときの出力波形図
【図６】同じく像が極めて速い速度で大きく移動したと
きの出力波形図
きの出力波形図
【図７】同じく像が適度な速度で大きく移動したときの
出力波形図
出力波形図
１１ 基板 １２ａ，１２ｂ 下部電極 １３ａ，１３ｂ 焦電薄膜 １４ａ，１４ｂ 受光電極 １５ 絶縁膜 １６ 空洞 ２１ 基板 ２２ 下部電極 ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ 焦電薄膜 ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ 受光電極 ２５ 絶縁膜 ２６ 空洞 ２７ 穴 ３１ 基板 ３２ 下部電極 ３３ 焦電薄膜 ３４ 受光電極 ３５ 絶縁膜 ３６ 空洞 ３７ 穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 幸治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも単結晶からなる基板と、この
基板上に複数個の下部電極を設け、この下部電極上に略
同一形状で複数個の焦電薄膜を設け、この焦電薄膜上に
赤外線吸収効果を有する複数個の受光電極を設け、この
受光電極の極性が逆極性となるように接続された赤外線
検出部とからなり、前記赤外線検出部が接する基板表層
部に空洞を有した焦電型赤外線検出素子。 - 【請求項２】 空洞が全て一つにつながった請求項１記
載の焦電型赤外線検出素子。 - 【請求項３】 配線部を除く赤外線検出部の周囲に少な
くとも一個以上の穴を有する絶縁膜からなる請求項１ま
たは２記載の焦電型赤外線検出素子。 - 【請求項４】 受光電極間ギャップを０．５ｍｍ以下に
した請求項１、請求項２または請求項３記載の焦電型赤
外線検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7071699A JPH08271345A (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 焦電型赤外線検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7071699A JPH08271345A (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 焦電型赤外線検出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08271345A true JPH08271345A (ja) | 1996-10-18 |
Family
ID=13468058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7071699A Pending JPH08271345A (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 焦電型赤外線検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08271345A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007315916A (ja) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Matsushita Electric Works Ltd | 赤外線センサ |
| JP2011215160A (ja) * | 2011-08-01 | 2011-10-27 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 赤外線センサ |
| EP2416134A1 (en) * | 2009-03-31 | 2012-02-08 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Infrared array sensor |
| JP2012134415A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-12 | Seiko Epson Corp | 検出装置、センサーデバイス及び電子機器 |
| CN102607713A (zh) * | 2010-12-24 | 2012-07-25 | 精工爱普生株式会社 | 检测装置、传感设备以及电子设备 |
| JP2012208116A (ja) * | 2011-03-17 | 2012-10-25 | Ngk Insulators Ltd | 焦電素子及びその製造方法 |
| JP2013096788A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Seiko Epson Corp | 焦電型光検出器、焦電型光検出装置および電子機器 |
-
1995
- 1995-03-29 JP JP7071699A patent/JPH08271345A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP2416134A4 (en) * | 2009-03-31 | 2013-09-04 | Panasonic Corp | IR SENSOR ARRAY |
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| CN102589717A (zh) * | 2010-12-24 | 2012-07-18 | 精工爱普生株式会社 | 检测装置、传感器设备以及电子设备 |
| CN102607713A (zh) * | 2010-12-24 | 2012-07-25 | 精工爱普生株式会社 | 检测装置、传感设备以及电子设备 |
| CN102607713B (zh) * | 2010-12-24 | 2016-01-20 | 精工爱普生株式会社 | 检测装置、传感设备以及电子设备 |
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| JP2013096788A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Seiko Epson Corp | 焦電型光検出器、焦電型光検出装置および電子機器 |
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