JPH11230826A - Pyroelectric element - Google Patents

Pyroelectric element

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JPH11230826A
JPH11230826A JP10031801A JP3180198A JPH11230826A JP H11230826 A JPH11230826 A JP H11230826A JP 10031801 A JP10031801 A JP 10031801A JP 3180198 A JP3180198 A JP 3180198A JP H11230826 A JPH11230826 A JP H11230826A
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JP
Japan
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electrodes
axis
pyroelectric element
wafer
pyroelectric
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Application number
JP10031801A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Yagyu
博之 柳生
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pyroelectric element from which the occurrence of such a trouble as the shifting of electrodes on the front and rear surfaces of the element, the turning over of the electrodes during a vapor depositing process, etc., can be eliminated and, at the same time, which can easily be inspected individually for appearance and electrical characteristics after a dicing process, etc., is completed by only arranging the electrodes on one surface of the element. SOLUTION: A pyroelectric element is constituted by arranging a pair of parallel counter electrodes 5 on one surface of a single-crystal lithium tantalate plate 4, the front and rear surfaces of which are normal to the x-axis of the crystal axis of the plate 4 in such a way that the electrodes 5 respectively intersect the z-axis of the crystal axis at about right angles. It is preferable to dig down the arranging areas of the electrodes 5 in advance. It is also preferable to constitute the pyroelectric element in such a way that the surface of the plate 4 is held between or surrounded by the dug or through grooves.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、焦電型赤外線セン
サーに使用される焦電素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pyroelectric element used for a pyroelectric infrared sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱や温度の検知器として利用されている
焦電型赤外線センサーの熱・電気変換素子には、焦電性
を有するさまざまな強誘電体材料が用いられている。そ
のなかでもタンタル酸リチウムは、この焦電効果が大き
く、さらに近年良質な単結晶ウェハが入手可能となり、
またそれを薄く加工する研磨技術の向上もあり、バルク
で作製された焦電素子としては最も広く利用されている
材料である。
2. Description of the Related Art Various pyroelectric materials having pyroelectricity are used for thermoelectric conversion elements of pyroelectric infrared sensors used as heat and temperature detectors. Among them, lithium tantalate has a large pyroelectric effect, and in recent years, a high-quality single crystal wafer has become available.
In addition, there is also an improvement in the polishing technique for processing the thin film, and it is the most widely used material for a pyroelectric element manufactured in bulk.

【0003】タンタル酸リチウムウェハは、その製造過
程においてポーリングと呼ばれる単分域化処理が行われ
ているが、これは該材料が本来持っている自発分極の方
向を一様に揃える処理である。この処理が施された該材
料の自発分極の向きは全て結晶軸のz軸に平行で同一方
向を向く。温度が一定であれば、この自発分極の大きさ
も一定であるが、温度が変化すると、それに応じて自発
分極の大きさも変化し、その変化分が電気的中性条件を
一時的に破るため、これを中性化するために(外部から
の)電荷の移動が発生する。この電荷の移動を検出する
ことによって温度変化を検知する。
[0003] In a manufacturing process of a lithium tantalate wafer, a single domaining process called poling is performed. This is a process for uniformly aligning the direction of spontaneous polarization inherent in the material. The directions of spontaneous polarization of the material subjected to this treatment are all parallel to the z-axis of the crystal axis and point in the same direction. If the temperature is constant, the magnitude of this spontaneous polarization is also constant, but if the temperature changes, the magnitude of the spontaneous polarization also changes, and the change temporarily breaks the electrical neutral condition, In order to neutralize this, transfer of electric charge (from the outside) occurs. A temperature change is detected by detecting the movement of the electric charge.

【0004】上記電荷は自発分極が終端する面、すなわ
ちz面(自発分極の電位が大きい方の面を+z面、小さ
い方の面を−z面と呼ぶ)で発生することになる。故
に、単結晶タンタル酸リチウムをウェハにするときに表
裏面が両z面になるようにし(以下このようなウェハを
zカットウェハと呼ぶ)、そのそれぞれの面に対向電極
を形成すれば、温度変化による発生電荷を外部に取り出
すことが出来る。
The charge is generated on the surface at which the spontaneous polarization terminates, that is, on the z-plane (the surface having a higher spontaneous polarization potential is referred to as a + z surface, and the smaller surface is referred to as a -z surface). Therefore, when a single-crystal lithium tantalate is made into a wafer, the front and back surfaces are made to be both z-planes (hereinafter, such a wafer is called a z-cut wafer), and the counter electrode is formed on each of the surfaces. The charges generated by the change can be taken out.

【0005】従来の単結晶タンタル酸リチウムウェハを
用いた焦電素子の構造は、全て前述の構造、すなわちz
カットウェハの両面に対向電極を設ける構造となってい
る。従来例の基本構造を図23に示す。図中、1はzカ
ットの単結晶タンタル酸リチウムウェハを適当な大きさ
に切り出した板、1aは+z面、1bは−z面、2は電
極、3は引出線である。もちろん、電極の平面的な形
状、配置、配線等、また電極上への被覆膜など、様々な
構造が考案されているが、zカット板の両面に電極を設
けるという点は共通している。
[0005] The structure of a pyroelectric element using a conventional single-crystal lithium tantalate wafer is all the above-mentioned structure, that is, z
The structure is such that opposed electrodes are provided on both sides of the cut wafer. FIG. 23 shows a basic structure of a conventional example. In the figure, 1 is a plate obtained by cutting a z-cut single crystal lithium tantalate wafer into an appropriate size, 1a is a + z plane, 1b is a -z plane, 2 is an electrode, and 3 is a lead line. Of course, various structures have been devised, such as the planar shape, arrangement, wiring, etc. of the electrodes, and a coating film on the electrodes, but the common point is that electrodes are provided on both sides of the z-cut plate. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように構成された
焦電素子では、必ずウェハの両面に電極を形成する必要
があり、表裏での電極ずれの問題や、また工程途中での
ウェハの表裏反転など、非常に煩雑で、効率が悪い。ま
た、ウェハから素子個片に切り離すとき、一般的にダイ
シングによって分離されるが、そのままダイシングした
のでは、ウェハは薄くて割れ易いので、通常厚い板にウ
ェハを貼り付けて支持した後、ダイシング等を行う。ダ
イシング等の工程後も、分離個片は支持板上に貼り付い
ているが、この状態で本来なら一度検査をし、良品だけ
を選出したいのであるが、裏面が支持板と接触している
ため、裏面の蒸着配線不良等の外観検査ができず、裏面
電極が利用できないので電気的な検査も行えない。素子
個片を支持板から外した後も、表裏に探針を当てて電気
的検査をするのは、非常に小さな個片であるので、取り
扱い上殆ど不可能であるし、その外観検査においても、
表裏両面を観察しなくてはならないので非常に時間がか
かる。よって、最終的には素子個片を完全に実装し、そ
の実装品での電気的検査の段階ではじめて素子個片の品
質の良否判定が行われることになるので、非常に非効率
である。
In the pyroelectric element constructed as described above, it is necessary to form electrodes on both sides of the wafer without fail, and there is a problem of electrode misalignment on the front and back, and the front and back of the wafer during the process. Very complicated and inefficient, such as inversion. Also, when the wafer is cut into individual pieces, the wafer is generally separated by dicing, but if the wafer is diced as it is, the wafer is thin and easily broken. I do. Even after the steps such as dicing, the separated pieces are stuck on the support plate.In this state, we would like to inspect once and select only good products, but because the back surface is in contact with the support plate In addition, it is not possible to perform an appearance inspection such as a failure in vapor deposition wiring on the back surface, and an electrical inspection cannot be performed because the back electrode cannot be used. Even after the element piece is removed from the support plate, it is almost impossible to handle the electrical inspection by touching the probe to the front and back, since it is a very small piece. ,
It takes a lot of time because you have to observe both sides. Therefore, the quality of the element piece is determined only at the stage of the electrical inspection of the mounted product after the element piece is completely mounted, which is very inefficient.

【0007】なお、素子個片の取り扱いが難しいのは、
素子の厚みが約50μmと薄いためであるが、素子の厚
みは、素子が赤外線を受けて温度変化する早さ、即ちセ
ンサとしての応答速度に影響するため、これ以上素子厚
を厚くすることが出来ない。
[0007] The difficulty in handling element pieces is
This is because the thickness of the element is as thin as about 50 μm.However, the element thickness affects the speed at which the element receives infrared rays and changes its temperature, that is, the response speed as a sensor. Can not.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためになされたもので、対向電極を同一面上、片
面のみに形成する。対向電極はz軸上に形成されなけれ
ばならないので、これを同一平面上に形成するために
は、結晶軸のx軸を法線とする面でカットされた、いわ
ゆるxカットウェハを用いる。すなわち、xカットウェ
ハの片面(例えば+x面)に、z軸に直角で、互いに平
行な2本の電極を蒸着等によって形成する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an opposing electrode is formed on the same surface and only on one surface. Since the counter electrode must be formed on the z-axis, in order to form it on the same plane, a so-called x-cut wafer cut on a plane whose normal is the x-axis of the crystal axis is used. That is, two electrodes perpendicular to the z-axis and parallel to each other are formed on one surface (eg, + x surface) of the x-cut wafer by vapor deposition or the like.

【0009】2本の電極は1つのコンデンサを形成する
わけであるが、その電極間の自発分極密度を高くするに
は、電極形成領域を予め−x方向に掘り込んでおき、そ
の内面に蒸着あるいはスクリーン印刷等の手法によって
電極材料となる金属層を形成する。コンデンサを形成す
る2つの電極の対向面が掘り込みによって広くなり(こ
の対向面は当然z面に相当する)、掘り込み深さに比例
した自発分極密度の増大が期待される。ただし、この掘
り込みには、イオンミリングや反応性イオンエッチング
等のイオンを用いたドライエッチング手法でも不可能で
はないが、数十μmという掘り込み深さであるため、前
述の手法では掘り込むのに時間が掛かる(およそ1μm
/1時間)ので、本構造を作製するためには、粒径12
μm以下の微粉を噴射して加工を行う精密加工用サンド
ブラスト等の手法が非常に好ましい。この手法ではおよ
そ50〜100μm/1時間、もしくはそれ以上の速さ
で掘り込むことが出来、また数十μmレベルの領域だけ
を掘り抜くことが出来る。
The two electrodes form one capacitor. To increase the spontaneous polarization density between the electrodes, the electrode formation region is dug in advance in the -x direction, and the inner surface is vapor-deposited. Alternatively, a metal layer serving as an electrode material is formed by a method such as screen printing. The opposing surface of the two electrodes forming the capacitor is widened by digging (this opposing surface naturally corresponds to the z-plane), and an increase in spontaneous polarization density in proportion to the digging depth is expected. However, this digging is not impossible even by a dry etching method using ions such as ion milling and reactive ion etching, but the digging depth is several tens of μm, so that the digging is not performed by the above-mentioned method. Takes time (approx. 1 μm
/ 1 hour).
A technique such as sandblasting for precision machining, in which fine powder of not more than μm is sprayed to perform machining, is very preferable. With this method, it is possible to excavate at a speed of about 50 to 100 μm / hour or more, and it is also possible to excavate only a region of several tens μm level.

【0010】さらに、素子の応答速度を向上するため
に、入射した赤外線によって発生した熱が、赤外線検出
部の外すなわち1組の対向平行電極で挟まれる領域の外
へと拡散するのを防ぐために、それを防止するための溝
を、電極部の掘り込みと同時に形成する。この溝は単な
る掘り下げでも良いし、貫通でも良いが、熱分離性能の
点からは貫通溝の方が好ましい。
Furthermore, in order to improve the response speed of the element, it is necessary to prevent the heat generated by the incident infrared rays from diffusing out of the infrared detecting section, that is, outside the area sandwiched by the pair of opposed parallel electrodes. A groove for preventing this is formed at the same time when the electrode portion is dug. This groove may be simply dug down or penetrated, but from the viewpoint of heat separation performance, a through groove is preferable.

【0011】さらに、ウェハおよび素子個片の取り扱い
を容易にするため、ウェハの厚さを100μmとか、そ
れ以上(500μmなど)にしたい場合は、赤外線検出
部すなわち1組の対向平行電極で挟まれる領域だけを、
その反対面側(−x面側)から予め掘り込んでおくこと
によって熱応答性の低下を回避することが出来る。この
反対面の掘り込みもやはりその深さが数百μm程度とな
るので、前述したサンドブラスト等の手法を用いて作製
する。
Further, when the thickness of the wafer is to be 100 μm or more (eg, 500 μm) in order to facilitate the handling of the wafer and the element pieces, the wafer is sandwiched by an infrared detector, ie, a pair of opposed parallel electrodes. Only the area,
By digging in advance from the opposite surface side (−x surface side), it is possible to avoid a decrease in thermal responsiveness. The digging on the opposite surface also has a depth of about several hundred μm, so that it is manufactured using the above-described technique such as sandblasting.

【0012】さらに、これまで述べてきた1組の対向電
極からなる1検知部を複数個(蒸着工程において)配列
・接続することにより、さらに検知能力およびノイズ耐
性などの向上した素子を作製することが出来る。素子の
組み合わせ方は原理的に蒸着工程で決められるので、自
由な配線組み合わせが可能である。
Further, by arranging and connecting a plurality of detecting portions each comprising a pair of counter electrodes described above (in the vapor deposition step), it is possible to manufacture an element further improved in detecting ability and noise resistance. Can be done. Since the method of combining the elements is determined in principle by the vapor deposition process, the wiring can be freely combined.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1及び図2は本発明の実施形態
の一例を示すものである。図1は素子の平面図を、図2
は図1に示す破断線A−A’における断面図である。本
形態は、従来使用されていたウェハと同様の厚さ(およ
そ50μm)のxカットウェハを用いた場合で、かつ電
極は単なる蒸着工程のみによって作製された場合であ
る。図中、4はxカットの単結晶タンタル酸リチウムウ
ェハを適当な大きさに切り出した板、4aは+x面、4
bは−x面、5はz軸に直角に交わるよう形成された1
組の対向平行電極である。もちろん4aが−x面で、4
bが+x面であっても良い。
1 and 2 show an example of an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view of the device, and FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along a line AA ′ shown in FIG. 1. In the present embodiment, an x-cut wafer having the same thickness (about 50 μm) as a conventionally used wafer is used, and the electrodes are manufactured only by a simple vapor deposition process. In the figure, 4 is a plate obtained by cutting an x-cut single crystal lithium tantalate wafer into an appropriate size, 4a is a + x plane, 4
b is the −x plane, and 5 is formed so as to intersect the z-axis at right angles.
A set of opposed parallel electrodes. Of course, 4a is the -x plane and 4a
b may be the + x plane.

【0014】図3及び図4も本発明の実施形態の一例を
示すものである。図3は素子の平面図を、図4は図3に
示す破断線A−A’における断面図である。本形態も、
従来使用されていたウェハと同様の厚さ(およそ50μ
m)のxカットウェハを用いた場合で、z軸に直角に交
わるよう配置された1組の対向平行電極6は掘り込み工
程および蒸着あるいはスクリーン印刷等の手法によって
作製された場合である。図中、6はz軸に直角に交わる
よう形成された1組の掘り込み対向平行電極である。
FIGS. 3 and 4 also show an example of the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view of the device, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along a line AA ′ shown in FIG. This form also
The same thickness as that of a conventionally used wafer (about 50 μm)
In the case of using the x-cut wafer of m), one set of the opposing parallel electrodes 6 arranged so as to intersect at right angles to the z-axis is a case where it is manufactured by a digging process and a technique such as evaporation or screen printing. In the figure, reference numeral 6 denotes a pair of dug opposed parallel electrodes formed so as to intersect the z-axis at right angles.

【0015】図5〜図7もまた本発明の実施形態の一例
を示すものである。図5は素子の平面図を、図6および
図7はそれぞれ図5に示す破断線A−A’およびB−
B’における断面図である。本形態も、従来使用されて
いたウェハと同様の厚さ(およそ50μm)のxカット
ウェハを用いた場合で、z軸に直角に交わるよう配置さ
れた1組の対向平行電極6は掘り込み工程および蒸着あ
るいはスクリーン印刷等の手法によって作製され、さら
に該対向平行電極6で挟まれた領域が、熱分離溝7で挟
まれている構造である。図では熱分離溝7は貫通してい
ないが、貫通溝の場合も勿論あり得る。
FIGS. 5 to 7 also show an example of the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a plan view of the device, and FIGS. 6 and 7 are broken lines AA ′ and B-
It is sectional drawing in B '. This embodiment also uses an x-cut wafer having the same thickness (about 50 μm) as a conventionally used wafer, and a pair of opposed parallel electrodes 6 arranged so as to intersect at right angles to the z-axis is formed by a digging process. In addition, the structure is formed by a method such as vapor deposition or screen printing, and a region sandwiched by the opposed parallel electrodes 6 is sandwiched by the heat separation grooves 7. In the figure, the heat separation groove 7 does not penetrate, but of course there may be a through groove.

【0016】図8及び図9もまた本発明の実施形態の一
例を示すものである。図8は素子の平面図を、図9は図
8に示す破断線A−A’における断面図である。本形態
は、従来使用されていたウェハよりも厚い(100〜5
00μm程度の)xカットウェハを用いた場合で、z軸
に直角に交わるよう配置された1組の対向平行電極5は
単なる蒸着工程のみによって作製された場合である。図
中、8は厚さ100〜500μmのxカットの単結晶タ
ンタル酸リチウムウェハを適当な大きさに切り出した
板、8aは+x面、8bは−x面である。勿論、8aが
−x面で、8bが+x面であっても良い。また、図中、
9は検知部すなわち対向平行電極5で挟まれた領域の裏
面を掘り込んだ領域である。この裏面掘り込み9によっ
て、対向平行電極5で挟まれた領域のみが50μm程度
の厚さとなっている。
FIGS. 8 and 9 also show an example of the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a plan view of the element, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along a line AA ′ shown in FIG. This embodiment is thicker (100 to 5) than a conventionally used wafer.
In this case, an x-cut wafer (of about 00 μm) is used, and one set of opposed parallel electrodes 5 arranged so as to intersect at right angles to the z-axis is made only by a simple vapor deposition process. In the drawing, reference numeral 8 denotes a plate obtained by cutting an x-cut single-crystal lithium tantalate wafer having a thickness of 100 to 500 μm into an appropriate size, 8a denotes a + x plane, and 8b denotes a −x plane. Of course, 8a may be the -x plane and 8b may be the + x plane. In the figure,
Reference numeral 9 denotes a detection portion, that is, a region dug in the back surface of the region sandwiched by the opposing parallel electrodes 5. Due to this back surface digging 9, only the region sandwiched between the opposing parallel electrodes 5 has a thickness of about 50 μm.

【0017】図10及び図11もまた本発明の実施形態
の一例を示すものである。図10は素子の平面図を、図
11は図10に示す破断線A−A’における断面図てあ
る。本形態も、従来使用されていたウェハよりも厚い
(100〜500μm程度の)xカットウェハを用いた
場合で、z軸に直角に交わるよう配置された1組の対向
平行電極6は掘り込み工程および蒸着あるいはスクリー
ン印刷等の手法によって作製されている。図中、9は図
9と同様、検知部すなわち掘り込み対向平行電極6で挟
まれた領域の裏面を掘り込んだ領域である。この裏面掘
り込み9によって、掘り込み対向平行電極6で挟まれた
領域のみが50μm程度の厚さとなっている。
FIGS. 10 and 11 also show an example of the embodiment of the present invention. FIG. 10 is a plan view of the element, and FIG. 11 is a cross-sectional view taken along a line AA ′ shown in FIG. This embodiment also uses an x-cut wafer (thickness of about 100 to 500 μm) which is thicker than a conventionally used wafer. It is produced by a technique such as vapor deposition or screen printing. In the drawing, reference numeral 9 denotes a region in which the back surface of a region sandwiched by the detection portions, that is, the dug opposed parallel electrodes 6 is dug, as in FIG. Due to the back surface digging 9, only the region sandwiched between the digging opposed parallel electrodes 6 has a thickness of about 50 μm.

【0018】図12〜図14もまた本発明の実施形態の
一例を示すものである。図12は素子の平面図を、図1
3および図14はそれぞれ図12に示す破断線A−A’
およびB−B’における断面図である。本形態も、従来
使用されていたウェハよりも厚い(100〜500μm
程度の)xカットウェハを用いた場合で、z軸に直角に
交わるよう配置された1組の対向平行電極6は掘り込み
工程および蒸着あるいはスクリーン印刷等の手法によっ
て作製され、さらに該対向平行電極6で挟まれた領域
が、熱分離溝7で挟まれており、かつ裏面掘り込み9を
持つ構造である。図では熱分離溝7は裏面掘り込み9と
接し、貫通しているが、非貫通溝の場合も勿論あり得
る。
FIGS. 12 to 14 also show an example of the embodiment of the present invention. FIG. 12 is a plan view of the device, and FIG.
3 and FIG. 14 correspond to the broken line AA ′ shown in FIG.
It is sectional drawing in BB '. This embodiment is also thicker (100-500 μm) than a conventionally used wafer.
When an x-cut wafer is used, a pair of opposing parallel electrodes 6 arranged so as to intersect the z-axis at right angles are formed by a digging process and a technique such as vapor deposition or screen printing, and furthermore, the opposing parallel electrodes 6 are formed. The region sandwiched by 6 is sandwiched by the thermal isolation grooves 7 and has a back surface dug 9. In the figure, the heat separation groove 7 is in contact with and penetrates the back surface digging 9, but may be a non-through groove.

【0019】図15〜図17もまた本発明の実施形態の
一例を示すものである。図15は本形態の平面図を、図
16は図15に示す破断線A−A’における断面を、図
17はこれを電気回路で示したものである。本形態は図
12〜図14に示す形態の素子を2つ、図15に示すよ
うな配置で、配線10によって接続したもので、一般に
デュアルと呼ばれる複合素子型形態である。ここでは図
12〜図14に示した単位素子によって本形態の複合素
子を構成しているが、図1及び図2に示す形態、図3及
び図4に示す形態、図5〜図7に示す形態、図8及び図
9に示す形態、図10及び図11に示す形態の単位素子
によって複合素子を構成しても勿論構わない。デュアル
素子は、図17で分かるように、異なる分極方向(すな
わちz軸方向)の単位素子11および12を並列に接続
したもので、本形態では、単位素子の1電極を互いに共
通化し、そこからデュアル素子としての一電極13を、
また単位素子の共通化されない電極からそれぞれ配線1
0によって、デュアル素子としての他方電極14を構成
している。
FIGS. 15 to 17 also show an example of the embodiment of the present invention. FIG. 15 is a plan view of the present embodiment, FIG. 16 is a cross section taken along the line AA ′ shown in FIG. 15, and FIG. 17 is an electric circuit. In this embodiment, two elements of the form shown in FIGS. 12 to 14 are connected by wiring 10 in the arrangement shown in FIG. 15, and is a composite element type form generally called dual. Here, the composite element of this embodiment is constituted by the unit elements shown in FIGS. 12 to 14, but is shown in FIGS. 1 and 2, FIGS. 3 and 4, and FIGS. 5 to 7. It is a matter of course that the composite element may be constituted by the unit elements of the form, the form shown in FIGS. 8 and 9, and the form shown in FIGS. 10 and 11. As can be seen in FIG. 17, the dual element is obtained by connecting unit elements 11 and 12 in different polarization directions (that is, the z-axis direction) in parallel. In the present embodiment, one electrode of the unit element is shared with each other, and One electrode 13 as a dual element,
In addition, wiring 1
0 constitutes the other electrode 14 as a dual element.

【0020】図18及び図19もまた本発明の実施形態
の一例を示すものである。図18は本形態の平面図を、
図19はこれを電気回路で示したものである。断面は図
16より容易に想像できるので省略した。本形態は図1
2〜図14に示す形態の素子を4つ、図18に示すよう
な配置で、配線10によって接続した複合素子型形態で
ある。ここでは図12〜図14に示した単位素子によっ
て本形態の複合素子を構成しているが、図1及び図2に
示す形態、図3及び図4に示す形態、図5〜図7に示す
形態、図8及び図9に示す形態、図10及び図11に示
す形態の単位素子によって複合素子を構成しても勿論構
わない。本形態の4単位素子複合形態は、図19に示す
ように単位素子11、12、15及び16を並列に接続
したものである。
FIGS. 18 and 19 also show an example of the embodiment of the present invention. FIG. 18 is a plan view of the present embodiment,
FIG. 19 shows this in an electric circuit. The cross section is omitted because it can be easily imagined from FIG. This embodiment is shown in FIG.
This is a composite device type configuration in which four devices having the configurations shown in FIGS. 2 to 14 are connected by wiring 10 in the arrangement shown in FIG. Here, the composite element of this embodiment is constituted by the unit elements shown in FIGS. 12 to 14, but is shown in FIGS. 1 and 2, FIGS. 3 and 4, and FIGS. 5 to 7. It is a matter of course that the composite element may be constituted by the unit elements of the form, the form shown in FIGS. 8 and 9, and the form shown in FIGS. 10 and 11. In the four-unit-element composite embodiment of this embodiment, unit elements 11, 12, 15, and 16 are connected in parallel as shown in FIG.

【0021】図20もまた本発明の実施形態の一例を示
す平面図であり、本形態は図18及び図19に示した4
単位素子複合型の異配置形態である。図21及び図22
もまた本発明の実施形態の一例を示すものである。図2
1は本形態の平面図を、図22はこれを電気回路で示し
たものである。本形態は図12〜図14に示す素子を8
つ、図21に示すような配置で接続した複合素子型形態
である。ここでは図12〜図14に示した単位素子によ
って本形態の複合素子を構成しているが、図1及び図2
に示す形態、図3及び図4に示す形態、図5〜図7に示
す形態、図8及び図9に示す形態、図10及び図11に
示す形態の単位素子によって複合素子を構成しても勿論
構わない。本形態では各単位素子11、12及び15〜
20からの出力信号がそれぞれ端子21〜28から個別
に出力される。なお、端子29は各単位素子11、12
及び15〜20の共通端子である。
FIG. 20 is also a plan view showing an example of the embodiment of the present invention.
This is a different arrangement form of a unit element composite type. FIG. 21 and FIG.
Also shows an example of the embodiment of the present invention. FIG.
1 is a plan view of the present embodiment, and FIG. 22 is an electric circuit showing this. In this embodiment, the device shown in FIGS.
FIG. 21 shows a composite element type configuration connected in an arrangement as shown in FIG. Here, the composite element of this embodiment is constituted by the unit elements shown in FIGS.
, The forms shown in FIGS. 3 and 4, the forms shown in FIGS. 5 to 7, the forms shown in FIGS. 8 and 9, and the unit elements shown in FIGS. Of course it doesn't matter. In this embodiment, each of the unit elements 11, 12, and 15 to
Output signals from 20 are individually output from terminals 21 to 28, respectively. The terminal 29 is connected to each of the unit elements 11, 12
And 15 to 20 common terminals.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明によれば、結晶軸のx軸の法線面
で表裏を構成する単結晶タンタル酸リチウム板の片面
に、2つ1組の対向平行電極がそれぞれ結晶軸のz軸に
略直角に交わるように配置された構造を有するので、従
来のような表裏での電極ずれの問題はもちろん、蒸着工
程途中での煩雑なウェハの表裏反転などの問題は生じな
い。同様に、ダイシング等の工程が終了したウェハ、す
なわち素子個片の外観検査および電気的検査工程も、ウ
ェハが支持板に貼り付けられたままの状態で行うことが
出来るため、実装品の最終検査までに不良素子個片を落
とせる効率が大きく向上し、無駄な実装および実装後検
査が無くなり、歩留まりも向上する。特に、請求項5の
ように、単位素子を複数個配置・接続して構成する複合
型形態の素子では、その検査項目数の増大等を考慮する
と、ウェハの片面のみに電極、すなわち信号取り出し端
子が並んでいるのは非常に好都合であり、現実的であ
る。
According to the present invention, a pair of opposed parallel electrodes are provided on one side of a single-crystal lithium tantalate plate constituting the front and back sides with respect to the normal to the x-axis of the crystal axis, respectively. Since it has a structure arranged so as to intersect at a substantially right angle, the problem of electrode misalignment between the front and back as well as the problem of complicated inversion of the wafer during the vapor deposition process do not occur. Similarly, the appearance inspection and the electrical inspection process of the wafer after the processes such as dicing, that is, the element pieces, can be performed while the wafer is still attached to the support plate, so that the final inspection of the mounted product is performed. The efficiency with which defective element pieces can be dropped by this time is greatly improved, wasteful mounting and post-mounting inspection are eliminated, and the yield is improved. In particular, in the case of a compound type device in which a plurality of unit elements are arranged and connected as in claim 5, an electrode, that is, a signal extraction terminal, is provided only on one surface of the wafer in consideration of an increase in the number of inspection items. Is very convenient and realistic.

【0023】また、素子の性能を決める電極間距離、面
積等の各部寸法や素子配置等が、各工程で使用される各
種マスク等で決まるので、非常に正確に各寸法が作製さ
れるという利点がある。すなわち、電極や配線の寸法は
蒸着マスクで決まり、請求項2、3等の掘り込み部の寸
法はフォトレジストマスクで決まるので、設計寸法が正
確に反映され、各部寸法の変更がマスク変更で対応でき
るから、設計の自由度が高くなる。
Further, since the dimensions of each part such as the distance between electrodes and the area which determine the performance of the element and the arrangement of the elements are determined by various masks used in each step, there is an advantage that each dimension can be manufactured very accurately. There is. In other words, the dimensions of the electrodes and wirings are determined by the vapor deposition mask, and the dimensions of the dug-out portions in claims 2 and 3 are determined by the photoresist mask. Because it is possible, the degree of freedom of design increases.

【0024】さらに、請求項4又は6の発明では、従来
のような約50μmと薄いウェハのみならず、100〜
500μmといった厚いウェハでも素子作製が可能なた
め、素子個片の取り扱いが大幅に容易になり、工程中で
の素子破損が避けられ、また機械強度的にも強いため、
実装品の実使用上の取り扱いも容易になる。
Further, according to the invention of claim 4 or 6, not only a wafer as thin as about 50 μm as in the prior art but also
Since elements can be manufactured even on a wafer as thick as 500 μm, handling of element pieces is greatly facilitated, element damage during the process is avoided, and mechanical strength is high.
Handling of the mounted product in actual use is also facilitated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態を示す素子の平面図で
ある。
FIG. 1 is a plan view of an element showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A’線についての断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A 'of FIG.

【図3】本発明の第2の実施形態を示す素子の平面図で
ある。
FIG. 3 is a plan view of an element showing a second embodiment of the present invention.

【図4】図3のA−A’線についての断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 3;

【図5】本発明の第3の実施形態を示す素子の平面図で
ある。
FIG. 5 is a plan view of an element showing a third embodiment of the present invention.

【図6】図5のA−A’線についての断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 5;

【図7】図5のB−B’線についての断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line B-B 'of FIG.

【図8】本発明の第4の実施形態を示す素子の平面図で
ある。
FIG. 8 is a plan view of an element showing a fourth embodiment of the present invention.

【図9】図8のA−A’線についての断面図である。9 is a cross-sectional view taken along line A-A 'of FIG.

【図10】本発明の第5の実施形態を示す素子の平面図
である。
FIG. 10 is a plan view of an element showing a fifth embodiment of the present invention.

【図11】図10のA−A’線についての断面図であ
る。
11 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【図12】本発明の第6の実施形態を示す素子の平面図
である。
FIG. 12 is a plan view of a device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図13】図12のA−A’線についての断面図であ
る。
FIG. 13 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 12;

【図14】図12のB−B’線についての断面図であ
る。
FIG. 14 is a sectional view taken along line BB ′ of FIG. 12;

【図15】本発明の第7の実施形態を示す素子の平面図
である。
FIG. 15 is a plan view of an element showing a seventh embodiment of the present invention.

【図16】図15のA−A’線についての断面図であ
る。
FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【図17】図15の素子の電気回路図である。17 is an electric circuit diagram of the device of FIG.

【図18】本発明の第7の実施形態を示す素子の平面図
である。
FIG. 18 is a plan view of a device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図19】図18の素子の電気回路図である。FIG. 19 is an electric circuit diagram of the device of FIG. 18.

【図20】本発明の第8の実施形態を示す素子の平面図
である。
FIG. 20 is a plan view of an element according to an eighth embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第9の実施形態を示す素子の平面図
である。
FIG. 21 is a plan view of a device according to a ninth embodiment of the present invention.

【図22】図21の素子の電気回路図である。FIG. 22 is an electrical circuit diagram of the device of FIG. 21.

【図23】従来例の素子の断面構造を示す断面図であ
る。
FIG. 23 is a sectional view showing a sectional structure of a conventional device.

【符合の説明】[Description of sign]

4 xカットの単結晶タンタル酸リチウム板 4a +x面 4b −x面 5 平行対向電極 6 掘り込み平行対向電極 7 熱分離溝 4 x-cut single-crystal lithium tantalate plate 4a + x-plane 4b -x-plane 5 parallel counter electrode 6 dug parallel counter electrode 7 thermal separation groove

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 結晶軸のx軸の法線面で表裏を構成す
る単結晶タンタル酸リチウム板の片面に、2つ1組の対
向平行電極がそれぞれ結晶軸のz軸に略直角に交わるよ
うに配置された構造を有することを特徴とする焦電素
子。
1. A pair of opposed parallel electrodes, each of which is substantially perpendicular to the z-axis of the crystal axis, on one side of a single-crystal lithium tantalate plate constituting the front and back sides with the normal to the x-axis of the crystal axis. A pyroelectric element having a structure arranged in a pyroelectric element.
【請求項2】 請求項1に記載の2つ1組の対向平行
電極は予め掘り下げられた領域に設けられていることを
特徴とする焦電素子。
2. The pyroelectric element according to claim 1, wherein the pair of opposed parallel electrodes according to claim 1 is provided in a region dug down in advance.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の2つ1組の対
向平行電極で挟まれた面が、その外側を掘り下げられた
或いは貫通させられた溝によって挟まれた或いは囲まれ
た構造を有することを特徴とする焦電素子。
3. A structure in which a surface sandwiched by a pair of opposed parallel electrodes according to claim 1 or 2 is sandwiched or surrounded by a groove dug down or penetrated outside. A pyroelectric element comprising:
【請求項4】 請求項1、2又は3に記載の2つ1組
の対向平行電極で挟まれた面が、その反対面側から掘り
込まれることによってその領域だけが薄くさせられた構
造を有することを特徴とする焦電素子。
4. A structure in which a surface sandwiched between a pair of opposed parallel electrodes according to claim 1, 2 or 3 is dug from the opposite surface side to make only the region thinner. A pyroelectric element comprising:
【請求項5】 請求項1、2、3又は4に記載の焦電
素子を複数個配列したものを1式の素子として構成され
ることを特徴とする焦電素子。
5. A pyroelectric element comprising a plurality of pyroelectric elements according to claim 1, 2, 3 or 4, arranged as a single element.
【請求項6】 請求項4に記載の反対面側からの掘り
込みは、平均粒径12μm以下の微粉を用いたサンドブ
ラスト技術によって形成されることを特徴とする焦電素
子。
6. The pyroelectric element according to claim 4, wherein the digging from the opposite surface side is formed by a sandblast technique using fine powder having an average particle diameter of 12 μm or less.
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