JPH11258056A

JPH11258056A - 放射検出装置

Info

Publication number: JPH11258056A
Application number: JP10074871A
Authority: JP
Inventors: Katsushi Nakano; 勝志中野; Toru Ishizuya; 徹石津谷
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1998-03-09
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】赤外線等の放射の検出効率を高める。【解決手段】入射した赤外線は、検出膜部４により吸
収されて熱に変換される。その結果、検出膜部４の一部
を構成するｎ型にドープされたポリシリコン膜６の温度
は上昇し、膜６が熱膨張する。膜６の両側部分は脚部３
にて支えられているので、膜６内に圧縮応力が発生す
る。この応力によるピエゾ抵抗効果により、膜６の両側
部分間の電気抵抗は減少する。同時に、膜６の温度の上
昇によるボロメータ効果により、膜６の電気抵抗は減少
する。さらに、前記圧縮応力により膜６の断面積が増加
することにより、膜６の電気抵抗は減少する。これら３
つの原因により膜６の電気抵抗の温度上昇による減少を
引き起こすことにより、膜６の電気抵抗の変化量は増大
し、検出効率が高まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線、Ｘ線、紫
外線などの放射を検出する放射検出装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】放射検出装置の一種である従来の赤外線
イメージセンサでは、受光素子としてボロメータを面内
に集積し、被測定物からの赤外線が、前記受光素子に入
射した時の、当該素子の温度上昇による電気抵抗の変化
を高感度に検出することにより、被測定物の温度分布を
画像化している（米国特許第５３００９１５号公報）。

【０００３】一方、膨張係数の違う２種類の物質を積層
したバイモルフで赤外線を吸収し、その時のバイモルフ
の温度上昇により生じるバイモルフの撓みを検出するこ
とにより、赤外線を検出する赤外線検出装置も、従来か
ら提供されている。このバイモルフによる赤外線の検出
では、当該バイモルフの撓みを、当該バイモルフを構成
する膜に内部応力が作用することより引き起こされる当
該膜の電気抵抗値の変化（ピエゾ抵抗効果）によって赤
外線を検出する技術（SPIE Vol. 2744, pp.345-354）等
が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
から種々の検出原理により放射を検出する放射検出装置
が提供されているが、放射の検出効率を一層高めること
が望まれている。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、従来の放射検出装置に比べて検出効率の高い
放射検出装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第１の態様による放射検出装置は、基板
と、該基板に対して膜面方向の両側部分が支持され１層
以上の膜からなる検出膜部と、を備え、前記１層以上の
膜のうちの少なくとも１層の膜が、受けた放射を吸収し
て熱に変換する特性を有し、前記１層以上の膜のうちの
１層の膜は、前記熱による膨張又は収縮に従って前記両
側部分が支持されていることにより生ずる膜面方向の応
力によって、当該膜の前記両側部分間の電気抵抗が変化
するピエゾ抵抗効果を示す特性を有するとともに、前記
熱による温度変化によって当該膜の電気抵抗が変化する
ボロメータ効果（ボロメータとしての効果）を示す特性
を有する抵抗変化膜であり、前記熱の増減に対する前記
ピエゾ抵抗効果による前記電気抵抗の変化の方向と前記
ボロメータ効果による前記電気抵抗の変化の方向とが一
致しているものである。

【０００７】この第１の態様によれば、検出膜部を構成
する膜のうちの少なくとも１層の膜により、放射が吸収
されて熱に変換される。そして、検出膜部における膜面
方向の両側部分が基板に対して支持されているので、抵
抗変化膜は、前記熱による膨張又は収縮に従って当該熱
に応じた応力を受ける。したがって、抵抗変化膜がピエ
ゾ抵抗効果を示す特性を有しているので、抵抗変化膜の
電気抵抗は、当該ピエゾ抵抗効果により前記熱に応じて
変化する。一方、抵抗変化膜は、ピエゾ抵抗効果のみな
らず、ボロメータ効果を示す特性も有しているので、抵
抗変化膜の電気抵抗は、当該ボロメータ効果により前記
熱に応じて変化する。そして、前記第１の態様では、熱
の増減に対する前記ピエゾ抵抗効果による前記電気抵抗
の変化の方向と前記ボロメータ効果による前記電気抵抗
の変化の方向とが一致しているので、前記熱による抵抗
変化膜の電気抵抗の変化量は、ピエゾ抵抗効果による電
気抵抗の変化量とボロメータ効果による電気抵抗の変化
量とを加えたものとなり、前述した従来の放射検出装置
の場合のようなピエゾ抵抗効果又はボロメータ効果の一
方のみの単独の効果による電気抵抗の変化量に比べて増
大する。このため、前記第１の態様によれば、従来の放
射検出装置に比べて検出効率が高まり感度が向上する。

【０００８】なお、前記第１の態様では、用途に応じ
て、入射する放射の種類は適宜選択することができる。

【０００９】本発明の第２の態様による放射検出装置
は、前記第１の放射検出装置において、前記熱の増減に
対する前記ピエゾ抵抗効果による前記電気抵抗の変化の
方向及び前記ボロメータ効果による前記電気抵抗の変化
の方向は、前記熱による膨張又は収縮に従って前記両側
部分が支持されていることにより生ずる当該膜の断面積
の変化が引き起こす当該膜の電気抵抗の変化の前記熱の
増減に対する方向と一致しているものである。

【００１０】前記第１の態様では、検出膜部における膜
面方向の両側部分が基板に対して支持されているので、
抵抗変化膜の断面積は、前記熱による膨張又は収縮に従
って変化する。したがって、抵抗変化膜の電気抵抗は、
ボロメータ効果及びピエゾ抵抗効果によって変化するの
みならず、前記熱に応じた断面積の変化によっても変化
することになる。このため、前記第２の態様のように、
ボロメータ効果及びピエゾ抵抗効果による抵抗変化膜の
電気抵抗の熱の増減に対する変化の方向を、前記断面積
の熱の増減に対する変化の方向と一致させておくと、抵
抗変化膜の電気抵抗の変化量は、ピエゾ抵抗効果による
電気抵抗の変化量、ボロメータ効果による電気抵抗の変
化量、及び断面積変化による電気抵抗の変化量を加えた
ものとなり、一層検出効率が高まり、好ましい。

【００１１】もっとも、断面積変化による電気抵抗の変
化量は、ピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化量やボロ
メータ効果による電気抵抗の変化量に比べればかなり小
さいので、前記第１の態様では、ボロメータ効果及びピ
エゾ抵抗効果による抵抗変化膜の電気抵抗の熱の増減に
対する変化の方向は、前記断面積の熱の増減に対する変
化の方向と一致していなくてもよい。

【００１２】本発明の第３の態様による放射検出装置
は、前記第１又は第２の態様による放射検出装置におい
て、前記抵抗変化膜の前記両側部分間の電気抵抗に応じ
た信号を出力する読み出し回路を備えたものである。

【００１３】なお、前記第１乃至第３の態様において
は、検出膜部の支持構造として脚部を用いて支持しても
よいし、このような脚部を用いずに、例えば、基板に穴
を形成し、該穴を跨ぐように検出膜部を形成し、基板に
おける当該穴の両側部分によって検出膜部の両側部分を
支持するようにしてもよい。

【００１４】本発明の第４の態様による放射検出装置
は、基板と、２層以上の膜からなる検出膜部と、を備
え、前記２層以上の膜のうちの少なくとも１層の膜が、
受けた放射を吸収して熱に変換する特性を有し、前記２
層以上の膜のうちの互いに重なった２層の膜が、互いに
異なる膨張係数を有する異なる物質からなり、前記検出
膜部は、前記互いに重なった２層の膜の膨張係数の相違
により前記熱に応じて前記検出膜部が撓み得るように、
前記基板に対してフローティング状態となるように支持
され、前記２層以上の膜のうちの１層の膜は、前記検出
膜部の撓みに応じて受ける応力によって、当該膜の電気
抵抗が変化するピエゾ抵抗効果を示す特性を有するとと
もに、前記熱による温度変化によって当該膜の電気抵抗
が変化するボロメータ効果を示す特性を有する抵抗変化
膜であり、前記熱の増減に対する前記ピエゾ抵抗効果に
よる前記電気抵抗の変化の方向と前記ボロメータ効果に
よる前記電気抵抗の変化の方向とが一致しているもので
ある。

【００１５】この第４の態様によれば、検出膜部を構成
する膜のうちの少なくとも１層の膜により、放射が吸収
されて熱に変換される。そして、検出膜部は、互いに異
なる膨張係数を有する異なる物質からなる互いに重なっ
た２層の膜を有し、いわゆる熱バイモルフ構造が採用さ
れており、検出膜部が基板に対して撓み可能に支持され
ていることから、検出膜部が前記熱に応じて撓む。この
ため、抵抗変化膜は、この撓みにより前記熱に応じた応
力を受ける。このように、第４の態様では、熱によって
抵抗変化膜が応力を受けるメカニズムが前記第１の態様
とは異なるが、前記第１の態様と同様に、抵抗変化膜
は、放射が変換された熱に応じた応力を受ける。したが
って、抵抗変化膜がピエゾ抵抗効果を示す特性を有して
いるので、抵抗変化膜の電気抵抗は、当該ピエゾ抵抗効
果により前記熱に応じて変化する。一方、前記第４の態
様においても、前記第１の態様と同様に、抵抗変化膜
は、ピエゾ抵抗効果のみならず、ボロメータ効果を示す
特性も有しているので、抵抗変化膜の電気抵抗は、当該
ボロメータ効果により前記熱に応じて変化する。そし
て、前記第４の態様においても、前記第１の態様と同様
に、熱の増減に対する前記ピエゾ抵抗効果による前記電
気抵抗の変化の方向と前記ボロメータ効果による前記電
気抵抗の変化の方向とが一致しているので、前記熱によ
る抵抗変化膜の電気抵抗の変化量は、ピエゾ抵抗効果に
よる電気抵抗の変化量とボロメータ効果による電気抵抗
の変化量とを加えたものとなり、前述した従来の放射検
出装置の場合のようなピエゾ抵抗効果又はボロメータ効
果の一方のみの単独の効果による電気抵抗の変化量に比
べて増大する。このため、前記第４の態様によっても、
従来の放射検出装置に比べて検出効率が高まり感度が向
上する。

【００１６】なお、前記第４の態様においても、用途に
応じて、入射する放射の種類は適宜選択することができ
ることは、言うまでもない。

【００１７】本発明の第５の態様による放射検出装置
は、前記第４の態様による放射検出装置において、前記
抵抗変化膜の電気抵抗に応じた信号を出力する読み出し
回路を備えたものである。

【００１８】なお、前記第４及び第５の態様において
も、検出膜部の支持構造として脚部を用いて支持しても
よいし、このような脚部を用いずに、例えば、基板に穴
を形成し、該穴に突き出すように検出膜部を形成し、基
板における当該穴の縁部分によって検出膜部を支持する
ようにしてもよい。

【００１９】本発明の第６の態様による放射検出装置
は、前記第１乃至第５のいずれかの態様による放射検出
装置において、前記検出膜部を前記基板に対して支持す
るための脚部を備え、該脚部が導電性を有するものであ
る。

【００２０】この第６の態様のように、検出膜部の支持
構造として脚部を用い、該脚部が導電性を有していれ
ば、当該脚部が検出膜部を支持するための支持構造と抵
抗変化膜の電気抵抗を読み出し回路等に電気的に接続す
るための配線構造とを兼用することとなるので、構造が
簡単となる。もっとも、脚部を絶縁材料で構成し、該脚
部上に配線となる金属膜等を形成してもよい。

【００２１】本発明の第７の態様による放射検出装置
は、前記第１乃至第６のいずれかの態様による放射検出
装置において、ｎを奇数、前記放射の中心波長をλ₀と
して、前記少なくとも１層の膜から実質的にｎλ₀／４
の間隔をあけて配置された前記放射を反射する放射反射
膜を備えたものである。

【００２２】この第７の態様によれば、いわゆるオプチ
カルキャビティの原理により、検出膜部の放射を吸収す
る膜の放射吸収率が高まり、放射から熱への変換効率を
高めることができ、ひいては、放射の検出効率が更に高
まる。

【００２３】本発明の第８の態様による放射検出装置
は、前記第１乃至第７のいずれかに態様による放射検出
装置において、前記検出膜部が、前記抵抗変化膜上に形
成された絶縁膜と、該絶縁膜上に形成された金属膜とを
含むものである。

【００２４】この第８の態様によれば、検出膜部が金属
膜を有しているが、金属膜は赤外線等の放射に対する吸
収係数が高いことから、放射の熱変換効率が一層高ま
る。そして、このように金属膜を用いているにも関わら
ず、抵抗変化膜上に絶縁膜を介して金属膜が形成されて
いるので、金属膜が抵抗変化膜に対して絶縁膜により電
気的に絶縁され、抵抗変化膜の電気抵抗の変化に応じた
信号の取り出しに支障を来すことがない。

【００２５】本発明の第９の態様による放射検出装置
は、前記第１乃至第８のいずれかの態様による放射検出
装置において、前記検出膜部を１個の素子として当該素
子を複数個有し、当該素子が１次元状又は２次元状に配
列されたものである。

【００２６】前記第１乃至第８の態様では、単に放射を
検出する場合には１個の素子（画素に相当）のみを有し
ていればよい。しかし、前記第９の態様のように、１次
元状又は２次元状に配列された複数の素子を有していれ
ば、放射による１次元又は２次元の像を撮像することが
できる。

【００２７】なお、前記第１乃至第９の態様において、
前記抵抗変化膜の材料と例としてｎ型又はｐ型にドープ
されたポリシリコンを挙げることができるが、抵抗変化
膜の材料がこれに限定されるものではないことは言うま
でもない。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明による放射検出装置
について図面を参照して説明する。以下の説明では、検
出すべき放射を赤外線とした例、すなわち、赤外線検出
装置の例について説明するが、本発明では、検出すべき
放射を赤外線以外のＸ線や紫外線やその他の種々の放射
としてもよい。

【００２９】（第１の実施の形態）まず、本発明の第１
の実施の形態による放射検出装置としての赤外線検出装
置について、図１を参照して説明する。

【００３０】図１は本実施の形態による赤外線検出装置
の単位素子２を模式的に示す図であり、図１（ａ）は当
該単位素子２を示す概略斜視図、図１（ｂ）は赤外線入
射前における当該単位素子２を示す概略縦断面図、図１
（ｃ）は赤外線入射中の当該単位素子２を示す概略断面
図、図１（ｄ）は当該単位素子２の等価回路図である。

【００３１】本実施の形態による赤外線検出装置は、基
板１と、該基板１に２次元状に配列された複数の単位素
子２（図１では１つの単位素子２のみを示している。）
とを備えている。各単位素子２は、基板１に対して膜面
方向の両側部分がそれぞれ対応する脚部３，３を介して
基板１から間隔をあけて支持された検出膜部４と、該検
出膜部４の下方において基板１上に形成された赤外線反
射膜５とから構成されている。図１には示していない
が、基板１には、トランジスタや配線パターン等を含む
後述する図２に示すような読み出し回路が形成されてい
る。赤外線反射膜５は、例えば比較的厚いアルミニウム
膜からなり、赤外線を全反射するようになっている。

【００３２】本実施の形態では、検出膜部４は、基板１
側から順に積層された抵抗変化膜６、絶縁膜としての窒
化珪素膜７、及び金属膜としてのアルミニウム膜８によ
り構成されている。

【００３３】アルミニウム膜８は赤外線吸収係数が高
く、主としてアルミニウム膜８が、受けた赤外線を吸収
して熱に変換するが、他の膜６，７も赤外線を吸収す
る。本実施の形態では、アルミニウム膜８の膜厚等が適
宜設定されて検出膜部４全体の赤外線吸収率が約３３％
とされている。そして、ｎを奇数、検出すべき赤外線の
中心波長をλ₀として、検出膜部４（特にそのアルミニ
ウム膜８）と赤外線反射膜５との間の間隔が実質的にｎ
λ₀／４とされている。すなわち、本実施の形態では、
検出膜部４（特にそのアルミニウム膜８）と赤外線反射
膜５との間で入射赤外線と反射赤外線の間で干渉を起こ
すいわゆるオプチカルキャビティ構造が採用されてい
る。入射赤外線は検出膜部４（特にそのアルミニウム膜
８）で一部吸収され、残りは検出膜部４を透過し赤外線
反射膜５の上面で反射し再度検出膜部４に入射する。こ
のため、検出膜部４と赤外線反射膜５の間で干渉現象が
起こり、両者の間隔が入射赤外線の中心波長の１／４の
奇数倍とされているので、検出膜部４での赤外線吸収が
最大となり、検出膜部４における赤外線の吸収率が更に
高まり、好ましい。もっとも、本発明では、必ずしもオ
プチカルキャビティ構造を採用する必要はない。

【００３４】抵抗変化膜６は、前述のようにして赤外線
が変換された検出膜部４の熱による膨張又は収縮に従っ
て、検出膜部４における膜面方向の両側部分が基板１に
対して支持されていることにより生ずる膜面方向の応力
（本実施の形態では、図１（ｃ）に示すように、圧縮応
力）によって、当該膜６の前記両側部分間の電気抵抗が
変化するピエゾ抵抗効果を示す特性を有している。ま
た、抵抗変化膜６は、前記熱による温度変化によって当
該膜６の電気抵抗が変化するボロメータ効果を示す特性
も合わせて有している。そして、前記熱の増減に対する
前記ピエゾ抵抗効果による前記電気抵抗の変化の方向と
前記ボロメータ効果による前記電気抵抗の変化の方向と
が一致している。本実施の形態では、前記熱の増減によ
って抵抗変化膜６に生ずる前記膜面方向の応力によって
抵抗変化膜６の断面積が変化するが、この断面積の変化
が引き起こす抵抗変化膜６の電気抵抗の変化の前記熱の
増減に対する方向と、前記熱の増減に対する前記ピエゾ
抵抗効果による前記電気抵抗の変化の方向及び前記ボロ
メータ効果による前記電気抵抗の変化の方向とが、一致
している。もっとも、断面積変化による電気抵抗の変化
量は、ピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化量やボロメ
ータ効果による電気抵抗の変化量に比べればかなり小さ
いので、ボロメータ効果及びピエゾ抵抗効果による抵抗
変化膜の電気抵抗の熱の増減に対する変化の方向は、前
記断面積の熱の増減に対する変化の方向と必ずしも一致
していなくてもよい。

【００３５】本実施の形態では、前記抵抗変化膜６とし
て、具体的には、ｎ型にドープされたポリシリコン膜が
用いられている。この場合、ｎ型にドープされたポリシ
リコン膜は、当該膜が受ける熱が増大して膨張すること
により膜面方向に圧縮応力を受けると、前記両側部分間
の電気抵抗が減少するピエゾ抵抗効果を示す特性を有し
ている。また、ｎ型にドープされたポリシリコン膜は、
当該膜が受ける熱が増大して温度が上昇すると、当該膜
の電気抵抗が減少するボロメータ効果を示す特性を有し
ている。このように、ｎ型にドープされたポリシリコン
膜は、ピエゾ抵抗効果を示す特性とボロメータ効果を示
す特性とを合わせ持っており、しかも、前記熱の増減に
対する電気抵抗の変化方向が一致している。また、抵抗
変化膜６は、当該膜６が受ける熱が増大して膨張するこ
とにより膜面方向に圧縮応力を受けると、その断面積が
増加し、当該膜６の電気抵抗が減少するので、抵抗変化
膜６としてｎ型にドープされたポリシリコンを用いれ
ば、ボロメータ効果及びピエゾ抵抗効果による抵抗変化
膜の電気抵抗の熱の増減に対する変化の方向は、前記断
面積の熱の増減に対する変化の方向と一致することとな
る。

【００３６】なお、前記抵抗変化膜６は、ｎ型にドープ
されたポリシリコン膜に限定されるものではなく、例え
ば、ＧａＡｓ、Ｇｅ、ＩｎＳｂ等の膜を用いることがで
きる。

【００３７】また、ポリシリコン膜等は赤外線吸収係数
が比較的高いので、抵抗変化膜６としてｎ型にドープさ
れたポリシリコン膜等を用いた場合には、必ずしもアル
ミニウム膜８や窒化珪素膜７を設ける必要がなく、検出
膜部４を抵抗変化膜６のみで構成してもよい。また、ア
ルミニウム膜８に代えて赤外線吸収係数の高い他の金属
膜やその他の膜（例えば、金黒、ＴｉＮなどの窒化金属
膜、Ｐｔ、ＦｅＮｉなどの合金等の膜）を用いてもよい
し、窒化珪素膜７に代えて他の絶縁膜（例えば、ＳｉＯ
Ｎ：オキシナイトライド、ＳｉＯ等の膜）を用いてもよ
い。窒化珪素膜７などの絶縁膜は、アルミニウム膜８な
どの金属膜を抵抗変化膜６に対して電気的に絶縁し、抵
抗変化膜６の電気抵抗の変化に応じた信号の取り出しに
支障を来すのを防止する作用を担う。

【００３８】本実施の形態では、前記脚部３は、導電性
を有する材料、例えばｎ型又はｐ型にドープされたポリ
シリコンからなり、抵抗変化膜６の両側部分をそれぞれ
基板１に形成された読み出し回路に接続する配線として
の機能も担うようになっている。もっとも、脚部３を絶
縁材料で構成し、該脚部３に、抵抗変化膜６の両側部分
をそれぞれ基板１に形成された読み出し回路に接続する
配線を形成してもよい。この場合、各配線を独立させれ
ば、隣接する単位素子２の脚部３を適宜一体化すること
もできる。なお、例えば、基板１に穴を形成し、該穴を
跨ぐように検出膜部４を形成し、基板１における当該穴
の両側部分によって検出膜部４の両側部分を支持するよ
うにすれば、脚部３は不要である。

【００３９】前記単位素子２の等価回路は、図１（ｄ）
に示すように、抵抗変化膜６の前記両側部分間の電気抵
抗として表され、入射した赤外線はこの電気抵抗の変化
として検出される。すなわち、図１（ｂ）に示す赤外線
入射前の状態から赤外線が単位素子２に入射した場合、
入射赤外線は、前述したオプティカルキャビティ構造に
よりトラップされ、検出膜部４により吸収されて熱に変
換される。その結果、抵抗変化膜６の温度は上昇し、抵
抗変化膜６が熱膨張する。抵抗変化膜６の両側部分は脚
部３にて支えられており、この部分は変位しないため、
図１（ｃ）に示すように、抵抗変化膜６内に圧縮応力が
発生する。この応力によるピエゾ抵抗効果により、抵抗
変化膜６として用いられたｎ型にドープされたポリシリ
コン膜の前記両側部分間の電気抵抗は減少する。また、
抵抗変化膜６の温度の上昇によるボロメータ効果によ
り、抵抗変化膜６の電気抵抗は減少する。さらに、前記
圧縮応力により抵抗変化膜６の断面積が増加することに
より、抵抗変化膜６の電気抵抗は減少する。これら３つ
の原因により抵抗変化膜６の電気抵抗の温度上昇による
減少を引き起こすことにより、抵抗変化膜６の電気抵抗
の変化量は、前述した従来の放射検出装置の場合のよう
なピエゾ抵抗効果又はボロメータ効果の一方のみの単独
の効果による電気抵抗の変化量に比べて増大する。この
ため、本実施の形態によれば、赤外線検出の効率を向上
させることができる。

【００４０】ところで、本実施の形態による赤外線検出
装置は、各単位素子２の前記電気抵抗の変化に応じた信
号（すなわち、入射赤外線に応じた信号）を出力する読
み出し回路を備えている。この読み出し回路の一例につ
いて、図２を参照して説明する。図２は本実施の形態に
よる赤外線検出装置の読み出し回路の一例を示す図であ
り、図２（ａ）は１つの単位画素２に関する基本回路構
成を示す回路図、図２（ｂ）は２×２個の単位画素２に
関する全体の回路構成を示す回路図である。

【００４１】図２（ａ）において、前記単位素子２は行
選択スイッチ用のトランジスタ１０を介してオペアンプ
１１の非反転入力端子に接続され、オペアンプ１１の反
転入力端子には基準電圧Ｖ_refが印加され、オペアンプ
１１の非反転入力端子と出力端子との間に抵抗１２が接
続されている。オペアンプ１１の出力電圧をＶ_out、オ
ペアンプ１１の非反転入力端子の電圧をＶ_G、フィード
バック用の抵抗１２の抵抗値をＲ₂とする。今、トラン
ジスタ１０が導通している状態において、単位素子２の
抵抗変化膜６の抵抗値がＲ１であるとすると、出力電圧
Ｖｏｕｔは下記の数１により与えられる。ここで、単位
素子２の検出膜部４への赤外線の入射量が変化して、当
該単位素子２の抵抗変化膜６の抵抗値がＲ１からΔＲ１
だけ増加したときの出力電圧Ｖｏｕｔの変化分であるΔ
Ｖｏｕｔは、下記の数２により与えられる。

【００４２】

【数１】Ｖ_out＝Ｖ_ref｛１＋（Ｒ₂／Ｒ₁）｝

【００４３】

【数２】ΔＶ_out＝Ｖ_ref［（Ｒ₂／Ｒ₁）−｛Ｒ₂／（Ｒ₁
＋ΔＲ₁）｝］

【００４４】この図２（ａ）に示す基本回路を用いて２
×２個の単位素子２から信号を読み出す場合には、例え
ば、読み出し回路は図２（ｂ）に示すように構成され
る。図２（ａ）において、図２（ｂ）中の要素と同一又
は対応する要素には同一符号を付している。各単位素子
２に対応して設けられたトランジスタ１０のゲートは、
配線１３により、水平走査方向（行方向）に各行毎に共
通に接続され、更にシフトレジスタ等からなる垂直走査
回路１５に接続されている。また、各単位素子２に対応
して設けられたトランジスタ１０のドレインは、垂直信
号線１４により、垂直走査方向（列方向）に各列毎に共
通に接続され、更に列選択スイッチ用の各トランジスタ
１７のソースにそれぞれ接続されている。各トランジス
タ１７のゲートは、シフトレジスタ等からなる水平走査
回路１６に接続され、水平走査回路１６から順次列選択
信号が供給される。各トランジスタ１７のドレインは、
オペアンプ１１の非反転入力端子に共通に接続されてい
る。この読み出し回路によれば、垂直走査回路１５及び
水平走査回路１６により順次行選択信号及び列選択信号
を供給することにより、各単位素子２がオペアンプ１１
の非反転入力端子に順次接続され、各単位素子２の電気
抵抗に応じた信号がオペアンプ１１の出力端子から順次
出力され、画像信号を得ることができる。

【００４５】なお、本実施の形態では各単位素子２が２
次元状に配列されているが、必要に応じて基板１上に１
次元状に配置してもよいし、単に放射の強度のみを検出
するような場合には、単一の素子のみを基板１上に配置
してもよい。

【００４６】次に、図１に示す赤外線検出装置の製造方
法の一例について、図３及び図４を参照して説明する。
図３はこの製造方法の各工程を示す概略断面図、図４は
図３に示す工程に引き続く工程を示す概略断面図であ
る。

【００４７】まず、半導体基板として、厚さ２５０μ
ｍ、（１００）面方位のシリコン単結晶基板２０（図１
中の基板１に相当）に、前述した読み出し回路を通常の
製造方法により形成する（図示せず）。次に、通常のフ
ォトリソエッチ法又はリフトオフ法により、基板２０上
にＷ、Ｐｔ、Ｔｉなどの高融点金属膜２１（図１中の赤
外線反射膜５に相当）を形成する（図３（ａ））。

【００４８】次に、減圧ＣＶＤ法により、図３（ａ）に
示す状態のシリコン基板２０上面に、厚さ２．５μｍの
ポリシリコン膜２２（図１中の脚部３に相当）を成長さ
せる。このポリシリコン膜２２はｎ型あるいはｐ型にド
ープされており、導電性を有する。その後、ポリシリコ
ン膜２２上にレジスト２３を塗布する（図３（ｂ））。

【００４９】その後、フォトエッチ法により、上面に成
長させたポリシリコン膜２２を、前記脚部３に相当する
部分を残してそれ以外を除去するようにパターニングす
る（図３（ｃ））。

【００５０】次に、図３（ｃ）に示す状態の基板上に、
オゾン−ＴＥＯＳ酸化膜２４を常圧ＣＶＤ法でデポした
後リフロー処理を行い、その表面が平坦になるようにす
る（図３（ｄ））。

【００５１】次いで、オゾン−ＴＥＯＳ酸化膜及びポリ
シリコンが同じレートでエッチングされる条件でドライ
エッチングによりオゾン−ＴＥＯＳ酸化膜層２４をエッ
チバックし、前記脚部３に相当するポリシリコン２２の
上面を露出させる（図４（ａ））。

【００５２】その後、図４（ａ）に示す状態の基板上
に、ｎ型にドープされた厚さ５０ｎｍのポリシリコン膜
２５（図１中の抵抗変化膜６に相当）を減圧ＣＶＤ法に
より成長させる。さらに、このポリシリコン膜２５上
に、厚さ２０ｎｍ程度の窒化珪素膜２６（図１中の窒化
珪素膜７に相当）を、同じく減圧ＣＶＤ法により成長さ
せる。さらにまた、この窒化珪素膜２６上に、厚さ約５
０ｎｍのアルミニウム膜２７（図１中のアルミニウム膜
８に相当）を蒸着法により成長させる。その後、このア
ルミニウム膜２７上にレジスト２８を塗布し（図４
（ｂ））、フォトエッチ法により膜２５，２６，２７に
おける前記検出膜部４に相当する領域を形成する（図４
（ｃ））。

【００５３】最後に、レジスト２８を除去した後、オゾ
ン−ＴＥＯＳ酸化膜２４をウエット又はドライエッチン
グ法により取り去る（図４（ｄ））。これにより、図１
に示す赤外線検出装置が完成する。

【００５４】次に、図１に示す赤外線検出装置の製造方
法の他の例について、図５を参照して説明する。図５は
この製造方法の各工程を示す概略断面図である。なお、
図５において、図３及び図４中の要素と同一又は対応す
る要素には同一符号を付している。

【００５５】まず、半導体基板として、厚さ２５０μ
ｍ、（１００）面方位のシリコン単結晶基板２０（図１
中の基板１に相当）に、前述した読み出し回路を通常の
製造方法により形成する（図示せず）。次に、通常のフ
ォトエッチ法又はリフトオフ法により、基板２０上に
Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉなどの高融点金属膜２１（図１中の赤外
線反射膜５に相当）を形成する（図５（ａ））。

【００５６】次に、図５（ａ）に示す状態の基板上に、
厚さ２．５μｍのオゾン−ＴＥＯＳ酸化膜２４を常圧Ｃ
ＶＤ法でデポする（図５（ｂ））。

【００５７】次いで、オゾン−ＴＥＯＳ酸化膜２４にお
ける前記脚部３に相当する部分をフォトエッチングによ
り除去する（図５（ｃ））。

【００５８】その後、図５（ｃ）に示す状態の基板上
に、減圧ＣＶＤ法により、ｎ型にドープされたポリシリ
コン層２２を３μｍ堆積させる。

【００５９】次に、図５（ｃ）に示す状態の基板の上面
をドライエッチングによりエッチバックするかあるいは
ＣＭＰ法により研磨することにより、図４（ａ）に示す
状態となる。それ以降のプロセスは図４を参照して説明
した製造方法と同じである。

【００６０】（第２の実施の形態）まず、本発明の第２
の実施の形態による放射検出装置としての赤外線検出装
置について、図６を参照して説明する。

【００６１】図６は本実施の形態による赤外線検出装置
の単位素子３２を模式的に示す図であり、図６（ａ）は
当該単位素子３２を示す概略斜視図、図６（ｂ）は当該
単位素子３２を示す概略平面図、図６（ｃ）は赤外線入
射前における当該単位素子３２を示す概略縦断面図、図
６（ｄ）は赤外線入射中の当該単位素子３２を示す概略
断面図である。

【００６２】本実施の形態による赤外線検出装置は、基
板３１と、該基板３１に２次元状に配列された複数の単
位素子３２（図６では１つの単位素子３２のみを示して
いる。）とを備えている。各単位素子３２は、基板３１
に対して２つの脚部３３，３３を介して基板３１から間
隔をあけて支持された検出膜部３４と、該検出膜部３４
の下方において基板３１上に形成された赤外線反射膜３
５とから構成されている。図６には示していないが、基
板１には、トランジスタや配線パターン等を含む前述し
た図２に示すような読み出し回路が形成されている。赤
外線反射膜３５は、例えば比較的厚いアルミニウム膜か
らなり、赤外線を全反射するようになっている。

【００６３】本実施の形態では、検出膜部３４は、基板
３１側から順に積層された抵抗変化膜３６、絶縁膜とし
ての窒化珪素膜３７、及び金属膜としてのアルミニウム
膜３８により構成されている。

【００６４】アルミニウム膜３８は赤外線吸収係数が高
く、主としてアルミニウム膜３８が、受けた赤外線を吸
収して熱に変換するが、他の膜３６，３７も赤外線を吸
収する。本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同
様に、アルミニウム膜３８の膜厚等が適宜設定されて検
出膜部３４全体の赤外線吸収率が約３３％とされてい
る。そして、ｎを奇数、検出すべき赤外線の中心波長を
λ₀として、検出膜部３４（特にそのアルミニウム膜３
８）と赤外線反射膜３５との間の間隔が実質的にｎλ₀
／４とされ、いわゆるオプチカルキャビティ構造が採用
されている。なお、オプチカルキャビティ構造の特徴は
既に述べた通りである。

【００６５】検出膜部３４を構成する膜３６，３７，３
８のうちの互いに重なった少なくとも２層の膜は、互い
に異なる膨張係数を有する異なる物質で構成されてお
り、いわゆる熱バイモルフ構造を構成している。また、
本実施の形態では、検出膜部３４は、図６（ｂ）に示す
ようにコ字状（Ｖ字状等でもよい）に形成され、そのコ
字状の開いた側（図６（ｂ）中の左側）の両端部分がそ
れぞれ対応する脚部３３，３３により、片持ち梁のよう
に支持されることにより、各膜の膨張係数の相違により
熱に応じて撓み得るように支持されている。抵抗変化膜
３６として、ｐ型にドープされたポリシリコン膜を用い
た場合、アルミニウム膜３８の膨張係数が他の２つの膜
３６，３７の膨張係数に比べて大きいため、検出膜部３
４に前記熱が生じると、当該熱に応じて検出膜部３４が
図６（ｄ）に示すように下方に撓む。このような検出膜
部３４の撓みによって、抵抗変化膜３４は図６（ｄ）に
示すように応力を受ける。

【００６６】抵抗変化膜３６は、前述のようにして赤外
線が変換された検出膜部３４の熱により生ずる検出膜部
３４の撓みに応じて受ける応力によって、当該膜３６の
電気抵抗が変化するピエゾ抵抗効果を示す特性を有して
いる。また、抵抗変化膜３６は、前記熱による温度変化
によって当該膜３６の電気抵抗が変化するボロメータ効
果を示す特性も合わせて有している。そして、前記熱の
増減に対する前記ピエゾ抵抗効果による前記電気抵抗の
変化の方向と前記ボロメータ効果による前記電気抵抗の
変化の方向とが一致している。

【００６７】本実施の形態では、前記抵抗変化膜３６と
して、具体的には、ｐ型にドープされたポリシリコン膜
が用いられている。この場合、ｐ型にドープされたポリ
シリコン膜は、検出膜部３４の熱が増大して図６（ｄ）
に示すように下方に撓むことにより図６（ｄ）に示すよ
うな応力を受けると、電気抵抗が減少するピエゾ抵抗効
果を示す特性を有している。また、ｐ型にドープされた
ポリシリコン膜は、当該膜が受ける熱が増大して温度が
上昇すると、当該膜の電気抵抗が減少するボロメータ効
果を示す特性を有している。このように、ｐ型にドープ
されたポリシリコン膜は、ピエゾ抵抗効果を示す特性と
ボロメータ効果を示す特性とを合わせ持っており、しか
も、前記熱の増減に対する電気抵抗の変化方向が一致し
ている。

【００６８】なお、前記抵抗変化膜３６は、ｐ型にドー
プされたポリシリコン膜に限定されるものではなく、例
えば、ＧａＡｓ、Ｇｅ、ＩｎＳｂ等の膜を用いることが
できる。

【００６９】また、ポリシリコン膜等は赤外線吸収係数
が比較的高いので、抵抗変化膜３６としてｐ型にドープ
されたポリシリコン膜等を用いた場合には、必ずしもア
ルミニウム膜３８を設ける必要がなく、検出膜部３４を
抵抗変化膜３６及び窒化珪素膜３７のみで構成してもよ
い。また、アルミニウム膜３８に代えて赤外線吸収係数
の高い他の金属膜やその他の膜（例えば、金黒、ＴｉＮ
などの窒化金属膜、Ｐｔ、ＦｅＮｉなどの合金等の膜）
を用いてもよいし、窒化珪素膜３７に代えて他の絶縁膜
（例えば、ＳｉＯＮ：オキシナイトライド、ＳｉＯ等の
膜）を用いてもよい。窒化珪素膜３７などの絶縁膜は、
アルミニウム膜３８などの金属膜を抵抗変化膜３６に対
して電気的に絶縁し、抵抗変化膜の電気抵抗の変化に応
じた信号の取り出しに支障を来すのを防止する作用を担
う。

【００７０】本実施の形態においても、前記脚部３３
は、導電性を有する材料、例えばｎ型又はｐ型にドープ
されたポリシリコンからなり、抵抗変化膜３６の両端子
をそれぞれ基板３１に形成された読み出し回路に接続す
る配線としての機能も担うようになっている。もっと
も、脚部３３を絶縁材料で構成し、該脚部３３に、抵抗
変化膜３６の前記両端子をそれぞれ基板３１に形成され
た読み出し回路に接続する配線を形成してもよい。この
場合、各配線を独立させれば、隣接する脚部３３を適宜
一体化することもできる。なお、例えば、基板３１に穴
を形成し、該穴を突き出すように検出膜部３４を形成
し、基板３１における当該穴の縁部分によって検出膜部
３４を支持するようにすれば、脚部３３は不要である。

【００７１】前記単位素子３２の等価回路は、抵抗変化
膜３６の前記２つの部分間の電気抵抗として表され、入
射した赤外線はこの電気抵抗の変化として検出される。
すなわち、図６（ｃ）に示す赤外線入射前の状態から赤
外線が単位素子３２に入射した場合、入射赤外線は、前
述したオプティカルキャビティ構造によりトラップさ
れ、検出膜部３４により吸収されて熱に変換される。そ
の結果、前述した熱バイモルフの動作により熱酸化膜３
４が図６（ｄ）に示すように下方に撓み、これにより抵
抗変化膜３６は図６（ｄ）に示すように引っ張り応力を
受ける。この応力によるピエゾ抵抗効果により、抵抗変
化膜３６として用いられたｐ型にドープされたポリシリ
コン膜の前記２つの部分間の電気抵抗は減少する。ま
た、抵抗変化膜３６の温度の上昇によるボロメータ効果
により、抵抗変化膜３６の電気抵抗は減少する。これら
２つの原因により抵抗変化膜３６の電気抵抗の温度上昇
による減少を引き起こすことにより、抵抗変化膜３６の
電気抵抗の変化量は、前述した従来の放射検出装置の場
合のようなピエゾ抵抗効果又はボロメータ効果の一方の
みの単独の効果による電気抵抗の変化量に比べて増大す
る。このため、本実施の形態によれば、赤外線検出の効
率を向上させることができる。

【００７２】なお、本実施の形態においても、読み出し
回路については、前述した第１の実施の形態と同じであ
る。

【００７３】次に、図６に示す赤外線検出装置の製造方
法の一例について、図７及び図８を参照して説明する。
図７はこの製造方法の各工程を示す概略断面図、図８は
図７に示す工程に引き続く工程を示す概略断面図であ
る。

【００７４】まず、半導体基板として、厚さ２５０μ
ｍ、（１００）面方位のシリコン単結晶基板４０（図６
中の基板３１に相当）に、前記読み出し回路を通常の製
造方法により形成する（図示せず）。次に、通常のフォ
トリソエッチ法又はリフトオフ法により、基板４０上に
Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉなどの高融点金属膜４１（図６中の赤外
線反射膜３５に相当）を形成する（図７（ａ））。

【００７５】次に、減圧ＣＶＤ法により、図７（ａ）に
示す状態のシリコン基板４０上面に、厚さ２．５μｍの
ポリシリコン膜４２（図６中の脚部３３に相当）を成長
させる。このポリシリコン膜４２はｎ型あるいはｐ型に
ドープされており、導電性を有する。その後、ポリシリ
コン膜４２上にレジスト４３を塗布する（図７
（ｂ））。

【００７６】その後、フォトエッチ法により、上面に成
長させたポリシリコン膜４２を、前記脚部３３に相当す
る部分を残してそれ以外を除去するようにパターニング
する（図７（ｃ））。

【００７７】次に、図７（ｃ）に示す状態の基板上に、
オゾン−ＴＥＯＳ酸化膜４４を常圧ＣＶＤ法でデポした
後リフロー処理を行い、その表面が平坦になるようにす
る（図７（ｄ））。

【００７８】次いで、オゾン−ＴＥＯＳ酸化膜及びポリ
シリコンが同じレートでエッチングされる条件でドライ
エッチングによりオゾン−ＴＥＯＳ酸化膜層４４をエッ
チバックし、前記脚部３３に相当するポリシリコン４２
の上面を露出させる（図８（ａ））。

【００７９】その後、図８（ａ）に示す状態の基板上
に、ｐ型にドープされた厚さ５０ｎｍのポリシリコン膜
４５（図６中の抵抗変化膜３６に相当）を減圧ＣＶＤ法
により成長させる。さらに、このポリシリコン膜４５上
に、厚さ２０ｎｍ程度の窒化珪素膜４６（図６中の窒化
珪素膜３７に相当）を、同じく減圧ＣＶＤ法により成長
させる。さらにまた、この窒化珪素膜４６上に、厚さ約
５０ｎｍのアルミニウム膜４７（図６中のアルミニウム
膜３８に相当）を蒸着法により成長させる。その後、こ
のアルミニウム膜４７上にレジスト４８を塗布し（図８
（ｂ））、フォトエッチ法により膜４５，４６，４７に
おける前記検出膜部３４に相当する領域を形成する（図
８（ｃ））。

【００８０】最後に、レジスト４８を除去した後、オゾ
ン−ＴＥＯＳ酸化膜４４をウエット又はドライエッチン
グ法により取り去る（図８（ｄ））。これにより、図６
に示す赤外線検出装置が完成する。

【００８１】次に、図６に示す赤外線検出装置の製造方
法の他の例について、図９を参照して説明する。図９は
この製造方法の各工程を示す概略断面図である。なお、
図９において、図７及び図８中の要素と同一又は対応す
る要素には同一符号を付している。

【００８２】まず、半導体基板として、厚さ２５０μ
ｍ、（１００）面方位のシリコン単結晶基板４０（図６
中の基板３１に相当）に、前述した読み出し回路を通常
の製造方法により形成する（図示せず）。次に、通常の
フォトエッチ法又はリフトオフ法により、基板４０上に
Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉなどの高融点金属膜４１（図６中の赤外
線反射膜３５に相当）を形成する（図９（ａ））。

【００８３】次に、図９（ａ）に示す状態の基板上に、
厚さ２．５μｍのオゾン−ＴＥＯＳ酸化膜４４を常圧Ｃ
ＶＤ法でデポする（図９（ｂ））。

【００８４】次いで、オゾン−ＴＥＯＳ酸化膜４４にお
ける前記脚部３３に相当する部分をフォトエッチングに
より除去する（図９（ｃ））。

【００８５】その後、図９（ｃ）に示す状態の基板上
に、減圧ＣＶＤ法により、ｐ型にドープされたポリシリ
コン層４２を３μｍ堆積させる。

【００８６】次に、図９（ｃ）に示す状態の基板の上面
をドライエッチングによりエッチバックするかあるいは
ＣＭＰ法により研磨することにより、図８（ａ）に示す
状態となる。それ以降のプロセスは図８を参照して説明
した製造方法と同じである。

【００８７】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。

【００８８】

【発明の効果】本発明によれば、ピエゾ抵抗効果及びボ
ロメータ効果を同時に巧みに利用することにより、従来
の放射検出装置に比べて放射検出の効率を高めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による赤外線検出装
置の単位画素を模式的に示す図であり、図１（ａ）は当
該単位素子を示す概略斜視図、図１（ｂ）は赤外線入射
前における当該単位素子２を示す概略縦断面図、図１
（ｃ）は赤外線入射中の当該単位素子を示す概略断面
図、図１（ｄ）は当該単位素子の等価回路図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態による赤外線検出装
置の読み出し回路の一例を示す図であり、図２（ａ）は
１つの単位画素２に関する基本回路構成を示す回路図、
図２（ｂ）は２×２個の単位画素２に関する全体の回路
構成を示す回路図である。

【図３】図１に示す赤外線検出装置の第１の例の製造方
法の各工程を示す概略断面図である。

【図４】図１に示す赤外線検出装置の第１の例の製造方
法の工程であって図３に引き続く工程を示す概略断面図
である。

【図５】図１に示す赤外線検出装置の第２の例の製造方
法の各工程を示す概略断面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態による赤外線検出装
置の単位素子を模式的に示す図であり、図６（ａ）は当
該単位素子を示す概略斜視図、図６（ｂ）は当該単位素
子を示す概略平面図、図６（ｃ）は赤外線入射前におけ
る当該単位素子を示す概略縦断面図、図６（ｄ）は赤外
線入射中の当該単位素子を示す概略断面図である。

【図７】図６に示す赤外線検出装置の第１の例の製造方
法の各工程を示す概略断面図である。

【図８】図６に示す赤外線検出装置の第１の例の製造方
法の工程であって図７に引き続く工程を示す概略断面図
である。

【図９】図６に示す赤外線検出装置の第２の例の製造方
法の各工程を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１，３１基板２，３２単位素子３，３３脚部４，３４検出膜部５，３５赤外線反射膜（アルミニウム膜）６抵抗変化膜（ｎ型にドープされたポリシリコン膜）７，３７窒化珪素膜８．３８アルミニウム膜３６抵抗変化膜（ｐ型にドープされたポリシリコン
膜）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、該基板に対して膜面方向の両側
部分が支持され１層以上の膜からなる検出膜部と、を備
え、前記１層以上の膜のうちの少なくとも１層の膜が、受け
た放射を吸収して熱に変換する特性を有し、前記１層以上の膜のうちの１層の膜は、前記熱による膨
張又は収縮に従って前記両側部分が支持されていること
により生ずる膜面方向の応力によって、当該膜の前記両
側部分間の電気抵抗が変化するピエゾ抵抗効果を示す特
性を有するとともに、前記熱による温度変化によって当
該膜の電気抵抗が変化するボロメータ効果を示す特性を
有する抵抗変化膜であり、前記熱の増減に対する前記ピエゾ抵抗効果による前記電
気抵抗の変化の方向と前記ボロメータ効果による前記電
気抵抗の変化の方向とが一致していることを特徴とする
放射検出装置。
【請求項２】前記熱の増減に対する前記ピエゾ抵抗効
果による前記電気抵抗の変化の方向及び前記ボロメータ
効果による前記電気抵抗の変化の方向は、前記熱による
膨張又は収縮に従って前記両側部分が支持されているこ
とにより生ずる当該膜の断面積の変化が引き起こす当該
膜の電気抵抗の変化の前記熱の増減に対する方向と一致
していることを特徴とする請求項１記載の記載の放射検
出装置。
【請求項３】前記抵抗変化膜の前記両側部分間の電気
抵抗に応じた信号を出力する読み出し回路を備えたこと
を特徴とする請求項１又は２記載の放射検出装置。
【請求項４】基板と、２層以上の膜からなる検出膜部
と、を備え、前記２層以上の膜のうちの少なくとも１層の膜が、受け
た放射を吸収して熱に変換する特性を有し、前記２層以上の膜のうちの互いに重なった２層の膜が、
互いに異なる膨張係数を有する異なる物質からなり、前記検出膜部は、前記互いに重なった２層の膜の膨張係
数の相違により前記熱に応じて前記検出膜部が撓み得る
ように、前記基板に対してフローティング状態となるよ
うに支持され、前記２層以上の膜のうちの１層の膜は、前記検出膜部の
撓みに応じて受ける応力によって、当該膜の電気抵抗が
変化するピエゾ抵抗効果を示す特性を有するとともに、
前記熱による温度変化によって当該膜の電気抵抗が変化
するボロメータ効果を示す特性を有する抵抗変化膜であ
り、前記熱の増減に対する前記ピエゾ抵抗効果による前記電
気抵抗の変化の方向と前記ボロメータ効果による前記電
気抵抗の変化の方向とが一致していることを特徴とする
放射検出装置。
【請求項５】前記抵抗変化膜の電気抵抗に応じた信号
を出力する読み出し回路を備えたことを特徴とする請求
項４記載の放射検出装置。
【請求項６】前記検出膜部を前記基板に対して支持す
るための脚部を備え、該脚部が導電性を有することを特
徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の放射検出装
置。
【請求項７】ｎを奇数、前記放射の中心波長をλ₀と
して、前記少なくとも１層の膜から実質的にｎλ₀／４
の間隔をあけて配置された前記放射を反射する放射反射
膜を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか
に記載の放射検出装置。
【請求項８】前記検出膜部が、前記抵抗変化膜上に形
成された絶縁膜と、該絶縁膜上に形成された金属膜とを
含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載
の放射検出装置。
【請求項９】前記検出膜部を１個の素子として当該素
子を複数個有し、当該素子が１次元状又は２次元状に配
列されたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに
記載の放射検出装置。