JPH11274553A - Infrared radiation element - Google Patents

Infrared radiation element

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JPH11274553A
JPH11274553A JP10096619A JP9661998A JPH11274553A JP H11274553 A JPH11274553 A JP H11274553A JP 10096619 A JP10096619 A JP 10096619A JP 9661998 A JP9661998 A JP 9661998A JP H11274553 A JPH11274553 A JP H11274553A
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JP
Japan
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diaphragm
infrared
element substrate
radiating element
hole
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JP10096619A
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Japanese (ja)
Inventor
Setsuo Kotado
節夫 古田土
Yoshinori So
慶徳 荘
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Anritsu Corp
Original Assignee
Anritsu Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the mechanical strength compatible with the electric characteristics and radiation characteristics. SOLUTION: An n<-> type Si element substrate 21 has a through-hole 22, a strip-like p-type semiconductor diaphragm 23 is formed so as to close one opening face of the hole 22, and first and second metal electrodes 25, 26 are provided on both end faces of the diaphragm 23. When a voltage is applied to the first and second electrodes 25, 26, a current flows in the diaphragm 23 to heat the diaphragm 23 and radiate infrared rays. One surface 21a of the element substrate 21 and surface of the diaphragm 23 are covered with an Si oxide film for accelerating the infrared radiation.

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、シリコン等の素子
基板に形成した隔膜部から赤外線を放射するダイヤフラ
ム構造の赤外線放射素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared radiating element having a diaphragm structure for radiating infrared rays from a diaphragm formed on an element substrate such as silicon.

【0002】[0002]

【従来の技術】赤外線放射素子は、発光素子としての利
用の他に、赤外線の吸収を利用したガス分析機器の光源
としても利用されている。
2. Description of the Related Art In addition to being used as a light emitting element, an infrared emitting element is also used as a light source of a gas analyzer utilizing infrared absorption.

【0003】この赤外線式ガス分析のために従来から用
いられていた赤外線光源は、セラミックにヒータを埋め
込んだものや、白金やタングステンのフィラメントをガ
ラス管に封入したものであったが、いずれの構造のもの
も経時変化が大きいという問題があり、また、熱容量が
大きいために間欠的に赤外線を放射させる(チョッピン
グ)場合に、高速な機械的なチョッパーが必要であっ
た。
[0003] The infrared light source conventionally used for the infrared gas analysis is a light source in which a heater is embedded in ceramic or a material in which a platinum or tungsten filament is sealed in a glass tube. In addition, there is a problem that the change with time is large, and a high-speed mechanical chopper is required when intermittently emitting infrared rays (chopping) due to a large heat capacity.

【0004】この問題を解決するために、マイクロマシ
ニング技術を用いてシリコン等の素子基板の一面に半導
体からなる橋梁部を設け、この橋梁部に通電をして赤外
線を放射する、いわゆるマイクロブリッジ構造の赤外線
放射素子が種々提案されている。
In order to solve this problem, a so-called microbridge structure is provided in which a bridge portion made of a semiconductor is provided on one surface of an element substrate such as silicon by using micromachining technology, and the bridge portion is energized to emit infrared rays. Various infrared radiation elements have been proposed.

【0005】このマイクロブリッジ構造の赤外線放射素
子としては、図23、図24に示す構造のものが知られ
ている。
As an infrared radiating element having a microbridge structure, one having a structure shown in FIGS. 23 and 24 is known.

【0006】この赤外線放射素子10は、マイクロマシ
ニング技術によって、シリコンの素子基板11の一面1
1a側にp型半導体からなる橋梁部12を設け、橋梁部
12の両端に第1、第2の電極14、15を設け、素子
基板11の一面中央に陥没部16を設けて橋梁部12の
下面側と素子基板との間に熱分離空間17を形成してい
る。なお、電極14、15の表面を除く部分は保護用の
薄膜18で覆われている。
The infrared radiating element 10 is formed on one side 1 of a silicon element substrate 11 by micromachining technology.
A bridge portion 12 made of a p-type semiconductor is provided on the side of 1a, first and second electrodes 14 and 15 are provided at both ends of the bridge portion 12, and a depression 16 is provided at the center of one surface of the element substrate 11 to form the bridge portion 12. A heat separation space 17 is formed between the lower surface and the element substrate. Note that portions of the electrodes 14 and 15 except for the surfaces are covered with a protective thin film 18.

【0007】この赤外線放射素子10では、電極14、
15間に電圧を印加するとp型半導体からなる橋梁部1
2に電気が流れて橋梁部12が発熱し、赤外線が放射さ
れる。
In this infrared radiation element 10, the electrodes 14,
When a voltage is applied between the bridge portions 15, a bridge portion 1 made of a p-type semiconductor is formed.
Electricity flows through the bridge 2 to generate heat in the bridge portion 12 and radiate infrared rays.

【0008】このようなマイクロブリッジ構造の赤外線
放射素子は、素子形状が小さく熱容量が小さいため、高
速なチョッピングができるという利点がある。
The infrared radiation element having such a microbridge structure has an advantage that high-speed chopping can be performed since the element shape is small and the heat capacity is small.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たマイクロブリッジ構造の赤外線放射素子10で、橋梁
構造を堅固にするために橋梁部12の幅や厚みを大きく
すると、橋梁部自体の抵抗値が小さくなり、駆動電流が
過大になってしまい、使いずらいという問題がある。
However, when the width and thickness of the bridge portion 12 are increased in the infrared radiating element 10 having the above-described microbridge structure in order to make the bridge structure more robust, the resistance value of the bridge portion itself becomes smaller. As a result, there is a problem that the drive current becomes excessively large, making it difficult to use.

【0010】また、駆動電流を適正な値にするために、
橋梁部12の幅や厚みを小さくすると、橋梁部の機械的
な強度が著しく低下し、外力や電流のオンオフによる急
激な形状変化によってもたらされる疲労によって破壊さ
れてしまう。また、橋梁部の面積が小さくなるので赤外
線の放射量も低下してしまう。
In order to set the drive current to an appropriate value,
If the width or thickness of the bridge portion 12 is reduced, the mechanical strength of the bridge portion is significantly reduced, and the bridge portion 12 is destroyed by fatigue caused by a sudden shape change due to external force or current on / off. In addition, since the area of the bridge is reduced, the amount of infrared radiation is also reduced.

【0011】本発明は、これらの問題を解決し、機械的
な強度と電気的な特性や放射特性とを両立させた赤外線
放射素子を提供することを目的としている。
An object of the present invention is to solve these problems and to provide an infrared radiating element having both mechanical strength and electrical and radiation characteristics.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項1の赤外線放射素子は、一面側から
反対面に貫通する穴を有する素子基板と、前記素子基板
の一面側で前記穴の一方の開口面を塞ぐように形成さ
れ、通電を受けて赤外線を放射するp型半導体からなる
隔膜部と、前記隔膜部の両端に設けられた第1、第2の
電極と、前記隔膜部の少なくとも一面を覆うように形成
された赤外線放射促進膜とを備えている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an infrared radiation device comprising: an element substrate having a hole penetrating from one surface side to an opposite surface; A diaphragm portion made of a p-type semiconductor which is formed so as to close one opening surface of the hole and emits infrared rays when energized; first and second electrodes provided at both ends of the diaphragm portion; An infrared radiation promoting film formed to cover at least one surface of the diaphragm.

【0013】また、本発明の請求項2の赤外線放射素子
は、請求項1の赤外線放射素子において、前記赤外線放
射促進膜は、前記隔膜部の両面を覆うように形成され、
前記素子基板の反対面側には、前記穴の他方の開口面を
塞ぎ前記隔膜部から放射された赤外線を該隔膜部側へ反
射する反射部が設けられている。
The infrared radiation element according to claim 2 of the present invention is the infrared radiation element according to claim 1, wherein the infrared radiation promoting film is formed so as to cover both surfaces of the diaphragm.
On the opposite side of the element substrate, there is provided a reflecting portion that closes the other opening surface of the hole and reflects the infrared radiation radiated from the diaphragm toward the diaphragm.

【0014】また、本発明の請求項3の赤外線放射素子
は、請求項1または請求項2の赤外線放射素子におい
て、前記素子基板には、前記穴と前記隔膜部とが複数組
設けられ、該複数の隔膜部が電気的に接続されている。
According to a third aspect of the present invention, in the infrared radiating element according to the first or second aspect, the element substrate is provided with a plurality of pairs of the hole and the diaphragm. A plurality of diaphragm parts are electrically connected.

【0015】また、本発明の請求項4の赤外線放射素子
は、一面側から反対面に貫通する穴を有する素子基板
と、前記素子基板の一面側で前記穴の一方の開口面を塞
ぐように形成されたp型半導体からなる隔膜部と、前記
隔膜部の少なくとも一面側に設けられ通電を受けて赤外
線を放射するn型半導体からなる発熱部と、前記発熱部
の両端に設けられた第1、第2の電極と、前記発熱部の
表面を覆うように形成された赤外線放射促進膜とを備え
ている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an infrared radiating element having an element substrate having a hole penetrating from one surface side to an opposite surface, and one opening surface of the hole being closed on one surface side of the element substrate. A formed diaphragm made of a p-type semiconductor, a heating part provided on at least one surface side of the diaphragm and made of an n-type semiconductor that receives an electric current and emits infrared rays, and a first part provided on both ends of the heating part. , A second electrode, and an infrared radiation promoting film formed to cover the surface of the heat generating portion.

【0016】また、本発明の請求項5の赤外線放射素子
は、請求項4の赤外線放射素子において、前記隔膜部に
第3の電極を設けている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the infrared radiating element according to the fourth aspect, wherein a third electrode is provided on the diaphragm.

【0017】また、本発明の請求項6の赤外線放射素子
は、請求項4または請求項5の赤外線放射素子におい
て、前記発熱部は、中央部の幅が両端部の幅より大とな
るように形成されている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the infrared radiating element according to the fourth or fifth aspect, the heat generating portion is configured such that a width at a central portion is larger than a width at both ends. Is formed.

【0018】また、本発明の請求項7の赤外線放射素子
は、請求項4または請求項5または請求項6の赤外線放
射素子において、前記素子基板には、前記穴と隔膜部と
発熱部とが複数組設けられ、該複数の発熱部が電気的に
接続されている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the infrared radiating element according to the fourth, fifth or sixth aspect, the hole, the diaphragm and the heat generating portion are formed on the element substrate. A plurality of sets are provided, and the plurality of heat generating units are electrically connected.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明する。なお、以下の各実施形態の説明にお
いて、同一構成要素には同一符号を付して説明を省略す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description of each embodiment, the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0020】(第1の実施の形態)図1、図2は、本発
明の第1の実施形態の赤外線放射素子20を示してい
る。この赤外線放射素子20の素子基板21は、n-
シリコンからなり、その一面21a側から反対面21b
側に台形状に貫通する穴22が設けられている。
(First Embodiment) FIGS. 1 and 2 show an infrared radiation element 20 according to a first embodiment of the present invention. The element substrate 21 of the infrared radiating element 20 is made of n -type silicon.
A hole 22 penetrating in a trapezoidal shape is provided on the side.

【0021】素子基板21の一面側21aにはp型半導
体からなる帯状の隔膜部23が穴22の一方の開口面を
塞ぐように形成されている。隔膜部23の両端表面に
は、金属材からなる第1、第2の電極25、26が設け
られており、この第1、第2の電極25、26に電圧を
印加すると、隔膜部23に電気が流れて隔膜部23が発
熱し、赤外線を放射する。
On one side 21a of the element substrate 21, a band-shaped diaphragm portion 23 made of a p-type semiconductor is formed so as to cover one opening surface of the hole 22. First and second electrodes 25 and 26 made of a metal material are provided on both end surfaces of the diaphragm portion 23. When a voltage is applied to the first and second electrodes 25 and 26, the diaphragm portion 23 When electricity flows, the diaphragm 23 generates heat and emits infrared rays.

【0022】また、素子基板21の一面21a側および
隔膜部23の表面は、図2に示しているように、表面保
護の目的だけでなく、赤外線の放射を促進するためのシ
リコン酸化膜27によって覆われており、この膜27に
よって隔膜部23からの赤外線の放射が促進される。
As shown in FIG. 2, not only the surface protection but also a silicon oxide film 27 for promoting the emission of infrared rays is provided on the one surface 21a side of the element substrate 21 and the surface of the diaphragm portion 23. The film 27 is covered, and the emission of infrared rays from the diaphragm 23 is promoted by the film 27.

【0023】即ち、素子表面の保護の目的だけの場合酸
化膜の厚さは一般的に0.1μm程度で十分であるが、
図3に示すように、シリコン酸化膜の厚さを一定値(ほ
ぼ1μm)以上にすると赤外線の放射率が格段に高くな
ることが判明したので、この実施形態の赤外線放射素子
20では、少なくとも隔膜部23の表面のシリコン酸化
膜27の厚さを0.4μm以上(例えば1μm程度)に
設定している。
That is, in the case of only protecting the element surface, the thickness of the oxide film is generally about 0.1 μm.
As shown in FIG. 3, it has been found that when the thickness of the silicon oxide film is set to a certain value (approximately 1 μm) or more, the emissivity of infrared rays is significantly increased. Therefore, in the infrared radiation element 20 of this embodiment, at least the diaphragm The thickness of the silicon oxide film 27 on the surface of the portion 23 is set to 0.4 μm or more (for example, about 1 μm).

【0024】このようにいわゆるダイヤフラム構造の隔
膜部に電極を設けた赤外線放射素子20では、マイクロ
ブリッジ構造の赤外線放射素子に比べて構造自体が堅固
であるため、薄い隔膜部でもその面積を大きくすること
ができ、赤外線の放射パワー密度を大幅に増大させるこ
とができる。また、隔膜部23の熱がダイヤフラム構造
を介して適度に放熱されるため、チョッピング周波数を
低下させずに済み、高速に変調することもできる。
In the infrared radiating element 20 in which the electrodes are provided on the diaphragm having a so-called diaphragm structure, the structure itself is more robust than the infrared radiating element having a microbridge structure. And the radiation power density of infrared rays can be greatly increased. In addition, since the heat of the diaphragm 23 is appropriately radiated through the diaphragm structure, the chopping frequency does not need to be reduced, and high-speed modulation can be performed.

【0025】この赤外線放射素子20は、マイクロマシ
ニング技術によって容易に製造することができる。以
下、その製造方法を簡単に説明する。
This infrared radiation element 20 can be easily manufactured by micromachining technology. Hereinafter, the manufacturing method will be briefly described.

【0026】先ず、比抵抗8〜15Ω・cmの面方位
(100)のn- 型単結晶半導体を素子基板として用意
し、その素子基板の一面に熱酸化処理を施すことによっ
て0.7μm程度の厚さの熱酸化膜を形成し、p型半導
体層を形成する領域の熱酸化膜を写真蝕刻技術によって
除去する。
First, an n -type single crystal semiconductor having a specific resistance of 8 to 15 Ω · cm and a plane orientation of (100) is prepared as an element substrate, and one surface of the element substrate is subjected to a thermal oxidation treatment to obtain a 0.7 μm A thermal oxide film having a thickness is formed, and the thermal oxide film in a region where the p-type semiconductor layer is to be formed is removed by photolithography.

【0027】次に、素子基板の一面に対してイオン注入
法を用いて、高濃度、例えばドーズ量として4.0×1
16イオン/cm2 のボロンを加速電圧175kVで打
ち込み、1100°C〜1200°Cの高温の窒素ガス
雰囲気中で10分から60分程度のアニーリングを施し
て、前記酸化膜が除去された領域に所望の厚さ(例えば
5μm)のp型半導体層を隔膜部23として形成してか
ら、素子基板の表面の熱酸化膜を除去する。
Next, one surface of the element substrate is ion-implanted at a high concentration, for example, at a dose of 4.0 × 1.
0 16 ions / cm 2 of boron are implanted at an acceleration voltage of 175 kV, and annealing is performed in a high-temperature nitrogen gas atmosphere of 1100 ° C. to 1200 ° C. for about 10 minutes to 60 minutes to form a region where the oxide film is removed. After a p-type semiconductor layer having a desired thickness (for example, 5 μm) is formed as the diaphragm 23, the thermal oxide film on the surface of the element substrate is removed.

【0028】次に、素子基板の一面に熱酸化処理によっ
て0.4μm〜1μm程度の厚さで熱酸化膜(この酸化
膜は、素子表面の保護と赤外線の放射促進用である)を
形成し、隔膜部23の両端の電極形成領域の熱酸化膜を
写真蝕刻技術によって除去し、素子基板の一面全体に
金、アルミニウム等の薄膜を真空蒸着法によって形成し
た後、パターニングによって電極形成領域以外の薄膜を
除去して、第1、第2の電極25、26を形成する。
Next, a thermal oxide film is formed on one surface of the element substrate by thermal oxidation to a thickness of about 0.4 μm to 1 μm (this oxide film is for protecting the element surface and promoting infrared radiation). Then, the thermal oxide film in the electrode formation region at both ends of the diaphragm portion 23 is removed by photolithography, and a thin film of gold, aluminum, or the like is formed on the entire surface of the element substrate by a vacuum deposition method, and then, by patterning, other than the electrode formation region. By removing the thin film, first and second electrodes 25 and 26 are formed.

【0029】最後に、アンモニア溶液等の異方性エッチ
ング特性と、エッチング速度のキャリア濃度依存性を利
用して隔膜部23の下面側から素子基板の反対面側へ貫
通する穴22を形成する。
Finally, a hole 22 penetrating from the lower surface of the diaphragm 23 to the opposite surface of the element substrate is formed by utilizing the anisotropic etching characteristics of an ammonia solution or the like and the carrier concentration dependence of the etching rate.

【0030】このようにして作成された赤外線放射素子
はダイサーでチップ単位に分割され、TO5型等のパッ
ケージにマウントされ、パッケージの端子と赤外線放射
素子の第1、第2の電極25、26の間が配線される。
なお、このマウントの際パッケージ内は用途に応じて不
活性ガスの雰囲気に気密される。また、パッケーシの赤
外線放射用の窓は硝子、サファイヤ、フッ化カルシウム
等が用いられる。
The infrared radiating element thus formed is divided into chips by a dicer, mounted on a package such as a TO5 type, and the terminals of the package and the first and second electrodes 25 and 26 of the infrared radiating element are connected. The space is wired.
At the time of this mounting, the inside of the package is hermetically sealed with an inert gas atmosphere depending on the use. Glass, sapphire, calcium fluoride, or the like is used for the infrared radiation window of the package.

【0031】このように赤外線放射素子がパッケージ内
にマウントされた赤外線放射器では、端子間に電圧を印
加することによって、内部の赤外線放射素子の発熱部に
電気が流れて赤外線が放射され、この赤外線が窓から出
力される。
As described above, in the infrared radiator in which the infrared radiating element is mounted in the package, when a voltage is applied between the terminals, electricity flows to the heat generating portion of the internal infrared radiating element to radiate infrared rays. Infrared light is output from the window.

【0032】(第2の実施の形態)図4、図5は、本発
明の第2の実施形態の赤外線放射素子30を示してい
る。この赤外線放射素子30は、隔膜部23の下面側に
も0.4〜1.0μm程度の厚さのシリコン酸化膜27
を設けて、穴22方向への赤外線の放射を促進するとと
もに、その赤外線を隔膜部23側へ反射させる金属材か
らなる反射部38を素子基板21の反対面側に設けて、
隔膜部23の両面から放射される赤外線を素子基板21
の一面側に集中させて、放射パワー密度をさらに高くし
ている。
(Second Embodiment) FIGS. 4 and 5 show an infrared radiation element 30 according to a second embodiment of the present invention. The infrared radiating element 30 has a silicon oxide film 27 having a thickness of about 0.4 to 1.0 μm
Is provided, and a reflecting portion 38 made of a metal material that reflects the infrared rays toward the diaphragm portion 23 is provided on the opposite surface side of the element substrate 21 while promoting the emission of the infrared rays in the direction of the hole 22.
The infrared rays radiated from both surfaces of the diaphragm portion 23 are
And the radiated power density is further increased.

【0033】(第3の実施の形態)図6、図7は、本発
明の第3の実施形態の赤外線放射素子40を示してい
る。この赤外線放射素子40は、1素子当り複数の隔膜
部を設けている。即ち、シリコンの角棒状の素子基板4
1に複数の穴421 〜42N を一定間隔で一列に設け、
この複数Nの穴421 〜42N を素子基板の一面41a
に形成された一本の長いp型半導体層43で塞ぎ、この
p型半導体層43を複数Nに等分する位置と両端とに金
属薄膜451 〜45N+1 を形成し、素子基板41の表面
を保護と赤外線の放射促進のための酸化膜47によって
覆う。
(Third Embodiment) FIGS. 6 and 7 show an infrared radiating element 40 according to a third embodiment of the present invention. This infrared radiation element 40 is provided with a plurality of diaphragms per element. That is, a square rod-shaped element substrate 4 made of silicon
A plurality of holes 42 1 to 42 N are provided in a line at regular intervals in one,
The plurality of N holes 42 1 to 42 N are connected to one surface 41 a of the element substrate.
And a metal thin film 45 1 to 45 N + 1 is formed at a position where the p-type semiconductor layer 43 is equally divided into a plurality of N and at both ends thereof. Is covered with an oxide film 47 for protection and promotion of infrared radiation.

【0034】このように構成することで、一本のp型半
導体層43にはN個の隔膜部431〜43N が縦列に形
成され、その隔膜部431 〜43n が金属薄膜452
45N によって直列に接続される。
With such a configuration, N p-type semiconductor layers 43 1 to 43 N are formed in tandem on one p-type semiconductor layer 43, and the p-type semiconductor layers 43 1 to 43 n are formed of the metal thin film 45 2. ~
45 N connected in series.

【0035】ここで、例えば、両端の金属薄膜451
45N+1 をこの素子の第1、第2の電極としその電極間
に電圧を印加すれば、各隔膜部431 〜43N に電流が
流れ、各隔膜部431 〜43N から赤外線が放射され
る。
Here, for example, the metal thin films 45 1 at both ends,
The 45 N + 1 first of the element, when a voltage is applied between the electrodes and the second electrodes, a current flows through the respective diaphragm portions 43 1 ~ 43 N, infrared from the diaphragm portions 43 1 ~ 43 N Radiated.

【0036】また、例えばNが偶数の場合には、両端の
金属薄膜451 、45N+1 間をパターンあるいは他の配
線材で接続し、この金属薄膜451 、45N+1 の一方
と、中間の金属薄膜45N/2+1 との間に電圧を印加し
て、赤外線を放射させるようにしてもよい。この場合に
は、隔膜部がN/2個直列に接続されたものを並列に駆
動することになる。
When N is an even number, for example, the metal thin films 45 1 and 45 N + 1 at both ends are connected by a pattern or another wiring material, and one of the metal thin films 45 1 and 45 N + 1 is connected. , An intermediate metal thin film 45 N / 2 + 1 may be applied to emit infrared light. In this case, N / 2 diaphragm units connected in series are driven in parallel.

【0037】また、図示していないが、複数の隔膜部を
縦横に配列して、直列あるいは並列に接続して、一つの
赤外線放射素子を形成することも可能である。
Although not shown, it is also possible to form a single infrared radiation element by arranging a plurality of diaphragms vertically and horizontally and connecting them in series or in parallel.

【0038】このように1素子当り複数の隔膜部を設
け、その隔膜部を素子上で配線接続した赤外線放射素子
は、赤外線の放射パワーを隔膜部の数分増大することが
でき、例えば各種のヒータの構成素子として用いること
ができ、しかも、従来と同様の工程で安価に製造でき
る。
As described above, the infrared radiating element in which a plurality of diaphragms are provided for each element and the diaphragms are connected by wiring on the element can increase the radiation power of infrared rays by the number of the diaphragms. It can be used as a component of a heater, and can be manufactured inexpensively by the same process as in the past.

【0039】(第4の実施の形態)図8、図9は、本発
明の第4の実施形態の赤外線放射素子50を示してい
る。この赤外線放射素子50では、隔膜部23の表面に
n型半導体からなる発熱部54を形成し、この発熱部5
4の表面両端に第1、第2の電極55、56を形成した
ものである。
(Fourth Embodiment) FIGS. 8 and 9 show an infrared radiation element 50 according to a fourth embodiment of the present invention. In the infrared radiating element 50, a heat generating portion 54 made of an n-type semiconductor is formed on the surface of the diaphragm portion 23.
The first and second electrodes 55 and 56 are formed at both ends of the surface of the substrate 4.

【0040】このように隔膜部23を発熱部54の支持
材とする2層構造にした赤外線放射素子50では、構造
をさらに堅固にすることができ、しかも、電気的な特性
および赤外線の放射特性を隔膜部23の形状とは独立に
任意に設定することができる。
As described above, the infrared radiating element 50 having the two-layer structure in which the diaphragm 23 is used as a support for the heat generating portion 54 can have a more rigid structure, and further has electrical characteristics and infrared radiation characteristics. Can be arbitrarily set independently of the shape of the diaphragm portion 23.

【0041】このように隔膜部23の表面にn型半導体
からなる発熱部55を設ける場合には、隔膜部23を形
成した後に、素子基板の一面に熱酸化処理によって0.
5μm程度の厚さで熱酸化膜を形成し、n型半導体を形
成する領域の熱酸化膜を写真蝕刻技術によって除去して
から、素子基板の一面に対してイオン注入法によって、
高濃度、例えばドーズ量として4.0×1016イオン/
cm2 の燐または砒素を加速電圧約125kVで打ち込
み、例えば1100°C〜1200°Cの高温の窒素ガ
ス雰囲気中で10分から30分程度のアニーリングを施
して、前記酸化膜が除去された領域に所望の厚さ(0.
5μm〜5μm)のn型半導体層を発熱部54として形
成する。そして、その表面の熱酸化膜を除去してから第
1、第2の電極55、56を形成する。
In the case where the heat generating portion 55 made of an n-type semiconductor is provided on the surface of the diaphragm portion 23 as described above, after the diaphragm portion 23 is formed, one side of the element substrate is subjected to thermal oxidation treatment by thermal oxidation.
After forming a thermal oxide film with a thickness of about 5 μm and removing the thermal oxide film in a region where an n-type semiconductor is to be formed by photolithography, one surface of the element substrate is ion-implanted.
High concentration, for example, 4.0 × 10 16 ions /
cm 2 of phosphorus or arsenic is implanted at an accelerating voltage of about 125 kV, and annealing is performed in a high-temperature nitrogen gas atmosphere of, for example, 1100 ° C. to 1200 ° C. for about 10 to 30 minutes. The desired thickness (0.
An n-type semiconductor layer (5 μm to 5 μm) is formed as the heat generating portion 54. Then, after removing the thermal oxide film on the surface, the first and second electrodes 55 and 56 are formed.

【0042】なお、隔膜部23の厚さは、例えば隔膜部
23の長さが1mm、幅が0.5mm程度の場合には5
μmで必要十分な強度となり、隔膜部23の長さが5m
m、幅が3mm程度の場合には10μmで必要十分な強
度となる。
The thickness of the diaphragm 23 is, for example, 5 mm when the length of the diaphragm 23 is about 1 mm and the width is about 0.5 mm.
μm is necessary and sufficient strength, and the length of the diaphragm 23 is 5 m
When m and the width are about 3 mm, the strength is required and sufficient at 10 μm.

【0043】また、発熱部54のn型半導体の厚みは、
イオン打ち込み量およびアニール温度、アニール時間に
よって0.5μm〜5μmの範囲で任意に設定すること
ができる。例えば、燐のイオン打ち込み量を2×1016
イオン/cm2 、打ち込み電圧を125kV、アニール
温度を1180°C、アニール時間を30分とすれば、
キャリア濃度4×1020cm-3、厚み0.5μmのn型
半導体を隔膜部23のp型半導体の表面に形成すること
ができ、その幅を調整することにより、発熱部の抵抗値
を任意に設定でき、駆動電流を扱い易い適正な大きさに
設定することができる。
The thickness of the n-type semiconductor of the heat generating portion 54 is
It can be arbitrarily set in the range of 0.5 μm to 5 μm depending on the ion implantation amount, the annealing temperature, and the annealing time. For example, the ion implantation amount of phosphorus is 2 × 10 16
If the ion / cm 2 , the implantation voltage is 125 kV, the annealing temperature is 1180 ° C., and the annealing time is 30 minutes,
An n-type semiconductor having a carrier concentration of 4 × 10 20 cm −3 and a thickness of 0.5 μm can be formed on the surface of the p-type semiconductor of the diaphragm portion 23, and the width of the n-type semiconductor can be adjusted so that the resistance value of the heating portion can be arbitrarily set And the drive current can be set to an appropriate size that is easy to handle.

【0044】このように隔膜部23上に独立に発熱部5
4を設けた赤外線放射素子50は、チョッピング速度を
犠牲にすることなく、従来素子と比べて約50倍近く放
射パワー密度を増大させることができた。
As described above, the heating section 5 is independently provided on the diaphragm section 23.
The infrared radiating element 50 provided with 4 was able to increase the radiation power density by about 50 times compared to the conventional element without sacrificing the chopping speed.

【0045】(第5の実施の形態)図10、図11は、
本発明の第5の実施形態の赤外線放射素子60を示して
いる。この赤外線放射素子60では、隔膜部63上に発
熱部54を設けた2層構造のものにおいて、隔膜部63
に第3の電極69を設けている。この隔膜部63に設け
た第3の電極69に発熱部54に対して逆バイアスとな
る電圧を印加することによって、発熱部54から隔膜部
63へ電流の流出を防止することができる。また、第3
の電極69に印加する電圧を可変することによって、発
熱部54に流れる電流の大きさを制御することもでき、
赤外線の放射パワー密度を可変制御できる。
(Fifth Embodiment) FIG. 10 and FIG.
14 shows an infrared radiating element 60 according to a fifth embodiment of the present invention. The infrared radiating element 60 has a two-layer structure in which the heating part 54 is provided on the diaphragm part 63.
Is provided with a third electrode 69. By applying a reverse bias voltage to the heat generating portion 54 to the third electrode 69 provided on the diaphragm portion 63, it is possible to prevent a current from flowing from the heat generating portion 54 to the diaphragm portion 63. Also, the third
By varying the voltage applied to the electrodes 69, the magnitude of the current flowing through the heat generating portion 54 can be controlled,
The infrared radiation power density can be variably controlled.

【0046】(第6、第7の実施の形態)図12〜図1
5は、本発明の第6、第7の実施形態の赤外線放射素子
70、80を示している。
(Sixth and Seventh Embodiments) FIGS. 12 to 1
Reference numeral 5 denotes infrared radiation elements 70 and 80 according to the sixth and seventh embodiments of the present invention.

【0047】これらの赤外線放射素子70、80では、
それぞれの発熱部74、84の中央部74a、84aの
幅を広くし、両端部74b、74c、84b、84cの
幅を狭く設定して、発熱部74、84の高温部の領域を
広くして赤外線の放射密度をさらに増大させている。
In these infrared radiation elements 70 and 80,
The width of the central portion 74a, 84a of each heat generating portion 74, 84 is widened, and the width of both end portions 74b, 74c, 84b, 84c is set narrow, so that the region of the high temperature portion of the heat generating portion 74, 84 is widened. The radiation density of infrared rays is further increased.

【0048】図16は、前記した第4の実施形態の赤外
線放射素子50の放射分布特性Pと上記のように発熱部
の中央部の幅を両端部の幅より大となるように設定した
赤外線放射素子70、80の放射分布特性Qとを示して
いる。この図16から明らかなように、発熱部の幅を一
様に設定した赤外線放射素子50の放射分布特性Pは発
熱部の中心で温度が最大となる単峰特性であるのに対
し、赤外線放射素子70、80の放射特性Qは、高温部
が広い範囲にわたっている台形特性になっている。
FIG. 16 shows the radiation distribution characteristic P of the infrared radiation element 50 of the fourth embodiment and the infrared radiation in which the width of the central portion of the heat generating portion is set to be larger than the width of both ends as described above. The radiation distribution characteristics Q of the radiating elements 70 and 80 are shown. As is apparent from FIG. 16, the radiation distribution characteristic P of the infrared radiating element 50 in which the width of the heat generating portion is set to be uniform is a single peak characteristic in which the temperature is maximum at the center of the heat generating portion, whereas the infrared radiation The radiation characteristics Q of the elements 70 and 80 are trapezoidal characteristics in which a high-temperature portion covers a wide range.

【0049】このような放射特性Qを有する赤外線放射
素子70、80では、高温部の面積が広いため、さらに
高い放射パワー密度が得られる。
In the infrared radiating elements 70 and 80 having such a radiation characteristic Q, since the area of the high temperature part is large, a higher radiation power density can be obtained.

【0050】(第8の実施の形態)図17、図18は、
本発明の第8の実施形態の赤外線放射素子90を示して
いる。この赤外線放射素子90は、前記第4の実施形態
の赤外線放射素子を縦列に接続した構造を有している。
(Eighth Embodiment) FIG. 17 and FIG.
14 shows an infrared radiating element 90 according to an eighth embodiment of the present invention. The infrared radiating element 90 has a structure in which the infrared radiating elements of the fourth embodiment are connected in tandem.

【0051】即ち、シリコンの角棒状の素子基板91に
複数の穴921 〜92N を一定間隔で一列に設け、この
複数Nの穴921 〜92N を素子基板の一面91aに形
成された1本の長いp型半導体層93で塞ぎ、その表面
に1本の長いn型半導体層94を形成し、このn型半導
体層93を複数Nに等分する位置と両端とに金属薄膜9
1 〜95N+1 を形成し、素子基板91の表面を保護と
赤外線の放射促進のための酸化膜97によって覆う。
That is, a plurality of holes 92 1 to 92 N are provided in a row at regular intervals in a silicon rod-shaped element substrate 91, and the plurality of N holes 92 1 to 92 N are formed on one surface 91 a of the element substrate. It is closed with one long p-type semiconductor layer 93, and one long n-type semiconductor layer 94 is formed on the surface thereof.
5 1 to 95 N + 1 are formed, and the surface of the element substrate 91 is covered with an oxide film 97 for protection and promotion of infrared radiation.

【0052】このように構成することで、1本のp型半
導体層93にはN個の隔膜部931〜93N が縦列に形
成され、1本のn型半導体層94には、金属薄膜952
〜95N によって直列に接続されたN個の発熱部941
〜94N が形成されたことになる。
With such a configuration, N partition portions 93 1 to 93 N are formed in tandem on one p-type semiconductor layer 93, and a metal thin film is formed on one n-type semiconductor layer 94. 95 2
N heat generating portions 94 1 connected in series by ~ 95 N
~ 94 N has been formed.

【0053】ここで、例えば、両端の金属薄膜951
95N+1 をこの素子の第1、第2の電極としその電極間
に電圧を印加すれば、各発熱部941 〜94N に電流が
流れ、各発熱部941 〜94N から赤外線が放射され
る。
Here, for example, the metal thin films 95 1 at both ends,
The first of the elements 95 N + 1, when a voltage is applied between the electrodes and the second electrodes, a current flows through the respective heating portions 94 1 to 94 N, the infrared from the heating unit 94 1 to 94 N Radiated.

【0054】また、図示していないが、複数の発熱部を
縦横に配列して、直列あるいは並列に接続して、一つの
赤外線放射素子を形成することも可能である。
Although not shown, it is also possible to form a single infrared radiation element by arranging a plurality of heat generating parts vertically and horizontally and connecting them in series or in parallel.

【0055】このように1素子当り複数の発熱部を設
け、その発熱部を素子上で配線接続した赤外線放射素子
は、赤外線の放射パワーを発熱部の数分増大することが
でき、例えば各種のヒータの構成素子として用いること
ができ、しかも、従来と同様の工程で安価に製造でき
る。
As described above, the infrared radiating element in which a plurality of heat generating parts are provided for each element and the heat generating parts are connected by wiring on the element can increase the radiation power of infrared rays by the number of the heat generating parts. It can be used as a component of a heater, and can be manufactured inexpensively by the same process as in the past.

【0056】また、前記した各実施形態では、素子基板
の穴を隔膜部が完全に塞いでいたが、これは本発明を限
定するものでない。例えば図19、図20に示す赤外線
放射素子100のように、隔膜部23′の中央部23a
の幅を穴22の上部幅より小にして(あるいは帯状の隔
膜部の幅より穴22の上部幅を大にして)、隔膜部2
3′の両側において穴22の上部側を開口させてもよ
い。この場合に、隔膜部23′の中央部23aの両側部
から素子基板上に突起23b、23dを延設することに
よってダイヤフラム構造を補強することができる。この
ようにした場合、穴22の下部が素子マウント時に閉鎖
されても穴22内の熱を逃がすことができ放熱の面で有
利となる。なお、この方法は、前記した全ての実施形態
について適用できる。
In each of the above embodiments, the diaphragm completely covers the hole of the element substrate, but this does not limit the present invention. For example, as in an infrared radiating element 100 shown in FIGS.
Is made smaller than the upper width of the hole 22 (or the upper width of the hole 22 is made larger than the width of the strip-shaped diaphragm portion),
The upper side of the hole 22 may be opened on both sides of 3 '. In this case, the diaphragm structure can be reinforced by extending the projections 23b and 23d on the element substrate from both sides of the central portion 23a of the diaphragm 23 '. In this case, even if the lower part of the hole 22 is closed at the time of mounting the element, heat in the hole 22 can be released, which is advantageous in terms of heat radiation. This method can be applied to all the embodiments described above.

【0057】また、図21、22の赤外線放射素子11
0のように、素子基板21の下面21bの表面を、例え
ばニッケルローレンシウム(Nilr)や金(Au)の
金属薄膜28で覆うようにすれば、素子をマウントする
ときにマウント基板との間の接着が容易になる。この素
子基板の下面側を金属薄膜28で覆う方法は、前記した
全ての実施形態に適用できる。
The infrared radiation element 11 shown in FIGS.
If the surface of the lower surface 21b of the element substrate 21 is covered with a metal thin film 28 of, for example, nickel-laurenium (Nilr) or gold (Au), as shown in FIG. Becomes easier. This method of covering the lower surface side of the element substrate with the metal thin film 28 can be applied to all the embodiments described above.

【0058】なお、図12〜図15に示した赤外線放射
素子70、80の隔膜部23に第3の電極を設けてもよ
く、また、図17、図18に示した赤外線放射素子90
の各発熱部941 〜94N を赤外線放射素子70、80
の発熱部のように構成したり、図17、図18に示した
赤外線放射素子90のn型半導体層93に第3の電極を
設けてもよい。
A third electrode may be provided on the diaphragm 23 of the infrared radiating elements 70 and 80 shown in FIGS. 12 to 15, and the infrared radiating element 90 shown in FIGS.
Of the heat generating portions 94 1 to 94 N of the infrared radiating elements 70 and 80
Or a third electrode may be provided on the n-type semiconductor layer 93 of the infrared radiation element 90 shown in FIGS.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
の赤外線放射素子は、いわゆるダイヤフラム構造の隔膜
部に電極を設け、隔膜部から赤外線を放射する構造であ
るので、マイクロブリッジ構造の赤外線放射素子に比べ
て堅固で、薄い隔膜部でもその面積を大きくすることが
でき、赤外線の放射パワー密度を大幅に増大させること
ができる。また、隔膜部の熱がダイヤフラム構造を介し
て適度に放熱されるため、チョッピン周波数を低下させ
ずに済み、高速に変調することもできる。
As described above, according to the first aspect of the present invention,
The infrared radiating element has a structure in which an electrode is provided on the diaphragm of a so-called diaphragm structure and emits infrared rays from the diaphragm. And the radiation power density of infrared rays can be greatly increased. In addition, since the heat of the diaphragm portion is appropriately radiated through the diaphragm structure, the chopping frequency does not need to be reduced, and high-speed modulation can be performed.

【0060】また、本発明の請求項2の赤外線放射素子
は、隔膜部の両面に赤外線の放射を促進する膜を設ける
とともに、素子基板の反対面側に反射部を設けているの
で、隔膜部から放射された赤外線を素子基板の一面側に
集中的に放射させることができ、放射パワー密度をさら
に高くすることができる。
In the infrared radiating element according to the second aspect of the present invention, a film for promoting the emission of infrared rays is provided on both surfaces of the diaphragm, and a reflecting portion is provided on the opposite surface of the element substrate. Infrared rays radiated from the substrate can be radiated intensively to one surface side of the element substrate, and the radiation power density can be further increased.

【0061】また、本発明の請求項3の赤外線放射素子
は、素子基板に穴と隔膜部とを複数組設け、その複数の
隔膜部を電気的に接続しているため、複数の隔膜部から
赤外線を高パワーで放射させることができ、各種のヒー
タとして利用できる。
In the infrared radiating element according to the third aspect of the present invention, a plurality of pairs of holes and diaphragms are provided on the element substrate and the plurality of diaphragms are electrically connected. Infrared rays can be emitted with high power and can be used as various heaters.

【0062】また、本発明の請求項4の赤外線放射素子
は、隔膜部を形成するp型半導体の表面にn型半導体に
よって発熱部を形成して2層構造とし、この発熱部の両
端に設けた第1、第2の電極に電圧を印加して赤外線を
放射する構造であるので、構造的にさらに堅固にするこ
とができ、隔膜部の形状と独立に発熱部を形成すること
ができ、適正な駆動電流で大きなパワーの赤外線を放射
することができる。
Further, the infrared radiating element according to claim 4 of the present invention has a two-layer structure in which a heat generating portion is formed by an n-type semiconductor on the surface of a p-type semiconductor forming a diaphragm portion, and is provided at both ends of the heat generating portion. Since the first and second electrodes have a structure that emits infrared rays by applying a voltage to the first and second electrodes, the structure can be made even more rigid, and a heating section can be formed independently of the shape of the diaphragm section. Large power infrared rays can be emitted with an appropriate drive current.

【0063】また、本発明の請求項5の赤外線放射素子
では、発熱部を支持する隔膜部に第3の電極を設けてい
るので、発熱部から隔膜部への電流の流出を防止でき、
赤外線の放射量を可変制御することができる。
In the infrared radiating element according to the fifth aspect of the present invention, since the third electrode is provided on the diaphragm supporting the heating section, it is possible to prevent the current from flowing from the heating section to the diaphragm.
The amount of infrared radiation can be variably controlled.

【0064】また、本発明の請求項6の赤外線放射素子
では、発熱部の中央部の幅が両端部の幅より大となるよ
うに形成しているので、発熱部の高温領域が広くなり、
赤外線の放射率をさらに高くすることができる。
In the infrared radiating element according to claim 6 of the present invention, since the width of the central portion of the heat generating portion is formed to be larger than the width of both ends, the high temperature region of the heat generating portion is widened,
The emissivity of infrared rays can be further increased.

【0065】また、本発明の請求項7の赤外線放射素子
では、素子基板の一面に隔膜部と発熱部とを複数組設
け、複数の発熱部を電気的に接続しているので、赤外線
を高パワーで放射させることができ、ヒータ等に応用が
できる。
In the infrared radiating element according to the seventh aspect of the present invention, a plurality of sets of diaphragms and heat generating parts are provided on one surface of the element substrate, and the plurality of heat generating parts are electrically connected. It can be radiated by power and can be applied to heaters and the like.

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

【図1】本発明の第1の実施形態の平面図FIG. 1 is a plan view of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のB−B線断面図FIG. 2 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1;

【図3】酸化膜の厚さと赤外線放射率との関係を示す図FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the thickness of an oxide film and infrared emissivity.

【図4】本発明の第2の実施形態の平面図FIG. 4 is a plan view of a second embodiment of the present invention.

【図5】図4のC−C線断面図FIG. 5 is a sectional view taken along line CC of FIG. 4;

【図6】本発明の第3の実施形態の平面図FIG. 6 is a plan view of a third embodiment of the present invention.

【図7】図6のD−D線断面図FIG. 7 is a sectional view taken along line DD of FIG. 6;

【図8】本発明の第4の実施形態の平面図FIG. 8 is a plan view of a fourth embodiment of the present invention.

【図9】図8のE−E線断面図FIG. 9 is a sectional view taken along line EE of FIG. 8;

【図10】本発明の第5の実施形態の平面図FIG. 10 is a plan view of a fifth embodiment of the present invention.

【図11】図10のF−F線断面図11 is a sectional view taken along line FF of FIG. 10;

【図12】本発明の第6の実施形態の平面図FIG. 12 is a plan view of a sixth embodiment of the present invention.

【図13】図12のG−G線断面図13 is a sectional view taken along line GG of FIG.

【図14】本発明の第7の実施形態の平面図FIG. 14 is a plan view of a seventh embodiment of the present invention.

【図15】図14のH−H線断面図FIG. 15 is a sectional view taken along line HH of FIG. 14;

【図16】実施形態の放射分布を示す特性図FIG. 16 is a characteristic diagram showing a radiation distribution according to the embodiment.

【図17】本発明の第8の実施形態の平面図FIG. 17 is a plan view of an eighth embodiment of the present invention.

【図18】図17のI−I線断面図18 is a sectional view taken along line II of FIG. 17;

【図19】本発明の第9の実施形態の平面図FIG. 19 is a plan view of a ninth embodiment of the present invention.

【図20】図19のJ−J線断面図20 is a sectional view taken along line JJ of FIG. 19;

【図21】本発明の第10の実施形態の平面図FIG. 21 is a plan view of a tenth embodiment of the present invention.

【図22】図21のK−K線断面図FIG. 22 is a sectional view taken along the line KK of FIG. 21;

【図23】従来素子の平面図FIG. 23 is a plan view of a conventional element.

【図24】図23のA−A線断面図24 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20、30、40、50、60、70、80、90 1
00、110 赤外線放射素子 21、41、91 素子基板 22、421 〜42N 、921 〜92N 穴 23、431 〜43N 、73、83、931 〜93N
隔膜部 25、451 、55、951 第1の電極 26、45N+1 、56、95N+1 第2の電極 27、47、97 シリコン酸化膜 28 金属薄膜 38 反射部 54、74、84、941 〜94N 発熱部 69 第3の電極
20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 1
00, 110 Infrared radiating element 21, 41, 91 Element substrate 22, 42 1 to 42 N , 92 1 to 92 N Hole 23, 43 1 to 43 N , 73, 83, 93 1 to 93 N
Diaphragm part 25, 45 1 , 55, 95 1 first electrode 26, 45 N + 1 , 56, 95 N + 1 second electrode 27, 47, 97 silicon oxide film 28 metal thin film 38 reflecting part 54, 74, 84, 94 1 to 94 N Heating part 69 Third electrode

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一面側から反対面に貫通する穴を有する素
子基板と、 前記素子基板の一面側で前記穴の一方の開口面を塞ぐよ
うに形成され、通電を受けて赤外線を放射するp型半導
体からなる隔膜部と、 前記隔膜部の両端に設けられた第1、第2の電極と、 前記隔膜部の少なくとも一面を覆うように形成された赤
外線放射促進膜とを備えた赤外線放射素子。
1. An element substrate having a hole penetrating from one surface side to an opposite surface, and an element substrate formed so as to close one opening surface of the hole on one surface side of the element substrate, and receiving an electric current to emit infrared rays. Infrared radiating element comprising: a diaphragm portion made of a type semiconductor; first and second electrodes provided at both ends of the diaphragm portion; and an infrared radiation promoting film formed to cover at least one surface of the diaphragm portion. .
【請求項2】前記赤外線放射促進膜は、前記隔膜部の両
面を覆うように形成され、 前記素子基板の反対面側には、前記穴の他方の開口面を
塞ぎ前記隔膜部から放射された赤外線を該隔膜部側へ反
射する反射部が設けられていることを特徴とする請求項
1記載の赤外線放射素子。
2. The infrared radiation promoting film is formed so as to cover both surfaces of the diaphragm portion, and the other opening side of the hole is radiated from the diaphragm portion on the opposite side of the element substrate to the other opening surface of the hole. 2. The infrared radiating element according to claim 1, further comprising a reflecting portion for reflecting infrared light toward the diaphragm.
【請求項3】前記素子基板には、前記穴と前記隔膜部と
が複数組設けられ、該複数の隔膜部が電気的に接続され
ていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の
赤外線放射素子。
3. The element substrate according to claim 1, wherein a plurality of pairs of the holes and the diaphragm are provided in the element substrate, and the plurality of diaphragms are electrically connected. Infrared radiating element.
【請求項4】一面側から反対面に貫通する穴を有する素
子基板と、 前記素子基板の一面側で前記穴の一方の開口面を塞ぐよ
うに形成されたp型半導体からなる隔膜部と、 前記隔膜部の少なくとも一面側に設けられ通電を受けて
赤外線を放射するn型半導体からなる発熱部と、 前記発熱部の両端に設けられた第1、第2の電極と、 前記発熱部の表面を覆うように形成された赤外線放射促
進膜とを備えた赤外線放射素子。
4. An element substrate having a hole penetrating from one surface side to an opposite surface; a diaphragm portion made of a p-type semiconductor formed to cover one opening surface of the hole on one surface side of the element substrate; A heat-generating portion provided on at least one surface side of the diaphragm portion and made of an n-type semiconductor that receives an electric current and emits infrared rays; first and second electrodes provided on both ends of the heat-generating portion; An infrared radiating element comprising: an infrared radiation promoting film formed so as to cover the surface.
【請求項5】前記隔膜部に第3の電極を設けたことを特
徴とする請求項4記載の赤外線放射素子。
5. An infrared radiating element according to claim 4, wherein a third electrode is provided on said diaphragm.
【請求項6】前記発熱部は、中央部の幅が両端部の幅よ
り大となるように形成されていることを特徴とする請求
項4または請求項5記載の赤外線放射素子。
6. The infrared radiating element according to claim 4, wherein said heat generating portion is formed such that a width at a center portion is larger than a width at both end portions.
【請求項7】前記素子基板には、前記穴と隔膜部と発熱
部とが複数組設けられ、該複数の発熱部が電気的に接続
されていることを特徴とする請求項4または請求項5ま
たは請求項6記載の赤外線放射素子。
7. The element substrate according to claim 4, wherein a plurality of sets of the holes, the diaphragm, and the heat generating portion are provided, and the plurality of heat generating portions are electrically connected. The infrared radiation element according to claim 5 or 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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