JPS60119426A - 薄膜型焦電センサアレイ - Google Patents
薄膜型焦電センサアレイInfo
- Publication number
- JPS60119426A JPS60119426A JP58228159A JP22815983A JPS60119426A JP S60119426 A JPS60119426 A JP S60119426A JP 58228159 A JP58228159 A JP 58228159A JP 22815983 A JP22815983 A JP 22815983A JP S60119426 A JPS60119426 A JP S60119426A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- thin film
- pyroelectric
- surface layer
- pyroelectric thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N15/00—Thermoelectric devices without a junction of dissimilar materials; Thermomagnetic devices, e.g. using the Nernst-Ettingshausen effect
- H10N15/10—Thermoelectric devices using thermal change of the dielectric constant, e.g. working above and below the Curie point
Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、熱容量を低減し、感度の向上とクロストー
クの低減を図った簿ｌｌ＃型の焦電センサアレイに関す
る。
クの低減を図った簿ｌｌ＃型の焦電センサアレイに関す
る。
（従来技術）
この発明に関連するアレイ状の焦電センサの従来技術と
しては、すでに特開昭５７１２０８３０号に開示された
ものが知られている。
しては、すでに特開昭５７１２０８３０号に開示された
ものが知られている。
この従来技術の構造例を第１図（ａ）、（１））に示す
。第１図（ａ ）は平面図、第１図（ｂ）は第１図＜ａ
＞の×−Ｘ線断面図である。
。第１図（ａ ）は平面図、第１図（ｂ）は第１図＜ａ
＞の×−Ｘ線断面図である。
図において、１は支持基板、２は後述する焦電素子群が
配置される位置に対応して形成された貫通孔、３はＰＺ
Ｔ系Ｉｍ器、Ｐｂ Ｔｉ ０３系磁器などからなる焦電
素子群を示し、支持基板１にその端部がたとえば導電性
接着剤４で接続固定されている。ここで導電性接着剤４
を使用すると、焦電に長さ方向に沿ってスリット５を順
次形成して、個々の焦電素子３ａに分離したもので、そ
の表面には個々の焦電素子３ａに対応して電極６が形成
されている。また各焦電素子３ａの裏側にはそれぞれ電
極７が形成され、この電極７は互いに連結されており、
上述した導電性接着剤４により外部との電気的接続が図
れる。電極６には個々にリード線が接続され、駆動回路
に接続され出力が時系列信号として取り出される。
配置される位置に対応して形成された貫通孔、３はＰＺ
Ｔ系Ｉｍ器、Ｐｂ Ｔｉ ０３系磁器などからなる焦電
素子群を示し、支持基板１にその端部がたとえば導電性
接着剤４で接続固定されている。ここで導電性接着剤４
を使用すると、焦電に長さ方向に沿ってスリット５を順
次形成して、個々の焦電素子３ａに分離したもので、そ
の表面には個々の焦電素子３ａに対応して電極６が形成
されている。また各焦電素子３ａの裏側にはそれぞれ電
極７が形成され、この電極７は互いに連結されており、
上述した導電性接着剤４により外部との電気的接続が図
れる。電極６には個々にリード線が接続され、駆動回路
に接続され出力が時系列信号として取り出される。
このような構造からなるアレイ状の焦電センサは、各焦
電素子を分離しているため、熱拡散によるクロスミー一
りが低減でき、かつ感度の向−Ｌが図れるという特徴を
有している。しかしながらなお次のにうな問題点を残し
ている。
電素子を分離しているため、熱拡散によるクロスミー一
りが低減でき、かつ感度の向−Ｌが図れるという特徴を
有している。しかしながらなお次のにうな問題点を残し
ている。
つまり、焦電素子そのものの熱容量を下げるため厚みを
薄くする必要があり、そのための研磨工程が必要になる
とともに素子の割れ防止のための管理をしなりればなら
ない。また各焦電素子３ａに分離するために切り込み加
工が必要であり、これにはレーザー加工、化学エツチン
グ、円盤カッターにより分離が行われるが、レーザーパ
ワーの調整やエツチング材件などを厳密に制御しなＩ″
ｊれば焦電体板が割れたり、オーバーエツチングなどの
問題が発生することになる。さらには支持基板１上に焦
電素子群３を厳密に配置固定しなければならないという
問題も見られる。
薄くする必要があり、そのための研磨工程が必要になる
とともに素子の割れ防止のための管理をしなりればなら
ない。また各焦電素子３ａに分離するために切り込み加
工が必要であり、これにはレーザー加工、化学エツチン
グ、円盤カッターにより分離が行われるが、レーザーパ
ワーの調整やエツチング材件などを厳密に制御しなＩ″
ｊれば焦電体板が割れたり、オーバーエツチングなどの
問題が発生することになる。さらには支持基板１上に焦
電素子群３を厳密に配置固定しなければならないという
問題も見られる。
（発明の目的）
したがって、この発明は焦電素子を薄膜状に形成して熱
容量を下げ、感度を高めた薄ＩｌＩ型焦電センサアレイ
を提供することを目的とする。
容量を下げ、感度を高めた薄ＩｌＩ型焦電センサアレイ
を提供することを目的とする。
またこの発明は焦電性薄膜を基板に形成し、この基板に
焦電性薄膜を分離するスリットを形成し、これによって
各焦電性薄膜の熱拡散を防ぎ、クロスト−り特性の改善
を図ることを目的とする。
焦電性薄膜を分離するスリットを形成し、これによって
各焦電性薄膜の熱拡散を防ぎ、クロスト−り特性の改善
を図ることを目的とする。
またこの発明は製造容易な構造からなる薄膜型焦電セン
サアレイを提供することを目的とする。
サアレイを提供することを目的とする。
（発明の構成）
すなわち、この発明の要旨と慢−るところは、特定のエ
ツチング材によりエツチングされる基板の表面に前記特
定の１ツヂング材によりエツチングされない表面層を形
成し、感熱領域に対応する部分の基板をエツチング材に
よりエツチングして基３− 板に空間を形成した支持基板と、 前記支持基板の感熱領域に対応する表面層の上に直線列
状に形成された分割電極と、 前記分割電極間に支持基板を貫通して形成された焦電性
薄膜群と、 前記焦電性薄膜群の上に形成され、少なくとも前記分割
電極と対向して形成された電極とからなることを特徴と
する薄膜型焦電センサアレイである。
ツチング材によりエツチングされる基板の表面に前記特
定の１ツヂング材によりエツチングされない表面層を形
成し、感熱領域に対応する部分の基板をエツチング材に
よりエツチングして基３− 板に空間を形成した支持基板と、 前記支持基板の感熱領域に対応する表面層の上に直線列
状に形成された分割電極と、 前記分割電極間に支持基板を貫通して形成された焦電性
薄膜群と、 前記焦電性薄膜群の上に形成され、少なくとも前記分割
電極と対向して形成された電極とからなることを特徴と
する薄膜型焦電センサアレイである。
上述した構成において、基板とその表面に形成された表
面層からなる支持基板は、基板がたとえばシリコンで構
成され、表面層がたとえば酸化シリコンで構成される。
面層からなる支持基板は、基板がたとえばシリコンで構
成され、表面層がたとえば酸化シリコンで構成される。
この例ではシリコンはたとえばエチレンジアミン−ピロ
カテコール−水の混合液からなるエツチング材により選
択的にエツチングされ、酸化シリコンは上述したエツチ
ング材でエツチングされない。このように支持基板は異
方性エツチングによりエツチングされる基板と工４ − ツチングされない表面層とから構成される。支持基板と
しては上）ホしたほか、選択的にエツチングされる基板
とエツチングされない表面層で構成してもＪ：いことは
もちろんである。
カテコール−水の混合液からなるエツチング材により選
択的にエツチングされ、酸化シリコンは上述したエツチ
ング材でエツチングされない。このように支持基板は異
方性エツチングによりエツチングされる基板と工４ − ツチングされない表面層とから構成される。支持基板と
しては上）ホしたほか、選択的にエツチングされる基板
とエツチングされない表面層で構成してもＪ：いことは
もちろんである。
また、表面層の上に形成される分割電極としては、たと
えば白金などが使用される。
えば白金などが使用される。
また分割電極間には支持基板を貫通するスリットが形成
されるが、スリブ１〜の形成方法としては、たとえば反
応性イオンビームエツチング法が使用される。
されるが、スリブ１〜の形成方法としては、たとえば反
応性イオンビームエツチング法が使用される。
また、無電性薄膜群は、ＰＺＴ系磁器、ＰｂＴｉ ０３
系磁器などをイオンブレーティング法、スパッタリング
法、真空蒸着法などにより形成された薄膜より構成され
る。
系磁器などをイオンブレーティング法、スパッタリング
法、真空蒸着法などにより形成された薄膜より構成され
る。
（実施例）
以下、この発明の一実施例を・図示した例にしたがって
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第２図（ａ）、（ｂ）はこの発明にかかる薄膜型焦電セ
ンサアレイを示し、第２図（ａ ）は平面図、第２図＜
ｂ＞は第２図（ａ＞のＡ−Ａ線断面図である。
ンサアレイを示し、第２図（ａ ）は平面図、第２図＜
ｂ＞は第２図（ａ＞のＡ−Ａ線断面図である。
図において、１１は支持基板を示し、この支持基板１１
は基板１２ど基板１２の表面に形成された表面層１３ど
からなる。１４は基板１２に形成された空間であり、表
面層１３を形成した基板１２の反対面をエツチング材に
」：リエッチング処理して形成したものである。図面で
は表面層１３に達するまでエツチング処理しているが、
基板１２の一部を残しても」：い。
は基板１２ど基板１２の表面に形成された表面層１３ど
からなる。１４は基板１２に形成された空間であり、表
面層１３を形成した基板１２の反対面をエツチング材に
」：リエッチング処理して形成したものである。図面で
は表面層１３に達するまでエツチング処理しているが、
基板１２の一部を残しても」：い。
この空間１４に対応する位置が赤外線の感熱領域に対応
する。１５は分割電極であり、表面層１３の上に直線列
状に形成されている。図示した分％ｉ’ｌ電極１５はリ
ード線の接続を容易にするため、端部１５ａの引き出し
位置を交互に食い違わせて形成している。
する。１５は分割電極であり、表面層１３の上に直線列
状に形成されている。図示した分％ｉ’ｌ電極１５はリ
ード線の接続を容易にするため、端部１５ａの引き出し
位置を交互に食い違わせて形成している。
１６はスリン１〜であり、分割電極１５の間に支持基板
１１を貫通して形成している。１７はこの分割電極１５
を含んで表面層１３の上に形成された焦電性薄膜群であ
る。この焦電性薄膜群１７はたどえばＰＺＴ系磁器、Ｉ
）ｌ）Ｔｉｏ３系磁器を薄膜状に形成したものである。
１１を貫通して形成している。１７はこの分割電極１５
を含んで表面層１３の上に形成された焦電性薄膜群であ
る。この焦電性薄膜群１７はたどえばＰＺＴ系磁器、Ｉ
）ｌ）Ｔｉｏ３系磁器を薄膜状に形成したものである。
その形成手段としてはたとえばイオンブレーティング法
、スパッタリング法、真空蒸着法などがある。またこの
焦電性薄膜群１７はスリンｉ〜１６によって熱的に分離
されている。１８は焦電性薄膜群１７の」二に形成され
た電極であり、少なくとも分割電極１５と対向して形成
されている。電極１８としては、赤外線を吸収する材料
、たとえばＮｉ −Ｃｒ１白金黒などが用いられる。な
お、図示した状態では電極１８は単一の電極であるが、
分割した状態で形成してもよい。
、スパッタリング法、真空蒸着法などがある。またこの
焦電性薄膜群１７はスリンｉ〜１６によって熱的に分離
されている。１８は焦電性薄膜群１７の」二に形成され
た電極であり、少なくとも分割電極１５と対向して形成
されている。電極１８としては、赤外線を吸収する材料
、たとえばＮｉ −Ｃｒ１白金黒などが用いられる。な
お、図示した状態では電極１８は単一の電極であるが、
分割した状態で形成してもよい。
次に上述した構成からなる薄膜型焦電ゼンザアレイの製
造例を第３図に従って説明する。
造例を第３図に従って説明する。
基板１２０材料として、たとえば厚み３００μｍ１面指
数（１００）のシリコンを用い、この基板１２の表面に
気相成長法で厚み約１μｍの酸化シリコンからなる表面
層１３を形成し、第３図（ａ）に示すように支持基板１
１を作成した。
数（１００）のシリコンを用い、この基板１２の表面に
気相成長法で厚み約１μｍの酸化シリコンからなる表面
層１３を形成し、第３図（ａ）に示すように支持基板１
１を作成した。
次いで、基板１２に空間１４を形成するため、エチレン
ジアミン：ビロカテール：水−６ｏｃｃ ： ７．５（
］ ’２０ｃｃの混合液からなるエツチング材により温
度１１０°Ｃでエツチング処理を行った。第３図（１）
）は基板１２に空間１４を形成した状態を示す。
ジアミン：ビロカテール：水−６ｏｃｃ ： ７．５（
］ ’２０ｃｃの混合液からなるエツチング材により温
度１１０°Ｃでエツチング処理を行った。第３図（１）
）は基板１２に空間１４を形成した状態を示す。
７−
こののち、支持基板１１の表面に、つまり表面層１３の
上に感熱領域に対応する空間１４を含んで分割電極１５
を形成した。分割電極１５としてはたとえば白金が用い
られる。さらに分割電極１５に隣接してこの分割電極１
５間にスリット１６を形成した。このスリン１へ１６は
後述する焦電性薄膜群を個々に分離して個々の感熱部分
を形成するためのものであり、たとえば次のようにして
形成する。まずレジストとして△Ｚ １３５０ （シプ
レー社製）をスピナーコーティングし、そののち露光現
像してパターニングを行った。露光した表面層１３の酸
化シリコンをＣ１」Ｆ３ガスを用いた反応性イオンビー
ムエツチングにより除去し、スリット１６を形成した。
上に感熱領域に対応する空間１４を含んで分割電極１５
を形成した。分割電極１５としてはたとえば白金が用い
られる。さらに分割電極１５に隣接してこの分割電極１
５間にスリット１６を形成した。このスリン１へ１６は
後述する焦電性薄膜群を個々に分離して個々の感熱部分
を形成するためのものであり、たとえば次のようにして
形成する。まずレジストとして△Ｚ １３５０ （シプ
レー社製）をスピナーコーティングし、そののち露光現
像してパターニングを行った。露光した表面層１３の酸
化シリコンをＣ１」Ｆ３ガスを用いた反応性イオンビー
ムエツチングにより除去し、スリット１６を形成した。
このときのエツチング条件は加速電圧５００Ｖ、電流密
度的０．４ｍ Ａ ／ｃ＋＋＋２ 、ガス圧８Ｘ １０
−５ Ｔ ｏｒｒで行った。第３図（０）は分割電極１
５およびスリット１θを形成したのちの状態を示した平
面図である。
度的０．４ｍ Ａ ／ｃ＋＋＋２ 、ガス圧８Ｘ １０
−５ Ｔ ｏｒｒで行った。第３図（０）は分割電極１
５およびスリット１θを形成したのちの状態を示した平
面図である。
ひきつづき、第３図（ｄ ）に示すように、表面層１３
の上に焦電性薄膜群１７をたとえばＰｂ Ｔｉ ０３系
磁器を高周波スパッタリング法により約３μ＝８− ｍの厚みで形成した。このときのスリット１６間の焦電
性薄膜１７ａの幅ｄは約１００μｍに形成した。
の上に焦電性薄膜群１７をたとえばＰｂ Ｔｉ ０３系
磁器を高周波スパッタリング法により約３μ＝８− ｍの厚みで形成した。このときのスリット１６間の焦電
性薄膜１７ａの幅ｄは約１００μｍに形成した。
ざらに焦電性薄膜群１７の上にＮ１−Ｇｔ″からなる電
極１８をメタルマスクを介して真空蒸着法により形成し
た。この電極１８の形成位置は分割電極１５に対向して
おり、焦電性薄膜群１７をサンドイッチ状に挾んでいる
。
極１８をメタルマスクを介して真空蒸着法により形成し
た。この電極１８の形成位置は分割電極１５に対向して
おり、焦電性薄膜群１７をサンドイッチ状に挾んでいる
。
以上の工程例にもとづいて薄膜型焦電ヒンサアレイが作
成されるが、第４図にこのアレイの動作回路図を示した
。
成されるが、第４図にこのアレイの動作回路図を示した
。
３１はシフトレジスタで、その各出力段はスイッチング
ＦＥＴ３３のゲート電極に接続され、トレイン電極は無
電センザアレイ３２の各焦電性薄膜に接続される。スイ
ッチングＦＥＴ３３は順次オン状態となり、ンース電極
から出力がライン３４より時系列信号として取り出され
る。
ＦＥＴ３３のゲート電極に接続され、トレイン電極は無
電センザアレイ３２の各焦電性薄膜に接続される。スイ
ッチングＦＥＴ３３は順次オン状態となり、ンース電極
から出力がライン３４より時系列信号として取り出され
る。
なお、熱拡散を少なくするために第５図に示したような
構成例が考えられる。つまり、分割電極１５の周囲にス
リット１６を蛇行状に形成したものである。しかしなが
ら、支持基板１１の表面層１３の先端が自由端となり、
外部からの振動が加わると変位するため、検出時にノイ
ズとなって現われることになるという問題を有する。
構成例が考えられる。つまり、分割電極１５の周囲にス
リット１６を蛇行状に形成したものである。しかしなが
ら、支持基板１１の表面層１３の先端が自由端となり、
外部からの振動が加わると変位するため、検出時にノイ
ズとなって現われることになるという問題を有する。
（発明の効果）
以上のこの発明によれば、焦電性薄膜はイオンブレーテ
ィング法、スパッタリング法、真空蒸着法などで厚みを
制御しながら薄膜状に形成して構成されるため、熱容量
を小さくできるとともに感度を向上させたものが得られ
る。また支持基板側に焦電性薄膜を分離するスリットを
形成した構成であり、このスリットにより分離された各
焦電性薄膜相互の熱拡散を防止することができ、クロス
トーク特性の改善が図れることになる。ざらに焦電性薄
膜を上）ボしたような薄膜形成手段で容易に形成できる
ため、従来例のように研磨などによっ株 て熱容量を下げる方法を取る必要がなく、製造も容易と
なるなどの効果を有する。
ィング法、スパッタリング法、真空蒸着法などで厚みを
制御しながら薄膜状に形成して構成されるため、熱容量
を小さくできるとともに感度を向上させたものが得られ
る。また支持基板側に焦電性薄膜を分離するスリットを
形成した構成であり、このスリットにより分離された各
焦電性薄膜相互の熱拡散を防止することができ、クロス
トーク特性の改善が図れることになる。ざらに焦電性薄
膜を上）ボしたような薄膜形成手段で容易に形成できる
ため、従来例のように研磨などによっ株 て熱容量を下げる方法を取る必要がなく、製造も容易と
なるなどの効果を有する。
第１図（ａ）、（ｂ）はこの発明の従来例を示し、第１
図（ａ）は平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ ）の×
−Ｘ線断面図である。 第２図（ａ ）、（ｂ）はこの発明の一実施例を示し、
第２図（ａ）は平面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）の
Ａ−Ａ線断面図である。 第３図（ａ）〜（ｄ ）はこの発明にかかる薄膜型焦電
センサアレイを製造する例の工程順を示し、第３図（ａ
）は側面図、第３図（ｂ）は断面図、第３図（ｃ）、（
ｄ ）は平面図である。 第４図は薄膜型焦電センサアレイの動作回路図である。 第５図はこの発明の比較参考例の構造を示す平面図であ
る。 １１は支持基板、１２は基板、１３は表面層、１４は空
間、１５は分割電極、１６はスリット、１７は焦電性薄
膜群、１８は電極。 特 許 出 願 人 株式会社村田製作所
図（ａ）は平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ ）の×
−Ｘ線断面図である。 第２図（ａ ）、（ｂ）はこの発明の一実施例を示し、
第２図（ａ）は平面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）の
Ａ−Ａ線断面図である。 第３図（ａ）〜（ｄ ）はこの発明にかかる薄膜型焦電
センサアレイを製造する例の工程順を示し、第３図（ａ
）は側面図、第３図（ｂ）は断面図、第３図（ｃ）、（
ｄ ）は平面図である。 第４図は薄膜型焦電センサアレイの動作回路図である。 第５図はこの発明の比較参考例の構造を示す平面図であ
る。 １１は支持基板、１２は基板、１３は表面層、１４は空
間、１５は分割電極、１６はスリット、１７は焦電性薄
膜群、１８は電極。 特 許 出 願 人 株式会社村田製作所
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 特定のエツチング材によりエツチングされる基板の表面
に前記特定のエツチング材によりエツチングされない表
面層を形成し、感熱領域に対応する部分の基板をエツチ
ング材によりエツチングして基板に空間を形成した支持
基板と、 前記支持基板の感熱領域に対応する表面層の上に直線列
状に形成された分割電極と、 前記分割電極間に支持基板を貫通して形成されたスリッ
トと、 前記分割電極を含んで表面層の上に形成された焦電性薄
膜群と、 前記焦電性薄膜群の上に形成され、少なくとも前記分割
電極と対向して形成された電極とからなる薄膜型焦電セ
ンサアレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58228159A JPS60119426A (ja) | 1983-12-01 | 1983-12-01 | 薄膜型焦電センサアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58228159A JPS60119426A (ja) | 1983-12-01 | 1983-12-01 | 薄膜型焦電センサアレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60119426A true JPS60119426A (ja) | 1985-06-26 |
Family
ID=16872152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58228159A Pending JPS60119426A (ja) | 1983-12-01 | 1983-12-01 | 薄膜型焦電センサアレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60119426A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS6367531A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 誘電体薄膜素子およびその製造方法 |
| JPS6447922A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Multiple-element type infrared-ray detector |
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| EP0345048A2 (en) * | 1988-06-01 | 1989-12-06 | THORN EMI plc | Thermal imaging device |
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