JPS61255063A - 焦電型赤外線撮像素子 - Google Patents

焦電型赤外線撮像素子

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Publication number
JPS61255063A
JPS61255063A JP60097236A JP9723685A JPS61255063A JP S61255063 A JPS61255063 A JP S61255063A JP 60097236 A JP60097236 A JP 60097236A JP 9723685 A JP9723685 A JP 9723685A JP S61255063 A JPS61255063 A JP S61255063A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor substrate
pyroelectric infrared
signal charge
electrodes
pyroelectric
Prior art date
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Pending
Application number
JP60097236A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Kaneko
彰 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP60097236A priority Critical patent/JPS61255063A/ja
Publication of JPS61255063A publication Critical patent/JPS61255063A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14665Imagers using a photoconductor layer
    • H01L27/14669Infrared imagers

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、焦電効果を利用して物体からその温度に応じ
て放射される赤外線により物体の赤外像を得るようにし
た焦電型赤外線撮像素子に関するものである。
従来の技術 従来、物体からその温度に応じて放射される赤外線を利
用し、物体の赤外線を得るものとして、赤外線の検出方
法により量子型と熱型のものとが知られている。特に熱
型のもので、焦電効果を利用した焦電型赤外線検出素子
をアレイ状に並べ、そこで発生した信号電荷を順次読み
出すものとして、例えば インフレアート フィジック
ス 19かん607ベージ 1979 ンリッド ステ
ート パイロエレクトリック イメージ コーバータ(
Infrared  PhysicsVol、19.P
2O3,1979’5olfd 5tate Pyro
electricImage Converter”)
等に記載された構成のものが知られている。
以下、第3図を参照して従来の焦電型赤外線撮像素子に
ついて説明する。第3図において、101は焦電体、1
02は焦電体101の一面に設けられた共通電極、10
3は焦電体101の他面にエレメントに対応して設けら
れた分離電極、1o4は半導体基板、105は半導体基
板104に各電極103と対応して設けられたCODな
どの信号電荷読み出し部、108は半導体基板104に
設けられ、信号電荷読み出し部105に接続された電極
、107は電極103,106間に設けられ、In等の
金属よシなる電気的接続部である。
而して焦電体101の上に被写体(図示せず)から放射
される赤外線を結像すると、その赤外線密度に応じて焦
電体101の各エレメント内に信号電荷が発生する。そ
れを各エレメントの電極103、電気的接続部107及
び電極106を通して順次信号電荷読み出し部105か
ら読み出し、被写体の赤外画像信号を得ることができる
発明が解決しようとする問題点 しかし、以上のような従来の構成では、焦電体101が
一枚で連続しているので、熱拡散を生じ、赤外画像の画
質低下を招いていた。この欠点を解消すべく焦電体10
1を各エレメント毎に分離することが考えられる。この
構成によれば、熱拡散を防止することはできるが、信号
電荷読み出し部106を焦電体101側に設けているの
で、赤外線と共に可視光が入射すると信号電荷読み出し
部105が可視光に感じてしまい、誤動作を起こしてし
まう等の問題があった。
そこで、本発明は、熱拡散による画質低下を防止するこ
とができ、また信号電荷読み出し部の可視光による影響
を排除して誤動作を防止することができるようにした焦
電型赤外線撮像素子を提供しようとするものである。
問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決するための本発明の技術的な手
段は、半導体基板と、この半導体基板の一方の面に設け
られた信号電荷読み出し部と、上記半導体基板の他方の
面に形成された凹部と、上記半導体基板に形成された貫
通部と、上記凹部を覆い宙吊状態で互いに分離して取付
けられ、両面に電極が設けられた複数の焦電型赤外線検
出素子と、各焦電型赤外線検出素子の電極と上記信号電
荷読み出し部を上記貫通部を利用して電気的に接続する
接続手段を備えたものである。
作用 本発明は、上記構成により、焦電型赤外線検出素子の上
に被写体から放射される赤外線を結像すると、その赤外
線密度に応じて焦電型赤外線検出素子に信号電荷が発生
する。それを電極及び電気的接続手段を経て信号電荷読
み出し部から順次読み出し、被写体の赤外画像信号を得
ることができる。そして各焦電型赤外線検出素子を分離
し、半導体基板に凹部を設けているので、熱拡散を防止
することができ、また半導体基板において信号電荷読み
出し部の反対側より赤外線を入射させるので、信号電荷
読み出し部の可視光による影響を受けないようにするこ
とができる。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。第1図は斜視図、第2図は断面図である。半導体基
板1の一方の面に信号電荷読み出し部2が設けられ、半
導体基板1の他方の面に凹部3が形成されている。半導
体基板1には信号電荷読み出し部2と凹部3の側方にお
いて貫通部4が形成されている。焦電型赤外線検出素子
6は複数個に互いに分離され、各焦電型赤外線検出素子
5の一側端部が接着剤6により半導体基板1に固定され
ている。各焦電型赤外線検出素子5の内外両面には薄膜
電極7,8が設けられ、外面の薄膜電極8はワイヤ9に
よるボンディング、或は導電性ペーストによシ列状に導
通されている。内面の薄膜電極7は貫通部4を利用して
電気的接続手段により信号電荷読み出し部2に接続され
る。その−例として各薄膜電極7の一側端部が半導体基
板1に貫通部4を閉塞するように導電性接着剤1゜によ
り接着されている。半導体基板1には貫通部4の反対側
を閉塞するように信号読み出し用電極11が設けられ、
各信号読み出し用電極1oは各信号電荷読み出し部2に
接続されている。貫通部4には導電性ペーストが充填さ
れ、若しくはワイヤが通され(共に図示せず)、導電性
ペースト若しくはワイヤ及び信号読み出し電極11によ
り薄膜電極7が信号電荷読み出し部2に電気的に接続さ
れている。
次に上記実施例の動作について説明する。被写体からそ
の温度に応じて放射される赤外線を上方よシ各焦電型赤
外線検出素子5の上に結像すると、その赤外線密度に応
じて各焦電型赤外線検出素子6に信号電荷が発生する。
その信号電荷は貫通部4の導電性ペースト若しくはワイ
ヤ等により電気的に接続された薄膜電極7及び信号読”
み出し電極11を経て順次信号電荷読み出し部2から読
み出される。これを再構成することによシ赤外画像信号
を得ることができる。このとき各焦電型赤外線検出素子
6を分離し、半導体基板1に凹部3を設けているので、
熱拡散を防止することができ、また半導体基板1におい
て信号電荷読み出し部2の反対側より赤外線を入射させ
るので、信号電荷読み出し部2の可視光による影響を受
けないようにすることができる。
次に本発明の無電型赤外線撮像素子の一試験例について
説明する。半導体基板1として厚さ300μmの(11
0)面のSi ウニ/・−を用い、先ず熱酸化法によシ
全面に酸化被膜を形成した。次に微細加工技術を用いて
貫通部4を形成する部分の酸化被膜を縦方向に200μ
mピッチ、横方向に500μmピンチで除去し、エチレ
ンジアミンとビテカロールと水よりなる異方性化学エッ
チ液で60μm角の貫通部4を形成した。次に貫通部4
の間の部分の酸化被膜を同様に除去し、異方性化学エッ
チ液でSt ウェハーをエツチングして300 μm 
x 7 mxn +深さ3oμmの凹部3を形成した。
次にこのように加工したSt ウエノ・−を用い、一般
によく知られている微細加工技術を用いて信号電荷読み
出し部2としてシフトレジスターを形成すると共に信号
読み出し用電極11を形成した。
そして貫通部4に導電性ペーストを充填し、若しくはφ
3oμmの八2 ワイヤーを通して信号読み出し用電極
11と電気的に接続し、Si ウエノ・−の表裏を電気
的に導通させた。一方、厚さ30μm。
大きさ8.4X8m+*のP b T iO3セラミツ
クス、或はLiTa○3結晶の両面にニクロムを蒸着し
てその長軸方向に各々600μmピンチで 4o○μmx6.4mx16個の薄膜電極7,8を形成
した。そしてこの薄膜電極7.8を有する焦電型赤外線
検出素子6を半導体基板1上に凹部3を閉塞するように
位置させ、薄膜電極7を半導体基板1に導電性接着剤1
oにより接着して貫通部4内の導電性ペースト若しくは
ワイヤーと接続すると共に、他端部を半導体基板1にエ
ポキシ系接着剤6により接着した。次にグイシングンー
を用いてPbTi0  セラミックス、或はLiTa○
3結晶を半結晶基板1の一部と共に200μmピンチで
切削し、16X32個の互いに分離した焦電型赤線 イ検出素子アレイを形成した。然る後、ワイヤー9によ
るボンディング、或は導電性ペーストにより各薄膜電極
8間を導通させた。
このようにして製作した焦電型赤外線撮像素子を試験し
た結果、クロストーク(熱拡散による熱像のぼけ)もチ
ョッピング周波数10Hzで約10%、20Hzで約8
%の改善を図ることができた。
発明の効果 以上の説明よシ明らかなように本発明によれば、半導体
基板の一方の面に信号電荷読み出し部を設け、他方の面
に凹部を設けると共に貫通部を形成し、両面に電極を設
けた複数の焦電型赤外線検出素子を互いに分離した状態
で上記凹部を覆って宙吊状態に取付け、各焦電型赤外線
検出素子の電極と上記信号電荷読み出し部を貫通部を利
用して電気的接続手段により接続している。従って焦電
型赤外線検出素子の熱拡散を防止して画質の低下を防止
することができ、また半導体基板に信号電荷読み出し部
の反対側より赤外線を入射させるので、信号電荷読み出
し部に対する可視光の影響を排除して誤動作を防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の焦電型赤外線撮像素子の一
実施例を示し、第1図は斜視図、第2図は断面図、第3
図は従来の焦電型赤外線撮像素子の断面図である。 1・・・・・・半導体基板、2・・・・・・信号電荷読
み出し臥3・・・・・・凹部、4・・・・・・貫通部、
5・・・・・・焦電型赤外線検出素子、6・・・・・・
接着剤、7,8・・・・・・電極、9・・・・・・ワイ
ヤー、1o・・・・・・導電性接着剤、11・・・・・
・信号読み出し電極。 第 l 図 第2図 第3図 !9.5潴3粘読与出り部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板と、この半導体基板の一方の面に設けられた
    信号電荷読み出し部と、上記半導体基板の他方の面に形
    成された凹部と、上記半導体基板に形成された貫通部と
    、上記凹部を覆い宙吊状態で互いに分離して取付けられ
    、両面に電極が設けられた複数の焦電型赤外線検出素子
    と、各焦電型赤外線検出素子の電極と上記信号電荷読み
    出し部を上記貫通部を利用して電気的に接続する接続手
    段とを備えたことを特徴とする焦電型赤外線撮像素子。
JP60097236A 1985-05-08 1985-05-08 焦電型赤外線撮像素子 Pending JPS61255063A (ja)

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