JPS6136967A - 赤外線リニアアレイ素子およびその製造方法 - Google Patents
赤外線リニアアレイ素子およびその製造方法Info
- Publication number
- JPS6136967A JPS6136967A JP15960684A JP15960684A JPS6136967A JP S6136967 A JPS6136967 A JP S6136967A JP 15960684 A JP15960684 A JP 15960684A JP 15960684 A JP15960684 A JP 15960684A JP S6136967 A JPS6136967 A JP S6136967A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- elements
- electrode
- linear array
- array element
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/191—Photoconductor image sensors
- H10F39/193—Infrared image sensors
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (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
本発明は赤外線リニアアレイ素子の構造およびその製造
方法に関するものである。
方法に関するものである。
従来例の構成とその問題点
物体は常温近傍において１ｏμｍの波長付近にピークを
もつ赤外線を輻射しており、この輻射エネルギーの波長
特性が物体の温度によって異なるので、物体から輻射さ
れる赤外線のエネルギーを測定することによって物体の
温度を非接触で測定できる。捷だ表示デバイスを用いれ
ば物体の熱像を短時間に目で見ることができる。
もつ赤外線を輻射しており、この輻射エネルギーの波長
特性が物体の温度によって異なるので、物体から輻射さ
れる赤外線のエネルギーを測定することによって物体の
温度を非接触で測定できる。捷だ表示デバイスを用いれ
ば物体の熱像を短時間に目で見ることができる。
これらに使用される赤外線検出器としては、大別して量
子形と熱形がある。量子形は応答速度が速く感度も高い
という特長をもっているが、液体窒素などによる冷却が
必要であり、感度の波長依存性が大きいという欠点を有
する。それに比べて熱形検出器は、感度は低いが、常温
で動作し、感度の波長依存性がないという長所をもって
いる。
子形と熱形がある。量子形は応答速度が速く感度も高い
という特長をもっているが、液体窒素などによる冷却が
必要であり、感度の波長依存性が大きいという欠点を有
する。それに比べて熱形検出器は、感度は低いが、常温
で動作し、感度の波長依存性がないという長所をもって
いる。
熱形には、サーミスタ形と焦電形があるが、焦電形には
比較的感度もよく、バイアス電源を必要とせず取扱いが
簡便である。このようなことから、赤外線検出器として
、特性のよい焦電形の検出器が望まれている。
比較的感度もよく、バイアス電源を必要とせず取扱いが
簡便である。このようなことから、赤外線検出器として
、特性のよい焦電形の検出器が望まれている。
焦電材料としては、単結晶、磁器、薄膜が考えられる。
薄膜は、高密度のアレイセンサを構成するのに有利であ
り、比検出能Ｄ＊を大きくできるという点でも有利であ
る。焦電体薄膜は通常酸化物やＳｉ等を基板に用い、高
周波スパッタリング法あるいは、蒸着法などで作成され
る。焦電形の検出素子は赤外線の吸収による温度上昇を
利用するので赤外線を十分に吸収させること、基板への
熱の逃げがない様にすることが必要である。捷だ、アレ
イセンサを構成する場合、焦電材料中の横方向への熱の
拡散があり、像のボケを生ずる。これらは焦電形赤外線
リニアアレイ素子にとって不利であり大きな欠点となる
。そこで、通常の焦電形赤外線リニアアレイ素子では、
磁器あるいは単結晶の焦電素子をダイシングソーを用い
て数百〜数十ミクロンの幅にカットしてクロストークを
下げている。しかしながら、ピッチ数十〜数ミクロンの
高密度アレイをこの方法で作成することは困難である。
り、比検出能Ｄ＊を大きくできるという点でも有利であ
る。焦電体薄膜は通常酸化物やＳｉ等を基板に用い、高
周波スパッタリング法あるいは、蒸着法などで作成され
る。焦電形の検出素子は赤外線の吸収による温度上昇を
利用するので赤外線を十分に吸収させること、基板への
熱の逃げがない様にすることが必要である。捷だ、アレ
イセンサを構成する場合、焦電材料中の横方向への熱の
拡散があり、像のボケを生ずる。これらは焦電形赤外線
リニアアレイ素子にとって不利であり大きな欠点となる
。そこで、通常の焦電形赤外線リニアアレイ素子では、
磁器あるいは単結晶の焦電素子をダイシングソーを用い
て数百〜数十ミクロンの幅にカットしてクロストークを
下げている。しかしながら、ピッチ数十〜数ミクロンの
高密度アレイをこの方法で作成することは困難である。
発明の目的
本発明は工業的に生産が容易な高感度、高解像度の赤外
線リニアアレイ素子およびその製造方法に関するもので
ある。
線リニアアレイ素子およびその製造方法に関するもので
ある。
発明の構成
本発明は基板上に複数の受光素子を並べて形成し、これ
らの受光素子に対向する前記基板部分に開口部を形成す
るとともに、前記各受光素子間に空間部を形成して前記
各受光素子を分離した赤外線リニアアレイ素子がある。
らの受光素子に対向する前記基板部分に開口部を形成す
るとともに、前記各受光素子間に空間部を形成して前記
各受光素子を分離した赤外線リニアアレイ素子がある。
捷だ基板上に格子状部分を有する電極を形成し、この格
子状部分の電極のない部分の基板を除去して凹部を形成
し、次に前記電極の上に赤外線検知用薄膜を形成し、そ
の上に電極を形成し、前記格子状部分に対向する前記基
板部分を除去することを特徴とする赤外線リニアアレイ
素子の製造方法である。
子状部分の電極のない部分の基板を除去して凹部を形成
し、次に前記電極の上に赤外線検知用薄膜を形成し、そ
の上に電極を形成し、前記格子状部分に対向する前記基
板部分を除去することを特徴とする赤外線リニアアレイ
素子の製造方法である。
実施例の説明
以下図面に基づき実施例を説明する。
〈実施例１〉
１ｏｏで襞間し鏡面研磨を施した厚さ約４００μｍのＭ
ｑＯ単結晶１に厚さ約０．２７ｔｍの白金電極２を形成
した。この白金電極は図に示す様に、アレイのピッチに
合わせて格子状部分３が形成されている。アレイ部以外
の部分をレジストで保護し、燐酸中で処理することでＭ
ｑＯをエツチングして、深さ約１０μｍの凹部４を形成
した。この格子状凹凸を有するＭｑｏを基板にして、厚
さ約４μｍのＰｂＴｉ○３膜６を形成した。Ｐ ｂ Ｔ
１０ｓ上に白金電極２の格子３に合わせて上部電極６
をフォトリソグラフィの手法で作成した。これを必要部
分をレジストで保護し、燐酸でエツチングすることで受
光部の基板を溶除し開口部７を形成した。各素子間のＰ
ｂ Ｔ １０３ は基板とともに溶除され、各素子が
空間８をへたてて分離した赤外線リニアアレイ素子が作
成された。各素子は基板を除去する面積を白金電極２よ
り小さくすることで両側から支えられている。尚、アレ
イは５０１１ｍピッチで、各素子の幅は３ｏμｍである
。各素子は白金電極２より小さい面積だけ基板を除去す
ることで両側から支えられている。
ｑＯ単結晶１に厚さ約０．２７ｔｍの白金電極２を形成
した。この白金電極は図に示す様に、アレイのピッチに
合わせて格子状部分３が形成されている。アレイ部以外
の部分をレジストで保護し、燐酸中で処理することでＭ
ｑＯをエツチングして、深さ約１０μｍの凹部４を形成
した。この格子状凹凸を有するＭｑｏを基板にして、厚
さ約４μｍのＰｂＴｉ○３膜６を形成した。Ｐ ｂ Ｔ
１０ｓ上に白金電極２の格子３に合わせて上部電極６
をフォトリソグラフィの手法で作成した。これを必要部
分をレジストで保護し、燐酸でエツチングすることで受
光部の基板を溶除し開口部７を形成した。各素子間のＰ
ｂ Ｔ １０３ は基板とともに溶除され、各素子が
空間８をへたてて分離した赤外線リニアアレイ素子が作
成された。各素子は基板を除去する面積を白金電極２よ
り小さくすることで両側から支えられている。尚、アレ
イは５０１１ｍピッチで、各素子の幅は３ｏμｍである
。各素子は白金電極２より小さい面積だけ基板を除去す
ることで両側から支えられている。
〈実施例２〉
上述の実施例において、基板を厚さ４００ ／１ｍの１
００ Ｓｔ単結晶板を用い同様のプロセスで、赤外線リ
ニアアレイ素子を作成した。Ｓｉ基板上に、白金電極２
により格子３を形成し、ＨＦとＨＮＯ３の混合液（７：
３）を用い深さ１０μｍの凹部４を白金電極間に形成し
た後、厚さ約４７ｚｍのＰｂｏ、９゜、１ 。、９□
５０３膜５を形成し、上部型Ｌａ Ｔｉ 極６を蒸着した後、ＨＦとＨＮＯ３の混合液でエツチン
グすることで基板をとり去り開口部７を形成した。これ
により実施例１と同じく、各素子が空間的に分離した赤
外線リニアアレイ素子が作成された。
００ Ｓｔ単結晶板を用い同様のプロセスで、赤外線リ
ニアアレイ素子を作成した。Ｓｉ基板上に、白金電極２
により格子３を形成し、ＨＦとＨＮＯ３の混合液（７：
３）を用い深さ１０μｍの凹部４を白金電極間に形成し
た後、厚さ約４７ｚｍのＰｂｏ、９゜、１ 。、９□
５０３膜５を形成し、上部型Ｌａ Ｔｉ 極６を蒸着した後、ＨＦとＨＮＯ３の混合液でエツチン
グすることで基板をとり去り開口部７を形成した。これ
により実施例１と同じく、各素子が空間的に分離した赤
外線リニアアレイ素子が作成された。
この様に作成した素子では、受光部の基板がとり除かれ
ており、素子部の温度上昇が大きいので、大きな出力が
得られる。まだこの素子のクロストークについても測定
した。光源に２ｏｏ℃の表面に黒色塗装を施した銅板を
用い、その前面にＡＩ製の幅２胴のスリットをおいて、
このスリットを通過した赤外光を、ゲルマニウムレンズ
で、アレイ素子の１つの素子に集光し、この素子の出力
７Ａ− ■０と燐りの素子の出力ｖＮを同時に測定し、その割合
からクロストークを算出した。尚周波数は１０Ｈｚであ
る。その結果上部電極のみ分離していて、焦電体及び白
金電極が連続である場合、クロストークｖｏ／／′ｖＮ
−ｏ、１ であるのに対し、本発明による素子でＦｉｖ
ｏ／Ｎ−０，０１に改善されており、本発明によるアレ
イ素子が高感度で、解像度も良いことがわかる。
ており、素子部の温度上昇が大きいので、大きな出力が
得られる。まだこの素子のクロストークについても測定
した。光源に２ｏｏ℃の表面に黒色塗装を施した銅板を
用い、その前面にＡＩ製の幅２胴のスリットをおいて、
このスリットを通過した赤外光を、ゲルマニウムレンズ
で、アレイ素子の１つの素子に集光し、この素子の出力
７Ａ− ■０と燐りの素子の出力ｖＮを同時に測定し、その割合
からクロストークを算出した。尚周波数は１０Ｈｚであ
る。その結果上部電極のみ分離していて、焦電体及び白
金電極が連続である場合、クロストークｖｏ／／′ｖＮ
−ｏ、１ であるのに対し、本発明による素子でＦｉｖ
ｏ／Ｎ−０，０１に改善されており、本発明によるアレ
イ素子が高感度で、解像度も良いことがわかる。
発明の効果
以上のように本発明は基板を除去し素子を互いに分離す
ることで、高感度でクロストークのない高い分解能の赤
外線リニアアレイ素子を提供することができる。
ることで、高感度でクロストークのない高い分解能の赤
外線リニアアレイ素子を提供することができる。
第１図郭−４は本発明の一実施例における赤外線ＩＪ
ニアアレイ素子の製造過程を示す素子の断正面図、第２
図は同赤外線リニアアレイ素子の平面図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・白金電極、３・・
・・・・格子、６・・・・・・ＰｂＴｉＯ３膜、６・・
・・・・電極、７・・・・・・開口部、８・・・・・・
空間。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
ニアアレイ素子の製造過程を示す素子の断正面図、第２
図は同赤外線リニアアレイ素子の平面図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・白金電極、３・・
・・・・格子、６・・・・・・ＰｂＴｉＯ３膜、６・・
・・・・電極、７・・・・・・開口部、８・・・・・・
空間。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
Claims (2)
- （１）基板上に複数の受光素子を並べて形成し、これら
の受光素子に対向する前記基板部分に開口部を形成する
とともに、前記各受光素子間に空間部を形成して前記各
受光素子を分離した赤外線リニアアレイ素子。 - （２）基板上に格子状部分を有する電極を形成し、この
格子状部分の電極のない部分の基板を除去して凹部を形
成し、次に前記電極のように赤外線検知用薄膜を形成し
、その上に電極を形成し、前記格子状部分に対向する前
記基板部分を除去することを特徴とする赤外線リニアア
レイ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15960684A JPS6136967A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 赤外線リニアアレイ素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15960684A JPS6136967A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 赤外線リニアアレイ素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6136967A true JPS6136967A (ja) | 1986-02-21 |
Family
ID=15697383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15960684A Pending JPS6136967A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 赤外線リニアアレイ素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6136967A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5583058A (en) * | 1992-09-17 | 1996-12-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Infrared detection element array and method for fabricating the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5728223A (en) * | 1980-07-26 | 1982-02-15 | New Japan Radio Co Ltd | Pyroelectric type radiation wave detector and manufacture thereof |
| JPS57120830A (en) * | 1981-01-20 | 1982-07-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Detecting element for pyroelectric type linear array infrared ray and its preparation |
| JPS60119426A (ja) * | 1983-12-01 | 1985-06-26 | Murata Mfg Co Ltd | 薄膜型焦電センサアレイ |
-
1984
- 1984-07-30 JP JP15960684A patent/JPS6136967A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5728223A (en) * | 1980-07-26 | 1982-02-15 | New Japan Radio Co Ltd | Pyroelectric type radiation wave detector and manufacture thereof |
| JPS57120830A (en) * | 1981-01-20 | 1982-07-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Detecting element for pyroelectric type linear array infrared ray and its preparation |
| JPS60119426A (ja) * | 1983-12-01 | 1985-06-26 | Murata Mfg Co Ltd | 薄膜型焦電センサアレイ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5583058A (en) * | 1992-09-17 | 1996-12-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Infrared detection element array and method for fabricating the same |
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