JPS62211520A - 焦電型赤外線センサ - Google Patents
焦電型赤外線センサInfo
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- JPS62211520A JPS62211520A JP61054058A JP5405886A JPS62211520A JP S62211520 A JPS62211520 A JP S62211520A JP 61054058 A JP61054058 A JP 61054058A JP 5405886 A JP5405886 A JP 5405886A JP S62211520 A JPS62211520 A JP S62211520A
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
- G01J5/34—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using capacitors, e.g. pyroelectric capacitors
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
本発明は焦電型赤外線センサに関する。
従来の技術
焦電型赤外線センサはセンサからの熱伝導が小さいほど
高感度になるため、熱伝導を小さくするため様々な方法
が試みられている。
高感度になるため、熱伝導を小さくするため様々な方法
が試みられている。
従来の焦電体薄膜を用いた赤外線センサの構成を第２図
に示す。基板１上に下部電極２を形成し、下部電極２上
に焦電体薄膜３を形成し、焦電体薄膜３上に上部電極４
を形成し、前記基板１のうち上部電極４の下方に位置す
る部分５が取り除かれている。前記基板１の一部を取り
除くことにより熱伝導をおさえている。一方、基板１と
して低熱伝導率材料を用いて基板１を取り除かないもの
がある。（奥山ら、第２回センサシンポジウム論文集、
１９８２． ｐｐ、４９〜５３）また焦電体薄膜自体
の感度特性向上のために、基板１に単結晶を用い焦電体
薄膜３として配向薄膜つまり分極軸の揃った薄膜を用い
ている焦電型赤外線センサがある。（飯島ら、第３回セ
ンサシンポジウム論文集、 １９８３． ｐｐ、１３３
〜１３６）発明が解決しようとする問題点 薄膜を用いた焦電型赤外線センサは、熱伝導を小さくす
るために基板１の一部を取り除かな（ではならない。し
かし基板１を取り除（ことにより焦電体薄膜は力学的に
弱くなる。また、基板１を取り除かない焦電型薄膜赤外
線センサは、基板１として低熱伝導率材料を用いなくて
はならず、このような基板１上には性能指数（例えば、
焦電係数／誘電率）の良い焦電薄膜が現在のところ得ら
れていない。
に示す。基板１上に下部電極２を形成し、下部電極２上
に焦電体薄膜３を形成し、焦電体薄膜３上に上部電極４
を形成し、前記基板１のうち上部電極４の下方に位置す
る部分５が取り除かれている。前記基板１の一部を取り
除くことにより熱伝導をおさえている。一方、基板１と
して低熱伝導率材料を用いて基板１を取り除かないもの
がある。（奥山ら、第２回センサシンポジウム論文集、
１９８２． ｐｐ、４９〜５３）また焦電体薄膜自体
の感度特性向上のために、基板１に単結晶を用い焦電体
薄膜３として配向薄膜つまり分極軸の揃った薄膜を用い
ている焦電型赤外線センサがある。（飯島ら、第３回セ
ンサシンポジウム論文集、 １９８３． ｐｐ、１３３
〜１３６）発明が解決しようとする問題点 薄膜を用いた焦電型赤外線センサは、熱伝導を小さくす
るために基板１の一部を取り除かな（ではならない。し
かし基板１を取り除（ことにより焦電体薄膜は力学的に
弱くなる。また、基板１を取り除かない焦電型薄膜赤外
線センサは、基板１として低熱伝導率材料を用いなくて
はならず、このような基板１上には性能指数（例えば、
焦電係数／誘電率）の良い焦電薄膜が現在のところ得ら
れていない。
一方、単結晶基板上に配向した焦電体薄膜を作成した場
合、分極軸が揃うため高感度な赤外線センサが得られる
。しかし、配向に適した基板材料は限定され、さらに単
結晶は概ね高熱伝導率であるため基板１を取り除かな（
ではならず、力学的に弱くなる。
合、分極軸が揃うため高感度な赤外線センサが得られる
。しかし、配向に適した基板材料は限定され、さらに単
結晶は概ね高熱伝導率であるため基板１を取り除かな（
ではならず、力学的に弱くなる。
本発明は上記問題点を解決するもので、低熱伝導率の基
板上に焦電体薄膜を配向させ、基板を取り除かず力学的
に強（、高感度な焦電型赤外線センサを提供することを
目的とするものである。
板上に焦電体薄膜を配向させ、基板を取り除かず力学的
に強（、高感度な焦電型赤外線センサを提供することを
目的とするものである。
問題点を解決するための手段
低熱伝導材料からなる基板と、基板上に形成したＭｇＯ
薄膜と、Ｍｇｏ薄膜上に形成した焦電体薄膜とを備え、
前記ＭｇＯ薄膜を配向させる。
薄膜と、Ｍｇｏ薄膜上に形成した焦電体薄膜とを備え、
前記ＭｇＯ薄膜を配向させる。
作用
上記手段のように基板上に配向したＭｇＯ薄膜を配する
ことにより、分極軸方向に配向した焦電体薄膜を作製す
ることができるようになるため、高感度な焦電型赤外線
センサが得られる。
ことにより、分極軸方向に配向した焦電体薄膜を作製す
ることができるようになるため、高感度な焦電型赤外線
センサが得られる。
実施例
第１図に本発明の一実施例を示す。基板６上にＭｇＯ薄
膜７を形成し、ＭｇＯ薄膜７上に下部電極８を形成し、
下部電極８上に焦電体薄膜９を形成し、焦電体薄膜９上
に上部電極１０を形成したものである。
膜７を形成し、ＭｇＯ薄膜７上に下部電極８を形成し、
下部電極８上に焦電体薄膜９を形成し、焦電体薄膜９上
に上部電極１０を形成したものである。
基板６として溶融石英を用い、この上にＭｇＯ薄膜７を
ＲＦマグネトロンスパッタリングにより作製した。この
ＭｇＯ薄膜７は特定の条件の下で（１００）配向するこ
とが確認された。この条件を表１に示す。さらに前記Ｍ
ｇＯ薄膜７上に（１００）配向した白金薄膜を作製して
下部電極８とした。上記ＭｇＯ薄膜７はまた、溶融石英
上に形成したアモルファス白金上においても（１００）
配向した。
ＲＦマグネトロンスパッタリングにより作製した。この
ＭｇＯ薄膜７は特定の条件の下で（１００）配向するこ
とが確認された。この条件を表１に示す。さらに前記Ｍ
ｇＯ薄膜７上に（１００）配向した白金薄膜を作製して
下部電極８とした。上記ＭｇＯ薄膜７はまた、溶融石英
上に形成したアモルファス白金上においても（１００）
配向した。
（以下余白）
表 １
焦電体材料としては、ＰｂｘＬａｙ Ｔｉ、 ＺｒｗＯ
３で表される材料を用いた。なお、ｘ、ｙ。
３で表される材料を用いた。なお、ｘ、ｙ。
ｚ、ｗは次の範囲から選択された。
ａ） ０．７≦ｘ≦１０．９≦ｘ＋Ｖ≦ｌ Ｏ，９５≦
２≦ｌ ｗ−Ｏｂ） ｘ＝１ ｙ＝ｏ Ｏ，４５≦
ｚ ＜ １ ｚ＋ｗ−１ｃ） ０．８３≦ｘ≦１
ｘ＋ｙ−１０，５≦ｚ＜ｌ Ｏ，９６≦Ｚ＋Ｗ≦１
上記の焦電体材料は特性が優れており、高感度の焦電型
赤外線センサを得ることができ、さらに分極軸を揃える
ことにより感度向上を図ることができる。また、下記組
成における上記焦電体材料は正方晶となり分極軸が（０
０１）方向であるため、（００１）配向させることによ
りさらに電圧感度の高い焦電型赤外線センサを得ること
ができる。
２≦ｌ ｗ−Ｏｂ） ｘ＝１ ｙ＝ｏ Ｏ，４５≦
ｚ ＜ １ ｚ＋ｗ−１ｃ） ０．８３≦ｘ≦１
ｘ＋ｙ−１０，５≦ｚ＜ｌ Ｏ，９６≦Ｚ＋Ｗ≦１
上記の焦電体材料は特性が優れており、高感度の焦電型
赤外線センサを得ることができ、さらに分極軸を揃える
ことにより感度向上を図ることができる。また、下記組
成における上記焦電体材料は正方晶となり分極軸が（０
０１）方向であるため、（００１）配向させることによ
りさらに電圧感度の高い焦電型赤外線センサを得ること
ができる。
焦電体薄膜９としてｘ＋ｙ−１，ｚ−１−ｘ／４． ｗ
−０である材料を用いて試料を作製し、（００１）配向
していることを確認した。この材料を用いた焦電体薄膜
９は、表１に示す作製条件の下にスパッタリング法を用
いることによって、ＭｇＯの（１００）面、または（１
００）配向した白金上に高度に配向させることができる
。これら３種類の薄膜の作製条件を表１にまとめて示す
。
−０である材料を用いて試料を作製し、（００１）配向
していることを確認した。この材料を用いた焦電体薄膜
９は、表１に示す作製条件の下にスパッタリング法を用
いることによって、ＭｇＯの（１００）面、または（１
００）配向した白金上に高度に配向させることができる
。これら３種類の薄膜の作製条件を表１にまとめて示す
。
作製した焦電体薄膜９のＸ線回折を測定した。
その結果（００１）と（１００）以外の信号は殆ど観測
されず、どちらかに配向した微結晶の集合となっている
ことがわかる。（１００）、（００１）それぞれのピー
クにおけるＸ線強度をｌ （Ｉｏｎ）、Ｉ（００１）と
し、次式に示すαを（００１）配向率として、各Ｘにつ
いてのαを求めた。この結果を表２に示す。
されず、どちらかに配向した微結晶の集合となっている
ことがわかる。（１００）、（００１）それぞれのピー
クにおけるＸ線強度をｌ （Ｉｏｎ）、Ｉ（００１）と
し、次式に示すαを（００１）配向率として、各Ｘにつ
いてのαを求めた。この結果を表２に示す。
α＝ Ｉ （００１１／ （１＜１００＞ ＋ Ｉ （
００１１）表 ２ 実施例として下部電極８がＭｇＯ薄膜７と焦電体薄膜９
の間に存在する焦電型赤外線センサを示したが、ＭｇＯ
薄膜７が十分薄い場合、下部電極８が基板６とＭｇＯ薄
膜７の間に存在する構成も考えられる。この場合下部電
極８は配向している必要はなくプロセスが簡単になるが
、電極間に絶縁物であるＭｇＯ薄膜７をはさんでいるこ
とに対する注意が必要である。
００１１）表 ２ 実施例として下部電極８がＭｇＯ薄膜７と焦電体薄膜９
の間に存在する焦電型赤外線センサを示したが、ＭｇＯ
薄膜７が十分薄い場合、下部電極８が基板６とＭｇＯ薄
膜７の間に存在する構成も考えられる。この場合下部電
極８は配向している必要はなくプロセスが簡単になるが
、電極間に絶縁物であるＭｇＯ薄膜７をはさんでいるこ
とに対する注意が必要である。
以上のように、低熱伝導の溶融石英基板上に配向したＭ
ｇＯ薄膜を作成することにより、配向し、分極軸の揃っ
た焦電体薄膜を作成することができ、基板を取り除かず
力学的に強（、高感度な焦電型赤外線センサを作製する
ことができる。
ｇＯ薄膜を作成することにより、配向し、分極軸の揃っ
た焦電体薄膜を作成することができ、基板を取り除かず
力学的に強（、高感度な焦電型赤外線センサを作製する
ことができる。
発明の効果
本発明によれば、低熱伝導の基板上に高度に配向したＭ
ｇＯ薄膜を作成することにより、配向し性能指数が大き
くかつ、分極軸の揃った焦電体薄膜を作成することがで
き、基板を取り除く必要もなく力学的に強（、高感度な
焦電型赤外線センサが得られる。
ｇＯ薄膜を作成することにより、配向し性能指数が大き
くかつ、分極軸の揃った焦電体薄膜を作成することがで
き、基板を取り除く必要もなく力学的に強（、高感度な
焦電型赤外線センサが得られる。
第１図は本発明の一実施例における焦電型赤外線センサ
の断面図、第２図は従来例を示す断面図である。 ６・・・・・・基板、７・・・・・・ＭｇＯ薄膜、８・
・・・・・下部電極９・・・・・・焦電体薄膜、１０・
・・・・・下部電極。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名第１図 第２図
の断面図、第２図は従来例を示す断面図である。 ６・・・・・・基板、７・・・・・・ＭｇＯ薄膜、８・
・・・・・下部電極９・・・・・・焦電体薄膜、１０・
・・・・・下部電極。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名第１図 第２図
Claims (7)
- （１）基板と、基板上に形成したＭｇＯ薄膜と、ＭｇＯ
薄膜上に形成した焦電体薄膜とを有し、前記ＭｇＯ薄膜
が配向しているとともに前記基板が低熱伝導率材料であ
ることを特徴とする焦電型赤外線センサ。 - （２）基板がガラスである特許請求の範囲第１項記載の
焦電型赤外線センサ。 - （３）ＭｇＯ薄膜が（１００）配向している特許請求の
範囲第１項記載の焦電型赤外線センサ。 - （４）焦電体薄膜がＰｂ＿ｘＬａ＿ｙＴｉ＿ｚＺｒ＿ｗ
Ｏ＿３で表され、 ａ）０．７≦ｘ≦１ ０．９≦ｘ＋ｙ≦１ ０．９５≦
ｚ≦１ ｗ＝０ ｂ）ｘ＝１ｙ＝０ ０．４５≦ｚ＜１ ｚ＋ｗ＝１ ｃ）０．８３≦ｘ≦１ ｘ＋ｙ＝１ ０．５≦ｚ＜１
０．９６≦ｚ＋ｗ≦１ のいずれかの組成を有する特許請求の範囲第１項記載の
焦電型赤外線センサ。 - （５）焦電体薄膜が（００１）配向している特許請求の
範囲第１項記載の焦電型赤外線センサ。 - （６）焦電体薄膜上に形成した上部電極と、基板とＭｇ
Ｏ薄膜との間に形成した下部電極とを有する特許請求の
範囲第１項記載の焦電型赤外線センサ。 - （７）焦電体薄膜上に形成した上部電極と、ＭｇＯ薄膜
と焦電体薄膜との間に形成した下部電極を有し、前記下
部電極が（１００）配向している白金薄膜であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の焦電型赤外線セ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61054058A JPH0672800B2 (ja) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | 焦電型赤外線センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61054058A JPH0672800B2 (ja) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | 焦電型赤外線センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62211520A true JPS62211520A (ja) | 1987-09-17 |
| JPH0672800B2 JPH0672800B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=12960012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61054058A Expired - Fee Related JPH0672800B2 (ja) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | 焦電型赤外線センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0672800B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05145123A (ja) * | 1991-11-25 | 1993-06-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 強誘電体薄膜構成体およびその製造方法 |
| US5448068A (en) * | 1993-06-22 | 1995-09-05 | Goldstar Co., Ltd. | Pyroelectric thin film infrared sensor and method for fabricating the same |
| US5483067A (en) * | 1992-11-04 | 1996-01-09 | Matsuhita Electric Industrial Co., Ltd. | Pyroelectric infrared detector and method of fabricating the same |
| US5612536A (en) * | 1994-02-07 | 1997-03-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thin film sensor element and method of manufacturing the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62162369A (ja) * | 1986-01-13 | 1987-07-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 強誘電体薄膜素子 |
-
1986
- 1986-03-12 JP JP61054058A patent/JPH0672800B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62162369A (ja) * | 1986-01-13 | 1987-07-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 強誘電体薄膜素子 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05145123A (ja) * | 1991-11-25 | 1993-06-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 強誘電体薄膜構成体およびその製造方法 |
| US5483067A (en) * | 1992-11-04 | 1996-01-09 | Matsuhita Electric Industrial Co., Ltd. | Pyroelectric infrared detector and method of fabricating the same |
| US5448068A (en) * | 1993-06-22 | 1995-09-05 | Goldstar Co., Ltd. | Pyroelectric thin film infrared sensor and method for fabricating the same |
| US5612536A (en) * | 1994-02-07 | 1997-03-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thin film sensor element and method of manufacturing the same |
| US6105225A (en) * | 1994-02-07 | 2000-08-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of manufacturing a thin film sensor element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0672800B2 (ja) | 1994-09-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |