JPWO2019031235A1 - 光検出器 - Google Patents

Abstract

光検出器は、光検出素子と、リファレンス素子と、を備える。リファレンス素子は、第２基板と、第２基板の第２表面との間に空隙が形成されるように第２表面上に配置された第２膜体と、を有する。第２膜体は、第２ラインに沿って延在する第２ギャップを介して互いに対向する一対の第２配線層と、一対の第２配線層のそれぞれと電気的に接続され、温度に依存する電気抵抗を有する第２抵抗層と、を含む。第２表面に垂直な方向から見た場合における第２膜体の外形は、多角形状を呈している。第２ラインは、第２表面に垂直な方向から見た場合に第２膜体の重心位置を挟んで対向する対角間において延在している。

Description

本開示は、光検出器に関する。

光検出器として、受光による温度変化に基づいて光を検出するための光検出素子と、光検出素子における受光以外の要因による温度変化を補償するためのリファレンス素子と、を備えるものが知られている。リファレンス素子は、基板と、基板の表面との間に空隙が形成されるように基板の表面上に配置された膜体と、を有しており、膜体では、温度に依存する電気抵抗を有する抵抗層が一対の配線層のそれぞれと電気的に接続されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−４５６４１号公報

上述したような光検出器では、光検出器としての検出精度を確保するために、リファレンス素子による補償精度をいかに確保するかが重要になる。特に、１つのリファレンス素子が複数の光検出素子に対する補償に用いられる場合には、光検出素子よりもリファレンス素子が劣化し易いため、リファレンス素子による補償精度を確保するための工夫は欠かせない。

そこで、本開示は、リファレンス素子による補償精度を確保することができる光検出器を提供することを目的とする。

本開示の一側面の光検出器は、受光による温度変化に基づいて光を検出するための光検出素子と、光検出素子における受光以外の要因による温度変化を補償するためのリファレンス素子と、を備え、光検出素子は、第１基板と、第１基板の第１表面との間に空隙が形成されるように第１表面上に配置された第１膜体と、を有し、第１膜体は、第１ラインに沿って延在する第１ギャップを介して互いに対向する一対の第１配線層と、一対の第１配線層のそれぞれと電気的に接続され、温度に依存する電気抵抗を有する第１抵抗層と、を含み、リファレンス素子は、第２基板と、第２基板の第２表面との間に空隙が形成されるように第２表面上に配置された第２膜体と、を有し、第２膜体は、第２ラインに沿って延在する第２ギャップを介して互いに対向する一対の第２配線層と、一対の第２配線層のそれぞれと電気的に接続され、温度に依存する電気抵抗を有する第２抵抗層と、を含み、第２表面に垂直な方向から見た場合における第２膜体の外形は、多角形状を呈しており、第２ラインは、第２表面に垂直な方向から見た場合に第２膜体の重心位置を挟んで対向する対角間において延在している。

この光検出器では、リファレンス素子において、第２膜体の重心位置を挟んで対向する対角間において延在する第２ギャップを介して、一対の第２配線層が互いに対向している。これにより、第２膜体の変形（反り、撓み等）が抑制される。よって、この光検出器によれば、リファレンス素子による補償精度を確保することができる。

本開示の一側面の光検出器では、第２ラインは、第２表面に垂直な方向から見た場合に蛇行状に延在していてもよい。この構成によれば、第２膜体の変形がより確実に抑制されるため、リファレンス素子による補償精度をより確実に確保することができる。

本開示の一側面の光検出器では、第１膜体は、一対の第１配線層のそれぞれと第１抵抗層との電気的な接続領域を含む受光部と、一対の第１接続部と、受光部と一対の第１接続部のそれぞれとの間に配置された一対の第１梁部と、を有し、光検出素子は、第１基板と一対の第１接続部のそれぞれとの間に配置され第１膜体を支持すると共に一対の第１配線層のそれぞれと電気的に接続された一対の第１電極ポストを更に有し、第２膜体は、一対の第２配線層のそれぞれと第２抵抗層との電気的な接続領域を含む本体部と、一対の第２接続部と、本体部と一対の第２接続部のそれぞれとの間に配置された一対の第２梁部と、を有し、第２表面に垂直な方向から見た場合における第２膜体の外形は、本体部、一対の第２接続部、及び一対の第２梁部によって多角形状に形成されており、リファレンス素子は、第２基板と一対の第２接続部のそれぞれとの間に配置され第２膜体を支持すると共に一対の第２配線層のそれぞれと電気的に接続された一対の第２電極ポストを更に有し、一対の第２梁部のそれぞれの長さは、一対の第１梁部のそれぞれの長さよりも短くてもよい。この構成によれば、光検出素子の第１膜体と比較してリファレンス素子の第２膜体の変形が抑制されるため、リファレンス素子による補償精度をより確実に確保することができる。

本開示の一側面の光検出器では、第１膜体は、一対の第１配線層のそれぞれと第１抵抗層との電気的な接続領域を含む受光部と、一対の第１接続部と、受光部と一対の第１接続部のそれぞれとの間に配置された一対の第１梁部と、を有し、光検出素子は、第１基板と一対の第１接続部のそれぞれとの間に配置され第１膜体を支持すると共に一対の第１配線層のそれぞれと電気的に接続された一対の第１電極ポストを更に有し、第２膜体は、一対の第２配線層のそれぞれと第２抵抗層との電気的な接続領域を含む本体部を有し、第２表面に垂直な方向から見た場合における第２膜体の外形は、本体部によって多角形状に形成されており、リファレンス素子は、第２基板と本体部における一対の角部のそれぞれとの間に配置され第２膜体を支持すると共に一対の第２配線層のそれぞれと電気的に接続された一対の第２電極ポストを更に有してもよい。この構成によれば、光検出素子の第１膜体と比較してリファレンス素子の第２膜体の変形が抑制されるため、リファレンス素子による補償精度をより確実に確保することができる。

本開示の一側面の光検出器では、リファレンス素子は、第２膜体における第２基板とは反対側の表面に形成された光反射層を更に有してもよい。この構成によれば、第２膜体に光が入射することが防止されるため、光検出素子における受光以外の要因による温度変化を補償するための機能を容易に且つ確実にリファレンス素子に発揮させることができる。

本開示の一側面の光検出器では、一対の第２配線層の一方は、第２表面に垂直な方向から見た場合に、第２ギャップに対して一対の第２配線層の他方とは反対側に広がっており、一対の第２配線層の他方は、第２表面に垂直な方向から見た場合に、第２ギャップに対して一対の第２配線層の一方とは反対側に広がっていてもよい。この構成によれば、第２膜体の変形がより確実に抑制されるため、リファレンス素子による補償精度をより確実に確保することができる。

本開示の一側面の光検出器では、リファレンス素子は、第２基板と第２膜体との間に配置され第２膜体を支持すると共に一対の第２配線層のそれぞれと電気的に接続された一対の第３電極ポストを更に有し、一対の第２電極ポストは、第２表面に垂直な方向から見た場合に第２膜体の対角に位置しており、一対の第３電極ポストは、第２表面に垂直な方向から見た場合に第２膜体の上記対角とは異なる対角に位置していてもよい。この構成によれば、第２膜体の変形がより確実に抑制されるため、リファレンス素子による補償精度をより確実に確保することができる。

本開示の一側面の光検出器では、第１表面に垂直な方向から見た場合における第１膜体の外形は、多角形状を呈しており、第１ラインは、第１表面に垂直な方向から見た場合に第１膜体の重心位置を挟んで対向する対角間において延在していてもよい。この構成によれば、第１膜体の変形が抑制されるため、受光による温度変化に基づいて光を検出するための機能を光検出素子に発揮させることができる。

本開示の他の側面の光検出器は、受光による温度変化に基づいて光を検出するための光検出素子と、光検出素子における受光以外の要因による温度変化を補償するためのリファレンス素子と、を備え、光検出素子は、第１基板と、第１基板の第１表面との間に空隙が形成されるように第１表面上に配置された第１膜体と、を有し、第１膜体は、第１ラインに沿って延在する第１ギャップを介して互いに対向する一対の第１配線層と、一対の第１配線層のそれぞれと電気的に接続され、温度に依存する電気抵抗を有する第１抵抗層と、を含み、第１膜体は、一対の第１配線層のそれぞれと第１抵抗層との電気的な接続領域を含む受光部を有し、リファレンス素子は、第２基板と、第２基板の第２表面との間に空隙が形成されるように第２表面上に配置された第２膜体と、を有し、第２膜体は、第２ラインに沿って延在する第２ギャップを介して互いに対向する一対の第２配線層と、一対の第２配線層のそれぞれと電気的に接続され、温度に依存する電気抵抗を有する第２抵抗層と、を含み、第２膜体は、一対の第２配線層のそれぞれと第２抵抗層との電気的な接続領域を含む本体部を有し、第２表面に垂直な方向から見た場合における本体部の外形は、多角形状を呈しており、第２ラインは、第２表面に垂直な方向から見た場合に本体部の重心位置を挟んで対向する対角間において延在している。

この光検出器では、リファレンス素子において、本体部の重心位置を挟んで対向する対角間において延在する第２ギャップを介して、一対の第２配線層が互いに対向している。これにより、本体部の変形（反り、撓み等）が抑制される。よって、この光検出器によれば、リファレンス素子による補償精度を確保することができる。

本開示によれば、リファレンス素子による補償精度を確保することができる光検出器を提供することが可能となる。

図１は、一実施形態の光検出器の平面図である。 図２は、図１の光検出器の画素部及びリファレンス部の平面図である。 図３は、図２の画素部の光検出素子の斜視図である。 図４は、図３の光検出素子の平面図である。 図５は、図３の光検出素子の断面図である。 図６は、光共振構造の原理を示す図である。 図７は、図２のリファレンス部のリファレンス素子の斜視図である。 図８は、図７のリファレンス素子の平面図である。 図９は、図７のリファレンス素子の断面図である。 図１０は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図１１は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図１２は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図１３は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図１４は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図１５は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図１６は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図１７は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図１８は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図１９は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図２０は、変形例のリファレンス素子の平面図である。 図２１は、変形例のリファレンス素子の平面図である。 図２２は、変形例のリファレンス素子の平面図である。 図２３は、変形例のリファレンス素子の平面図である。 図２４は、変形例のリファレンス素子の平面図である。 図２５は、変形例のリファレンス素子の平面図である。 図２６は、変形例のリファレンス素子の平面図である。 図２７は、変形例のリファレンス素子の平面図である。 図２８は、変形例のリファレンス素子の平面図である。 図２９は、変形例のリファレンス素子の平面図である。

以下、本開示の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

［光検出器の構成］
図１に示される光検出器１は、ボロメータとしての機能を利用することで、光を検出する。当該光は、例えばテラヘルツ波を含む赤外線である。当該光が赤外線である場合、光検出器１は、赤外イメージャ、又はサーモグラフィー等に用いられる。光検出器１は、特に１μｍ〜数十μｍの波長帯域の光の検出に優れた特性を有している。図１に示されるように、光検出器１は、基板２と、画素部３と、リファレンス部４と、信号処理回路部５と、を備えている。基板２は、例えばＳｉ基板である。基板２の厚さは、例えば数百μｍ程度である。画素部３、リファレンス部４、及び信号処理回路部５は、基板２上に形成されている。画素部３及びリファレンス部４は、それぞれ、信号処理回路部５と電気的に接続されている。なお、信号処理回路部５は、基板２内に形成されていてもよい。

図２に示されるように、画素部３は、複数の光検出素子１０によって構成されている。複数の光検出素子１０は、二次元マトリックス状に配置されている。各光検出素子１０は、受光による温度変化に基づいて光を検出するための素子である。リファレンス部４は、複数のリファレンス素子４０によって構成されている。複数のリファレンス素子４０は、１次元に配置されている。各リファレンス素子４０は、光検出素子１０における受光以外の要因による温度変化を補償するための素子である。光検出器１では、１つのリファレンス素子４０が複数の光検出素子１０（例えばその１つのリファレンス素子４０と同一の列に並んだ複数の光検出素子１０）に対する補償に用いられている。

［光検出素子の構成］
図３に示されるように、光検出素子１０は、基板２の一部である第１基板２０１と、光反射層６１と、一対の第１電極パッド６２，６３と、第１膜体２０と、一対の第１電極ポスト７，８と、を有している。

光反射層６１は、第１基板２０１の第１表面２０１ａに形成されている。光反射層６１は、第１基板２０１の厚さ方向（すなわち、第１基板２０１の第１表面２０１ａに垂直な方向）において、後述する光吸収層３６と対向しており、光吸収層３６と共に光共振構造を構成している。光反射層６１の厚さは、例えば数百ｎｍ程度である。光反射層６１の材料は、例えば、光（例えば赤外線）に対する反射率が大きいＡｌ等の金属材料である。

一対の第１電極パッド６２，６３は、第１基板２０１の第１表面２０１ａに形成されている。光反射層６１、及び第１電極パッド６２，６３は、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に例えば矩形状の外形を構成している。第１電極パッド６２，６３は、当該外形の対角に位置している。第１電極パッド６２，６３は、それぞれ、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に例えば矩形状を呈している。第１電極パッド６２，６３は、それぞれ、第１基板２０１に形成された配線（図示省略）を介して、信号処理回路部５と電気的に接続されている。各第１電極パッド６２，６３の厚さは、例えば数百ｎｍ程度である。各第１電極パッド６２，６３の材料は、例えば、導電性を有するＡｌ等の金属材料である。

第１膜体２０は、第１基板２０１の第１表面２０１ａとの間に空隙Ｓ１が形成されるように第１基板２０１の第１表面２０１ａ上に配置されている。第１膜体２０は、第１基板２０１の第１表面２０１ａと略平行に配置されている。第１膜体２０と第１基板２０１の第１表面２０１ａとの距離は、例えば数μｍ程度である。図３及び図４に示されるように、第１膜体２０は、受光部２１と、一対の第１接続部２２，２３と、一対の第１梁部２４，２５と、を有している。受光部２１、一対の第１接続部２２，２３、及び、一対の第１梁部２４，２５は、一体的に形成されており、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に例えば矩形状の外形を構成している。第１接続部２２，２３は、当該外形の対角に位置している。第１接続部２２，２３は、それぞれ、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に例えば矩形状を呈している。このように、光検出器１では、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合における第１膜体２０の外形が、受光部２１、一対の第１接続部２２，２３、及び、一対の第１梁部２４，２５によって矩形状に形成されている。なお、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合における第１膜体２０の外形とは、受光部２１、一対の第１接続部２２，２３、一対の第１梁部２４，２５、及び、後述する第１スリット２０ａ，２０ｂを含んだ第１膜体２０全体の外形である。

受光部２１は、第１基板２０１の厚さ方向において光反射層６１と対向している。第１接続部２２は、第１基板２０１の厚さ方向において第１電極パッド６２と対向している。第１接続部２３は、第１基板２０１の厚さ方向において第１電極パッド６３と対向している。

第１梁部２４は、受光部２１と第１接続部２２との間に配置されている。第１梁部２４は、受光部２１の一方の側において受光部２１の外縁に沿って延在している。第１梁部２４の一端は、第１接続部２２と接続されており、第１梁部２４の他端は、第１接続部２３の近傍の位置で受光部２１と接続されている。受光部２１と第１接続部２２との間、及び受光部２１と第１梁部２４との間には、第１スリット２０ａが一続きに形成されている。第１梁部２５は、受光部２１と第１接続部２３との間に配置されている。第１梁部２５は、受光部２１の他方の側において受光部２１の外縁に沿って延在している。第１梁部２５の一端は、第１接続部２３と接続されており、第１梁部２５の他端は、第１接続部２２の近傍の位置で受光部２１と接続されている。受光部２１と第１接続部２３との間、及び受光部２１と第１梁部２５との間には、第１スリット２０ｂが一続きに形成されている。第１梁部２４，２５のそれぞれの幅は、例えば数μｍ程度である。第１梁部２４，２５のそれぞれの長さは、例えば数十〜数百μｍ程度である。第１スリット２０ａ，２０ｂのそれぞれの幅は、例えば数μｍ程度である。

第１電極ポスト７は、第１基板２０１と第１接続部２２との間に配置されている。具体的には、第１電極ポスト７は、第１電極パッド６２と第１接続部２２との間に配置されている。第１電極ポスト７は、第１電極パッド６２から第１基板２０１とは反対側に向かって広がる筒状を呈している。第１電極ポスト７の外面７ａには、その外縁に沿って環状に延在する溝７ｂが形成されている。溝７ｂは、第１電極ポスト７及び第１電極パッド６２によって画定されている。第１電極ポスト７は、第１膜体２０を支持すると共に、第１膜体２０の第１配線層３１（詳細は、後述する）及び第１電極パッド６２と電気的に接続されている。第１電極ポスト８は、第１基板２０１と第１接続部２３との間に配置されている。具体的には、第１電極ポスト８は、第１電極パッド６３と第１接続部２３との間に配置されている。第１電極ポスト８は、第１電極パッド６３から第１基板２０１とは反対側に向かって広がる筒状を呈している。第１電極ポスト８の外面８ａには、その外縁に沿って環状に延在する溝８ｂが形成されている。溝８ｂは、第１電極ポスト８及び第１電極パッド６３によって画定されている。第１電極ポスト８は、第１膜体２０を支持すると共に、第１膜体２０の第１配線層３２（詳細は、後述する）及び第１電極パッド６３と電気的に接続されている。第１電極ポスト７，８のそれぞれの高さは、例えば数μｍ程度である。第１電極ポスト７，８のそれぞれの材料は、例えばＴｉ等の金属材料である。

図５は、光検出素子１０の断面図である。図５のI−I、II−II、III−III、IV−IV、V−Vは、それぞれ、図４のI−I線、II−II線、III−III線、IV−IV線、V−V線に沿っての断面図である。図５に示されるように、第１膜体２０は、一対の第１配線層３１，３２と、絶縁層３３，３４と、第１抵抗層３５と、光吸収層３６と、分離層３７と、を含んでいる。

図４及び図５に示されるように、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、第１配線層３１，３２は、受光部２１において第１ギャップＧ１を介して互いに対向している。第１ギャップＧ１は、第１ラインＬ１に沿って延在している。第１ラインＬ１は、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に第１膜体２０の重心位置Ｃ１を挟んで対向する対角間において延在している。具体的には、第１ラインＬ１は、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、第１膜体２０における重心位置Ｃ１を通り且つ第１接続部２２，２３のそれぞれを結ぶ第１対角線Ｄ１に沿って蛇行状に延在している。第１ラインＬ１は、蛇行部Ｌ１１を有している。蛇行部Ｌ１１は、複数の曲線部Ｌ１２を含んでいる。蛇行部Ｌ１１は、受光部２１において、受光部２１の一方の側に延び、曲線部Ｌ１２において、例えば１８０°折り返して、受光部２１の他方の側に延び、曲線部Ｌ１２において、例えば１８０°折り返して、再び受光部２１の一方の側に伸びることを繰り返すことによって構成されている。

光検出素子１０では、一方の側とは、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、第１対角線Ｄ１に対して一方の側（例えば第１梁部２４が存在する側）をいい、他方の側とは、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、第１対角線Ｄ１に対して一方の側とは反対の側（例えば第１梁部２５が存在する側）をいう。

第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、蛇行部Ｌ１１は、第１区間Ｌ１３と、第２区間Ｌ１４と、第３区間Ｌ１５と、第４区間Ｌ１６と、を含んでいる。第１区間Ｌ１３は、第１振れ量で一方の側に振れている。第２区間Ｌ１４は、第２振れ量で一方の側に振れている。第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、第１対角線Ｄ１に沿った方向において、第２区間Ｌ１４は２つの第１区間Ｌ１３によって挟まれている。第３区間Ｌ１５は、第１振れ量で他方の側に振れている。第４区間Ｌ１６は、第２振れ量で他方の側に振れている。第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、第１対角線Ｄ１に沿った方向において、第４区間Ｌ１６は２つの第３区間Ｌ１５によって挟まれている。第１振れ量は、所定量よりも大きい。第２振れ量は、所定量よりも小さい。第１振れ量は、例えば十数μｍ程度である。第２振れ量は、例えば数μｍ程度である。

具体的には、受光部２１において、第１区間Ｌ１３は、受光部２１の一方の側に第１振れ量延び、曲線部Ｌ１２において、例えば１８０°折り返して、受光部２１の他方の側に第１振れ量延びている。これに続いて、第４区間Ｌ１６は、受光部２１の他方の側に第２振れ量延び、曲線部Ｌ１２において、例えば１８０°折り返して、受光部２１の一方の側に第２振れ量延びている。これに続いて、第２区間Ｌ１４は、受光部２１の一方の側に第２振れ量延び、曲線部Ｌ１２において、例えば１８０°折り返して、受光部２１の他方の側に第２振れ量延びている。これに続いて、第３区間Ｌ１５は、受光部２１の他方の側に第１振れ量延び、曲線部Ｌ１２において、例えば１８０°折り返して、受光部２１の一方の側に第１振れ量延びている。蛇行部Ｌ１１は、このようなことを繰り返すことによって構成されている。なお、第１区間Ｌ１３、第２区間Ｌ１４、第３区間Ｌ１５及び第４区間Ｌ１６のそれぞれは、曲線部Ｌ１２を含んでいる。

第１配線層３１，３２は、受光部２１において、第１ラインＬ１に沿った方向において細長く形成されている。つまり、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、受光部２１において、第１ラインＬ１に沿った方向における第１配線層３１，３２のそれぞれの長さは、第１ラインＬ１に垂直な方向における第１配線層３１，３２のそれぞれの幅よりも大きい。第１ラインＬ１に垂直な方向とは、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、第１ラインＬ１の各位置における接線に垂直な方向をいう。曲線部の各位置においては、第１ラインＬ１に垂直な方向はそれぞれ相違する。

具体的には、第１配線層３１は、受光部２１において、第１縁部３１ａと、第３縁部３１ｂと、を有している。第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、第１縁部３１ａ及び第３縁部３１ｂのそれぞれは、第１ラインＬ１に沿って延在している。第１縁部３１ａは、第１ラインＬ１側において延在している。第３縁部３１ｂは、第１ラインＬ１とは反対側において延在している。第１配線層３２は、受光部２１において、第２縁部３２ａと、第４縁部３２ｂと、を有している。第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、第２縁部３２ａ及び第４縁部３２ｂのそれぞれは、第１ラインＬ１に沿って延在している。第２縁部３２ａは、第１ラインＬ１側において延在している。第４縁部３２ｂは、第１ラインＬ１とは反対側において延在している。

第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、第１縁部３１ａと第２縁部３２ａとは第１ラインＬ１を介して互いに対向している。つまり、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、第１ギャップＧ１は、第１縁部３１ａと第２縁部３２ａとによって画定されている。

第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、受光部２１において、第１ラインＬ１に沿った方向における第１配線層３１，３２のそれぞれの長さは、例えば、数十〜数百μｍ程度である。第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、第１ラインＬ１に垂直な方向における第１配線層３１，３２のそれぞれの幅は、例えば数μｍ程度である。第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、第１ラインＬ１に垂直な方向における第１ギャップＧ１の幅は、例えば数μｍ程度である。第１配線層３１，３２のそれぞれの厚さは、例えば数十〜数百ｎｍ程度である。

第１配線層３１は、受光部２１から第１梁部２４を介して第１接続部２２に延在している。第１配線層３１は、第１接続部２２において第１電極ポスト７上に形成されている。第１配線層３１は、第１電極ポスト７と電気的に接続されている。第１配線層３２は、受光部２１から第１梁部２５を介して第１接続部２３に延在している。第１配線層３２は、第１接続部２３において第１電極ポスト８上に形成されている。第１配線層３２は、第１電極ポスト８と電気的に接続されている。第１配線層３１，３２のそれぞれの材料は、例えばＴｉ等の金属材料である。

絶縁層３３は、第１配線層３１，３２のそれぞれにおける第１基板２０１とは反対側の表面を覆うように、受光部２１、第１梁部２４，２５、及び、第１接続部２２，２３に渡って形成されている。絶縁層３３は、第１配線層３１，３２のそれぞれにおける第１基板２０１とは反対側の表面のうち第１ラインＬ１に沿った領域を露出させた状態で、第１配線層３１，３２における第１基板２０１とは反対側の表面に形成されている。絶縁層３３は、第１接続部２２，２３において、第１配線層３１，３２のそれぞれの側面を覆っている。絶縁層３４は、第１配線層３１，３２のそれぞれにおける第１基板２０１側の表面を覆うように、受光部２１、第１梁部２４，２５、及び、第１接続部２２，２３に渡って形成されている。絶縁層３４は、第１接続部２２，２３において、第１配線層３１，３２のそれぞれにおける第１基板２０１側の表面及び第１電極ポスト７，８のそれぞれの外面７ａ，８ａを介して、第１電極パッド６２，６３上において溝７ｂ，８ｂのそれぞれに入り込んでいる。絶縁層３３及び絶縁層３４のそれぞれの厚さは、例えば数十ｎｍ程度である。絶縁層３３及び絶縁層３４のそれぞれの材料は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ）等である。

第１抵抗層３５は、受光部２１において、第１基板２０１の反対側から絶縁層３３を覆うように形成されている。第１抵抗層３５は、受光部２１において、第１配線層３１，３２のそれぞれにおける第１基板２０１とは反対側の表面のうち第１ラインＬ１に沿った領域に接触している。つまり、第１抵抗層３５は、受光部２１において、第１配線層３１，３２のそれぞれと電気的に接続されている。第１抵抗層３５は、温度に依存する電気抵抗を有している。第１抵抗層３５の厚さは、例えば数十〜数百ｎｍ程度である。第１抵抗層３５の材料は、例えば、温度変化による電気抵抗率の変化が大きいアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等である。このように、受光部２１は、一対の第１配線層３１，３２のそれぞれと第１抵抗層３５との電気的な接続領域を含んでいる。第１抵抗層３５は、受光部２１だけでなく、第１接続部２２，２３にも設けられている。第１抵抗層３５は、第１梁部２４，２５のそれぞれのうちその両端部を除く部分には形成されていない。つまり、第１抵抗層３５は、第１梁部２４，２５において分断されている。

光吸収層３６は、受光部２１において、第１基板２０１の第１表面２０１ａと対向している。光吸収層３６は、第１抵抗層３５に対して第１基板２０１とは反対側に配置されている。光吸収層３６は、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、受光部２１の全領域に広がっている。光吸収層３６の厚さは、例えば十数ｎｍ程度である。光吸収層３６の材料は、例えばＷＳｉ_２又はＴｉ等である。

分離層３７は、受光部２１においては第１抵抗層３５と光吸収層３６との間に位置するように、受光部２１、第１梁部２４及び第１梁部２５、並びに、第１接続部２２及び第１接続部２３に渡って形成されている。分離層３７の厚さは、第１配線層３１、第１配線層３２、第１抵抗層３５及び光吸収層３６のそれぞれの厚さよりも大きい。分離層３７の厚さは、例えば数百ｎｍ程度である。分離層３７の材料は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ）等である。

第１膜体２０には、複数の貫通孔２０ｃ，２０ｄが形成されている。複数の貫通孔２０ｃ，２０ｄは、後述する犠牲層６９を除去するエッチングガスが通過する孔である。各貫通孔２０ｃ，２０ｄは、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に例えば円形状を呈している。各貫通孔２０ｃ，２０ｄの直径は、例えば数μｍ程度である。

次に、光共振構造について詳細に説明する。図６に示されるように、光吸収層３６に入射した入射光Ａ（波長がλである）は、一部が光吸収層３６によって反射光Ｂ１として反射され、他の一部が光吸収層３６を透過する。光吸収層３６を透過した入射光Ａの他の一部は、光反射層６１によって反射光Ｂ２として反射される。そして、反射光Ｂ１と反射光Ｂ２とは、光吸収層３６の反射面において、互いに干渉して打ち消される。これにより、光吸収層３６の当該反射面において入射光Ａが吸収される。吸収された入射光Ａのエネルギーによって光吸収層３６において熱が生じる。

入射光Ａの吸収率は、光吸収層３６のシート抵抗、及び、光吸収層３６と光反射層６１との間の光学距離ｔによって決められる。光吸収層３６の厚さは、シート抵抗が真空インピーダンス（３７７Ω／ｓｑ）となるように略１６ｎｍ（光吸収層３６の材料が、ＷＳｉ_２である場合）に設定されている。これによれば、光吸収層３６によって反射された反射光Ｂ１の振幅が光反射層６１によって反射された反射光Ｂ２の振幅と一致する。このため、光吸収層３６の反射面において、反射光Ｂ１と反射光Ｂ２とが効率的に干渉して打ち消される。従って、入射光Ａの吸収率が向上される。

また、光学距離ｔは、ｔ＝（２ｍ−１）λ／４（ｍ＝１、２、３、・・・）となるように設定されている。これによれば、反射光Ｂ１と反射光Ｂ２との位相が１８０°ずれる。このため、光吸収層３６の反射面において、反射光Ｂ１と反射光Ｂ２とが効率的に干渉して打ち消される。従って、入射光Ａの吸収率が向上される。このように、光反射層６１は、光吸収層３６と光共振構造を構成している。第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に、光反射層６１及び光吸収層３６の重なっている部分の面積が広ければ広いほど、入射光Ａが効率よく吸収される。

［リファレンス素子の構成］
図７に示されるように、リファレンス素子４０は、基板２の一部である第２基板２０２と、一対の第２電極パッド６２０，６３０と、第２膜体５０と、光反射層９６と、一対の第２電極ポスト７０，８０と、を有している。

一対の第２電極パッド６２０，６３０は、第２基板２０２の第２表面２０２ａに形成されている。第２電極パッド６２０，６３０は、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に例えば矩形状の外形の対角に位置している。第２電極パッド６２０，６３０は、それぞれ、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に例えば矩形状を呈している。第２電極パッド６２０，６３０は、それぞれ、第２基板２０２に形成された配線（図示省略）を介して、信号処理回路部５と電気的に接続されている。各第２電極パッド６２０，６３０の厚さは、例えば数百ｎｍ程度である。各第２電極パッド６２０，６３０のそれぞれの材料は、例えば、導電性を有するＡｌ等の金属材料である。

第２膜体５０は、第２基板２０２の第２表面２０２ａとの間に空隙Ｓ２が形成されるように第２基板２０２の第２表面２０２ａ上に配置されている。第２膜体５０は、第２基板２０２の第２表面２０２ａと略平行に配置されている。第２膜体５０と第２基板２０２の第２表面２０２ａとの距離は、例えば数μｍ程度である。図７及び図８に示されるように、第２膜体５０は、本体部５１と、一対の第２接続部５２，５３と、一対の第２梁部５４，５５と、を有している。本体部５１、一対の第２接続部５２，５３、及び、一対の第２梁部５４，５５は、一体的に形成されており、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に例えば矩形状の外形を構成している。第２接続部５２，５３は、当該外形の対角に位置している。第２接続部５２，５３は、それぞれ、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に例えば矩形状を呈している。このように、光検出器１では、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合における第２膜体５０の外形が、本体部５１、一対の第２接続部５２，５３、及び、一対の第２梁部５４，５５によって矩形状に形成されている。なお、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合における第２膜体５０の外形とは、本体部５１、一対の第２接続部５２，５３、一対の第２梁部５４，５５、及び、後述する第２スリット５０ａ，５０ｂを含んだ第２膜体５０全体の外形である。

本体部５１は、第２基板２０２の厚さ方向において第２基板２０２の第２表面２０２ａと対向している。第２接続部５２は、第２基板２０２の厚さ方向において第２電極パッド６２０と対向している。第２接続部５３は、第２基板２０２の厚さ方向において第２電極パッド６３０と対向している。

第２梁部５４は、本体部５１と第２接続部５２との間に配置されている。第２梁部５４は、本体部５１の一方の側において本体部５１の外縁に沿って延在している。第２梁部５４の一端は、第２接続部５２と接続されており、第２梁部５４の他端は、第２接続部５３の近傍の位置で本体部５１と接続されている。本体部５１と第２接続部５２との間、及び本体部５１と第２梁部５４との間には、第２スリット５０ａが一続きに形成されている。第２梁部５５は、本体部５１と第２接続部５３との間に配置されている。第２梁部５５は、本体部５１の他方の側において本体部５１の外縁に沿って延在している。第２梁部５５の一端は、第２接続部５３と接続されており、第２梁部５５の他端は、第２接続部５２の近傍の位置で本体部５１と接続されている。本体部５１と第２接続部５３との間、及び本体部５１と第２梁部５５との間には、第２スリット５０ｂが一続きに形成されている。第２梁部５４，５５のそれぞれの幅は、例えば数μｍ程度である。第２梁部５４，５５のそれぞれの長さは、例えば数十〜数百μｍ程度である。第２スリット５０ａ，５０ｂのそれぞれの幅は、例えば数μｍ程度である。

光反射層９６は、第２膜体５０における第２基板２０２とは反対側の表面に形成されている。光反射層９６は、本体部５１上に形成されている。光反射層９６は、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に、本体部５１の全領域に広がっている。光反射層９６の厚さは、例えば数百ｎｍ程度である。光反射層９６の材料は、例えば、光（例えば赤外線）に対する反射率が大きいＡｌ等の金属材料である。

第２電極ポスト７０は、第２基板２０２と第２接続部５２との間に配置されている。具体的には、第２電極ポスト７０は、第２電極パッド６２０と第２接続部５２との間に配置されている。第２電極ポスト７０は、第２電極パッド６２０から第２基板２０２とは反対側に向かって広がる筒状を呈している。第２電極ポスト７０の外面７０ａには、その外縁に沿って環状に延在する溝７０ｂが形成されている。溝７０ｂは、第２電極ポスト７０及び第２電極パッド６２０によって画定されている。第２電極ポスト７０は、第２膜体５０を支持すると共に、第２膜体５０の第２配線層９１（詳細は、後述する）及び第２電極パッド６２０と電気的に接続されている。第２電極ポスト８０は、第２基板２０２と第２接続部５３との間に配置されている。具体的には、第２電極ポスト８０は、第２電極パッド６３０と第２接続部５３との間に配置されている。第２電極ポスト８０は、第２電極パッド６３０から第２基板２０２とは反対側に向かって広がる筒状を呈している。第２電極ポスト８０の外面８０ａには、その外縁に沿って環状に延在する溝８０ｂが形成されている。溝８０ｂは、第２電極ポスト８０及び第２電極パッド６３０によって画定されている。第２電極ポスト８０は、第２膜体５０を支持すると共に、第２膜体５０の第２配線層９２（詳細は、後述する）及び第２電極パッド６３０と電気的に接続されている。第２電極ポスト７０，８０のそれぞれの高さは、例えば数μｍ程度である。第２電極ポスト７０，８０のそれぞれの材料は、例えばＴｉ等の金属材料である。

図９は、リファレンス素子４０の断面図である。図９のI−I、II−II、III−III、IV−IV、V−Vは、それぞれ、図８のI−I線、II−II線、III−III線、IV−IV線、V−V線に沿っての断面図である。図９に示されるように、第２膜体５０は、一対の第２配線層９１，９２と、絶縁層９３及び絶縁層９４と、第２抵抗層９５と、分離層９７と、を含んでいる。

図８及び図９に示されるように、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に、第２配線層９１，９２は、本体部５１において第２ギャップＧ２を介して互いに対向している。第２ギャップＧ２は、第２ラインＬ２に沿って延在している。第２ラインＬ２は、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に第２膜体５０の重心位置Ｃ２を挟んで対向する対角間において延在している。具体的には、第２ラインＬ２は、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に、第２膜体５０における重心位置Ｃ２を通り且つ第２接続部５２，５３のそれぞれを結ぶ第２対角線Ｄ２に沿って蛇行状に延在している。第２ラインＬ２は、蛇行部Ｌ２１を有している。蛇行部Ｌ２１は、複数の曲線部Ｌ２２を含んでいる。蛇行部Ｌ２１は、本体部５１において、本体部５１の一方の側に延び、曲線部Ｌ２２において、例えば１８０°折り返して、本体部５１の他方の側に延び、曲線部Ｌ２２において、例えば１８０°折り返して、再び本体部５１の一方の側に伸びることを繰り返すことによって構成されている。

リファレンス素子４０では、一方の側とは、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に、第２対角線Ｄ２に対して一方の側（例えば第２梁部５４が存在する側）をいい、他方の側とは、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に、第２対角線Ｄ２に対して一方の側とは反対の側（例えば第２梁部５５が存在する側）をいう。

第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に、蛇行部Ｌ２１は、第５区間Ｌ２３と、第６区間Ｌ２４と、第７区間Ｌ２５と、第８区間Ｌ２６と、を含んでいる。第５区間Ｌ２３は、第３振れ量で一方の側に振れている。第６区間Ｌ２４は、第４振れ量で一方の側に振れている。第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に、第２対角線Ｄ２に沿った方向において、第６区間Ｌ２４は２つの第５区間Ｌ２３によって挟まれている。第７区間Ｌ２５は、第３振れ量で他方の側に振れている。第８区間Ｌ２６は、第４振れ量で他方の側に振れている。第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に、第２対角線Ｄ２に沿った方向において、第８区間Ｌ２６は２つの第７区間Ｌ２５によって挟まれている。第３振れ量は、所定量よりも大きい。第４振れ量は、所定量よりも小さい。第３振れ量は、例えば十数μｍ程度である。第４振れ量は、例えば数μｍ程度である。

具体的には、本体部５１において、第５区間Ｌ２３は、本体部５１の一方の側に第３振れ量延び、曲線部Ｌ２２において、例えば１８０°折り返して、本体部５１の他方の側に第３振れ量延びている。これに続いて、第８区間Ｌ２６は、本体部５１の他方の側に第４振れ量延び、曲線部Ｌ２２において、例えば１８０°折り返して、本体部５１の一方の側に第４振れ量延びている。これに続いて、第６区間Ｌ２４は、本体部５１の一方の側に第４振れ量延び、曲線部Ｌ２２において、例えば１８０°折り返して、本体部５１の他方の側に第４振れ量延びている。これに続いて、第７区間Ｌ２５は、本体部５１の他方の側に第３振れ量延び、曲線部Ｌ２２において、例えば１８０°折り返して、本体部５１の一方の側に第３振れ量延びている。蛇行部Ｌ２１は、このようなことを繰り返すことによって構成されている。なお、第５区間Ｌ２３、第６区間Ｌ２４、第７区間Ｌ２５及び第８区間Ｌ２６のそれぞれは、曲線部Ｌ２２を含んでいる。

第２配線層９１，９２は、本体部５１において、第２ラインＬ２に沿った方向において細長く形成されている。つまり、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に、本体部５１において、第２ラインＬ２に沿った方向における第２配線層９１，９２のそれぞれの長さは、第２ラインＬ２に垂直な方向における第２配線層９１，９２のそれぞれの幅よりも大きい。第２ラインＬ２に垂直な方向とは、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に、第２ラインＬ２の各位置における接線に垂直な方向をいう。曲線部の各位置においては、第２ラインＬ２に垂直な方向はそれぞれ相違する。

具体的には、第２配線層９１は、本体部５１において、第５縁部９１ａと、第７縁部９１ｂと、を有している。第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に、第５縁部９１ａ及び第７縁部９１ｂのそれぞれは、第２ラインＬ２に沿って延在している。第５縁部９１ａは、第２ラインＬ２側において延在している。第７縁部９１ｂは、第２ラインＬ２とは反対側において延在している。第２配線層９２は、本体部５１において、第６縁部９２ａと、第８縁部９２ｂと、を有している。第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に、第６縁部９２ａ及び第８縁部９２ｂのそれぞれは、第２ラインＬ２に沿って延在している。第６縁部９２ａは、第２ラインＬ２側において延在している。第８縁部９２ｂは、第２ラインＬ２とは反対側において延在している。

第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に、第５縁部９１ａと第６縁部９２ａとは第２ラインＬ２を介して互いに対向している。つまり、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に、第２ギャップＧ２は、第５縁部９１ａと第６縁部９２ａとによって画定されている。

第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に、本体部５１において、第２ラインＬ２に沿った方向における第２配線層９１，９２のそれぞれの長さは、例えば、数十〜数百μｍ程度である。第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に、第２ラインＬ２に垂直な方向における第２配線層９１，９２のそれぞれの幅は、例えば数μｍ程度である。第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に、第２ラインＬ２に垂直な方向における第２ギャップＧ２の幅は、例えば数μｍ程度である。第２配線層９１，９２のそれぞれの厚さは、例えば数十〜数百ｎｍ程度である。

第２配線層９１は、本体部５１から第２梁部５４を介して第２接続部５２に延在している。第２配線層９１は、第２接続部５２において第２電極ポスト７０上に形成されている。第２配線層９１は、第２電極ポスト７０と電気的に接続されている。第２配線層９２は、本体部５１から第２梁部５５を介して第２接続部５３に延在している。第２配線層９２は、第２接続部５３において第２電極ポスト８０上に形成されている。第２配線層９２は、第２電極ポスト８０と電気的に接続されている。第２配線層９１，９２のそれぞれの材料は、例えばＴｉ等の金属材料である。

絶縁層９３は、第２配線層９１，９２のそれぞれにおける第２基板２０２とは反対側の表面を覆うように、本体部５１、第２梁部５４，５５、及び、第２接続部５２，５３に渡って形成されている。絶縁層９３は、第２配線層９１，９２のそれぞれにおける第２基板２０２とは反対側の表面のうち第２ラインＬ２に沿った領域を露出させた状態で、第２配線層９１，９２における第２基板２０２とは反対側の表面に形成されている。絶縁層９３は、第２接続部５２，５３において、第２配線層９１，９２のそれぞれの側面を覆っている。絶縁層９４は、第２配線層９１，９２のそれぞれにおける第２基板２０２側の表面を覆うように、本体部５１、第２梁部５４，５５、及び、第２接続部５２，５３に渡って形成されている。絶縁層９４は、第２接続部５２，５３において、第２配線層９１，９２のそれぞれにおける第２基板２０２側の表面及び第２電極ポスト７０，８０のそれぞれの外面７０ａ，８０ａを介して、第２電極パッド６２０，６３０上において溝７０ｂ，８０ｂのそれぞれに入り込んでいる。絶縁層９３及び絶縁層９４のそれぞれの厚さは、例えば数十ｎｍ程度である。絶縁層９３及び絶縁層９４のそれぞれの材料は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ）等である。

第２抵抗層９５は、本体部５１において、第２基板２０２の反対側から絶縁層９３を覆うように形成されている。第２抵抗層９５は、本体部５１において、第２配線層９１，９２のそれぞれにおける第２基板２０２とは反対側の表面のうち第２ラインＬ２に沿った領域に接触している。つまり、第２抵抗層９５は、本体部５１において、第２配線層９１，９２のそれぞれと電気的に接続されている。第２抵抗層９５は、温度に依存する電気抵抗を有している。第２抵抗層９５の厚さは、例えば数十〜数百ｎｍ程度である。第２抵抗層９５の材料は、例えば、温度変化による電気抵抗率の変化が大きいアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等である。このように、本体部５１は、一対の第２配線層９１，９２のそれぞれと第２抵抗層９５との電気的な接続領域を含んでいる。第２抵抗層９５は、本体部５１だけでなく、第２接続部５２，５３にも設けられている。第２抵抗層９５は、第２梁部５４，５５のそれぞれのうちその両端部を除く部分には形成されていない。つまり、第２抵抗層９５は、第２梁部５４，５５において分断されている。

分離層９７は、本体部５１においては第２抵抗層９５と光反射層９６との間に位置するように、本体部５１、第２梁部５４及び第２梁部５５、並びに、第２接続部５２及び第２接続部５３に渡って形成されている。分離層９７の厚さは、第２配線層９１、第２配線層９２、第２抵抗層９５及び光反射層９６のそれぞれの厚さよりも大きい。分離層９７の厚さは、例えば数百ｎｍ程度である。分離層９７の材料は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ）等である。

第２膜体５０には、複数の貫通孔５０ｃ，５０ｄが形成されている。複数の貫通孔５０ｃ，５０ｄは、リファレンス素子４０の製造工程において用いられる犠牲層を除去するエッチングガスが通過する孔である。各貫通孔５０ｃ，５０ｄは、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に例えば円形状を呈している。各貫通孔５０ｃ，５０ｄの直径は、例えば数μｍ程度である。

［光検出器の動作］
以上のように構成された光検出器１では、以下のように、光が検出される。まず、光が光検出素子１０の受光部２１に入射すると、上述した光共振構造を構成する光吸収層３６において熱が生じる。このとき、受光部２１と第１基板２０１とは、空隙Ｓ１によって熱的に分離されている。また、受光部２１と第１接続部２２及び第１梁部２４とは、第１スリット２０ａによって熱的に分離されている。また、受光部２１と第１接続部２３及び第１梁部２５とは、第１スリット２０ｂによって熱的に分離されている。このため、光吸収層３６において生じた熱が、第１梁部２４，２５及び第１接続部２２，２３を介して、基板２側に逃げるようなことが抑制される。更に、光吸収層３６と第１配線層３１，３２とは、分離層３７によって熱的に分離されている。このため、光吸収層３６において生じた熱が分離層３７を介して第１抵抗層３５に十分に伝わる前に、当該熱が第１配線層３１，３２を介して第１基板２０１側に逃げるようなことが抑制される。

光吸収層３６において生じた熱は、分離層３７を介して第１抵抗層３５に伝わる。そして、この熱によって第１抵抗層３５は、温度が上昇すると共に電気抵抗が低下する。この電気抵抗の変化は、信号として、第１配線層３１，３２、並びに、第１電極ポスト７，８を介して、信号処理回路部５に送られる。信号処理回路部５では、第１抵抗層３５の電気抵抗の変化が電圧または電流の変化に変換される。このとき、リファレンス部４のリファレンス素子４０からも、電気抵抗の変化が信号として信号処理回路部５に送られる。信号処理回路部５では、リファレンス素子４０の第２抵抗層９５の電気抵抗の変化が電圧または電流の変化に変換される。信号処理回路部５では、光検出素子１０による電圧または電流の変化とリファレンス素子４０による電圧または電流の変化との差分に基づいて光が検出される。なお、１つのリファレンス素子４０における上記信号は、対応する複数の光検出素子１０のそれぞれにおける信号が信号処理回路部５に送られる毎に、信号処理回路部５に送られる。つまり、リファレンス素子４０からの信号の送信回数は、光検出素子１０からの信号の送信回数よりも大きい。このため、リファレンス素子４０は、光検出素子１０に比べて劣化し易い。

［作用及び効果］
以上説明したように、光検出器１では、リファレンス素子４０において、第２膜体５０の重心位置Ｃ２を挟んで対向する対角間において延在する第２ギャップＧ２を介して、一対の第２配線層９１，９２が互いに対向している。このため、第２ギャップＧ２が上記対角間以外において延在している場合に比べて、一対の第２配線層９１，９２がよりバランスよく第２膜体５０を支えることができる。これにより、第２膜体５０の変形（反り、撓み等）が抑制される。よって、光検出器１によれば、リファレンス素子４０による補償精度を確保することができる。このような効果は、上述したように１つのリファレンス素子４０が複数の光検出素子１０に対する補償に用いられる場合に、特に顕著となる。

また、光検出器１では、第２ラインＬ２は、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に蛇行状に延在している。この構成によれば、第２ラインＬ２に沿って延在する第２ギャップＧ２を介して互いに対向する一対の第２配線層９１，９２がより広く分布される。このため、一対の第２配線層９１，９２がよりバランスよく第２膜体５０を支えることができる。これにより、第２膜体５０の変形がより確実に抑制される。このため、リファレンス素子による補償精度をより確実に確保することができる。

また、光検出器１では、光反射層９６が、第２膜体５０における第２基板２０２とは反対側の表面に形成されている。この構成によれば、第２膜体５０に光が入射することが防止されるため、光検出素子１０における受光以外の要因による温度変化を補償するための機能を容易に且つ確実にリファレンス素子４０に発揮させることができる。

また、光検出器１では、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合における第１膜体２０の外形が、多角形状を呈しており、第１ラインＬ１が、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に第１膜体２０の重心位置Ｃ１を挟んで対向する対角間において延在している。この構成によれば、第１ギャップＧ１が上記対角間以外において延在している場合に比べて、一対の第１配線層３１，３２がよりバランスよく第１膜体２０を支えることができる。これにより、第１膜体２０の変形（反り、撓み等）が抑制される。よって、受光による温度変化に基づいて光を検出するための機能を光検出素子１０に発揮させることができる。

［光検出素子の製造方法］
次に、光検出素子１０の製造方法について、図１０〜図１９を参照しつつ説明する。図１０〜図１６、及び図１９の各図において、（ｂ）のI−I、II−II、III−III、IV−IV、V−Vは、それぞれ、（ａ）のI−I線、II−II線、III−III線、IV−IV線、V−V線に沿っての断面図である。図１７及び図１８においては、上記（ａ）のような図が省略されている。

まず、図１０に示されるように、第１基板２０１を用意し、第１基板２０１の第１表面２０１ａに光反射層６１、第１電極パッド６２、及び第１電極パッド６３を形成する。光反射層６１、第１電極パッド６２、及び第１電極パッド６３は、エッチングによって上述した形状とされる。続いて、図１１に示されるように、光反射層６１、第１電極パッド６２、及び第１電極パッド６３を覆うように第１基板２０１の第１表面２０１ａに犠牲層６９を形成する。犠牲層６９の材料は、例えばポリイミド等である。続いて、図１２に示されるように、エッチングによって犠牲層６９の一部を除去することで、犠牲層６９に貫通孔６９ａ，６９ｂを形成する。各貫通孔６９ａ，６９ｂは、それぞれ第１電極パッド６２及び第１電極パッド６３上に形成される。そして、各貫通孔６９ａ，６９ｂにおいては、第１電極パッド６２及び第１電極パッド６３のそれぞれにおける第１基板２０１とは反対側の表面が露出させられる。各貫通孔６９ａ，６９ｂの内面は、それぞれ、例えば円錐台状のテーパ面である。各貫通孔６９ａ，６９ｂの内面は、それぞれ、第１電極パッド６２及び第１電極パッド６３のそれぞれから第１基板２０１とは反対側に向かって広がっている。

続いて、図１３に示されるように、犠牲層６９上に絶縁層３４を形成する。絶縁層３４は、各貫通孔６９ａ，６９ｂのそれぞれにおいて、内面が例えば円錐台状のテーパ面となるように形成される。続いて、エッチングによって絶縁層３４の一部を除去することで、絶縁層３４に貫通孔３４ａ，３４ｂを形成する。各貫通孔３４ａ，３４ｂは、それぞれ第１電極パッド６２及び第１電極パッド６３上に形成される。そして、各貫通孔３４ａ，３４ｂにおいては、第１電極パッド６２及び第１電極パッド６３のそれぞれにおける第１基板２０１とは反対側の表面が露出させられる。各貫通孔３４ａ，３４ｂは、第１基板２０１の厚さ方向から見た場合に円形状を呈している。

続いて、図１４に示されるように、貫通孔６９ａにおける絶縁層３４上に第１電極ポスト７を形成すると共に，貫通孔６９ｂにおける絶縁層３４上に第１電極ポスト８を形成する。第１電極ポスト７，８のそれぞれは、例えば蒸着によって形成される。この際、絶縁層３４が、各貫通孔６９ａ，６９ｂのそれぞれにおいて、内面がテーパ面であるため、第１電極ポスト７，８のそれぞれがより確実に形成される。これにより、第１電極ポスト７，８の成膜不良による断線が抑制される。よって、第１接続部２２及び第１接続部２３のそれぞれにおいて電気的な接続に不良が生じるのを抑制することができる。また、第１電極ポスト７，８のそれぞれの厚さのばらつきが抑制され、強度が安定化される。更に、絶縁層３４が、第１接続部２２及び第１接続部２３のそれぞれにおいて、溝７ｂ及び溝８ｂのそれぞれに入り込んでいる部分を有しているため、第１電極ポスト７，８のアライメントずれの許容範囲が広くなる。第１電極ポスト７，８のそれぞれは、各貫通孔６９ａ，６９ｂのそれぞれにおける絶縁層３４上において、内面が例えば円錐台状のテーパ面となるように形成される。

続いて、図１５に示されるように、第１電極ポスト７，８を覆うように絶縁層３４上に第１配線層３１，３２を形成する。第１配線層３１，３２のそれぞれは、例えば蒸着によって形成される。この際、第１電極ポスト７，８のそれぞれの内面が、テーパ面であるため、第１電極ポスト７，８上において、第１配線層３１，３２がより確実に形成される。これにより、第１配線層３１，３２の成膜不良による断線が抑制される。よって、第１接続部２２及び第１接続部２３のそれぞれにおいて電気的な接続に不良が生じるのを抑制することができる。また、第１配線層３１，３２のそれぞれの厚さのばらつきが抑制され、強度が安定化される。なお、複数の光検出素子１０が二次元マトリックス状に配置されている場合において、画素の狭ピッチ化及びデッドスペースの低減のために、第１電極ポスト７，８のアスペクト比が高くされたときには、上述した、第１電極ポスト７，８、並びに、第１配線層３１，３２がより確実に形成される効果は、特に顕著となる。第１配線層３１，３２は、エッチングによって上述した形状とされる。

続いて、図１６に示されるように、第１基板２０１の反対側から第１配線層３１，３２を覆うように、受光部２１、第１梁部２４及び第１梁部２５、並びに、第１接続部２２及び第１接続部２３に渡って絶縁層３３を形成する。絶縁層３３は、エッチングによって上述した形状とされる。続いて、図１７に示されるように、受光部２１において、第１基板２０１の反対側から絶縁層３３を覆うように第１抵抗層３５を形成すると共に、第１接続部２２及び第１接続部２３において、絶縁層３３上に第１抵抗層３５を形成する。そして、受光部２１、第１接続部２２、及び第１接続部２３において、第１基板２０１の反対側から第１抵抗層３５を覆うように分離層３７を形成すると共に、第１梁部２４及び第１梁部２５において、絶縁層３３上に分離層３７を形成する。

続いて、図１８に示されるように、受光部２１において、分離層３７上に光吸収層３６を形成し、更に貫通孔２０ｃ，２０ｄを形成する。光吸収層３６は、エッチングによって上述した形状とされる。貫通孔２０ｃ，２０ｄは、エッチングによって上述した位置に形成される。続いて、図１９に示されるように、第１スリット２０ａ，２０ｂを形成し、更に、第１スリット２０ａ，２０ｂ、並びに、貫通孔２０ｃ，２０ｄからエッチングを進行させ、犠牲層６９を除去することで、空隙Ｓ１を形成する。第１スリット２０ａ，２０ｂは、エッチングによって上述した位置に形成される。

なお、リファレンス素子４０の製造方法は、分離層３７上に光吸収層３６を形成する代わりに、分離層９７上に光反射層９６を形成する点、及び光反射層６１を形成しない点で、上述した光検出素子１０の製造方法と相違している。なお、二次元マトリックス状に配置される複数の光検出素子１０、及び１次元に配置される複数のリファレンス素子４０の製造は、基板２に対して同時進行で実施される。

以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上述した実施形態に限定されるものではない。

図２０〜図２９には、リファレンス素子４０の第２膜体５０の変形例として、第２膜体５０Ａ〜第２膜体５０Ｊが示されている。図２０に示されるように、第２膜体５０Ａにおいて、第２ラインＬ２は、基板２の厚さ方向から見た場合に蛇行状に延在していなくてもよい。第２ラインＬ２は、基板２の厚さ方向から見た場合に第２膜体５０の重心位置Ｃ２を挟んで対向する対角間において延在していればよい。第２ラインＬ２は、例えば、第２対角線Ｄ２と重なっていてもよい。

また、図２１に示されるように、第２膜体５０Ｂにおいて、第２ラインＬ２は、基板２の厚さ方向から見た場合に本体部５１のほぼ全領域において蛇行状に延在していてもよい。また、本体部５１には、１つの貫通孔５０ｅが形成されていてもよい。貫通孔５０ｅは、第２膜体５０の重心位置Ｃ２に形成されていてもよい。

また、図２２に示されるように、第２膜体５０Ｃにおいて、一対の第２梁部５４，５５のそれぞれの長さが、一対の第１梁部２４，２５のそれぞれの長さよりも短くてもよい。この構成によれば、光検出素子１０の第１膜体２０と比較してリファレンス素子４０の第２膜体５０Ｃの変形が抑制されるため、リファレンス素子４０による補償精度をより確実に確保することができる。

また、図２３に示されるように、基板２の厚さ方向から見た場合における第２膜体５０Ｄの外形が、本体部５１によって多角形状（ここでは、矩形状）に形成されており、一対の第２電極ポスト７０，８０が、基板２と本体部５１における一対の角部のそれぞれとの間に配置されていてもよい。つまり、第２膜体５０Ｄは、第２接続部及び第２梁部を有しておらず、本体部５１のみによって構成されていてもよい。この構成によれば、光検出素子１０の第１膜体２０と比較してリファレンス素子４０の第２膜体５０Ｄの変形が抑制されるため、リファレンス素子４０による補償精度をより確実に確保することができる。

また、図２４に示されるように、第２膜体５０Ｅにおいて、第２配線層９１が、基板２の厚さ方向から見た場合に、第２ギャップＧ２に対して第２配線層９２とは反対側に広がっており、第２配線層９２が、基板２の厚さ方向から見た場合に、第２ギャップＧ２に対して第２配線層９１とは反対側に広がっていてもよい。この構成によれば、第２膜体５０Ｅの変形がより確実に抑制されるため、リファレンス素子４０による補償精度をより確実に確保することができる。

また、図２５に示されるように、第２膜体５０Ｆにおいて、一対の第２梁部５４，５５のそれぞれの長さが、一対の第１梁部２４，２５のそれぞれの長さよりも短い場合に、第２配線層９１が、基板２の厚さ方向から見た場合に、第２ギャップＧ２に対して第２配線層９２とは反対側に広がっており、第２配線層９２が、基板２の厚さ方向から見た場合に、第２ギャップＧ２に対して第２配線層９１とは反対側に広がっていてもよい。

また、図２６に示されるように、基板２の厚さ方向から見た場合における第２膜体５０Ｇの外形が、本体部５１によって多角形状（ここでは、矩形状）に形成されている場合において、第２配線層９１が、基板２の厚さ方向から見た場合に、第２ギャップＧ２に対して第２配線層９２とは反対側に広がっており、第２配線層９２が、基板２の厚さ方向から見た場合に、第２ギャップＧ２に対して第２配線層９１とは反対側に広がっていてもよい。

また、図２７に示されるように、リファレンス素子４０は、一対の第３電極ポスト７０Ｈ，８０Ｈを更に有していてもよい。一対の第３電極ポスト７０Ｈ，８０Ｈは、基板２と第２膜体５０Ｈとの間に配置され、第２膜体５０Ｈを支持すると共に一対の第２配線層９１，９２のそれぞれと電気的に接続されている。一対の第３電極ポスト７０Ｈ，８０Ｈは、基板２の厚さ方向から見た場合に、第２膜体５０Ｈにおける一対の第２電極ポスト７０，８０が位置している対角とは異なる対角に位置している。具体的には、第２膜体５０Ｈは、一対の第３接続部５６，５７と、一対の第３梁部５８，５９と、を更に有している。第３接続部５６，５７は、第２接続部５２，５３が位置している第２膜体５０Ｈの対角とは異なる対角に位置している。つまり、第３接続部５６，５７は、第２対角線Ｄ２とは異なる第３対角線Ｄ３に沿った方向における本体部５１の両側に位置している。そして、第３電極ポスト７０Ｈは、基板２と第３接続部５６との間に配置されている。第３電極ポスト８０Ｈは、基板２と第３接続部５７との間に配置されている。この構成によれば、第２膜体５０Ｈの変形がより確実に抑制されるため、リファレンス素子４０による補償精度をより確実に確保することができる。なお、第３梁部５８は、本体部５１と第３接続部５６との間に配置されている。第３梁部５９は、本体部５１と第３接続部５７との間に配置されている。

また、図２８に示されるように、第２膜体５０Ｉにおいて、リファレンス素子４０が、一対の第３電極ポスト７０Ｈ，８０Ｈを更に有している場合に、第２梁部５４，５５及び第３梁部５８，５９のそれぞれの長さが、第１梁部２４，２５のそれぞれの長さよりも短くてもよい。

また、図２９に示されるように、第２膜体５０Ｊにおいて、リファレンス素子４０が、一対の第３電極ポスト７０Ｈ，８０Ｈを更に有している場合に、基板２の厚さ方向から見た場合における第２膜体５０Ｊの外形が、本体部５１によって多角形状（ここでは、矩形状）に形成されていてもよい。

また、第１膜体２０及び第２膜体５０が、基板２の厚さ方向から見た場合に、例えば矩形状を呈している例を示したが、これに限定されない。第１膜体２０及び第２膜体５０のそれぞれは、基板２の厚さ方向から見た場合に、矩形状以外の多角形状を呈していてもよい。つまり、基板２の厚さ方向から見た場合における第１膜体２０及び第２膜体５０のそれぞれの外形は、多角形状に形成されていてもよい。この場合、少なくともリファレンス素子４０においては、第２ラインＬ２が、基板２の厚さ方向から見た場合に第２膜体５０の重心位置Ｃ２を挟んで対向する対角間において延在していればよい。

また、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合における本体部５１の外形が、多角形状（ここでは、八角形状、図７及び図８参照）を呈しており、第２ラインＬ２が、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合に本体部５１の重心位置を挟んで対向する対角間において延在していてもよい。この場合、リファレンス素子４０において、本体部５１の重心位置を挟んで対向する対角間において延在する第２ギャップＧ２を介して、一対の第２配線層９１，９２が互いに対向している。これによれば、第２ギャップＧ２が上記対角間以外において延在している場合に比べて、一対の第２配線層９１，９２がよりバランスよく本体部５１を支えることができる。これにより、本体部５１の変形（反り、撓み等）が抑制される。よって、リファレンス素子４０による補償精度を確保することができる。このような効果は、上述したように１つのリファレンス素子４０が複数の光検出素子１０に対する補償に用いられる場合に、特に顕著となる。

なお、上述したように、第２基板２０２の厚さ方向から見た場合における本体部５１の外形が多角形状を呈している場合、本体部５１の角部は、本体部５１の重心位置に向かって凹むように形成された角部を含んでいてもよい。つまり、第２ラインＬ２は、本体部５１の重心位置を挟み且つ本体部５１の重心位置に向かって凹むように形成された角部を含む対角間において延在していてもよい。また、第２梁部５４，５５は、本体部５１の外縁に沿って延在していなくてもよい。

また、基板２の厚さ方向から見た場合に、貫通孔２０ｃ，２０ｄ，５０ｃ，５０ｄは、楕円形又は四角形等の様々な形状を呈していてもよい。また、貫通孔２０ｃ，２０ｄ，５０ｃ，５０ｄが形成される位置は、限定されない。貫通孔２０ｃ，２０ｄ，５０ｃ，５０ｄは、受光部２１及び本体部５１のそれぞれの様々な位置に形成されていてもよい。

また、画素部３は、１つの光検出素子１０によって構成されており、リファレンス部４は、１つのリファレンス素子４０によって構成されていてもよい。

１…光検出器、７，８…第１電極ポスト、１０…光検出素子、２０…第１膜体、２１…受光部、２２，２３…第１接続部、２４，２５…第１梁部、３１，３２…第１配線層、３５…第１抵抗層、４０…リファレンス素子、５０…第２膜体、５１…本体部、５２，５３…第２接続部、５４，５５…第２梁部、７０，８０…第２電極ポスト、７０Ｈ，８０Ｈ…第３電極ポスト、９１，９２…第２配線層、９５…第２抵抗層、９６…光反射層、２０１…第１基板、２０１ａ…第１表面、２０２…第２基板、２０２ａ…第２表面、Ｃ１…重心位置、Ｃ２…重心位置、Ｇ１…第１ギャップ、Ｇ２…第２ギャップ、Ｌ１…第１ライン、Ｌ２…第２ライン、Ｓ１…空隙、Ｓ２…空隙。

Claims (9)

1. 受光による温度変化に基づいて光を検出するための光検出素子と、
   前記光検出素子における前記受光以外の要因による温度変化を補償するためのリファレンス素子と、を備え、
   前記光検出素子は、
   第１基板と、
   前記第１基板の第１表面との間に空隙が形成されるように前記第１表面上に配置された第１膜体と、を有し、
   前記第１膜体は、
   第１ラインに沿って延在する第１ギャップを介して互いに対向する一対の第１配線層と、
   前記一対の第１配線層のそれぞれと電気的に接続され、温度に依存する電気抵抗を有する第１抵抗層と、を含み、
   前記リファレンス素子は、
   第２基板と、
   前記第２基板の第２表面との間に空隙が形成されるように前記第２表面上に配置された第２膜体と、を有し、
   前記第２膜体は、
   第２ラインに沿って延在する第２ギャップを介して互いに対向する一対の第２配線層と、
   前記一対の第２配線層のそれぞれと電気的に接続され、温度に依存する電気抵抗を有する第２抵抗層と、を含み、
   前記第２表面に垂直な方向から見た場合における前記第２膜体の外形は、多角形状を呈しており、
   前記第２ラインは、前記第２表面に垂直な方向から見た場合に前記第２膜体の重心位置を挟んで対向する対角間において延在している、光検出器。
2. 前記第２ラインは、前記第２表面に垂直な方向から見た場合に蛇行状に延在している、請求項１に記載の光検出器。
3. 前記第１膜体は、
   前記一対の第１配線層のそれぞれと前記第１抵抗層との電気的な接続領域を含む受光部と、
   一対の第１接続部と、
   前記受光部と前記一対の第１接続部のそれぞれとの間に配置された一対の第１梁部と、を有し、
   前記光検出素子は、
   前記第１基板と前記一対の第１接続部のそれぞれとの間に配置され、前記第１膜体を支持すると共に、前記一対の第１配線層のそれぞれと電気的に接続された一対の第１電極ポストを更に有し、
   前記第２膜体は、
   前記一対の第２配線層のそれぞれと前記第２抵抗層との電気的な接続領域を含む本体部と、
   一対の第２接続部と、
   前記本体部と前記一対の第２接続部のそれぞれとの間に配置された一対の第２梁部と、を有し、
   前記第２表面に垂直な方向から見た場合における前記第２膜体の前記外形は、前記本体部、前記一対の第２接続部、及び前記一対の第２梁部によって前記多角形状に形成されており、
   前記リファレンス素子は、
   前記第２基板と前記一対の第２接続部のそれぞれとの間に配置され、前記第２膜体を支持すると共に、前記一対の第２配線層のそれぞれと電気的に接続された一対の第２電極ポストを更に有し、
   前記一対の第２梁部のそれぞれの長さは、前記一対の第１梁部のそれぞれの長さよりも短い、請求項１又は２に記載の光検出器。
4. 前記第１膜体は、
   前記一対の第１配線層のそれぞれと前記第１抵抗層との電気的な接続領域を含む受光部と、
   一対の第１接続部と、
   前記受光部と前記一対の第１接続部のそれぞれとの間に配置された一対の第１梁部と、を有し、
   前記光検出素子は、
   前記第１基板と前記一対の第１接続部のそれぞれとの間に配置され、前記第１膜体を支持すると共に、前記一対の第１配線層のそれぞれと電気的に接続された一対の第１電極ポストを更に有し、
   前記第２膜体は、
   前記一対の第２配線層のそれぞれと前記第２抵抗層との電気的な接続領域を含む本体部を有し、
   前記第２表面に垂直な方向から見た場合における前記第２膜体の前記外形は、前記本体部によって前記多角形状に形成されており、
   前記リファレンス素子は、
   前記第２基板と前記本体部における一対の角部のそれぞれとの間に配置され、前記第２膜体を支持すると共に、前記一対の第２配線層のそれぞれと電気的に接続された一対の第２電極ポストを更に有する、請求項１又は２に記載の光検出器。
5. 前記リファレンス素子は、前記第２膜体における前記第２基板とは反対側の表面に形成された光反射層を更に有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光検出器。
6. 前記一対の第２配線層の一方は、前記第２表面に垂直な方向から見た場合に、前記第２ギャップに対して前記一対の第２配線層の他方とは反対側に広がっており、
   前記一対の第２配線層の前記他方は、前記第２表面に垂直な方向から見た場合に、前記第２ギャップに対して前記一対の第２配線層の前記一方とは反対側に広がっている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光検出器。
7. 前記リファレンス素子は、
   前記第２基板と前記第２膜体との間に配置され、前記第２膜体を支持すると共に、前記一対の第２配線層のそれぞれと電気的に接続された一対の第３電極ポストを更に有し、
   前記一対の第２電極ポストは、前記第２表面に垂直な方向から見た場合に前記第２膜体の前記対角に位置しており、
   前記一対の第３電極ポストは、前記第２表面に垂直な方向から見た場合に前記第２膜体の前記対角とは異なる対角に位置している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光検出器。
8. 前記第１表面に垂直な方向から見た場合における前記第１膜体の外形は、多角形状を呈しており、
   前記第１ラインは、前記第１表面に垂直な方向から見た場合に前記第１膜体の重心位置を挟んで対向する対角間において延在している、請求項１〜７の何れか一項に記載の光検出器。
9. 受光による温度変化に基づいて光を検出するための光検出素子と、
   前記光検出素子における前記受光以外の要因による温度変化を補償するためのリファレンス素子と、を備え、
   前記光検出素子は、
   第１基板と、
   前記第１基板の第１表面との間に空隙が形成されるように前記第１表面上に配置された第１膜体と、を有し、
   前記第１膜体は、
   第１ラインに沿って延在する第１ギャップを介して互いに対向する一対の第１配線層と、
   前記一対の第１配線層のそれぞれと電気的に接続され、温度に依存する電気抵抗を有する第１抵抗層と、を含み、
   前記第１膜体は、前記一対の第１配線層のそれぞれと前記第１抵抗層との電気的な接続領域を含む受光部を有し、
   前記リファレンス素子は、
   第２基板と、
   前記第２基板の第２表面との間に空隙が形成されるように前記第２表面上に配置された第２膜体と、を有し、
   前記第２膜体は、
   第２ラインに沿って延在する第２ギャップを介して互いに対向する一対の第２配線層と、
   前記一対の第２配線層のそれぞれと電気的に接続され、温度に依存する電気抵抗を有する第２抵抗層と、を含み、
   前記第２膜体は、前記一対の第２配線層のそれぞれと前記第２抵抗層との電気的な接続領域を含む本体部を有し、
   前記第２表面に垂直な方向から見た場合における前記本体部の外形は、多角形状を呈しており、
   前記第２ラインは、前記第２表面に垂直な方向から見た場合に前記本体部の重心位置を挟んで対向する対角間において延在している、光検出器。

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