KR20130031342A - 적외선 센서 - Google Patents
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Abstract
IC칩의 발열에 기인한 적외선 센서칩의 면 내에서의 S/N비의 편차를 억제하는 것이 가능한 적외선 센서를 제공한다. 적외선 센서는, 서모파일(30a)에 의해 구성되는 감온부(30)를 구비하는 복수의 화소부(2)가 반도체 기판(1)의 일 표면측에서 어레이 형상으로 배치된 적외선 센서칩(100)과, 적외선 센서칩(100)의 출력 신호를 신호 처리하는 IC칩(102)을 구비한다. 패키지(103)는, 적외선 센서칩(100) 및 IC칩(102)이 병설되어 실장된 패키지 본체(104)와, 적외선을 투과하는 렌즈(153)를 갖고 패키지 본체(104)에 기밀적으로 접합된 패키지 덮개(105)를 가진다. 패키지(103) 내에, 적외선 센서칩(100)으로의 적외선이 통하는 창 구멍(108)을 갖고 IC칩(102)의 발열에 따른 각 화소부(2)의 온접점 T1 및 냉접점 T2의 온도 변화량을 균일화하는 커버 부재(106)를 마련하고 있다.
Description
본 발명은 적외선 센서에 관한 것이다.
종래부터, 서모파일(thermopile)로 이루어지는 감온부(感溫部)를 구비하는 복수의 화소부가 실리콘 기판의 일 표면측에서 어레이 형상으로 배치된 적외선 센서칩과, 이 적외선 센서칩의 출력 신호를 신호 처리하는 IC칩과, 적외선 센서칩 및 IC칩이 수납된 패키지를 구비한 적외선 센서(적외선 센서 모듈)가 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 제2010-78451호 공보 참조).
상술한 패키지는, 적외선 센서칩 및 IC칩이 가로로 나열되어 실장된 패키지 본체와, 이 패키지 본체와의 사이에 적외선 센서칩 및 IC칩을 둘러싸는 형태로 패키지 본체에 덮도록 장착된 패키지 덮개로 구성되어 있다. 여기에서, 패키지 덮개는 적외선 센서칩에서의 검지 대상의 적외선을 수속(收束)하는 렌즈를 구비하고 있다. 요컨대, 패키지 덮개는 적외선 센서칩에서의 검지 대상의 적외선을 투과하는 기능을 갖고 있다.
상술한 적외선 센서칩은, 각 화소부에서 감온부를 구비한 열형 적외선 검출부가 실리콘 기판의 상기 일 표면측에 형성되어 실리콘 기판에 지지되어 있다. 또한, 적외선 센서칩은 실리콘 기판에서 열형 적외선 검출부의 일부의 바로 아래에 공동부가 형성되어 있다. 또한, 적외선 센서칩은, 감온부를 구성하고 있는 서모파일의 온접점(溫接點)이, 열형 적외선 검출부에서 공동부와 겹치는 영역에 형성되고, 냉접점(冷接點)이 열형 적외선 검출부에서 공동부와 겹치지 않는 영역에 형성되어 있다. 또, 적외선 센서칩은, 실리콘 기판의 상기 일 표면측에서, 각 화소부 각각에 화소부 선택용의 스위칭 소자인 MOS 트랜지스터가 형성되어 있다.
상술한 적외선 센서에서는, 적외선 센서칩과 IC칩이 1개의 패키지 내에 수납되어 있어, 적외선 센서칩과 IC칩 사이의 배선을 짧게 할 수 있기 때문에, 외래 노이즈의 영향을 저감할 수 있어, 노이즈 내성을 향상시킬 수 있다.
그러나, 이 적외선 센서에서는, 적외선 센서칩의 각 화소부 각각의 출력 신호(출력 전압)에, IC칩의 발열에 기인한 오프셋 전압을 포함하게 되고, 게다가, 각 화소부 사이에서 S/N비가 고르지 않게 된다. 요컨대, 적외선 센서칩의 면 내에서 S/N비가 고르지 않게 된다. 여기에서, IC칩으로부터 패키지 본체를 통하는 경로에 의해 적외선 센서칩의 실리콘 기판으로 전해지는 열은, 주로 냉접점의 온도를 상승시키므로 마이너스의 오프셋 전압을 발생시키는 요인으로 된다. 한편, IC칩으로부터의 패키지 내의 매체(예를 들면, 질소 가스 등)를 거친 열전도나 열복사에 의해 적외선 센서칩에 전해지는 열은 주로 온접점의 온도를 상승시키기 때문에, 플러스의 오프셋 전압을 발생시키는 요인으로 된다.
본 발명은 상기 사유를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 IC칩의 발열에 기인한 적외선 센서칩의 면 내에서의 S/N비의 편차를 억제하는 것이 가능한 적외선 센서를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 적외선 센서는, 서모파일에 의해 구성되는 감온부를 구비하는 복수의 화소부가 반도체 기판의 일 표면측에서 어레이 형상으로 배치된 적외선 센서칩과, 상기 적외선 센서칩의 출력 신호를 신호 처리하는 IC칩과, 상기 적외선 센서칩 및 상기 IC칩이 수납된 패키지를 구비하며, 상기 패키지는, 상기 적외선 센서칩 및 상기 IC칩이 가로로 나열되어 실장된 패키지 본체와, 상기 적외선 센서칩에서의 검지 대상의 적외선을 투과하는 기능을 갖고 상기 패키지 본체와의 사이에 상기 적외선 센서칩 및 상기 IC칩을 둘러싸는 형태로 상기 패키지 본체에 기밀하게 접합된 패키지 덮개를 구비하고, 상기 패키지 내에, 상기 적외선 센서칩으로의 적외선을 통과하는 창 구멍을 갖고 상기 IC칩의 발열에 따른 상기 각 화소부의 온접점 및 냉접점의 온도 변화량을 균일화하는 커버 부재를 마련하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이 적외선 센서에서, 상기 커버 부재는, 상기 적외선 센서칩의 앞쪽에 위치하고 상기 창 구멍이 형성된 전판부(前板部)와, 상기 전판부의 외주 둘레로부터 뒤쪽으로 연장되어 마련되고 상기 IC칩과 상기 적외선 센서칩 사이에서 상기 패키지 본체에 접합된 측판부로 구성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 이 적외선 센서에서, 상기 패키지 본체는 상기 적외선 센서칩을 실장하는 제 1 영역의 표면보다 상기 IC칩을 실장하는 제 2 영역의 표면을 후퇴시키고 있고, 상기 커버 부재는, 상기 적외선 센서칩의 앞쪽에 위치하고 상기 창 구멍이 형성된 전판부와, 상기 전판부의 외주 둘레로부터 뒤쪽으로 연장되어 마련되고 상기 적외선 센서칩과 상기 IC칩의 가로 설치 방향에 따른 상기 적외선 센서칩의 양측면 각각의 옆쪽에 위치하고 상기 패키지 본체에 접합된 2개의 측판부를 구비하며, 상기 전판부는 상기 전판부의 외주선의 투영 영역 내에 상기 적외선 센서칩 및 상기 IC칩이 들어가는 크기로 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
이 적외선 센서에서, 상기 커버 부재는, 상기 전판부의 상기 창 구멍이 직사각형 형상이고, 평면에서 보아 상기 창 구멍의 상기 IC칩측의 내주선이 상기 적외선 센서칩의 상기 IC칩측의 외주선보다 상기 IC칩측에 있는 것이 바람직하다.
이 적외선 센서에서, 상기 커버 부재는 상기 적외선 센서칩의 앞쪽에 위치하고 상기 창 구멍이 형성된 전판부와, 상기 전판부로부터 뒤쪽으로 연장되어 접하고 상기 패키지 본체에 접합된 측판부를 구비하는 것이 바람직하다.
이 적외선 센서에서, 상기 커버 부재는 상기 적외선 센서칩과 상기 IC칩의 양쪽에 근접하여 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이 적외선 센서에서, 상기 전판부는 이 전판부의 외주선의 투영 영역 내에 적어도 상기 적외선 센서칩이 들어가는 크기로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 적외선 센서에서, 상기 커버 부재는 도전성 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 적외선 센서에서, 상기 커버 부재는 도전성 재료에 의해서 상기 패키지 본체에 접합되어 있는 것이 바람직하다.
이 적외선 센서에서, 상기 패키지 본체는 절연 재료로 이루어지는 기체(基體)와, 금속 재료로 이루어지는 전자 실드층을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명은 IC칩의 발열에 기인한 적외선 센서칩의 면 내에서의 S/N비의 편차를 억제하는 것이 가능해진다.
도 1은 실시 형태 1의 적외선 센서에 관한 것으로, 도 1(a)는 일부 파단한 개략 사시도, 도 1(b)는 패키지 덮개를 분리한 상태의 개략 사시도, 도 1(c)는 패키지 덮개를 분리한 상태의 개략 측면도, 도 1(d)는 개략 단면도, 도 1(e)는 적외선 센서칩의 주요부 개략 단면도이다.
도 2는 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 평면 레이아웃도이다.
도 3은 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 화소부의 평면 레이아웃도이다.
도 4는 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 화소부의 평면 레이아웃도이다.
도 5는 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 화소부의 주요부를 나타내고, 도 5(a)는 평면 레이아웃도, 도 5(b)는 도 5(a)의 D-D' 단면에 대응하는 개략 단면도이다.
도 6은 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 화소부의 주요부의 평면 레이아웃도이다.
도 7은 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 화소부의 주요부의 평면 레이아웃도이다.
도 8은 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 화소부의 주요부를 나타내며, 도 8(a)는 평면 레이아웃도, 도 8(b)는 도 8(a)의 D-D' 단면에 대응하는 개략 단면도이다.
도 9는 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 냉접점을 포함한 주요부를 나타내며, 도 9(a)는 평면 레이아웃도, 도 9(b)는 개략 단면도이다.
도 10은 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 온접점을 포함한 주요부를 나타내며, 도 10(a)는 평면 레이아웃도, 도 10(b)는 개략 단면도이다.
도 11은 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 화소부의 주요부의 개략 단면도이다.
도 12는 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 화소부의 주요부의 개략 단면도이다.
도 13(a) 및 도 13(b)는 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 주요부를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 등가 회로도이다.
도 15(a) 및 도 15(b)는 상기에 있어서의 적외선 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 주요 공정 단면도이다.
도 16(a) 및 도 16(b)는, 상기에 있어서의 적외선 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 주요 공정 단면도이다.
도 17(a) 및 도 17(b)는 상기에 있어서의 적외선 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 주요 공정 단면도이다.
도 18(a) 및 도 18(b)는 상기에 있어서의 적외선 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 주요 공정 단면도이다.
도 19는 실시 형태 2의 적외선 센서에 관한 것으로, 도 19(a)는 일부 파단한 개략 사시도, 도 19(b)는 패키지 덮개를 분리한 상태의 개략 사시도, 도 19(c)는 패키지 덮개를 분리한 상태의 개략 측면도, 도 19(d)는 개략 단면도, 도 19(e)는 적외선 센서칩의 주요부 개략 단면도이다.
도 20은 실시 형태 3의 적외선 센서에 관한 것으로, 도 20(a)는 일부 파단한 개략 사시도, 도 20(b)는 패키지 덮개를 분리한 상태의 개략 사시도, 도 20(c)는 패키지 덮개를 분리한 상태의 개략 측면도, 도 20(d)는 개략 단면도, 도 20(e)는 적외선 센서칩의 주요부 개략 단면도이다.
도 21은 실시 형태 4의 적외선 센서에 관한 것으로, 도 21(a)는 일부 파단한 개략 사시도, 도 21(b)는 패키지 덮개를 분리한 상태의 개략 사시도, 도 21(c)는 패키지 덮개를 분리한 상태의 개략 측면도, 도 21(d)는 개략 단면도, 도 21(e)는 적외선 센서칩의 주요부 개략 단면도이다.
도 2는 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 평면 레이아웃도이다.
도 3은 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 화소부의 평면 레이아웃도이다.
도 4는 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 화소부의 평면 레이아웃도이다.
도 5는 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 화소부의 주요부를 나타내고, 도 5(a)는 평면 레이아웃도, 도 5(b)는 도 5(a)의 D-D' 단면에 대응하는 개략 단면도이다.
도 6은 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 화소부의 주요부의 평면 레이아웃도이다.
도 7은 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 화소부의 주요부의 평면 레이아웃도이다.
도 8은 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 화소부의 주요부를 나타내며, 도 8(a)는 평면 레이아웃도, 도 8(b)는 도 8(a)의 D-D' 단면에 대응하는 개략 단면도이다.
도 9는 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 냉접점을 포함한 주요부를 나타내며, 도 9(a)는 평면 레이아웃도, 도 9(b)는 개략 단면도이다.
도 10은 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 온접점을 포함한 주요부를 나타내며, 도 10(a)는 평면 레이아웃도, 도 10(b)는 개략 단면도이다.
도 11은 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 화소부의 주요부의 개략 단면도이다.
도 12는 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 화소부의 주요부의 개략 단면도이다.
도 13(a) 및 도 13(b)는 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 주요부를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 상기에 있어서의 적외선 센서칩의 등가 회로도이다.
도 15(a) 및 도 15(b)는 상기에 있어서의 적외선 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 주요 공정 단면도이다.
도 16(a) 및 도 16(b)는, 상기에 있어서의 적외선 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 주요 공정 단면도이다.
도 17(a) 및 도 17(b)는 상기에 있어서의 적외선 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 주요 공정 단면도이다.
도 18(a) 및 도 18(b)는 상기에 있어서의 적외선 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 주요 공정 단면도이다.
도 19는 실시 형태 2의 적외선 센서에 관한 것으로, 도 19(a)는 일부 파단한 개략 사시도, 도 19(b)는 패키지 덮개를 분리한 상태의 개략 사시도, 도 19(c)는 패키지 덮개를 분리한 상태의 개략 측면도, 도 19(d)는 개략 단면도, 도 19(e)는 적외선 센서칩의 주요부 개략 단면도이다.
도 20은 실시 형태 3의 적외선 센서에 관한 것으로, 도 20(a)는 일부 파단한 개략 사시도, 도 20(b)는 패키지 덮개를 분리한 상태의 개략 사시도, 도 20(c)는 패키지 덮개를 분리한 상태의 개략 측면도, 도 20(d)는 개략 단면도, 도 20(e)는 적외선 센서칩의 주요부 개략 단면도이다.
도 21은 실시 형태 4의 적외선 센서에 관한 것으로, 도 21(a)는 일부 파단한 개략 사시도, 도 21(b)는 패키지 덮개를 분리한 상태의 개략 사시도, 도 21(c)는 패키지 덮개를 분리한 상태의 개략 측면도, 도 21(d)는 개략 단면도, 도 21(e)는 적외선 센서칩의 주요부 개략 단면도이다.
(실시 형태 1)
이하, 본 실시 형태의 적외선 센서에 대해 도 1~도 14를 참조하면서 설명한다.
본 실시 형태의 적외선 센서는 적외선 센서칩(100)과, 이 적외선 센서칩(100)의 출력 신호를 신호 처리하는 IC칩(102)과, 적외선 센서칩(100) 및 IC칩(102)이 수납된 패키지(103)를 구비하고 있다. 또한, 적외선 센서는 절대 온도를 측정하는 서미스터(101)도 패키지(103)에 수납되어 있다.
적외선 센서칩(100)은, 도 1(e)에 나타내는 바와 같이, 서모파일(30a)을 갖는 열형 적외선 검출부(3)가 실리콘 기판으로 이루어지는 반도체 기판(1)의 일 표면측(전면측)에 형성되어 있다.
패키지(103)는, 적외선 센서칩(100) 및 IC칩(102) 및 서미스터(101)가 실장된 패키지 본체(104)와, 패키지 본체(104)와의 사이에 적외선 센서칩(100) 및 IC칩(102) 및 서미스터(101)를 둘러싸는 형태로 패키지 본체(104)에 기밀하게 접합된 패키지 덮개(105)를 갖고 있다.
패키지 본체(104)는 IC칩(102)과 적외선 센서칩(100)이 병설되어 실장되어 있다. 또한, 패키지 본체(104)는, 적외선 센서칩(100)과 서미스터(101)가, IC칩(102)과 적외선 센서칩(100)의 가로 설치 방향과는 직교하는 방향에서 병설되어 실장되어 있다. 한편, 패키지 덮개(105)는 적외선 센서칩(100)에서의 검지 대상의 적외선을 투과하는 기능 및 도전성을 갖고 있다.
패키지 덮개(105)는, 패키지 본체(104)의 상기 일 표면측(전면측)에 덮도록 장착된 메탈 캡(152)과, 메탈 캡(152)에서 적외선 센서칩(100)에 대응하는 부위에 형성된 개구창(152a)을 닫는 렌즈(153)로 구성되어 있다. 여기에서, 렌즈(153)가, 적외선을 투과하는 기능을 가짐과 아울러, 적외선 센서칩(100)으로 적외선을 수속하는 기능을 갖고 있다.
또한, 적외선 센서는, 패키지(103) 내에, IC칩(102)의 발열에 따른 각 화소부(2)의 온접점 T1 및 냉접점 T2의 온도 변화량을 균일화하는 커버 부재(106)를 마련하고 있다. 여기에서, 커버 부재(106)는 적외선 센서칩(100)으로의 적외선을 통과하는 창 구멍(108)을 갖고 있다. 즉, 각 화소부(2)에서는, IC칩(102)의 발열에 기인하여, 온접점 T1과 냉접점 T2 사이에 온도차 ΔT가 생길 수 있다. 본 실시 형태에서는, 커버 부재(106)를 마련하는 것에 의해서, 각 화소부(2)간에서의 상기 온도차 ΔT(IC칩(102)의 발열에 기인하는 온접점 T1와 냉접점 T2간의 온도차 ΔT)의 편차를 작게 할 수 있다.
또, IC칩(102)의 발열에 따른 각 화소부(2)의 온접점 T1 및 냉접점 T2의 온도 변화량을 균일화하는 커버 부재(106)는 옵션이다. 커버 부재(106)는, 후술하는 바와 같이, 적외선 센서칩(100)의 앞쪽에 위치하고 창 구멍(108)이 형성된 전판부(107)와, 전판부로부터 뒤쪽으로 연장되어 접하고 패키지 본체(104)에 접합된 측판부(109)를 구비하고 있다. 이 커버 부재(106)는 적외선 센서칩(100)과 IC칩(102)의 양쪽에 근접하여 배치되어 있다.
이하, 각 구성요소에 대해 더 설명한다.
적외선 센서칩(100)은, 열형 적외선 검출부(3)와 화소 선택용의 스위칭 소자인 MOS 트랜지스터(4)를 갖는 복수의 화소부(2)가 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에서 어레이 형상(여기서는, 2차원 어레이 형상)으로 배열되어 있다(도 2 참조). 본 실시 형태에서는, 1개의 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에 m×n개(도 2에 나타낸 예에서는, 8×8개)의 화소부(2)가 형성되어 있지만, 화소부(2)의 수나 배열은 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시 형태에서는, 열형 적외선 검출부(3)의 감온부(30)가, 복수개(여기서는, 6개)의 서모파일(30a)(도 3 참조)을 직렬 접속하는 것에 의해 구성되어 있다. 도 14에서는, 열형 적외선 검출부(3)에서의 감온부(30)의 등가 회로를, 당해 감온부(30)의 열 기전력에 대응하는 전압원으로 나타내고 있다.
또한, 적외선 센서칩(100)은, 도 3, 도 5 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 각 열의 복수의 열형 적외선 검출부(3)의 감온부(30)의 일단(一端)이 상술한 MOS 트랜지스터(4)를 거쳐서 각 열마다 공통 접속된 복수의 수직 판독선(7)과, 각 행의 열형 적외선 검출부(3)의 감온부(30)에 대응하는 MOS 트랜지스터(4)의 게이트 전극(46)이 각 행마다 공통 접속된 복수의 수평 신호선(6)을 구비하고 있다. 또한, 적외선 센서칩(100)은, 각 열의 MOS 트랜지스터(4)의 p+형 웰 영역(41)이 각 열마다 공통 접속된 복수의 그라운드선(8)과, 각 그라운드선(8)이 공통 접속된 공통 그라운드선(9)을 구비하고 있다. 또, 적외선 센서칩(100)은, 각 열의 복수개의 열형 적외선 검출부(3)의 감온부(30)의 타단이 각 열마다 공통 접속된 복수의 기준 바이어스선(5)을 구비하고 있다. 그러나, 적외선 센서칩(100)은 모든 열형 적외선 검출부(3)의 감온부(30)의 출력을 시계열적으로 판독할 수 있도록 되어 있다. 요컨대, 적외선 센서칩(100)은, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에 열형 적외선 검출부(3)와 당해 열형 적외선 검출부(3)에 가로 마련되고 당해 열형 적외선 검출부(3)의 출력을 판독하기 위한 MOS 트랜지스터(4)를 갖는 복수의 화소부(2)가 형성되어 있다.
여기서, MOS 트랜지스터(4)는, 게이트 전극(46)이 수평 신호선(6)에 접속되고, 소스 전극(48)이 감온부(30)를 거쳐서 기준 바이어스선(5)에 접속되고, 드레인 전극(47)이 수직 판독선(7)에 접속되어 있다. 여기서, 각 수평 신호선(6) 각각은 각별(各別)한 화소 선택용의 패드 Vsel에 전기적으로 접속되고, 각 기준 바이어스선(5)은 공통 기준 바이어스선(5a)에 공통 접속되고, 각 수직 판독선(7) 각각은 각별한 출력용의 패드 Vout에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 공통 그라운드선(9)은 그라운드용의 패드 Gnd에 전기적으로 접속되고, 공통 기준 바이어스선(5a)은 기준 바이어스용의 패드 Vref와 전기적으로 접속되고, 반도체 기판(1)은 기판용의 패드 Vdd에 전기적으로 접속되어 있다.
그러나, MOS 트랜지스터(4)가, 순차적으로, 온 상태로 되도록 각 화소 선택용의 패드 Vsel의 전위를 제어함으로써 각 화소부(2)의 출력 전압을 순차적으로 판독할 수 있다. 예를 들면, 기준 바이어스용의 패드 Vref의 전위를 1.65V, 그라운드용의 패드 Gnd의 전위를 0V, 기판용의 패드 Vdd의 전위를 5V로 해 두고, 특정의 화소 선택용의 패드 Vsel의 전위를 5V라고 하면, 대응하는 MOS 트랜지스터(4)가 온으로 되어, 대응하는 출력용의 패드 Vout으로부터 화소부(2)의 출력 전압(1.65V＋감온부(30)의 출력 전압)이 판독된다. 또한, 화소 선택용의 패드 Vsel의 전위를 0V라고 하면, MOS 트랜지스터(4)가 오프로 되어, 출력용의 패드 Vout으로부터 화소부(2)의 출력 전압은 판독하지 못한다. 또, 도 2에서는, 도 14에서의 화소 선택용의 패드 Vsel, 기준 바이어스용의 패드 Vref, 그라운드용의 패드 Gnd, 출력용의 패드 Vout 등을 구별하지 않고 , 모두 패드(80)로서 도시되어 있다.
이하, 열형 적외선 검출부(3) 및 MOS 트랜지스터(4) 각각의 구조에 대해 설명한다. 또, 본 실시 형태에서는, 상술한 반도체 기판(1)으로서, 도전형이 n형이고 상기 일 표면이 (100)면인 단결정 실리콘 기판을 이용하고 있다.
각 화소부(2)의 열형 적외선 검출부(3)는, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에서 열형 적외선 검출부(3)의 형성용 영역 A1(도 5 참조)에 형성되어 있다. 또한, 각 화소부(2)의 MOS 트랜지스터(4)는 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에서 MOS 트랜지스터(4)의 형성용 영역 A2(도 5 참조)에 형성되어 있다.
적외선 센서칩(100)은 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에서 각 열형 적외선 검출부(3)의 일부의 바로 아래에 공동부(11)가 형성되어 있다. 열형 적외선 검출부(3)는, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에서 공동부(11)의 코너부에 형성된 지지부(3d)와, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에서 평면에서 보아 공동부(11)를 덮는 제 1 박막 구조부(3a)를 구비하고 있다. 제 1 박막 구조부(3a)는 적외선을 흡수하는 적외선 흡수부(33)를 구비하고 있다. 여기서, 제 1 박막 구조부(3a)는, 공동부(11)의 둘레 방향(도 3에서의, 지면에 대해 수평 방향)을 따라 가로 마련되고 지지부(3d)로 지지된 복수의 제 2 박막 구조부(3aa)와, 인접하는 제 2 박막 구조부(3aa)끼리를 연결하는 연결편(3c)을 갖고 있다. 또, 도 3의 예의 열형 적외선 검출부(3)에서는, 복수의 선 형상의 슬릿(13)을 마련하는 것에 의해, 제 1 박막 구조부(3a)가 6개의 제 2 박막 구조부(3aa)로 분리되어 있다. 이하에서는, 적외선 흡수부(33)(제 1 적외선 흡수부(33)라고 칭함) 중 제 2 박막 구조부(3aa) 각각에 대응하여 분할된 각 부위를 제 2 적외선 흡수부(33a)라고 칭한다.
열형 적외선 검출부(3)는 제 2 박막 구조부(3aa)마다 서모파일(30a)이 마련되어 있다. 여기서, 서모파일(30a)은, 온접점 T1가 제 2 박막 구조부(3aa)에 마련되고, 냉접점 T2가 지지부(3d)에 마련되어 있다. 요컨대, 온접점 T1은 열형 적외선 검출부(3)에서 공동부(11)와 겹쳐지는 제 1 영역에 형성되고, 냉접점 T2는 열형 적외선 검출부(3)에서 공동부(11)와 겹쳐지지 않는 제 2 영역에 형성되어 있다.
요컨대, 적외선 센서칩(100)은 복수의 화소부(2)를 구비하고 있다. 화소부(2)는 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측(전면측)에 형성된 열형 적외선 검출부(3)를 구비한다. 열형 적외선 검출부(3)는 감온부(30)를 구비한다. 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에서 열형 적외선 검출부(3)의 일부에 대응하는 부위에는, 공동부(11)가 형성되어 있다. 그리고, 감온부(30)의 온접점 T1은 열형 적외선 검출부(3)에서 공동부(11)와 겹쳐지는 제 1 영역에 형성되고, 감온부(30)의 냉접점 T2는 열형 적외선 검출부(3)에서 공동부(11)와 겹쳐지지 않는 제 2 영역에 형성되어 있다.
또한, 열형 적외선 검출부(3)의 감온부(30)는, 각 서모파일(30a)마다 출력을 취출하는 경우에 비해 온도 변화에 대한 출력 변화가 커지는 접속 관계로, 모든 서모파일(30a)이 전기적으로 접속되어 있다. 도 3의 예에서는, 감온부(30)는, 6개의 서모파일(30a)을 직렬 접속하고 있다. 단, 상술한 접속 관계는 복수개의 서모파일(30a) 모두를 직렬 접속하는 접속 관계에 한정되지 않는다. 예를 들면, 각각 3개의 서모파일(30a)의 직렬 회로를 병렬 접속하면, 6개의 서모파일(30a)이 병렬 접속되어 있는 경우나, 각 서모파일(30a)마다 출력을 취출하는 경우에 비해, 감도를 높일 수 있다. 또한, 6개의 서모파일(30a)의 모두가 직렬 접속되어 있는 경우에 비해, 감온부(30)의 전기 저항을 낮게 할 수 있어 열잡음이 저감되기 때문에, S/N비가 향상된다.
여기서, 열형 적외선 검출부(3)에서는, 제 2 박막 구조부(3aa)마다, 지지부(3d)와 제 2 적외선 흡수부(33a)를 연결하는 2개의 평면에서 보아 직사각형 형상의 브릿지부(3bb, 3bb)가 공동부(11)의 둘레 방향으로 이격되어 형성되어 있다. 즉, 제 2 박막 구조부(3aa)의 각각은 제 2 적외선 흡수부(33a)와 2개의 브릿지부(3bb, 3bb)를 구비한다. 이것에 의해, 2개의 브릿지부(3bb, 3bb)와 제 2 적외선 흡수부(33a)를 공간적으로 분리하여 공동부(11)에 연통되는 평면에서 보아 C자형의 슬릿(14)이 형성되어 있다. 열형 적외선 검출부(3) 중, 평면에서 보아 제 1 박막 구조부(3a)를 둘러싸는 부위인 지지부(3d)는 직사각형 프레임형의 형상으로 되어 있다. 또, 브릿지부(3bb)는, 상술한 각 슬릿(13, 14)에 의해, 제 2 적외선 흡수부(33a) 및 지지부(3d) 각각과의 연결 부위 이외의 부분이 제 2 적외선 흡수부(33a) 및 지지부(3d)와 공간적으로 분리되어 있다. 여기서, 제 2 박막 구조부(3aa)는, 지지부(3d)로부터의 연장 방향의 치수를 93㎛, 이 연장 방향에 직교하는 폭 방향의 치수를 75㎛로 하고, 각 브릿지부(3bb)의 폭 치수를 23㎛, 각 슬릿(13, 14)의 폭을 5㎛로 설정하고 있지만, 이들 값은 일례로서 특별히 한정되는 것은 아니다.
제 1 박막 구조부(3a)는, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에 형성된 실리콘 산화막(1b)과, 당해 실리콘 산화막(1b) 상에 형성된 실리콘 질화막(32)과, 당해 실리콘 질화막(32) 상에 형성된 감온부(30)와, 실리콘 질화막(32)의 표면측에서 감온부(30)를 덮도록 형성된 층간 절연막(50)과, 층간 절연막(50) 상에 형성된 패시베이션막(60)의 적층 구조부를 패터닝하는 것에 의해 형성되어 있다. 층간 절연막(50)은 BPSG막에 의해 구성하고, 패시베이션막(60)은 PSG막과 당해 PSG막 상에 형성된 NSG막의 적층막에 의해 구성되어 있지만, 이것에 한정하지 않고, 예를 들면, 실리콘 질화막에 의해 구성되더라도 좋다.
상술한 열형 적외선 검출부(3)에서는, 제 1 박막 구조부(3a)의 브릿지부(3bb, 3bb) 이외의 부위가 제 1 적외선 흡수부(33)를 구성하고 있다. 또한, 지지부(3d)는 실리콘 산화막(1b)과 실리콘 질화막(32)과 층간 절연막(50)과 패시베이션막(60)으로 구성되어 있다.
또한, 적외선 센서칩(100)은, 층간 절연막(50)으로 패시베이션막(60)의 적층막이, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에서, 열형 적외선 검출부(3)의 형성용 영역 A1과 MOS 트랜지스터(4)의 형성용 영역 A2에 걸쳐 형성되어 있고, 이 적층막 중, 열형 적외선 검출부(3)의 형성용 영역 A1에 형성된 부분이 적외선 흡수막(70)(도 5(b) 참조)을 겸하고 있다. 여기서, 적외선 흡수막(70)의 굴절률을 n2, 검출 대상의 적외선의 중심 파장을 λ로 할 때, 적외선 흡수막(70)의 두께 t2를 λ/4n2로 설정하도록 하고 있기 때문에, 검출 대상의 파장(예를 들면, 8~12㎛)의 적외선의 흡수 효율을 높일 수 있어, 고감도화를 도모할 수 있다. 예를 들면, n2=1.4, λ=10㎛의 경우에는, t2≒1.8㎛로 하면 좋다. 또, 본 실시 형태에서는, 층간 절연막(50)의 막 두께를 0.8㎛, 패시베이션막(60)의 막 두께를 1㎛(PSG막의 막 두께를 0.5㎛, NSG막의 막 두께를 0.5㎛)로 하고 있다.
또한, 각 화소부(2)에서는, 공동부(11)의 내주 형상이 직사각형이고, 연결편(3c)은, 평면에서 보아 X자형으로 형성되어 있고, 제 2 박막 구조부(3aa)의 연장 방향(지지부(3d)로부터의 연장 방향)에 교차하는 경사 방향에서 인접하는 제 2 박막 구조부(3aa, 3aa)끼리, 제 2 박막 구조부(3aa)의 연장 방향에서 인접하는 제 2 박막 구조부(3aa, 3aa)끼리, 제 2 박막 구조부(3aa)의 연장 방향에 직교하는 방향에서 인접하는 제 2 박막 구조부(3aa, 3aa)끼리를 연결하고 있다.
서모파일(30a)은, 실리콘 질화막(32) 상에서 제 2 박막 구조부(3aa)와 지지부(3d)에 걸쳐 형성된 n형 폴리실리콘층(34)과 p형 폴리실리콘층(35)의 일단부끼리를 제 2 적외선 흡수부(33a)의 적외선 입사면측에서 금속 재료(예를 들면, Al-Si 등)로 이루어지는 접속부(제 1 접속부)(36)에 의해 전기적으로 접속된 복수개(도 3에 나타낸 예에서는, 각 서모파일(30a)에 대해 9개씩)의 열전쌍을 갖고 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, n형 폴리실리콘층(34)의 제 1 단부와 p형 폴리실리콘층(35)의 제 1 단부가 접속부(36)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 서모파일(30a)은 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에서 서로 이웃하는 열전쌍의 n형 폴리실리콘층(34)의 타단부(n형 폴리실리콘층(34)의 제 2 단부)와 p형 폴리실리콘층(35)의 타단부(p형 폴리실리콘층(35)의 제 2 단부)가 금속 재료(예를 들면, Al-Si 등)로 이루어지는 접속부(제 2 접속부)(37)에 의해 접합되어 전기적으로 접속되어 있다. 여기서, 서모파일(30a)은 n형 폴리실리콘층(34)의 상기 일단부와 p형 폴리실리콘층(35)의 상기 일단부와 접속부(36)로 온접점 T1을 구성하고 있다. 또한, n형 폴리실리콘층(34)의 상기 타단부와 p형 폴리실리콘층(35)의 상기 타단부와 접속부(37)로 냉접점 T2를 구성하고 있다. 요컨대, 서모파일(30a)의 각 온접점 T1은 열형 적외선 검출부(3)에서 공동부(11)와 겹쳐지는 영역에 형성되고, 각 냉접점 T2는 열형 적외선 검출부(3)에서 공동부(11)와 겹쳐지지 않는 영역에 형성되어 있다. 또, 본 실시 형태에 있어서의 적외선 센서칩(100)에서는, 서모파일(30a)의 각 n형 폴리실리콘층(34) 및 각 p형 폴리실리콘층(35) 각각에서, 상술한 브릿지부(3bb, 3bb)에 형성되어 있는 부위 및 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측의 실리콘 질화막(32) 상에 형성되어 있는 부위에서도 적외선을 흡수할 수 있다.
요컨대, 감온부(30)는 n형 폴리실리콘층(34) 및 p형 폴리실리콘층(35)을 구비하는 적어도 1개의 열전쌍을 가진다. 이 열전쌍의 온접점 T1은 열형 적외선 검출부(3)에서 공동부(11)와 겹쳐지는 제 1 영역에 형성되고, 이 열전쌍의 냉접점 T2는 열형 적외선 검출부(3)에서 공동부(11)와 겹쳐지지 않는 제 2 영역에 형성되어 있다.
또한, 적외선 센서칩(100)은, 공동부(11)의 형상이 사각뿔 형상이고, 평면에서 본 중앙부쪽이 둘레부에 비해 깊이 치수가 커져 있기 때문에, 제 1 박막 구조부(3a)의 중앙부에 온접점 T1이 모이도록 각 화소부(2)에서의 서모파일(30a)의 평면 레이아웃을 설계하고 있다. 즉, 도 3의 상하 방향에서의 한가운데의 2개의 제 2 박막 구조부(3aa)에서는, 도 3 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 3개의 제 2 박막 구조부(3aa)의 병설 방향(도 3의 상하 방향)을 따라 온접점 T1을 나열하여 배치하고 있는데 반해, 당해 상하 방향에서의 위쪽의 2개의 제 2 박막 구조부(3aa)에서는, 도 3 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 3개의 제 2 박막 구조부(3aa)의 병설 방향에서 한가운데의 제 2 박막 구조부(3aa)에 가까운 쪽(도 3에서의 아래쪽)에 온접점 T1을 집중하여 배치하고 있으며, 당해 상하 방향에서의 아래쪽의 2개의 제 2 박막 구조부(3aa)에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 3개의 제 2 박막 구조부(3aa)의 병설 방향에서 한가운데의 제 2 박막 구조부(3aa)에 가까운 쪽(도 3에서의 위쪽)에 온접점 T1을 집중하여 배치하고 있다. 그러나, 본 실시 형태에 있어서의 적외선 센서칩(100)에서는, 도 3의 상하 방향에서의 위쪽, 아래쪽의 제 2 박막 구조부(3aa)의 복수의 온접점 T1의 배치가, 한가운데의 제 2 박막 구조부(3aa)의 복수의 온접점 T1의 배치와 동일한 경우에 비해, 온접점 T1의 온도 변화를 크게 할 수 있기 때문에, 감도를 향상시킬 수 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 공동부(11)의 최심부의 깊이를 소정 깊이 dp(도 5(b) 참조)로 할 때, 소정 깊이 dp를 200㎛로 설정하고 있지만, 이 값은 일례이며, 특별히 한정하는 것은 아니다.
또한, 제 2 박막 구조부(3aa)는, 실리콘 질화막(32)의 적외선 입사면측에서 서모파일(30a)을 형성하고 있지 않은 영역에, 제 2 박막 구조부(3aa)의 휨을 억제함과 아울러 적외선을 흡수하는 n형 폴리실리콘층으로 이루어지는 적외선 흡수층(39)(도 1, 도 3, 도 5 및 도 11 참조)이 형성되어 있다. 또한, 인접하는 제 2 박막 구조부(3aa, 3aa)끼리를 연결하는 연결편(3c)에는, 당해 연결편(3c)을 보강하는 n형 폴리실리콘층으로 이루어지는 보강층(39b)(도 8 참조)이 마련되어 있다. 여기서, 보강층(39b)은 적외선 흡수층(39)과 연속 일체로 형성되어 있다. 그러나, 적외선 센서칩(100)에서는, 연결편(3c)이 보강층(39b)에 의해 보강되어 있기 때문에, 사용 중의 외부의 온도 변화나 충격에 기인하여 발생하는 응력에 의한 파손을 방지할 수 있고, 또한, 제조시의 파손을 저감할 수 있어, 양품률의 향상을 도모할 수 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 도 8에 나타내는 연결편(3c)이 길이 치수 L1을 24㎛, 폭 치수 L2를 5㎛, 보강층(39b)의 폭 치수 L3을 1㎛로 설정하고 있지만, 이들 수치는 일례이며, 특별히 한정하는 것은 아니다. 단, 본 실시 형태와 같이 반도체 기판(1)으로서 실리콘 기판을 이용하고 있고, 보강층(39b)이 n형 폴리실리콘층에 의해 형성되는 경우에는, 공동부(11)의 형성시에 보강층(39b)이 에칭되는 것을 방지하기 위해서, 보강층(39b)의 폭 치수 L3은, 연결편(3c)의 폭 치수 L2보다 작게 설정하고, 평면에서 보아 보강층(39b)의 양측 둘레가 연결편(3c)의 양측 둘레보다 안쪽에 위치할 필요가 있다.
또한, 적외선 센서칩(100)은, 도 8 및 도 13(b)에 나타내는 바와 같이, 연결편(3c)의 양측 둘레와 제 2 박막 구조부(3aa)의 옆 둘레 사이에 각각 모깍기부(3f, 3f)가 형성되고, X자형의 연결편(3c)의 대략 직교하는 옆 둘레 사이에도 모깍기부(3e)가 형성되어 있다. 그러나, 적외선 센서칩(100)에서는, 도 13(a)에 나타내는 바와 같이 모깍기부가 형성되어 있지 않은 경우에 비해, 연결편(3c)과 제 2 박막 구조부(3aa)의 연결 부위에서의 응력 집중을 완화할 수 있어, 제조시에 발생하는 잔류 응력을 저감할 수 있음과 아울러 제조시의 파손을 저감할 수 있어, 양품률의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 사용 중의 외부의 온도 변화나 충격에 기인하여 발생하는 응력에 의한 파손을 방지할 수 있다. 또, 도 8에 나타낸 예에서는, 각 모깍기부(3f, 3e)를 R(알)이 3㎛의 R 모깍기부로 하고 있지만, R 모깍기부에 한정되지 않고, 예를 들면, C 모깍기부로 하더라도 좋다.
또, 적외선 센서칩(100)은, 각 열형 적외선 검출부(3)에, 지지부(3d)와 한쪽의 브릿지부(3bb)와 제 2 적외선 흡수부(33a)와 다른쪽의 브릿지부(3bb)와 지지부(3d)에 걸치도록 드로윙된 n형 폴리실리콘층으로 이루어지는 고장 진단용의 배선(이하, 고장 진단용 배선 또는 자기 진단용 배선이라고 칭함)(139)을 마련하고, 모든 고장 진단용 배선(139)을 직렬 접속하고 있다. 그러나, m×n개의 고장 진단용 배선(139)의 직렬 회로로 통전됨으로써, 브릿지부(3bb)의 접힘 등의 파손 유무를 검출할 수 있다.
요컨대, 적외선 센서칩(100)은, 제조 도중에서의 검사시나 사용시에 있어서, m×n개의 고장 진단용 배선(139)의 직렬 회로로의 통전 유무에 의해서, 브릿지부(3bb)의 접힘이나 고장 진단용 배선(139)의 단선 등을 검출할 수 있다. 또한, 적외선 센서칩(100)에서는, 상술한 검사시나 사용시에 있어서, m×n개의 고장 진단용 배선(139)의 직렬 회로로 통전되어 각 감온부(30)의 출력을 검출하는 것에 의해, 감온부(30)의 단선 유무나 감도의 편차(감온부(30)의 출력 편차) 등을 검지하는 것이 가능해진다. 여기에서, 감도의 편차에 관해서는, 화소부(2)마다의 감도의 편차를 검지하는 것이 가능하고, 예를 들면, 제 1 박막 구조부(3a)의 휨이나 제 1 박막 구조부(3a)의 반도체 기판(1)으로의 스티킹 등에 기인한 감도의 편차를 검지하는 것이 가능해진다. 여기서, 본 실시 형태에 있어서의 적외선 센서칩(100)에서는, 평면에서 보아, 고장 진단용 배선(139)을 복수의 온접점 T1의 그룹의 부근에서 뒤접혀 사행(蛇行)의 형상으로 하고 있다. 따라서, 고장 진단용 배선(139)으로 통전되는 것에 의해 발생하는 주울열에 의해서, 각 온접점 T1을 효율 좋게 따뜻하게 할 수 있다. 상술한 고장 진단용 배선(139)은 n형 폴리실리콘층(34) 및 p형 폴리실리콘층(35)과 동일 평면 상에 동일 두께로 형성되어 있다.
상술한 적외선 흡수층(39) 및 고장 진단용 배선(139)은, n형 폴리실리콘층(34)과 동일한 n형 불순물(예를 들면, 인 등)을 동일한 불순물 농도(예를 들면, 1018~1020㎝-3)로 포함하고 있고, n형 폴리실리콘층(34)과 동시에 형성되어 있다. 또ㅎ한p형 폴리실리콘층(35)의 p형 불순물로서 예를 들면 붕소를 채용하면 좋으며, 불순물 농도를 예를 들면 1018~1020㎝-3 정도의 범위에서 적당히 설정하면 좋다. 본 실시 형태에서는, n형 폴리실리콘층(34) 및 p형 폴리실리콘층(35) 각각의 불순물 농도가 1018~1020㎝-3이고, 열전쌍의 저항값을 저감할 수 있어 S/N비의 향상을 도모할 수 있다. 또, 적외선 흡수층(39) 및 고장 진단용 배선(139)은, n형 폴리실리콘층(34)과 동일한 n형 불순물을 동일한 불순물 농도로 도핑되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, p형 폴리실리콘층(35)과 동일한 불순물을 동일한 불순물 농도로 도핑하더라도 좋다. 요컨대, 고장 진단용 배선(자기 진단용 배선)(139)은 제 1 열전기 요소인 n형 폴리실리콘층(34) 혹은 제 2 열전기 요소인 p형 폴리실리콘층(35)과 동일한 재료에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.
그런데, 본 실시 형태에서는, n형 폴리실리콘층(34), p형 폴리실리콘층(35), 적외선 흡수층(39), 및 고장 진단용 배선(139)의 굴절률을 n1, 검출 대상의 적외선의 중심 파장을 λ라고 할 때, n형 폴리실리콘층(34), p형 폴리실리콘층(35), 적외선 흡수층(39) 및 고장 진단용 배선(139) 각각의 두께 t1을 λ/4n1로 설정하도록 하고 있다. 그러나, 검출 대상의 파장(예를 들면, 8~12㎛)의 적외선의 흡수 효율을 높일 수 있어, 고감도화를 도모할 수 있다. 예를 들면, n1=3.6, λ=10㎛의 경우에는, t1≒0.69㎛로 하면 좋다.
또한, 본 실시 형태에서는, n형 폴리실리콘층(34), p형 폴리실리콘층(35), 적외선 흡수층(39) 및 고장 진단용 배선(139) 각각의 불순물 농도가 1018~1020㎝-3이기 때문에, 적외선의 흡수율을 높게 하면서 적외선의 반사를 억제할 수 있어, 감온부(30)의 출력의 S/N비를 높일 수 있다. 또한, 적외선 흡수층(39) 및 고장 진단용 배선(139)을 n형 폴리실리콘층(34)과 동일 공정으로 형성할 수 있기 때문에, 저비용화를 도모할 수 있다.
여기서, 감온부(30)의 접속부(36)와 접속부(37)는 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에서, 층간 절연막(50)에 의해서 절연 분리되어 있다. 온접점 T1측의 접속부(36)는, 층간 절연막(50)에 형성한 콘택트홀(50a1, 50a2)을 통해, 양 폴리실리콘층(34, 35)의 상기 각 일단부(n형 폴리실리콘층(34)의 제 1 단부 및 p형 폴리실리콘층(35)의 제 1 단부)와 전기적으로 접속되어 있다(도 10 참조). 또한, 냉접점 T2측의 접속부(37)는, 층간 절연막(50)에 형성된 콘택트홀(50a3, 50a4)을 통해, 양 폴리실리콘층(34, 35)의 상기 각 타단부(n형 폴리실리콘층(34)의 제 2 단부 및 p형 폴리실리콘층(35)의 제 2 단부)와 전기적으로 접속되어 있다(도 9 참조).
또한, MOS 트랜지스터(4)는, 상술한 바와 같이, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에서 MOS 트랜지스터(4)의 형성용 영역 A2에 형성되어 있다(도 5 참조).
MOS 트랜지스터(4)는, 도 5 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측(전면측)에 p+형 웰 영역(41)이 형성되고, p+형 웰 영역(41) 내에, n+형 드레인 영역(43)과 n+형 소스 영역(44)이 이격되어 형성되어 있다. 또, p+형 웰 영역(41) 내에는, n+형 드레인 영역(43)과 n+형 소스 영역(44)을 둘러싸는 p++형 채널 스토퍼 영역(42)이 형성되어 있다.
p+형 웰 영역(41)에서 n+형 드레인 영역(43)과 n+형 소스 영역(44) 사이에 위치하는 부위 위에는, 실리콘 산화막(열산화막)으로 이루어지는 게이트 절연막(45)을 사이에 두고 n형 폴리실리콘층으로 이루어지는 게이트 전극(46)이 형성되어 있다.
또한, n+형 드레인 영역(43) 상에는, 금속 재료(예를 들면, Al-Si 등)로 이루어지는 드레인 전극(47)이 형성되고, n+형 소스 영역(44) 상에는, 금속 재료(예를 들면, Al-Si 등)로 이루어지는 소스 전극(48)이 형성되어 있다.
게이트 전극(46), 드레인 전극(47) 및 소스 전극(48)은 상술한 층간 절연막(50)에 의해서 절연 분리되어 있다. 여기서, 드레인 전극(47)은 층간 절연막(50)에 형성한 콘택트홀(50d)을 통해 n+형 드레인 영역(43)과 전기적으로 접속되고, 소스 전극(48)은 층간 절연막(50)에 형성한 콘택트홀(50e)을 통해 n+형 소스 영역(44)과 전기적으로 접속되어 있다.
적외선 센서칩(100)의 각 화소부(2)에서는, MOS 트랜지스터(4)의 소스 전극(48)과 감온부(30)의 일단이 전기적으로 접속되고, 감온부(30)의 타단이 기준 바이어스선(5)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 각 화소부(2)에서는, MOS 트랜지스터(4)의 드레인 전극(47)이 수직 판독선(7)과 전기적으로 접속되고, 게이트 전극(46)이 당해 게이트 전극(46)에 연속하여 일체적으로 형성된 n형 폴리실리콘 배선으로 이루어지는 수평 신호선(6)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 각 화소부(2)에서는, MOS 트랜지스터(4)의 p++형 채널 스토퍼 영역(42) 상에, 금속 재료(예를 들면, Al-Si 등)로 이루어지는 그라운드용의 전극(이하, 그라운드용 전극이라고 칭함)(49)이 형성되어 있다. 이 그라운드용 전극(49)은 당해 p++형 채널 스토퍼 영역(42)을 n+형 드레인 영역(43) 및 n+형 소스 영역(44)보다 저전위로 바이어스되어 소자 분리하기 위한 공통 그라운드선(8)과 전기적으로 접속되어 있다. 또, 그라운드용 전극(49)은 층간 절연막(50)에 형성한 콘택트홀(50f)을 통해 p++형 채널 스토퍼 영역(42)과 전기적으로 접속되어 있다.
상술한 적외선 센서칩(100)에 따르면, 통전되는 것에 의해 발생하는 주울열에 의해서 온접점 T1을 따뜻하게 하는 자기 진단용 배선(139)을 구비하고 있기 때문에, 자기 진단용 배선(139)으로 통전되어 서모파일(30a)의 출력을 측정하는 것에 의해, 서모파일(30a)의 단선 등의 고장 유무를 판단하는 것이 가능해져, 신뢰성의 향상을 도모할 수 있고, 게다가, 자기 진단용 배선(139)은, 열형 적외선 검출부(3)에서 반도체 기판(1)의 공동부(11)와 겹쳐지는 영역에서 서모파일(30a)과 겹치지 않도록 배치되어 있으므로, 자기 진단용 배선(139)에 의한 서모파일(30a)의 온접점 T1의 열용량의 증대를 방지할 수 있어, 감도 및 응답 속도의 향상을 도모할 수 있다.
여기서, 적외선 센서칩(100)은, 사용시에서 자기 진단을 행하지 않는 통상시에 있어서, 자기 진단용 배선(139)도 외부로부터의 적외선을 흡수하기 때문에, 복수의 온접점 T1의 온도의 균일화를 도모할 수 있어, 감도의 향상을 도모할 수 있다. 또, 적외선 센서칩(100)에서는, 적외선 흡수층(39) 및 보강층(39b)도 외부로부터의 적외선을 흡수하기 때문에, 복수의 온접점 T1의 온도의 균일화를 도모할 수 있어, 감도의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 적외선 센서칩(100)의 사용시의 자기 진단은 IC칩(102)에 마련된 자기 진단 회로(도시하지 않음)에 의해 정기적으로 행해지지만, 반드시 정기적으로 행할 필요는 없다.
또한, 적외선 센서칩(100)은, 제 1 박막 구조부(3a)가, 복수의 선 형상의 슬릿(13)을 마련하는 것에 의해서, 공동부(11)의 내주 방향을 따라 병설되고 각각 열형 적외선 검출부(3)에서 공동부(11)를 둘러싸는 부위인 지지부(3d)로부터 안쪽으로 연장된 복수의 제 2 박막 구조부(3aa)로 분리되고, 각 제 2 박막 구조부(3aa)마다 서모파일(30a)의 온접점 T1이 마련됨과 아울러, 각 서모파일(30a)마다 출력을 취출하는 경우에 비해 온도 변화에 대한 출력 변화가 커지는 접속 관계로, 모든 서모파일(30a)이 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 응답 속도 및 감도의 향상을 도모할 수 있고, 게다가, 모든 제 2 박막 구조부(3aa)에 걸쳐 자기 진단용 배선(139)이 형성되어 있으므로, 열형 적외선 검출부(3)의 모든 서모파일(30a)을 일괄하여 자기 진단하는 것이 가능해진다. 또한, 적외선 센서칩(100)에서는, 인접하는 제 2 박막 구조부(3aa, 3aa)끼리를 연결하는 연결편(3c)이 형성되어 있는 것에 의해, 각 제 2 박막 구조부(3aa)의 휨을 저감할 수 있어, 구조 안정성의 향상을 도모할 수 있고, 감도가 안정된다.
또한, 적외선 센서칩(100)은, n형 폴리실리콘층(34)과 p형 폴리실리콘층(35)과 적외선 흡수층(39)과 보강층(39b)과 자기 진단용 배선(139)이 동일한 두께로 설정되어 있기 때문에, 제 2 박막 구조부(3aa)의 응력 밸런스의 균일성이 향상되어, 제 2 박막 구조부(3aa)의 휨을 억제할 수 있어, 제품마다의 감도 편차나, 화소부(2)마다의 감도 편차를 저감할 수 있다.
또한, 적외선 센서칩(100)은, 자기 진단용 배선(139)이, 제 1 열전기 요소인 n형 폴리실리콘층(34) 혹은 제 2 열전기 요소인 p형 폴리실리콘층(35)과 동일한 재료에 의해 형성되어 있기 때문에, 자기 진단용 배선(139)을 제 1 열전기 요소 혹은 제 2 열전기 요소와 동시에 형성하는 것이 가능해져, 제조 프로세스의 간략화에 의한 저비용화를 도모할 수 있다.
또한, 적외선 센서칩(100)은, 적외선 흡수부(33) 및 자기 진단용 배선(139)을 구비한 복수의 화소부(2)가, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에서 어레이 형상으로 마련되어 있기 때문에, 제조시나 사용시의 자기 진단에 있어 각 화소부(2) 각각의 자기 진단용 배선(139)으로 통전하는 것에 의해, 각 화소부(2) 각각의 감온부(30)의 감도 편차를 파악하는 것이 가능해진다.
또한, 적외선 센서칩(100)은, 각 화소부(2)마다 감온부(30)의 출력을 판독하기 위한 MOS 트랜지스터(4)를 갖고 있기 때문에, 출력용의 패드 Vout(도 14 참조)의 수를 적게 할 수 있어, 소형화 및 저비용화를 도모할 수 있다.
이하, 적외선 센서칩(100)의 제조 방법에 대해 도 15~도 18을 참조하여 설명한다.
먼저, 실리콘 기판으로 이루어지는 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측(전면측)에 제 1 소정 막 두께(예를 들면, 0.3㎛)의 제 1 실리콘 산화막(31)과 제 2 소정 막 두께(예를 들면, 0.1㎛)의 실리콘 질화막(32)의 적층막으로 이루어지는 절연층을 형성하는 절연층 형성 공정을 행한다. 그 후, 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술을 이용하여 당해 절연층 중 열형 적외선 검출부(3)의 형성용 영역 A1에 대응하는 부분의 일부를 남기고 MOS 트랜지스터(4)의 형성용 영역 A2에 대응하는 부분을 에칭 제거하는 절연층 패터닝 공정을 행하는 것에 의해서, 도 15(a)에 나타내는 구조를 얻는다. 여기에서, 제 1 실리콘 산화막(31)은, 반도체 기판(1)을 소정 온도(예를 들면, 1100℃)로 열산화하는 것에 의해 형성하고, 실리콘 질화막(32)는 LPCVD법에 의해 형성하고 있다.
상술한 절연층 패터닝 공정 후, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에 p+형 웰 영역(41)을 형성하는 웰 영역 형성 공정을 행하고, 계속해서, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에서의 p+형 웰 영역(41) 내에 p++형 채널 스토퍼 영역(42)을 형성하는 채널 스토퍼 영역 형성 공정을 행하는 것에 의해서, 도 15(b)에 나타내는 구조를 얻는다. 여기서, 웰 영역 형성 공정에서는, 우선, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측의 노출 부위를 소정 온도로 열산화하는 것에 의해 제 2 실리콘 산화막(열산화막)(51)을 선택적으로 형성한다. 그 후, p+형 웰 영역(41)을 형성하기 위한 마스크를 이용한 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술을 이용하여 실리콘 산화막(51)을 패터닝한다. 계속해서, p형 불순물(예를 들면, 붕소 등)의 이온 주입을 행하고 나서, 드라이브인을 행하는 것에 의해, p+형 웰 영역(41)을 형성한다. 또한, 채널 스토퍼 영역 형성 공정에서는, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측을 소정 온도로 열산화하는 것에 의해 제 3 실리콘 산화막(열산화막)(52)을 선택적으로 형성한다. 그 후, p++형 채널 스토퍼 영역(42)을 형성하기 위한 마스크를 이용한 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술을 이용하여 제 3 실리콘 산화막(52)을 패터닝한다. 계속해서, p형 불순물(예를 들면, 붕소 등)의 이온 주입을 행하고 나서, 드라이브인을 행하는 것에 의해, p++형 채널 스토퍼 영역(42)을 형성한다. 또, 제 1 실리콘 산화막(31)과 제 2 실리콘 산화막(51)과 제 3 실리콘 산화막(52)으로, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측의 실리콘 산화막(1b)을 구성하고 있다.
상술한 채널 스토퍼 영역 형성 공정 후, n+형 드레인 영역(43) 및 n+형 소스 영역(44)을 형성하는 소스·드레인 형성 공정을 행한다. 이 소스·드레인 형성 공정에서는, p+형 웰 영역(41)에서의 n+형 드레인 영역(43) 및 n+형 소스 영역(44) 각각의 형성 예정 영역에 n형 불순물(예를 들면, 인 등)의 이온 주입을 행하고 나서, 드라이브인을 행하는 것에 의해서, n+형 드레인 영역(43) 및 n+형 소스 영역(44)을 형성한다.
소스·드레인 형성 공정 후, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에 열산화에 의해 소정 막 두께(예를 들면, 600Å)의 실리콘 산화막(열산화막)으로 이루어지는 게이트 절연막(45)을 형성하는 게이트 절연막 형성 공정을 행한다. 계속해서, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측의 전면에 게이트 전극(46), 수평 신호선(6)(도 3 참조), n형 폴리실리콘층(34), p형 폴리실리콘층(35), 적외선 흡수층(39) 및 고장 진단용 배선(139)의 기초로 되는 소정 막 두께(예를 들면, 0.69㎛)의 넌도핑 폴리실리콘층을 LPCVD법에 의해 형성하는 폴리실리콘층 형성 공정을 행한다. 그 후, 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술을 이용하여 상기 넌도핑 폴리실리콘층 중 게이트 전극(46), 수평 신호선(6), n형 폴리실리콘층(34), p형 폴리실리콘층(35), 적외선 흡수층(39) 및 고장 진단용 배선(139) 각각에 대응하는 부분이 남도록 패터닝하는 폴리실리콘층 패터닝 공정을 행한다. 계속해서, 상기 넌도핑 폴리실리콘층 중 p형 폴리실리콘층(35)에 대응하는 부분에 p형 불순물(예를 들면, 붕소 등)의 이온 주입을 행하고 나서 드라이브인을 행하는 것에 의해 p형 폴리실리콘층(35)을 형성하는 p형 폴리실리콘층 형성 공정을 행한다. 그 후, 상기 넌도핑 폴리실리콘층 중 n형 폴리실리콘층(34), 적외선 흡수층(39), 고장 진단용 배선(139), 게이트 전극(46) 및 수평 신호선(6)에 대응하는 부분에 n형 불순물(예를 들면, 인 등)의 이온 주입을 행하고 나서 드라이브인을 행하는 것에 의해 n형 폴리실리콘층(34), 적외선 흡수층(39), 고장 진단용 배선(139), 게이트 전극(46) 및 수평 신호선(6)을 형성하는 n형 폴리실리콘층 형성 공정을 행는 것에 의해서, 도 16(a)에 나타내는 구조를 얻는다. 또, p형 폴리실리콘층 형성 공정과 n형 폴리실리콘층 형성 공정의 순서는 반대이더라도 좋다.
상술한 p형 폴리실리콘층 형성 공정 및 n형 폴리실리콘층 형성 공정이 종료된 후, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에 층간 절연막(50)을 형성하는 층간 절연막 형성 공정을 행한다. 계속해서, 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술을 이용하여 층간 절연막(50)에 각 콘택트홀(50a1, 50a2, 50a3, 50a4, 50d, 50e, 50f(도 9, 도 10, 도 12 참조))을 형성하는 콘택트홀 형성 공정을 행하는 것에 의해서, 도 16(b)에 나타내는 구조를 얻는다. 층간 절연막 형성 공정에서는, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측에 소정 막 두께(예를 들면, 0.8㎛)의 BPSG막을 CVD법에 의해 퇴적시키고 나서, 소정 온도(예를 들면, 800℃)로 리플로우하는 것에 의해 평탄화된 층간 절연막(50)을 형성한다.
상술한 콘택트홀 형성 공정 후, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측의 전면에 접속부(36, 37), 드레인 전극(47), 소스 전극(48), 기준 바이어스선(5), 수직 판독선(7), 그라운드선(8), 공통 그라운드선(9) 및 각 패드 Vout, Vsel, Vref, Vdd, Gnd 등(도 14 참조)의 기초로 되는 소정 막 두께(예를 들면, 2㎛)의 금속막(예를 들면, Al-Si막)을 스퍼터링법 등에 의해 형성하는 금속막 형성 공정을 행한다. 계속해서, 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술을 이용하여 금속막을 패터닝함으로써 접속부(36, 37), 드레인 전극(47), 소스 전극(48), 기준 바이어스선(5), 수직 판독선(7), 그라운드선(8), 공통 그라운드선(9) 및 각 패드 Vout, Vsel, Vref, Vdd, Gnd 등을 형성하는 금속막 패터닝 공정을 행하는 것에 의해서, 도 17(a)에 나타내는 구조를 얻는다. 또, 금속막 패터닝 공정에서의 에칭은 RIE에 의해 행하고 있다. 또한, 이 금속막 패터닝 공정을 행하는 것에 의해, 온접점 T1 및 냉접점 T2가 형성된다.
상술한 금속막 패터닝 공정 후, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면측(즉, 층간 절연막(50)의 표면측)에 소정 막 두께(예를 들면, 0.5㎛)의 PSG막과 소정 막 두께(예를 들면, 0.5㎛)의 NSG막의 적층막으로 이루어지는 패시베이션막(60)을 CVD법에 의해 형성하는 패시베이션막 형성 공정을 행하는 것에 의해서, 도 17(b)에 나타내는 구조를 얻는다.
상술한 패시베이션막 형성 공정 후, 실리콘 산화막(31), 실리콘 질화막(32), 층간 절연막(50), 패시베이션막(60) 등을 구비하고, 감온부(30) 등이 매설된 적층 구조부를 패터닝하는 것에 의해, 제 2 박막 구조부(3aa) 및 연결편(3c)을 형성하는 적층 구조부 패터닝 공정을 행하는 것에 의해서, 도 18(a)에 나타내는 구조를 얻는다. 또, 적층 구조부 패터닝 공정에서, 각 슬릿(13, 14)을 형성하고 있다.
상술한 적층 구조부 패터닝 공정 후, 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술을 이용하여 각 패드 Vout, Vsel, Vref, Vdd, Gnd를 노출시키는 개구부(도시하지 않음)를 형성하는 개구부 형성 공정을 행한다. 다음으로, 각 슬릿(13, 14)을 에칭액 도입 구멍으로 에칭액을 도입하여 반도체 기판(1)을 이방성 에칭(결정 이방성 에칭)하는 것에 의해 반도체 기판(1)에 공동부(11)를 형성하는 공동부 형성 공정을 행함으로써, 도 18(b)에 나타내는 구조의 적외선 센서칩(100)을 얻는다. 여기서, 개구부 형성 공정에서의 에칭은 RIE에 의해 행하고 있다. 또한, 공동부 형성 공정에서는, 에칭액으로서 소정 온도(예를 들면, 85℃)로 가열한 TMAH 용액을 이용하고 있지만, 에칭액은 TMAH 용액에 한정하지 않고, 다른 알칼리계 용액(예를 들면, KOH 용액 등)을 이용하더라도 좋다. 또, 공동부 형성 공정이 종료될 때까지의 모든 공정은 웨이퍼 레벨로 행하기 때문에, 공동부 형성 공정이 종료된 후, 개개의 적외선 센서칩(100)으로 분리하는 분리 공정을 행하면 좋다. 또한, 상술한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, MOS 트랜지스터(4)의 제조 방법에 관하여 보면, 주지의 일반적인 MOS 트랜지스터의 제조 방법을 채용하고 있고, 열산화에 의한 열산화막의 형성, 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술에 의한 열산화막의 패터닝, 불순물의 이온 주입, 드라이브인(불순물의 확산)의 기본 공정을 반복하는 것에 의해, p+형 웰 영역(41), p++형 채널 스토퍼 영역(42), n+형 드레인 영역(43)과 n+형 소스 영역(44)을 형성하고 있다.
상술한 적외선 센서칩(100)에서는, 반도체 기판(1)으로서 상기 일 표면이 (100)면인 단결정의 실리콘 기판을 이용하여, 에칭 속도의 결정면방위 의존성을 이용한 이방성 에칭에 의해 형성하는 공동부(11)를 사각뿔형의 형상으로 하고 있지만, 사각뿔형의 형상에 한정되지 않고, 사각뿔 전체가 약간 높고 평평한 모양의 형상이라도 좋다. 또한, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면의 면방위는 특별히 한정하는 것이 아니며, 예를 들면, 반도체 기판(1)으로서 상기 일 표면이 (110)면인 단결정의 실리콘 기판을 이용하더라도 좋다.
IC칩(102)은 ASIC(: Application Specific IC)이며, 실리콘 기판을 이용하여 형성되어 있다.
IC칩(102)은, 예를 들면, 적외선 센서칩(100)을 제어하는 제어 회로, 적외선 센서칩(100)의 복수의 출력용의 패드(80)에 전기적으로 접속된 복수의 입력용의 패드의 출력 전압을 증폭하는 증폭 회로, 복수의 입력용의 패드의 출력 전압을 택일적으로 상기 증폭 회로에 입력하는 멀티플렉서, 상기 증폭 회로의 출력(화소부(2)에서의 온접점 T1과 냉접점 T2의 온도차에 따른 출력)과 서미스터(101)의 출력(절대 온도에 따른 출력이며, 화소부(2)에서의 냉접점 T2의 온도에 따른 출력이라고 상정하고 있음)에 근거하여 온도를 구하는 연산 회로 등을 구비하고 있어, 외부의 표시 장치에 적외선 화상을 표시시킬 수 있다. 또한, IC칩(102)은 상술한 자기 진단 회로도 구비하고 있다. 또, IC칩(102)의 회로 구성은 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 서미스터(101)는 반드시 마련할 필요는 없다.
본 실시 형태의 적외선 센서는, 패키지 본체(104)와 패키지 덮개(105)로 구성되는 패키지(103)의 내부 공간(기밀 공간)(165)을 질소 가스(드라이 질소 가스) 분위기로 하고 있지만, 이것에 한정하지 않고, 예를 들면, 진공 분위기로 하더라도 좋다.
패키지 본체(104)는, 절연 재료로 이루어지는 기체(104a)에 금속 재료로 이루어지는 배선 패턴(도시하지 않음) 및 전자 실드층(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 이 전자 실드층에 의해 전자 실드 기능을 갖고 있다. 한편, 패키지 덮개(105)는, 렌즈(153)가 도전성을 가짐과 아울러, 렌즈(153)가 메탈 캡(152)에 도전성 재료에 의해 접합되어 있고, 도전성을 갖고 있다. 그리고, 패키지 덮개(105)는 패키지 본체(104)의 상기 전자 실드층과 전기적으로 접속되어 있다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 패키지 본체(104)의 상기 전자 실드층과 패키지 덮개(105)를 동(同)전위로 할 수 있다. 그 결과, 패키지(103)는, 적외선 센서칩(100), IC칩(102), 서미스터(101), 상기 배선 패턴, 후술하는 본딩 와이어(도시하지 않음) 등을 포함하여 구성되는 센서 회로(도시하지 않음)로의 외래의 전자 노이즈를 방지하는 전자 실드 기능을 갖고 있다.
패키지 본체(104)는, 적외선 센서칩(100), IC칩(102) 및 서미스터(101)가 일 표면측(전면측)에 실장되는 평판 형상의 세라믹 기판에 의해 구성되어 있다. 요컨대, 패키지 본체(104)는, 기체(104a)가 절연 재료인 세라믹에 의해 형성되어 있고, 배선 패턴 중 기체(104a)의 일 표면측(전면측)에 형성된 부위에, 적외선 센서칩(100) 및 IC칩(102) 각각의 패드(도시하지 않음)가 본딩 와이어를 거쳐서 적절히 접속되어 있다. 또, 적외선 센서에서, 적외선 센서칩(100)과 IC칩(102)은 본딩 와이어 및 패키지 본체(104)의 배선 패턴 등을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 각 본딩 와이어로서는, Al 와이어에 비해 내부식성이 높은 Au 와이어를 이용하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에서는, 패키지 본체(104)의 절연 재료로서 세라믹을 채용하고 있기 때문에, 상기 절연 재료로서 에폭시 수지 등의 유기 재료를 채용하는 경우에 비해, 패키지 본체(104)의 내습성 및 내열성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 절연 재료의 세라믹으로서는, 알루미나를 채용하고 있지만, 특별히 알루미나로 한정하는 것이 아니며, 질화알루미늄이나 탄화규소 등을 채용하더라도 좋다. 또, 알루미나의 열전도율은 14W/m·K 정도이다.
또한, 패키지 본체(104)는, 상술한 배선 패턴의 일부에 의해 구성되는 외부 접속 전극(도시하지 않음)이, 기체(104a)의 다른 표면(후면)과 측면에 걸쳐 형성되어 있다. 그러나, 본 실시 형태의 적외선 센서에서는, 회로 기판 등으로의 2차 실장 후에, 회로 기판 등과의 접합부의 외관 검사를 용이하게 행할 수 있다.
또한, 적외선 센서칩(100) 및 IC칩(102)은, 패키지 본체(104)에 대해, 다이본드제를 이용하여 실장되어 있다. 다이본드제로서는, 에폭시계 수지나 실리콘계 수지 등의 절연성 접착제, 땜납(납프리 땜납, Au-Sn 땜납 등)이나 은 페이스트 등의 도전성 접착제를 이용하면 좋다. 또한, 다이본드제를 이용하지 않고 , 예를 들면, 상온 접합법이나, Au-Sn 공정(共晶) 혹은 Au-Si 공정(共晶)을 이용한 공정 접합법 등에 의해 접합하더라도 좋다. 또, 에폭시계 수지의 열전도율은 0.2W/m·K 정도이다. 또한, 적외선 센서칩(100) 및 IC칩(102)의 외주 둘레의 형상은 직사각형 형상(정방형 형상 내지 장방형 형상)이다.
패키지 덮개(105)는, 패키지 본체(104)측의 일면이 개방된 상자 형상으로 형성되고 적외선 센서칩(100)에 대응하는 부위에 개구창(152a)이 형성된 메탈 캡(152)과, 메탈 캡(152)의 개구창(152a)을 닫는 형태로 메탈 캡(152)에 접합된 렌즈(153)로 구성되어 있고, 메탈 캡(152)의 상기 일면이 패키지 본체(104)에 의해 닫히는 형태로 패키지 본체(104)에 기밀적으로 접합되어 있다. 여기서, 패키지 본체(104)의 상기 일 표면(전면)의 둘레부에는, 패키지 본체(104)의 외주 둘레 형상에 따른 프레임 형상의 금속 패턴(147)(도 1 참조)이 사방에 걸쳐 형성되어 있고, 패키지 덮개(105)와 패키지 본체(104)의 금속 패턴(147)은 심 용접(저항 용접법)에 의해 금속 접합되어 있어, 기밀성 및 전자 실드 효과를 높일 수 있다. 또, 패키지 덮개(105)의 메탈 캡(152)은 코바르에 의해 형성되어 있고, Ni 도금이 실시되어 있다. 또한, 패키지 본체(104)의 금속 패턴(147)은, 코바르에 의해 형성되고, Ni의 도금이 실시되고, 또 Au의 도금이 실시되어 있다. 코바르의 열전도율은 16.7W/m·K 정도이다.
패키지 덮개(105)와 패키지 본체(104)의 금속 패턴(147)의 접합 방법은, 심 용접에 한정하지 않고, 다른 용접(예를 들면, 스포트 용접)이나, 도전성 수지에 의해 접합하더라도 좋다. 여기서, 도전성 수지로서 이방 도전성 접착제를 이용하면, 수지(바인더) 중에 분산된 도전 입자의 함유량이 적어, 접합시에 가열·가압을 행함으로써 패키지 덮개(105)와 패키지 본체(104)의 접합부의 두께를 얇게 할 수 있기 때문에, 외부로부터 패키지(103) 내로 수분이나 가스(예를 들면, 수증기, 산소 등)가 침입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 도전성 수지로서 산화발륨, 산화칼슘 등의 건조제를 혼입시킨 것을 이용하더라도 좋다.
또, 패키지 본체(104) 및 패키지 덮개(105)의 외주 둘레 형상은 직사각형 형상으로 하고 있지만, 직사각형 형상에 한정하지 않고, 예를 들면, 원형 형상이더라도 좋다. 또한, 패키지 덮개(105)의 메탈 캡(152)은, 패키지 본체(104)측의 단부 둘레로부터 사방으로 걸쳐 바깥쪽으로 연장된 가장자리(152b)를 구비하고 있으며, 가장자리부(152b)가 사방에 걸쳐 패키지 본체(104)와 접합되어 있다. 즉, 가장자리부(152b)를 금속 패턴(147)에 접합하는 것에 의해서, 패키지 덮개(105)는 패키지 본체(104)에 접합되어 있다.
렌즈(153)는 평볼록형의 비구면 렌즈이다. 그러나, 본 실시 형태의 적외선 센서에서는, 렌즈(153)의 박형화를 도모하면서도, 적외선 센서칩(100)에서의 적외선의 수광 효율의 향상에 의한 고감도화를 도모할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 적외선 센서에서는, 적외선 센서칩(100)의 검지 에리어를 렌즈(153)에 의해 설정하는 것이 가능해진다. 렌즈(153)는 적외선 센서칩(100)의 반도체 기판(1)과는 다른 반도체 기판을 이용하여 형성되어 있다. 더 설명하면, 렌즈(153)는, 소망하는 렌즈 형상에 따라 반도체 기판(여기서는, 실리콘 기판)과의 접촉 패턴을 설계한 양극을 반도체 기판의 일 표면측에 반도체 기판과의 접촉이 오믹 접촉으로 되도록 형성한 후에 반도체 기판의 구성 원소의 산화물을 에칭 제거하는 용액으로 이루어지는 전기 분해액 중에서 반도체 기판의 다른 표면측을 양극 산화함으로써 제거 부위로 되는 다공질부를 형성하고 나서 당해 다공질부를 제거하는 것에 의해 형성된 반도체 렌즈(여기서는, 실리콘 렌즈)에 의해 구성되어 있다. 그러나, 렌즈(153)는 도전성을 갖고 있다. 또, 이런 종류의 양극 산화 기술을 응용한 반도체 렌즈의 제조 방법에 대해서는, 예를 들면, 일본 특허 제3897055호 공보, 일본 특허 제3897056호 공보 등에 개시되어 있기 때문에, 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 적외선 센서칩(100)의 검지 에리어를 상술한 반도체 렌즈로 이루어지는 렌즈(153)에 의해 설정할 수 있고, 또한, 렌즈(153)로서, 구면 렌즈보다 단초점이고 또한 개구 직경이 크고 수차가 작은 반도체 렌즈를 채용할 수 있기 때문에, 단초점화에 의해, 패키지(103)의 박형화를 도모할 수 있다. 본 실시 형태의 적외선 센서는, 적외선 센서칩(100)의 검지 대상의 적외선으로서, 인체로부터 방사되는 10㎛ 부근의 파장대(8㎛~13㎛)의 적외선을 상정하고 있으며, 렌즈(153)의 재료로서, ZnS나 GaAs 등에 비하여 환경 부하가 적고 또한, Ge에 비해 저비용화가 가능하고, 게다가, ZnS에 비해 파장 분산이 작은 Si를 채용하고 있다.
또한, 렌즈(153)는 메탈 캡(152)에서의 개구부(152a)의 둘레부에 도전성 접착제(예를 들면, 납프리 땜납, 은 페이스트 등)로 이루어지는 접합부(도시하지 않음)에 의해 고착되어 있다. 상기 접합부의 재료로서 도전성 접착제를 채용하는 것에 의해, 렌즈(153)가, 상기 접합부 및 메탈 캡(152)을 거쳐서 패키지 본체(104)의 상기 전자 실드층에 전기적으로 접속되기 때문에, 전자 노이즈에 대한 실드성을 높일 수 있어, 외래의 전자 노이즈에 기인한 S/N비의 저하를 방지할 수 있다.
상술한 렌즈(153)에는, 적외선 센서칩(100)에서의 검지 대상의 적외선의 파장을 포함하는 소망하는 파장 대역의 적외선을 투과하고 당해 파장 대역 이외의 적외선을 반사하는 광학 다층막(다층 간섭 필터막)으로 이루어지는 필터부(도시하지 않음)를 마련하는 것이 바람직하다. 이러한 필터부를 마련하는 것에 의해, 소망하는 파장 대역 이외의 불필요한 파장 대역의 적외선이나 가시광을 필터부에 의해 커트하는 것이 가능해져, 태양광 등에 의한 노이즈의 발생을 억제할 수 있어, 고감도화를 도모할 수 있다.
여기에서, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 IC칩(102)으로서 베어칩을 채용하고 있기 때문에, 패키지 덮개(105)가 가시광을 커트하는 기능을 가지도록, 메탈 캡(152) 및 렌즈(153) 및 필터부의 재료를 적절히 선택하는 것에 의해, 가시광에 기인한 IC칩(102)의 기전력에 의한 오동작을 방지할 수 있다. 단, 베어칩으로 이루어지는 IC칩(102)에서의 적어도 패키지 덮개(105)측의 표면에 외부로부터의 광을 차광하는 수지부(도시하지 않음)를 마련하도록 하면, 가시광에 기인한 IC칩(102)의 기전력에 의한 오동작을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 패키지 본체(104)가 평판 형상으로 형성되어 있기 때문에, 패키지 본체(104)로의 적외선 센서칩(100) 및 IC칩(102)의 실장이 용이하게 됨과 아울러, 패키지 본체(104)의 저비용화가 가능해진다. 또한, 패키지 본체(104)가 평판 형사으로 형성되어 있기 때문에, 패키지 본체(104)를, 1면이 개방된 상자형의 형상으로서, 다층 세라믹 기판에 의해 구성하고, 패키지 본체(104)의 내부 바닥면에 적외선 센서칩(100)을 실장하는 경우에 비해, 패키지 본체(104)의 상기 일 표면측에 배치되는 적외선 센서칩(100)과 렌즈(153) 사이의 거리의 정밀도를 높일 수 있어, 보다 더 고감도화를 도모할 수 있다.
커버 부재(106)는, 적외선 센서칩(100)의 앞쪽에 위치하고 창 구멍(108)이 형성된 전판부(107)와, 전판부(107)의 외주 둘레로부터 뒤쪽으로 연장되고 IC칩(102)과 적외선 센서칩(100) 사이에 패키지 본체(104)에 접합된 측판부(109)로 구성되어 있다. 여기에서, 전판부(107)는, 렌즈(153)와 적외선 센서칩(100) 사이에서, 렌즈(153) 및 적외선 센서칩(100) 각각으로부터 이격되어 배치되어 있다. 커버 부재(106)는 적외선 센서칩(100)과 렌즈(153)(패키지 덮개(105) 중에서, 검지 대상의 적외선을 투과하는 기능을 가지는 부위) 사이에 창 구멍(108)이 위치하도록 배치되어 있다. 또한, 커버 부재(106)의 전판부(107)는 패키지(103)로부터 이격되어 있다. 측판부(109)는, IC칩(102)과 적외선 센서칩(100) 사이에서, IC칩(102) 및 적외선 센서칩(100) 각각으로부터 이격되어 배치되어 있지만, 측판부(109)와 IC칩(102)의 거리를, 측판부(109)와 적외선 센서칩(100)의 거리보다 짧게 설정하는 것이 바람직하다. 요컨대, 측판부(109)를 IC칩(102)에 근접하여 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 커버 부재(106)는 적외선 센서칩(100)과 IC칩(102)의 양쪽에 근접하여 배치되어 있다. 따라서, IC칩(102)에서 발생한 열은 패키지 본체(104)에 전해짐과 아울러 커버 부재(106)에도 전해진다. 요컨대, IC칩(102)에서 발생한 열은, 패키지 본체(104)를 통과하는 경로와 커버 부재(106)를 통과하는 경로로, 적외선 센서칩(100)에 전해지게 된다.
커버 부재(106)의 재료로서는, 코바르를 채용하고 있지만, 이것에 한정하지 않고, 예를 들면, 스테인레스강, 구리, 알루미늄 등을 채용하더라도 좋다. 본 실시 형태에서는, 커버 부재(106)는 도전성을 갖는 재료로 형성되어 있다. 커버 부재(106)를 도전성 재료로 형성하면, 커버 부재(106)에 전자 실드성을 부여하는 것이 가능해진다. 따라서, IC칩(102)으로부터 적외선 센서칩(100)으로의 전자 노이즈를 경감할 수 있다.
상술한 커버 부재(106)는, 전판부(107)의 외주 둘레 형상이 직사각형 형상이고, 전판부(107)의 외주 둘레의 투영 영역 내에 적외선 센서칩(100)이 들어가도록 전판부(107)의 외형 사이즈를 설정하고 있다. 커버 부재(106)의 측판부(109)와 패키지 본체(104)는, 예를 들면, 접착제(예를 들면, 에폭시 수지 등)에 의해 접합하면 좋지만, 커버 부재(106)와 패키지 본체(104)를 열결합하는 관점에서, 열전도율이 높은 재료가 바람직하고, 또한, 커버 부재(106)를 패키지 본체(104)의 상기 실드층과 전기적으로 접속하여 전자 실드성을 부여하는 관점에서, 도전성을 갖는 재료가 바람직하고, 예를 들면, 은 페이스트 등을 채용하는 것이 바람직하다. 또한, 전판부(107)의 창 구멍(108)은 직사각형 형상으로 개구되어 있다. 여기서, 창 구멍(108)의 통로 형상은 적외선 센서칩(100)의 외주 둘레 형상과 상사(相似)로 되도록 설정하고 있지만, 반드시 상사일 필요는 없다.
이상 설명한 본 실시 형태의 적외선 센서에서는, 패키지(103) 내에, 적외선 센서칩(100)으로의 적외선을 통과하는 창 구멍(108)을 갖고 IC칩(102)의 발열에 따른 각 화소부(2)의 온접점 T1 및 냉접점 T2의 온도 변화량을 균일화하는 커버 부재(106)를 마련하고 있는 것에 의해, IC칩(102)으로부터 발생한 열은 패키지 본체(104) 및 커버 부재(106)에 전해진다. 즉, 본 실시 형태의 적외선 센서에서는, IC칩(102)의 발열에 기인한 열을, 패키지 본체(104)를 통과하는 경로와 커버 부재(106)를 통과하는 경로로 적외선 센서칩(100)의 화소부(2)에 전해지므로, 적외선 센서칩(100)의 각 화소부(2)로 전해지는 열을 균일화하는 것이 가능해져, IC칩(102)의 발열에 기인한 적외선 센서칩(100)의 면 내에서의 오프셋 전압의 편차를 억제할 수 있어 S/N비의 편차를 억제하는 것이 가능해진다. 예를 들면, 도 1에 나타낸 적외선 센서에서는, 커버 부재(106)를 마련하지 않은 경우에 비해, 적외선 센서칩(100) 중 IC칩(102)에 가장 가까운 화소부(2)에서의 감온부(30)의 오프셋 전압과 IC칩(102)으로부터 가장 먼 화소부(2)에서의 감온부(30)의 오프셋 전압의 차이를 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 적외선 센서는, 패키지(103) 내에 커버 부재(106)가 마련되어 있는 것에 의해, IC칩(102)의 발열에 기인하여 IC칩(102)으로부터 방사된 적외선이나 패키지 덮개(105)의 메탈 캡(152)으로부터 방사된 적외선이 적외선 센서칩(100)에 도달하는 것을 저지할 수도 있다. 여기서, 커버 부재(106)가, 적외선 센서칩(100)의 앞쪽에 위치하고 창 구멍(108)이 형성된 전판부(107)와, 전판부(107)의 외주 둘레로부터 뒤쪽으로 연장되고 IC칩(102)과 적외선 센서칩(100) 사이에서 패키지 본체(104)에 접합된 측판부(109)로 구성되어 있는 것에 의해, IC칩(102)으로부터 방사된 적외선이 직접 적외선 센서칩(100)에 도달하는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 패키지 본체(104)가 평판 형상으로 형성되어 있기 때문에, 패키지 본체(104)로의 커버 부재(106)의 실장도 용이하게 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 전판부(107)가 패키지(103)로부터 이격되어 있다. 따라서, 전판부(107)는 전판부(107)가 패키지(103)에 접촉하고 있는 경우에 비해 패키지(103)의 온도 변화에 의한 영향을 받기 어려워져 있다.
또한, 본 실시 형태의 적외선 센서는, 적외선 센서칩(100)의 각 화소부(2)에 MOS 트랜지스터(4)를 마련하고 있기 때문에, 감온부(30)와 MOS 트랜지스터(4) 사이의 배선에 기인한 노이즈를 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태의 적외선 센서는, 패키지 본체(104)에서, 상술한 배선 패턴 중 적외선 센서칩(100) 및 IC칩(102) 각각의 그라운드용의 패드(도시하지 않음)가 접속되는 부위를, 상기 전자 실드층에 전기적으로 접속해 두는 것에 의해, 적외선 센서칩(100) 및 IC칩(102) 등에 의해 구성되는 센서 회로로의 외래의 전자 노이즈의 영향을 저감할 수 있어, 외래의 전자 노이즈에 기인한 S/N비의 저하를 억제할 수 있다. 또, 적외선 센서를 회로 기판 등에 2차 실장하는 경우에는, 전자 실드층을 회로 기판 등의 그라운드 패턴과 전기적으로 접속함으로써, 상술한 센서 회로로의 외래의 전자 노이즈의 영향을 저감할 수 있어, 외래의 전자 노이즈에 기인한 S/N비의 저하를 억제할 수 있다.
(실시 형태 2)
본 실시 형태의 적외선 센서의 기본 구성은 실시 형태 1과 대략 동일하며, 도 19에 나타내는 바와 같이, 커버 부재(106)의 형상 등이 상이하다. 또, 실시 형태 1과 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 설명을 적당히 생략한다.
본 실시 형태의 적외선 센서에서는, 패키지 본체(104)에서, 적외선 센서칩(100)을 실장하는 제 1 영역(141)의 표면보다 IC칩(102)을 실장하는 제 2 영역(142)을 후퇴시키고 있다. 따라서, 제 1 영역(141)의 표면과 제 2 영역(142) 사이에 단차가 형성되어 있다. 여기서, 패키지 본체(104)는, 단차의 치수가 IC칩(102)의 두께 치수보다 작아지도록, 제 2 영역(142)의 표면을 후퇴시키는 치수를 설정하고 있다.
커버 부재(106)는, 적외선 센서칩(100)의 앞쪽에 위치하고 창 구멍(108)이 형성된 전판부(107)와, 전판부(107)의 외주 둘레로부터 뒤쪽으로 연장되고 패키지 본체(104)에 접합된 2개의 측판부(109)를 구비하고 있다.
여기서, 전판부(107)와 적외선 센서칩(100) 사이의 거리는 실시 형태 1의 적외선 센서보다 길게 설정하고 있다. 또한, 2개의 측판부(109)는 적외선 센서칩(100)과 IC칩(102)의 병설 방향에 따른 적외선 센서칩(100)의 양측면 각각의 옆쪽에 위치하고 있다.
또한, 전판부(107)는, 당해 전판부(107)의 외주선의 투영 영역 내에 적외선 센서칩(100) 및 IC칩(102)이 들어가는 크기로 형성되어 있다. 또한, 전판부(107)는, 적외선 센서칩(100)과 IC칩(102)의 병설 방향에 따른 길이 방향의 양측 둘레로부터 뒤쪽으로 돌출편(107b)이 연장되어 있다. 이 돌출편(107b)은, 측판부(109)보다 전판부(107)로부터의 돌출 치수가 작고, 당해 돌출편(107b)의 선단면을 포함하는 평면이 적외선 센서칩(100)의 표면보다 앞쪽에 위치하도록, 전판부(107)로부터의 돌출 치수를 설정하고 있다.
본 실시 형태의 적외선 센서에서는, IC칩(102)의 발열에 기인한 적외선 센서칩(100)의 면 내에서의 S/N비의 편차를 억제하는 것을 가능하게 하면서, 실시 형태 1에 비해, 커버 부재(106)를, 보다 안정하게 접합할 수 있어, 전판부(107)가 적외선 센서칩(100)의 표면에 대해 기우는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시 형태의 적외선 센서에서는, 적외선 센서칩(100)과 IC칩(102) 사이에 측판부(109)가 위치하고 있지 않기 때문에, 적외선 센서칩(100)과 IC칩(102)을 본딩 와이어만으로 직접 접속하는 것이 가능해진다.
(실시 형태 3)
본 실시 형태의 적외선 센서의 기본 구성은 실시 형태 2와 대략 동일하며, 도 20에 나타내는 바와 같이, 커버 부재(106)의 형상 등이 상이하다. 또, 실시 형태 2와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
본 실시 형태의 적외선 센서는, 실시 형태 2에서 설명한 돌출편(107b)(도 19 참조)을 마련하지 않고, 도 20에 나타내는 바와 같이, 전판부(107)와 적외선 센서칩(100) 사이의 거리를 실시 형태 2의 적외선 센서보다 짧게 설정하고 있는 점이 상이하다.
그러나, 본 실시 형태의 적외선 센서에서는, IC칩(102)의 발열에 기인한 적외선 센서칩(100)의 면 내에서의 S/N비의 편차를 억제하는 것을 가능하게 하면서, 전판부(107)와 적외선 센서칩(100) 사이의 거리의 단축화를 도모할 수 있다.
(실시 형태 4)
본 실시 형태의 적외선 센서의 기본 구성은 실시 형태 2와 대략 동일하며, 도 21에 나타내는 바와 같이, 커버 부재(106)의 형상이 상이하다. 또, 실시 형태 2와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
본 실시 형태에 있어서의 커버 부재(106)는, 전판부(107)의 창 구멍(108)이 직사각형 형상인 점은 실시 형태 2와 동일하지만, 평면에서 보아 창 구멍(108)의 IC칩(102)측의 내주선(4변 중 1변; 도 21(b)의 좌측의 1변)이, 적외선 센서칩(100)의 IC칩(102)측의 외주선(4변 중 1변)보다 IC칩(102)측에 있는 점이 실시 형태 2와는 상이하다.
그러나, 본 실시 형태의 적외선 센서에서는, 실시 형태 2에 비해 커버 부재(106)를 통해 적외선 센서칩(100)에 전해지는 열을 저감하는 것이 가능해진다.
그런데, 상기 각 실시 형태에 있어서, 반도체 기판(1)의 공동부(11)는, 반도체 기판(1)의 두께 방향으로 관통하는 형태로 형성하더라도 좋고, 이 경우는, 공동부(11)를 형성하는 공동부 형성 공정에서, 반도체 기판(1)의 상기 일 표면과는 반대의 다른 표면측으로부터, 반도체 기판(1)에서의 공동부(11)의 형성 예정 영역을, 예를 들면 유도 결합 플라스마(ICP)형의 드라이 에칭 장치를 이용한 이방성 에칭 기술을 이용하여 형성하면 좋다. 또한, 적외선 센서칩(100)은, 서모파일(30a)에 의해 구성되는 감온부(30)를 구비하는 복수의 화소부(2)가 반도체 기판(1)의 일 표면측에서 어레이 형상으로 배치된 것이면 좋고, 구조는 특별히 한정하는 것이 아니며, 감온부(30)를 구성하는 서모파일(30a)의 수도 복수에 한정하지 않고, 1개라도 좋다. 또한, 반도체 기판(1)도 실리콘 기판에 한정하지 않고, 예를 들면, 게르마늄 기판이나, 실리콘카바이드 기판 등이더라도 좋다. 또한, 패키지 덮개(105)에서, 렌즈(153) 대신에, 평판 형상의 실리콘 기판을 배치하여 적외선을 투과하는 기능을 가지도록 하더라도 좋다. 또한, 패키지 덮개(105)에서의 렌즈(153)의 배치도 특별히 한정하는 것이 아니며, 렌즈(153)를 패키지 덮개(105)의 외측에 배치하도록 하더라도 좋다.
본 발명을 몇 개의 바람직한 실시 형태에 대해 기술했지만, 본 발명의 본래의 정신 및 범위, 즉 특허청구범위를 일탈하는 일없이, 당업자에 의해서 여러가지 수정 및 변형이 가능하다.
Claims (10)
- 서모파일(thermopile)에 의해 구성되는 감온부(感溫部)를 구비하는 복수의 화소부가 반도체 기판의 일 표면측에서 어레이 형상으로 배치된 적외선 센서칩과,
상기 적외선 센서칩의 출력 신호를 신호 처리하는 IC칩과,
상기 적외선 센서칩 및 상기 IC칩이 수납된 패키지
를 구비하되,
상기 패키지는,
상기 적외선 센서칩 및 상기 IC칩이 병설(倂設)되어 실장된 패키지 본체와,
상기 적외선 센서칩에서의 검지 대상의 적외선을 투과하는 기능을 갖고 상기 패키지 본체와의 사이에 상기 적외선 센서칩 및 상기 IC칩을 둘러싸는 형태로 상기 패키지 본체에 기밀적으로 접합된 패키지 덮개를 구비하며,
상기 패키지 내에, 상기 적외선 센서칩으로의 적외선이 통과하는 창 구멍을 갖고 상기 IC칩의 발열에 따른 상기 각 화소부의 온접점 및 냉접점의 온도 변화량을 균일화하는 커버 부재를 마련하여 이루어지는 것
을 특징으로 하는 적외선 센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 커버 부재는, 상기 적외선 센서칩의 앞쪽에 위치하고 상기 창 구멍이 형성된 전판부(前板部)와, 상기 전판부의 외주 둘레로부터 뒤쪽으로 연장하고 상기 IC칩과 상기 적외선 센서칩 사이에서 상기 패키지 본체에 접합된 측판부로 구성되어 이루어지는 것
을 특징으로 하는 적외선 센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 패키지 본체는 상기 적외선 센서칩을 실장하는 제 1 영역의 표면보다 상기 IC칩을 실장하는 제 2 영역의 표면을 후퇴시키고 있으며,
상기 커버 부재는,
상기 적외선 센서칩의 앞쪽에 위치하고 상기 창 구멍이 형성된 전판부와,
상기 전판부의 외주 둘레로부터 뒤쪽으로 연장되고 상기 적외선 센서칩과 상기 IC칩의 병설 방향에 따른 상기 적외선 센서칩의 양측면 각각의 옆쪽에 위치하고 상기 패키지 본체에 접합된 2개의 측판부를 구비하며,
상기 전판부는 상기 전판부의 외주선의 투영 영역 내에 상기 적외선 센서칩 및 상기 IC칩이 들어가는 크기로 형성되게 되는 것
을 특징으로 하는 적외선 센서.
- 제 3 항에 있어서,
상기 커버 부재는, 상기 전판부의 상기 창 구멍이 직사각형 형상이고, 평면에서 보아 상기 창 구멍의 상기 IC칩측의 내주선이 상기 적외선 센서칩의 상기 IC칩측의 외주선보다 상기 IC칩측에 있는 것
을 특징으로 적외선 센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 커버 부재는,
상기 적외선 센서칩의 앞쪽에 위치하고 상기 창 구멍이 형성된 전판부와,
상기 전판부로부터 뒤쪽으로 연결되고 상기 패키지 본체에 접합된 측판부를 구비하는 것
을 특징으로 하는 적외선 센서.
- 제 5 항에 있어서,
상기 커버 부재는 상기 적외선 센서칩과 상기 IC칩의 양쪽에 근접하여 배치되어 있는 것
을 특징으로 하는 적외선 센서.
- 제 5 항에 있어서,
상기 전판부는 상기 전판부의 외주선의 투영 영역 내에 적어도 상기 적외선 센서칩이 들어가는 크기로 형성되고 있는 것
을 특징으로 하는 적외선 센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 커버 부재는 도전성 재료로 형성되는 것
을 특징으로 하는 적외선 센서.
- 제 8 항에 있어서,
상기 커버 부재는 도전성 재료에 의해서 상기 패키지 본체에 접합되는 것
을 특징으로 하는 적외선 센서.
- 제 9 항에 있어서,
상기 패키지 본체는,
절연 재료로 이루어지는 기체(基體)와,
금속 재료로 이루어지는 전자 실드층을 구비하는 것
을 특징으로 하는 적외선 센서.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101533796B1 (ko) * | 2013-08-20 | 2015-07-09 | (주)파트론 | 온도 센서 패키지 및 그 제조 방법 |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102947683B (zh) * | 2010-04-26 | 2016-04-06 | Hme有限公司 | 多层薄膜热电堆及采用该多层薄膜热电堆的辐射温度计、多层薄膜热电堆的制造方法 |
| JP6132223B2 (ja) * | 2011-12-14 | 2017-05-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 赤外線センサ |
| US9130081B2 (en) * | 2012-12-21 | 2015-09-08 | Robert Bosch Gmbh | Bolometer having absorber with pillar structure for thermal shorting |
| TWI498585B (zh) * | 2013-03-12 | 2015-09-01 | 光學距離感測裝置及其組裝方法 | |
| JP6458250B2 (ja) * | 2013-06-10 | 2019-01-30 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 赤外線センサ |
| US9419156B2 (en) * | 2013-08-30 | 2016-08-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Package and method for integration of heterogeneous integrated circuits |
| US10641660B2 (en) * | 2014-05-30 | 2020-05-05 | Panasonic Corporation | Temperature sensor, device using same, and temperature measurement method |
| US9851258B2 (en) * | 2014-11-04 | 2017-12-26 | Maxim Integrated Products, Inc. | Thermopile temperature sensor with a reference sensor therein |
| CN105865636B (zh) | 2015-02-06 | 2022-01-11 | 松下知识产权经营株式会社 | 红外线检测装置 |
| FR3033043B1 (fr) * | 2015-02-20 | 2020-02-28 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif de detection de rayonnement comportant une structure d'encapsulation a tenue mecanique amelioree |
| JP6477355B2 (ja) * | 2015-08-20 | 2019-03-06 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| CN113008385B (zh) | 2015-10-05 | 2023-04-07 | 海曼传感器有限责任公司 | 具有单片集成信号处理的高分辨率热电堆红外传感器阵列 |
| JP2017181130A (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 三菱マテリアル株式会社 | 赤外線センサ装置 |
| DE102017113023A1 (de) * | 2016-06-21 | 2017-12-21 | Heimann Sensor Gmbh | Thermopile Infrarot Einzelsensor für Temperaturmessungen oder zur Gasdetektion |
| TWI699005B (zh) * | 2016-11-02 | 2020-07-11 | 原相科技股份有限公司 | 光學元件封裝結構 |
| DE102017102833A1 (de) | 2017-01-18 | 2018-07-19 | Heimann Sensor Gmbh | Hochauflösendes Thermopile Infrarot Sensorarray |
| WO2018151200A1 (ja) | 2017-02-15 | 2018-08-23 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 赤外線センサチップと、これを用いた赤外線センサ |
| CN108702402B (zh) * | 2017-03-16 | 2021-02-09 | 华为技术有限公司 | 红外温度传感器及终端 |
| DE102017206385A1 (de) * | 2017-04-13 | 2018-10-18 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Schutz einer MEMS-Einheit vor Infrarot-Untersuchungen sowie MEMS-Einheit |
| DE102017206388A1 (de) * | 2017-04-13 | 2018-10-18 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Schutz einer MEMS-Einheit vor Infrarot-Untersuchungen sowie MEMS-Einheit |
| CN107389206B (zh) * | 2017-06-12 | 2019-12-31 | 上海烨映电子技术有限公司 | 一种热电堆传感器及其控制方法 |
| JP6945161B2 (ja) * | 2017-08-31 | 2021-10-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 赤外線検出装置 |
| CN109841052B (zh) * | 2017-11-28 | 2020-07-14 | 群光电子股份有限公司 | 具有复合材罩体的红外线发射装置 |
| DE102018108723A1 (de) * | 2018-04-12 | 2019-10-17 | Tdk Corporation | Sensorvorrichtung, Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung und elektronische Baugruppe, die eine Sensorvorrichtung aufweist |
| KR20220003151A (ko) * | 2019-06-03 | 2022-01-07 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 비-접촉식 낮은 기판 온도 측정을 위한 방법 |
| WO2022038828A1 (ja) * | 2020-08-19 | 2022-02-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 赤外線センサ |
| CN114257242A (zh) * | 2020-09-22 | 2022-03-29 | 无锡华润上华科技有限公司 | 热电堆阵列及其信号读出电路 |
| CN112444322A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-03-05 | Oppo（重庆）智能科技有限公司 | 一种电子设备以及电子设备的温度检测装置的控制方法 |
| CN113421859A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-09-21 | 深圳市鸿利泰光电科技有限公司 | 一种发射与接收一体式红外模组及其封装工艺 |
| CN117012734B (zh) * | 2023-08-24 | 2024-04-26 | 深圳市兆兴博拓科技股份有限公司 | 一种传感器封装结构 |
| CN116940203A (zh) * | 2023-09-07 | 2023-10-24 | 深圳市美思先端电子有限公司 | 一种热释电红外传感器 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3289677B2 (ja) * | 1998-05-25 | 2002-06-10 | 株式会社村田製作所 | 赤外線センサ |
| JP2002340668A (ja) * | 2001-05-18 | 2002-11-27 | Denso Corp | サーモパイル式赤外線センサおよびその検査方法 |
| JP2003149045A (ja) * | 2001-11-16 | 2003-05-21 | Horiba Ltd | 熱型赤外線検出器 |
| JP3743394B2 (ja) * | 2002-05-31 | 2006-02-08 | 株式会社村田製作所 | 赤外線センサおよびそれを用いた電子装置 |
| JP2005050974A (ja) * | 2003-07-31 | 2005-02-24 | Toshiba Corp | 半導体パッケージおよび光通信モジュール並びに半導体装置 |
| JP5308814B2 (ja) * | 2005-05-17 | 2013-10-09 | ハイマン・ゼンゾル・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | サーモパイル赤外線センサアレイ |
| JP3897056B1 (ja) | 2005-05-18 | 2007-03-22 | 松下電工株式会社 | 半導体レンズの製造方法 |
| JP3897055B1 (ja) | 2005-05-18 | 2007-03-22 | 松下電工株式会社 | 半導体レンズの製造方法 |
| CN102197290A (zh) * | 2008-09-25 | 2011-09-21 | 松下电工株式会社 | 红外线传感器 |
| JP2010237118A (ja) | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 赤外線アレイセンサ |
| US8426864B2 (en) | 2008-09-25 | 2013-04-23 | Panasonic Corporation | Infrared sensor |
| JP5261102B2 (ja) | 2008-09-25 | 2013-08-14 | パナソニック株式会社 | 赤外線センサおよび赤外線センサモジュール |
| JP5645240B2 (ja) | 2009-03-31 | 2014-12-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 赤外線アレイセンサ |
| JP5793679B2 (ja) * | 2009-12-18 | 2015-10-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 赤外線センサモジュール |
-
2010
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-
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101533796B1 (ko) * | 2013-08-20 | 2015-07-09 | (주)파트론 | 온도 센서 패키지 및 그 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2587234A1 (en) | 2013-05-01 |
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