TW201826511A - 光檢測器 - Google Patents
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Abstract
本發明之光檢測器具備基板、及以與基板之表面之間形成空隙之方式被支持於基板之表面上之膜體，膜體具有：第1配線層及第2配線層，其等經由沿包含曲線部之線延伸之間隙而相互對向；及電阻層，其與第1配線層及第2配線層之各者電性連接，具有依存於溫度之電性電阻，第1配線層之線側的第1緣部及第2配線層之線側的第2緣部係分別連續延伸。
Description
本發明之一態樣係關於一種光檢測器。
作為光檢測器，已知有具備基板、及以與基板之表面之間形成空隙之方式支持於基板之表面上之膜體，且膜體具備經由間隙而相互對向之一對配線層、及具有依存於溫度之電性電阻之電阻層者(例如參照專利文獻1)。專利文獻1記載之紅外線感測器中，相當於一對配線層之一對電極間之間隙係矩形波狀地延伸。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2003-106896號公報
[發明所欲解決之問題] 由於專利文獻1記載之紅外線感測器中，一對電極間之間隙係矩形波狀延伸，故與該間隙直線狀延伸之情形相比，可提高感度。然而，專利文獻1記載之紅外線感測器中，若為提高應答速度而縮小膜體之厚度，則因膜體之變形而易於矩形波狀延伸之間隙之角部產生應力集中，有作為感測器之特性劣化之虞。 因此，本發明之一態樣之目的係提供一種可謀求感度及應答速度提高之光檢測器。 [解決問題之技術手段] 本發明之一態樣之光檢測器具備基板、及以與基板之表面之間形成空隙之方式被支持於基板之表面上之膜體，膜體具有：第1配線層及第2配線層，其等經由沿包含曲線部之線延伸之間隙而相互對向；及電阻層，其與第1配線層及第2配線層之各者電性連接，具有依存於溫度之電性電阻，第1配線層之線側的第1緣部及第2配線層之線側的第2緣部係分別連續延伸。 於該光檢測器中，第1配線層與第2配線層之間的間隙係沿包含曲線部之線而延伸。藉此，與該間隙直線狀延伸之情形相比，感度提高。又，第1配線層之線側的第1緣部及第2配線層之線側的第2緣部分別連續延伸。藉此，即使為提高應答速度而縮小膜體之厚度，仍抑制於第1緣部及第2緣部因膜體之變形而產生應力集中。藉此，根據該光檢測器，可謀求感度及應答速度之提高。 於本發明之一態樣之光檢測器中，線亦可具有包含曲線部之蜿蜒部。根據該構成，可增長間隙之長度，謀求感度之進一步提高。 於本發明之一態樣之光檢測器中亦可為，蜿蜒部包含以大於特定量之第1擺振量於一側擺振之第1區間，及以小於特定量之第2擺振量於一側擺振之第2區間，且於膜體形成位於第2區間之一側之貫通孔。根據該構成，可防止貫通孔於間隙中貫通膜體，且使貫通孔之位置靠近膜體之中央部。因此，於光檢測器之製造步驟中，藉由經由貫通孔實施蝕刻，可效率良好地形成膜體。 於本發明之一態樣之光檢測器中亦可為，第2區間夾在2個第1區間之間，且貫通孔位於2個第1區間之間。根據該構成，可防止貫通孔於間隙中貫通膜體，且使貫通孔之位置靠近膜體之中央部。因此，於光檢測器之製造步驟中，藉由經由貫通孔實施蝕刻，可效率良好地形成膜體。 於本發明之一態樣之光檢測器中亦可為，膜體進而具有：與基板之表面對向之光吸收層；及配置於第1配線層及第2配線層之各者與光吸收層之間的分離層，光吸收層包含：第1區域，其於自基板之厚度方向觀察之情形時，相對於第1配線層於第2配線層之相反側擴展；及第2區域，其於自基板之厚度方向觀察之情形時，相對於第2配線層於第1配線層之相反側擴展。於該構成中，自基板之厚度方向觀察之情形時，光吸收層之第1區域相對於第1配線層於第2配線層之相反側擴展，光吸收層之第2區域相對於第2配線層於第1配線層之相反側擴展。即，於自基板之厚度方向觀察之情形時，光吸收層之第1區域與第1配線層不重疊，光吸收層之第2區域不與第2配線層重疊。藉此，實現於光吸收層之第1區域及第2區域之充分的光吸收。且，在第1配線層及第2配線層之各者與光吸收層之間配置有分離層。藉此，抑制如於光吸收層中產生之熱於第1配線層及第2配線層傳遞而散逸至基板側般之情形，使該熱經由分離層充分傳遞至電阻層。藉此，根據該構成，可謀求感度之進一步提高。 於本發明之一態樣之光檢測器中亦可為，第1配線層之與線相反側之第3緣部及第2配線層之與線相反側之第4緣部係連續延伸。根據該構成，即使為提高應答速度而縮小膜體之厚度，除第1緣部及第2緣部外，亦可抑制於第3緣部及第4緣部因膜體之變形而產生應力集中。 本發明之一態樣之光檢測器亦可進而具備配置於基板之表面且與光吸收層構成光諧振構造之光反射層。根據該構成，可實現對應於光吸收層與光反射層之距離之波長域中之光吸收。 於本發明之一態樣之光檢測器中亦可為，於自基板之厚度方向觀察之情形時，第1配線層及第2配線層之合計面積小於第1區域及第2區域之合計面積。根據該構成，於光吸收層之第1區域及第2區域實現更充分之光吸收，且進而抑制如於光吸收層中產生之熱於第1配線層及第2配線層傳遞而散逸至基板側般之情形，故可謀求感度之進一步提高。 於本發明之一態樣之光檢測器中亦可為，於自基板之厚度方向觀察之情形時，第1配線層及第2配線層之合計面積小於第1區域及第2區域各者之面積。根據該構成，於光吸收層之第1區域及第2區域實現充分之光吸收，且進而抑制如於光吸收層中產生之熱於第1配線層及第2配線層傳遞而散逸至基板側般之情形，故可謀求感度之進一步提高。 於本發明之一態樣之光檢測器中亦可為，於自基板之厚度方向觀察之情形時，沿線的方向上之第1配線層及第2配線層各者之長度大於與線垂直的方向上之第1配線層及第2配線層各者之寬度。根據該構成，可增長間隙之長度，謀求感度之進一步提高。 [發明之效果] 根據本發明之一態樣，可提供一種可謀求感度及應答速度之提高之光檢測器。
以下，參照圖式就本發明之較佳之實施形態作詳細說明。另，對各圖中相同或相當部分附註相同符號，省略重複說明。 圖1所示之光檢測器1藉由利用作為輻射熱計之功能而檢測光。該光例如為紅外線。該光為紅外線之情形時，光檢測器1使用於紅外成像器或熱成像等。如圖1所示，光檢測器1具備基板2、像素部3、及信號處理電路部4。基板2例如為Si基板。基板2之厚度例如為數百μm左右。像素部3及信號處理電路部4係形成於基板2上，並相互電性連接。另，信號處理電路部4亦可形成於基板2內。 如圖2所示，像素部3係藉由複數個光檢測元件10構成。複數個光檢測元件10係二維矩陣狀排列。如圖3所示，光檢測元件10具備基板2(正確而言係基板2之一部分)、光反射層5、一對電極插塞11、12、及膜體20。 光反射層5形成於基板2之表面2a。光反射層5係與後述之光吸收層34對向，與光吸收層34一起構成光諧振構造。光反射層5之厚度例如為數百nm左右。光反射層5之材料例如為相對於光(例如紅外線)之反射率較大之金屬材料(例如Al等)。 一對電極插塞11、12係形成於基板2之表面2a上。各電極插塞11、12係形成例如圓柱狀。各電極插塞11、12之高度例如為數百μm左右。各電極插塞11、12之材料例如為Ti等金屬材料。一對電極插塞11、12係以在基板2之表面2a與膜體20之間形成空隙S之方式，於基板2之表面2a上支持膜體20。膜體20係與基板2之表面2a大致平行配置。膜體20與基板2之表面2a之距離例如為數μm左右。 如圖3～圖4所示，膜體20具有受光部21、一對電極部22、23、及一對樑部24、25。受光部21於自基板2之厚度方向(即，與基板2之表面2a垂直之方向)觀察之情形時，以避開各電極插塞11、12之方式擴展。電極部22係配置於電極插塞11上。電極部23係配置於電極插塞12上。樑部24係於受光部21之一側沿受光部21之外緣延伸。樑部25係於受光部21之另一側沿受光部21之外緣延伸。樑部24之一端係與電極部22連接，樑部24之另一端係於電極部23附近之位置與受光部21連接。樑部25之一端係與電極部23連接，樑部25之另一端係於電極部22附近之位置與受光部21連接。膜體20於自基板2之厚度方向觀察之情形時例如呈矩形狀。一對電極部22、23係設置於膜體20之各個對角。 受光部21、一對電極部22、23及一對樑部24、25係一體形成。在受光部21與電極部22之間、及受光部21與樑部24之間，形成有連續之縫隙20a。在受光部21與電極部23之間、及受光部21與樑部25之間，形成有連續之縫隙20b。各樑部24、25之寬度例如為數μm左右，各樑部24、25之長度例如為數十μm左右。各縫隙20a、20b之寬度例如為數μm左右。 圖5係光檢測元件10之剖視圖。圖5之Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ、Ⅴ-Ⅴ分別為沿圖4之Ⅰ-Ⅰ線、Ⅱ-Ⅱ線、Ⅲ-Ⅲ線、Ⅳ-Ⅳ線、Ⅴ-Ⅴ線之剖視圖。如圖5所示，膜體20具有第1配線層31及第2配線層32、電阻層33、光吸收層34及分離層35。 如圖4及圖5所示，於自基板2之厚度方向觀察之情形時，第1配線層31及第2配線層32於受光部21中經由間隙G而相互對向。間隙G係沿線L延伸。線L於自基板2之厚度方向觀察之情形時，例如以連結電極部22與電極部23之方式蜿蜒狀延伸。具體而言，線L具有蜿蜒部L1。蜿蜒部L1包含複數個曲線部L2。蜿蜒部L1例如藉由重複以下態樣而構成：於受光部21，於受光部21之一側延伸，於曲線部L2例如180°折回，於受光部21之另一側延伸，於曲線部L2例如180°折回，再次於受光部21之一側延伸。 於本實施形態中，一側是指於自基板2之厚度方向觀察之情形時，相對於連結電極部22與電極部23之直線之一側(例如存在樑部24之側)，另一側是指於自基板2之厚度方向觀察之情形時，相對於連結電極部22與電極部23之直線之一側的相反側(例如存在樑部25之側)。又，亦可為，一側是指於自基板2之厚度方向觀察之情形時，相對於通過膜體20之重心之直線之一側(例如存在樑部24之側)，而另一側是指於自基板2之厚度方向觀察之情形時，相對於通過膜體20之重心之直線之一側的相反側(存在樑部25之側)。即，一側是指光吸收層34之第1區域34a，另一側是指光吸收層34之第2區域34b側。 於自基板2之厚度方向觀察之情形時，蜿蜒部L1包含第1區間L3、第2區間L4、第3區間L5、及第4區間L6。第1區間L3以第1擺振量於一側擺振。第2區間L4以第2擺振量於一側擺振。於自基板2之厚度方向觀察之情形時，在沿連結電極部22與電極部23之直線之方向上，第2區間L4夾在2個第1區間L3之間。第3區間L5以第1擺振量於另一側擺振。第4區間L6以第2擺振量於另一側擺振。於自基板2之厚度方向觀察之情形時，在沿連結電極部22與電極部23之直線之方向上，第4區間L6夾在2個第3區間L5之間。第1擺振量大於特定量。第2擺振量小於特定量。第1擺振量例如為數十μm左右。第2擺振量例如為數μm左右。 具體而言，於受光部21，第1區間L3於受光部21之一側延伸第1擺振量，於曲線部L2例如180°折回，於受光部21之另一側延伸第1擺振量。繼而，第4區間L6於受光部21之另一側延伸第2擺振量，於曲線部L2例如180°折回，於受光部21之一側延伸第2擺振量。繼而，第2區間L4於受光部21之一側延伸第2擺振量，於曲線部L2例如180°折回，於受光部21之另一側延伸第2擺振量。繼而，第3區間L5於受光部21之另一側延伸第1擺振量，於曲線部L2例如180°折回，於受光部21之一側延伸第1擺振量。蜿蜒部L1係藉由重複此種動作而構成。另，第1區間L3、第2區間L4、第3區間L5及第4區間L6之各者包含曲線部L2。 第1配線層31及第2配線層32於受光部21中，在沿著線L之方向上細長地形成。即，於自基板2之厚度方向觀察之情形時，於受光部21，沿線L的方向上之第1配線層31及第2配線層32各者之長度，大於與線L垂直的方向上之第1配線層31及第2配線層32各者之寬度。與線L垂直之方向是指於自基板2之厚度方向觀察之情形時，與線L之各位置之切線垂直之方向。於曲線部之各位置，與線L垂直之方向各不相同。 具體而言，第1配線層31於受光部21具有第1緣部31a與第3緣部31b。於自基板2之厚度方向觀察之情形時，第1緣部31a及第3緣部31b各者沿著線L延伸。第1緣部31a係於線L側延伸。第3緣部31b係於與線L相反側延伸。第2配線層32於受光部21具有第2緣部32a與第4緣部32b。於自基板2之厚度方向觀察之情形時，第2緣部32a及第4緣部32b各者沿著線L延伸。第2緣部32a係於線L側延伸。第4緣部32a係於與線L相反側延伸。 於自基板2之厚度方向觀察之情形時，第1緣部31a與第2緣部32a係經由線L而相互對向。即，於自基板2之厚度方向觀察之情形時，間隙G係藉由第1緣部31a與第2緣部32a劃定。 於自基板2之厚度方向觀察之情形時，第1配線層31之線L側的第1緣部31a及與線L相反側之第3緣部31b、及第2配線層32之線L側的第2緣部32a及與線L相反側之第4緣部32b各自連續延伸。緣部連續延伸是指緣部不具有角部而滑順地形成。即，連續延伸之緣部不包含曲率半徑無限小之部分。例如，第1緣部31a、第2緣部32a、第3緣部31b及第4緣部32b各者之曲率半徑之最小值大於0.01 μm。 於自基板2之厚度方向觀察之情形時，於受光部21，沿線L的方向上之第1配線層31及第2配線層32各者之長度例如為數十～數百μm左右。於自基板2之厚度方向觀察之情形時，與線L垂直的方向上之第1配線層31及第2配線層32各者之寬度例如為數μm左右。於自基板2之厚度方向觀察之情形時，與線L垂直的方向上之間隙G之寬度例如為數μm左右。第1配線層31及第2配線層32之厚度例如為數十～數百nm左右。 第1配線層31係自受光部21經由樑部24於電極部22延伸。第1配線層31於電極部22中形成於電極插塞11上。第1配線層31與電極插塞11電性連接。第2配線層32係自受光部21經由樑部25於電極部23延伸。第2配線層32於電極部23中形成於電極插塞12上。第2配線層32係與電極插塞12電性連接。第1配線層31及第2配線層32之材料例如為Ti等金屬材料。 電阻層33於受光部21中，以自基板2之相反側覆蓋第1配線層31及第2配線層32之方式形成。電阻層33於受光部21中，覆蓋第1配線層31及第2配線層32各者之基板2之相反側之表面，以及第1配線層31及第2配線層32各者之側面。即，於間隙G配置有電阻層33。電阻層33於電極部22、23及樑部24、25中，形成於第1配線層31及第2配線層32之基板2之相反側之表面上。電阻層33與第1配線層31及第2配線層32各者電性連接。電阻層33之厚度例如為數十～數百nm左右。電阻層33具有依存於溫度之電性電阻。電阻層33之材料為例如因非晶矽(a-Si)等之溫度變化而電性電阻率之變化較大之材料。 光吸收層34於受光部21中與基板2之表面2a對向。光吸收層34相對於電阻層33配置於基板2之相反側。光吸收層34於自基板2之厚度方向觀察之情形時，於受光部21之大致全區域擴展。光吸收層34之厚度例如為數十nm左右。光吸收層34之材料例如為WSi2
或Ti等。 分離層35係配置於第1配線層31及第2配線層32各者與光吸收層34之間。具體而言，分離層35係於受光部21、樑部24、25及電極部22、23，形成於電阻層33之基板2之相反側之表面上。且，光吸收層34係於受光部21形成於分離層35之基板2之相反側之表面上。分離層35之厚度例如為數百nm左右。分離層35之厚度大於第1配線層31、第2配線層32、電阻層33及光吸收層34各者之厚度。分離層35之材料例如為矽氮化膜(SiN)等。 於自基板2之厚度方向觀察之情形時，光吸收層34包含第1區域34a及第2區域34b。第1區域34a於自基板2之厚度方向觀察之情形時，相對於第1配線層31於第2配線層32之相反側擴展。第2區域34b於自基板之厚度2方向觀察之情形時，相對於第2配線層32於第1配線層31之相反側擴展。於自基板2之厚度方向觀察之情形時，第1配線層31及第2配線層32之合計面積小於第1區域34a及第2區域34b各者之面積。 另，光吸收層34之第1區域34a及第2區域34b係經由分離層35而形成於電阻層33上。又，電阻層33及分離層35各者係遍及第1區域34a及第2區域34b連續形成。 於膜體20形成有貫通孔20c、20d。貫通孔20c、20d係去除後述之犧牲層6之供蝕刻氣體通過之孔。於自基板2之厚度方向觀察之情形時，貫通孔20c、20d係形成於第2區間L4之一側。具體而言，貫通孔20c於第1區域34a，係位於2個第1區間L3之間。貫通孔20d於第2區域34b，位於2個第3區間L5之間。於自基板2之厚度方向觀察之情形時，貫通孔20c、20d呈圓形，其直徑例如為數μm左右。 於如上構成之光檢測器1中，以如下方式檢測光。首先，若光入射至受光部21，則於後述之構成光諧振構造體之光吸收層34產生熱。此時，受光部21與基板2係藉由空隙S被熱分離。再者，受光部21與電極部22及樑部24係藉由縫隙20a被熱分離。又，受光部21與電極部23及樑部25係藉由縫隙20b被熱分離。因此，抑制於光吸收層34產生之熱經由樑部24、25及電極部22、23散逸至基板2側般之情形。 於光吸收層34產生之熱經由分離層35傳遞至電阻層33。且，電阻層33因該熱而溫度上升且電性電阻上升。此種電性電阻之變化作為信號經由與電阻層33電性連接之第1配線層31及第2配線層32、以及電極插塞11、12而發送至信號處理電路部4。而後，於信號處理電路部4，電阻層33之電性電阻變化轉換成電壓或電流之變化，基於該電壓或電流之變化而檢測光。 接著，針對光諧振構造詳細說明。如圖6所示，入射至光吸收層34之入射光A(波長為λ)之一部分藉由光吸收層34作為反射光B1反射，另一部分透過光吸收層34。透過光吸收層34之入射光A之另一部分藉由光反射層5作為反射光B2反射。然後，反射光B1與反射光B2在光吸收層34之反射面相互干擾而抵消。藉此，於光吸收層34之該光反射面吸收入射光A。藉由被吸收之入射光A之能量而於光吸收層34產生熱。 入射光A之吸收率係由光吸收層34之薄片電阻、及光吸收層34與光反射層5之間的光學距離t決定。光吸收層34之厚度以薄片電阻成為真空阻抗(377Ω/sq)之方式設定為大致16 nm(光吸收層34之材料為WSi2
之情形)。藉此，由光吸收層34反射之反射光B1之振幅與由光反射層5反射之反射光B2之振幅一致。因此，於光吸收層34之反射面，反射光B1與反射光B2有效率地干擾而抵消。因此，入射光A之吸收率提高。 又，光學距離t係以t=(2m-1)λ/4(m=1、2、3、…)之方式設定。藉此，反射光B1與反射光B2之相位偏差180°。因此，於光吸收層34之反射面，反射光B1與反射光B2有效率地干擾而抵消。因此，入射光A之吸收率提高。如此，光反射層5與光吸收層34構成光諧振構造。於自基板2之厚度方向觀察之情形時，光反射層5及光吸收層34重疊部分之面積越大，越效率良好地吸收入射光A。 如上說明，於一實施形態之光檢測器1中，第1配線層31與第2配線層32之間的間隙G係沿包含曲線部L2之線L延伸。藉此，與該間隙G直線狀延伸之情形相比，感度提高。再者，第1配線層31之線L側的第1緣部31a及第2配線層32之線L側的第2緣部32a分別連續延伸。藉此，即使為提高應答速度而縮小膜體20之厚度，仍抑制於第1緣部31a及第2緣部32a因膜體20之變形而產生應力集中。藉此，根據該光檢測器，可謀求感度及應答速度之提高。感度是指光檢測器1檢測光之能力。例如，若光檢測器1連較弱的光都可檢測，謂之光檢測器1之感度較高，若光檢測器1連強光都無法檢測，謂之光檢測器1之感度較低。應答速度是指入射至受光部21之光(例如光量)變化時，相對於膜體20之溫度之時間變化率。例如，入射至受光部21之光的光量增加時，膜體20之溫度上升至特定之穩定溫度為止花費時間越短，則應答速度越快，花費時間越長，則應答速度越低。 又，第1配線層31及第2配線層32各者係於受光部21以橫越受光部21之方式形成。藉此，將膜體20確實由第1配線層31及第2配線層32支持，故可抑制第1配線層31及第2配線層32間之電阻層33之歪曲及變形。 又，於光檢測器1中，線L具有包含曲線部L2之蜿蜒部L1。根據該構成，可增長間隙G之長度，謀求感度之進一步提高。 又，於光檢測器1中，蜿蜒部L1包含以大於特定量之第1擺振量於一側擺振之第1區間L3，及以小於特定量之第2擺振量於一側擺振之第2區間L4，且於膜體20形成有位於第2區間L4之一側之貫通孔20c、20d。根據該構成，可防止貫通孔20c、20d於間隙G中貫通膜體20，且使貫通孔20c、20d之位置靠近膜體20之中央部。因此，於光檢測器1之製造步驟中，經由貫通孔20c、20d實施蝕刻，可效率良好地形成膜體20。 又，於光檢測器1中，第2區間L4夾在2個第1區間L3之間，且貫通孔20c、20d位於2個第1區間L3之間。根據該構成，可防止貫通孔20c、20d於間隙G中貫通膜體20，且使貫通孔20c、20d之位置靠近膜體20之中央部。因此，於光檢測器1之製造步驟中，經由貫通孔20c、20d實施蝕刻，可效率良好地形成膜體20。 又，於光檢測器1中，光吸收層34與基板2之表面2a對向，將分離層35配置於第1配線層31及第2配線層32各者與光吸收層34之間。光吸收層34之第1區域34a於自基板2之厚度方向觀察之情形時，相對於第1配線層31於第2配線層32之相反側擴展，光吸收層34之第2區域34b於自基板2之厚度方向觀察之情形時，相對於第2配線層32於第1配線層31之相反側擴展。即，於自基板2之厚度方向觀察之情形時，光吸收層34之第1區域34a不與第1配線層31重疊，光吸收層34之第2區域34b不與第2配線層32重疊。藉此，實現於光吸收層34之第1區域34a及第2區域34b之充分的光吸收。且，在第1配線層31及第2配線層32各者與光吸收層34之間配置有分離層35。藉此，抑制如於光吸收層34中產生之熱於第1配線層31及第2配線層32傳遞而散逸至基板2側般之情形，且該熱經由分離層35充分傳遞至電阻層33。如以上，根據該構成，可謀求感度之進一步提高。又，在第1配線層31及第2配線層32各者與光吸收層34之間配置有分離層35，故膜體20不易翹曲。 又，於光檢測器1中，第1配線層31之與線L相反側之第3緣部31b及第2配線層32之與線L相反側之第4緣部32b係連續延伸。根據該構成，即使為提高應答速度而縮小膜體20之厚度，除第1緣部31a及第2緣部32a外，亦可於第3緣部31b及第4緣部32b抑制因膜體20之變形而產生應力集中。 又，光檢測器1進而具備配置於基板2之表面2a且與光吸收層34構成光諧振構造之光反射層5。根據該構成，可實現對應於光吸收層34與光反射層5之距離之波長域中之光吸收。 又，於光檢測器1中，於自基板2之厚度方向觀察之情形時，第1配線層31及第2配線層32之合計面積小於第1區域34a及第2區域34b各者之面積。根據該構成，於光吸收層34之第1區域34a及第2區域34b實現充分之光吸收，且進而抑制如於光吸收層34中產生之熱於第1配線層31及第2配線層32傳遞而散逸至基板2側般之情形，故可謀求感度之進一步提高。 又，於光檢測器1中，於自基板2之厚度方向觀察之情形時，沿線L的方向上之第1配線層31及第2配線層32各者之長度，大於與線L垂直的方向上之第1配線層31及第2配線層32各者之寬度。根據該構成，可增長間隙G之長度，謀求感度之進一步提高。 又，於光檢測器1中，將光吸收層34之第1區域34a及第2區域34b經由分離層35而形成於電阻層33上。又，將電阻層33及分離層35各者遍及第1區域34a及第2區域34b連續形成。根據該構成，可抑制膜體20之變形及翹曲，且簡化光檢測器1之製造製程。 接著，針對光檢測器1之製造方法，參照圖7～圖15進行說明。於圖7～圖15之各圖中，(b)之Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ、Ⅴ-Ⅴ分別為沿(a)之Ⅰ-Ⅰ線、Ⅱ-Ⅱ線、Ⅲ-Ⅲ線、Ⅳ-Ⅳ線、Ⅴ-Ⅴ線之剖視圖。 首先，如圖7所示，準備基板2，於基板2之表面2a形成光反射層5。光反射層5藉由蝕刻形成上述形狀(例如與光吸收層34相同之形狀)。接著，如圖8所示，以覆蓋光反射層5之方式於基板2之表面2a形成犧牲層6。犧牲層6之材料例如為聚醯亞胺等。接著，如圖9所示，藉由蝕刻去除犧牲層6之一部分，而於犧牲層6形成貫通孔6a、6b。於各貫通孔6a、6b，使基板2之表面2a露出。 接著，如圖10所示，於貫通孔6a形成電極插塞11，且於貫通孔6b形成電極插塞12。接著，如圖11所示，於犧牲層6上形成第1配線層31及第2配線層32。第1配線層31及第2配線層32藉由蝕刻形成上述形狀。接著，如圖12所示，以覆蓋第1配線層31及第2配線層32之方式於犧牲層6上形成電阻層33，進而於電阻層33上形成分離層35。 接著，如圖13所示，於分離層35上形成光吸收層34。光吸收層34藉由蝕刻形成上述形狀。接著，如圖14所示，形成縫隙20a、20b及貫通孔20c、20d。縫隙20a、20b及貫通孔20c、20d藉由蝕刻形成於上述位置。接著，如圖15所示，使蝕刻自縫隙20a、20b及貫通孔20c、20d進行，去除犧牲層6，從而形成空隙S。 於光檢測器1中，蜿蜒部L1包含以大於特定量之第1擺振量於一側擺振之第1區間L3，及以小於特定量之第2擺振量於一側擺振之第2區間L4，於膜體20形成有位於第2區間L4之一側之貫通孔20c、20d。根據該構成，可防止貫通孔20c、20d於間隙G中貫通膜體20，且使貫通孔20c、20d之位置靠近膜體20之中央部。因此，於光檢測器1之製造步驟中，藉由經由貫通孔20c、20d實施蝕刻，而可效率良好地形成膜體20。 以上，雖已就本發明之一實施形態進行說明，但本發明之一態樣並不限定於上述實施形態。 於上述實施形態中，顯示膜體20於自基板2之厚度方向觀察之情形時例如呈矩形狀之例，但並非限定於此。膜體20於自基板2之厚度方向觀察之情形時，亦可為例如呈圓形狀等各種形狀。 又，於自基板2之厚度方向觀察之情形時，亦可為第1配線層31於第1區域34a之大致全區域擴展，第2配線層32於第2區域34b之大致全區域擴展。即，第1配線層31之第3緣部31b及第2配線層32之第4緣部32b各者亦可與受光部21之外緣重疊。又，雖顯示基板2之厚度方向上之第1配線層31及第2配線層32之位置一致之例，但基板2之厚度方向上之第1配線層31及第2配線層32之位置亦可不一致。 又，電阻層33例如亦可不形成於電極部22、23、樑部24、25、對應於第1區域34a之區域及對應於第2區域34b之區域。 又，分離層35例如亦可不配置於電極部22、23、樑部24、25、對應於第1區域34a之區域及對應於第2區域34b之區域。又，分離層35之厚度亦可為第1配線層31、第2配線層32、電阻層33及光吸收層34各者之厚度以下。又，分離層35之材料亦可與電阻層33相同。 又，於自基板2之厚度方向觀察之情形時，第1配線層31及第2配線層32之合計面積亦可小於第1區域34a及第2區域34b之合計面積。根據該構成，如上述，於光吸收層34之第1區域34a及第2區域34b實現更充分之光吸收，且進而抑制如於光吸收層34產生之熱於第1配線層31及第2配線層32傳遞而散逸至基板2側般之情形，故可謀求感度之進一步提高。 又，分離層35及光吸收層34亦可形成於第1配線層31及第2配線層32之基板2側。具體而言，分離層35係形成於電極插塞11、12上。第1配線層31及第2配線層32以及電阻層33係形成於分離層35之基板2之相反側之表面上。光吸收層34係形成於分離層35之基板2側之表面上。藉此，光吸收層34與光反射層5經由空隙S而直接對向。因此，可容易調整光學距離t，更確實地藉由光諧振構造而吸收光。另，該情形時，第1配線層31係與電極插塞11電性連接。第2配線層32係與電極插塞12電性連接。 又，只要在第1配線層31及第2配線層32與光吸收層34之間形成有電阻層33，則膜體20亦可不具有分離層35。此時，電阻層33兼具電阻層33及分離層35兩者之功能。藉此，膜體20之熱導變低，故可謀求應答速度之提高。又，藉此，膜體20之元件電阻變低，故可謀求雜訊之降低。 又，電阻層33亦可形成於第1配線層31及第2配線層32之基板2側。此時，電阻層33未配置於間隙G。另，該情形時亦為，第1配線層31與電極插塞11電性連接。第2配線層32與電極插塞12電性連接。 又，電阻層33、分離層35及光吸收層34亦可形成於第1配線層31及第2配線層32之基板2側。具體而言，分離層35係形成於電極插塞11、12上。電阻層33係形成於分離層35之基板2之相反側之表面上。第1配線層31及第2配線層32係形成於電阻層33之基板2之相反側之表面上。光吸收層34係形成於分離層35之基板2側之表面上。另，該情形時亦為，第1配線層31與電極插塞11電性連接。第2配線層32與電極插塞12電性連接。 又，即使電阻層33及光吸收層34形成於第1配線層31及第2配線層32之基板2側之情形時，只要在第1配線層31及第2配線層32與光吸收層34之間形成有電阻層33，則膜體20亦可不具有分離層35。即，該情形時亦為，電阻層33兼具電阻層33及分離層35兩者之功能。另，該情形時亦為，第1配線層31與電極插塞11電性連接。第2配線層32與電極插塞12電性連接。 又，於上述各構成中，光吸收層34之材料例如亦可為相對於黑樹脂等之光之吸收率較大之材料。另，該情形時，不構成光諧振構造，由直接光吸收層34吸收光。藉此，如上述，無須精度良好地調整光學距離t。另，未構成光諧振構造之情形時，光檢測元件10亦較佳為具備光反射層5。其理由如下。入射至光吸收層34之入射光A之一部分未由光吸收層34吸收即透過膜體20之情形時，透過膜體20之入射光A由光反射層5反射，再次入射至光吸收層34。再次入射至光吸收層34之入射光A成為由光吸收層34吸收之熱。藉此，光之吸收率提高。又，光吸收層34之材料為黑樹脂之情形時，藉由在光吸收層34與電阻層33之間配置分離層35，藉由光吸收層34與電阻層33接觸，而抑制對電阻層33之特性帶來影響。 又，於上述各構成中，亦可於膜體20之基板2側之表面上進而形成分離層35。藉此，可謀求電阻層33之穩定化，且更不易使膜體20翹曲。 又，可對第1配線層31及第2配線層32、電阻層33、光吸收層34及分離層35之各者應用各種材料及厚度。藉由對第1配線層31及第2配線層32、電阻層33及分離層35之各者選擇最佳材料及厚度，而可容易地謀求感度之提高，且提高膜體20之強度。又，與將配線層作為光吸收層使用之先前之構造(例如參照專利文獻US6,426,539B1)相比，藉由對第1配線層31及第2配線層32、以及光吸收層34之各者選擇最佳材料，而可兼使感度及應答速度提高。 又，於自基板2之厚度方向觀察之情形時，貫通孔20c、20d亦可呈橢圓形或四角形等各種形狀。 又，像素部3亦可由1個光檢測元件10構成。
1‧‧‧光檢測器
2‧‧‧基板
2a‧‧‧表面
3‧‧‧像素部
4‧‧‧信號處理電路部
5‧‧‧光反射層
6‧‧‧犧牲層
6a、6b‧‧‧貫通孔
10‧‧‧光檢測元件
11、12‧‧‧電極插塞
20‧‧‧膜體
20a、20b‧‧‧縫隙
20c、20d‧‧‧貫通孔
21‧‧‧受光部
22、23‧‧‧電極部
24、25‧‧‧樑部
31‧‧‧第1配線層
31a‧‧‧第1緣部
31b‧‧‧第3緣部
32‧‧‧第2配線層
32a‧‧‧第2緣部
32b‧‧‧第4緣部
33‧‧‧電阻層
34‧‧‧光吸收層
34a‧‧‧第1區域
34b‧‧‧第2區域
35‧‧‧分離層
A‧‧‧入射光
B1、B2‧‧‧反射光
G‧‧‧間隙
L‧‧‧線
L1‧‧‧蜿蜒部
L2‧‧‧曲線部
L3‧‧‧第1區間
L4‧‧‧第2區間
L5‧‧‧第3區間
L6‧‧‧第4區間
S‧‧‧空隙
Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ、Ⅴ-Ⅴ‧‧‧線
圖1係一實施形態之光檢測器之俯視圖。 圖2係圖1之光檢測器之像素部之俯視圖。 圖3係圖2之像素部之光檢測元件之立體圖。 圖4係圖3之光檢測元件之俯視圖。 圖5係圖3之光檢測元件之剖視圖。 圖6係顯示光諧振構造之原理之圖。 圖7(a)、(b)係顯示圖5之光檢測器之製造方法之圖。 圖8(a)、(b)係顯示圖5之光檢測器之製造方法之圖。 圖9(a)、(b)係顯示圖5之光檢測器之製造方法之圖。 圖10(a)、(b)係顯示圖5之光檢測器之製造方法之圖。 圖11(a)、(b)係顯示圖5之光檢測器之製造方法之圖。 圖12(a)、(b)係顯示圖5之光檢測器之製造方法之圖。 圖13(a)、(b)係顯示圖5之光檢測器之製造方法之圖。 圖14(a)、(b)係顯示圖5之光檢測器之製造方法之圖。 圖15(a)、(b)係顯示圖5之光檢測器之製造方法之圖。
Claims (10)
- 一種光檢測器，其具備： 基板，及 膜體，其以與上述基板之表面之間形成空隙之方式被支持於上述基板之上述表面上， 上述膜體具有： 第1配線層及第2配線層，其等經由沿包含曲線部之線延伸之間隙而相互對向；及 電阻層，其與上述第1配線層及上述第2配線層之各者電性連接，具有依存於溫度之電性電阻， 上述第1配線層之上述線側的第1緣部及上述第2配線層之上述線側的第2緣部係分別連續延伸。
- 如請求項1之光檢測器，其中上述線具有包含上述曲線部之蜿蜒部。
- 如請求項2之光檢測器，其中上述蜿蜒部包含以大於特定量之第1擺振量於一側擺振之第1區間，及以小於上述特定量之第2擺振量於上述一側擺振之第2區間， 於上述膜體形成有位於上述第2區間之上述一側之貫通孔。
- 如請求項3之光檢測器，其中上述第2區間夾在2個上述第1區間之間， 上述貫通孔位於2個上述第1區間之間。
- 如請求項1至4中任一項之光檢測器，其中上述膜體進而具有： 光吸收層，其與上述基板之上述表面對向；及 分離層，其配置於上述第1配線層及上述第2配線層之各者與上述光吸收層之間， 上述光吸收層包含： 第1區域，其於自上述基板之厚度方向觀察之情形時，相對於上述第1配線層於上述第2配線層之相反側擴展；及 第2區域，其於自上述基板之厚度方向觀察之情形時，相對於上述第2配線層於上述第1配線層之相反側擴展。
- 如請求項5之光檢測器，其中上述第1配線層之與上述線相反側之第3緣部及上述第2配線層之與上述線相反側之第4緣部係連續延伸。
- 如請求項5或6之光檢測器，其中進而具備光反射層，其配置於上述基板之上述表面，與上述光吸收層構成光諧振構造。
- 如請求項5至7中任一項之光檢測器，其中於自上述基板之厚度方向觀察之情形時，上述第1配線層及上述第2配線層之合計面積小於上述第1區域及上述第2區域之合計面積。
- 如請求項5至8中任一項之光檢測器，其中於自上述基板之厚度方向觀察之情形時，上述第1配線層及上述第2配線層之合計面積小於上述第1區域及上述第2區域各者之面積。
- 如請求項5至9中任一項之光檢測器，其中於自上述基板之厚度方向觀察之情形時，沿上述線的方向上之上述第1配線層及上述第2配線層各者之長度，大於與上述線垂直的方向上之上述第1配線層及上述第2配線層各者之寬度。
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