WO2006132155A1 - 電子デバイス及びその製造方法 - Google Patents

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Kimiya Ikushima
Asako Baba
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an electronic device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a thermal infrared sensor and a thermal infrared image sensor.
  • Infrared sensors that detect electromagnetic waves (infrared rays) with wavelengths in the range of 3 ⁇ m to 10 ⁇ m are used in various fields such as crime prevention, measurement, and remote sensing as sensors that detect heat.
  • An infrared image sensor in which sensors are arranged in a two-dimensional array can acquire more information as a thermal image, and is widely used in the above fields.
  • Quantum sensors are compound semiconductor sensors that use interband transitions. This quantum sensor has the advantage of higher sensitivity and response speed than the thermal sensor, but requires a cooling mechanism because of its low operating temperature. For this reason, it is difficult to reduce the size of the device and to apply it to crime prevention and consumer products, which are difficult to achieve.
  • thermal sensors are less sensitive than the quantum sensor, but does not require a cooling mechanism. For this reason, downsizing and low cost are relatively easy, and application to consumer products is fostering.
  • Thermal sensors are classified into thermopile types, porometer types, pyroelectric types, and the like.
  • the thermopile type includes a portion where a number of thermocouples are connected in series as a heat detection portion.
  • the temperature can be measured by providing a resistance element formed of a material cover having a large temperature dependence of the electrical resistance value and detecting a change in the magnitude of the current flowing through the resistance element.
  • the pyroelectric type can measure the temperature change by detecting the charge generated on the crystal surface such as tourmaline according to the temperature change.
  • thermal sensor has a thermal insulation structure that prevents heat from escaping from the infrared detection unit, thereby maintaining the sensitivity of the sensor.
  • An example of such a heat insulating structure of an infrared sensor is disclosed in Patent Document 1.
  • Fig. 27 (b) is a plan view showing the main part of this infrared sensor, and Fig. 27 (a)
  • FIG. 27B is a sectional view taken along line 27b.
  • the illustrated infrared sensor includes a substrate 240 on which a force such as silicon is formed, and a light receiving unit 241 supported by the substrate 240.
  • the light receiving unit 241 includes a porometer unit 242 whose electric resistance value is temperature-dependent, and a wiring 243 for measuring the electric resistance value of the porometer unit 242, and functions as a heat sensitive unit of the infrared sensor.
  • a concave portion is formed on the upper surface of the substrate 240 facing the porometer portion 242 so as to form a gap with the light receiving portion 241.
  • Such a recess is formed by selectively removing a predetermined region of the substrate 240 by wet etching or dry etching.
  • the light receiving unit 241 is in contact with the substrate 240 at the contact portion 245. Above the contact portion 245, both end portions 244 of the wiring 243 extend and are connected to a readout circuit (not shown).
  • the temperature of the porometer unit 242 rises.
  • the resistance value of the porometer 242 changes.
  • a current is supplied to the porometer section 242 through the wiring 243, and a change in voltage caused by a resistance change is detected. Based on this voltage change, the energy of infrared rays incident on the light receiving unit 241 can be calculated.
  • the light receiving unit 241 has a structure that does not allow heat energy generated by infrared irradiation to escape.
  • the contact area between the main body of the light receiving unit 241 and the substrate 240 is reduced as much as possible to improve the heat insulation.
  • the main body partial force of the light receiving portion 241 is also elongated so as to suppress the propagation of heat to the substrate 240.
  • the infrared sensor is required to increase the temperature rise by incident infrared rays and improve the infrared detection sensitivity by improving the heat insulation.
  • an electrical switch such as a transistor is disposed between the light receiving unit and the infrared detection circuit (Patent Document 2).
  • an electrical switch such as a transistor is disposed between the light receiving unit and the infrared detection circuit (Patent Document 2).
  • This circuit (detection circuit) is integrated on the same semiconductor substrate.
  • an electrical switch for sequentially selecting a plurality of pixels in the thermal part is provided on the semiconductor substrate, and the thermal part and the detection circuit part are operated by opening and closing the electrical switch. Electrical connection between and Z disconnected.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-106896
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-148111
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electronic device having improved heat insulation characteristics.
  • the electronic device of the present invention has a first contact part, and has at least one heat-sensitive part whose physical characteristics change when irradiated with infrared rays, and a second contact part.
  • a detection circuit portion for detecting a change in characteristics a first state in which the outside of the first contour and the outside of the second contour are brought into contact and electrically connected; and the first contact portion and the second contact portion.
  • a drive unit capable of alternately switching between the second state separated and electrically disconnected.
  • the embodiment includes a cavity wall portion that forms a cavity including the heat-sensitive portion therein, and a substrate portion that supports the cavity wall portion.
  • the arrangement of the heat sensitive part inside is changed.
  • a substrate unit including at least a part of the detection circuit unit is provided.
  • the detection circuit portion includes a contact support portion fixed to the substrate portion, and the second contact portion is provided on a surface of the contact support portion. In the first state, the contact support portion is provided. The second contact portion of the contact portion and the first contact portion of the heat sensitive portion are in contact with each other, and in the second state, the second contact portion of the contact support portion and the first contact portion of the heat sensitive portion. Are separated.
  • the second contact portion is provided on an inner wall of the cavity wall portion, and in the first state, the second contact portion of the cavity wall portion and the heat sensitive portion of the second contact portion are provided.
  • the first contact portion is in contact, and in the second state, the second contact portion of the cavity wall portion and the first contact portion of the heat sensitive portion are separated from each other.
  • a substrate portion including at least a part of the detection circuit portion is provided, and the second contact portion is provided on a surface of the substrate portion, and in the first state.
  • the second contact portion of the substrate portion and the first contact portion of the heat sensitive portion are in contact with each other, and the second contact portion of the substrate portion and the first contact of the heat sensitive portion are in the second state. The parts are separated.
  • the position of at least a part of the contact support portion changes between the first state and the second state.
  • the position of at least a part of the heat sensitive part changes between the first state and the second state.
  • the drive unit when in the second state, moves the heat-sensitive part to a position without the heat-sensitive part being in contact with another part of the electronic device.
  • the heat sensitive part floats in the cavity.
  • the embodiment further includes a substrate portion, and the heat sensitive portion has a heat sensitive support portion, and the heat sensitive portion is in any of the first state and the second state.
  • the heat sensitive part is connected to the substrate part by the heat sensitive support part.
  • the heat-sensitive support portion is not provided with a wiring portion that electrically connects the heat-sensitive portion and the detection circuit portion
  • the first contact portion is a portion of the heat-sensitive portion. It has a plurality of contacts provided on the surface.
  • the second contact portion has a plurality of contacts provided on a surface of the substrate portion, and in the first state, the plurality of contacts of the substrate portion. The contacts and the plurality of contacts of the heat sensitive part are in contact with each other, and in the second state, the plurality of contacts of the substrate part and the plurality of contacts of the heat sensitive part are separated from each other.
  • a contact support portion provided on the substrate portion is provided, and the second contact portion has a plurality of contacts provided on the surface of the contact support portion.
  • the plurality of contacts of the contact support portion and the plurality of contacts of the heat sensitive portion contact each other, and in the second state, the plurality of contacts of the contact support portion and the heat sensitive portion.
  • the plurality of contacts are spaced apart
  • a hollow wall portion is formed which is supported by the substrate portion and forms a cavity including the heat sensitive portion therein, and the second contact portion is provided on an inner wall of the hollow wall portion.
  • a plurality of contacts; in the first state, the plurality of contacts in the cavity wall portion and the plurality of contacts in the heat sensitive portion are in contact; in the second state, the cavity wall portion The plurality of contacts and the plurality of contacts of the heat sensitive part are separated from each other.
  • the heat sensitive part may include an infrared detecting part formed of a material whose electric resistance value is temperature dependent.
  • the detection circuit unit is based on an electric resistance value of the infrared detection unit when the infrared ray detection unit in the heat sensitive unit is electrically connected to the detection circuit unit. No! / Turn to detect the amount of infrared irradiation.
  • the heat-sensitive part is formed of a material having a thermoelectric effect and has an infrared detecting part.
  • the heat-sensitive portion is formed of a material having a pyroelectric effect and includes an infrared detecting portion.
  • the heat-sensitive part has an infrared detecting part formed of a material whose dielectric constant varies with temperature.
  • the drive unit includes an electrode or a coil formed on the substrate unit, the cavity wall unit, or the contact support unit. Can exert a non-contact force.
  • the non-contact force is an electrostatic force.
  • a means for generating a charge in the heat sensitive part by electrostatic induction is provided.
  • the heat sensitive part includes a charge accumulation part for accumulating charges.
  • the drive unit drives the negatively charged heat-sensitive unit by a repulsive force.
  • the heat-sensitive portion includes a ferroelectric, and the charge generated in the substrate, the cavity wall portion, or the contact support portion and the polarized charge generated in the ferroelectric.
  • the electrostatic force between the two is the non-contact force.
  • the non-contact force is an electromagnetic force.
  • a gap exists between the heat sensitive part and the substrate even in the first state.
  • the periphery of the heat sensitive part is shielded from the atmosphere and is in a vacuum or reduced pressure state.
  • the method of manufacturing an electronic device includes a step of preparing a substrate, a step of forming a heat-sensitive part whose physical characteristics change upon irradiation with infrared rays on the substrate while being covered with a sacrificial layer, Forming a cavity wall surrounding the heat-sensitive part through the layer on the substrate, and etching the sacrificial layer to separate the heat-sensitive part from the cavity wall force.
  • the method for driving the electronic device is a method for driving any one of the above electronic devices, the step (A) of irradiating the heat sensitive part with infrared rays, and the detection of the heat sensitive part in the first state.
  • the step (A), the step (B), and the step (C) Is repeated periodically.
  • the heat sensitive parts are arranged in rows and columns, and the steps (A), (B), and (C) are performed at different timings for each row or column. Run with.
  • the time for connecting the thermosensitive part to the detection circuit part in the first state is set in a range of 1 ⁇ sec or more and 10 msec or less.
  • the first contact portion of the heat sensitive portion and the second contact portion of the detection circuit portion are brought into contact with or separated from each other, so that the heat sensitive portion is only necessary. It can be connected to the detection circuit section. If the heat sensitive part is always connected to the detection circuit part as in the case of a conventional infrared sensor, the heat escape from the heat sensitive part cannot be suppressed, but according to the present invention, such heat escape is prevented. Can be suppressed.
  • FIG. 1A is a diagram showing a schematic configuration of an electronic device according to the present invention.
  • FIG. 1B is a diagram showing another configuration of the electronic device according to the present invention.
  • FIG. 2A is a diagram showing a configuration of a heat sensitive part according to the first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a diagram showing a configuration of a heat sensitive part according to the first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a charge storage unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a cavity wall portion according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a substrate unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram collectively showing the configuration of the heat sensitive part, the cavity wall part, and the substrate part of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an electric circuit according to the present invention.
  • FIG. 8A is a diagram showing the operation of the electric circuit of the present invention and the movement of the heat sensitive part.
  • FIG. 8B is a diagram showing the operation of the electric circuit of the present invention and the movement of the heat sensitive part.
  • FIG. 8C is a diagram showing the operation of the electric circuit of the present invention and the movement of the heat sensitive part.
  • FIG. 8D is a diagram showing the operation of the electric circuit of the present invention and the movement of the heat sensitive part.
  • FIG. 8E is a diagram showing the operation of the electric circuit of the present invention and the movement of the heat sensitive part.
  • FIG. 8F is a diagram showing the operation of the electric circuit of the present invention and the movement of the heat sensitive part.
  • FIG. 10 is a diagram showing a method of detecting the position of the heat sensitive part of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing an electric circuit including an upper position detection electrode portion and an upper position detection counter electrode portion according to the present invention.
  • FIG. 12A is a process sectional view showing the method for manufacturing the electronic device of the invention.
  • FIG. 12B is a process cross-sectional view illustrating the electronic device manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 12C is a process cross-sectional view illustrating the manufacturing method of the electronic device of the invention.
  • FIG. 12D is a process sectional view showing the method for manufacturing the electronic device of the invention.
  • FIG. 12E is a process cross-sectional view illustrating the manufacturing method of the electronic device of the invention.
  • FIG. 12F is a process sectional view showing the method for manufacturing the electronic device of the invention.
  • FIG. 12G A cross-sectional process diagram illustrating a method for manufacturing an electronic device of the present invention.
  • FIG. 12C is a process cross-sectional view illustrating the manufacturing method of the electronic device of the invention.
  • FIG. 121 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing an electronic device of the present invention.
  • FIG. 12K is a process cross-sectional view illustrating the manufacturing method of the electronic device of the invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a heat-sensitive part in Embodiment 2 of the present invention.
  • ⁇ 14 It is a diagram showing a configuration of a cavity wall in Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a substrate section in Embodiment 2 of the present invention.
  • ⁇ 16 It is a diagram showing a configuration of a heat-sensitive part in Embodiment 3 of the present invention.
  • ⁇ 17 It is a diagram showing the configuration of the cavity in Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram showing a configuration of a substrate section in Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram showing a configuration of a heat-sensitive part in Embodiment 4 of the present invention.
  • ⁇ 21 It is a diagram showing a configuration of a cavity wall portion in Embodiment 4 of the present invention.
  • ⁇ 22 It is a diagram showing a configuration of a substrate section in Embodiment 4 of the present invention.
  • ⁇ 23] It is a diagram showing the deformation operation of the heat sensitive part in the embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 24 is a diagram showing a configuration of a heat-sensitive part in Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a cavity wall portion in the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a diagram showing a configuration of a substrate section in the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a diagram showing a conventional infrared sensor.
  • FIG. 29 is a diagram showing a configuration of a heat-sensitive part in Embodiment 6 of the present invention.
  • ⁇ 30 It is a diagram showing a configuration of a cavity wall portion in the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 31 is a diagram showing a configuration of a substrate unit in Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 32 is a diagram showing a schematic configuration of an electronic device according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 33 A diagram showing configurations of a heat-sensitive part and a contact support part in Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 34 is a diagram showing a schematic configuration of an electronic device according to Embodiment 8 of the present invention. [35] FIG. 35 is a diagram showing a configuration of a heat-sensitive part having a multilayer structure.
  • FIG. 36 is a diagram showing a configuration example of another embodiment of the present invention.
  • the electronic device of the present embodiment is a resistance change type infrared sensor, but the present invention is not limited to this, and can be applied to other types of electronic devices such as a pyroelectric infrared sensor and a thermopile infrared sensor. is there. The same applies to other embodiments.
  • FIG. 1A is a perspective view of the present embodiment
  • FIG. 1B is a sectional view taken along the line lb-lb of FIG. 1A.
  • the electronic device of the present embodiment includes a substrate unit 11, a cavity wall 12 provided on the upper surface of the substrate 11, and a heat-sensitive unit located inside the cavity wall 12. 13 and.
  • the substrate part 11 and Z or the cavity wall part 12 have an electrode for driving the heat sensitive part 13 and a part of the detection circuit part (electrical wiring).
  • the drive unit in the present invention is a heat sensitive unit. The position of 13 is controlled, and the infrared detection circuit detects a physical change (for example, a change in electric resistance value) in the heat sensitive part 13.
  • the drive unit includes an electric Z magnetic circuit element such as an electrode or a coil provided on the substrate unit 11 and Z or the cavity wall unit 12 in order to exert a non-contact force on the heat-sensitive unit 13 as a component. .
  • the “heat-sensitive part” is defined as a part in which when infrared rays are incident on the electronic device of the present invention, the infrared rays are absorbed and the temperature changes.
  • the amount of incident infrared rays can be detected based on the temperature change of the “heat-sensitive part”.
  • An example of the temperature change of the “heat sensitive part” will be described in detail later.
  • a portion of the “heat sensitive portion” whose physical characteristics change when the temperature of the heat sensitive portion changes due to the incidence of infrared rays is particularly referred to as an “infrared detector”.
  • the heat-sensitive part 13 in the present embodiment can float inside the cavity formed by the cavity wall part 12.
  • the floating state of the heat sensitive part 13 can be realized by using electrostatic force or the like.
  • the heat insulating property of the heat sensitive part 13 is extremely high.
  • the inside of the cavity may be reduced in pressure or vacuum.
  • the thermal unit 13 when it is necessary to detect a change in physical characteristics of a portion that functions as an infrared detection unit in the thermal unit 13 that does not always place the thermal unit 13 in a floating state, the thermal unit 13 is moved. And contact with an electrical contact provided on the cavity wall 12. This contact enables data reading (electrical measurement) by the infrared detection circuit.
  • a material having an electrical resistance value that is temperature-dependent can be considered.
  • a material whose electrical resistance value has temperature dependence for example, a semiconductor such as silicon can be considered.
  • a material having a thermoelectric effect is conceivable. Examples of materials having a thermoelectric effect include BaTe and PbTe. Further, as another example of the material of the infrared detection unit, a material having a pyroelectric effect can be considered.
  • Examples of materials having a pyroelectric effect include, for example, tourmaline (a boron-containing cyclosilicate mineral) that has been known for a long time, other inorganic materials such as lead titanate and lithium tantalate, and trisulfuric acid glycine. Organic materials such as (TGS) and polyvinylidene difluoride (PVDF) are considered.
  • TGS titanium dioxide
  • PVDF polyvinylidene difluoride
  • the dielectric constant depends on the temperature. A material that changes can be considered.
  • BTZ that is, Ba (Ti, Zr) 0, or the like can be considered.
  • the heat-sensitive part 13 is simplified in FIG. 1A and is described as if it were a flat plate, but the actual configuration functions as an infrared detection part as will be described in detail later. It has a porometer part and a contact part to do! /
  • the shape of the heat-sensitive portion 13 preferably has a planar size that falls within a rectangular range of several mm X several mm, for example, a rectangular shape of 30 m X 30 m.
  • the thickness of the heat sensitive portion 13 is, for example, lmm or less, and is set to about 2 m in this embodiment. In order to move the position of the heat sensitive part 13 at high speed by non-contact force such as electrostatic force, it is preferable to reduce the weight of the heat sensitive part 13.
  • FIG. 1B schematically shows a cross-section of an electronic device in which a plurality of cavities are provided on the same substrate portion 11, and the heat-sensitive portion 13 as shown in FIG. 1A is arranged in each cavity! / .
  • the basic configuration as shown in FIG. 1A is one cell, and a one-dimensional or two-dimensional array (cell array) of a plurality of cells is placed on the same substrate section 11. Forming. By having such a cell array, an infrared image sensor can be configured.
  • a peripheral circuit including circuit elements such as transistors as components is formed on the substrate unit 11.
  • This peripheral circuit includes an infrared detection circuit (data readout circuit), a drive circuit for controlling the drive of the heat sensitive section 13, and the like.
  • the electrical connection between the heat sensitive part 13 and the peripheral circuit is made through a contact part (not shown in FIG. 1A) provided on the cavity wall part 12. The contact portion is connected to the peripheral circuit through an electric wiring (not shown).
  • the peripheral circuit is Read cell force data in units of rows or columns. For example, when reading data in units of rows, after sequentially reading the cell array force data of the Nth row (N is a natural number), the data is sequentially read from the cell array of the (N + 1) th row. By repeating this operation, data from a two-dimensional array of cell arrays can be obtained to form an infrared image.
  • FIG. 1B shows an example in which the cavity wall portion 12 is not separated for each cell.
  • FIG. 1B shows an example in which a plurality of heat sensitive parts 13 are arranged in a large cavity. In this way, the individual heat sensitive portions 13 (corresponding to pixels) are separated in units of cells, and the force cavity portion 12 is not separated in units of cells!
  • FIG. 2A is a diagram showing a planar layout of the bolometer unit 21 in the heat sensitive unit 13.
  • the porometer part 21 is formed of a material having a large temperature dependency of resistivity (for example, polysilicon, titanium, vanadium oxide, etc.) and meanders. Both ends of the porometer unit 21 are connected to a porometer contact unit 24 described later.
  • This change is detected by a “read circuit unit (infrared detection circuit)” (not shown). More specifically, the electrical wiring of the readout circuit is electrically connected to the bolometer unit 21 via the porometer contact unit 24, and a change in the resistance value of the porometer unit 21 is electrically detected. Thereby, the infrared irradiation amount of the porometer unit 21 is obtained. If a plurality of heat sensitive parts 13 are arranged in rows and columns on the same substrate part 11 and the change in the electrical resistance value of the porometer part 21 of each heat sensitive part 13 is detected independently, the surface of the infrared irradiation intensity Since the internal distribution can be detected, an infrared image can be obtained.
  • the heat sensitive part 13 includes a porometer protective film 22 that protects the porometer part 21, and the bolometer protective film 22 is also formed with an insulating material force such as a silicon oxide film.
  • the heat sensitive unit 13 of the present embodiment includes a charge accumulating unit 23 that accumulates charges therein. When the charge accumulating unit 23 accumulates electric charge, it is negatively charged, so that an electrostatic force can be generated between the substrate unit 11 and the electrode disposed inside the cavity wall unit 12. As will be described in detail later, in the present embodiment, the position of the heat sensitive portion 13 is controlled by this electrostatic force.
  • the position of the thermal unit 13 is controlled by the electrostatic force, and the first state in which the thermal unit 13 is brought into contact with the readout circuit unit and the second state in which the thermal unit 13 is separated from the readout circuit unit are alternately switched. be able to.
  • the heat-sensitive part 13 is moved to the electronic device in the second state in which the heat-sensitive part 13 is separated from the readout circuit part.
  • U prefer to move to a position without touching other parts of the vice.
  • the porometer contact portion 24 of the heat sensitive portion 13 functions as a contact point with respect to the electric wiring of the cavity wall portion 12 when current is supplied to the porometer portion 21.
  • a porometer wiring contact portion 42 that contacts the porometer contact portion 24 is provided on the upper portion of the cavity wall portion 12. As the thermosensitive portion 13 moves, the porometer contact portion 24 comes into contact with the porometer wiring contact portion 42 of the cavity wall 12, so that current can be supplied from the cavity wall portion 12 to the bolometer portion 21. .
  • FIG. 2B shows the detailed configuration of the cross section of the thermal section 13 cut along the lb-lb line in Fig. 1A, and Fig. 2B (b) shows the top surface of the thermal section 13. ing. Figure 2B (b) also shows the 2a-2a line corresponding to the lb-lb line for reference.
  • the porometer part 21 is covered with a porometer protective film 22.
  • the upper and lower surfaces of the porometer protective film 22 are substantially flat and generally have a thin plate shape as a whole.
  • the upper position detection electrode part 261 separated into eight parts, the source contact part 26, the drain contact part 27, the gate contact part 28 and a channel contact portion 29 are provided.
  • Each of the contact parts 26 to 19 is related to the operation of the charge storage part 23 and will be described in detail later.
  • An electrostatic induction electrode portion 25 is provided at a position near the upper surface of the porometer protective film 22. As shown in FIG. 2B (b), the electrostatic induction electrode portion 25 is formed so as to surround the central portion where the charge accumulating portion 23 is disposed in a band shape. The electrostatic induction electrode portion 25 is also formed with, for example, a polysilicon force in which impurity ions are implanted at a high concentration.
  • a lower position detection electrode portion 26 2 is provided on the lower surface of the porometer protective film 22.
  • the planar shape of the heat-sensitive part 13 is roughly rectangular.
  • the force porometer contact part 24 is provided in a branch part that is elongated from the main body part of the heat-sensitive part 13. The reason why such a branched structure is formed is that when the porometer contact portion 24 comes into contact with the cavity wall portion 12 by reducing the thermal conductivity, the heat sensitive portion 13 moves to the cavity wall portion 12. This is to suppress the outflow of heat as much as possible. However, it is not essential to provide such a branched structure.
  • FIG. 3 (a) is an enlarged top view of a part of the charge storage unit 23, and Fig. 3 (b) is a top view of a part of a large number of charge storage elements 31 included in the charge storage unit 23.
  • FIG. 3 (c) is a cross-sectional view taken along the line 3c 3c of FIG. 3 (b).
  • the charge storage unit 23 of the present embodiment has a configuration in which a plurality of charge storage elements 31 are arranged in rows and columns (matrix array). Yes.
  • each charge storage element 31 has a MOS structure, for example, a source part 32, a drain part 34, a channel part 33 formed in a semiconductor layer having a polysilicon film force. It is equipped with.
  • the channel part 33 is an impurity region in which ions such as B (boron) are doped at a relatively low concentration, and the source part 32 and the drain part 34 are relatively ions such as As (arsenic). It is a high concentration impurity region.
  • the charge storage unit 23 includes a floating gate unit 35 formed so as to cover the channel unit 33 via a gate insulating film, and a control gate unit 36 stacked on the floating gate unit 35 via an insulating film. It is equipped with.
  • the floating gate portion 35 is also formed with, for example, a polysilicon force, and is doped with ions such as As (arsenic) at a high concentration.
  • the floating gate portion 35 is electrically insulated from other portions and accumulates electric charges therein in the same manner as the EPROM write operation.
  • the charge storage unit 23 is connected to the drain contact unit 37 and the source contact unit 38 connected to the drain unit 34 and the source unit 23, the channel contact unit 310 connected to the channel unit 33, and the control gate unit 39, respectively. And a gate contact portion 39 connected thereto.
  • the drain contact portion 37, the source contact portion 38, the gate contact portion 39, and the channel contact portion 310 are made of, for example, aluminum (A1).
  • the channel section 33 functions as a terminal for electrically connecting to an external circuit.
  • the source contact portion 38 and the channel contact portion 310 are electrically grounded, and the drain contact portion 37, the drain contact portion 37, and the gate contact portion 39 are electrically connected to each other.
  • Increase the voltage eg 10 volts
  • electrons move in the channel part 33 from the source part 32 toward the drain part 34, acquire high kinetic energy in the vicinity of the drain part 34 and become hot electrons, and part of the electrons in the floating gate part 35 It is injected into the floating gate 35 over the surrounding insulating film.
  • the electrons injected into the floating gate part 35 are held inside the floating gate part 35 and negatively charge the floating gate part 35.
  • the thermal part 13 When performing the above write operation, as will be described later, the thermal part 13 is moved upward, and the contact parts 37, 38, 39, 310 arranged on the upper surface side of the thermal part 13 are moved. Make contact with the corresponding contact parts in the cavity wall part 12 respectively.
  • FIG. 4 (a) shows the detailed configuration of the cross section of the cavity wall 12 taken along line lb- lb in Fig. 1A.
  • Fig. 4 (b) shows line 4b-4b in Fig. 4 (a). It is sectional drawing.
  • FIG. 4 the configurations of the heat sensitive part 13 and the substrate part 11 are described in a simplified manner.
  • the hollow wall portion 12 of the present embodiment includes a corresponding contact portion at a position where it can come into contact with various contact portions in the heat sensitive portion 13.
  • a porometer wiring contact part 42, a source wiring contact part 43, a drain wiring contact part 44, a gate wiring contact part 45, and a channel wiring contact part 46 are provided.
  • Porometer wiring contact portion 42, source wiring contact portion 43, drain wiring contact portion 44, gate wiring contact portion 45, and channel wiring contact portion 46 are respectively connected to porometer contact portion 24 of heat sensitive portion 13 shown in FIG.
  • the part 34, the control gate part 36, and the channel part 33 can be connected to electrical wiring provided inside the cavity wall part 12.
  • the contact portions 42 to 46 are all preferably formed from, for example, a patterned aluminum film, and are connected to electrical wiring provided inside the cavity wall 12. In FIG. 4, for the sake of simplicity, a part of the electric wiring is omitted. These electric wirings are also preferably formed from, for example, a patterned aluminum film.
  • the electrical wiring of the cavity wall portion 12 has a function of electrically connecting the contact portions 42 to 46 to a readout circuit or the like.
  • the cavity wall part 12 includes a cavity wall silicon part 48, a cavity wall protective film 49, an electrostatic induction counter electrode part 410, and an upper position detection counter electrode part 263.
  • the cavity wall silicon part 48 supports each part of the cavity wall part 12.
  • the cavity wall silicon portion 48 is formed of, for example, a polysilicon cover and transmits infrared rays.
  • the cavity wall protective film 49 is formed of, for example, a silicon oxide film, and protects each part of the cavity wall part 12.
  • the upper floating electrode portion 41 is made of, for example, polysilicon doped with impurity ions at a high concentration, and is electrically connected to the electrical wiring described above. When a voltage is applied to the upper floating electrode portion 41, it is accumulated in the charge accumulating portion 23 in the heat sensitive portion 13, and repulsive or attractive electrostatic force is generated between the hot electron. By adjusting these forces, the position of the heat sensitive part 13 can be controlled.
  • the electrostatic induction counter electrode portion 410 is made of, for example, polysilicon doped with impurity ions at a high concentration, and is connected to an electric wiring provided inside the cavity wall 12. .
  • a negative voltage is applied to the electrostatic induction counter electrode portion 410, a charge due to electrostatic induction is generated on the upper surface of the electrostatic induction electrode portion 410. Therefore, an attractive force is generated between the upper floating electrode portion 41 and the electrostatic induction electrode portion 410. By using this attractive force, it is possible to move the heat sensitive part 13 upward.
  • FIG. 5 (a) shows the detailed configuration of the cross section of the substrate 11 taken along the lb- lb line in Fig. 1A.
  • Fig. 5 (b) shows the 5b-5b line in Fig. 5 (a). It is sectional drawing.
  • FIG. 5 the internal structure of the cavity wall 12 and the heat sensitive part 13 is described in a simplified manner.
  • the substrate part 11 includes a silicon substrate part 51, a lower floating electrode part 52 and a lower position detection counter electrode part 264 supported by the silicon substrate part 51.
  • the lower floating electrode portion 52 and the detection facing lower position electrode portion 264 are patterned so as to have the layout shown in FIG. 5 (b).
  • the lower floating electrode portion 52 and the detection facing lower position electrode portion 264 are covered with a substrate protective film 53 made of, for example, a silicon oxide film.
  • the lower floating electrode portion 52 is formed of, for example, polysilicon doped with impurity ions at a high concentration, and is connected to an electric wiring provided on the substrate portion 11 or inside the substrate portion 11.
  • This electrical wiring is formed by a general method of manufacturing a semiconductor device.
  • polysilicon, an aluminum alloy, or a silicon substrate doped with ions at a high concentration, or an impurity region cover where ions are implanted at a high concentration. can be configured.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the heat-sensitive part 13, the cavity wall part 12, and the substrate part 11 described above.
  • the upper floating electrode portion 41 is indicated by electrodes F1 to F4, and the lower floating electrode portion 52 is indicated by electrodes F5 to F8.
  • Variable power sources V1 to V8 are connected to the electrodes F1 to F8.
  • the heat sensitive part 13 is positioned between the upper floating electrode part 41 and the lower floating electrode part 52. It is location.
  • a variable power source (V 9) is connected to the electrostatic induction counter electrode portion 410.
  • the source wiring contact portion 43 and the channel wiring contact portion 46 are grounded.
  • the drain wiring contact 44 is connected to the variable power supply Vd, and the gate wiring contact 45 is connected to the variable power supply Vg.
  • FIGS. 8A to 8F are cross-sectional views showing the potential of each electrode and how the heat-sensitive part 13 moves.
  • the AA plane indicates the cross section along the line AA in Fig. 7.
  • the BB plane indicates the cross section along the line B B in Fig. 7.
  • FIG. 9 shows the temperature change of the heat-sensitive part 13 in each case of different infrared incident amounts 1 to 3 for each of the infrared sensor of this embodiment and the comparative example (conventional structure). It shows the operation of electrical circuit switches and variable voltage at the time. The operation of the variable voltage schematically shows an approximate change in the voltage value. In the variable voltage, the voltage value always changes slightly to adjust the position of the heat sensitive part 13 as described below, but the change is shown neglected.
  • the source contact portion 38 and the channel contact portion 310 are grounded, while the drain contact portion 37 is connected to the variable power source Vd and the gate contact portion 39 is connected to the variable power source Vg. (See Figure 7).
  • FIG. 8B shows a state where electric charge is stored in the charge storage unit 23.
  • variable power sources V1 to V8 are connected to the upper floating electrode portion 41 (electrodes F1 to F4) and the lower floating electrode portion 52 (electrodes F5 to F8).
  • the negative voltage application of the variable power source V9 connected to the electrostatic induction counter electrode portion 410 is stopped, and the value of the voltage V9 is set to zero.
  • the upper levitation electrode part 41 and the heat storage part 13 in the charge storage part 23 and the lower levitation electrode part 52 and the charge storage part 23 Repulsive force is generated during As a result, as shown in FIG. 8C, the heat-sensitive part 13 does not contact the substrate part 11 and the cavity wall part 12 and rises to a position.
  • the position of the heat sensitive unit 13 can be detected by a method described in detail later. By performing feedback based on this detected value, the magnitude of the voltage applied to the upper floating electrode part 41 and the lower floating electrode part 52 is adjusted, and the position of the heat sensitive part 13 is appropriately controlled. It is possible to continue to surface.
  • the porometer contact part 24 is connected to the porometer wiring contact part 42 as shown in FIG. 8D.
  • the position of the heat sensitive part 13 can be adjusted so that it contacts.
  • the position of the heat sensitive part 13 in the state of FIG. 8D is shifted in the horizontal and horizontal direction compared to the position of the heat sensitive part 13 in the state of FIG. 8A and the state of FIG. 8B.
  • the source contact portion 38, the drain contact portion 37, the gate contact portion 39, and the channel contact portion 310 are the source wiring contact portion 43, the drain wiring contact portion 44, and the gate wiring contact portion 45, respectively.
  • the channel wiring contact portion 46 does not touch.
  • the readout circuit and the power supply VO are connected to the porometer wiring contact 42 (see Fig. 7). As shown in FIG. 7, the readout circuit has an integration circuit and a switch SW for resetting the integration circuit. Between the porometer wiring contact portion 42 and the integration circuit, a switch is provided.
  • H SW is arranged. In the initial state, the switch SW is off and the switch SW is
  • the peripheral circuit force starts to supply current to the porometer unit 21 as well.
  • the amount of current is integrated by an integration circuit. Since the porometer unit 21 is also formed with a material force whose resistance greatly varies depending on the temperature, the temperature of the porometer can be measured by measuring the amount of current flowing through the porometer unit 21. In addition, since the temperature of the porometer unit 21 changes depending on the amount of incident infrared rays, the amount of incident infrared rays can be detected. Even in the infrared sensor of the comparative example shown in FIG. 9, it is assumed that at the time t5, the conduction to the porometer unit and the integration by the integrating circuit start.
  • the shunt circuit is reset. Also in the infrared sensor of the comparative example, it is assumed that the energization to the bolometer unit 21 is terminated at time t6. During the time period from time t5 to time t6, the current amount of the porometer unit 21 is integrated and the integrated amount is output to the outside. Although not shown in the figure, the output value of the readout circuit is sampled and held just before time t6, and then The amount of incident infrared rays is calculated from the value of.
  • the porometer unit 21 is energized, and the temperature of the heat sensitive unit 13 rapidly increases due to the Joule heat.
  • the temperature change of the heat sensitive part 13 differs depending on the amount of incident infrared rays, and the amount of current flowing through the porometer part 21 depends on the temperature of the heat sensitive part 13.
  • the integral value of the porometer current flow from time t5 to time t6 varies depending on the amount of incident infrared rays.
  • the amount of change in the integrated value of the bolometer current from time t5 to time t6 is used as the signal value indicating the amount of infrared incident light.
  • the temperature change of the heat sensitive part 13 is increased by allowing the heat sensitive part 13 to float before energizing the porometer part 21.
  • the signal value indicating the amount of incident infrared rays also increases, and the infrared detection sensitivity can be increased.
  • the integration time up to time t5 force t6 can be set as follows. Thermal conductance from the sensitive heat portion 13 to the outside in the integration is, for example 5 X 10- 7 WZK, consider the case the heat capacity of the heat sensitive portion 13 is for example 2. a 5 X 10- 9 JZK. In this case, since the thermal time constant is 5 msec, even if the integration time is increased to 5 msec or more, the temperature of the heat sensitive part 13 settles to a substantially constant value, and the effect of improving the sensitivity by increasing the integration time is small. On the other hand, in order to shorten the response time of infrared ray detection, it is preferable to shorten the integration time, so the integration time can be set to 5 msec, for example.
  • the heat-sensitive part 13 contacts the contact part of the cavity wall part 12 and is connected to the circuit for different forces. For example, 1 / z sec ⁇ : LOmsec Set within range.
  • the position of the heat sensitive part 13 is located on the upper position detecting electrode part 261 and the lower position detecting electrode part 262 formed on the heat sensitive part 13, the upper position detecting counter electrode part 263 formed on the cavity wall part 12, and the substrate part 11.
  • the lower position detection counter electrode portion 264 formed is detected.
  • the upper position detection electrode unit 261 is composed of a total of eight electrodes, each of which forms, for example, a polysilicon force that is highly doped with ions. Can be done. Two adjacent electrodes are connected to each other by electrical wiring and have the same potential.
  • the lower position detection electrode unit 262 has the same configuration as the upper position detection electrode unit 261.
  • the upper position detection counter electrode portion 263 of the cavity wall portion 12 is composed of a total of eight electrodes as shown in Fig. 4 (b), and each electrode is, for example, a policy doped with ions at a high concentration. Reconca is also formed. As shown in FIG. 10, in the upper position detection counter electrode section 263, two adjacent electrodes are connected to each other by electric wiring via a high frequency power source and a current measurement section, respectively. Further, each electrode of the upper position detection counter electrode portion 263 is disposed at a position facing each electrode of the upper position detection electrode portion 261, and forms a capacitor as a whole.
  • Capacitors Ca and Cb are formed between the upper position detection electrode unit 261 and the upper position detection counter electrode unit 263, which are opposed to each other.
  • Capacitance C1 obtained by arranging capacitor Ca and capacitor Cb in series can be obtained by measuring the magnitude of the current that flows when high frequency voltage is applied to this circuit.
  • Capacitances C2, C3, and C4 are defined by the capacitor formed between the electrode of the upper position detection electrode unit 261 and the electrode of the upper position detection counter electrode unit 263, in the same manner as the capacitance C1. The value can be measured by the above method.
  • the lower position detection counter electrode unit 264 has a configuration similar to that of the upper position detection counter electrode unit 263, and includes an electrode of the lower position detection electrode unit 262 and an electrode of the lower position detection counter electrode unit 264.
  • Capacitances C5, C6, C7, and C8 are defined by the capacitors formed between them, and their values can be measured (see Fig. 11).
  • Capacitances C1 to C8 vary depending on the position of the heat-sensitive portion 13. That is, the capacitances C1 to C8 are expressed as a function of a total of six variables representing the displacement and rotation angle of the heat sensitive part. If these functions are calculated in advance, it is possible to detect the position of the heat sensitive part 13 by detecting the values of the capacitances C1 to C8. [0144] By making the voltage applied to the upper position detection counter electrode part 263 and the lower position detection counter electrode part 264 higher than a certain value, the position change of the thermosensitive part 13 due to this voltage change is small enough to be ignored. It is also possible to do.
  • a portion of the heat sensitive portion 13 close to the porometer contact portion 24 has an elongated shape that extends the body partial force of the heat sensitive portion 13. For this reason, the escape of heat when supplying current to the porometer unit 21 can be minimized, and the effect of improving the infrared detection sensitivity is increased.
  • the energization is completed and a sufficient time has passed, and after the temperature of the heat-sensitive part 13 has decreased to a substantially steady state, the heat-sensitive part 13 is floated again. The operation to raise is performed.
  • the attitude of the heat sensitive part 13 is controlled after time t6 and the contact area between the heat sensitive part 13 and the cavity wall part 12 or the substrate part 11 is increased, the temperature of the heat sensitive part 13 reaches a steady state. Can be shortened.
  • a positive voltage to the variable power source V2 By applying a positive voltage to the variable power source V2, an attractive force is generated between the electrode F2 and the charge storage unit 23, and the heat sensitive part 13 and the cavity wall part 12 can be brought into contact with each other at the electrode F2.
  • the negative voltage is applied to the variable power supplies VI to V4 and the positive voltage is applied to the variable power supplies V5 to V8, so that the heat sensitive part 13 can be brought into contact with the board part 11 in a wide area. Can be shortened.
  • FIGS. 12A to 12K an embodiment of an electronic device manufacturing method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 12A to 12K.
  • the substrate part 11 shown in FIG. 12A is formed. Specifically, first, a silicon substrate 901 is prepared, and a substrate protective film 903 formed from a silicon oxide film is deposited on the silicon substrate 901.
  • the substrate protective film 903 can be deposited by, for example, a CVD method.
  • the lower floating electrode portion 52 and the lower position detection counter electrode portion 264 are formed. For example, after depositing a polysilicon film, using photolithography and etching techniques. By patterning the polysilicon film, these electrode portions 52 and 264 can be formed.
  • the planar layout of the lower floating electrode portion 52 and the lower position detection counter electrode portion 264 is as shown in FIG. 5 (b).
  • the surface of the silicon oxide film is subjected to CMP (Chemical Mechanical Polishing).
  • CMP Chemical Mechanical Polishing
  • the planarized silicon oxide film constitutes a substrate protective film 903 together with the silicon oxide film positioned below the electrode portions 52 and 234. In this way, the substrate unit 11 shown in FIG. 12A can be obtained.
  • a sacrificial layer 101 having a polysilicon force is formed on the substrate portion 11.
  • a porometer protective film 22 made of a silicon oxide film is deposited on the sacrificial layer 101.
  • a silicon oxide film is deposited and covered.
  • the porometer part 21 and the charge storage part 23 are formed.
  • the volume meter unit 21 and the charge storage unit 23 have a planar shape shown in FIG. 2A.
  • an electrostatic induction electrode part 25 and an upper position detection electrode part 261 are formed thereon, and these are formed into a silicon oxide film. Cover with.
  • the electrostatic induction electrode unit 25 and the detection electrode unit upper position 261 have a planar shape shown in FIG. 2B (b).
  • a porometer contact portion 24, a source contact portion 26, a drain contact portion 27, a gate contact portion 28, and a channel contact portion 29 are formed. These contact portions are formed at the positions shown in FIG. 2B (b).
  • the structure shown in FIG. 12E is obtained by patterning the silicon oxide film.
  • the force explaining the method of forming one heat sensitive part 13 may be arranged on a single substrate part 11 and a number of heat sensitive parts 13 may be arranged, and the periphery of each heat sensitive part 13 may be surrounded by a cavity wall part 12. .
  • a structure similar to the structure shown in FIG. 12E is formed in a region not shown in the drawing.
  • a polysilicon sacrificial layer is deposited so as to cover these structures, and this sacrificial layer is patterned to obtain the structure shown in FIG. 12F.
  • a CMP step for flattening the surface of the coated film may be performed at any time.
  • the cavity wall protective film 49 made of a silicon oxide film is deposited. Thereafter, electrostatic induction counter electrode 410. Upper floating electrode portion 41, upper position detection counter electrode portion 263, porometer wiring contact portion 42, source wiring contact portion 43, drain wiring contact portion 44, gate wiring contact portion 45, and channel wiring contact portion 46 are formed. These electrodes and contact portions are designed to match the arrangement of the electrodes and contact portions in the heat sensitive portion 12.
  • the above structure is covered with a silicon oxide film as shown in FIG. 12H.
  • the polysilicon film is patterned to form the cavity wall silicon portion 48 shown in FIG.
  • the silicon oxide film is patterned to obtain the configuration shown in FIG. 12J.
  • the CMP process to flatten the surface of the coated film may be performed at any time.
  • the sacrificial layer 101 is removed as shown in FIG. 12K.
  • the sacrificial layer 101 can be removed by, for example, isotropic etching using a gas such as XeF. By etching the sacrificial layer 101, the heat sensitive part 13 is separated from the substrate part 11 and the cavity wall part 12.
  • the above manufacturing method can be carried out using general techniques and apparatuses of semiconductor processes.
  • thermosensitive portion 13 As described above, the manufacturing method of the electronic device including one thermosensitive portion 13 has been described. However, the above method can be easily applied to a method of manufacturing a line sensor or an image sensor having a cell array.
  • the entire sensor or each cavity may be sealed in a vacuum package.
  • the charge storage element 31 When the charge storage element 31 is observed from a direction perpendicular to the substrate part 11, the charge storage element 31 is arranged at a position not overlapping the electrostatic induction electrode part 25 and the porometer part 21. If the charge storage element 31 and the electrostatic induction electrode part 25 or the porometer part 21 overlap, the surface of the electrostatic induction electrode part 25 or the porometer part 21 is electrostatically charged by the negative charge accumulated in the charge storage element 31. A positive charge is generated by induction. In this case, since most of the electric force lines coming from these positive charges enter the negative charge of the charge storage element 31, the electrostatic force between the charge storage element 31 and the upper floating electrode part 41 or the lower floating electrode part 52 is reduced. In addition, the position control of the heat sensitive part 13 becomes difficult. In order to avoid this, in this embodiment, it is viewed from the direction perpendicular to the substrate. The charge storage element 31 is arranged at a position where it does not overlap the electrostatic induction electrode portion 25 and the porometer portion 21.
  • each electric wiring and contact portion are preferably arranged around the heat-sensitive portion 13 and the cavity wall 12 formed of metal, the infrared detection sensitivity is low because the shielding of infrared rays by the metal is small. Can keep.
  • an electrode for detecting the position of the heat sensitive unit 13 and an electrode for moving the position of the heat sensitive unit 13 are provided separately, but one electrode exhibits both functions. It is also possible to adopt a configuration. In this case, one electrode is connected to a high-frequency voltage source for detecting the position of the heat sensitive part 13 and a DC power source for moving the position of the heat sensitive part 13.
  • magnitude of the electrostatic force for floating the heat-sensitive part 13 can be set for example to the degree 1 X 10- 8 (N). If the mass of the heat-sensitive part 13 is assumed to be for example 1 X 10- 12 (kg), the inertial force arising in the heat-sensitive portion 13 when the acceleration of the magnitude of 100G (100 times the gravitational acceleration) occurs on the device, about 1 X 10- 9 (N). Under such an inertial force, the heat sensitive part 13 can be stably held.
  • a repulsive force of electrostatic force is used when the heat-sensitive part 13 is lifted, but this repulsive force increases as the distance decreases. For this reason, when the thermal sensing part 13 also moves the balance positional force due to the acceleration applied to the device, a force (restoring force) that returns the thermal sensing part 13 to the balanced position works. For this reason, the heat-sensitive part 13 can be stably levitated by a relatively simple control method.
  • the electrostatic force due to the charge generated in the heat-sensitive part 13 by electrostatic induction is used.
  • the position of the heat sensitive part 13 is controlled.
  • FIG. 13A is a cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view taken along the line lb-lb in FIG. 1A, and shows the configuration of the heat-sensitive part 13 in detail.
  • 13B is a cross-sectional view taken along line 13b-13b in FIG. 13A
  • FIG. 13C is a cross-sectional view taken along line 13c-13c in FIG. 13A.
  • the thermosensitive part 13 of the present embodiment includes a porometer part 21, a porometer protective film 22, a porometer contact part 24, an upper electrostatic induction electrode part 111, and a lower electrostatic induction electrode part 11 2.
  • the upper position detection electrode unit 261 and the lower position detection electrode unit 262 are provided.
  • the configurations and functions of the bolometer unit 21, the porometer protective film 22, and the porometer contact unit 24 are the same as those of the porometer unit 21, the porometer protective film 22, and the bolometer contact unit 24 in the first embodiment.
  • FIG. 14 (a) is a cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view taken along line 1b-lb in FIG. 1A
  • FIG. 14 (b) is a cross-sectional view taken along line 14b-14b in FIG. 14 (a).
  • the cavity wall 12 includes the upper floating electrode part 41, the porometer wiring contact part 42, the electrical wiring (not shown), the cavity wall silicon part 48, the cavity wall protective film 49, the upper electrostatic induction counter electrode part 121, and the upper part.
  • a part position detection counter electrode part 263 is provided.
  • the porometer wiring contact part 42, the electrical wiring, the cavity wall silicon part 48, and the cavity wall protective film 49 are the same as in the first embodiment.
  • FIG. 15 (a) is a cross-sectional view taken along the line lb—lb in FIG. 1A and shows the configuration of the substrate unit 11 in detail.
  • FIG. 15 (b) is a cross-sectional view taken along the line 15b-15b shown in FIG. 15 (a).
  • the substrate unit 11 includes a silicon substrate unit 51, a lower electrostatic induction counter electrode unit 131, a substrate protective film 53, and a lower position detection counter electrode unit 264.
  • the silicon substrate portion 51 and the substrate protection portion 53 are the same as in the first embodiment.
  • the amount of incident infrared rays at each time can be detected by repeatedly floating the heat-sensitive portion 13, contacting the cavity wall portion 12, and energizing the porometer.
  • the detection of the position of the thermosensitive part 13 necessary for controlling the position of the thermosensitive part 13 is performed by detecting the upper position detection electrode part 261, the lower position detection electrode part 262, the upper position detection counter electrode part 263, and the lower position detection.
  • the counter electrode unit 264 can be used in the same manner as in the first embodiment.
  • the position of the heat sensitive part 13 is controlled using the electromagnetic force generated between the magnetic field generated by the coil formed on the cavity wall part 12 and the magnetic material existing in the heat sensitive part.
  • the overall configuration is the same as in FIG. 1, and includes the heat-sensitive portion 13, the cavity wall portion 12, and the substrate portion 11.
  • FIG. 16A is a cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view taken along the line lb-lb in FIG. 1A, and shows the configuration of the heat-sensitive portion 13 in detail.
  • 16 (b) is a cross-sectional view taken along the line 16b-16b in FIG. 16 (a)
  • FIG. 16 (c) is a cross-sectional view taken along the line 16c-16c in FIG. 16 (a).
  • the thermosensitive part 13 of the present embodiment includes a porometer part 21, a porometer protective film 22, a porometer contact part 24, a magnetic body part 141, an upper position detection electrode part 261, and a lower position detection electrode. Part 262 is provided.
  • the porometer part 21, the porometer protective film 22, and the bolometer contact part 24 are the same as in the first embodiment.
  • the magnetic part 141 is made of a ferromagnetic material and is magnetized in a predetermined direction.
  • FIG. 17A is a cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view taken along the line lb lb in FIG. 1A, and shows the configuration of the cavity wall portion 12 in detail.
  • FIG. 17 (b) is a cross-sectional view taken along line 17b-17b of FIG. 17 (a).
  • the cavity wall 12 includes the upper floating electrode part 41, the porometer wiring contact part 42, the electrical wiring, the cavity wall silicon part 48, the cavity wall protective film 49, the upper coil part 151, and the upper position detection counter electrode. Part 263 is provided.
  • the porometer wiring contact part 42, the electrical wiring, the cavity wall silicon part 48, and the cavity wall protective film 49 are the same as in the first embodiment.
  • FIG. 18A is a cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view taken along the line lb-lb in FIG. 1A, and shows the configuration of the substrate unit 11 in detail.
  • FIG. 18 (b) is a cross-sectional view taken along the line 18b-18b of FIG. 18 (a).
  • the substrate part 11 includes a silicon substrate part 51, a lower coil part 161, a substrate protective film 53, and a lower position detection counter electrode part 264.
  • the silicon substrate part 51 and the substrate protection part 53 are the same as in the first embodiment.
  • the amount of incident infrared rays at each time can be detected by repeatedly floating the heat-sensitive part 13, contacting the cavity wall part 12, and energizing the porometer.
  • the detection of the position of the thermosensitive part 13 necessary for controlling the position of the thermosensitive part 13 is performed by detecting the upper position detection electrode part 261, the lower position detection electrode part 262, the upper position detection counter electrode part 263, and the lower position detection.
  • the counter electrode unit 264 can be used in the same manner as in the first embodiment.
  • the electronic device of the present embodiment includes a substrate portion 11, a cavity wall portion 12 formed on the surface thereof, and a heat sensitive portion 13.
  • FIG. 19 (a) is a perspective view of the electronic device
  • FIG. 19 (b) is a cross-sectional view taken along the line 19b-19b of FIG. 19 (a).
  • the heat-sensitive support portion 191 that is a part of the heat-sensitive portion 13 is always in contact with and fixed to the substrate portion 11.
  • the heat-sensitive part 13 has deformable elasticity, and the free end of the heat-sensitive part 13 repeats “contact” and “non-contact” state transitions with respect to the cavity wall part 12.
  • a charge is generated in the heat-sensitive part 13 by electrostatic induction, and the heat-sensitive part 13 is deformed by using an electrostatic force applied to the charge, and the above contact and cutting are repeated.
  • the deformation of a part of the heat-sensitive part 13 is also interpreted as being included in “changing the arrangement of the heat-sensitive part”.
  • FIG. 20 (a) is a cross-sectional view taken along the line 19b-19b of FIG. 19 (a), and shows the configuration of the heat sensitive part 13 in detail.
  • 20 (b) is a cross-sectional view taken along the line 20b-20b in FIG. 20 (a)
  • FIG. 20 (c) is a cross-sectional view taken along the line 20c-20c in FIG. 20 (a).
  • the thermosensitive part 13 includes a porometer part 21, a porometer protective film 22, a charge storage part 23, a porometer contact part 24, an upper electrostatic induction electrode part 111, and a lower electrostatic induction electrode part. 112, an upper position detection electrode unit 261, and a lower position detection electrode unit 262.
  • a heat-sensitive support portion 191 that is a part of the heat-sensitive portion 13 is fixed to the substrate portion 11, and the heat-sensitive portion 13 operates like a cantilever.
  • the free end side of the thermosensitive part 13 is tilted (tilted) with the fixed end side as an axis.
  • the porometer contact part 24, the upper electrostatic induction electrode part 111, the lower electrostatic induction electrode part 112, the upper position detection electrode part 261, and the lower part position detection electrode part 262 are all shown in FIG. As shown, it is provided on the free end side of the heat sensitive part 13.
  • a wiring portion 243 is formed in the heat-sensitive support portion 191 that is a part of the heat-sensitive portion 13 and is located on the fixed end side of the heat-sensitive portion 13, and is formed inside the substrate portion 11 by the wiring portion 243. Connect the detection circuit section and porometer section 21 electrically! / Speak.
  • FIG. 21 (a) is a cross-sectional view taken along line 19b-19b of FIG. 19 (a), and shows the configuration of the cavity wall portion 12 in detail.
  • FIG. 21 (b) is a cross-sectional view taken along the line 21b-21b of FIG. 21 (a).
  • the cavity wall portion 12 is formed at a position corresponding to the free end of the heat sensitive portion 13, and includes an upper electrostatic induction counter electrode portion 121, a porometer wiring contact portion 42, electrical wiring, a cavity wall silicon portion 48, A cavity wall protective film 49 and an upper position detection counter electrode part 263 are provided.
  • FIG. 22 (a) is a cross-sectional view taken along the line 19b-19b of FIG. 19 (a), and shows the configuration of the substrate unit 11 in detail.
  • FIG. 22 (b) is a cross-sectional view taken along line 22b-22b of FIG. 22 (a).
  • the substrate unit 11 includes a silicon substrate unit 51, a lower electrostatic induction counter electrode unit 131, a substrate protective film 53, and a lower position detection counter electrode unit 264.
  • the difference from Embodiment 2 is that the heat sensitive part 13
  • the lower electrostatic induction counter electrode part 131 and the lower position detection counter electrode part 264 are formed at a position corresponding to the free end of the electrode.
  • the electronic device of the present embodiment performs substantially the same operation as the electronic device of the second embodiment.
  • the heat-sensitive support part 191 that is a part of the heat-sensitive part 13 is fixed to the substrate part 11, instead of changing the overall position of the heat-sensitive part 13, a part of the heat-sensitive part 13 is used. Is elastically deformed.
  • the heat-sensitive part 13 is deformed like a single beam, the state shown in FIG. 23 (a) and the state shown in FIG. 23 (b) are switched, and the heat-sensitive part 13 is arranged near one end of the heat-sensitive part 13. Contact and cutting between the porometer contact portion 24 and the porometer wiring contact portion 42 are performed.
  • the detection of the position of the thermosensitive part 13 required for controlling the position of the thermosensitive part 13 is performed by detecting the upper position detection electrode part 261, the lower position detection electrode part 262, the upper position detection counter electrode part 263, and the lower position detection.
  • the counter electrode unit 264 can be used in the same manner as in the first embodiment.
  • the position of the heat sensitive portion 13 is controlled using the electrostatic force applied to the charges generated by the polarization of the ferroelectric material.
  • the overall configuration of this embodiment is the same as the configuration shown in FIG. 1, and includes a heat sensitive part 13, a cavity wall part 12, and a substrate part 11.
  • FIG. 24 (a) is a cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view taken along the line lb-lb in FIG. 1A, and shows the configuration of the heat-sensitive part 13 in detail.
  • 24 (b) is a cross-sectional view taken along line 24b-24b of FIG. 24 (a)
  • FIG. 26 (c) is a cross-sectional view taken along line 24c-24c of FIG. 26 (a).
  • the thermosensitive part 13 includes a porometer part 21, a porometer protective film 22, a bolometer contact part 24, a ferroelectric part 221, an upper position detection electrode part 261, and a lower position detection electrode part 262. It has.
  • the porometer part 21, the porometer protective film 22, and the porometer contact part 24 are the same as in the first embodiment. The difference from the other embodiments is that the thermosensitive part 13 has a ferroelectric part 221 instead of the charge accumulating part 23.
  • FIG. Fig.25 (a) is a cross-sectional view along the line corresponding to the lb-lb line in Fig.1A, showing the configuration of the cavity wall 12 in detail.
  • FIG. 25 (b) is a cross-sectional view taken along the line 25b-25b of FIG. 25 (a).
  • the cavity wall part 12 includes an upper floating electrode part 41, a porometer wiring contact part 42, electrical wiring (not shown), a cavity wall silicon part 48, a cavity wall protective film 49, and an upper position detection counter electrode part 263. ing.
  • the porometer wiring contact part 42, the electrical wiring, the cavity wall silicon part 48, and the cavity wall protective film 49 are the same as in the first embodiment.
  • FIG. Figure 26 (a) shows the lb in Figure 1A.
  • FIG. 26 (b) is a cross-sectional view taken along line 26b-26b of FIG. 26 (a).
  • the substrate part 11 includes a silicon substrate part 51, a lower floating electrode part 52, a substrate protective film 53, and a lower position detection counter electrode part 264.
  • the silicon substrate portion 51 and the substrate protection portion 53 are the same as in the first embodiment.
  • the ferroelectric portion 221 is made of a ferroelectric material and is polarized in advance. For example, when the ferroelectric portion 221 is polarized in the direction from the substrate back surface to the substrate surface, a positive voltage is applied to the upper floating electrode portion 41 and a negative voltage is applied to the lower floating electrode portion 52, whereby the upper floating electrode An electrostatic force as a repulsive force can be generated between the portion 41 and the ferroelectric portion 221 and between the lower floating electrode portion 52 and the ferroelectric portion 221.
  • the position of the heat sensitive part 13 can be controlled by adjusting the voltage of the upper levitating electrode part 41 and the lower levitating electrode part 52 to change the magnitude of the electrostatic force.
  • the amount of incident infrared rays at each time can be detected by repeatedly floating the heat-sensitive part 13, contacting the cavity wall part 12, and energizing the porometer.
  • the detection of the position of the heat-sensitive part 13 necessary for controlling the position of the heat-sensitive part 13 is performed by detecting the upper position detection electrode part 261, the lower position detection electrode part 262, the upper position detection counter electrode part 263, and the lower position detection.
  • the counter electrode unit 264 can be used in the same manner as in the first embodiment.
  • the electronic device of the present embodiment includes a substrate portion 11, a cavity wall portion 12 formed on the surface thereof, and a heat sensitive portion 13.
  • FIG. 28 (a) is a perspective view of the electronic device
  • FIG. 28 (b) is a sectional view taken along line 28b-28b of FIG. 28 (a).
  • the feeling A heat-sensitive support portion 191 which is a part of the heat portion 13 is always in contact with and fixed to the substrate portion 11.
  • the heat-sensitive part 13 has deformable elasticity, and the free end of the heat-sensitive part 13 repeats “contact” and “non-contact” state transitions with respect to the cavity wall part 12. That is, a charge is generated in the heat-sensitive part 13 by electrostatic induction, and the heat-sensitive part 13 is deformed by using an electrostatic force applied to the charge, and the above contact and cutting are repeated.
  • FIG. 29 (a) is a cross-sectional view taken along the line 28b-28b of FIG. 28 (a), and shows the configuration of the heat sensitive unit 13 in detail.
  • 29 (b) is a cross-sectional view taken along line 29b-29b in FIG. 29 (a)
  • FIG. 29 (c) is a cross-sectional view taken along line 29c-29c in FIG. 29 (a).
  • the thermosensitive part 13 includes a porometer part 21, a porometer protective film 22, a charge accumulation part 23, a porometer contact part 24, an upper electrostatic induction electrode part 111, and a lower electrostatic induction electrode part. 112, an upper position detection electrode unit 261, and a lower position detection electrode unit 262.
  • a heat-sensitive support portion 191 that is a part of the heat-sensitive portion 13 is fixed to the substrate portion 11, and the heat-sensitive portion 13 operates like a cantilever. That is, the free end side of the heat sensitive part 13 is inclined (tilted) with the fixed end side as an axis.
  • the porometer contact portion 24, the upper electrostatic induction electrode portion 111, the lower electrostatic induction electrode portion 112, the upper position detection electrode portion 261, and the lower position detection electrode portion 262 are all shown in FIG. 29 (c). Thus, it is provided on the free end side of the heat sensitive part 13.
  • Embodiment 4 The main difference from Embodiment 4 is that two porometer contact portions 24 are arranged on the free end side, V, and there is no wiring portion on the thermal support portion 191. Is a point.
  • FIG. 30 (a) is a sectional view taken along line 28b-28b of FIG. 28 (a), and shows the configuration of the cavity wall portion 12 in detail.
  • FIG. 30 (b) is a cross-sectional view taken along the line 30b-30b of FIG. 30 (a).
  • the cavity wall portion 12 is formed at a position corresponding to the free end of the heat-sensitive portion 13.
  • the upper electrostatic induction counter electrode portion 121, the porometer wiring contact portion 42, the electrical wiring, the cavity wall silicon portion 48, A cavity wall protective film 49 and an upper position detection counter electrode part 263 are provided.
  • the difference from the fourth embodiment is that two porometer wiring contact portions 42 are arranged on the cavity wall portion 12.
  • FIG. 31 (a) is a sectional view taken along line 28b-28b of FIG. 28 (a), and shows the configuration of the substrate unit 11 in detail.
  • FIG. 31 (b) is a cross-sectional view taken along line 31b-31b of FIG. 31 (a).
  • the substrate unit 11 includes a silicon substrate unit 51, a lower electrostatic induction counter electrode unit 131, a substrate protective film 53, and a lower position detection counter electrode unit 264.
  • a lower electrostatic induction counter electrode part 131 and a lower position detection counter electrode part 264 are formed at positions corresponding to the free ends of the heat sensitive part 13.
  • the electronic device of the present embodiment performs substantially the same operation as the electronic device of the fourth embodiment. That is, in this embodiment, since a part of the heat sensitive part 13 is fixed to the substrate part 11, instead of changing the overall position of the heat sensitive part 13, a part of the heat sensitive part 13 is elastically deformed. .
  • the heat-sensitive part 13 is deformed like a single beam, switching between the state shown in Fig. 23 (a) and the state shown in Fig. 23 (b) is performed, and the heat-sensitive part 13 is arranged near one end of the heat-sensitive part 13. The contact and cutting between the porometer contact portion 24 and the porometer wiring contact portion 42 are performed.
  • the detection of the position of the thermosensitive part 13 required for controlling the position of the thermosensitive part 13 is performed by detecting the upper position detection electrode part 261, the lower position detection electrode part 262, the upper position detection counter electrode part 263, and the lower position detection.
  • the counter electrode unit 264 can be used in the same manner as in the fourth embodiment.
  • one end of the heat-sensitive part 13 is fixed and deformed like a single beam, so that the operation of the heat-sensitive part 13 is excellent in stability and easily positioned. Can be controlled.
  • the ambient heat around the heat sensitive part 13 is also cut off to a vacuum or reduced pressure to reduce heat escape due to convection of the gas around the heat sensitive part 13. ing.
  • the temperature of the heat sensitive part 13 is designed not to be higher than a certain value. Therefore, the heat escape due to radiation from the heat sensitive part 13 is not large compared to the heat escape due to conduction in the heat sensitive support part 191. Therefore, when the bolometer contact part 24 and the bolometer wiring contact part 42 are disconnected, in order to improve the sensitivity of the infrared sensor by reducing the heat escape from the thermal part 13 to the substrate part 11, It is necessary to reduce the heat escape due to conduction in the support portion 191.
  • the wiring portion is made of, for example, aluminum.
  • the thermal conductivity of aluminum is about 1.32 WZcm'K.
  • the thermal conductivity of SiO (silicon oxide), which is a typical material other than the wiring part is about 0.014 WZcm'K.
  • the heat conduction in the wiring part is larger than the heat conduction in the other parts. For this reason, when the wiring part that electrically connects the heat sensitive part 13 and the detection circuit part is formed inside the heat sensitive support part 191, the porometer contact part 24 and the porometer wiring contact part 42 are disconnected. In this state, the heat escape from the heat sensitive part 13 to the board part 11 through the wiring part becomes large.
  • the porometer contact portion 24 and the porometer wiring contact portion 42 are arranged on the free end side of the thermosensitive portion 13, and the fixed end side of the thermosensitive portion 13, that is, the thermosensitive support portion. 191 has no wiring portion.
  • the porometer contact portion 24 and the bolometer wiring contact portion 42 are disconnected, the heat escape from the heat sensitive portion 13 to the substrate portion 11 is reduced. For this reason, the infrared detection sensitivity can be improved.
  • the heat conduction in the wiring portion is larger than the heat conduction in other portions, and therefore, the wiring portion formed at the contact portion between the heat-sensitive portion 13 and the cavity wall portion 12 is as small as possible. Is better.
  • the resistance change type pyroelectric type infrared sensor, and thermopile type infrared sensor
  • AC connection AC connection
  • DC connection DC connection is desirable for simple and stable detection.
  • the heat sensitive part 13 in order to reduce the heat escape from the heat sensitive part 13 to the substrate part 11 when the porometer contact part 24 and the porometer wiring contact part 42 are connected, the heat sensitive part 13 and It is desirable to electrically connect the detection circuit section with multiple (preferably two) wires.
  • one end of the heat-sensitive part is fixed and deformed like a single beam, so that the position can be controlled easily with good stability.
  • the porometer contact portion 24 and the porometer wiring contact portion 42 are arranged on the free end side of the heat sensitive portion, and there is no wiring portion on the fixed end side of the heat sensitive portion 13, that is, the heat sensitive support portion 191. Therefore, in the state where the porometer contact portion 24 and the porometer wiring contact portion 42 are disconnected, the heat escape from the heat sensitive portion 13 to the substrate portion 11 is reduced, and the infrared detection sensitivity can be improved.
  • the bolometer contact portion 24 and the porometer wiring contact portion 42 are connected to each other, and the heat sensitive portion 13 and the detection circuit portion are connected by two wiring portions. In this state, the heat escape from the heat sensitive part 13 to the substrate part 11 is minimized, and the infrared detection sensitivity can be increased. [0237] (Embodiment 7)
  • the electronic device of the present embodiment includes a substrate portion 11, a heat sensitive portion 13, and a contact support portion 14 formed at a position extending from the surface of the base plate portion 11 to the upper portion of the heat sensitive portion 13.
  • FIG. 32 (a) is a perspective view of the electronic device
  • FIG. 32 (b) is a cross-sectional view taken along line 32b-32b of FIG. 32 (a).
  • the heat-sensitive support portion 191 that is a part of the heat-sensitive portion 13 is always in contact with and fixed to the substrate portion 11. Further, a part of the contact support portion 14 is always in contact with and fixed to the substrate portion 11.
  • the contact support portion 14 has a deformable elasticity, and the free end of the contact instruction portion 14 repeats the “contact” and “non-contact” state transitions with respect to the heat sensitive portion 13. That is, a charge is generated in the contact support portion 14 by electrostatic induction, and the contact support portion 14 is deformed by using an electrostatic force applied to the charge, and the contact and cutting are repeated.
  • the deformation of a part of the contact support portion 14 is also to be interpreted as including “changing the arrangement of the contact support portions”.
  • FIG. 33 (a) is a cross-sectional view taken along the line 32b-32b of FIG. 32 (a), and shows the configuration of the heat sensitive part 13 and the contact support part 14 in detail.
  • 33 (b) is a cross-sectional view taken along line 33b-33b in FIG. 33 (a)
  • FIG. 33 (c) is a cross-sectional view taken along line 33c-33c in FIG. 33 (a).
  • thermosensitive part 13 includes a porometer part 21, a porometer protective film 22, a charge accumulation part 23, a porometer contact part 24, an upper electrostatic induction electrode part 111, and a lower electrostatic induction electrode part. 112, an upper position detection electrode unit 261, and a lower position detection electrode unit 262.
  • a part of the contact support part 14 is fixed to the substrate part 11 and operates like a cantilever. The free end side of the contact support portion 14 tilts (tilts) about the fixed end side as an axis.
  • a heat-sensitive support portion 191 that is a part of the heat-sensitive portion 13 is fixed to the substrate portion 11.
  • the heat-sensitive part 13 When the heat-sensitive part 13 is formed of an elastic material, the heat-sensitive part 13 operates like a cantilever and its free end side is tilted (tilted) around the fixed end side.
  • the heat sensitive part 13 When the heat sensitive part 13 is made of a material having high rigidity, the shape of the heat sensitive part 13 is kept almost constant.
  • one end of the heat-sensitive part 13 is fixed and deformed like a single beam, so that the position can be controlled easily with good stability. Is possible.
  • the porometer contact portion 24 is disposed on the free end side of the heat sensitive portion 13, and the porometer wiring contact portion 42 is disposed on the free end side of the contact support portion 14.
  • Form 6 there is no wiring part on the fixed end side of the heat sensitive part. For this reason, in the state where the bolometer contact portion 24 and the porometer wiring contact portion 42 are disconnected, the heat escape from the heat sensitive portion to the substrate is reduced, and the infrared detection sensitivity can be improved.
  • thermosensitive portion 13 and the detection circuit portion are connected by two wiring portions in a state where the porometer contact portion 24 and the porometer wiring contact portion 42 are connected, this state The heat escape from the heat sensitive part 13 to the substrate part 11 is minimized, and the infrared detection sensitivity can be increased.
  • the contact support section 14 when the free end of the contact instruction section 14 repeats the state transition of “contact” and “non-contact” with respect to the heat sensitive section 13, the contact support section 14 is deformed, so that the heat sensitive section 1 3 The deformation amount of can be small. For this reason, it is possible to reduce a detection error due to a resistance change of the porometer unit 21 due to deformation of the heat sensitive unit 13. Further, in the present embodiment, since the contact support portion 14 having a mass smaller than that of the heat sensitive portion 13 is deformed, the state transition can be performed at a high speed. For this reason, when a one-dimensional or two-dimensional array (cell array) of a large number of cells is formed on the same substrate portion, an operation for sequentially reading cell array force data can be performed at high speed.
  • the heat sensitive part 13 and the contact support part 14 are arranged one above the other.
  • the heat sensitive part 13 and the contact support part 14 may be in another positional relationship.
  • the heat-sensitive part 13 and the contact support part 14 are arranged in a horizontal positional relationship with each other. It is. In this case, the free end force of the contact support portion 14 moves in the horizontal direction, and the state transition of contact and non-contact with the heat sensitive portion 13 is repeated.
  • the electronic device of the present embodiment includes a substrate part 11, a heat sensitive part 13, a porometer wiring contact part 42 formed on the surface of the substrate part 11, and a lower part of the heat sensitive part 13. And a porometer contact portion 24 formed on the surface.
  • 34 (a) is a perspective view of the electronic device
  • FIG. 34 (b) is a cross-sectional view taken along the line 34b-34b of FIG. 34 (a).
  • the heat-sensitive support portion 191 that is a part of the heat-sensitive portion 13 is always in contact with and fixed to the substrate portion 11.
  • thermosensitive part 13 has a deformable elasticity, and the porometer contact part 24 formed on the lower surface of the free end of the thermosensitive part 13 is a porometer wiring contact part 42 formed on the surface of the substrate part 11.
  • the state transition of “contact” and “non-contact” is repeated.
  • a charge is generated in the heat-sensitive part 13 by electrostatic induction, and the heat-sensitive part 13 is deformed by using the electrostatic force applied to this charge, and the above contact and cutting are repeated.
  • a porometer contact portion 24 is disposed on the free end side of the thermosensitive portion 13, and a porometer wiring contact portion 42 is disposed on the substrate portion 11, which is the same as in the sixth and seventh embodiments. There is no wiring part on the fixed end side of the heat sensitive part. Therefore, when the porometer contact portion 24 and the bottom meter wiring contact portion 42 are cut, the heat escape from the heat sensitive portion 13 to the substrate portion 11 is reduced and the infrared detection sensitivity is improved. can do. Further, since the bolometer contact portion 24 and the porometer wiring contact portion 42 are connected to each other, the heat sensitive portion 13 and the detection circuit portion are connected by two wiring portions. The heat escape from the portion 13 to the substrate portion 11 is minimized, and the infrared detection sensitivity can be increased.
  • the porometer wiring contact portion 42 is formed on the substrate portion 11, the structure is simple and can be easily manufactured. Also, there is a cavity above the heat sensitive part 13. Since there is no wall or contact support, incident infrared rays are not blocked, so infrared rays can be detected with high sensitivity.
  • the heat sensitive part 13 has a layered structure.
  • the heat sensitive part 13 has a plurality of layer structures (in the example of the figure, 2 It may have a layer structure).
  • infrared rays are absorbed by the upper layer portion of the heat-sensitive part 13, and temperature changes due to infrared absorption are detected by the lower layer of the heat-sensitive part 13.
  • the planar shape of the heat-sensitive portion 13 is roughly rectangular as described above.
  • the force bolometer contact portion 24 is provided at a branch portion in which the body portion force of the heat-sensitive portion 13 is elongated. ing.
  • the reason why such a branched structure is formed is to suppress the heat flow from the heat-sensitive part 13 to the cavity wall part 12 or the contact support part 14 or the substrate part 13 as much as possible by reducing the thermal conductivity. It is to do.
  • the heat sensitive part By making the heat sensitive part into two layers as described above, for example, infrared rays incident on a gap portion on the side of the branching portion of the heat sensitive part 13 can be absorbed, so that the infrared detection sensitivity can be improved.
  • the electronic device of the present invention it is possible to improve the heat insulation of the heat sensitive part and increase the temperature change of the heat sensitive part due to infrared irradiation.
  • the infrared detection sensitivity can be increased.
  • the heat sensitive part is completely separated from other parts of the electronic device by moving the entire heat sensitive part before reading the signal from the heat sensitive part, the heat insulation is improved by orders of magnitude compared to conventional infrared sensors.
  • the sensitivity can be greatly increased. For this reason, the sensor portion can be made smaller, and the number of pixels of the infrared image sensor can be increased.
  • the electronic device of the present invention can be suitably used as a highly sensitive infrared image sensor.

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Abstract

 本発明の電子デバイスは、第1コンタクト部(24)を有し、赤外線の照射を受けて物理特性が変化する少なくとも1つの感熱部(13)と、第2コンタクト部(42)を有し、感熱部13の物理特性の変化を検知する検出回路部と、第1コンタクト部(24)と第2コンタクト部(42)とを接触させて電気的に接続する第1状態と、第1コンタクト部(24)と第2コンタクト部(42)とを離間させて電気的に切断した第2状態とを交互に切り替えることができる駆動部(112)とを備える。

Description

明 細 書
電子デバイス及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、電子デバイスおよびその製造方法に関し、特に、熱型赤外線センサや 熱型赤外線イメージセンサに関している。
背景技術
[0002] 波長が 3 μ m以上 10 μ m以下の範囲にある電磁波(赤外線)を検出する赤外線セ ンサは、熱を感知するセンサとして防犯、計測、リモートセンシングなど様々な分野で 利用されている。センサを 2次元アレイ状に配置した赤外線イメージセンサでは熱画 像としてさらに多くの情報を取得することができ、上記分野へ広く利用されている。
[0003] 赤外線センサは、量子型センサと熱型センサの 2種類に大別される。量子型センサ は、バンド間遷移を利用する化合物半導体系のセンサである。この量子型センサは、 熱型センサに比べ、感度および応答速度が高いという長所を有するが、動作温度が 低いため、冷却機構を必要とする。このため、装置の小型化や低コストィヒが難しぐ車 載や防犯や民生品への応用が難し 、。
[0004] 一方、熱型センサは、量子型センサに比べて感度が低いが、冷却機構を必要とし ない。このため、小型化および低価格ィ匕が比較的容易であり、民生品への応用が盛 んである。熱型センサは、サーモパイル型、ポロメータ型、焦電型などに分けられる。
[0005] サーモパイル型は、多数の熱電対を直列に接続した部分を熱検出部分として備え る。電気抵抗値の温度依存性が大きな材料カゝら形成された抵抗素子を備え、この抵 抗素子を流れる電流の大きさの変化を検知することにより、温度を測定することがで きる。焦電型は、温度変化に応じて電気石などの結晶表面に発生する電荷を検出す ることにより、温度変化を測定することができる。
[0006] 熱型センサは、いずれのタイプでも、赤外線検出部から熱が逃げないようにする断 熱構造を備えており、それによつてセンサの感度を保持している。このような赤外線セ ンサの断熱構造の一例が特許文献 1に開示されて!ヽる。
[0007] 以下、図 27を参照しながら、特許文献 1に記載されている熱型赤外線センサの構 造を説明する。図 27 (b)は、この赤外線センサの主要部を示す平面図、図 27 (a)の
27b— 27b線断面図である。
[0008] 図示される赤外線センサは、シリコンなど力も形成された基板 240と、基板 240に支 持される受光部 241とを備えている。受光部 241は、電気抵抗値が温度依存性を有 するポロメータ部 242と、ポロメータ部 242の電気抵抗値を測定するための配線 243 とを含んでおり、赤外線センサの感熱部として機能する。
[0009] ポロメータ部 242に対抗する基板 240の上面には、受光部 241との間に隙間を形 成するように、凹部が形成されている。このような凹部は、ウエットエッチングやドライ エッチングによって基板 240の所定領域を選択的に除去することにより形成される。
[0010] 受光部 241は、接触部分 245で基板 240と接触している。接触部分 245の上方に は、配線 243の両端部 244が延びており、不図示の読み出し回路に接続される。
[0011] 以下、図 27に示す赤外線センサの動作を説明する。
[0012] 受光部 241が赤外線を吸収すると、ポロメータ部 242の温度が上昇する。温度上昇 により、ポロメータ部 242の抵抗値が変化する。このとき、配線 243を通じてポロメータ 部 242に電流を供給し、抵抗変化によって生じる電圧の変化を検知する。この電圧 変化に基づいて、受光部 241に入射した赤外線のエネルギを算出することができる。
[0013] 受光部 241は、赤外線の照射によって発生した熱エネルギを外部に逃がさない構 造を有していることが好ましい。図示されている例では、受光部 241の本体と基板 24 0との間の接触面積を極力低減し、断熱性を向上させている。また、配線 243の両端 部分 244が形成されている部分は、受光部 241の本体部分力も細長く延びており、 基板 240に対する熱の伝播を抑制して 、る。
[0014] このように赤外線センサでは、断熱性を高めることにより、入射赤外線による温度上 昇量を高め、赤外線検出感度を向上させることが求められている。
[0015] なお、受光部と赤外線検出回路との間にトランジスタなどの電気的スィッチが配置さ れた装置が開示されている (特許文献 2)。特許文献 2に開示されている赤外線セン サでは、二次元アレイ状に配列された複数の画素 (感熱部)と、これらの画素を駆動 して赤外線イメージセンシングを行うための水平 Z垂直走査回路などの回路 (検出回 路部)とが同一半導体基板上に集積されている。 [0016] このような赤外線センサでは、感熱部における複数の画素を順次選択するための 電気的スィッチが半導体基板上に設けられ、それらの電気的スィッチの開閉動作に より、感熱部と検出回路部との間の電気接続 Z非接続が切り換えられる。
特許文献 1 :特開 2003— 106896号公報
特許文献 2 :特開 2002— 148111号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0017] 図 27に示す赤外線センサでは、受光部 241と基板 240との間には、接触部分 245 を存在しているため、どうしても、この接触部分 245を介して受光部 241から基板 240 へ多量の熱が逃げてしまう。なお、接触部分 245を更に小さくすると、受光部 245を 支持するために必要な剛性を確保できず、破壊が生じる恐れが強くなる。
[0018] また、特許文献 2に記載されている赤外線センサでは、電気的スィッチにより、感熱 部と検出回路部との間の接続 Z非接続が行われている力 これは電気的に行われる ため、熱伝導という観点では両者は常に接続状態にある。このため、電気的スィッチ によっては、感熱部と検出回路部との間で熱の移動を遮断することはできない。
[0019] 本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは 、断熱特性を向上させた電子デバイスを提供することにある。
課題を解決するための手段
[0020] 本発明の電子デバイスは、第 1コンタクト部を有し、赤外線の照射を受けて物理特 性が変化する少なくとも 1つの感熱部と、第 2コンタクト部を有し、前記感熱部の物理 特性の変化を検知する検出回路部と、前記第 1コンタ外部と前記第 2コンタ外部と を接触させて電気的に接続する第 1状態と、前記第 1コンタクト部と前記第 2コンタクト 部とを離間させて電気的に切断した第 2状態とを交互に切り替えることができる駆動 部とを備える。
[0021] 好ま ヽ実施形態にお!ヽて、前記感熱部を内部に含む空洞を形成する空洞壁部と 、前記空洞壁部を支持する基板部とを備え、前記駆動部は、前記空洞の内部におけ る前記感熱部の配置を変化させる。
[0022] 好ましい実施形態において、前記検出回路部の少なくとも一部を含む基板部を備 え、前記検出回路部は、前記基板部に固定されたコンタクト支持部を含み、前記第 2 コンタクト部は、前記コンタクト支持部の表面に設けられており、前記第 1状態におい ては前記コンタクト支持部の前記第 2コンタクト部と前記感熱部の前記第 1コンタクト 部が接触しており、前記第 2状態においては前記コンタクト支持部の前記第 2コンタク ト部と前記感熱部の前記第 1コンタクト部が離間している。
[0023] 好ましい実施形態において、前記第 2コンタクト部は、前記空洞壁部の内壁に設け られており、前記第 1状態においては前記空洞壁部の前記第 2コンタクト部と前記感 熱部の前記第 1コンタクト部が接触しており、前記第 2状態においては前記空洞壁部 の前記第 2コンタクト部と前記感熱部の前記第 1コンタクト部が離間している。
[0024] 好ましい実施形態において、前記検出回路部の少なくとも一部を含む基板部を備 え、前記第 2コンタクト部は、前記基板部の表面に設けられており、前記第 1状態にお いては前記基板部の前記第 2コンタクト部と前記感熱部の前記第 1コンタクト部が接 触しており、前記第 2状態においては前記基板部の前記第 2コンタクト部と前記感熱 部の前記第 1コンタクト部が離間している。
[0025] 好ましい実施形態において、前記第 1状態と前記第 2状態との間で、前記コンタクト 支持部の少なくとも一部の位置が変化する。
[0026] 好ましい実施形態において、前記第 1状態と前記第 2状態との間で、前記感熱部の 少なくとも一部の位置が変化する。
[0027] 好ま ヽ実施形態にお!ヽて、前記第 2状態にあるとき、前記駆動部は、前記感熱部 が電子デバイスの他の部分に接触しな 、位置に前記感熱部を移動させて 、る。
[0028] 好ま 、実施形態にお!、て、前記第 2の状態にぉ 、て、前記感熱部は前記空洞内 を浮遊している。
[0029] 好ま 、実施形態にぉ 、て、基板部を備え、前記感熱部は、感熱支持部を有して おり、前記第 1状態および前記第 2状態のいずれの状態にあるときも、前記感熱部は 前記感熱支持部によって前記基板部と接続されている。
[0030] 好ましい実施形態において、前記感熱支持部には、前記感熱部と前記検出回路 部とを電気的に接続する配線部が設けられておらず、前記第 1コンタクト部は、前記 感熱部の表面に設けられた複数のコンタクトを有している。 [0031] 好ましい実施形態において、前記第 2コンタクト部は、前記基板部の表面に設けら れた複数のコンタクトを有しており、前記第 1状態にぉ 、ては前記基板部の前記複数 のコンタクトと前記感熱部の前記複数のコンタクトが接触し、前記第 2状態においては 前記基板部の前記複数のコンタクトと前記感熱部の前記複数のコンタクトが離間して いる。
[0032] 好ま 、実施形態にぉ 、て、前記基板部に設けられたコンタクト支持部を備え、前 記第 2コンタクト部は、前記コンタクト支持部の表面に設けられた複数のコンタクトを有 しており、前記第 1状態においては前記コンタクト支持部の前記複数のコンタクトと前 記感熱部の前記複数のコンタクトが接触し、前記第 2状態においては前記コンタクト 支持部の前記複数のコンタクトと前記感熱部の前記複数のコンタクトが離間している
[0033] 好ましい実施形態において、前記基板部に支持され、前記感熱部を内部に含む空 洞を形成する空洞壁部を備え、前記第 2コンタクト部は、前記空洞壁部の内壁に設け られた複数のコンタクトを有しており、前記第 1状態においては前記空洞壁部の前記 複数のコンタクトと前記感熱部の前記複数のコンタクトが接触し、前記第 2状態にお いては前記空洞壁部の前記複数のコンタクトと前記感熱部の前記複数のコンタクトが 離間している。
[0034] 好ま 、実施形態にぉ ヽて、前記感熱部は、電気抵抗値が温度依存性を有する材 料から形成されて ヽる赤外線検出部を有して ヽる。
[0035] 好ましい実施形態において、前記検出回路部は、前記感熱部における前記赤外 線検出部が前記検出回路部に電気的に接続しているとき、前記赤外線検出部の電 気抵抗値に基づ!/ヽて赤外線照射量を検知する。
[0036] 好ま 、実施形態にぉ ヽて、前記感熱部は、熱電効果を有する材料から形成され て 、る赤外線検出部を有して 、る。
[0037] 好ま 、実施形態にぉ ヽて、前記感熱部は、焦電効果を有する材料から形成され て 、る赤外線検出部を有して 、る。
[0038] 好ま 、実施形態にぉ 、て、前記感熱部は、温度によって誘電率が変化する材料 から形成されて ヽる赤外線検出部を有して ヽる。 [0039] 好ま 、実施形態にお!、て、前記駆動部は、前記基板部または前記空洞壁部また は前記コンタクト支持部に形成された電極またはコイルを有しており、前記感熱部に 対して非接触力を及ぼすことができる。
[0040] 好ま ヽ実施形態にお!ヽて、前記非接触力は静電気力である。
[0041] 好ましい実施形態において、静電誘導によって前記感熱部に電荷を発生させる手 段を備える。
[0042] 好ま 、実施形態にぉ 、て、前記感熱部は電荷を蓄積する電荷蓄積部を備える。
[0043] 好ま 、実施形態にお!、て、前記駆動部は、負に帯電した前記感熱部を反発力に よって駆動する。
[0044] 好ま ヽ実施形態にお!ヽて、前記感熱部は強誘電体を含み、前記基板または前記 空洞壁部または前記コンタクト支持部に発生した電荷と前記強誘電体に発生した分 極電荷との間の静電気力が前記非接触力である。
[0045] 好ま ヽ実施形態にお!ヽて、前記非接触力は電磁力である。
[0046] 好ましい実施形態において、前記感熱部と前記基板との間には、前記第 1状態でも 隙間が存在している。
[0047] 好ましい実施形態において、前記感熱部の周囲は大気から遮断され、真空または 減圧された状態にある。
[0048] 電子デバイスの製造方法は、基板を用意する工程と、赤外線の照射を受けて物理 特性が変化する感熱部を犠牲層で覆った状態で前記基板上に形成する工程と、前 記犠牲層を介して前記感熱部を囲む空洞壁を前記基板上に形成する工程と、前記 犠牲層をエッチングすることにより、前記感熱部を前記空洞壁力 分離する工程とを 包含する。
[0049] 電子デバイスの駆動方法は、上記 、ずれかの電子デバイスを駆動する方法であつ て、前記感熱部に赤外線を照射するステップ (A)と、前記第 1状態で前記感熱部を 前記検出回路部に接続して前記感熱部の物理特性の変化を検知するステップ (B) と、前記感熱部の配置を変化させ、前記第 1状態から前記第 2状態に切り替えるステ ップ (C)とを含む。
[0050] 好ま 、実施形態にぉ 、て、前記ステップ (A)、ステップ (B)、およびステップ (C) を周期的に繰り返す。
[0051] 好ま 、実施形態にぉ 、て、前記感熱部は行および列上に配列されており、前記 ステップ (A)、ステップ (B)、およびステップ (C)を行または列ごとに異なるタイミング で実行する。
[0052] 好ましい実施形態において、前記第 1状態で前記感熱部を前記検出回路部に接 続する時間を、 1 μ sec以上 10msec以下の範囲に設定している。
発明の効果
[0053] 本発明の電子デバイスでは、感熱部の有する第 1コンタクト部と検出回路部が有す る第 2コンタクト部とを接触させたり、離間させたりすることにより、感熱部を必要なとき だけ検出回路部に接続することができる。従来の赤外線センサのように、感熱部が常 に検出回路部と接続された状態にあれば、感熱部からの熱の逃げを抑制できないが 、本発明によれば、そのような熱の逃げを抑制することができる。
[0054] 本発明では、感熱部の断熱性が向上するため、感熱部から外部への熱の逃げが 小さくなり、赤外線入射による感熱部の温度変化の量が大きくなる。このため、本発 明では、赤外線検出感度が向上する。
図面の簡単な説明
[0055] [図 1A]本発明による電子デバイスの概略構成を示す図である。
[図 1B]本発明による電子デバイスの他の構成を示す図である。
[図 2A]本発明の実施形態 1の感熱部の構成を示す図である。
[図 2B]本発明の実施形態 1の感熱部の構成を示す図である。
[図 3]本発明の実施形態 1の電荷蓄積部の構成を示す図である。
[図 4]本発明の実施形態 1の空洞壁部の構成を示す図である。
[図 5]本発明の実施形態 1の基板部の構成を示す図である。
[図 6]本発明の、感熱部、空洞壁部、基板部の構成をまとめて示した図である。
[図 7]本発明の電気回路の構成を示す図である。
[図 8A]本発明の電気回路の動作と感熱部の移動の様子を示す図である。
[図 8B]本発明の電気回路の動作と感熱部の移動の様子を示す図である。
[図 8C]本発明の電気回路の動作と感熱部の移動の様子を示す図である。 圆 8D]本発明の電気回路の動作と感熱部の移動の様子を示す図である。
圆 8E]本発明の電気回路の動作と感熱部の移動の様子を示す図である。
圆 8F]本発明の電気回路の動作と感熱部の移動の様子を示す図である。
圆 9]本発明と従来方法において、時間と感熱部温度との関係を示す図である。 圆 10]本発明の感熱部の位置検出方法を示す図である。
圆 11]本発明の上部位置検出電極部と上部位置検出対向電極部からなる電気回路 を示す図である。
圆 12A]本発明の電子デバイスの製造方法を示す工程断面図である。
圆 12B]本発明の電子デバイスの製造方法を示す工程断面図である。
圆 12C]本発明の電子デバイスの製造方法を示す工程断面図である。
圆 12D]本発明の電子デバイスの製造方法を示す工程断面図である。
圆 12E]本発明の電子デバイスの製造方法を示す工程断面図である。
圆 12F]本発明の電子デバイスの製造方法を示す工程断面図である。
圆 12G]本発明の電子デバイスの製造方法を示す工程断面図である。
圆 12H]本発明の電子デバイスの製造方法を示す工程断面図である。
圆 121]本発明の電子デバイスの製造方法を示す工程断面図である。
圆 12J]本発明の電子デバイスの製造方法を示す工程断面図である。
圆 12K]本発明の電子デバイスの製造方法を示す工程断面図である。
圆 13]本発明の実施形態 2における感熱部の構成を示す図である。
圆 14]本発明の実施形態 2における空洞壁部の構成を示す図である。
圆 15]本発明の実施形態 2における基板部の構成を示す図である
圆 16]本発明の実施形態 3における感熱部の構成を示す図である。
圆 17]本発明の実施形態 3における空洞部の構成を示す図である。
圆 18]本発明の実施形態 3における基板部の構成を示す図である。
圆 19]本発明の実施形態 4における電子デバイスの概略構成を示す図である。 圆 20]本発明の実施形態 4における感熱部の構成を示す図である。
圆 21]本発明の実施形態 4における空洞壁部の構成を示す図である。
圆 22]本発明の実施形態 4における基板部の構成を示す図である。 圆 23]本発明の実施形態 4における感熱部の変形動作を示す図である。
圆 24]本発明の実施形態 5における感熱部の構成を示す図である。
圆 25]本発明の実施形態 5における空洞壁部の構成を示す図である。
圆 26]本発明の実施形態 5における基板部の構成を示す図である。
[図 27]従来の赤外線センサを示す図である。
圆 28]本発明の実施形態 6における電子デバイスの概略構成を示す図である。 圆 29]本発明の実施形態 6における感熱部の構成を示す図である。
圆 30]本発明の実施形態 6における空洞壁部の構成を示す図である。
圆 31]本発明の実施形態 6における基板部の構成を示す図である。
圆 32]本発明の実施形態 7における電子デバイスの概略構成を示す図である。 圆 33]本発明の実施形態 7における感熱部およびコンタクト支持部の構成を示す図 である。
圆 34]本発明の実施形態 8における電子デバイスの概略構成を示す図である。 圆 35]多層構造を有する感熱部の構成を示す図である。
圆 36]本発明の他の実施形態の構成例を示す図である。
符号の説明
11 基板部
12 空洞壁部
13 感熱部
21、 242 ボロメータ部
22 ポロメータ保護膜
23 電荷蓄積部
24 ポロメータコンタクト咅
25 静電誘導電極部
26 ソースコンタクト部
27 ドレインコンタクト咅
28 ゲートコンタクト部
29、 310 チャネルコンタクト部 電荷蓄積素子
ソース部
チャネル部
ドレイン §
浮遊ゲート部
制御ゲート部
ドレインコンタクト咅 ソースコンタクト部 ゲートコンタクト部 上部浮上電極部 ポロメータ酉己線コンタクト部 ソース配線コンタクト部 ドレイン配線コンタクト部 ゲート配線コンタクト部 チャネル配線コンタクト部 空洞壁シリコン部 空洞壁保護膜
シリコン基板部
下部浮上電極部 基板保護部
犠牲層
上部静電誘導電極部 下部静電誘導電極部 上部静電誘導対向電極部 下部静電誘導対向電極部 磁性体部
上咅コィノレ咅
下部コイル部 221 強誘電体部
240 シリコン基板
241 受光部
243 配線部
244 配線部分の長い足
245 接触部分
261 上部位置検出電極部
262 下部位置検出電極部
263 上部位置検出対向電極部
264 下部位置検出対向電極部
265 高周波電源
266 電流測定部
410 静電誘導対向電極部
901 シリコン基板
903 基板保護膜 (シリコン酸化膜)
発明を実施するための最良の形態
[0057] (実施形態 1)
以下、図面を参照しながら、本発明による電子デバイスの第 1の実施形態を説明す る。本実施形態の電子デバイスは、抵抗変化型の赤外線センサであるが、本発明は これに限定されず、焦電型赤外線センサやサーモパイル型赤外線センサなどの他の タイプの電子デバイスにも適用可能である。他の実施形態についても同様である。
[0058] まず、図 1Aを参照して、本実施形態における電子デバイスの概略構成を説明する 。図 1Aの(a)は、本実施形態の斜視図であり、(b)は、(a)の lb— lb線断面図であ る。
[0059] 本実施形態の電子デバイスは、図 1Aに示されるように、基板部 11と、基板部 11の 上面に設けられた空洞壁部 12と、空洞壁部 12の内部に位置する感熱部 13とを備え ている。基板部 11および Zまたは空洞壁部 12は、感熱部 13を駆動するための電極 や、検出回路部の一部 (電気配線)を有している。本発明における駆動部は、感熱部 13の位置を制御し、赤外線検出回路は感熱部 13における物理的変化 (例えば電気 抵抗値の変化)を検知する。駆動部は、感熱部 13に対して非接触力を及ぼすために 、基板部 11および Zまたは空洞壁部 12に設けられる電極やコイルなどの電気 Z磁 気的回路素子を構成要素として備えている。
[0060] なお、本明細書における「感熱部」とは、本発明の電子デバイスに赤外線が入射し たときに、この赤外線を吸収して温度が変化する部分と定義される。本発明では、「感 熱部」の温度変化に基づ 、て赤外線の入射量を検出することができる。「感熱部」の 温度変化の例は、後に詳しく説明する。また、「感熱部」のうち、赤外線の入射によつ て感熱部の温度が変化したときに物理特性が変化する部分を特に「赤外線検出部」 と称することにする。
[0061] 本実施形態における感熱部 13は、図 1Aの(b)に示されるように、空洞壁部 12が形 成する空洞の内部で浮遊することができる。感熱部 13の浮遊状態は、静電気力など を用いて実現することができる。感熱部 13が空洞壁部 12や基板部 11から離間した 状態にあるとき、感熱部 13の断熱性は極めて高い。この断熱性を更に高めるために は、空洞の内部を減圧または真空状態にすればよい。
[0062] 本実施形態では、感熱部 13を常に浮遊状態に置くのではなぐ感熱部 13におい て赤外線検出部として機能する部分の物理特性の変化を検知する必要があるとき、 感熱部 13を移動させ、空洞壁部 12に設けた電気的コンタクト部に接触させる。この 接触により、赤外線検出回路によるデータ読み出し (電気的測定)が可能になる。
[0063] 赤外線検出部の材料の例としては、電気抵抗値が温度依存性を有する材料が考 えられる。電気抵抗値が温度依存性を有する材料としては、例えばシリコンなどの半 導体が考えられる。また、赤外線検出部の材料の他の例としては、熱電効果を有する 材料が考えられる。熱電効果を有する材料としては、例えば BaTeや、 PbTeなどが 考えられる。また、赤外線検出部の材料の他の例としては、焦電効果を有する材料が 考えられる。焦電効果を有する材料としては、例えば、電気石(ほう素を含むシクロ珪 酸塩鉱物)が古くから知られている力 その他チタン酸鉛、タンタル酸リチウムなどの 無機材料、三硫ィ匕グリシン (TGS)、ポリビ-リデンジフロライド (PVDF)などの有機材 料が考えられる。また、赤外線検出部の材料の他の例としては、温度によって誘電率 が変化する材料が考えられる。温度によって誘電率が変化する材料としては、例えば 、 BTZすなわち Ba(Ti, Zr)0などが考えられる。
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[0064] 感熱部 13は、図 1 Aにおいて単純ィ匕され、単に平板なプレートであるかのように記 載されているが、現実の構成は、後に詳しく説明するように赤外線検出部として機能 するポロメータ部やコンタクト部を備えて!/、る。
[0065] 感熱部 13の形状は、数 mm X数 mmの矩形範囲に収まる平面サイズを有している ことが好ましぐ例えば 30 m X 30 mの矩形形状を有している。感熱部 13の厚さ は、例えば lmm以下であり、本実施形態では 2 m程度に設定されている。静電気 力などの非接触力によって感熱部 13の位置を高速で移動させるには、感熱部 13の 重量を低減することが好まし ヽ。
[0066] 例えば、厚さ 2 /z m、縦 30 m X横 30 mの薄板形状を有する小型の感熱部 13 を用いる場合でも、適当なレンズを使用することにより、十分な量の赤外線を上方か ら感熱部 13に入射させることができる。感熱部 13を浮上させたときの感熱部 13と基 板部 11との距離や感熱部 13と空洞壁部 12との距離は、 0.5〜5 mの範囲内の値 、例えば 2 m程度に設定され得る。この程度の隙間が形成されると、感熱部 13を浮 上させたときに感熱部 13は外部から十分に断熱されるため、赤外線検出感度が向 上する。
[0067] 図 1Bは、同一の基板部 11上に複数の空洞を設け、各空洞に図 1Aに示すような感 熱部 13を配置した電子デバイスの断面を模式的に示して!/、る。
[0068] 図 1Bの(a)に示す例では、図 1Aに示すような基本構成を 1つのセルとし、複数の セルの 1次元または二次元的な配列(セルアレイ)を同一基板部 11上に形成している 。このようなセルアレイを有することにより、赤外線のイメージセンサを構成することが できる。基板部 11上には、トランジスタなどの回路素子を構成要素として含む周辺回 路が形成されている。この周辺回路は、赤外線検出回路 (データ読み出し回路)ゃ感 熱部 13の駆動を制御する駆動回路などを含んでいる。感熱部 13と周辺回路との電 気的接続は、空洞壁部 12に設けたコンタクト部(図 1Aにおいて不図示)を介して行 われる。コンタクト部は、不図示の電気配線を通じて周辺回路に接続されている。
[0069] 上記のセルが行および列からなるマトリクス状に配列されている場合、周辺回路は 、行または列単位でセル力 データの読み出しを行う。例えば、行単位でデータの読 み出しをおこなう場合、 N行目(Nは自然数)のセルアレイ力 データの逐次読み出し を行った後、 N+ 1行目のセルアレイから同様にデータの逐次読み出しを行う。この 動作を繰り返すことにより、 2次元的な配列されたセルアレイからのデータを得て、赤 外線のイメージを形成することができる。
[0070] なお、図 1Bの(b)は、空洞壁部 12がセルごとに分離されてない例を示している。ま た、図 1Bの(c)は、大きな空洞内に複数の感熱部 13が配列されている例を示してい る。このように、個々の感熱部 13 (画素に相当)は、セル単位で分離されている力 空 洞部 12は、セル単位で分離されて 、る必要は無!、。
[0071] 次に、図 2Aおよび図 2Bを参照しつつ、感熱部 13の構成を詳しく説明する。
[0072] まず、図 2Aを参照する。図 2Aは、感熱部 13におけるボロメータ部 21の平面レイァ ゥトを示す図である。ポロメータ部 21は、抵抗率の温度依存性が大きな材料 (例えば ポリシリコン、チタン、酸化バナジウムなど)から形成され、蛇行している。ポロメータ部 21の両端は、後に説明するポロメータコンタクト部 24に接続されている。
[0073] ポロメータ部 21が赤外線の照射によって昇温すると、その電気抵抗値が変化する。
この変化は、不図示の「読み出し回路部(赤外線検出回路)」によって検知される。よ り具体的には、読み出し回路の電気配線がポロメータコンタクト部 24を介してボロメ ータ部 21と電気的に接続され、ポロメータ部 21の抵抗値の変化を電気的に検出す る。これにより、ポロメータ部 21の赤外線照射量が求められる。同一基板部 11上に複 数の感熱部 13が行および列状に配列され、個々の感熱部 13が有するポロメータ部 21の電気抵抗値の変化を独立して検出すれば、赤外線照射強度の面内分布を検 知することができるため、赤外線のイメージを得ることができる。
[0074] 感熱部 13は、ポロメータ部 21を保護するポロメータ保護膜 22を備えており、ボロメ ータ保護膜 22はシリコン酸ィ匕膜などの絶縁材料力も形成されている。また、本実施 形態の感熱部 13は、内部に電荷を蓄積する電荷蓄積部 23を備えている。電荷蓄積 部 23が電荷を蓄積すると、負に帯電するため、基板部 11および空洞壁部 12の内部 に配置した電極との間で、静電気力を発生させることができる。後に詳しく説明するよ うに、本実施形態では、この静電気力により感熱部 13の位置を制御する。 [0075] 上記の静電気力により、感熱部 13の位置が制御され、感熱部 13を読み出し回路 部に接触させる第 1状態と、感熱部 13を読み出し回路部から離す第 2状態とを交互 に切り替えることができる。
[0076] 感熱部 13と電子デバイスの他の部分との間での可能な限りの断熱を達成するため には、感熱部 13を読み出し回路部から離す第 2状態において、感熱部 13を電子デ バイスの他の部分に接触しな 、位置に移動させることが好ま U、。
[0077] 感熱部 13のポロメータコンタクト部 24は、ポロメータ部 21に電流を供給するときに 空洞壁部 12の電気配線に対する接触点として機能する。後に説明するように、空洞 壁部 12の上部には、ポロメータコンタクト部 24と接触するポロメータ配線コンタクト部 42が設けられている。感熱部 13の移動に従って、そのポロメータコンタクト部 24が空 洞壁 12のポロメータ配線コンタクト部 42と接触することにより、空洞壁部 12からボロメ ータ部 21に電流を供給することが可能になる。
[0078] 次に、図 2Bを参照する。図 2Bの (a)は、図 1Aの lb— lb線に沿って感熱部 13を切 断した断面の詳細な構成を示しており、図 2Bの (b)は、感熱部 13の上面を示してい る。図 2Bの(b)にも、参考のため、 lb— lb線に対応する 2a— 2a線を記載している。
[0079] 図 2Bの(a)に示されるように、ポロメータ部 21はポロメータ保護膜 22によって被覆 されている。ポロメータ保護膜 22の上面および下面は略平坦ィ匕され、全体としては概 略的に薄板の形状を有している。ポロメータ保護膜 22の上面側には、図 2Bの(b)に 示されるよう〖こ、 8個に分離された上部位置検出電極部 261と、ソースコンタクト部 26 、ドレインコンタクト部 27、ゲートコンタクト部 28、チャネルコンタクト部 29が設けられて いる。各コンタクト部 26〜19は、電荷蓄積部 23の動作に関係しており、詳細は後述 する。
[0080] ポロメータ保護膜 22の上面に近 、位置には、静電誘導電極部 25が設けられて ヽ る。静電誘導電極部 25は、図 2Bの (b)に示されるように、電荷蓄積部 23が配置され ている中央部を帯状に取り囲むように形成されている。静電誘導電極部 25は、例え ば高濃度に不純物イオンが注入されたポリシリコン力も形成されている。
[0081] ポロメータ保護膜 22の下面には、図 2B (a)に示すように、下部位置検出電極部 26 2が設けられている。下部位置検出電極部 262の構造および配置は、上部位置検出 電極部 261に対応して!/、る。
[0082] 感熱部 13の平面形状は、概略的には矩形である力 ポロメータコンタクト部 24は、 感熱部 13の本体部分から細長く延びた分枝部分に設けられている。このような分枝 構造を形成している理由は、熱伝導性を低下させることにより、ポロメータコンタクト部 24が空洞壁部 12と接触して 、るとき、感熱部 13から空洞壁部 12へ熱が流出するこ とを極力抑制するためである。ただし、このような分枝構造を設けることは不可欠では ない。
[0083] 次に、図 3を参照して、感熱部 13における電荷蓄積部 23の詳細を説明する。図 3 ( a)は、電荷蓄積部 23の一部を拡大した上面図、図 3 (b)は、電化蓄積部 23に含まれ る多数の電荷蓄積素子 31の一部を更に拡大した上面図、図 3 (c)は、図 3 (b)の 3c 3c線断面図である。
[0084] 本実施形態の電荷蓄積部 23は、図 3 (a)に示されるように、複数の電荷蓄積素子 3 1が行および列状 (マトリクスアレイ状)に配置された構成を有している。各電荷蓄積 素子 31は、図 3 (b)に示されるように、 MOS構造を有しており、例えばポリシリコン膜 力もなる半導体層中に形成されたソース部 32、ドレイン部 34、チャネル部 33を備え ている。チャネル部 33は、例えば B (ホウ素)などのイオンが相対的に低い濃度でドー プされた不純物領域であり、ソース部 32およびドレイン部 34は、例えば As (砒素)な どのイオンが相対的に高 、濃度でドープされた不純物領域である。
[0085] 電荷蓄積部 23は、ゲート絶縁膜を介してチャネル部 33を覆うように形成された浮遊 ゲート部 35と、浮遊ゲート部 35上に絶縁膜を介して積層された制御ゲート部 36とを 備えている。
[0086] 浮遊ゲート部 35は、例えばポリシリコン力も形成されており、例えば As (砒素)など のイオンが高い濃度でドープされている。浮遊ゲート部 35は、他の部分から電気的 に絶縁され、 EPROMの書き込み動作と同様の方法で、内部に電荷を蓄積する。
[0087] 電荷蓄積部 23は、ドレイン部 34およびソース部 23にそれぞれ接続されたドレイン コンタクト部 37およびソースコンタクト部 38と、チャネル部 33に接続されたチャネルコ ンタクト部 310と、制御ゲート部 39に接続されたゲートコンタクト部 39とを更に備えて いる。 [0088] ドレインコンタクト部 37と、ソースコンタクト部 38と、ゲートコンタクト部 39と、チャネル コンタクト部 310は、例えばアルミニウム (A1)から形成され、それぞれ、ドレイン部 34 、ソース部 32、制御ゲート部 36、チャネル部 33を外部の回路と電気的に接続する端 子として機能する。
[0089] 次に、浮遊ゲート部 35における電荷蓄積を説明する。
[0090] 浮遊ゲート部 35に電荷を蓄積する際には、ソースコンタクト部 38およびチャネルコ ンタクト部 310を電気的に接地し、ドレインコンタクト部 37、ドレインコンタクト部 37、お よびゲートコンタクト部 39に高電圧 (例えば 10ボルト)をカ卩える(書き込み動作)。この とき、チャネル部 33をソース部 32からドレイン部 34に向かって電子が移動し、ドレイ ン部 34の近傍で高い運動エネルギを獲得してホットエレクトロンになり、その一部が 浮遊ゲート部 35の周辺の絶縁膜を飛び越えて浮遊ゲート部 35に注入される。浮遊 ゲート部 35に注入された電子は、浮遊ゲート部 35の内部に保持され、浮遊ゲート部 35を負に帯電させる。
[0091] 上記の書き込み動作を実行する場合、後に説明するように、感熱部 13を上方に移 動させ、感熱部 13の上面側に配置されている各コンタクト部 37、 38、 39、 310を空 洞壁部 12にお ヽて対応するコンタクト部にそれぞれ接触するようにする。
[0092] 次に、図 4 (a)および (b)を参照しながら、空洞壁部 12の構成を説明する。図 4 (a) は、図 1Aの lb— lb線に沿って空洞壁 12を切断した断面の詳細な構成を示しており 、図 4 (b)は、図 4 (a)の 4b— 4b線断面図である。図 4では、感熱部 13や基板部 11の 構成を簡略ィ匕して記載して 、る。
[0093] 本実施形態の空洞壁部 12は、感熱部 13における各種コンタクト部と接触し得る位 置に、対応するコンタクト部を備えている。具体的には、ポロメータ配線コンタクト部 4 2、ソース配線コンタクト部 43、ドレイン配線コンタクト部 44、ゲート配線コンタクト部 45 、およびチャネル配線コンタクト部 46を備えている。ポロメータ配線コンタクト部 42、ソ ース配線コンタクト部 43、ドレイン配線コンタクト部 44、ゲート配線コンタクト部 45、お よびチャネル配線コンタクト部 46は、それぞれ、図 2Bに示す感熱部 13のポロメータ コンタクト部 24、ソースコンタクト部 26、ドレインコンタクト部 27、ゲートコンタクト部 28 、チャネルコンタクト部と接触し、それによつてポロメータ部 21、ソース部 32、ドレイン 部 34、制御ゲート部 36、およびチャネル部 33を空洞壁部 12の内部に設けられた電 気配線に接続することができる。
[0094] 上記コンタクト部 42〜46は、いずれも、例えばパターユングされたアルミニウム膜か ら好適に形成され、空洞壁 12の内部に設けられた電気配線に接続されている。なお 、図 4では、簡単のため、電気配線の記載を一部省略している力 これらの電気配線 も例えばパターユングされたアルミニウム膜から好適に形成される。空洞壁部 12の電 気配線は、上記コンタクト部 42〜46を読み出し回路などに電気的に接続する働きを 有している。
[0095] 空洞壁部 12は、空洞壁シリコン部 48、空洞壁保護膜 49、静電誘導対向電極部 41 0、上部位置検出対向電極部 263を備えている。
[0096] 空洞壁シリコン部 48は、空洞壁部 12の各部分を支持する。空洞壁シリコン部 48は 、例えばポリシリコンカゝら形成され、赤外線を透過する。空洞壁保護膜 49は、例えば シリコン酸化膜から形成され、空洞壁部 12の各部分を保護する。
[0097] 上部浮上電極部 41は、例えば不純物イオンが高濃度にドープされたポリシリコンか ら形成され、前述した電気配線と電気的に接続されている。上部浮上電極部 41に電 圧を印加すると、感熱部 13における電荷蓄積部 23に蓄積されて 、るホットエレクト口 ンとの間に斥力または引力の静電気力が生じる。これらの力を調節することにより、感 熱部 13の位置を制御することが可能である。
[0098] なお、後に説明するように、電荷蓄積部 23にホットエレクトロンが蓄積されている場 合、基板部 11の下部浮上電極部 52に電圧をカ卩えることにより、下部浮上電極部 52 と感熱部 13の電荷蓄積部 23との間に斥力または引力の静電気力が生じる。これら の力をあわせて調整することにより、感熱部 13の位置制御を行うことが可能である。こ れらの力の大きさに応じて、上部浮上電極部 41および下部浮上電極部 52に発生す る電荷の大きさが変化する。このため、上部浮上電極部 41および下部浮上電極部 5 2に出入りする電流値を検出することにより、上記の力の大きさを検出することが可能 であり、これらの検出値を用いて、感熱部 13の位置を制御することが可能である。
[0099] 静電誘導対向電極部 410は、例えば不純物イオンが高濃度にドープされたポリシリ コンから形成されており、空洞壁 12の内部に設けられた電気配線に接続されて!ヽる 。静電誘導対向電極部 410に負の電圧を印加すると、静電誘導電極部 410の上部 表面に静電誘導による電荷が生じる。このため、上部浮上電極部 41と静電誘導電極 部 410との間に引力が生じる。この引力を用いることによって、感熱部 13を上部に移 動させることが可會である。
[0100] 次に、図 5 (a)および (b)を参照しながら、基板部 11の構成を説明する。図 5 (a)は 、図 1Aの lb— lb線に沿って基板部 11を切断した断面の詳細な構成を示しており、 図 5 (b)は、図 5 (a)の 5b— 5b線断面図である。図 5では、空洞壁 12や感熱部 13の 内部構成を簡略ィ匕して記載して 、る。
[0101] 基板部 11は、シリコン基板部 51と、シリコン基板部 51に支持された下部浮上電極 部 52および下部位置検出対向電極部 264とを備えている。下部浮上電極部 52およ び検出対向下部位置電極部 264は、図 5 (b)に示されるレイアウトを有するようにパタ 一ユングされている。下部浮上電極部 52および検出対向下部位置電極部 264は、 例えばシリコン酸ィ匕膜からなる基板保護膜 53によって覆われている。
[0102] 下部浮上電極部 52は、例えば高濃度に不純物イオンがドープされたポリシリコンか ら形成され、基板部 11上または基板部 11の内部に設けられた電気配線に接続され ている。この電気配線は、一般の半導体素子の製造方法によって形成され、例えば 、高濃度にイオンがドープされたポリシリコン、アルミニウム合金、またはシリコン基板 のうち高濃度にイオンが注入された不純物領域カゝら構成され得る。
[0103] 感熱部 12における電荷蓄積部 23にホットエレクトロンが蓄積されている場合、下部 浮上電極部 52に負電圧を印加すると、感熱部 13の電荷蓄積部 23と下部電極部と の間に斥力が生じるので、この斥力を調整することにより、感熱部 13の位置制御を行 うことが可能である。
[0104] 図 6は、以上説明してきた感熱部 13、空洞壁部 12、基板部 11の全体的な構成を 示す断面図である。
[0105] 次に、図 7を参照して、各電極やコンタクト部に与えられる電位を説明する。
[0106] 図 7では、上部浮上電極部 41は、電極 F1〜F4によって示され、下部浮上電極部 5 2は、電極 F5〜F8によって示されている。電極 F1〜F8には、可変電源 V1〜V8が 接続されている。上部浮上電極部 41と下部浮上電極部 52との間に、感熱部 13が位 置している。
[0107] 図 7に示されるように、静電誘導対向電極部 410には可変電源 (V9)が接続されて いる。また、ソース配線コンタクト部 43およびチャネル配線コンタクト部 46は接地され ている。一方、ドレイン配線コンタクト部 44は可変電源 Vdに接続され、ゲート配線コ ンタクト部 45は可変電源 Vgに接続される。
[0108] 次に、図 8A〜図 8Fおよび図 9を参照して、本実施形態の動作を説明する。
[0109] 図 8A〜図 8Fは、各電極の電位と感熱部 13の移動の様子を示す断面図である。 A —A,面は、図 7における A— A,線に沿った断面を示し、 B— B'面は、図 7における B —B'線に沿った断面を示している。
[0110] なお、図 9は、図 9は、本実施形態の赤外線センサおよび比較例(従来構造)につ いて、異なる赤外線入射量 1〜3の各場合における感熱部 13の温度変化と、各時刻 における電気回路のスィッチや可変電圧の動作を示して 、る。可変電圧の動作は、 電圧値のおおよその変化を模式的に示している。可変電圧は、実際には下に説明 するように感熱部 13の位置を調整するため電圧値が常に小さく変化するがその変化 は無視して示している。
[0111] まず図 8Aを参照して、初期状態を説明する。
[0112] 初期状態では電荷蓄積部 23にホットエレクトロンは蓄積されていない。この状態に ある時刻 tOにおいて、可変電源 V9の電圧値を負のある値に設定することにより、静 電誘導対向電極部 410に負の電圧を加えると、先に説明したように静電誘導対向電 極部 410と静電誘導電極部 25との間に引力が発生する。その結果、感熱部 13が上 方に移動し、時刻 tlでは、図 8Aに示すように、ソースコンタクト部 38、ドレインコンタ タト部 37、ゲートコンタクト部 39、およびチャネルコンタクト部 310力 それぞれ、ソー ス配線コンタクト部 43、ドレイン配線コンタクト部 44、ゲート配線コンタクト部 45、およ びチャネル配線コンタクト部 46に接触する。
[0113] その結果、図 8Aに示す状態では、ソースコンタクト部 38およびチャネルコンタクト部 310が接地される一方、ドレインコンタクト部 37は可変電源 Vdに接続され、ゲートコ ンタクト部 39は可変電源 Vgに接続される(図 7参照)。
[0114] 時刻 tlにおいて、電圧 Vdおよび Vgを高電圧に設定することにより、ドレインコン タクト部 37およびゲートコンタクト部 39に高電圧を印加すると、先に説明したように、 電荷蓄積部 23にホットエレクトロン力もなる負電荷が蓄積される。図 8Bは、電荷蓄積 部 23に電ィ匕が蓄積された状態を示している。
[0115] 前述の通り、上部浮上電極部 41 (電極 F1〜F4)、および浮上電極部 52下部(電 極 F5〜F8)には、可変電源 V1〜V8が接続されている。図 8Bの状態にある時刻 t2 において、静電誘導対向電極部 410に接続された可変電源 V9の負電圧印加を停 止し、電圧 V9の値を 0に設定する。さら〖こ、可変電源 VI〜V8に電圧を負に設定す ると、上部浮上電極部 41と感熱部 13における電荷蓄積部 23との間、および下部浮 上電極部 52と電荷蓄積部 23との間に斥力が発生する。その結果、図 8Cに示すよう に、感熱部 13は基板部 11および空洞壁部 12に接触しな!、位置に浮上する。
[0116] 本実施形態では、後に詳しく説明する方法により、感熱部 13の位置を検出すること ができる。この検出値に基づくフィードバックを行うことにより、上部浮上電極部 41お よび下部浮上電極部 52に印加する電圧の大きさを調整し、感熱部 13の位置を適切 に制御すれば、感熱部 13を継続的に浮上させることが可能である。
[0117] これまでの状態においては、感熱部 13には赤外線が入射していない。そこで、図 8 Cの状態にある時刻 t3において、赤外線の感熱部 13への入射が開始するものとする 。従来の赤外線センサ (比較例:図 9の「従来構造」)についても、同様の時刻に赤外 線の入射が開始するとして、図 9のグラフを作成している。
[0118] 図 8Cに示す状態にある時刻 t4において、可変電源 VI、 V3に大きな正の電圧を、 可変電源 V5、 V6、 V7、 V8に負の電圧を、可変電源 V2、 V4に小さい負の電圧を加 える。すると、上部浮上電極部 41のうちの電極 Fl、 F3と、感熱部 13における電荷蓄 積部 23との間に強い引力が働く一方、下部浮上電極部 52の可変電極 F5、 F6、 F7 、 F8と、感熱部 13における電荷蓄積部 23との間に斥力が働く。このため、感熱部 13 は上方に移動する。
[0119] 後に詳しく説明する方法によって感熱部 13の位置を検出すると、この検出結果によ るフィードバック制御を行うことにより、図 8Dに示すように、ポロメータコンタクト部 24が ポロメータ配線コンタクト部 42と接触するように感熱部 13の位置を調整できる。
[0120] なお、図 8Dに示す状態においては、可変電源 V2、 V4に小さい負の電圧を加えて いるので、電極 F2、 F4と電荷蓄積部 23との間には弱い斥力が発生する。このため、 この部分で感熱部 13と空洞壁部 12とが接触することはない。その結果として、感熱 部 13および空洞壁部 12は、ポロメータコンタクト部 24とポロメータ配線コンタクト部 4 2との間でのみ接触することになる。
[0121] 図 8Dの状態における感熱部 13の位置は、図 8Aの状態および図 8Bの状態におけ る感熱部 13の位置に比べて水平横方向にシフトしている。図 8Dの状態では、ソース コンタクト部 38、ドレインコンタクト部 37、ゲートコンタクト部 39、およびチャネルコンタ タト部 310が、それぞれ、ソース配線コンタクト部 43、ドレイン配線コンタクト部 44、ゲ ート配線コンタクト部 45、およびチャネル配線コンタクト部 46には接触しない。
[0122] ポロメータ配線コンタクト部 42には読出し回路および電源 VOが接続されている(図 7参照)。図 7に示すように、読出し回路は、積分回路と、積分回路をリセットするため のスィッチ SWとを有し、ポロメータ配線コンタクト部 42と積分回路との間には、スイツ
R
チ SWが配置されている。初期状態では、スィッチ SWがオフ状態、スィッチ SWが
1 1 R オン状態に設定されている。図 8Dの状態 i3.時刻 t5においては、スィッチ SWをォ
1 ン状態に切り替え、スィッチ SWをオフ状態に切り替える。
R
[0123] このことにより、図 8Eに示すようにポロメータ部 21へ周辺回路力も電流が供給され 始める。電流の量は積分回路で積分される。ポロメータ部 21は、温度によって抵抗が 大きく変化する材料力も形成されているために、ポロメータ部 21を流れる電流の量を 測定することにより、ポロメータの温度を測定することができる。また、ポロメータ部 21 の温度は、赤外線入射量によって変化するため、赤外線入射量を検出することがで きる。図 9に示す比較例の赤外線センサでも、時刻 t5において、ポロメータ部への通 電と積分回路での積分が開始するものと仮定する。
[0124] 図 8Eに示す状態にある時刻 t6において、スィッチ SWをオフ状態にし、スィッチ S
1
Wをオン状態にすると、図 8Fに示すように、ポロメータ部 21への通電が終了し、積
R
分回路がリセットされる。比較例の赤外線センサにおいても、時刻 t6において、ボロメ ータ部 21への通電を終了するものと仮定する。時刻 t5から時刻 t6までの時間におい てポロメータ部 21の電流量は積分されて、その積分量が外部に出力される。図には 示していないが、時刻 t6の直前に読出し回路の出力値をサンプルホールドして、そ の値から赤外線入射量が計算される。
[0125] 次に、あらためて図 9を参照しながら、感熱部 13の温度変化を説明する。
[0126] 時刻 tOから時刻 t3までの期間は、赤外線が入射されておらず、感熱部 13の温度 は外部温度と同じ温度に保たれている。時刻 t3から時刻 t4までの期間において、感 熱部 13の温度は、赤外線の入射によって上昇する。ただし、本実施形態では、感熱 部 13は、空洞壁部 12および基板部 11と接触していないため、感熱部 13からの熱の 逃げは、輻射熱および気体を通じて行われる。このため、比較例に比べ、温度上昇 が非常に大きぐ赤外線入射量の違いによって感熱部温度が大きく異なる。
[0127] 時刻 t4から時刻 t5までの期間においては、ボロメータコンタクト部 24とボロメータ配 線コンタクト部 42が接触するため、熱の逃げが大きくなる。その結果、感熱部 13の温 度は低下する。比較例では、時刻 t3から時刻 t4までの状態と変わらず、感熱部 13の 温度はゆっくりと上昇を続ける。
[0128] 時刻 t5から時刻 t6までの期間では、ポロメータ部 21に通電が行われるために、そ のジュール熱によって感熱部 13の温度は急激に上昇する。赤外線入射量に依存し て感熱部 13の温度変化が異なり、ポロメータ部 21に流れる電流量は感熱部 13の温 度に依存して決まる。このため、時刻 t5から時刻 t6までの時間におけるポロメータ電 流量の積分値は、赤外線入射量によって変化する。時刻 t5から時刻 t6までのボロメ ータ電流量の積分値の変化量を、赤外線入射量を示す信号値として利用する。
[0129] 本実施形態では、ポロメータ部 21に通電する前に感熱部 13を浮上させておくこと により、感熱部 13の温度変化を大きくしている。その結果、赤外線入射量を示す信 号値も大きくなり、赤外線検出感度を高くすることができる。
[0130] すなわち、ポロメータ部 21に通電する前にポロメータコンタクト部 24とポロメータ配 線コンタクト部 42とが離間した状態になることにより、感熱部 13から外部への熱の逃 げを小さくできる。また、ポロメータ部 21に通電するときにポロメータコンタクト部 24と ポロメータ配線コンタクト部 42が接触した状態になることにより、信号の読み出しを行
[0131] 以上の動作を行うことにより、赤外線入射による感熱部 13の温度変化の量が大きく なり、赤外線検出感度を向上することが可能である。 [0132] なお、特許文献 2に開示された方法によれば、複数の電気的なスィッチが感熱部と 外部回路との間で電気的なオン'オフの切り替えの動作を行うが、本発明におけるコ ンタクト部のように、離間と接触とを繰り返す動作は行わない。このため、特許文献 2 に開示されている電気的なスィッチには、感熱部から外部への熱の逃げを小さくして 赤外線検出感度を向上する効果はない。
[0133] 時刻 t6以降において、ポロメータ部 21の通電が終了する。ため感熱部 13の温度は 低下して、感熱部 13の温度変化は、ほとんど生じなくなる。この後、感熱部 13を再び 浮上させて時刻 t3以降の動作を繰り返す。なお、図 9では、時刻 t6以降の感熱部温 度変化に加え、時刻 t6以降もポロメータへの通電および積分を継続させた場合の感 熱部温度変化を細線で示して!/、る。
[0134] 時刻 t5力 t6までの積分時間は、以下のように設定することができる。積分中の感 熱部 13から外部への熱コンダクタンスが例えば 5 X 10— 7WZKであり、感熱部 13の 熱容量が例えば 2. 5 X 10—9JZKである場合を考える。この場合、熱時定数が 5msec であるため、積分時間を 5msec以上に大きくしても、感熱部 13の温度はおよそ一定 値に落ち着き、積分時間増加による感度向上の効果が小さい。これに対して、赤外 線検出の応答時間を短くするためには積分時間を短くすることが好ましいので、積分 時間は、例えば 5msecに設定することができる。
[0135] 感熱部 13の大きさや赤外線検出部の種類によって、感熱部 13が空洞壁部 12のコ ンタクト部に接触し、回路に接続される期間は異なる力 例えば 1 /z sec〜: LOmsecの 範囲内に設定される。
[0136] 次に、感熱部 13の位置を検出する方法について説明する。感熱部 13の位置は、 感熱部 13に形成された上部位置検出電極部 261および下部位置検出電極部 262 と、空洞壁部 12に形成された上部位置検出対向電極部 263と、基板部 11に形成さ れた下部位置検出対向電極部 264とによって検出される。
[0137] 次に、図 10を参照して、上部位置検出電極部 261および下部位置検出電極部 26 2の構成と機能を説明する。
[0138] 上部位置検出電極部 261は、図 10に示すように、合計 8個の電極から構成されて おり、それぞれの電極は、例えば高濃度にイオンがドープされたポリシリコン力 形成 され得る。近接した 2個の電極は、相互に電気配線で接続され、等しい電位を有して いる。なお、下部位置検出電極部 262は、上部位置検出電極部 261と同様の構成を 有している。
[0139] 空洞壁部 12の上部位置検出対向電極部 263は、図 4 (b)に示すように合計 8個の 電極から構成され、それぞれの電極は、例えば高濃度にイオンがドープされたポリシ リコンカも形成されている。上部位置検出対向電極部 263は、図 10に示すように、近 接した 2個の電極がそれぞれ高周波電源および電流測定部を介して電気配線で接 続されている。また、上部位置検出対向電極部 263の各電極は、上部位置検出電極 部 261の各電極と対向する位置に配置されており、全体としてコンデンサを形成する
[0140] 上部位置検出電極部 261の一対の電極、上部位置検出対向電極部 263の一対の 電極、高周波電源、および電流検出部は、図 11に示す電気回路を形成する。上部 位置検出電極部 261および上部位置検出対向電極部 263のうち、対向する電極と 間には、コンデンサ Ca、 Cbが形成される。コンデンサ Caおよびコンデンサ Cbを直列 に配列して得られる静電容量 C1は、この回路に高周波電圧をカ卩えたときに流れる電 流の大きさを測定することによって求められる。
[0141] 再び、図 10を参照する。上部位置検出電極部 261の電極と上部位置検出対向電 極部 263の電極との間に形成されるコンデンサにより、上記静電容量 C1と同様に、 静電容量 C2、 C3、 C4が定義され、上記方法により、その値を測定することができる
[0142] 下部位置検出対向電極部 264は、上部位置検出対向電極部 263と同様の構成を 有しており、下部位置検出電極部 262の電極と下部位置検出対向電極部 264の電 極との間に形成されるコンデンサにより、静電容量 C5、 C6、 C7、 C8が定義され、そ の値を測定することができる(図 11参照)。
[0143] 静電容量 C1〜C8は、感熱部 13の位置によって変化する。すなわち、静電容量 C 1〜C8は、感熱部の変位および回転角を表す合計 6個の変数の関数として表される 。あら力じめ、これらの関数を求めておくと、静電容量 C1〜C8の値を検出することに より、感熱部 13の位置を検知することが可能である。 [0144] 上部位置検出対向電極部 263および下部位置検出対向電極部 264に加える電圧 を、ある一定値以上の高周波にすることにより、この電圧変化による感熱部 13の位置 変化を無視できるほどに小さくすることも可能である。
[0145] なお、本実施形態では、感熱部 13におけるポロメータコンタクト部 24をポロメータ配 線コンタクト部 42に接触させるとき(図 8D)、感熱部 13は他の部分と接触しておらず
、接触点の面積が最小限になるように設計されて 、る。
[0146] 図 2Aに示すように、感熱部 13のうちポロメータコンタクト部 24に近い部分は、感熱 部 13の本体部分力 延びる細長い形状を有している。このため、ポロメータ部 21に 電流を供給するときの熱の逃げを最小限に抑えることでき、赤外線検出感度の向上 効果が増大する。
[0147] 本実施形態では、赤外線の残像生成を防止するため、通電が終了して力 充分な 時間が経過し、感熱部 13の温度がほぼ定常状態に低下した後、再び感熱部 13を浮 上させる動作を行っている。
[0148] 時刻 t6以降に感熱部 13の姿勢を制御し、感熱部 13と空洞壁部 12または基板部 1 1との間の接触面積を増加させると、感熱部 13の温度が定常状態に達するまでの時 間を短縮することが可能である。可変電源 V2に正の電圧を印加することにより、電極 F2と電荷蓄積部 23の間に引力を発生させ、電極 F2の部分で感熱部 13と空洞壁部 12とを接触させることができる。他の方法として、可変電源 VI〜V4に負の電圧を、 可変電源 V5〜V8に正の電圧をカ卩えることにより、感熱部 13を基板部 11に広 、面積 で接触させても、上記の時間を短縮することができる。
[0149] (製造方法)
以下、図 12Aから図 12Kを参照しながら、本発明による電子デバイスの製造方法 の実施形態を説明する。
[0150] まず、図 12Aに示す基板部 11を形成する。具体的には、まず、シリコン基板 901を 用意し、シリコン基板 901上にシリコン酸ィ匕膜から形成された基板保護膜 903を堆積 する。基板保護膜 903は、例えば CVD法によって堆積され得る。
[0151] 次に、下部浮上電極部 52および下部位置検出対向電極部 264を形成する。例え ば、ポリシリコン膜を堆積した後、フォトリソグラフィおよびエッチングの技術を用いて ポリシリコン膜をパターユングすることにより、これらの電極部 52、 264を形成すること 力 Sできる。下部浮上電極部 52および下部位置検出対向電極部 264の平面レイアウト は、図 5 (b)に示すとおりである。
[0152] 次に、下部浮上電極部 52および下部位置検出対向電極部 264を覆うシリコン酸ィ匕 膜をシリコン基板 901上に堆積した後、シリコン酸ィ匕膜の表面を CMP (Chemical M echanical Polishing)によって平坦ィ匕する。平坦化されたシリコン酸化膜は、電極 部 52、 234の下方に位置するシリコン酸ィ匕膜とともに基板保護膜 903を構成する。こ うして、図 12Aに示す基板部 11を得ることができる。
[0153] 次に、図 12Bに示すように、ポリシリコン力もなる犠牲層 101を基板部 11の上に形 成する。この後、図 12Cに示すように、シリコン酸ィ匕膜からなるポロメータ保護膜 22を 犠牲層 101上に堆積する。下部位置検出電極部 262を形成した後、シリコン酸ィ匕膜 を堆積して被覆する。その後、ポロメータ部 21および電荷蓄積部 23を形成する。ボ 口メータ部 21および電荷蓄積部 23は、図 2Aに示す平面形状を有して 、る。
[0154] 図 12Dに示すように、これらをシリコン酸ィ匕膜で被覆した後、その上に静電誘導電 極部 25および上部位置検出電極部 261を形成し、これらをシリコン酸ィ匕膜で被覆す る。静電誘導電極部 25および検出電極部上部位置 261は、図 2Bの(b)に示す平面 形状を有している。その後、図 12Dに示すように、ポロメータコンタクト部 24、ソースコ ンタクト部 26、ドレインコンタクト部 27、ゲートコンタクト部 28、およびチャネルコンタク ト部 29を形成する。これらのコンタクト部は、図 2Bの(b)に示す位置に形成される。
[0155] 次に、シリコン酸ィ匕膜をパターユングすることにより、図 12Eに示す構成を得る。図 では、 1つの感熱部 13を形成する方法を説明している力 1つの基板部 11上に多数 の感熱部 13を配列し、個々の感熱部 13の周囲を空洞壁部 12で囲んでもよい。その 場合、図面に示されていない領域に図 12Eに示す構造と同様の構造が形成される。
[0156] この後、これらの構成を被覆するようにポリシリコン犠牲層を堆積し、この犠牲層を パター-ングすることにより、図 12Fに示す構成を得る。これまでの工程で、被覆した 膜の表面を平坦ィ匕する CMPの工程を随時行なっても良い。
[0157] 次に、図 12Gに示す犠牲層 101を覆う空洞壁部 12を形成するため、まず、シリコン 酸化膜からなる空洞壁保護膜 49を堆積する。その後、静電誘導対向電極部 410. 上部浮上電極部 41、上部位置検出対向電極部 263、ポロメータ配線コンタクト部 42 、ソース配線コンタクト部 43、ドレイン配線コンタクト部 44、ゲート配線コンタクト部 45 、およびチャネル配線コンタクト部 46を形成する。これらの電極およびコンタクト部は 、感熱部 12における電極およびコンタクト部の配置に整合するように設計される。
[0158] 次に、上記の構造を図 12Hに示すようにシリコン酸ィ匕膜で被覆する。シリコン酸ィ匕 膜の上にポリシリコン膜を堆積した後、そのポリシリコン膜をパターユングすることによ り、図 121に示す空洞壁シリコン部 48を形成する。更にシリコン酸ィ匕膜で被覆した後 、シリコン酸ィ匕膜をパターユングすることにより、図 12Jに示す構成を得る。これまでの 工程で、被覆した膜の表面を平坦ィ匕する CMPの工程を随時行なっても良 、。
[0159] 最後に、図 12Kに示すように犠牲層 101を除去する。犠牲層 101の除去は、例え ば XeFなどのガスを用いる等方性エッチングによって行うことが可能である。犠牲層 1 01のエッチングにより、感熱部 13は基板部 11および空洞壁部 12から分離される。
[0160] 上記製造方法は、半導体プロセスの一般的な技術および装置を用いて実施するこ とが可能である。
[0161] 以上、感熱部 13が 1つからなる電子デバイスの製造方法を説明してきたが、上記の 方法は、セルアレイを有するラインセンサまたはイメージセンサを製造する方法に容 易に適用できる。
[0162] 上記センサの全体または各空洞を真空パッケージ内に封止することも可能である。
この場合、感熱部 13からの気体を介した熱の逃げが小さくなるため、感度をさらに向 上することが可能である。
[0163] 基板部 11に垂直な方向から電荷蓄積素子 31を観察すると、電荷蓄積素子 31は、 静電誘導電極部 25およびポロメータ部 21と重なっていない位置に配置される。電荷 蓄積素子 31と静電誘導電極部 25またはポロメータ部 21とが重なっていると、電荷蓄 積素子 31に蓄積された負電荷により、静電誘導電極部 25またはポロメータ部 21の 表面に静電誘導による正電荷が発生する。この場合、これらの正電荷から出る電気 力線の多くが電荷蓄積素子 31の負電荷に入り込むために、電荷蓄積素子 31と上部 浮上電極部 41または下部浮上電極部 52との静電気力が小さくなり、感熱部 13の位 置制御が難しくなる。これを避けるため、本実施形態では、基板に垂直な方向から見 たときに、電荷蓄積素子 31が静電誘導電極部 25およびポロメータ部 21とは重ならな い位置に配置される。
[0164] 各電気配線およびコンタクト部は、好適には金属から形成される力 感熱部 13と空 洞壁 12の周辺に配置されるため、金属による赤外線の遮光が少なぐ赤外線検出感 度を高く保つことができる。
[0165] 上部浮上電極部 41および下部浮上電極部 52に電圧を加えて感熱部 13を移動さ せるときに、外部の電圧の変化によって感熱部 13の位置が変化しないように、上部 浮上電極部 41および下部浮上電極部 52の周辺に電極を配置して、この周辺電極 の電圧を常に 0に保つことにより外部の電圧の変化の影響を軽減する方法も考えら れる。
[0166] 本実施形態では、感熱部 13の位置を検出するための電極と、感熱部 13の位置を 移動させるための電極とを別に設けているが、ひとつの電極が両方の機能を発揮す る構成を採用することも可能である。この場合、ひとつの電極に、感熱部 13の位置を 検出するための高周波電圧源と、感熱部 13の位置を移動させるための直流電源と に接続する。
[0167] 感熱部 13を浮上させるための静電気力の大きさは、例えば 1 X 10— 8 (N)程度に設 定することができる。感熱部 13の質量が例えば 1 X 10—12 (kg)であるとすると、 100G ( 重力加速度の 100倍)の大きさの加速度がデバイスに生じたときに感熱部 13に生じ る慣性力は、約 1 X 10— 9 (N)である。このような大きさの慣性力のもとでは、感熱部 13 を安定して保持することができる。
[0168] 本実施形態では、感熱部 13を浮上させるときに静電気力の反発力を用いているが 、この反発力は距離が小さくなるほど大きくなる。このため、デバイスに加速度が加わ るなどの原因により、感熱部 13がつりあいの位置力も移動したときには感熱部 13が つりあいの位置にもどるような力(復元力)が働く。このため、比較的簡単な制御方法 により、感熱部 13を安定して浮上させることができる。
[0169] (実施形態 2)
以下、本発明による電子デバイスの第 2の実施形態 (赤外線センサ)を説明する。 本実施形態では、静電誘導によって感熱部 13に発生する電荷による静電気力を用 い、感熱部 13の位置制御を行う。
[0170] 本実施形態における赤外線センサの全体構成は、図 1に示されるとおりである。
[0171] まず、図 13を参照しながら、本実施形態における感熱部 13の構成を説明する。図 13 (a)は、図 1Aの lb— lb線断面図に相当する断面図であり、感熱部 13の構成を 詳しく示している。図 13 (b)は、図 13 (a)の 13b— 13b線断面図、図 13 (c)は、図 13 (a)の 13c— 13c線断面図である。
[0172] 図 13に示すように、本実施形態の感熱部 13は、ポロメータ部 21、ポロメータ保護膜 22、ポロメータコンタクト部 24、上部静電誘導電極部 111、下部静電誘導電極部 11 2、上部位置検出電極部 261、および下部位置検出電極部 262を備えている。ボロメ ータ部 21、ポロメータ保護膜 22、およびポロメータコンタクト部 24の構成および機能 は、実施形態 1におけるポロメータ部 21、ポロメータ保護膜 22、およびボロメ一タコン タクト部 24と同様である。
[0173] 次に図 14を参照しながら、空洞壁部 12の構成を説明する。図 14 (a)は、図 1Aの 1 b— lb線断面図に相当する断面図であり、図 14 (b)は、図 14 (a)の 14b— 14b線断 面図である。
[0174] 空洞壁部 12は、上部浮上電極部 41、ポロメータ配線コンタクト部 42、電気配線 (不 図示)、空洞壁シリコン部 48、空洞壁保護膜 49、上部静電誘導対向電極部 121、上 部位置検出対向電極部 263を備えている。ポロメータ配線コンタクト部 42、電気配線 、空洞壁シリコン部 48、空洞壁保護膜 49は、実施形態 1と同様である。
[0175] 次に、図 15を参照しながら基板部 11の構成を説明する。図 15 (a)は、図 1Aの lb — lb線断面図であり、基板部 11の構成を詳しく示している。図 15 (b)は、図 15 (a) に示す 15b— 15b線断面図である。
[0176] 基板部 11は、シリコン基板部 51、下部静電誘導対向電極部 131、基板保護膜 53 、下部位置検出対向電極部 264とを備えている。シリコン基板部 51と基板保護部 53 は、実施形態 1と同様である。
[0177] 上部静電誘導対向電極部 121に正の電圧を加え、下部静電誘導対向電極部 264 に負の電圧を加えると、静電誘導によって上部静電誘導電極部 111に負電荷が発 生し、下部静電誘導電極部 112に正電荷が発生する。そして、上部静電誘導電極部 111と上部静電誘導対向電極部 121の間と下部静電誘導電極部 112と下部静電誘 導対向電極部 246の間に引力が生じる。この引力の大きさを調整することによって感 熱部 13の位置を制御することができる。
[0178] 実施形態 1の方法と同様にして、感熱部 13の浮上、空洞壁部 12との接触、および ポロメータへの通電を繰り返すことにより、各時刻の赤外線入射量を検出できる。
[0179] 感熱部 13の位置を制御する際に必要となる感熱部 13の位置の検出は、上部位置 検出電極部 261、下部位置検出電極部 262、上部位置検出対向電極部 263、下部 位置検出対向電極部 264を用い、実施形態 1と同様の方法で実行することができる。
[0180] (実施形態 3)
以下、本発明による電子デバイスの第 3の実施形態を説明する。
[0181] 本実施形態では、空洞壁部 12に形成されたコイルによって発生する磁界と、感熱 部に存在する磁性体との間に発生する電磁力を用い、感熱部 13の位置制御を行う。
[0182] 本実施形態でも、全体構成は図 1と同様であり、感熱部 13と空洞壁部 12と基板部 1 1から構成される。
[0183] 図 16を参照しつつ感熱部 13の構成を説明する。図 16 (a)は、図 1Aの lb— lb線 断面図に相当する断面図であり、感熱部 13の構成を詳しく示している。図 16 (b)は、 図 16 (a)の 16b— 16b線断面図であり、図 16 (c)は、図 16 (a)の 16c— 16c線断面 図である。
[0184] 図 16に示すように、本実施形態の感熱部 13は、ポロメータ部 21、ポロメータ保護膜 22、ポロメータコンタクト部 24、磁性体部 141、上部位置検出電極部 261、下部位置 検出電極部 262を備えている。ポロメータ部 21、ポロメータ保護膜 22、ボロメ一タコン タクト部 24は、実施形態 1と同様である。磁性体部 141は、強磁性体から形成されて おり、所定方向に磁ィ匕されている。
[0185] 次に図 17を参照しながら空洞壁部 12の構成を説明する。図 17 (a)は、図 1Aの lb lb線断面図に相当する断面図であり、空洞壁部 12の構成を詳しく示している。図 17 (b)は、図 17 (a)の 17b— 17b線断面図である。
[0186] 空洞壁部 12は、上部浮上電極部 41、ポロメータ配線コンタクト部 42、電気配線、空 洞壁シリコン部 48、空洞壁保護膜 49、上部コイル部 151、上部位置検出対向電極 部 263を備えている。ポロメータ配線コンタクト部 42、電気配線、空洞壁シリコン部 48 、空洞壁保護膜 49は、実施形態 1と同様である。
[0187] 次に図 18を参照しつつ、基板部 11の構成を説明する。図 18 (a)は、図 1Aの lb - lb線断面図に相当する断面図であり、基板部 11の構成を詳しく示している。図 18 (b )は、図 18 (a)の 18b— 18b線断面図である。
[0188] 基板部 11は、シリコン基板部 51、下部コイル部 161、基板保護膜 53、下部位置検 出対向電極部 264を備えている。シリコン基板部 51および基板保護部 53は実施形 態 1と同様である。
[0189] 図 17に示す上部コイル部 151および図 18に示す下部コイル部 161に電流を流す ことにより、上部コイル部 151と、感熱部 13における磁性体部 141との間に斥力とな る電磁力を発生させることができる。同様に、下部コイル部 161と磁性体部 141との 間にも斥力となる電磁力を発生させる。コイル部 151、 161を流れる電流を調整して 電磁力の大きさを変化させることにより、感熱部 13の位置を制御できる。
[0190] 実施形態 1の方法と同様にして、感熱部 13の浮上、空洞壁部 12との接触、および ポロメータへの通電を繰り返すことにより、各時刻の赤外線入射量を検出できる。
[0191] 感熱部 13の位置を制御する際に必要となる感熱部 13の位置の検出は、上部位置 検出電極部 261、下部位置検出電極部 262、上部位置検出対向電極部 263、下部 位置検出対向電極部 264を用い、実施形態 1と同様の方法で実行することができる。
[0192] (実施形態 4)
以下、本発明による電子デバイスの第 4の実施形態を説明する。
[0193] 図 19に示すように、本実施形態の電子デバイスは、基板部 11と、その表面に形成 された空洞壁部 12と、感熱部 13とを備えている。図 19 (a)は、電子デバイスの斜視 図であり、図 19 (b)は、図 19 (a)の 19b— 19b線断面図である。本実施形態では、感 熱部 13の一部である感熱支持部 191が常に基板部 11と接触 '固定されている。感 熱部 13は変形可能な弾性を有しており、感熱部 13の自由端は、空洞壁部 12に対し て「接触」および「非接触」の状態遷移を繰り返す。すなわち、静電誘導によって感熱 部 13に電荷を発生させ、この電荷に加わる静電気力を用 Vヽて感熱部 13を変形させ 、上記接触及び切断の繰り返しを行う。 [0194] 本願明細書では、感熱部 13の一部が変形することも、「感熱部の配置を変化させる 」ことに含めて解釈するものとする。
[0195] 以下、本実施形態における感熱部 13、基板部 11、空洞壁部 12の構成を説明する 。まず、図 20を参照する。図 20 (a)は、図 19 (a)の 19b— 19b線断面図であり、感熱 部 13の構成を詳しく示している。図 20 (b)は、図 20 (a)の 20b— 20b線断面図、図 2 0 (c)は、図 20 (a)の 20c— 20c線断面図である。
[0196] 感熱部 13は、実施形態 2と同様に、ポロメータ部 21、ポロメータ保護膜 22、電荷蓄 積部 23、ポロメータコンタクト部 24、上部静電誘導電極部 111、下部静電誘導電極 部 112、上部位置検出電極部 261、下部位置検出電極部 262を備えている。実施 形態 2と大きく異なる点は、感熱部 13の一部である感熱支持部 191が基板部 11に固 定され、感熱部 13が片持ち梁のように動作することである。感熱部 13の自由端側が 固定端側を軸として傾斜 (チルト)する。このため、ポロメータコンタクト部 24、上部静 電誘導電極部 111、下部静電誘導電極部 112、上部位置検出電極部 261、下部位 置検出電極部 262は、いずれも、図 20 (c)に示すように、感熱部 13の自由端側に設 けられている。また、感熱部 13の一部であり感熱部 13の固定端側に位置する感熱支 持部 191には配線部 243が形成されており、この配線部 243によって基板部 11の内 部に形成された検出回路部とポロメータ部 21とを電気的に接続して!/ヽる。
[0197] 次に、図 21を参照しながら、空洞壁部 12の構成を説明する。図 21 (a)は、図 19 (a )の 19b— 19b線断面図であり、空洞壁部 12の構成を詳しく示している。図 21 (b)は 、図 21 (a)の 21b— 21b線断面図である。
[0198] 空洞壁部 12は、感熱部 13の自由端に対応する位置に形成されており、上部静電 誘導対向電極部 121、ポロメータ配線コンタクト部 42、電気配線、空洞壁シリコン部 4 8、空洞壁保護膜 49、上部位置検出対向電極部 263を備えている。
[0199] 次に、図 22を参照しながら、基板部 11の構成を説明する。図 22 (a)は、図 19 (a) の 19b— 19b線断面図であり、基板部 11の構成を詳しく示している。図 22 (b)は、図 22 (a)の 22b— 22b線断面図である。
[0200] 基板部 11は、シリコン基板部 51、下部静電誘導対向電極部 131、基板保護膜 53 、下部位置検出対向電極部 264を備えている。実施形態 2と異なる点は、感熱部 13 の自由端に対応する位置に下部静電誘導対向電極部 131および下部位置検出対 向電極部 264が形成されて 、ることにある。
[0201] 以下、図 23を参照しつつ、本実施形態の電子デバイスの動作を説明する。
[0202] 本実施形態の電子デバイスは、実施形態 2における電子デバイスとほぼ同様の動 作を行う。ただし、本実施形態では、感熱部 13の一部である感熱支持部 191が基板 部 11に固定されているため、感熱部 13の全体的な位置が変化する代わりに、感熱 部 13の一部が弾性的に変形する。感熱部 13が片もち梁のように変形することにより 、図 23 (a)に示す状態と図 23 (b)に示す状態との間で切り替えが行われ、感熱部 13 の一端付近に配置されたポロメータコンタクト部 24とポロメータ配線コンタクト部 42と の接触および切断が実行される。
[0203] 感熱部 13の位置を制御する際に必要となる感熱部 13の位置の検出は、上部位置 検出電極部 261、下部位置検出電極部 262、上部位置検出対向電極部 263、下部 位置検出対向電極部 264を用い、実施形態 1と同様の方法で実行することができる。
[0204] (実施形態 5)
以下、本発明による電子デバイスの第 5の実施形態を説明する。
[0205] 本実施形態では、強誘電体の分極によって発生する電荷に加わる静電気力を用 いて感熱部 13の位置制御を行う。本実施形態の全体構成は、図 1に示す構成と同 様であり、感熱部 13、空洞壁部 12、基板部 11とを備えている。
[0206] 図 24 (a)は、図 1Aの lb— lb線断面図に相当する断面図であり、感熱部 13の構成 を詳しく示している。図 24 (b)は、図 24 (a)の 24b— 24b線断面図であり、図 26 (c) は、図 26 (a)の 24c— 24c線断面図である。
[0207] 図 24に示すように、感熱部 13は、ポロメータ部 21、ポロメータ保護膜 22、ボロメ一 タコンタクト部 24、強誘電体部 221、上部位置検出電極部 261、下部位置検出電極 部 262を備えている。ポロメータ部 21、ポロメータ保護膜 22、ポロメータコンタクト部 2 4は実施形態 1と同様である。他の実施形態と異なる点は、感熱部 13が電荷蓄積部 23の代わりに強誘電体部 221を有していることにある。
[0208] 次に、図 25を参照しながら、空洞壁部 12の構成を説明する。図 25 (a)は、図 1Aの lb— lb線に相当する線に沿った断面図であり、空洞壁部 12の構成を詳しく示して いる。図 25 (b)は、図 25 (a)の 25b— 25b線断面図である。
[0209] 空洞壁部 12は、上部浮上電極部 41、ポロメータ配線コンタクト部 42、電気配線 (不 図示)、空洞壁シリコン部 48、空洞壁保護膜 49、上部位置検出対向電極部 263とを 備えている。ポロメータ配線コンタクト部 42、電気配線、空洞壁シリコン部 48、空洞壁 保護膜 49は、実施形態 1と同様である。
[0210] 次に、図 26を参照しながら、基板部 11の構成を説明する。図 26 (a)は、図 1Aの lb
— lb線断面図であり、基板部 11の構成を詳しく示している。図 26 (b)は、図 26 (a) の 26b— 26b線断面図である。
[0211] 基板部 11は、シリコン基板部 51、下部浮上電極部 52、基板保護膜 53、下部位置 検出対向電極部 264を備えている。シリコン基板部 51および基板保護部 53は、実 施形態 1と同様である。
[0212] 強誘電体部 221は、強誘電体材料から形成されており、あらカゝじめ分極されている 。例えば、強誘電体部 221が基板裏面から基板表面への方向に分極している場合、 上部浮上電極部 41に正電圧を、下部浮上電極部 52に負電圧を加えることにより、上 部浮上電極部 41と強誘電体部 221との間、および下部浮上電極部 52と強誘電体部 221との間に斥力となる静電気力を発生させることができる。上部浮上電極部 41およ び下部浮上電極部 52の電圧を調整して静電気力の大きさを変化させることにより、 感熱部 13の位置を制御できる。
[0213] 実施形態 1の方法と同様にして、感熱部 13の浮上、空洞壁部 12との接触、および ポロメータへの通電を繰り返すことにより、各時刻の赤外線入射量を検出できる。
[0214] 感熱部 13の位置を制御する際に必要となる感熱部 13の位置の検出は、上部位置 検出電極部 261、下部位置検出電極部 262、上部位置検出対向電極部 263、下部 位置検出対向電極部 264を用い、実施形態 1と同様の方法で実行することができる。
[0215] (実施形態 6)
以下、本発明による電子デバイスの第 6の実施形態を説明する。
[0216] 図 28に示すように、本実施形態の電子デバイスは、基板部 11と、その表面に形成 された空洞壁部 12と、感熱部 13とを備えている。図 28 (a)は、電子デバイスの斜視 図であり、図 28 (b)は、図 28 (a)の 28b— 28b線断面図である。本実施形態では、感 熱部 13の一部である感熱支持部 191が常に基板部 11と接触 '固定されている。 感 熱部 13は変形可能な弾性を有しており、感熱部 13の自由端は、空洞壁部 12に対し て「接触」および「非接触」の状態遷移を繰り返す。すなわち、静電誘導によって感熱 部 13に電荷を発生させ、この電荷に加わる静電気力を用 Vヽて感熱部 13を変形させ 、上記接触及び切断の繰り返しを行う。
[0217] 以下、本実施形態における感熱部 13、基板部 11、空洞壁部 12の構成を説明する 。まず、図 29を参照する。図 29 (a)は、図 28 (a)の 28b— 28b線断面図であり、感熱 部 13の構成を詳しく示している。図 29 (b)は、図 29 (a)の 29b— 29b線断面図、図 2 9 (c)は、図 29 (a)の 29c— 29c線断面図である。
[0218] 感熱部 13は、実施形態 2と同様に、ポロメータ部 21、ポロメータ保護膜 22、電荷蓄 積部 23、ポロメータコンタクト部 24、上部静電誘導電極部 111、下部静電誘導電極 部 112、上部位置検出電極部 261、下部位置検出電極部 262を備えている。実施 形態 4と同様に、感熱部 13の一部である感熱支持部 191が基板部 11に固定され、 感熱部 13が片持ち梁のように動作する。すなわち、感熱部 13の自由端側が固定端 側を軸として傾斜 (チルト)する。このため、ポロメータコンタクト部 24、上部静電誘導 電極部 111、下部静電誘導電極部 112、上部位置検出電極部 261、下部位置検出 電極部 262は、いずれも、図 29 (c)に示すように、感熱部 13の自由端側に設けられ ている。
[0219] 実施形態 4との主な違いは、ポロメータコンタクト部 24が自由端側に 2個配置されて V、ると 、う点と、感熱支持部 191に配線部がな ヽと 、う点である。
[0220] 次に、図 30を参照しながら、空洞壁部 12の構成を説明する。図 30 (a)は、図 28 (a )の 28b— 28b線断面図であり、空洞壁部 12の構成を詳しく示している。図 30 (b)は 、図 30 (a)の 30b— 30b線断面図である。
[0221] 空洞壁部 12は、感熱部 13の自由端に対応する位置に形成されており、上部静電 誘導対向電極部 121、ポロメータ配線コンタクト部 42、電気配線、空洞壁シリコン部 4 8、空洞壁保護膜 49、上部位置検出対向電極部 263を備えている。実施形態 4と異 なる点は、空洞壁部 12にポロメータ配線コンタクト部 42が 2個配置されている点であ る。 [0222] 次に、図 31を参照しながら、基板部 11の構成を説明する。基板部 11は、実施形態 4と同様の構成である。図 31 (a)は、図 28 (a)の 28b— 28b線断面図であり、基板部 11の構成を詳しく示している。図 31 (b)は、図 31 (a)の 31b— 31b線断面図である。
[0223] 基板部 11は、シリコン基板部 51、下部静電誘導対向電極部 131、基板保護膜 53 、下部位置検出対向電極部 264を備えている。実施形態 4と同様に、感熱部 13の自 由端に対応する位置に下部静電誘導対向電極部 131および下部位置検出対向電 極部 264が形成されて 、る。
[0224] 以下、本実施形態の電子デバイスの動作を説明する。
[0225] 本実施形態の電子デバイスは、実施形態 4における電子デバイスとほぼ同様の動 作を行う。すなわち、本実施形態では、感熱部 13の一部が基板部 11に固定されて いるため、感熱部 13の全体的な位置が変化する代わりに、感熱部 13の一部が弾性 的に変形する。感熱部 13が片もち梁のように変形することにより、図 23 (a)に示す状 態と図 23 (b)に示す状態との間で切り替えが行われ、感熱部 13の一端付近に配置 されたポロメータコンタクト部 24とポロメータ配線コンタクト部 42との接触および切断 が実行される。
[0226] 感熱部 13の位置を制御する際に必要となる感熱部 13の位置の検出は、上部位置 検出電極部 261、下部位置検出電極部 262、上部位置検出対向電極部 263、下部 位置検出対向電極部 264を用い、実施形態 4と同様の方法で実行することができる。
[0227] 本実施形態においては、実施形態 4と同様に、感熱部 13の一端が固定され、片も ち梁のように変形するので、感熱部 13の動作の安定性に優れ、簡易に位置の制御 を行うことが可能である。
[0228] 次に、ポロメータコンタクト部 24とポロメータ配線コンタクト部 42とが切断されている 状態における感熱部 13から基板部 11への熱の逃げについて考える。この熱の逃げ は、感熱部 13からの輻射による熱の逃げと、感熱部 13の周辺の気体の対流による 熱の逃げと、感熱支持部 191における伝導による熱の逃げとに分けられる。
[0229] 一般的な赤外線センサでは、感熱部 13の周囲を大気力も遮断して真空または減 圧された状態とすることにより、感熱部 13の周辺の気体の対流による熱の逃げを小さ くしている。また、感熱部 13の温度がある一定値より高くならないように設計されるた め、感熱部 13からの輻射による熱の逃げは、感熱支持部 191における伝導による熱 の逃げに比べて大きくない。このため、ボロメータコンタクト部 24とボロメータ配線コン タクト部 42とが切断されているとき、感熱部 13から基板部 11への熱の逃げを小さくし て赤外線センサの感度を向上するためには、感熱支持部 191における伝導による熱 の逃げを小さくする必要がある。
[0230] ここで、配線部が例えばアルミニウムで形成されている場合を考える。アルミニウム の熱伝導度は約 1. 32WZcm'Kである。これに対して、配線部以外の部分の代表 的な材料である SiO (酸化シリコン)の熱伝導度は約 0. 014WZcm'Kである。この
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ことから明らかなように、配線部における熱伝導は、他の部分における熱伝導よりも大 きい。このため、感熱部 13と検出回路部とを電気的に接続する配線部が感熱支持部 191の内部に形成されている場合、ポロメータコンタクト部 24とポロメータ配線コンタ タト部 42とが切断されている状態において、感熱部 13から基板部 11への配線部を 介した熱の逃げが大きくなる。
[0231] これに対して、本実施形態では、感熱部 13の自由端側にポロメータコンタクト部 24 とポロメータ配線コンタクト部 42が配置されており、感熱部 13の固定端側、すなわち 感熱支持部 191には、配線部がない。その結果、ポロメータコンタクト部 24とボロメ一 タ配線コンタクト部 42とが切断されている状態において、感熱部 13から基板部 11へ の熱の逃げが小さくなる。このため、赤外線の検出感度を向上することができる。
[0232] 次に、ポロメータコンタクト部 24とポロメータ配線コンタクト部 42とが接続されている 状態における感熱部 13から基板部 11への熱の逃げについて考える。この熱の逃げ は、感熱部 13からの輻射による熱の逃げと、感熱部 13の周辺の気体の対流による 熱の逃げと、感熱支持部 191における伝導による熱の逃げとに分けられる。上記と同 様の理由から、ポロメータコンタクト部 24とポロメータ配線コンタクト部 42とが接続され ている状態における感熱部 13から基板部 11への熱の逃げを小さくして赤外線セン サの感度を向上するためには、感熱部 13と空洞壁部 12との接触部分を介した伝導 による熱の逃げを小さくする必要がある。
[0233] 上記のように、配線部における熱伝導は他の部分における熱伝導に比べて大きい ので、感熱部 13と空洞壁部 12との接触部分に形成される配線部は、できる限り少な い方が望ましい。ところが、抵抗変化型や焦電型赤外線センサやサーモパイル型赤 外線センサにおいて、感熱部の温度変化に依存する赤外線検出部の物理特性の変 化を検出するためには、赤外線検出部と検出回路部を電気的に接続する必要があ る。電気的な接続には、交流的な接続と直流的な接続があるが、検出を簡易に安定 して行うためには、直流的な接続が望ましい。直流的な接続を行う場合、配線部で電 気的に接続する必要があるが、感熱部 13と検出回路部との間で電気回路を形成す るためには感熱部 13と検出回路部との間に最低 2本の電気配線が必要である。
[0234] 以上の議論から、ポロメータコンタクト部 24とポロメータ配線コンタクト部 42とが接続 されている状態における感熱部 13から基板部 11への熱の逃げを小さくするためには 、感熱部 13と検出回路部を複数 (好ましくは 2本)の配線で電気的に接続することが 望ましい。
[0235] 本実施形態では、上述のように、感熱部 13の自由端側にポロメータコンタクト部 24 力^個配置されており、空洞壁部 12にポロメータ配線コンタクト部 42が 2個配置され て 、る。ポロメータコンタクト部 24とポロメータ配線コンタクト部 42とが接続されて 、る 状態において、感熱部 13と検出回路部が 2本の配線部で接続されているため、この 状態における感熱部 13から基板部 11への熱の逃げが最小限となり赤外線の検出感 度を高くすることができる。
[0236] このように、本実施形態によれば、実施形態 4と同様に、感熱部の一端が固定され て片もち梁のように変形するので安定性がよく簡易に位置の制御を行うことが可能で ある。また、本実施形態においては、感熱部の自由端側にポロメータコンタクト部 24と ポロメータ配線コンタクト部 42が配置されており、感熱部 13の固定端側すなわち感 熱支持部 191に配線部がないので、ポロメータコンタクト部 24とポロメータ配線コンタ タト部 42とが切断されている状態において感熱部 13から基板部 11への熱の逃げが 小さくなり赤外線の検出感度を向上することができる。更に、本実施形態では、ボロメ 一タコンタクト部 24とポロメータ配線コンタクト部 42とが接続されて 、る状態にお!、て 感熱部 13と検出回路部が 2本の配線部で接続されるため、この状態における感熱部 13から基板部 11への熱の逃げが最小限となり赤外線の検出感度を高くすることがで きる。 [0237] (実施形態 7)
以下、本発明による電子デバイスの第 7の実施形態を説明する。
[0238] 図 32に示すように、本実施形態の電子デバイスは、基板部 11と、感熱部 13と、基 板部 11の表面から感熱部 13の上部にわたる位置に形成されたコンタクト支持部 14 と、を備えている。図 32 (a)は、電子デバイスの斜視図であり、図 32 (b)は、図 32 (a) の 32b— 32b線断面図である。本実施形態では、感熱部 13の一部である感熱支持 部 191が常に基板部 11と接触'固定されている。また、コンタクト支持部 14の一部が 常に基板部 11と接触 ·固定されている。コンタクト支持部 14は変形可能な弾性を有 しており、コンタクト指示部 14の自由端は、感熱部 13に対して「接触」および「非接触 」の状態遷移を繰り返す。すなわち、静電誘導によってコンタクト支持部 14に電荷を 発生させ、この電荷に加わる静電気力を用いてコンタクト支持部 14を変形させ、上記 接触及び切断の繰り返しを行う。
[0239] 本願明細書では、コンタクト支持部 14の一部が変形することも、「コンタクト支持部 の配置を変化させる」ことに含めて解釈するものとする。
[0240] 以下、本実施形態における感熱部 13、基板部 11、コンタクト支持部 14の構成を説 明する。図 33を参照する。図 33 (a)は、図 32 (a)の 32b— 32b線断面図であり、感熱 部 13およびコンタクト支持部 14の構成を詳しく示している。図 33 (b)は、図 33 (a)の 33b— 33b線断面図、図 33 (c)は、図 33 (a)の 33c— 33c線断面図である。
[0241] 感熱部 13は、実施形態 6と同様に、ポロメータ部 21、ポロメータ保護膜 22、電荷蓄 積部 23、ポロメータコンタクト部 24、上部静電誘導電極部 111、下部静電誘導電極 部 112、上部位置検出電極部 261、下部位置検出電極部 262を備えている。コンタ タト支持部 14はその一部が基板部 11に固定されており、片持ち梁のように動作する 。コンタクト支持部 14の自由端側が固定端側を軸として傾斜 (チルト)する。感熱部 1 3の一部である感熱支持部 191は基板部 11に固定されて 、る。感熱部 13が弾性を もつ材料で形成されている場合、感熱部 13は片持ち梁のように動作して、その自由 端側が固定端側を軸として傾斜 (チルト)する。また感熱部 13が高い剛性をもつ材料 で形成されて ヽる場合、感熱部 13の形状はほぼ一定に保たれる。
[0242] ポロメータコンタクト部 24、上部静電誘導電極部 111、下部静電誘導電極部 112、 上部位置検出電極部 261、下部位置検出電極部 262は、いずれも、図 33 (c)に示 すように、感熱部 13の自由端側に設けられている。実施形態 6と同様に、ポロメータ コンタクト部 24が自由端側に 2個配置されている。また、実施形態 6と同様に、感熱部 13の一部であり感熱部 13の固定端側に位置する感熱支持部 191には配線部はな い。
[0243] 本実施形態においては、実施形態 4および実施形態 6と同様に、感熱部 13の一端 が固定されて片もち梁のように変形するので安定性がよく簡易に位置の制御を行うこ とが可能である。
[0244] また、本実施形態においては、感熱部 13の自由端側にポロメータコンタクト部 24が 配置され、コンタクト支持部 14の自由端側にポロメータ配線コンタクト部 42が配置さ れており、実施形態 6と同様に感熱部の固定端側に配線部がない。このため、ボロメ 一タコンタクト部 24とポロメータ配線コンタクト部 42とが切断されている状態において 感熱部から基板への熱の逃げが小さくなり赤外線の検出感度を向上することができ る。更に、本実施形態では、ポロメータコンタクト部 24とポロメータ配線コンタクト部 42 とが接続されている状態において感熱部 13と検出回路部が 2本の配線部で接続さ れて 、るため、この状態における感熱部 13から基板部 11への熱の逃げが最小限と なり赤外線の検出感度を高くすることができる。
[0245] 本実施形態では、コンタクト指示部 14の自由端が感熱部 13に対して「接触」および 「非接触」の状態遷移を繰り返すとき、コンタクト支持部 14が変形するため、感熱部 1 3の変形量が小さくてすむ。このために、感熱部 13の変形によるポロメータ部 21の抵 抗変化などによる検出誤差を小さくすることができる。さらに、本実施形態では、感熱 部 13よりも質量が小さいコンタクト支持部 14を変形させるために、高速で状態遷移を 行うことができる。このため、多数のセルの 1次元または二次元的な配列(セルアレイ) を同一基板部上に形成して用いる場合に、セルアレイ力 データの逐次読み出しを 行う操作を高速に行うことができる。
[0246] なお、以上の各実施形態では、感熱部 13とコンタクト支持部 14とが上下に配置さ れているが、感熱部 13とコンタクト支持部 14とが他の位置関係にあってもよい。図 36 に示す例では、感熱部 13とコンタクト支持部 14が互 ヽに水平の位置関係に配置さ れている。この場合、コンタクト支持部 14の自由端力 水平方向に動くことによって、 感熱部 13に対して接触および非接触の状態遷移を繰り返す。
[0247] (実施形態 8)
以下、本発明による電子デバイスの第 8の実施形態を説明する。
[0248] 図 34に示すように、本実施形態の電子デバイスは、基板部 11と、感熱部 13と、基 板部 11の表面に形成されたポロメータ配線コンタクト部 42と、感熱部 13の下部表面 に形成されたポロメータコンタクト部 24とを備えている。図 34 (a)は、電子デバイスの 斜視図であり、図 34 (b)は、図 34 (a)の 34b— 34b線断面図である。本実施形態で は、感熱部 13の一部である感熱支持部 191が常に基板部 11と接触 ·固定されて!/、 る。感熱部 13は変形可能な弾性を有しており、感熱部 13の自由端の下部表面に形 成されているポロメータコンタクト部 24は、基板部 11の表面に形成されたポロメータ 配線コンタクト部 42に対して「接触」および「非接触」の状態遷移を繰り返す。すなわ ち、静電誘導によって感熱部 13に電荷を発生させ、この電荷に加わる静電気力を用 V、て感熱部 13を変形させ、上記接触及び切断の繰り返しを行う。
[0249] 本実施形態においては、実施形態 4、実施形態 6および実施形態 7と同様に、感熱 部 13の一端が固定されて片もち梁のように変形するので安定性がよく簡易に位置の 制御を行うことが可能である。
[0250] また、感熱部 13の自由端側にポロメータコンタクト部 24が配置されており、基板部 1 1にポロメータ配線コンタクト部 42が配置されており、実施形態 6および実施形態 7と 同様に感熱部の固定端側に配線部がない。このため、ポロメータコンタクト部 24とボ 口メータ配線コンタクト部 42とが切断されて 、る状態にお 、て感熱部 13から基板部 1 1への熱の逃げが小さくなり赤外線の検出感度を向上することができる。更に、ボロメ 一タコンタクト部 24とポロメータ配線コンタクト部 42とが接続されて 、る状態にお!、て 感熱部 13と検出回路部が 2本の配線部で接続されるため、この状態における感熱部 13から基板部 11への熱の逃げが最小限となり赤外線の検出感度を高くすることがで きる。
[0251] 本実施形態では、ポロメータ配線コンタクト部 42が基板部 11に形成されているため に、構造が簡単であり、簡易に作製することができる。また、感熱部 13の上部に空洞 壁部やコンタクト支持部がないために、入射した赤外線がさえぎられることがないため に、高感度に赤外線を検出することができる。
[0252] なお、上記の実施形態では、いずれも、感熱部 13がー層の構造を有しているが、 図 35に示すように、感熱部 13は複数の層構造(図の例では 2層構造)を有して 、て もよい。図 35に示す例では、感熱部 13の上側の層の部分で赤外線を吸収し、感熱 部 13の下側の層で赤外線吸収による温度変化を検出する。
[0253] 一般的に感熱部 13の平面形状は、上記のように概略的には矩形である力 ボロメ 一タコンタクト部 24は、感熱部 13の本体部分力も細長く延びた分枝部分に設けられ ている。このような分枝構造を形成している理由は、熱伝導性を低下させることにより 、感熱部 13から空洞壁部 12もしくはコンタクト支持部 14もしくは基板部 13へ熱が流 出することを極力抑制するためである。上記のように感熱部を 2層にすることにより、 例えば感熱部 13の分岐部の横の隙間の部分などに入射した赤外線も吸収すること ができるので、赤外線検出感度を向上することができる。
[0254] 以上、各種実施形態について説明してきたように、本発明の電子デバイスによれば 、感熱部の断熱性を向上させ、赤外線照射による感熱部の温度変化を高めることが でき、その結果、赤外線検出感度を高くすることが可能になる。また、感熱部から信 号を読み出す前に感熱部全体を移動させることにより、電子デバイスの他の部分から 感熱部を完全に離間させると、従来の赤外線センサに比べて桁違いに断熱性を向 上させることができ、感度を大幅に高めることができる。このため、センサ部分をより小 型化にすることができ、赤外線イメージセンサの画素数をより多く増やすことも可能に なる。
産業上の利用可能性
[0255] 本発明の電子デバイスは、感度の高い赤外線イメージセンサとして好適に利用され 得る。

Claims

請求の範囲
[1] 第 1コンタクト部を有し、赤外線の照射を受けて物理特性が変化する少なくとも 1つ の感熱部と、
第 2コンタクト部を有し、前記感熱部の物理特性の変化を検知する検出回路部と、 前記第 1コンタクト部と前記第 2コンタクト部とを接触させて電気的に接続する第 1状 態と、前記第 1コンタクト部と前記第 2コンタクト部とを離間させて電気的に切断した第
2状態とを交互に切り替えることができる駆動部と、
を備える電子デバイス。
[2] 前記感熱部を内部に含む空洞を形成する空洞壁部と、
前記空洞壁部を支持する基板部と、
を備え、
前記駆動部は、前記空洞の内部における前記感熱部の配置を変化させる、請求項 1に記載の電子デバイス。
[3] 前記検出回路部の少なくとも一部を含む基板部を備え、
前記検出回路部は、前記基板部に固定されたコンタクト支持部を含み、 前記第 2コンタクト部は、前記コンタクト支持部の表面に設けられており、 前記第 1状態においては前記コンタクト支持部の前記第 2コンタクト部と前記感熱部 の前記第 1コンタクト部が接触しており、前記第 2状態においては前記コンタクト支持 部の前記第 2コンタクト部と前記感熱部の前記第 1コンタクト部が離間している請求項 1に記載の電子デバイス。
[4] 前記第 2コンタクト部は、前記空洞壁部の内壁に設けられており、前記第 1状態に おいては前記空洞壁部の前記第 2コンタクト部と前記感熱部の前記第 1コンタクト部 が接触しており、前記第 2状態においては前記空洞壁部の前記第 2コンタクト部と前 記感熱部の前記第 1コンタクト部が離間している請求項 1に記載の電子デバイス。
[5] 前記検出回路部の少なくとも一部を含む基板部を備え、
前記第 2コンタクト部は、前記基板部の表面に設けられており、
前記第 1状態においては前記基板部の前記第 2コンタクト部と前記感熱部の前記 第 1コンタクト部が接触しており、前記第 2状態においては前記基板部の前記第 2コン タクト部と前記感熱部の前記第 1コンタクト部が離間している請求項 1に記載の電子 デバイス。
[6] 前記第 1状態と前記第 2状態との間で、前記コンタクト支持部の少なくとも一部の位 置が変化する請求項 3に記載の電子デバイス。
[7] 前記第 1状態と前記第 2状態との間で、前記感熱部の少なくとも一部の位置が変化 する請求項 1に記載の電子デバイス。
[8] 前記第 2状態にあるとき、前記駆動部は、前記感熱部が電子デバイスの他の部分 に接触しな 、位置に前記感熱部を移動させて 、る請求項 1に記載の電子デバイス。
[9] 前記第 2の状態にお 、て、前記感熱部は前記空洞内を浮遊して!/、る請求項 1に記 載の電子デバイス。
[10] 基板部を備え、
前記感熱部は、感熱支持部を有しており、前記第 1状態および前記第 2状態のい ずれの状態にあるときも、前記感熱部は前記感熱支持部によって前記基板部と接続 されて ヽる請求項 1に記載の電子デバイス。
[11] 前記感熱支持部には、前記感熱部と前記検出回路部とを電気的に接続する配線 部が設けられておらず、
前記第 1コンタクト部は、前記感熱部の表面に設けられた複数のコンタクトを有して いる、請求項 10に記載の電子デバイス。
[12] 前記第 2コンタクト部は、前記基板部の表面に設けられた複数のコンタクトを有して おり、
前記第 1状態においては前記基板部の前記複数のコンタクトと前記感熱部の前記 複数のコンタクトが接触し、前記第 2状態においては前記基板部の前記複数のコンタ タトと前記感熱部の前記複数のコンタクトが離間して 、る請求項 11に記載の電子デ バイス。
[13] 前記基板部に設けられたコンタクト支持部を備え、
前記第 2コンタクト部は、前記コンタクト支持部の表面に設けられた複数のコンタクト を有しており、
前記第 1状態においては前記コンタクト支持部の前記複数のコンタクトと前記感熱 部の前記複数のコンタクトが接触し、前記第 2状態においては前記コンタクト支持部 の前記複数のコンタクトと前記感熱部の前記複数のコンタクトが離間している請求項 11に記載の電子デバイス。
[14] 前記基板部に支持され、前記感熱部を内部に含む空洞を形成する空洞壁部を備 え、
前記第 2コンタクト部は、前記空洞壁部の内壁に設けられた複数のコンタクトを有し ており、
前記第 1状態においては前記空洞壁部の前記複数のコンタクトと前記感熱部の前 記複数のコンタクトが接触し、前記第 2状態においては前記空洞壁部の前記複数の コンタクトと前記感熱部の前記複数のコンタクトが離間している請求項 11に記載の電 子デバイス。
[15] 前記感熱部は、電気抵抗値が温度依存性を有する材料から形成されて!ヽる赤外 線検出部を有して ヽる請求項 1に記載の電子デバイス。
[16] 前記検出回路部は、前記感熱部における前記赤外線検出部が前記検出回路部に 電気的に接続しているとき、前記赤外線検出部の電気抵抗値に基づいて赤外線照 射量を検知する、請求項 15に記載の電子デバイス。
[17] 前記感熱部は、熱電効果を有する材料から形成されて ヽる赤外線検出部を有して
Vヽる請求項 1に記載の電子デバイス。
[18] 前記感熱部は、焦電効果を有する材料から形成されて!ヽる赤外線検出部を有して
Vヽる請求項 1に記載の電子デバイス。
[19] 前記感熱部は、温度によって誘電率が変化する材料から形成されている赤外線検 出部を有して 、る請求項 1に記載の電子デバイス。
[20] 前記駆動部は、前記基板部または前記空洞壁部または前記コンタクト支持部に形 成された電極またはコイルを有しており、前記感熱部に対して非接触力を及ぼすこと ができる、請求項 3に記載の電子デバイス。
[21] 前記非接触力は静電気力である請求項 20に記載の電子デバイス。
[22] 静電誘導によって前記感熱部に電荷を発生させる手段を備える請求項 21に記載 の電子デバイス。
[23] 前記感熱部は電荷を蓄積する電荷蓄積部を備える請求項 21に記載の電子デバィ ス。
[24] 前記駆動部は、負に帯電した前記感熱部を反発力によって駆動する請求項 23に 記載の電子デバイス。
[25] 前記感熱部は強誘電体を含み、前記基板または前記空洞壁部または前記コンタク ト支持部に発生した電荷と前記強誘電体に発生した分極電荷との間の静電気力が 前記非接触力である請求項 21に記載の電子デバイス。
[26] 前記非接触力は電磁力である請求項 20に記載の電子デバイス。
[27] 前記感熱部と前記基板との間には、前記第 1状態でも隙間が存在している請求項 1 に記載の電子デバイス。
[28] 前記感熱部の周囲は大気力 遮断され、真空または減圧された状態にある請求項
1に記載の電子デバイス。
[29] 基板を用意する工程と、
赤外線の照射を受けて物理特性が変化する感熱部を犠牲層で覆った状態で前記 基板上に形成する工程と、
前記犠牲層を介して前記感熱部を囲む空洞壁を前記基板上に形成する工程と、 前記犠牲層をエッチングすることにより、前記感熱部を前記空洞壁から分離するェ 程と、
を包含する電子デバイスの製造方法。
[30] 請求項 1に記載の電子デバイスを駆動する方法であって、
前記感熱部に赤外線を照射するステップ (A)と、
前記第 1状態で前記感熱部を前記検出回路部に接続して前記感熱部の物理特性 の変化を検知するステップ (B)と、
前記感熱部の配置を変化させ、前記第 1状態から前記第 2状態に切り替えるステツ プ (C)と、
を含む電子デバイスの駆動方法。
[31] 前記ステップ (A)、ステップ (B)、およびステップ (C)を周期的に繰り返す請求項 30 に記載の駆動方法。
[32] 前記感熱部は行および列上に配列されており、
前記ステップ (A)、ステップ (B)、およびステップ (C)を行または列ごとに異なるタイ ミングで実行する、請求項 30に記載の駆動方法。
[33] 前記第 1状態で前記感熱部を前記検出回路部に接続する時間を、 1 μ sec以上 10 msec以下の範囲に設定している、請求項 30に記載の駆動方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010032292A (ja) * 2008-07-28 2010-02-12 Seiko Instruments Inc 焦電型赤外線検出器
WO2011033616A1 (ja) * 2009-09-16 2011-03-24 京セラオプテック株式会社 光学素子および生体用赤外線センサ
WO2011147942A1 (en) 2010-05-28 2011-12-01 Optaglio S.R.O Holographic matrix, system of holographic personalization of id cards and synthesis of holograms of desired visual properties and method of production thereof
WO2013011753A1 (ja) * 2011-07-21 2013-01-24 コニカミノルタホールディングス株式会社 熱センサ
JP2016194507A (ja) * 2015-02-20 2016-11-17 コミサリア ア レネルジ アトミク エ オウ エネルジ アルタナティヴ 排出口を有する封入構造を有する電磁放射検出装置
JPWO2019031235A1 (ja) * 2017-08-10 2020-08-13 浜松ホトニクス株式会社 光検出器

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8047710B2 (en) * 2006-10-11 2011-11-01 Panasonic Corporation Electronic device
DE102009017845B4 (de) 2009-04-17 2011-07-21 Pyreos Ltd. Infrarotlichtsensor mit hoher Signalspannung und hohem Signal-Rausch-Verhältnis, sowie Infrarotlichtdetektor mit dem Infrarotlichtsensor
CA2763240A1 (en) * 2009-05-27 2010-12-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Occupancy sensor
KR101528968B1 (ko) * 2010-04-12 2015-06-15 미크로센스 엘렉트로니크 싼. 베 틱. 아.쎄. 비냉각형 적외선 검출기 및 이를 제작하기 위한 방법
KR101158200B1 (ko) 2010-06-04 2012-06-19 삼성전기주식회사 광학식 손 떨림 보정장치 및 이의 제조 방법
CN107664534B (zh) * 2016-07-27 2019-12-13 上海新微技术研发中心有限公司 温度传感器封装结构
DE102016214296A1 (de) * 2016-08-03 2018-02-08 Robert Bosch Gmbh Pyroelektrischer Sensor zur Erfassung von elektromagnetischer Strahlung
CN108351254B (zh) * 2016-09-02 2021-10-22 索尼半导体解决方案公司 摄像装置
US10634442B2 (en) * 2018-01-17 2020-04-28 Cubic Corporation Light gun breech position detector
US20220130589A1 (en) * 2020-10-26 2022-04-28 Modular Power Technology, Inc. Apparatus for a dc-dc converter inductor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08122161A (ja) * 1994-10-24 1996-05-17 Ricoh Seiki Co Ltd 熱依存性検出装置
JP2003106895A (ja) * 2001-10-01 2003-04-09 Nec Corp 熱型赤外線検出素子及びその製造方法
JP2005181308A (ja) * 2003-12-17 2005-07-07 Korea Advanced Inst Of Sci Technol 赤外線ボロメーター

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2910699B2 (ja) 1996-10-16 1999-06-23 日本電気株式会社 熱型赤外線センサ
AU9463298A (en) * 1998-10-19 2000-05-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Infrared sensor and infrared sensor array comprising the same
JP4300305B2 (ja) 1999-04-02 2009-07-22 日産自動車株式会社 熱型赤外線撮像素子
JP3684149B2 (ja) 2000-11-15 2005-08-17 三菱電機株式会社 熱型赤外線検出器
JP4202765B2 (ja) * 2001-04-26 2008-12-24 株式会社アドバンテスト マイクロスイッチ及びマイクロスイッチの製造方法
JP2003106896A (ja) 2001-10-01 2003-04-09 Mitsubishi Electric Corp 赤外線センサ及びその製造方法
JP4278960B2 (ja) * 2002-08-08 2009-06-17 富士通コンポーネント株式会社 マイクロリレー及びマイクロリレーの製造方法
JP2004239708A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Mitsubishi Electric Corp 赤外線検出装置およびその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08122161A (ja) * 1994-10-24 1996-05-17 Ricoh Seiki Co Ltd 熱依存性検出装置
JP2003106895A (ja) * 2001-10-01 2003-04-09 Nec Corp 熱型赤外線検出素子及びその製造方法
JP2005181308A (ja) * 2003-12-17 2005-07-07 Korea Advanced Inst Of Sci Technol 赤外線ボロメーター

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010032292A (ja) * 2008-07-28 2010-02-12 Seiko Instruments Inc 焦電型赤外線検出器
WO2011033616A1 (ja) * 2009-09-16 2011-03-24 京セラオプテック株式会社 光学素子および生体用赤外線センサ
WO2011147942A1 (en) 2010-05-28 2011-12-01 Optaglio S.R.O Holographic matrix, system of holographic personalization of id cards and synthesis of holograms of desired visual properties and method of production thereof
WO2013011753A1 (ja) * 2011-07-21 2013-01-24 コニカミノルタホールディングス株式会社 熱センサ
JP2016194507A (ja) * 2015-02-20 2016-11-17 コミサリア ア レネルジ アトミク エ オウ エネルジ アルタナティヴ 排出口を有する封入構造を有する電磁放射検出装置
JPWO2019031235A1 (ja) * 2017-08-10 2020-08-13 浜松ホトニクス株式会社 光検出器

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