WO2006132155A1

WO2006132155A1 - 電子デバイス及びその製造方法

Info

Publication number: WO2006132155A1
Application number: PCT/JP2006/311113
Authority: WO
Inventors: Kimiya Ikushima; Asako Baba
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2006-12-14
Also published as: US20080179525A1; JPWO2006132155A1; US7550726B2

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。

3

[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

2

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。