WO2018151200A1 - 赤外線センサチップと、これを用いた赤外線センサ - Google Patents

赤外線センサチップと、これを用いた赤外線センサ Download PDF

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崇史 奥戸
洋右 萩原
松浦　昭
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    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures

Definitions

  • the present disclosure relates to an infrared sensor chip that detects the temperature of an object in a non-contact manner and an infrared sensor using the infrared sensor chip.
  • Patent Document 1 an infrared sensor capable of detecting disconnection by providing a heater wiring on the infrared detection element has been known.
  • Patent Document 1 if a part of the bridge of the infrared detection element is damaged, or if the output of the infrared detection element does not decrease even if it is about to be damaged, the damage cannot be accurately detected, which is sufficient. There was a problem that the self-diagnosis function could not be obtained.
  • This disclosure aims to solve the above-described problems and provide an infrared sensor capable of self-diagnosis with high accuracy.
  • the present disclosure is formed in a support substrate having a cavity portion, a bridge portion that extends directly above the cavity portion, and at least one end is supported by the support substrate, and the bridge portion.
  • the bridge portion has a heater wiring that is wired so as to pass through a region on the other end side of the hot junction.
  • FIG. 1 is an enlarged view of a bridge portion of the infrared sensor chip according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a pixel portion of the infrared sensor chip.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a pixel portion of the infrared sensor chip.
  • FIG. 4 is a side sectional view of a pixel portion of the infrared sensor chip.
  • FIG. 5 is a top view showing the arrangement of the pixel portion of the infrared sensor chip.
  • FIG. 6 is a side sectional view of an infrared sensor provided with the infrared sensor chip.
  • 7 is an equivalent circuit diagram of the break detection wiring of the infrared sensor.
  • Fig. 8 is an equivalent circuit diagram of the heater wiring of the infrared sensor FIG.
  • FIG. 9 is a view showing a modification of the break detection wiring of the infrared sensor
  • FIG. 10 is a view showing a modification of the break detection wiring of the infrared sensor
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the wiring of the heater wiring of the infrared sensor chip according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a top view of the infrared sensor chip of the third embodiment.
  • FIG. 13 is a side sectional view of an infrared sensor provided with the infrared sensor chip.
  • 14A to 14F are views showing a manufacturing method of the infrared sensor chip.
  • 15A to 15F are diagrams showing another method for manufacturing the infrared sensor chip.
  • FIG. 16 is a top view of the infrared sensor chip of the fourth embodiment.
  • FIG. 17 is a side sectional view of an infrared sensor using the infrared sensor chip.
  • FIG. 18 is a top view of the infrared sensor chip of the fifth embodiment.
  • FIG. 19 is a top view of a modification of the infrared sensor chip.
  • FIG. 20 is a top view of the infrared sensor chip of the sixth embodiment.
  • FIG. 21 is a top view of a modification of the infrared sensor chip.
  • FIG. 22 is a top view of the infrared sensor chip of the seventh embodiment.
  • FIG. 23 is a top view of a modification of the infrared sensor chip.
  • FIG. 24 is a top view of the infrared sensor chip of the eighth embodiment.
  • FIG. 1 is an enlarged view of a bridge portion of the infrared sensor chip according to the first embodiment
  • FIGS. 2 and 3 are enlarged views of a pixel portion of the infrared sensor chip
  • FIG. 4 is a side sectional view of a pixel portion of the infrared sensor chip.
  • FIG. 5 is a side sectional view of the infrared sensor provided with the infrared sensor chip
  • FIG. 6 is a top view showing the arrangement of the pixel portion of the infrared sensor chip
  • FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of the break detection wiring of the infrared sensor chip. 8 shows an equivalent circuit diagram of heater wiring of the infrared sensor.
  • the infrared sensor 1 includes a base 2, an infrared sensor chip 3 provided on the base 2, a processing circuit 4 that processes the output of the infrared sensor chip 3, and a cap 5 provided on the base 2. And an infrared sensor chip 3, a processing circuit 4, and a package 6 covering the cap 5.
  • An opening 7 is provided in front of the infrared sensor 1 of the package 6, and the opening 7 is covered with a lens 8.
  • the direction in which infrared rays are incident on the infrared sensor chip 3 is described as the front.
  • the substrate 2 is formed of a sintered substrate such as alumina.
  • a pad (not shown) for electrical connection is disposed on the base 2.
  • the infrared sensor chip 3 and the processing circuit 4 are electrically connected to the pads disposed on the base 2 by bonding wires.
  • the package 6 is made of iron whose surface is plated with nickel, or a metal material such as SUS.
  • a through hole (opening 7) is vacant in front of the infrared sensor chip 3 of the package 6, and a lens 8 is provided so as to cover the through hole.
  • the space in the package 6 is a dry atmosphere filled with nitrogen.
  • the atmosphere of the space covered with the package 6 is not limited to this, and may be a vacuum atmosphere, for example.
  • a getter that adsorbs residual gas or the like may be disposed inside.
  • the getter material for example, a non-evaporable getter made of a zirconium alloy or a titanium alloy may be employed.
  • the lens 8 is an aspheric lens made of a semiconductor material.
  • the aspherical lens 8 As the lens 8, even when the aperture diameter of the lens 8 is large, the lens 8 can have a short focal point and aberration can be reduced. Therefore, the package 6 is made thinner by shortening the focal length of the lens 8.
  • the cap 5 is formed of a material such as iron plated with nickel or SUS.
  • a through hole is formed in front of the infrared sensor chip 3 of the cap 5.
  • the cap 5 can reduce the influence of radiation noise on the infrared sensor chip 3 by surrounding the infrared sensor chip 3 and the side of the processing circuit 4.
  • the circuit configuration of the processing circuit 4 may be appropriately designed according to the type of the infrared sensor chip 3 and the like.
  • a control circuit that controls the infrared sensor 1 an amplifier circuit that amplifies the output voltage of the infrared sensor chip 3,
  • a circuit configuration including a multiplexer or the like that alternatively inputs the output voltage from the infrared sensor chip 3 output to the pad to the amplifier circuit may be employed.
  • the infrared sensor chip 3 is embedded with a temperature sensing part which is a thermoelectric conversion part composed of a thermopile wiring 9 that converts thermal energy of infrared rays emitted from an object to be measured into electrical energy.
  • the thin film structure 10 is provided.
  • the infrared sensor 1 includes an a ⁇ b (a and b are natural numbers) pixel portions 11 having a temperature sensing portion and a MOS transistor for taking out an output voltage of the temperature sensing portion on one surface side of the semiconductor substrate. They are arranged in a two-dimensional array of a rows and b columns.
  • the number of pixel units 11 may be a ⁇ 2 and b ⁇ 2, and the pixel unit 11 in the first embodiment is configured to be 8 ⁇ 8 as illustrated in FIG. 6.
  • the pixel unit 11 includes a support substrate 13 having a cavity 12, a thin film structure unit 10 supported on the upper surface of the support substrate 13, and a thermopile wiring 9 in series with the thin film structure unit 10. And a temperature sensing part configured by connection.
  • the thin film structure 10 is formed on a silicon oxide film (not shown) supported on the upper surface of the support substrate 13, a silicon nitride film (not shown) formed on the silicon oxide film, and the silicon nitride film.
  • an interlayer insulating film made of a BPSG (Boron Phosphorus Silicon Glass) film, a PSG (Phospho-Silicate Glass) film formed on the interlayer insulating film, and an NSG (Non doped layer) formed on the PSG film. It is formed by a laminated structure with a passivation film (not shown) made of a laminated film with a Silicate Glass film. A temperature sensitive part is formed on the silicon nitride film, and the temperature sensitive part is covered with an interlayer insulating film on the surface side of the silicon nitride film. As shown in FIG. 2, the pixel unit 11 has six bridge units 14 arranged in 2 ⁇ 3.
  • the bridge portion 14 is in the thin film structure portion 10 immediately above the cavity portion 12.
  • the bridge portion 14 is provided with a thermopile wiring 9. For this reason, one end 15 of the bridge portion 14 is supported by the support substrate 13. Adjacent bridge portions 14 are separated by slits 16. In addition, you may change the number of the bridge parts 14 according to the use etc. of the infrared sensor 1. FIG.
  • thermopile wiring 9 is connected in series between the bridge portions 14. Note that the thermopile wiring 9 may be connected in parallel between the bridge portions 14 or may be connected in series and in parallel depending on the application of the infrared sensor 1 or the like. The sensitivity can be increased as compared with the case where the output is taken out from each thermopile wiring 9 individually.
  • the thermopile wiring 9 is formed on the silicon nitride film.
  • thermopile wiring 9 has infrared rays at one end of an elongated n-type polysilicon layer and an elongated p-type polysilicon layer formed across the bridge portion 14 and the portion above the support substrate 13 in the thin film structure portion 10.
  • a plurality of thermocouples electrically connected by a metal material such as Al—Si on the incident surface side.
  • the thermopile wiring 9 has the other end of the n-type polysilicon layer of the thermocouple adjacent to each other on the upper surface side of the support substrate 13 and the other end of the p-type polysilicon layer joined by a metal material such as Al—Si. Are electrically connected. As shown in FIG.
  • each hot junction 17 is formed at a position overlapping the cavity 12, and each cold junction 18 is formed at a position overlapping the support substrate 13.
  • the bridge portion 14 is provided with a break detection wire 20 wired along the thermopile wire 9 and a heater wire 22 wired so as to pass through the region 21 on the other end 19 side of the hot junction 17 of the bridge portion 14. It has been.
  • the breakage detection wiring 20 and the heater wiring 22 are wired so as to pass through the vicinity of the hot junction 17.
  • FIG. 2 is a diagram showing only the wiring of the breakage detection wiring 20.
  • the end of the breakage detection wiring 20 is connected to a breakage processing circuit (not shown), and while the infrared sensor 1 detects the temperature of the measured object, the infrared detection sensor 1 is being driven. The resistance change is always detected.
  • the breakage detection wiring 20 is wired along the thermopile wiring 9, and the breakage of the infrared sensor chip 3 can be detected from the resistance change.
  • the breakage detection wiring 20 includes two first wiring portions 24 wired along a first direction 23 connecting the one end 15 and the other end 19 of the bridge portion 14, and an area 21 of the two first wiring portions 24.
  • the second wiring portion 25 is sandwiched between the end portions of the first wiring portion 25 and the second wiring portion 25.
  • the two first wiring parts 24 extend along the side edges of the bridge part 14.
  • the first wiring part 24 is made of polysilicon.
  • the second wiring portion 25 extends in a second direction 26 orthogonal to the first direction 23, and a part of the second wiring portion 25 crosses the thermopile wiring 9 and is wired between the two thermopile wirings 9. That is, the second wiring portion 25 is connected to the two first portions extending in the second direction 26 and connected to the two first wiring portions 24 by the region 21 and the end portions of the two first portions.
  • the second portion extending in the first direction 23 and crossing the thermopile wiring 9 and the second portion extending in the second direction 26 and connecting the two second portions on the one end 15 side of the bridge portion 14. 3 parts. Since the breakage detection wiring 20 straddles the thermopile wiring 9 and the breakage detection wiring 20 is provided between the thermopile wirings 9, the range in which the breakage of the infrared sensor chip 3 can be detected is widened. Thereby, the detection accuracy of the breakage of the infrared sensor 1 is improved.
  • thermopile wiring 9 a portion (first portion) extending in the second direction 26 is formed of polysilicon, and a portion straddling the thermopile wiring 9 (part of the second portion)
  • the portion sandwiched between the two thermopile wires 9 is formed of a metal such as aluminum.
  • the entire second wiring portion 25 can be formed of polysilicon, but by forming the portion of the second wiring portion 25 straddling the thermopile wiring 9 and the portion sandwiched between the thermopile wiring 9 with aluminum, The second wiring part 25 can be wired between the thermopile wirings 9 without increasing the manufacturing process of the infrared sensor chip 3.
  • the break detection wiring 20 is formed of polysilicon except for the portion sandwiched between the thermopile wirings 9, and can be manufactured at low cost because a resistance material that can be formed by a semiconductor process is used.
  • the break detection wiring 20 formed in the bridge portion 14 is connected in series with the break detection wiring 20 wired in another adjacent bridge portion 14, and the six bridge portions 14 in one pixel portion 11. Are all connected in series with the fracture detection wiring 20.
  • it is possible to detect breakage by merely providing two terminals (not shown) for connection to the breakage detection wiring 20 in the pixel portion 11, so that any bridge portion 14 in the pixel portion 11 is damaged. Also, breakage can be detected with a two-terminal connection.
  • FIG. 3 is a diagram showing only the wiring of the heater wiring 22.
  • the heater wiring 22 has an end connected to a heater processing circuit (not shown), and generates Joule heat by applying predetermined power to the heater wiring 22 when the infrared sensor 1 is activated. Thereby, the temperature of the hot junction 17 is raised and the sensitivity of the infrared sensor 1 is confirmed.
  • the heater wiring 22 is connected to the lead-out wiring portion 27 extending in the first direction 23 and the other end of the lead-out wiring portion 27 (the end on the other end 19 side of the bridge portion 14) and wired in the region 21.
  • the heater part 28 is comprised.
  • the lead wiring part 27 is made of metal such as aluminum, and the heater part 28 is made of polysilicon.
  • the entire heater wiring 22 may be formed of polysilicon, but by forming the lead-out wiring portion 27 with aluminum, energy loss other than the heater portion 28 can be reduced, and the heater portion 28 can be efficiently overheated.
  • the heater unit 28 is meanderingly wired so as to be folded back in the second direction 26. When the heater section 28 meanders, the resistance value of the heater section 28 increases, and Joule heat can be generated efficiently.
  • the heater portion 28 meanders so as to be folded back in the second direction 26, but is not limited thereto, and may be wired so as to be folded back in the first direction 23. Further, the resistance value of the heater portion 28 can be increased even if a part of the heater portion 28 meanders.
  • the heater wiring 22 is formed so that the resistance of the heater section 28 is increased, the resistance of the heater section 28 is larger than the resistance of the second wiring section 25.
  • the heater wiring 22 formed in the bridge part 14 is all connected in series with the heater wiring 22 of another adjacent bridge part 14. Thereby, the heat generation efficiency in the heater part 28 improves, and it can overheat by 2 terminal connection.
  • the break detection wiring 20 and the heater wiring 22 are wired on the support substrate 13 from one end 15 side of the bridge portion 14 at the end of the pixel portion 11 in the column direction, and pass through the support substrate 13 to face the bridge portion in the opposite row. 14 breakage detection wires 20 and heater wires 22 are connected.
  • the bridge portion 14 is connected by a connecting piece 29 formed in a cross shape in plan view between the adjacent bridge portions 14 and the four bridge portions 14 of the two adjacent bridge portions 14 facing the bridge portions 14. Yes.
  • the pixel portions 11 are numbered A1, A2,... A64 in order from the upper left in the drawing.
  • the pixel portions 11 arranged vertically in the drawing are the pixel portions in the same column, and the columns are indicated as L1, L2,... L8 in order from the left in the drawing.
  • the breakage detection wiring 20 is connected in series with the breakage detection wirings 20 of adjacent pixel portions 11 in the same column in the plurality of pixel portions 11 formed in an array.
  • the breakage detection wiring 20 of the pixel unit 11 in another column is connected in parallel.
  • the break detection wiring 20 is connected in series between the pixel portions 11 belonging to the column L1 of A1 to A8, and the break detection wiring 20 is connected in parallel in the pixel portion 11 of L1 and the pixel portion 11 of L2. .
  • the heater wiring 22 is connected in series in the same column in the pixel unit 11 formed in an array, and is different from the heater wiring 22 of the pixel unit 11 in another adjacent column. Connected in parallel.
  • the heater wiring 22 is connected in series between the pixel portions 11 belonging to the column L1 of A1 to A8, and the heater wiring 22 is connected in parallel in the pixel portion 11 of L1 and the pixel portion 11 of L2. .
  • fever efficiency in the heater part 28 improves, and the heater part 28 can be overheated by 2 terminal connection.
  • the infrared sensor chip 3 Since the infrared sensor chip 3 is provided with the breakage detection wiring 20 and the heater wiring 22, the infrared sensor chip 3 can perform self-diagnosis with high accuracy. Can be done well.
  • the breakage detection wiring 20 is wired so that the second wiring portion 25 straddles the thermopile wiring 9, but this is not restrictive.
  • the second wiring portion 25 may be wired so as to be positioned inside the bridge portion 14 with respect to the thermopile wiring 9. Even when wiring is performed in this manner, it is possible to detect the breakage of the bridge portion 14 with high accuracy. Further, depending on the application of the infrared sensor 1, as shown in FIG. 10, it is possible to wire the second wiring portion 25 so as to be located outside the thermopile wiring 9.
  • FIG. 11 shows a diagram representing wiring in the pixel portion 11 of the heater wiring 32 of the infrared sensor chip 31 of the second embodiment.
  • the infrared sensor chip 31 of Embodiment 2 has a plurality of pixel portions 11 arranged in an array.
  • the pixel portion 11 includes a support substrate 13 having a cavity portion 12, a thin film structure portion 10 supported by the support substrate 13, and a bridge portion 14 configured in the thin film structure portion 10.
  • the bridge portion 14 is provided with the thermopile wiring 9, the breakage detection wiring 20, and the heater wiring 32, and the self-diagnosis of the infrared sensor 1 can be performed.
  • the breakage detection wiring 20 is wired in the same shape as the infrared sensor chip 3 of the first embodiment.
  • the heater wiring 32 is wired on the connecting piece 29 and connected to the heater wiring 32 of the adjacent bridge portion 14. Since the heater wiring 32 is wired in this way, the heater portions 28 of the bridge portions 14 can be connected at the shortest distance, so that the heat generation efficiency is improved. Thereby, the heater part 28 can be efficiently heated by two-terminal connection.
  • the infrared sensor 1 Since the infrared sensor 1 has improved heat generation efficiency in the heater section 28, the infrared sensor chip 31 can be more efficiently self-diagnosed.
  • an infrared sensor having a substrate, an infrared sensor chip provided on the substrate, and a package covering the infrared sensor chip is known (International Publication No. 2011/162346).
  • the present disclosure aims to solve the above-described problems and provide an infrared sensor capable of measuring the temperature of the infrared sensor chip without increasing the size of the infrared sensor.
  • FIG. 12 is a top view of the infrared sensor chip of the third embodiment
  • FIG. 13 is a side sectional view of the infrared sensor provided with the infrared sensor chip.
  • the infrared sensor 1A includes a base 2A, an array-shaped infrared sensor chip 3A provided on the base 2A, a processing circuit element 4A provided on the base 2A, and a cap provided on the base 2A. 5A and a package 6A provided on the base 2A and covering the infrared sensor chip 3A and the processing circuit element 4A.
  • the row direction of the infrared sensor chip 3A will be described as the X-axis direction, the column direction as the Y-axis direction, and the direction orthogonal to the X-axis and the Y-axis as the Z-axis direction.
  • the + side in the Z-axis direction will be described as the front and the-side will be the back, but the present invention is not limited to this.
  • the base 2A is formed of a substrate such as silicon.
  • a pad (not shown) for electrical connection is disposed on the base 2A.
  • an infrared sensor chip 3A and a processing circuit element 4A are arranged side by side in the X-axis direction.
  • the infrared sensor chip 3A and the processing circuit element 4A are electrically connected to the pads arranged on the base 2A by bonding wires.
  • the package 6A is made of iron whose surface is plated with nickel, or a metal material such as SUS.
  • a through hole is formed in front of the infrared sensor chip 3A of the package 6A, and a lens 7A is provided so as to cover the through hole.
  • the space in the package 6A is a dry atmosphere filled with nitrogen.
  • the atmosphere of the space covered with the package 6A is not limited to this, and may be a vacuum atmosphere, for example.
  • a getter that adsorbs residual gas or the like may be disposed inside.
  • the getter material for example, a non-evaporable getter made of a zirconium alloy or a titanium alloy may be employed.
  • the lens 7A is an aspheric lens made of a semiconductor material. By making the lens 7A an aspheric lens, the lens 7A can have a short focal point and aberration can be reduced even when the aperture diameter of the lens 7A is large. Therefore, the package 6A can be thinned by shortening the focus of the lens 7A.
  • the cap 5A is formed of a material such as iron plated with nickel or SUS.
  • a through hole is formed in front of the infrared sensor chip 3A of the cap 5A.
  • the cap 5A can reduce the influence of radiation noise on the infrared sensor chip 3A by surrounding the infrared sensor chip 3A and the side of the processing circuit element 4A.
  • the circuit configuration of the processing circuit element 4A may be appropriately designed according to the type of the infrared sensor chip 3A.
  • a control circuit that controls the infrared sensor 1A, an amplifier circuit that amplifies the output voltage of the infrared sensor chip 3A, and a plurality of circuits Alternatively, a circuit configuration including a multiplexer or the like for selectively inputting the output voltage from the infrared sensor chip 3A output to the pad to the amplifier circuit may be adopted.
  • the infrared sensor chip 3A has a thermal infrared detection unit in which a temperature sensing unit, which is a thermoelectric conversion unit configured by a thermopile that converts thermal energy generated by infrared rays emitted from an object to be measured into electrical energy, is embedded. ing.
  • the infrared sensor 1A includes an a ⁇ b (a and b are natural numbers) pixel units 8A (non-contact infrared detection elements) having a MOS transistor for taking out a temperature sensor and an output voltage of the temperature sensor. They are arranged in a two-dimensional array of a rows and b columns on one surface side of the semiconductor substrate 9A.
  • the number of pixel portions 8A may be a ⁇ 2 and b ⁇ 2, and the pixel portion 8A in the third embodiment is configured to be 16 ⁇ 4. Note that, for example, an 8 ⁇ 8 configuration may be used instead of the 16 ⁇ 4 configuration.
  • the pixel portions 8A in adjacent rows are shifted in the row direction, and the end portions in the row direction of the infrared sensor chip 3A are formed in steps.
  • a temperature sensor 11A is provided in two spaces 10A formed by shifting the pixel portion 8A.
  • a diode is used for the temperature sensor 11A. By forming the temperature sensor 11A with a diode, the temperature sensor 11A can be formed by a simple process.
  • the temperature sensor 11A includes a first temperature sensor 12A and a second temperature sensor 13A.
  • the temperature of the infrared sensor chip 3A can be measured without increasing the size of the infrared sensor chip 3A.
  • the two spaces 10A are generated by the pixel portions 8A adjacent to each other in the column direction being shifted in the row direction, and are thus symmetric with respect to the center of the pixel portion 8A.
  • the first temperature The sensor 12A and the second temperature sensor 13A are provided at positions that are point-symmetric with respect to the center of the pixel portion 8A.
  • the processing circuit element 4A Since the processing circuit element 4A is located in the X-axis direction of the infrared sensor chip 3A, the infrared sensor chip 3A is warmed from a position close to the processing circuit element 4A (X-axis direction-side) and is far from the processing circuit element 4A. The (X-axis direction + side) heats up later. For this reason, temperature unevenness occurs in the infrared sensor chip 3A from when the infrared sensor 1A is driven until the temperature of the infrared sensor chip 3A reaches a steady state.
  • the first temperature sensor 12A and the second temperature sensor 13A in a point-symmetrical position, the temperature of the entire infrared sensor chip 3A can be detected, and the influence of the temperature unevenness of the infrared sensor 1A is affected. Can be reduced.
  • the first temperature sensor 12A and the second temperature sensor 13A are provided so as to extend in parallel to the column direction. Thereby, it can arrange
  • the temperature sensor 11A may be arranged so as to extend in parallel to the row direction if the infrared sensor chip 3A can be miniaturized depending on the shape and arrangement method of the infrared sensor chip 3A and the arrangement method of the pixel portion 8A. good.
  • the infrared sensor chip 3A in which the pixel portion 8A adjacent in the column direction is shifted in the row direction, the infrared sensor chip in which the pixel portion 8A is not shifted and the entire outer shape of the pixel portion 8A is rectangular. 3A may be used.
  • the first temperature sensor 12A and the second temperature sensor 13A are not disposed in the space 10A, but the first temperature sensor 12A is disposed in the vicinity of the X-axis direction side end portion of the pixel portion 8A.
  • the second temperature sensor 13A may be disposed in the vicinity of the X-axis direction + side end of the pixel portion 8A. Even if formed in this way, it is possible to detect the temperature of the infrared sensor chip 3A that has started to rise under the influence of the temperature of the processing circuit element 4A.
  • 14A to 14F show a method for manufacturing the infrared sensor chip of the present embodiment.
  • a semiconductor substrate 9A is prepared, the semiconductor substrate 9A is thermally oxidized to form a thermal oxide film 14A on the semiconductor substrate 9A, and an SiN film 15A (nitrided on the thermal oxide film 14A. A silicon film) is formed. The SiN film 15A in the region for forming the MOS of the semiconductor substrate 9A is removed. P well 16A is formed by implanting p-type impurities. A mask 17A is formed on the semiconductor substrate 9A, and channel stopper forming ions are implanted into the P well 16A, thereby forming a channel stopper 18A in the P well 16A. A mask 17A is formed on the semiconductor substrate 9A, and threshold voltage adjusting ions are implanted.
  • a gate / thermopile poly-Si film 19A is formed by gate oxidation.
  • thermopile 21A p-type impurities are implanted to form a p-type thermopile 21A.
  • an n-type impurity is implanted to form a diode 20A and an n-type thermopile 22A.
  • an interlayer insulating film 23A is formed on the semiconductor substrate 9A using BPSG (Boron Phosphorus Silicon Glass).
  • the interlayer insulating film 23A is etched to form a contact window.
  • a wiring 24A is formed of Al on the interlayer insulating film 23A.
  • a passivation film 25A is formed on the interlayer insulating film 23A using BPSG, and a bridge opening 26A is formed by etching. Etching is performed to form a cavity 27A below the bridge opening 26A, thereby forming a bridge 28A. Thereby, the infrared sensor chip 3A is completed.
  • the temperature sensor 11A can be formed on the infrared sensor chip 3A in the same process as the pixel portion 8A. Therefore, the temperature sensor 11A can be formed by a simple process. . Thereby, productivity improves. Further, since the temperature sensor 11A and the infrared sensor chip 3A are formed in the same process, the concentrations of the temperature sensor 11A and the infrared sensor chip 3A are the same.
  • a resistor 29A may be further formed in addition to the poly-Si film 19A, and the diode 20A and the resistor 29A may be connected in series to be used as the temperature sensor 11A. Good (see FIGS. 15A-15F).
  • a semiconductor substrate 9A is prepared, the semiconductor substrate 9A is thermally oxidized to form a thermal oxide film 14A on the semiconductor substrate 9A, and an SiN film 15A (silicon nitride film) is formed on the thermal oxide film 14A. ).
  • the SiN film 15A in the region for forming the MOS of the semiconductor substrate 9A is removed.
  • P well 16A is formed by implanting p-type impurities.
  • a mask 17A is formed on the semiconductor substrate 9A, and channel stopper forming ions are implanted into the P well 16A, thereby forming a channel stopper 18A in the P well 16A.
  • a mask 17A is formed on the semiconductor substrate 9A, and threshold voltage adjusting ions are implanted.
  • a gate / thermopile and resistance poly-Si film 19A is formed by gate oxidation.
  • p-type impurities are implanted to form a p-type thermopile 21A.
  • a resistor 29A is formed by appropriately implanting p-type impurities. Note that the implantation of the p-type impurity is not essential when the resistor 29A is formed.
  • an n-type impurity is implanted to form a diode 20A and an n-type thermopile 22A.
  • an interlayer insulating film 23A is formed on the semiconductor substrate 9A using BPSG (Boron Phosphorus Silicon Glass).
  • the interlayer insulating film 23A is etched to form a contact window.
  • a wiring 24A is formed of Al on the interlayer insulating film 23A.
  • the diode 20A and the resistor 29A are connected via the wiring 24A.
  • a passivation film 25A is formed on the interlayer insulating film 23A using BPSG, and a bridge opening 26A is formed by etching. Etching is performed to form a cavity 27A below the bridge opening 26A, thereby forming a bridge 28A. Thereby, the infrared sensor chip 3A is completed.
  • the temperature of the infrared sensor chip 3A can be detected with high accuracy.
  • Embodiment 4 An infrared sensor chip and an infrared sensor according to Embodiment 4 will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 16 is a top view of the infrared sensor chip according to the fourth embodiment
  • FIG. 17 is a side sectional view of an infrared sensor using the infrared sensor chip.
  • the first temperature sensor 12A is arranged in the space 10A generated by the displacement of the pixel portion 8A, and the second temperature sensor is located at the center in the Y-axis direction parallel to the row direction. 13A is arranged.
  • the infrared sensor 32A includes an infrared sensor chip 31A provided on the base 2A, a processing circuit element 4A, a cap 5A provided on the base 2A, an infrared sensor chip 31A and the processing circuit element 4A. And a covering package 6A.
  • the base 2A is provided with a recess 33A, and the processing circuit element 4A is disposed in the recess 33A.
  • An infrared sensor chip 31A is provided so as to cover the recess 33A.
  • the infrared sensor chip 31A is connected to the base 2A at both ends in the X-axis direction, and the center portion is in a suspended state.
  • the processing circuit element 4A is provided behind the infrared sensor chip 31A.
  • the infrared sensor chip 31A is suspended in the air, the heat generated in the processing circuit element 4A passes through the base 2A and the infrared sensor chip 31A. The light is transmitted from the connection portion of the base 2A to the infrared sensor chip 31A. For this reason, in the structure of the infrared sensor 32A, the temperature of the infrared sensor chip 31A rises from both ends of the infrared sensor chip 31A, and temperature unevenness occurs in the infrared sensor chip 31A.
  • the first temperature sensor 12A is provided in the empty space 10A at the end in the X-axis direction
  • the second temperature sensor 13A is provided in the central portion.
  • the processing circuit element 4A can detect the temperature of the end portion in the X-axis direction where the temperature rises first and the temperature of the central portion of the infrared sensor chip 31A where the temperature rises later. Thereby, the influence of the temperature nonuniformity of the infrared sensor chip 31A can be reduced.
  • the first temperature sensor 12A is provided at the end of the infrared sensor chip 31A on the minus side in the X axis direction, but may be provided at the end of the plus side in the X axis direction.
  • the second temperature sensor 13A is provided on the Y-axis direction minus side of the infrared sensor chip 31A, but may be provided on the Y-axis direction plus side.
  • FIG. 18 is a top view of the infrared sensor chip of the fifth embodiment.
  • the infrared sensor chip 41A includes a first temperature sensor 12A, a second temperature sensor 13A, and a third temperature sensor 42A.
  • the first temperature sensor 12A and the second temperature sensor 13A are arranged in a positional relationship that is point-symmetric with respect to the center of the array of the pixel portion 8A in the corner space 10A of the array of the pixel portion 8A.
  • the third temperature sensor 42A is disposed at a position different from the first temperature sensor 12A and the second temperature sensor 13A and in the vicinity of the corner of the array of the pixel portion 8A. In FIG. 18, the third temperature sensor 42A is arranged in the vicinity of the corner on the X-axis direction-side and the Y-axis direction-side of the pixel portion 8A.
  • the third temperature sensor 42A is disposed at a position close to the processing circuit element 4A.
  • the third temperature sensor 42A is disposed in the vicinity of the corner of the pixel portion 8A at a position close to the processing circuit element 4A, but is disposed in the vicinity of the corner of the pixel portion 8A at a position far from the processing circuit element 4A. Also good.
  • the third temperature sensor 42 ⁇ / b> A is arranged in the vicinity of the corner on the X axis direction + side and the Y axis direction + side of the pixel portion 8 ⁇ / b> A.
  • FIG. 19 shows a top view of a modification of the infrared sensor chip 41A of the fifth embodiment. Even with this arrangement, the temperature of the infrared sensor chip 41A can be detected with higher accuracy than when two temperature sensors 11A are arranged.
  • FIG. 20 is a top view of the infrared sensor chip of the sixth embodiment.
  • the infrared sensor chip 51A includes a first temperature sensor 12A, a second temperature sensor 13A, a third temperature sensor 42A, and a fourth temperature sensor 52A.
  • the first temperature sensor 12A and the second temperature sensor 13A are disposed in a positional relationship that is point-symmetric with respect to the center of the pixel portion 8A in the corner space 10A of the array of the pixel portion 8A.
  • the third temperature sensor 42A and the fourth temperature sensor 52A are arranged in the vicinity of the corner of the pixel portion 8A different from the first temperature sensor 12A and the second temperature sensor 13A.
  • the third temperature sensor 42A and the fourth temperature sensor 52A are arranged point-symmetrically with respect to the center of the pixel portion 8A.
  • the two temperature sensors 11A are arranged near the processing circuit element 4A, and the two temperature sensors 11A are arranged far from the processing circuit element 4A, so that three temperature sensors 11A are arranged.
  • the temperature of the infrared sensor chip 51A can be detected with higher accuracy than the infrared sensor chip 51A.
  • FIG. 21 shows a top view of a modification of the infrared sensor chip 51A of the sixth embodiment.
  • the first temperature sensor 12A is disposed in the vicinity of the end on the X axis direction minus side of the pixel portion 8A
  • the second temperature sensor 13A is disposed in the vicinity of the end on the plus side of the X axis direction of the pixel portion 8A
  • the third The temperature sensor 42A may be arranged in the vicinity of the end on the Y axis direction minus side of the pixel portion 8A
  • the fourth temperature sensor 52A may be arranged in the vicinity of the end on the Y axis direction plus side of the pixel portion 8A. Even if the temperature sensor 11A is arranged in this way, the temperature of the infrared sensor chip 51A can be detected with higher accuracy than when three temperature sensors 11A are used.
  • the third temperature sensor 42A and the fourth temperature sensor 52A may be arranged at positions shifted in the X-axis direction. By arranging in this way, the temperature distribution of the infrared sensor chip 51A can be detected with higher accuracy. Further, this infrared sensor chip is particularly effective in a structure in which a concave portion 33A is provided in the base 2A and the processing circuit element 4A is disposed in the concave portion 33A, like an infrared sensor 32A shown in FIG.
  • FIG. 22 is a top view of the infrared sensor chip of the seventh embodiment.
  • the infrared sensor chip 61A includes a first temperature sensor 12A, a second temperature sensor 13A, a third temperature sensor 42A, a fourth temperature sensor 52A, and a fifth temperature sensor 62A. .
  • the first to fourth temperature sensors 52A are arranged in the vicinity of the four corners of the array of the pixel portion 8A.
  • the fifth temperature sensor 62A is disposed on the Y axis direction + side of the pixel portion 8A.
  • FIG. 23 shows a top view of a modification of the infrared sensor chip 61A of the eighth embodiment. Even in such a case, the temperature of the infrared sensor chip 61A can be detected with high accuracy.
  • FIG. 24 is a top view of the infrared sensor chip of the eighth embodiment.
  • the infrared sensor chip 71A includes a first temperature sensor 12A, a second temperature sensor 13A, a third temperature sensor 42A, and a fourth temperature sensor arranged in the vicinity of the four corners of the array of the pixel portion 8A. 52A.
  • a fifth temperature sensor 62A is disposed on the Y axis direction + side of the pixel portion 8A
  • a sixth temperature sensor 72A is disposed on the Y axis direction ⁇ side of the pixel portion 8A and in the center of the X axis direction.
  • the fifth temperature sensor 62A and the sixth temperature sensor 72A may be arranged at positions shifted in the X-axis direction. By arranging in this way, the temperature distribution of the infrared sensor chip 71A can be detected with higher accuracy.
  • the pixel portions 8A of the infrared sensor chips 3A, 31A, 41A, 51A, 61A, 71A of the third to eighth embodiments correspond to the pixel portions 11 of the infrared sensor chips 3, 31 of the first and second embodiments. May be.
  • the pixel unit 8A of the infrared sensor chips 3A, 31A, 41A, 51A, 61A, 71A of the third to eighth embodiments is similar to the pixel unit 11 of the infrared sensor chips 3, 31 of the first and second embodiments.
  • the infrared sensor chip (3, 31) includes a support substrate (13), a bridge portion (14), and a thermopile wiring (9).
  • the support substrate (13) has a cavity (12).
  • the bridge portion (14) extends immediately above the cavity portion (12), and at least one end (15) is supported by the support substrate (13).
  • the thermopile wiring (9) is formed in the bridge portion (14), and connects the hot junction (17) provided in the bridge portion (14) and the cold junction (18) provided immediately above the support substrate (13).
  • the bridge portion (14) includes a break detection wiring (20) wired along the thermopile wiring (9) and a region (21) on the other end (19) side of the hot junction (17) of the bridge portion (14). Heater wiring (22, 32) wired so as to pass through.
  • the breakage detection wiring (20) extends in the first direction (23) connecting the one end (15) and the other end (19).
  • the two existing first wiring portions (24) and the second wiring portion (25) having both ends connected to the other end (19) side end of the two first wiring portions (24).
  • the heater wires (22, 32) are connected outside the region (21) and connected to the lead wire portion (27) whose end portion is in the region (21) and the end portion of the lead wire portion (27).
  • a heater portion (28) wired in the inside.
  • the resistance value of the heater part (28) is larger than the resistance value of the second wiring part (25).
  • the infrared sensor chip (3, 31) in the second aspect, at least a part of the heater section (28) is meandered and wired.
  • the heater part (28) is formed of polysilicon.
  • the lead wiring part (27) is made of aluminum.
  • thermopile wirings (9) are wired in the bridge portion (14). Part of the breakage detection wiring (20) is wired between a plurality of thermopile wirings (9).
  • the break detection wiring (20) has a region (21) between the thermopile wirings (9) formed of aluminum.
  • the infrared sensor chip (3, 31) according to the seventh aspect includes the pixel portion (11) in any one of the first to sixth aspects.
  • the pixel portion (11) has a plurality of bridge portions (14).
  • the breakage detection wiring (20) wired to the plurality of bridge portions (14) is wired above the support substrate (13). It is connected.
  • the adjacent bridge part (14) is a connecting piece provided on the other end (19) side of the bridge part (14). Connected at (29).
  • the heater wires (22, 32) wired to the plurality of bridge portions (14) are connected by being wired on the connecting piece (29).
  • the pixel portion (11) includes a (a ⁇ 2) ⁇ b (b ⁇ 2) pixel portions. They are arranged in a two-dimensional array of a rows and b columns composed of (11).
  • the breakage detection wiring (20) is connected in series between the pixel portions (11) arranged in the same column.
  • the heater wiring (22, 32) is connected in series between the pixel portions (11) arranged in the same column. Yes.
  • An infrared sensor (1) includes an infrared sensor chip (3, 31) according to any one of the first to twelfth aspects, a processing circuit (4), a base body (2), a cap (5), And a package (6).
  • the processing circuit (4) processes the output of the infrared sensor chip (3, 31).
  • the base body (2) is provided with an infrared sensor chip (3, 31) and a processing circuit (4).
  • the cap (5) is provided on the base body (2).
  • the package (6) is provided on the base (2) and covers the infrared sensor chip (3, 31), the processing circuit (4), and the cap (5).
  • the infrared sensor (1) according to the fourteenth aspect always detects a resistance change of the breakage detection wiring (20) while the infrared sensor (1) is being driven.
  • the infrared sensor (1) in the thirteenth or fourteenth aspect, when the infrared sensor (1) is driven, power is applied to the heater wires (22, 32), and the temperature of the hot junction (17). To raise.
  • the infrared sensor chip (3A, 31A, 41A, 51A, 61A, 71A) includes a semiconductor substrate (9A), a pixel unit (8A), and a temperature sensor (11A).
  • the pixel portion (8A) is provided on the semiconductor substrate (9A) and is in a two-dimensional array of a rows and b columns including a (a ⁇ 2) ⁇ b (b ⁇ 2) pixel portions (8A). Is arranged.
  • the temperature sensor (11A) is provided on the semiconductor substrate (9A) and detects the temperature of the semiconductor substrate (9A).
  • the temperature sensor (11A) is a diode (20A).
  • the temperature sensor (11A) further includes a resistor.
  • the temperature sensor (11A) includes the row direction of the pixel portion (8A). It extends in the parallel direction.
  • the temperature sensor (11A) includes the column direction of the pixel portion (8A). It extends in the parallel direction.
  • the pixel portion (8A) includes a pixel portion (8A) adjacent in the column direction. ) Are misaligned.
  • the temperature sensor (11A) is located in a space (10A) where the pixel portion (8A) is displaced and vacated. Is provided.
  • the infrared sensor (1A, 32A) includes an infrared sensor chip (3A, 31A, 41A, 51A, 61A, 71A) of any of the sixteenth to twenty-second aspects, a base (2A), and a processing circuit An element (4A) and a package (6A) are provided.
  • the base body (2A) is provided with infrared sensor chips (3A, 31A, 41A, 51A, 61A, 71A).
  • the processing circuit element (4A) is provided on the base body (2A).
  • the package (6A) is provided so as to cover the infrared sensor chip (3A, 31A, 41A, 51A, 61A, 71A) and the processing circuit element (4A).
  • the temperature sensor (11A) has a first temperature sensor (12A) and a second temperature sensor (13A).
  • the infrared sensor chip (3A, 31A, 41A, 51A, 61A, 71A) and the processing circuit element (4A) are arranged side by side. .
  • the first temperature sensor (12A) is disposed at a position closer to the processing circuit element (4A) than the center of the pixel portion (8A).
  • the second temperature sensor (13A) is disposed at a position farther from the processing circuit element (4A) than the center of the pixel portion (8A).
  • the first temperature sensor (12A) and the second temperature sensor (13A) are point-symmetric with respect to the center of the pixel portion (8A). It is arranged at the position.
  • the base body (2A) has a recess (33A).
  • the processing circuit element (4A) is disposed in the recess (33A).
  • the infrared sensor chip (3A, 31A, 41A, 51A, 61A, 71A) is a base (3A, 31A, 41A, 51A, 61A, 71A) so as to cover the recess (33A) at both ends in the row direction. 2A).
  • the 1st temperature sensor (12A) is arrange
  • the second temperature sensor (13A) is disposed at the center in the row direction of the infrared sensor chip (3A, 31A, 41A, 51A, 61A, 71A).
  • the infrared sensor (1A, 32A) according to the twenty-eighth aspect further includes a third temperature sensor (42A) in the twenty-fourth aspect.
  • the first temperature sensor (12A) and the second temperature sensor (13A) are arranged at point-symmetric positions with respect to the center of the pixel portion (8A).
  • the infrared sensor (1A, 32A) according to the twenty-ninth aspect further includes a third temperature sensor (42A) and a fourth temperature sensor (52A) in the twenty-fourth aspect.
  • the first to fourth temperature sensors (12A, 13A, 42A, 52A) are disposed outside the four corners of the array of the pixel portion (8A).
  • the infrared sensor (1A, 32A) according to the 30th aspect further includes a fifth temperature sensor (62A) in the 29th aspect.
  • the fifth temperature sensor (62A) is disposed outside the pixel portion (8A) in the column direction.
  • the infrared sensor (1A, 32A) according to the thirty-first aspect further includes a sixth temperature sensor (72A) in the thirtieth aspect.
  • the sixth temperature sensor (72A) is arranged outside the pixel portion (8A) in the column direction of the pixel portion (8A) opposite to the fifth temperature sensor (62A).
  • the infrared sensor (1A, 32A) according to the thirty-second aspect further has a third temperature sensor (42A) and a fourth temperature sensor (52A) in the twenty-fourth aspect.
  • the first temperature sensor (12A) and the second temperature sensor (13A) are arranged so as to sandwich the pixel portion (8A) outside the pixel portion (8A) in the row direction.
  • the third temperature sensor (42A) and the fourth temperature sensor (52A) are arranged so as to sandwich the pixel portion (8A) outside the pixel portion (8A) in the column direction.
  • the present disclosure can improve the self-diagnosis function of the infrared sensor chip, and thus is useful for an air conditioning control device that changes the control method according to the temperature of a person.
  • the temperature sensor for detecting the temperature of the infrared sensor chip is formed on the substrate of the infrared sensor chip, the infrared detection accuracy can be improved without increasing the size of the infrared sensor. For this reason, it is useful for the air-conditioning control apparatus etc. which change the way of control according to a person's temperature.

Abstract

本開示は、高精度に自己診断可能な赤外線センサを提供することを目的とする。この目的を達成するために本開示は、空洞部（１２）を有した支持基板（１３）と、空洞部（１２）の直上に延在し、少なくとも一端（１５）が支持基板（１３）に支持されたブリッジ部（１４）と、ブリッジ部（１４）に形成され、ブリッジ部（１４）に設けられた温接点（１７）と支持基板（１３）の直上に設けられた冷接点（１８）とを結ぶサーモパイル配線（９）とを備え、ブリッジ部（１４）には、サーモパイル配線（９）に沿って配線された破断検出配線（２０）と、ブリッジ部（１４）の温接点（１７）よりも他端（１９）側の領域（２１）を通過するように配線されたヒータ配線（２２）とを有した構成とした。

Description

赤外線センサチップと、これを用いた赤外線センサ
　本開示は、対象物の温度を非接触で検出する赤外線センサチップと、この赤外線センサチップを用いた赤外線センサに関する。
　従来、赤外線検出素子にヒータ配線を設けることで断線を検出可能な赤外線センサが知られていた（特許文献１）。
　しかしながら、特許文献１では、赤外線検出素子のブリッジの一部が破損して、または、破損しかかっても赤外線検出素子の出力が低下しない場合には正確に破損を検出することができず、十分な自己診断機能を得ることができないという課題があった。
特開２０１１－２７６５２号公報
　本開示は、上記課題を解決し、精度よく自己診断可能な赤外線センサを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために本開示は、空洞部を有した支持基板と、前記空洞部の直上に延在し、少なくとも一端が支持基板に支持されたブリッジ部と、前記ブリッジ部に形成され、前記ブリッジ部に設けられた温接点と前記支持基板の直上に設けられた冷接点とを結ぶサーモパイル配線とを備え、前記ブリッジ部には、前記サーモパイル配線に沿って配線された破断検出配線と、前記ブリッジ部の前記温接点よりも他端側の領域を通過するように配線されたヒータ配線とを有した構成とした。
図１は、実施の形態１の赤外線センサチップのブリッジ部の拡大図 図２は、同赤外線センサチップの画素部の拡大図 図３は、同赤外線センサチップの画素部の拡大図 図４は、同赤外線センサチップの画素部の側断面図 図５は、同赤外線センサチップの画素部の配置を示す上面図 図６は、同赤外線センサチップを備えた赤外線センサの側断面図 図７は、同赤外線センサの破断検出配線の等価回路図 図８は、同赤外線センサのヒータ配線の等価回路図 図９は、同赤外線センサの破断検出配線の配線の変形例を示す図 図１０は、同赤外線センサの破断検出配線の配線の変形例を示す図 図１１は、実施の形態２の赤外線センサチップのヒータ配線の配線を示す図 図１２は、実施の形態３の赤外線センサチップの上面図 図１３は、同赤外線センサチップを備えた赤外線センサの側断面図 図１４Ａ～１４Ｆは、同赤外線センサチップの製造方法を示す図 図１５Ａ～１５Ｆは、同赤外線センサチップの別の製造方法を示す図 図１６は、実施の形態４の赤外線センサチップの上面図 図１７は、同赤外線センサチップを用いた赤外線センサの側断面図 図１８は、実施の形態５の赤外線センサチップの上面図 図１９は、同赤外線センサチップの変形例の上面図 図２０は、実施の形態６の赤外線センサチップの上面図 図２１は、同赤外線センサチップの変形例の上面図 図２２は、実施の形態７の赤外線センサチップの上面図 図２３は、同赤外線センサチップの変形例の上面図 図２４は、実施の形態８の赤外線センサチップの上面図
　以下に、実施の形態に係る赤外線センサについて図面を用いて説明をする。なお、各図面において、同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。また、各実施の形態における各構成要素は矛盾のない範囲で任意に組み合わせても良い。
　（実施の形態１）
　以下に、実施の形態１における赤外線センサチップと赤外線センサについて図面を用いながら説明する。
　図１は実施の形態１の赤外線センサチップのブリッジ部の拡大図、図２・図３は同赤外線センサチップの画素部の拡大図、図４は同赤外線センサチップの画素部の側断面図、図５は同赤外線センサチップを備えた赤外線センサの側断面図、図６は同赤外線センサチップの画素部の配置を示す上面図、図７は同赤外線センサの破断検出配線の等価回路図、図８は同赤外線センサのヒータ配線の等価回路図を示している。
　図５に示すように、赤外線センサ１は、基体２と、基体２に設けられた赤外線センサチップ３と、赤外線センサチップ３の出力を処理する処理回路４と、基体２に設けられたキャップ５と、赤外線センサチップ３と処理回路４とキャップ５を覆うパッケージ６とを有している。パッケージ６の赤外線センサ１の前方には開口部７が設けられており、レンズ８によって開口部７が覆われている。なお、説明の都合上、赤外線センサチップ３に赤外線が入射してくる方向を前方として説明している。
　基体２はアルミナ等の焼結体の基板で形成されている。基体２には、電気接続のためのパッド（図示せず）が配置されている。赤外線センサチップ３と処理回路４は基体２に配置されたパッドとボンディングワイヤによって電気的に接続されている。
　パッケージ６は、表面をニッケルでめっきした鉄や、ＳＵＳ等の金属材料で構成される。パッケージ６の赤外線センサチップ３前方には貫通孔（開口部７）が空いており、貫通孔を覆うようにレンズ８が設けられている。パッケージ６内の空間は、窒素を充填したドライ雰囲気としている。パッケージ６で覆われた空間の雰囲気はこれに限らず、例えば、真空雰囲気としても良い。パッケージ６で覆われた空間を真空雰囲気とする場合、残留ガスなどを吸着するゲッタを内部に配置すればよい。ゲッタの材料としては、例えば、ジルコニウムの合金やチタンの合金等からなる非蒸発ゲッタを採用すればよい。
　レンズ８は、半導体材料からなる非球面レンズを用いている。レンズ８を非球面レンズ８とすることで、レンズ８の開口径が大きい場合でも、レンズ８を短焦点、かつ、収差を小さく出来る。従って、レンズ８の短焦点化によりパッケージ６の薄型化を実現している。
　キャップ５は、表面をニッケルでめっきした鉄や、ＳＵＳ等の材料により形成されている。キャップ５の赤外線センサチップ３前方には貫通孔が空いている。キャップ５は、赤外線センサチップ３と、処理回路４の側方を囲むことにより、赤外線センサチップ３に対する輻射ノイズの影響を低減することができる。
　処理回路４の回路構成は、赤外線センサチップ３の種類等に応じて適宜設計すればよく、例えば、赤外線センサ１を制御する制御回路、赤外線センサチップ３の出力電圧を増幅する増幅回路、複数のパッドに出力された赤外線センサチップ３からの出力電圧を択一的に増幅回路に入力するマルチプレクサ等を備えた回路構成としても良い。
　図１に示すように、赤外線センサチップ３は、測定対象である物体から放射された赤外線による熱エネルギーを電気エネルギーに変換するサーモパイル配線９により構成される熱電変換部である感温部が埋設された薄膜構造部１０を有している。また、赤外線センサ１は、感温部および感温部の出力電圧を取り出すためのＭＯＳトランジスタを有したａ×ｂ個（ａ，ｂは自然数）の画素部１１が、半導体基板の一表面側においてａ行ｂ列の２次元アレイ状に配置されている。なお、画素部１１の数は、ａ≧２、ｂ≧２であればよく、本実施の形態１における画素部１１は、図６に示すように８×８に構成されている。なお、８×８に構成しなくても、例えば、赤外線センサ１の使用用途に応じて１６×４に構成しても良い。
　図１，２に示すように、画素部１１は、空洞部１２を有した支持基板１３と、支持基板１３の上面に支持された薄膜構造部１０と、薄膜構造部１０にサーモパイル配線９が直列接続することで構成された感温部と、を備えている。なお、説明の都合上、支持基板１３の空洞部１２が形成された面がある方向を上方として説明するが、これに限定されるものではない。薄膜構造部１０は、支持基板１３の上面に支持されたシリコン酸化膜（図示せず）と、シリコン酸化膜上に形成されたシリコン窒化膜（図示せず）と、シリコン窒化膜上に形成された、ＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｎ　Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ　Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｇｌａｓｓ）膜からなる層間絶縁膜（図示せず）と、層間絶縁膜上に形成されたＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ－Ｓｉｌｉｃａｔｅ　Ｇｌａｓｓ）膜とＰＳＧ膜上に形成されたＮＳＧ（Ｎｏｎ　ｄｏｐｅｄ　Ｓｉｌｉｃａｔｅ　Ｇｌａｓｓ）膜との積層膜からなるパッシベーション膜（図示せず）との積層構造により形成されている。シリコン窒化膜上に感温部が形成されており、感温部はシリコン窒化膜の表面側で層間絶縁膜に覆われている。図２に示すように、画素部１１は２×３に配置された６個のブリッジ部１４を有している。ブリッジ部１４は、空洞部１２直上の薄膜構造部１０にある。ブリッジ部１４には、サーモパイル配線９が設けられている。このため、ブリッジ部１４の一端１５は支持基板１３に支持されている。また、隣接するブリッジ部１４はスリット１６により隔てられている。なお、ブリッジ部１４の数は、赤外線センサ１の用途等に応じて変更しても良い。
　ブリッジ部１４は空洞部１２の直上に設けられているため、支持基板１３と熱絶縁されている。サーモパイル配線９は各ブリッジ部１４間で直列に接続されている。なお、赤外線センサ１の用途等によって、サーモパイル配線９を各ブリッジ部１４間で並列に接続したり、直列接続と並列接続するようにしても良い。各サーモパイル配線９から個別に出力を取り出す場合に比べて感度を高めることが出来る。サーモパイル配線９は、シリコン窒化膜上に形成されている。サーモパイル配線９は、ブリッジ部１４と薄膜構造部１０における支持基板１３の上方の部分とに跨って形成された細長のｎ形ポリシリコン層と細長のｐ型ポリシリコン層との一端部同士を赤外線入射面側でＡｌ－Ｓｉ等の金属材料によって電気的に接続した複数個の熱電対を有している。また、サーモパイル配線９は、支持基板１３の上面側で互いに隣り合う熱電対のｎ形ポリシリコン層の他端部とｐ型ポリシリコン層の他端部とがＡｌ－Ｓｉ等の金属材料により接合され電気的に接続されている。図１に示すように、ｎ形ポリシリコン層の一端部とｐ型ポリシリコン層の一端部と金属材料とで温接点１７が構成され、ｎ型ポリシリコン層の他端部とｐ型ポリシリコン層の他端部と金属材料とで冷接点１８が構成されている。このため、各温接点１７は空洞部１２に重なる位置に形成され、各冷接点１８は支持基板１３に重なる位置に形成される。ブリッジ部１４には、サーモパイル配線９に沿って配線された破断検出配線２０と、ブリッジ部１４の温接点１７よりも他端１９側の領域２１を通過するように配線されたヒータ配線２２が設けられている。破断検出配線２０とヒータ配線２２は温接点１７の近傍を通るように配線されている。
　図２は破断検出配線２０の配線のみを示した図である。図２に示すように、破断検出配線２０は、端部が破断処理回路（図示せず）に接続され、赤外線センサ１により被測定体の温度を検出する間は、赤外線センサ１の駆動中に常時、抵抗変化を検出している。図１に示すように、破断検出配線２０は、サーモパイル配線９に沿うように配線されており、抵抗変化から赤外線センサチップ３の破断を検出することができる。破断検出配線２０は、ブリッジ部１４の一端１５と他端１９を結ぶ第１の方向２３に沿って配線された２つの第１の配線部２４と、２つの第１の配線部２４の領域２１における端部に挟まれた第２の配線部２５とで構成されている。２つの第１の配線部２４は、ブリッジ部１４の側辺に沿って延びている。第１の配線部２４はポリシリコンで形成されている。第２の配線部２５は第１の方向２３と直交した第２の方向２６に延在し、その一部がサーモパイル配線９を横断し、２つのサーモパイル配線９の間に配線されている。つまり、第２の配線部２５は、第２の方向２６に延在し２つの第１の配線部２４と領域２１で繋がる２つの第１部分と、上記２つの第１部分の端部と繋がり、第１の方向２３に延在してサーモパイル配線９を横断する２つの第２部分と、第２の方向２６に延在し、ブリッジ部１４の一端１５側で２つの第２部分を繋ぐ第３部分と、を有する。破断検出配線２０がサーモパイル配線９を跨ぎ、サーモパイル配線９の間にまで破断検出配線２０が配線されていることで、赤外線センサチップ３の破断を検出できる範囲が広くなっている。これにより、赤外線センサ１の破断の検出精度が向上している。また、第２の配線部２５のうち、第２の方向２６に延在している部分（第１部分）はポリシリコンで形成され、サーモパイル配線９を跨ぐ部分（第２部分の一部）と２つのサーモパイル配線９に挟まれている部分（第２部分の残部と第３部分）はアルミニウム等の金属で形成されている。第２の配線部２５の全体をポリシリコンで形成することも出来るが、第２の配線部２５のうちサーモパイル配線９を跨ぐ部分とサーモパイル配線９に挟まれた部分をアルミニウムで形成することで、赤外線センサチップ３の製造工程を増やさずに第２の配線部２５をサーモパイル配線９の間まで配線することができる。なお、破断検出配線２０は、サーモパイル配線９に挟まれた部分以外がポリシリコンで形成されており、半導体プロセスで形成可能な抵抗材料を用いているため、安価に製造することができる。また、ブリッジ部１４に形成された破断検出配線２０は、隣接する別のブリッジ部１４に配線された破断検出配線２０と、直列に接続され、１つの画素部１１内の６個のブリッジ部１４の破断検出配線２０と全て直列に接続されている。これにより、画素部１１に破断検出配線２０との接続用の端子（図示せず）を２つ設けるのみで破断を検出することができるため、画素部１１内のどのブリッジ部１４が破損しても２端子接続で破断を検出することができる。
　図３はヒータ配線２２の配線のみを示した図である。図３に示すように、ヒータ配線２２は、端部がヒータ処理回路（図示せず）に接続され、赤外線センサ１の起動時にヒータ配線２２に所定の電力を与えることによりジュール熱を発生させ、これにより温接点１７の温度を上昇させて赤外線センサ１の感度を確認している。ヒータ配線２２は、第１の方向２３に延在した引き出し配線部２７と、引き出し配線部２７の他端（ブリッジ部１４の他端１９側の端）と接続され、領域２１に配線されているヒータ部２８とで構成されている。引き出し配線部２７はアルミニウム等の金属で形成され、ヒータ部２８はポリシリコンで形成されている。ヒータ配線２２の全体をポリシリコンで形成しても良いが、引き出し配線部２７をアルミニウムで形成することでヒータ部２８以外のエネルギーロスを低減し、効率良くヒータ部２８を過熱することが出来る。また、ヒータ部２８は第２の方向２６に折り返すように蛇行して配線されている。ヒータ部２８が蛇行することにより、ヒータ部２８の抵抗値が大きくなり、効率的にジュール熱を発生させることができる。なお、ヒータ部２８は第２の方向２６に折り返すように蛇行しているが、この限りではなく、第１の方向２３に折り返すように配線してもよい。また、ヒータ部２８は一部が蛇行しているだけでも抵抗値を大きくすることができる。ヒータ配線２２は、ヒータ部２８の抵抗が大きくなるように形成されているため、ヒータ部２８の抵抗は第２の配線部２５の抵抗よりも大きくなっている。このようにブリッジ部１４に形成されたヒータ配線２２は、隣接する別のブリッジ部１４のヒータ配線２２と全て直列に接続されている。これにより、ヒータ部２８での発熱効率が向上し、２端子接続で過熱することができる。破断検出配線２０とヒータ配線２２は、画素部１１の列方向の端部では、ブリッジ部１４の一端１５側から支持基板１３上に配線され、支持基板１３を通過して向かいの列のブリッジ部１４の破断検出配線２０、ヒータ配線２２に接続されている。
　ブリッジ部１４は、隣接するブリッジ部１４とこれらのブリッジ部１４と向かい合う２つの隣接するブリッジ部１４の４つのブリッジ部１４の間の平面視で十字状に形成された連結片２９によって連結されている。
　図６、図７、図８を用いて破断検出配線２０、ヒータ配線２２の画素部１１間での接続を説明する。説明の都合上、図６では画素部１１に、図面における左上から順にＡ１、Ａ２・・・Ａ６４と番号をつけている。また、図面において縦に並んでいる画素部１１が同一の列の画素部となり、図面における左から順に、各列をＬ１、Ｌ２・・・Ｌ８として示している。図７に示すように、破断検出配線２０は、アレイ状に形成された複数の画素部１１において、同一の列内の隣接した画素部１１の破断検出配線２０とは直列に接続され、隣接した別の列の画素部１１の破断検出配線２０とは、並列に接続されている。すなわち、Ａ１～Ａ８の列Ｌ１に属している画素部１１間では破断検出配線２０が直列に接続され、Ｌ１の画素部１１とＬ２の画素部１１では破断検出配線２０は並列に接続されている。このように接続することで全画素部１１に渡って、どの画素部１１が破断しても２端子接続で破断の検出が可能になる。また、図８に示すように、ヒータ配線２２は、アレイ状に形成された画素部１１において、同一の列内では直列に接続され、隣接した別の列の画素部１１のヒータ配線２２とは、並列に接続されている。すなわち、例えば、Ａ１～Ａ８の列Ｌ１に属している画素部１１間ではヒータ配線２２が直列に接続され、Ｌ１の画素部１１とＬ２の画素部１１ではヒータ配線２２は並列に接続されている。これにより、全画素部１１において、ヒータ部２８での発熱効率が向上し、２端子接続でヒータ部２８の過熱が可能になる。
　赤外線センサチップ３は、破断検出配線２０とヒータ配線２２が設けられていることにより赤外線センサチップ３の自己診断を精度良く行うことが出来るため、実施の形態１の赤外線センサ１は自己診断を精度良く行うことが出来る。
　なお、本実施の形態１において、破断検出配線２０は第２の配線部２５がサーモパイル配線９を跨ぐように配線されているが、この限りではない。例えば、図９に示されるように、第２の配線部２５は、サーモパイル配線９に対してブリッジ部１４の内側に位置するように配線しても良い。このように配線した場合でも、ブリッジ部１４の破断を精度良く検出することができる。また、赤外線センサ１の用途によっては、図１０に示すように、第２の配線部２５を、サーモパイル配線９に対して外側に位置するように配線することも可能である。
　（実施の形態２）
　実施の形態２の赤外線センサチップについて図面を用いて説明する。
　図１１に実施の形態２の赤外線センサチップ３１のヒータ配線３２の画素部１１内での配線を表す図を示す。
　実施の形態２の赤外線センサチップ３１は、アレイ状に配置された複数の画素部１１を有している。画素部１１は空洞部１２を有した支持基板１３と、支持基板１３に支持された薄膜構造部１０と、この薄膜構造部１０に構成されたブリッジ部１４とを有している。ブリッジ部１４にはサーモパイル配線９、破断検出配線２０、ヒータ配線３２が設けられ、赤外線センサ１の自己診断を行うことができる。なお、図１１では図示を省略しているが、破断検出配線２０は、実施の形態１の赤外線センサチップ３と同じ形状に配線されている。
　実施の形態２の赤外線センサチップ３１は、ヒータ配線３２が連結片２９上を配線されて隣接したブリッジ部１４のヒータ配線３２と接続されている。ヒータ配線３２がこのように配線されることにより、各ブリッジ部１４のヒータ部２８の間を最短距離で接続することが出来るため、発熱効率が向上する。これにより、２端子接続でヒータ部２８を効率良く加熱することが出来る。
　赤外線センサ１は、ヒータ部２８での発熱効率が向上しているため、より、効率良く赤外線センサチップ３１の自己診断をすることができる。
　（実施の形態３）
　従来、赤外線センサチップの近傍にダイオードが設けられた赤外線センサチップが知られている（国際公開第２００２／０７５２６２号）。
　また、基板と、基板に設けられた赤外線センサチップと、赤外線センサチップを覆うパッケージを有した赤外線センサが知られている（国際公開第２０１１／１６２３４６号）。
　しかしながら、特許文献１に示す赤外線センサチップでは、赤外線センサチップの周囲全体をダイオードが囲んでいるため、赤外線センサが大型化し、特許文献２に示す赤外線センサではサーミスタを備えているため、赤外線センサが大型化するという課題があった。
　本開示は、上記課題を解決し、赤外線センサを大型化せずに赤外線センサチップの温度を測定可能な赤外線センサを提供することを目的とする。
　以下に、実施の形態３における赤外線センサチップと赤外線センサについて図面を用いながら説明する。
　図１２は実施の形態３の赤外線センサチップの上面図、図１３は同赤外線センサチップを備えた赤外線センサの側断面図を示している。
　図１３に示すように、赤外線センサ１Ａは、基体２Ａと、基体２Ａに設けられたアレイ状の赤外線センサチップ３Ａと、基体２Ａに設けられた処理回路素子４Ａと、基体２Ａに設けられたキャップ５Ａと、基体２Ａに設けられ赤外線センサチップ３Ａと処理回路素子４Ａとを覆うパッケージ６Ａと、を有している。以降の説明では、赤外線センサチップ３Ａの行方向をＸ軸方向、列方向をＹ軸方向、Ｘ軸とＹ軸に直交する方向をＺ軸方向として説明する。また、説明の便宜上、Ｚ軸方向の＋側を前方、－側を後方として説明するがこれに限定されるものではない。
　基体２Ａはシリコン等の基板で形成されている。基体２Ａには、電気接続のためのパッド（図示せず）が配置されている。基体２Ａの一表面には、赤外線センサチップ３Ａと処理回路素子４ＡがＸ軸方向に並んで配置されている。赤外線センサチップ３Ａと処理回路素子４Ａは基体２Ａに配置されたパッドとボンディングワイヤによって電気的に接続されている。
　パッケージ６Ａは、表面をニッケルでめっきした鉄や、ＳＵＳ等の金属材料で構成される。パッケージ６Ａの赤外線センサチップ３Ａ前方には貫通孔が空いており、貫通孔を覆うようにレンズ７Ａが設けられている。パッケージ６Ａ内の空間は、窒素を充填したドライ雰囲気としている。パッケージ６Ａで覆われた空間の雰囲気はこれに限らず、例えば、真空雰囲気としても良い。パッケージ６Ａで覆われた空間を真空雰囲気とする場合、残留ガスなどを吸着するゲッタを内部に配置すればよい。ゲッタの材料としては、例えば、ジルコニウムの合金やチタンの合金等からなる非蒸発ゲッタを採用すればよい。
　レンズ７Ａは、半導体材料からなる非球面レンズを用いている。レンズ７Ａを非球面レンズとすることで、レンズ７Ａの開口径が大きい場合でも、レンズ７Ａを短焦点、かつ、収差を小さく出来る。従って、レンズ７Ａの短焦点化によりパッケージ６Ａの薄型化を実現している。
　キャップ５Ａは、表面をニッケルでめっきした鉄や、ＳＵＳ等の材料により形成されている。キャップ５Ａの赤外線センサチップ３Ａの前方には貫通孔が空いている。キャップ５Ａは、赤外線センサチップ３Ａと、処理回路素子４Ａの側方を囲むことにより、赤外線センサチップ３Ａに対する輻射ノイズの影響を低減することができる。
　処理回路素子４Ａの回路構成は、赤外線センサチップ３Ａの種類等に応じて適宜設計すればよく、例えば、赤外線センサ１Ａを制御する制御回路、赤外線センサチップ３Ａの出力電圧を増幅する増幅回路、複数のパッドに出力された赤外線センサチップ３Ａからの出力電圧を択一的に増幅回路に入力するマルチプレクサ等を備えた回路構成としても良い。
　赤外線センサチップ３Ａは、測定対象である物体から放射された赤外線による熱エネルギーを電気エネルギーに変換するサーモパイルにより構成される熱電変換部である感温部が埋設された熱型赤外線検出部を有している。また、赤外線センサ１Ａは、感温部および感温部の出力電圧を取り出すためのＭＯＳトランジスタを有したａ×ｂ個（ａ，ｂは自然数）の画素部８Ａ（非接触赤外線検知素子）が、半導体基板９Ａの一表面側においてａ行ｂ列の２次元アレイ状に配置されている。なお、画素部８Ａの数は、ａ≧２、ｂ≧２であればよく、本実施の形態３における画素部８Ａは１６×４に構成されている。なお、１６×４に構成しなくても、例えば、８×８に構成しても良い。
　図１２に示すように、赤外線センサチップ３Ａは、隣接する行の画素部８Ａが行方向にずれて配置されており、赤外線センサチップ３Ａの行方向の端部が段差状に形成されている。画素部８Ａがずれて出来た２つのスペース１０Ａに温度センサ１１Ａが設けられている。温度センサ１１Ａにはダイオードが用いられている。ダイオードで温度センサ１１Ａを形成することで簡易な工程で温度センサ１１Ａを形成することができる。温度センサ１１Ａは第１の温度センサ１２Ａと第２の温度センサ１３Ａを有している。第１の温度センサ１２Ａと第２の温度センサ１３Ａはスペース１０Ａに設けられているため、赤外線センサチップ３Ａを大型化せずに赤外線センサチップ３Ａの温度を測定することが出来る。２つのスペース１０Ａは列方向に隣接する画素部８Ａが行方向にずれて配置されることで生じているため画素部８Ａの中心に対して点対称になっており、このため、第１の温度センサ１２Ａと第２の温度センサ１３Ａは画素部８Ａの中心に対して点対称となる位置に設けられている。処理回路素子４Ａは、赤外線センサチップ３ＡのＸ軸方向に位置しているため、赤外線センサチップ３Ａは処理回路素子４Ａに近い位置（Ｘ軸方向－側）から温まり、処理回路素子４Ａから遠い位置（Ｘ軸方向＋側）の方が後に温まる。このため、赤外線センサ１Ａを駆動してから赤外線センサチップ３Ａの温度が定常状態になるまでの間、赤外線センサチップ３Ａには温度ムラが生じる。しかしながら、第１の温度センサ１２Ａと第２の温度センサ１３Ａを点対称の位置に配置することで、赤外線センサチップ３Ａの全体の温度を検出することができ、赤外線センサ１Ａの温度ムラの影響を低減することができる。第１の温度センサ１２Ａと第２の温度センサ１３Ａは、列方向に平行に延在するように設けられている。これにより、スペース１０Ａに効率良く配置することができ、赤外線センサチップ３Ａを小型化することが出来る。なお、温度センサ１１Ａは赤外線センサチップ３Ａの形状、配置方法や画素部８Ａの配置方法によっては、赤外線センサチップ３Ａを小型化可能であれば行方向に平行に延在するように配置しても良い。
　なお、列方向に隣接する画素部８Ａが行方向にずれた赤外線センサチップ３Ａを用いて説明したが、画素部８Ａがずれずに画素部８Ａ全体の外形が矩形状になっている赤外線センサチップ３Ａを用いてもよい。この場合、スペース１０Ａに第１の温度センサ１２Ａと第２の温度センサ１３Ａを配置するのではなく、第１の温度センサ１２Ａを画素部８ＡのＸ軸方向－側端部の近傍に配置し、第２の温度センサ１３Ａを画素部８ＡのＸ軸方向＋側端部の近傍に配置すればよい。この様に形成しても、処理回路素子４Ａの温度の影響を受けて上昇し始めた赤外線センサチップ３Ａの温度を検出することができる。
　次に、赤外線センサチップ３Ａの製造方法を説明する。
　図１４Ａ～図１４Ｆに本実施の形態の赤外線センサチップの製造方法を示す。
　まず、図１４Ａに示すように、半導体基板９Ａを準備し、半導体基板９Ａを熱酸化処理して半導体基板９Ａ上に熱酸化膜１４Ａを形成し、熱酸化膜１４Ａの上にＳｉＮ膜１５Ａ（窒化シリコン膜）を形成する。半導体基板９ＡのＭＯＳを形成する領域のＳｉＮ膜１５Ａを除去する。ｐ型不純物を注入することによってＰウェル１６Ａを形成する。半導体基板９Ａ上にマスク１７Ａを形成し、Ｐウェル１６Ａにチャネルストッパ形成用イオンを注入することでＰウェル１６Ａにチャネルストッパ１８Ａを形成する。半導体基板９Ａ上にマスク１７Ａを形成し、閾値電圧調整イオンを注入する。
　次に、図１４Ｂに示すように、ゲート酸化により、ゲート用／サーモパイル用のｐｏｌｙ－Ｓｉ膜１９Ａを形成する。
　次に、図１４Ｃに示すように、ｐ型不純物を注入して、ｐ型サーモパイル２１Ａを形成する。
　次に、図１４Ｄに示すように、ｎ型不純物を注入してダイオード２０Ａ、ｎ型サーモパイル２２Ａを形成する。
　次に、図１４Ｅに示すように、半導体基板９Ａ上にＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｎ　Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ　Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｇｌａｓｓ）を用いて層間絶縁膜２３Ａを形成する。層間絶縁膜２３Ａをエッチングしてコンタクトウインドウを形成する。層間絶縁膜２３Ａの上に、Ａｌによって配線２４Ａを形成する。
　次に、図１４Ｆに示すように、層間絶縁膜２３Ａ上にＢＰＳＧを用いてパッシベーション膜２５Ａを形成し、エッチングによってブリッジ開口２６Ａを形成する。エッチングしてブリッジ開口２６Ａの下部にキャビティ２７Ａを形成することでブリッジ２８Ａを形成する。これにより、赤外線センサチップ３Ａが完成する。
　このように赤外線センサチップ３Ａを形成することで、画素部８Ａと同じ工程で温度センサ１１Ａを赤外線センサチップ３Ａ上に形成することが出来るため、簡易な工程で温度センサ１１Ａを形成することが出来る。これにより、生産性が向上する。また、温度センサ１１Ａと赤外線センサチップ３Ａを同一の工程で形成しているため、温度センサ１１Ａと赤外線センサチップ３Ａの濃度は同じになっている。
　なお、温度センサ１１Ａとしてダイオード２０Ａを形成しているが、例えば、ｐｏｌｙ－Ｓｉ膜１９Ａに加えて抵抗２９Ａをさらに形成し、ダイオード２０Ａと抵抗２９Ａとを直列接続し、温度センサ１１Ａとして用いても良い（図１５Ａ～１５Ｆ参照）。
　図１５Ａに示すように、半導体基板９Ａを準備し、半導体基板９Ａを熱酸化処理して半導体基板９Ａ上に熱酸化膜１４Ａを形成し、熱酸化膜１４Ａの上にＳｉＮ膜１５Ａ（窒化シリコン膜）を形成する。半導体基板９ＡのＭＯＳを形成する領域のＳｉＮ膜１５Ａを除去する。ｐ型不純物を注入することによってＰウェル１６Ａを形成する。半導体基板９Ａ上にマスク１７Ａを形成し、Ｐウェル１６Ａにチャネルストッパ形成用イオンを注入することでＰウェル１６Ａにチャネルストッパ１８Ａを形成する。半導体基板９Ａ上にマスク１７Ａを形成し、閾値電圧調整イオンを注入する。
　次に、図１５Ｂに示すように、ゲート酸化により、ゲート用／サーモパイル用、及び抵抗用のｐｏｌｙ－Ｓｉ膜１９Ａを形成する。
　次に、図１５Ｃに示すように、ｐ型不純物を注入して、ｐ型サーモパイル２１Ａを形成する。また、ｐ型不純物を適宜注入して、抵抗２９Ａを形成する。なお、抵抗２９Ａを形成する際のｐ型不純物の注入は必須ではない。
　次に、図１５Ｄに示すように、ｎ型不純物を注入してダイオード２０Ａ、ｎ型サーモパイル２２Ａを形成する。
　次に、図１５Ｅに示すように、半導体基板９Ａ上にＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｎ　Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ　Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｇｌａｓｓ）を用いて層間絶縁膜２３Ａを形成する。層間絶縁膜２３Ａをエッチングしてコンタクトウインドウを形成する。層間絶縁膜２３Ａの上に、Ａｌによって配線２４Ａを形成する。ダイオード２０Ａと抵抗２９Ａとを配線２４Ａを介して接続する。
　次に、図１５Ｆに示すように、層間絶縁膜２３Ａ上にＢＰＳＧを用いてパッシベーション膜２５Ａを形成し、エッチングによってブリッジ開口２６Ａを形成する。エッチングしてブリッジ開口２６Ａの下部にキャビティ２７Ａを形成することでブリッジ２８Ａを形成する。これにより、赤外線センサチップ３Ａが完成する。
　この様に、ダイオード２０Ａと抵抗２９Ａとを温度センサ１１Ａとして用いても、赤外線センサチップ３Ａの温度を精度良く検出することができる。
　（実施の形態４）
　実施の形態４の赤外線センサチップと赤外線センサについて図面を用いて説明する。
　図１６に実施の形態４の赤外線センサチップの上面図、図１７に同赤外線センサチップを用いた赤外線センサの側断面図を示す。
　実施の形態４の赤外線センサチップ３１Ａは、画素部８Ａがずれることにより生じたスペース１０Ａに第１の温度センサ１２Ａが配置され、行方向と平行なＹ軸方向の中央部分に第２の温度センサ１３Ａが配置されている。
　図１７に示すように、赤外線センサ３２Ａは、基体２Ａに設けられた赤外線センサチップ３１Ａと、処理回路素子４Ａと、基体２Ａに設けられたキャップ５Ａと、赤外線センサチップ３１Ａと処理回路素子４Ａを覆うパッケージ６Ａとを有している。基体２Ａに凹部３３Ａが設けられており、凹部３３Ａに処理回路素子４Ａが配置されている。凹部３３Ａを覆うように赤外線センサチップ３１Ａが設けられている。赤外線センサチップ３１ＡはＸ軸方向の両端部で基体２Ａと接続されており、中央部分は宙に浮いた状態になっている。赤外線センサチップ３１Ａの後方に処理回路素子４Ａが設けられているが、赤外線センサチップ３１Ａは宙に浮いているため、処理回路素子４Ａで生じた熱は基体２Ａを介して、赤外線センサチップ３１Ａと基体２Ａの接続部分から赤外線センサチップ３１Ａに伝達する。このため、赤外線センサ３２Ａの構造では、赤外線センサチップ３１Ａの両端から赤外線センサチップ３１Ａの温度が上がり、赤外線センサチップ３１Ａに温度ムラが生じる。赤外線センサチップ３１Ａは、Ｘ軸方向の端部の空きスペース１０Ａに第１の温度センサ１２Ａが設けられ、中央部分に第２の温度センサ１３Ａが設けられている。これにより、処理回路素子４Ａによって先に温度の上昇するＸ軸方向端部の温度と、後から温度が上昇する赤外線センサチップ３１Ａの中央部分の温度を検出することができる。これにより、赤外線センサチップ３１Ａの温度ムラの影響を低減することができる。なお、図１６では、第１の温度センサ１２Ａが赤外線センサチップ３１ＡのＸ軸方向－側の端部に設けられているが、Ｘ軸方向＋側の端部に設けても良い。また、第２の温度センサ１３Ａが赤外線センサチップ３１ＡのＹ軸方向－側に設けられているが、Ｙ軸方向＋側に設けられていても良い。
　（実施の形態５）
　実施の形態５の赤外線センサチップと赤外線センサについて図面を用いて説明する。
　図１８は実施の形態５の赤外線センサチップの上面図である。
　実施の形態５の赤外線センサチップ４１Ａは、第１の温度センサ１２Ａと第２の温度センサ１３Ａと第３の温度センサ４２Ａとを有している。第１の温度センサ１２Ａと第２の温度センサ１３Ａとは、画素部８Ａのアレイの角のスペース１０Ａに、画素部８Ａのアレイの中心に対して点対称になる位置関係に配置されている。第３の温度センサ４２Ａは、第１の温度センサ１２Ａと第２の温度センサ１３Ａとは異なる位置であって、画素部８Ａのアレイの角の近傍に配置されている。図１８では画素部８ＡのＸ軸方向－側、かつ、Ｙ軸方向－側の角の近傍に第３の温度センサ４２Ａが配置されている。第３の温度センサ４２Ａは処理回路素子４Ａに近い位置に配置される。このように配置することにより、熱源に近い位置に温度センサ１１Ａを２つ配置することで、より精度良く赤外線センサチップ４１Ａの温度を検出することができる。
　なお、赤外線センサでは、第３の温度センサ４２Ａを処理回路素子４Ａに近い位置の画素部８Ａの角近傍に配置したが、処理回路素子４Ａから遠い位置の画素部８Ａの角近傍に配置しても良い。図１９では画素部８ＡのＸ軸方向＋側、かつ、Ｙ軸方向＋側の角の近傍に第３の温度センサ４２Ａが配置されている。図１９に実施の形態５の赤外線センサチップ４１Ａの変形例の上面図を示す。このように配置しても温度センサ１１Ａを２つ配置した場合よりも精度良く赤外線センサチップ４１Ａの温度を検出することができる。
　（実施の形態６）
　実施の形態６の赤外線センサチップと赤外線センサについて図面を用いて説明する。
　図２０は実施の形態６の赤外線センサチップの上面図である。
　実施の形態６の赤外線センサチップ５１Ａは、第１の温度センサ１２Ａと第２の温度センサ１３Ａと第３の温度センサ４２Ａと第４の温度センサ５２Ａを有している。第１の温度センサ１２Ａと第２の温度センサ１３Ａとは画素部８Ａのアレイの角のスペース１０Ａに画素部８Ａの中心に対して点対称になる位置関係に配置されている。第３の温度センサ４２Ａと第４の温度センサ５２Ａは、第１の温度センサ１２Ａと第２の温度センサ１３Ａとは異なる画素部８Ａの角の近傍に配置されている。第３の温度センサ４２Ａと第４の温度センサ５２Ａは画素部８Ａの中心に対して点対称に配置されている。このように、処理回路素子４Ａの近くに２つの温度センサ１１Ａを配置し、処理回路素子４Ａから遠くに２つの温度センサ１１Ａを配置することで、温度センサ１１Ａを３つ配置した実施の形態５の赤外線センサチップ５１Ａよりも精度良く赤外線センサチップ５１Ａの温度を検出することができる。
　なお、赤外線センサチップ５１Ａでは、第１の温度センサ１２Ａ、第２の温度センサ１３Ａ、第３の温度センサ４２Ａ、第４の温度センサ５２Ａを夫々画素部８Ａの角近傍に配置したが、この限りではない。図２１に実施の形態６の赤外線センサチップ５１Ａの変形例の上面図を示す。第１の温度センサ１２Ａを画素部８ＡのＸ軸方向－側の端部近傍に配置し、第２の温度センサ１３Ａを画素部８ＡのＸ軸方向＋側の端部近傍に配置し、第３の温度センサ４２Ａを画素部８ＡのＹ軸方向－側の端部近傍に配置し、第４の温度センサ５２Ａを画素部８ＡのＹ軸方向＋側の端部近傍に配置しても良い。このように温度センサ１１Ａを配置しても、温度センサ１１Ａを３つ用いた場合よりも精度良く赤外線センサチップ５１Ａの温度を検出することができる。なお、第３の温度センサ４２Ａと第４の温度センサ５２ＡはＸ軸方向にずれた位置に配置されても良い。このように配置することで、より精度良く赤外線センサチップ５１Ａの温度分布を検出することができる。また、この赤外線センサチップは図１７に示す赤外線センサ３２Ａの様に、基体２Ａに凹部３３Ａを設け、凹部３３Ａの中に処理回路素子４Ａを配置する構造で特に有効である。
　（実施の形態７）
　実施の形態７の赤外線センサチップと赤外線センサについて図面を用いて説明する。
　図２２は実施の形態７の赤外線センサチップの上面図である。
　実施の形態７の赤外線センサチップ６１Ａは、第１の温度センサ１２Ａと第２の温度センサ１３Ａと第３の温度センサ４２Ａと第４の温度センサ５２Ａと第５の温度センサ６２Ａを有している。第１～第４の温度センサ５２Ａは画素部８Ａのアレイの四隅の近傍に配置されている。第５の温度センサ６２Ａは画素部８ＡのＹ軸方向＋側に配置されている。このように配置することで、温度センサ１１Ａを４つ用いた場合よりも、さらに精度良く赤外線センサチップ６１Ａの温度を検出することができる。
　なお、温度センサ１１Ａを画素部８ＡのＹ軸方向－側に配置しても良い。図２３に実施の形態８の赤外線センサチップ６１Ａの変形例の上面図を示す。このように配置した場合でも、精度良く赤外線センサチップ６１Ａの温度を検出することができる。
　（実施の形態８）
　実施の形態８の赤外線センサチップと赤外線センサについて図面を用いて説明する。
　図２４は実施の形態８の赤外線センサチップの上面図である。
　実施の形態８の赤外線センサチップ７１Ａは、画素部８Ａのアレイの四隅の近傍に配置された第１の温度センサ１２Ａと第２の温度センサ１３Ａと第３の温度センサ４２Ａと第４の温度センサ５２Ａを有している。画素部８ＡのＹ軸方向＋側には第５の温度センサ６２Ａが配置され、画素部８ＡのＹ軸方向－側かつＸ軸方向の中央には第６の温度センサ７２Ａが配置されている。このように配置することにより、赤外線センサチップ７１Ａの温度を温度センサ１１Ａを５つ配置した場合に比べて、精度良く検出することができる。
　なお、第５の温度センサ６２Ａと第６の温度センサ７２ＡはＸ軸方向にずれた位置に配置しても良い。このように配置することにより、さらに赤外線センサチップ７１Ａの温度分布を精度良く検出することができる。
　なお、実施の形態３～８の赤外線センサチップ３Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７１Ａの画素部８Ａは、実施の形態１、２の赤外線センサチップ３，３１の画素部１１に対応していてもよい。例えば、実施の形態３～８の赤外線センサチップ３Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７１Ａの画素部８Ａは、実施の形態１、２の赤外線センサチップ３，３１の画素部１１と同様に、破断検出配線２０とヒータ配線２２，３２とを有するブリッジ部１４を有していてもよい。
　（まとめ）
　第１態様に係る赤外線センサチップ（３，３１）は、支持基板（１３）と、ブリッジ部（１４）と、サーモパイル配線（９）とを備える。支持基板（１３）は、空洞部（１２）を有する。ブリッジ部（１４）は、空洞部（１２）の直上に延在し、少なくとも一端（１５）が支持基板（１３）に支持される。サーモパイル配線（９）は、ブリッジ部（１４）に形成され、ブリッジ部（１４）に設けられた温接点（１７）と支持基板（１３）の直上に設けられた冷接点（１８）とを結ぶ。ブリッジ部（１４）には、サーモパイル配線（９）に沿って配線された破断検出配線（２０）と、ブリッジ部（１４）の温接点（１７）よりも他端（１９）側の領域（２１）を通過するように配線されたヒータ配線（２２，３２）とを有する。
　第２態様に係る赤外線センサチップ（３，３１）では、第１態様において、破断検出配線（２０）は、一端（１５）と他端（１９）とを結ぶ第１の方向（２３）に延在した２つの第１の配線部（２４）と、２つの第１の配線部（２４）の他端（１９）側の端部に両端が接続された第２の配線部（２５）とを有する。ヒータ配線（２２，３２）は、領域（２１）外に配線され端部が領域（２１）内にある引き出し配線部（２７）と、引き出し配線部（２７）の端部と接続され領域（２１）内に配線されたヒータ部（２８）とを有する。ヒータ部（２８）の抵抗値は、第２の配線部（２５）の抵抗値よりも大きい。
　第３態様に係る赤外線センサチップ（３，３１）では、第２態様において、ヒータ部（２８）は、少なくとも一部が蛇行して配線されている。
　第４態様に係る赤外線センサチップ（３，３１）では、第２または第３態様において、ヒータ部（２８）は、ポリシリコンで形成されている。引き出し配線部（２７）は、アルミニウムで形成されている。
　第５態様に係る赤外線センサチップ（３，３１）では、第１～第４態様のいずれかにおいて、ブリッジ部（１４）にサーモパイル配線（９）が複数配線されている。破断検出配線（２０）は一部が複数のサーモパイル配線（９）の間に配線されている。
　第６態様に係る赤外線センサチップ（３，３１）では、第５態様において、破断検出配線（２０）は、サーモパイル配線（９）の間の領域（２１）がアルミニウムで形成されている。
　第７態様に係る赤外線センサチップ（３，３１）では、第１～第６態様のいずれかにおいて、画素部（１１）を有する。画素部（１１）は、複数のブリッジ部（１４）を有する。
　第８態様に係る赤外線センサチップ（３，３１）では、第７態様において、複数のブリッジ部（１４）に配線された破断検出配線（２０）は、支持基板（１３）の上側に配線されて繋がっている。
　第９態様に係る赤外線センサチップ（３，３１）では、第７または第８態様において、隣接したブリッジ部（１４）は、ブリッジ部（１４）の他端（１９）側に設けられた連結片（２９）で接続されている。複数のブリッジ部（１４）に配線されたヒータ配線（２２，３２）は、連結片（２９）上に配線されて繋がっている。
　第１０態様に係る赤外線センサチップ（３，３１）では、第７～第９態様のいずれかにおいて、画素部（１１）が、ａ（ａ≧２）×ｂ（ｂ≧２）個の画素部（１１）から構成されるａ行ｂ列の２次元アレイ状に配置されている。
　第１１態様に係る赤外線センサチップ（３，３１）では、第１０態様において、破断検出配線（２０）は、同じ列に配列された画素部（１１）間で直列に接続されている。
　第１２態様に係る赤外線センサチップ（３，３１）では、第１０又は第１１態様において、ヒータ配線（２２，３２）は、同じ列に配列された画素部（１１）間で直列に接続されている。
　第１３態様に係る赤外線センサ（１）は、第１～第１２態様のいずれかの赤外線センサチップ（３，３１）と、処理回路（４）と、基体（２）と、キャップ（５）と、パッケージ（６）と、を有する。処理回路（４）は、赤外線センサチップ（３，３１）の出力を処理する。基体（２）は、赤外線センサチップ（３，３１）と処理回路（４）とが配置されている。キャップ（５）は、基体（２）に設けられている。パッケージ（６）は、基体（２）に設けられ赤外線センサチップ（３，３１）と処理回路（４）とキャップ（５）とを覆う。
　第１４態様に係る赤外線センサ（１）は、第１３態様において、赤外線センサ（１）の駆動中に、破断検出配線（２０）の抵抗変化を常時検出している。
　第１５態様に係る赤外線センサ（１）は、第１３または第１４態様において、赤外線センサ（１）を駆動したときに、ヒータ配線（２２，３２）に電力を与え、温接点（１７）の温度を上昇させる。
　第１６態様に係る赤外線センサチップ（３Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７１Ａ）は、半導体基板（９Ａ）と、画素部（８Ａ）と、温度センサ（１１Ａ）と、を備える。画素部（８Ａ）は、半導体基板（９Ａ）に設けられ、ａ（ａ≧２）×ｂ（ｂ≧２）個の画素部（８Ａ）から構成されるａ行ｂ列の２次元アレイ状に配置されている。温度センサ（１１Ａ）は、半導体基板（９Ａ）に設けられ、半導体基板（９Ａ）の温度を検出する。
　第１７態様に係る赤外線センサチップ（３Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７１Ａ）では、第１６態様において、温度センサ（１１Ａ）は、ダイオード（２０Ａ）である。
　第１８態様に係る赤外線センサチップ（３Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７１Ａ）では、第１７態様において、温度センサ（１１Ａ）は、さらに抵抗を備えている。
　第１９態様に係る赤外線センサチップ（３Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７１Ａ）では、第１６～第１８態様のいずれかにおいて、温度センサ（１１Ａ）は、画素部（８Ａ）の行方向と平行な方向に延在している。
　第２０態様に係る赤外線センサチップ（３Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７１Ａ）では、第１６～第１８態様のいずれかにおいて、温度センサ（１１Ａ）は、画素部（８Ａ）の列方向と平行な方向に延在している。
　第２１態様に係る赤外線センサチップ（３Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７１Ａ）では、第１６～第２０態様のいずれかにおいて、画素部（８Ａ）は、列方向に隣接する画素部（８Ａ）がずれて配置されている。
　第２２態様に係る赤外線センサチップ（３Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７１Ａ）では、第２１態様において、温度センサ（１１Ａ）は、画素部（８Ａ）がずれて空いたスペース（１０Ａ）に設けられている。
　第２３態様に係る赤外線センサ（１Ａ，３２Ａ）は、第１６～第２２態様のいずれかの赤外線センサチップ（３Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７１Ａ）と、基体（２Ａ）と、処理回路素子（４Ａ）と、パッケージ（６Ａ）と、を備える。基体（２Ａ）は、赤外線センサチップ（３Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７１Ａ）が設けられている。処理回路素子（４Ａ）は、基体（２Ａ）に設けられている。パッケージ（６Ａ）は、赤外線センサチップ（３Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７１Ａ）と処理回路素子（４Ａ）を覆うように設けられている。
　第２４態様に係る赤外線センサ（１Ａ，３２Ａ）では、第２３態様において、温度センサ（１１Ａ）は、第１の温度センサ（１２Ａ）と第２の温度センサ（１３Ａ）を有している。
　第２５態様に係る赤外線センサ（１Ａ，３２Ａ）では、第２４態様において、赤外線センサチップ（３Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７１Ａ）と処理回路素子（４Ａ）とは並んで配置されている。第１の温度センサ（１２Ａ）が、画素部（８Ａ）の中心よりも処理回路素子（４Ａ）と近い位置に配置されている。第２の温度センサ（１３Ａ）が、画素部（８Ａ）の中心よりも処理回路素子（４Ａ）と遠い位置に配置されている。
　第２６態様に係る赤外線センサ（１Ａ，３２Ａ）では、第２５態様において、第１の温度センサ（１２Ａ）と第２の温度センサ（１３Ａ）とが画素部（８Ａ）の中心に対して点対称の位置に配置されている。
　第２７態様に係る赤外線センサ（１Ａ，３２Ａ）では、第２４態様において、基体（２Ａ）は、凹部（３３Ａ）を有する。処理回路素子（４Ａ）は、凹部（３３Ａ）の中に配置されている。赤外線センサチップ（３Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７１Ａ）は、赤外線センサチップ（３Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７１Ａ）の行方向の両端で凹部（３３Ａ）を覆うように基体（２Ａ）に接続されている。第１の温度センサ（１２Ａ）が、基体（２Ａ）と接続される赤外線センサチップ（３Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７１Ａ）の行方向の端部に配置されている。第２の温度センサ（１３Ａ）が、前記赤外線センサチップ（３Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７１Ａ）の行方向の中央部に配置されている。
　第２８態様に係る赤外線センサ（１Ａ，３２Ａ）は、第２４態様において、第３の温度センサ（４２Ａ）をさらに有する。第１の温度センサ（１２Ａ）と第２の温度センサ（１３Ａ）とが画素部（８Ａ）の中心に対して点対称の位置に配置されている。
　第２９態様に係る赤外線センサ（１Ａ，３２Ａ）は、第２４態様において、第３の温度センサ（４２Ａ）と第４の温度センサ（５２Ａ）とをさらに有する。第１～第４の温度センサ（１２Ａ，１３Ａ，４２Ａ，５２Ａ）が、画素部（８Ａ）のアレイの四隅の夫々の外側に配置されている。
　第３０態様に係る赤外線センサ（１Ａ，３２Ａ）は、第２９態様において、第５の温度センサ（６２Ａ）をさらに有する。第５の温度センサ（６２Ａ）は、画素部（８Ａ）の列方向の外側に配置されている。
　第３１態様に係る赤外線センサ（１Ａ，３２Ａ）は、第３０態様において、第６の温度センサ（７２Ａ）をさらに有する。
第６の温度センサ（７２Ａ）は、画素部（８Ａ）に対して第５の温度センサ（６２Ａ）と反対側の画素部（８Ａ）の列方向の外側に配置されている。
　第３２態様に係る赤外線センサ（１Ａ，３２Ａ）は、第２４態様において、第３の温度センサ（４２Ａ）と第４の温度センサ（５２Ａ）とをさらに有する。第１の温度センサ（１２Ａ）と第２の温度センサ（１３Ａ）とが、画素部（８Ａ）の行方向の外側に画素部（８Ａ）を挟む様に配置されている。第３の温度センサ（４２Ａ）と第４の温度センサ（５２Ａ）とが、画素部（８Ａ）の列方向の外側に画素部（８Ａ）を挟む様に配置されている。
　本開示は、赤外線センサチップの自己診断機能を向上させることができるため、人の温度に応じて制御の仕方を変更する空調制御装置等に有用である。
　本開示は、赤外線センサチップの基板上に赤外線センサチップの温度を検出する温度センサ形成しているため、赤外線センサを大型化せずに赤外線の検出精度を向上させることができる。このため、人の温度に応じて制御の仕方を変更する空調制御装置等に有用である。
　１　赤外線センサ
　２　基体
　３、３１　赤外線センサチップ
　４　処理回路
　５　キャップ
　６　パッケージ
　７　開口部
　８　レンズ
　９　サーモパイル配線
　１０　薄膜構造部
　１１　画素部
　１２　空洞部
　１３　支持基板
　１４　ブリッジ部
　１５　一端
　１６　スリット
　１７　温接点
　１８　冷接点
　１９　他端
　２０　破断検出配線
　２１　領域
　２２、３２　ヒータ配線
　２３　第１の方向
　２４　第１の配線部
　２５　第２の配線部
　２６　第２の方向
　２７　引き出し配線部
　２８　ヒータ部
　２９　連結片
　１Ａ、３２Ａ　赤外線センサ
　２Ａ　基体
　３Ａ、３１Ａ、４１Ａ、５１Ａ、６１Ａ、７１Ａ　赤外線センサチップ
　４Ａ　処理回路素子
　５Ａ　キャップ
　６Ａ　パッケージ
　７Ａ　レンズ
　８Ａ　画素部
　９Ａ　半導体基板
　１０Ａ　スペース
　１１Ａ　温度センサ
　１２Ａ　第１の温度センサ
　１３Ａ　第２の温度センサ
　１４Ａ　熱酸化膜
　１５Ａ　ＳｉＮ膜
　１６Ａ　Ｐウェル
　１７Ａ　マスク
　１８Ａ　チャネルストッパ
　１９Ａ　ｐｏｌｙ－Ｓｉ膜
　２０Ａ　ダイオード
　２１Ａ　ｐ型サーモパイル
　２２Ａ　ｎ型サーモパイル
　２３Ａ　層間絶縁膜
　２４Ａ　配線
　２５Ａ　パッシベーション膜
　２６Ａ　ブリッジ開口
　２７Ａ　キャビティ
　２８Ａ　ブリッジ
　２９Ａ　抵抗
　３３Ａ　凹部
　４２Ａ　第３の温度センサ
　５２Ａ　第４の温度センサ
　６２Ａ　第５の温度センサ
　７２Ａ　第６の温度センサ

Claims (20)

  1. 　空洞部を有した支持基板と、
    　前記空洞部の直上に延在し、少なくとも一端が支持基板に支持されたブリッジ部と、
    　前記ブリッジ部に形成され、前記ブリッジ部に設けられた温接点と前記支持基板の直上に設けられた冷接点とを結ぶサーモパイル配線とを備え、
    　前記ブリッジ部には、前記サーモパイル配線に沿って配線された破断検出配線と、前記ブリッジ部の前記温接点よりも他端側の領域を通過するように配線されたヒータ配線とを有した赤外線センサチップ。
  2. 　前記破断検出配線は、前記一端と前記他端とを結ぶ第１の方向に延在した２つの第１の配線部と、２つの前記第１の配線部の前記他端側の端部に両端が接続された第２の配線部とを有し、
    　前記ヒータ配線は、前記領域外に配線され端部が前記領域内にある引き出し配線部と、前記引き出し配線部の端部と接続され前記領域内に配線されたヒータ部とを有し、
    　前記ヒータ部の抵抗値は前記第２の配線部の抵抗値よりも大きい請求項１に記載の赤外線センサチップ。
  3. 　前記ヒータ部は少なくとも一部が蛇行して配線されている請求項２に記載の赤外線センサチップ。
  4. 　前記ヒータ部はポリシリコンで形成され、
    　前記引き出し配線部はアルミニウムで形成されている請求項２または３に記載の赤外線センサチップ。
  5. 　前記ブリッジ部に前記サーモパイル配線が複数配線されており、
    　前記破断検出配線は一部が複数の前記サーモパイル配線の間に配線されている請求項１～４のいずれかに記載の赤外線センサチップ。
  6. 　前記破断検出配線は、前記サーモパイル配線の間の領域がアルミニウムで形成されている請求項５に記載の赤外線センサチップ。
  7. 　前記ブリッジ部を複数有する画素部を有した請求項１～６のいずれかに記載の赤外線センサチップ。
  8. 　前記複数のブリッジ部に配線された前記破断検出配線は、前記支持基板の上側に配線されて繋がっている請求項７に記載の赤外線センサチップ。
  9. 　隣接した前記ブリッジ部は、前記ブリッジ部の他端側に設けられた連結片で接続されており、
    　前記複数のブリッジ部に配線された前記ヒータ配線は、前記連結片上に配線されて繋がっている請求項７または８に記載の赤外線センサチップ。
  10. 　前記画素部が、ａ（ａ≧２）×ｂ（ｂ≧２）個の画素部から構成されるａ行ｂ列の２次元アレイ状に配置されている請求項７～９のいずれかに記載の赤外線センサチップ。
  11. 　前記破断検出配線は、同じ列に配列された前記画素部間で直列に接続されている請求項１０に記載の赤外線センサチップ。
  12. 　前記ヒータ配線は、同じ列に配列された前記画素部間で直列に接続されている請求項１０又は１１に記載の赤外線センサチップ。
  13. 　請求項１～１２のいずれかに記載の赤外線センサチップと、
    　前記赤外線センサチップの出力を処理する処理回路と、
    　前記赤外線センサチップと前記処理回路とが配置された基体と、
    　前記基体に設けられたキャップと、
    　前記基体に設けられ前記赤外線センサチップと前記処理回路と前記キャップとを覆うパッケージを有した赤外線センサ。
  14. 　前記赤外線センサの駆動中に、前記破断検出配線の抵抗変化を常時検出している請求項１３に記載の赤外線センサ。
  15. 　前記赤外線センサを駆動したときに、前記ヒータ配線に電力を与え、前記温接点の温度を上昇させる請求項１３または１４に記載の赤外線センサ。
  16. 　基板と、
    　前記基板に設けられ、ａ（ａ≧２）×ｂ（ｂ≧２）個の画素部から構成されるａ行ｂ列の２次元アレイ状に配置された画素部と、
    　前記基板に設けられ、前記基板の温度を検出する温度センサを備えた赤外線センサチップ。
  17. 　前記温度センサは、ダイオードである請求項１６に記載の赤外線センサチップ。
  18. 　前記温度センサは、さらに抵抗を備えている請求項１７に記載の赤外線センサチップ
  19. 　前記温度センサは前記画素部の行方向と平行な方向に延在している請求項１６～１８のいずれかに記載の赤外線センサチップ。
  20. 　前記温度センサは前記画素部の列方向と平行な方向に延在している請求項１６～１８のいずれかに記載の赤外線センサチップ。
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