WO2020195466A1 - 赤外線センサ及びそれを備える赤外線センサ装置 - Google Patents

赤外線センサ及びそれを備える赤外線センサ装置 Download PDF

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WO2020195466A1
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infrared sensor
substrate
heater
units
main surface
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PCT/JP2020/007564
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翔也 木田
延亮 島本
那由多 南
勲 服部
小林　直紀
浩 山中
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • G01J5/12—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
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    • G01J5/16—Arrangements with respect to the cold junction; Compensating influence of ambient temperature or other variables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • G01J2005/106—Arrays

Definitions

  • the present disclosure generally relates to an infrared sensor and an infrared sensor device including the infrared sensor, and more specifically, to an infrared sensor having a substrate having a cavity and an infrared sensor device including the infrared sensor.
  • an infrared sensor device including an infrared sensor (infrared sensor chip), an IC chip that processes an output signal of the infrared sensor, and a package containing the infrared sensor and the IC chip is known (Patent Documents). 1).
  • a plurality of pixel units having a thermal infrared detection unit and a MOS transistor which is a switching element for pixel selection are arranged in a two-dimensional array on one surface side of a semiconductor substrate.
  • the temperature sensing unit of the thermal infrared detection unit is configured by connecting a plurality of (here, 6) thermopile in series.
  • a cavity is formed just below a part of the thermal infrared detection unit on the one surface side of the semiconductor substrate.
  • the thermal infrared detection unit includes a support portion formed on the peripheral portion of the cavity portion on the one surface side of the semiconductor substrate, and a thin film structure portion covering the cavity portion on the one surface side of the semiconductor substrate in a plan view. ing.
  • the thermopile has a plurality of hot contacts and a plurality of cold contacts.
  • the plurality of warm contacts are formed in the first region overlapping the cavity portion in the thermal infrared detection portion.
  • the plurality of cold contacts are formed in a second region of the thermal infrared detection unit that does not overlap the cavity.
  • the thermistor that measures the absolute temperature is also housed in the package.
  • the temperature of the cold contact of each thermal infrared detection unit may vary.
  • An object of the present disclosure is to provide an infrared sensor capable of suppressing a variation in the temperature of a cold contact for each thermal infrared detection unit and an infrared sensor device including the infrared sensor.
  • the infrared sensor includes a substrate and a film structure.
  • the substrate has a first main surface and a second main surface located on the opposite side of the first main surface in the thickness direction.
  • the film structure is supported by the substrate on the first main surface side of the substrate.
  • the film structure has a plurality of thermal infrared detectors arranged in an array.
  • Each of the plurality of thermal infrared detectors includes a thermopile having a plurality of hot contacts and a plurality of cold contacts.
  • This infrared sensor further includes a plurality of heater units and a temperature measuring unit.
  • the plurality of heater portions are provided on the first main surface of the substrate.
  • the temperature measuring unit is provided on the first main surface of the substrate and detects the temperature of the substrate.
  • Each of the plurality of heater units faces one other heater unit in the plurality of heater units via a region including the plurality of thermal infrared detection units in a plan view from the thickness direction of the substrate. are doing.
  • the infrared sensor device includes the infrared sensor and a signal processing device that processes the output signal of the infrared sensor.
  • FIG. 1 is a layout diagram of an infrared sensor according to the first embodiment.
  • the infrared sensor of the above is shown, and it is sectional drawing on the line AA of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an infrared sensor device including the same infrared sensor.
  • FIG. 4 is a layout diagram of the infrared sensor according to the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a layout diagram of the infrared sensor according to the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a layout diagram of the infrared sensor according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a layout diagram of the infrared sensor according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a layout diagram of the infrared sensor according to the fourth embodiment.
  • FIGS. 1 to 8 described in the following embodiments are schematic views, and the ratio of the size and the thickness of each component in the figure does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. ..
  • the infrared sensor 100 includes a substrate 1 having a first main surface 11 and a second main surface 12, and a plurality of (for example, 64) detection units (pixel units) formed on the first main surface 11 side of the substrate 1. 2 and.
  • the second main surface 12 is located on the opposite side of the first main surface 11 in the thickness direction D1 (see FIG. 2) of the substrate 1.
  • the outer peripheral shape of the infrared sensor 100 in a plan view from the thickness direction D1 of the substrate 1 of the infrared sensor 100 is, for example, a square shape.
  • the outer peripheral shape of the infrared sensor 100 is not limited to a square shape, but may be, for example, a rectangular shape.
  • the substrate 1 is a silicon substrate.
  • the first main surface 11 of the substrate 1 is a ⁇ 100 ⁇ surface.
  • the first main surface 11 of the substrate 1 is the (100) surface.
  • the first main surface 11 of the substrate 1 may be, for example, a crystal plane having an off angle from the ⁇ 100 ⁇ plane greater than 0 ° and 5 ° or less.
  • the "off angle" is the inclination angle of the first main surface 11 with respect to the ⁇ 100 ⁇ surface. Therefore, if the off angle is 0 °, the first main surface 11 is a ⁇ 100 ⁇ surface.
  • a plurality of (for example, 64) detection units 2 are arranged in an array on the first main surface 11 side of the substrate 1.
  • the plurality of detection units 2 are arranged in a two-dimensional array of m rows and n columns (m and n are natural numbers) on the first main surface 11 side of one substrate 1.
  • the infrared sensor 100 includes a film structure 3 that constitutes a part of each of the plurality of detection units 2.
  • the film structure 3 is supported by the substrate 1 on the first main surface 11 side of the substrate 1.
  • the film structure 3 includes a plurality of thermal infrared detection units 4 having a one-to-one correspondence with the plurality of detection units 2. That is, each of the plurality of thermal infrared detection units 4 is included in the corresponding detection unit 2 among the plurality of detection units 2. Therefore, the plurality of thermal infrared detection units 4 are arranged in an array shape (here, a two-dimensional array shape) on the first main surface 11 side of one substrate 1. More specifically, the plurality of thermal infrared detection units 4 are arranged in a two-dimensional array of 8 rows and 8 columns on the first main surface 11 side of one substrate 1.
  • the film structure 3 includes a silicon oxide film 31, a silicon nitride film 32, an interlayer insulating film 33, and a passivation film 34.
  • the silicon oxide film 31, the silicon nitride film 32, the interlayer insulating film 33, and the passivation film 34 are arranged in this order from the substrate 1 side.
  • the silicon oxide film 31 is directly supported by the substrate 1.
  • the plurality of thermal infrared detection units 4 in the film structure 3 include a thermoelectric conversion unit 5 formed on the silicon nitride film 32.
  • the interlayer insulating film 33 covers the thermoelectric conversion section 5 on the surface side of the silicon nitride film 32.
  • the interlayer insulating film 33 is, for example, a BPSG (Boron Phosphorus Silicon Glass) film.
  • the passivation film 34 is, for example, a laminated film of a PSG (Phospho-Silicate Glass) film and an NSG (Non doped Silicate Glass) film formed on the PSG film.
  • the portion formed in the thermal infrared detection unit 4 also serves as the infrared absorbing film 70.
  • thermoelectric conversion unit 5 includes a plurality of (for example, 6) thermopile 6. In the thermoelectric conversion unit 5, a plurality of thermopile 6s are connected in series.
  • Each of the plurality of detection units 2 includes a thermal infrared detection unit 4 and a MOS transistor 7.
  • Each of the plurality of MOS transistors 7 is a switching element for selecting a pixel portion. In other words, each of the plurality of MOS transistors 7 is a switching element for extracting the output voltage of the thermoelectric conversion unit 5.
  • the silicon substrate constituting the substrate 1 is, for example, an n-type silicon substrate.
  • Each of the plurality of MOS transistors 7 has a p + type well region 71, an n + type drain region 73, an n + type source region 74, a p ++ type channel stopper region 72, a gate insulating film 75, and a gate. It has an electrode 76, a drain electrode 77, a source electrode 78, and a ground electrode 79.
  • the well region 71, drain region 73, source region 74, and channel stopper region 72 are formed on the substrate 1.
  • the gate insulating film 75 is formed on the first main surface 11 of the substrate 1.
  • the gate electrode 76 is formed on the gate insulating film 75.
  • the drain electrode 77 is formed on the drain region 73.
  • the source electrode 78 is formed on the source region 74.
  • the ground electrode 79 is formed on the channel stopper region 72.
  • a plurality of first wirings in which the first end of the thermoelectric conversion unit 5 of the plurality (8) detection units 2 in each row is commonly connected to each row via the MOS transistor 7
  • a plurality of second wirings in which the gate electrodes 76 of the MOS transistors 7 of the plurality of (eight) detection units 2 in each row are commonly connected to each row are provided.
  • the infrared sensor 100 has a plurality of third wirings (ground lines) in which the well regions 71 of the MOS transistors 7 of the detection units 2 in each row are commonly connected to each row, and a common ground in which each ground line is commonly connected. It is equipped with a wire (fourth wiring).
  • the infrared sensor 100 includes a plurality of reference bias lines (fifth wiring) in which the second ends of the thermoelectric conversion units 5 of the plurality of detection units 2 in each row are commonly connected to each row.
  • the gate electrode 76 of the MOS transistor 7 is connected to the corresponding second wiring among the plurality of second wirings.
  • the source electrode 78 of the MOS transistor 7 is connected to the corresponding fifth wiring among the plurality of fifth wirings via the thermoelectric conversion unit 5.
  • the drain electrode 77 of the MOS transistor 7 is connected to the corresponding first wiring among the plurality of first wirings. Therefore, the infrared sensor 100 can sequentially read out the output voltages of the plurality of detection units 2.
  • the infrared sensor 100 includes a plurality of (eight) first pads for output in which a plurality of first wires are connected one-to-one, and a plurality (eight) first pads in which a plurality of second wires are connected one-to-one. It includes a second pad, a third pad in which a plurality of third wires are commonly connected, and a fourth pad for reference bias in which the fourth wire is commonly connected.
  • the substrate 1 has a plurality of cavities 13 having a one-to-one correspondence with the plurality of thermal infrared detection units 4 on the first main surface 11 side.
  • the opening shape of the cavity 13 on the first main surface 11 of the substrate 1 is rectangular.
  • Each of the plurality of cavities 13 in the substrate 1 is formed directly below a part of the corresponding thermal infrared ray detection unit 4 among the plurality of thermal infrared ray detection units 4. As a result, each part of the plurality of thermal infrared detection units 4 is separated from the substrate 1 in the thickness direction D1 of the substrate 1.
  • the substrate 1 is a silicon substrate, and the inner surface of the cavity 13 in the substrate 1 includes four (111) surfaces that intersect each other.
  • the cavity 13 has, for example, a quadrangular pyramid shape.
  • the portion overlapping the cavity 13 in the thickness direction D1 of the substrate 1 is divided into six regions, and each region Each contains one thermopile 6.
  • the thermopile 6 has a plurality of (9) thermocouples 60. Each of the plurality of thermocouples 60 electrically connects the first ends of the n-type polysilicon wiring 61, the p-type polysilicon wiring 62, and the n-type polysilicon wiring 61 and the p-type polysilicon wiring 62.
  • the first connection portion 63 and the like are included.
  • the n-type polysilicon wiring 61 and the p-type polysilicon wiring 62 are formed on the silicon nitride film 32.
  • the material of the first connecting portion 63 is, for example, an Al—Si alloy.
  • the thermopile 6 has a second connecting portion 64 that electrically connects the second ends of the n-type polysilicon wiring 61 and the p-type polysilicon wiring 62 of the adjacent thermocouples 60 among the plurality of thermocouples 60. Includes.
  • the material of the second connecting portion 64 is, for example, an Al—Si alloy.
  • thermopile 6 one warm contact T1 is formed between the first end of the n-type polysilicon wiring 61, the first end of the p-type polysilicon wiring 62, and the first connection portion 63 in each of the plurality of thermocouples 60. It is configured. Therefore, the thermopile 6 includes a plurality (nine) hot contacts T1. Further, in the thermopile 6, one cold contact T2 is formed by the second end of the n-type polysilicon wiring 61 of two adjacent thermocouples 60, the second end of the p-type polysilicon wiring 62, and the second connection portion 64. are doing. Therefore, the thermopile 6 includes a plurality (8) cold contacts T2.
  • Each hot contact T1 of the thermopile 6 is arranged so as to overlap the cavity 13 in the thickness direction D1 of the substrate 1, and each cold contact T2 is arranged so as not to overlap the cavity 13 in the thickness direction D1 of the substrate 1.
  • the hot contact T1 is included in the first portion 41 that overlaps the cavity 13 in the thermal infrared detection unit 4
  • the cold contact T2 is included in the second portion 42 that does not overlap the cavity 13 in the thermal infrared detection unit 4.
  • the plurality of cavities 13 are formed with respect to the substrate 1 by anisotropic etching utilizing the crystal plane orientation dependence of the etching rate of the silicon substrate. Since the first main surface 11 of the substrate 1 is the (100) surface, the inner peripheral surface of the cavity 13 includes four (111) surfaces that intersect each other.
  • the etching solution for performing anisotropic etching is, for example, a TMAH solution heated to a predetermined temperature (for example, 85 ° C.).
  • the etching solution is not limited to the TMAH solution, and other alkaline solutions (for example, KOH solution) may be used.
  • the depth of each of the plurality of cavities 13 is smaller than the thickness of the substrate 1. That is, the plurality of cavities 13 do not penetrate the substrate 1.
  • the infrared sensor 100 further includes a plurality of (four) heater units 8 and a temperature measuring unit 9.
  • the plurality of heater portions 8 are provided on the first main surface 11 of the substrate 1.
  • the plurality of heater portions 8 are indirectly provided on the first main surface 11 of the substrate 1.
  • the plurality of heater portions 8 are formed on the silicon nitride film 32 in the film structure 3, but are not limited to this, and may be formed on, for example, the interlayer insulating film 33 or the passivation film 34. Good.
  • Each of the plurality of heater portions 8 has a meandering shape in a plan view from the thickness direction D1 of the substrate 1, and more specifically, has a rectangular wavy shape, but is not limited to this, for example, a triangular wavy shape. It may be.
  • the first ends of the plurality of heaters 8 are electrically connected to different pads 801 and the other ends of the plurality of heaters 8 are electrically connected to different pads 802.
  • each of the plurality of heater portions 8 is, for example, metal, but is not limited to this, and may be, for example, alloy or polysilicon containing impurities.
  • the polysilicon containing impurities is polysilicon doped with impurities, for example, n-type polysilicon or p-type polysilicon.
  • the impurity concentration of the n-type polysilicon may be the same as or different from the impurity concentration of the n-type polysilicon wiring 61 in the thermopile 6.
  • the impurity concentration of the p-type polysilicon may be the same as or different from the impurity concentration of the p-type polysilicon wiring 62 in the thermopile 6.
  • Each of the plurality of heater units 8 is viewed in a plan view from the thickness direction D1 of the substrate 1, and one other heater unit in the plurality of heater units 8 passes through a region 10 including the plurality of thermal infrared detection units 4. It faces 8.
  • the four heater portions 8 surround the region 10 in a plan view from the thickness direction D1 of the substrate 1.
  • the four heater portions 8 are arranged so as to be along each of the four sides 14 of the substrate 1 in a plan view from the thickness direction D1 of the substrate 1.
  • the temperature measuring unit 9 is provided on the first main surface 11 of the substrate 1 and detects the temperature of the substrate 1.
  • the temperature measuring unit 9 is indirectly provided on the first main surface 11 of the substrate 1.
  • the temperature measuring unit 9 is formed on the silicon nitride film 32 in the film structure 3, but is not limited to this, and may be formed on, for example, the interlayer insulating film 33 or the passivation film 34. .. Further, the temperature measuring unit 9 may be formed directly on the first main surface 11 of the substrate 1.
  • the temperature measuring unit 9 is, for example, a thin film thermistor element, but is not limited thereto.
  • the infrared sensor 100 includes a plurality (4) temperature measuring units 9.
  • the plurality of temperature measuring units 9 are arranged in a one-to-one correspondence with the plurality of heater units 8.
  • the plurality of temperature measuring units 9 are arranged in the vicinity of one of the plurality of heater units 8 corresponding to the heater unit 8.
  • the infrared sensor device 300 including the infrared sensor 100 will be described with reference to FIG.
  • the infrared sensor device 300 includes an infrared sensor 100 and a signal processing device 200 that processes the output signal of the infrared sensor 100.
  • the signal processing device 200 is, for example, an IC chip.
  • the infrared sensor device 300 further includes a package 260.
  • Package 260 houses the infrared sensor 100 and the signal processing device 200.
  • the package 260 has a package body 261 and a package lid 262.
  • the package body 261 is equipped with an infrared sensor 100 and a signal processing device 200.
  • the package body 261 is a ceramic substrate, and is provided with a conductor portion for wiring and the like.
  • the package lid 262 is formed in a box shape with one side open on the package body 261 side.
  • the package lid 262 includes a cap 263 and a lens 264.
  • the material of the cap 263 is, for example, metal.
  • the cap 263 is joined to the package body 261.
  • the cap 263 has a through hole 265 formed in a region overlapping the infrared sensor 100 in the thickness direction D1 of the substrate 1 of the infrared sensor 100.
  • the lens 264 closes the through hole 265 of the cap 263.
  • the material of the lens 264 is, for example, silicon.
  • the lens 264 is joined to the cap 263.
  • the joining material that joins the lens 264 and the cap 263 is a conductive material.
  • the lens 264 is, for example, an aspherical lens.
  • the atmosphere of the internal space of the package 260 is a dry nitrogen atmosphere.
  • the signal processing device 200 includes a first amplifier circuit, a second amplifier circuit, a first multiplexer, a second multiplexer, a first A / D conversion circuit, a second A / D conversion circuit, a calculation unit, and the like. It has a memory and a control circuit.
  • the first amplifier circuit amplifies the output voltage of the infrared sensor 100.
  • the second amplifier circuit amplifies the output voltage of the temperature measuring unit 9.
  • the first multiplexer alternately inputs the output voltage of the thermoelectric conversion unit 5 of the plurality of detection units 2 of the infrared sensor 100 to the first amplifier circuit.
  • the second multiplexer alternately inputs the output voltages of the plurality of temperature measuring units 9 of the infrared sensor 100 to the second amplifier circuit.
  • the first A / D conversion circuit converts the output voltage of the infrared sensor 100 amplified by the first amplifier circuit into a digital value.
  • the second A / D conversion circuit converts the output voltage of the temperature measuring unit 9 amplified by the second amplifier circuit into a digital value.
  • the control circuit controls a plurality of MOS transistors 7 of the infrared sensor 100. Further, the control circuit controls the plurality of heater units 8 so that the output voltages of the plurality of temperature measuring units 9 are the same.
  • the arithmetic unit has a digital value output from the first A / D conversion circuit corresponding to the output voltage of the infrared sensor 100 and a digital value output from the second A / D conversion circuit corresponding to the output voltage of the temperature measuring unit 9.
  • the temperature of the object in the detection area of the infrared sensor device 300 is calculated.
  • the output voltage of the infrared sensor 100 is Vout
  • the temperature of the infrared sensor 100 (the average value of the output voltages of the plurality of temperature measuring units 9) is Ts
  • the calculation formula is, for example, It is the following formula.
  • the memory stores data and the like used for calculations in the calculation unit.
  • the infrared sensor device 300 includes a chip-type thermistor located closer to the infrared sensor 100 than the signal processing device 200 on the package body 261. In the calculation unit, the output voltage of the infrared sensor 100 and the output voltage of the chip-type thermistor You may calculate the temperature of the object using.
  • the detection area of the infrared sensor device 300 is determined by the shape of the lens 264 arranged on the light receiving surface side of the infrared sensor 100.
  • the light receiving surface of the infrared sensor 100 is a surface on which infrared rays from the outside of the infrared sensor 100 are incident, and is, for example, a surface of the film structure 3 opposite to the substrate 1 side.
  • the temperature measuring unit 9 is provided on the first main surface 11 of the substrate 1 and detects the temperature of the substrate 1. Further, in the infrared sensor 100 according to the first embodiment, each of the plurality of heater units 8 is viewed in a plan view from the thickness direction D1 of the substrate 1 via a region 10 including the plurality of thermal infrared detection units 4. It faces one of the other heaters 8 in the plurality of heaters 8. As a result, in the infrared sensor 100 and the infrared sensor device 300 according to the first embodiment, it is possible to suppress the temperature variation of the cold contact T2 for each thermal infrared detection unit 4.
  • the current flowing through the plurality of heater units 8 is controlled based on the output voltages of the plurality of temperature measuring units 9, thereby controlling the substrate 1.
  • the temperature distribution can be made uniform, and the temperature variation of the cold contact T2 for each thermal infrared detection unit 4 can be suppressed.
  • each heater unit 8 is a part (four in the illustrated example) of the eight thermal infrared detection units 4 arranged in the column direction or the row direction. It is arranged so as to face 4.
  • each heater unit 8 is arranged so as to face all of the eight thermal infrared detection units 4 arranged in the column direction or the row direction.
  • each of the plurality of heater portions 8 includes two heater elements 80 connected in series.
  • the two heater elements 80 are arranged in a direction along one side 14 of the substrate 1.
  • the plurality of heater portions 8 are located at each of the four corners of the substrate 1 in a plan view from the thickness direction D1 (see FIG. 2) of the substrate 1. Therefore, in the infrared sensor 100C according to the second embodiment, each of the plurality of heater units 8 is viewed in a plan view from the thickness direction D1 of the substrate 1 via the region 10 including the plurality of thermal infrared detection units 4. It faces one of the other heaters 8 in the plurality of heaters 8. As a result, in the infrared sensor 100C according to the second embodiment and the infrared sensor device 300 (see FIG.
  • the infrared sensor 100C instead of the infrared sensor 100, the temperature of the cold contact T2 for each thermal infrared detection unit 4 It is possible to suppress the variation. Further, in the infrared sensor 100C, the degree of freedom in arranging the first pad, the second pad, the third pad, the fourth pad and the like described in the first embodiment is increased.
  • the infrared sensor 100D according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 7.
  • the same components as the infrared sensor 100 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • a plurality of (four) heater units 8 are connected in parallel.
  • the first ends of the four heater units 8 are commonly connected to one pad 801 and the second ends of the four heater units 8 are commonly connected to one pad 802.
  • each material of the plurality of heater units 8 is, for example, polysilicon containing impurities. Therefore, in the infrared sensor 100D, the TCR (Temperature Coefficient of Resistance) value of each of the plurality of heater units 8 is larger than the value of the TCR when each material of the plurality of heater units 8 is metal. Therefore, in the infrared sensor 100D, the change in the resistance value with respect to the temperature change becomes large for each of the plurality of heater units 8. As a result, in the infrared sensor 100D, if there are variations in the temperatures of the four heater units 8, the resistance values vary, and the lower the resistance value of the heater units 8, the more current flows and the temperature tends to rise.
  • TCR Temporal Coefficient of Resistance
  • the infrared sensor 100D it is possible to further suppress the temperature variation of the cold contact T2 for each thermal infrared detection unit 4.
  • the infrared sensor device 300 provided with the infrared sensor 100D instead of the infrared sensor 100, in the control circuit of the signal processing device 200, the current flowing through the plurality of heater units 8 is controlled based on the output voltages of the plurality of temperature measuring units 9. Therefore, the temperature distribution of the substrate 1 can be made uniform, and the temperature variation of the cold contact T2 for each thermal infrared detection unit 4 can be suppressed.
  • the infrared sensor 100E according to the fourth embodiment further includes a plurality of second heater units 82 in addition to the two first heater units 81 as the plurality of heater units 8.
  • the plurality of thermal infrared detection units 4 are viewed in a plan view from the thickness direction D1 (see FIG. 2) of the substrate 1, and the second direction D12 orthogonal to the first direction D11 in which the two first heater units 81 are arranged. It includes a plurality of groups of thermal infrared detection units 4 arranged in the above.
  • the plurality of second heater units 82 are located between the groups of the thermal infrared detection units 4 adjacent to each other in the first direction D11 in a plan view from the thickness direction D1 of the substrate 1, and are separated from each other in the first direction D11. ing.
  • two first heater units 81 and a plurality of second heater units 82 are connected in parallel.
  • each material of the two first heater portions 81 and the plurality of second heater portions 82 is polysilicon containing impurities.
  • each of the two first heater portions 81 and the plurality of second heater portions 82 is compared with the case where the materials of the two first heater portions 81 and the plurality of second heater portions 82 are made of metal. TCR is large. As a result, in the infrared sensor 100E, if there are variations in the temperatures of the two first heater units 81 and the plurality of second heater units 82, the resistance values vary, and the lower the resistance value, the more current flows and the temperature rises. It will be easier to do.
  • the temperature variation of the two first heater units 81 and the plurality of second heater units 82 is reduced, and the temperature variation of the cold contact T2 for each thermal infrared detection unit 4 is further suppressed. It becomes possible.
  • the number and arrangement of the plurality of detection units 2 are not limited to the above example.
  • the plurality of detection units 2 may be arranged in an array, not limited to a two-dimensional array, or may be arranged in a one-dimensional array or a honeycomb array.
  • thermoelectric conversion unit 5 is not limited to a configuration in which all of the plurality of thermopile 6 are connected in series, but may be a configuration in which a plurality of thermopile 6 is connected in parallel, or a plurality of thermopile 6 are connected in series and parallel. It may be configured to be present.
  • the number of thermopile 6 in the thermoelectric conversion unit 5 is not limited to a plurality, and may be one, for example.
  • the plurality of heater portions 8 are not limited to the example indirectly provided on the first main surface 11 of the substrate 1, and may be provided directly on the first main surface 11 of the substrate 1.
  • the substrate 1 is not limited to a silicon substrate, and may be, for example, an SOI (Silicon on Insulator) substrate, a metal substrate, or the like.
  • SOI Silicon on Insulator
  • the plurality of heater units 8 are not limited to the four heater units 8, and may be, for example, two heater units 8.
  • each of the detection units 2 includes a MOS transistor 7, but the present invention is not limited to this, and the MOS transistor 7 may be provided in addition to each detection unit 2. Further, each MOS transistor 7 is not an essential component of the infrared sensor 100.
  • the atmosphere of the internal space of the package 260 may be a vacuum atmosphere.
  • the signal processing device 200 is not limited to the case where it is composed of one electronic component, and may be configured including a plurality of electronic components.
  • the infrared sensor (100; 100A; 100B; 100C; 100D; 100E) according to the first aspect includes a substrate (1) and a film structure (3).
  • the substrate (1) has a first main surface (11) and a second main surface (12) located on the opposite side of the first main surface (11) in the thickness direction (D1).
  • the film structure (3) is supported by the substrate (1) on the first main surface (11) side of the substrate (1).
  • the film structure (3) has a plurality of thermal infrared detectors (4) arranged in an array.
  • Each of the plurality of thermal infrared detectors (4) includes a thermopile (6) having a plurality of hot contacts (T1) and a plurality of cold contacts (T2).
  • the infrared sensor (100; 100A; 100B; 100C; 100D; 100E) further includes a plurality of heater units (8) and a temperature measuring unit (9).
  • the plurality of heater portions (8) are provided on the first main surface (11) of the substrate (1).
  • the temperature measuring unit (9) is provided on the first main surface (11) of the substrate (1) and detects the temperature of the substrate (1).
  • Each of the plurality of heater portions (8) is viewed in a plan view from the thickness direction (D1) of the substrate (1), and a plurality of heater portions (8) are interposed through a region (10) including the plurality of thermal infrared detector portions (4). It faces one other heater unit (8) in the heater unit (8).
  • the infrared sensor (100; 100A; 100B; 100C; 100D; 100E) according to the first aspect, it is possible to suppress the temperature variation of the cold contact (T2) for each thermal infrared detection unit (4). ..
  • the substrate (1) has a plurality of thermal infrared rays on the first main surface (11) side.
  • the detection unit (4) has a plurality of cavities (13) having a one-to-one correspondence.
  • a plurality of warm contacts (T1) are arranged so that the plurality of warm contacts (T1) overlap the corresponding cavities (13) among the plurality of cavities (13).
  • a plurality of cold contacts (T2) are arranged so that the plurality of cold contacts (T2) do not overlap the corresponding cavities (13) among the plurality of cavities (13). Has been done.
  • the heat capacity between each of the plurality of thermal infrared detectors (4) and the substrate (1) is increased. This makes it possible to further suppress variations in the temperature of the cold contact (T2) for each thermal infrared detection unit (4).
  • the plurality of heater portions (8) are connected from the thickness direction (D1) of the substrate (1). Surrounds the area (10) in a plan view of.
  • the infrared sensor (100; 100A; 100B; 100C; 100D) according to the third aspect includes a plurality of temperature measuring units (9).
  • the plurality of temperature measuring units (9) are arranged in a one-to-one correspondence with the plurality of heater units (8).
  • the substrate (9) is formed by a plurality of temperature measuring units (9) arranged in a one-to-one correspondence with the plurality of heater units (8).
  • the temperature of 1) can be measured.
  • the plurality of heater units (8) are four heater units (8).
  • the thermal infrared detection unit is compared with the case where only two heater units (8) are provided as the plurality of heater units (8). It is possible to further suppress the variation in the temperature of the cold contact (T2) for each (4).
  • the plurality of heater portions (8) are viewed in a plan view from the thickness direction of the substrate (1). It surrounds the area (10).
  • the plurality of heater units (8) are four heater units (8).
  • the plurality of heater portions (8) are arranged so as to be along each of the four sides (14) of the substrate (1) in a plan view from the thickness direction (D1) of the substrate (1). ..
  • the thermal infrared detection unit (4) is compared with the case where only two heater units (8) are provided as the plurality of heater units (8). ), It is possible to further suppress the variation in temperature of the cold contact (T2).
  • a plurality of heater units (8) are connected in parallel.
  • the number of pads (801) and (802) for passing a current through the plurality of heater units (8) can be reduced.
  • each material of the plurality of heater portions (8) is polysilicon containing impurities.
  • infrared sensor (100D) it is possible to further suppress the temperature variation of the cold contact (T2) for each thermal infrared detection unit (4).
  • the plurality of heater portions (8) are of the substrate (1) in a plan view from the thickness direction (D1) of the substrate (1). It is located at each of the four corners.
  • the cold contact (cold contact) for each thermal infrared detection unit (4) It is possible to further suppress the variation in temperature of T2).
  • the infrared sensor (100E) has a plurality of second heater units (82) in addition to the two first heater units (81) as the plurality of heater units (8) in the first or second aspect. ) Is further provided.
  • the plurality of thermal infrared detectors (4) are arranged in a two-dimensional array.
  • the plurality of thermal infrared detection units (4) are orthogonal to the first direction (D11) in which the two first heater units (81) are arranged in a plan view from the thickness direction (D1) of the substrate (1). It includes a plurality of groups of thermal infrared detection units (4) arranged in the second direction (D12).
  • the plurality of second heater units (82) are viewed in a plan view from the thickness direction (D1) of the substrate (1), and are located between groups of thermal infrared detection units (4) adjacent to each other in the first direction (D11). They are located and separated from each other in the first direction (D11).
  • each thermal infrared detection unit (4) is cooled. It is possible to further suppress the variation in the temperature of the contact (T2).
  • the number of pads (801) and (802) for passing a current through the two first heater units (81) and the plurality of second heater units (82) is reduced. it can.
  • each material of the two first heater portions (81) and the plurality of second heater portions (82) is made of polysilicon containing impurities. is there.
  • the two first heaters are compared with the case where the materials of the two first heaters (81) and the plurality of second heaters (82) are made of metal.
  • the TCR of each of the part (81) and the plurality of second heater parts (82) is large.
  • the temperature variation of the two first heater units (81) and the plurality of second heater units (82) is reduced, and the thermal infrared detection unit (4) It is possible to further suppress variations in the temperature of each cold contact (T2).
  • the substrate (1) is a silicon substrate.
  • the infrared sensor device (300) includes an infrared sensor (100; 100A; 100B; 100C; 100D; 100E) and an infrared sensor (100; 100A; 100B) according to any one of the first to twelfth aspects.
  • a signal processing device (200) for processing an output signal of (100C; 100D; 100E) is provided.
  • infrared sensor device (300) it is possible to suppress the temperature variation of the cold contact (T2) for each thermal infrared detection unit (4).
  • the configuration according to the second to twelfth aspects is not an essential configuration for the infrared sensor device (300) and can be omitted as appropriate.
  • Substrate 11 1st main surface 12 2nd main surface 13 Cavity 14 sides 3 Membrane structure 4 Thermal infrared detector 6 Thermopile 8 Heater 81 1st heater 82 2nd heater 9 Temperature measuring unit 100, 100A, 100B , 100C, 100D, 100E Infrared sensor 200 Signal processing device 300 Infrared sensor device D1 Thickness direction D11 1st direction D12 2nd direction T1 Hot contact T2 Cold contact

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Abstract

熱型赤外線検出部ごとの冷接点の温度のばらつきを抑制することが可能とする。膜構造体３は、基板（１）に支持されている。膜構造体（３）は、アレイ状に並んでいる複数の熱型赤外線検出部（４）を有する。複数の熱型赤外線検出部（４）の各々が、複数の温接点（Ｔ１）と複数の冷接点（Ｔ２）とを有するサーモパイル（６）を含んでいる。赤外線センサ（１００）は、複数のヒータ部（８）と、測温部（９）と、を更に備える。複数のヒータ部（８）は、基板（１）の第１主面（１１）上に設けられている。測温部（９）は、基板（１）の第１主面（１１）上に設けられており基板（１）の温度を検出する。複数のヒータ部（８）の各々は、基板（１）の厚さ方向（Ｄ１）からの平面視で、複数の熱型赤外線検出部（４）を含む領域（１０）を介して、複数のヒータ部（８）における１つの他のヒータ部（８）と対向している。

Description

赤外線センサ及びそれを備える赤外線センサ装置
　本開示は、一般に赤外線センサ及びそれを備える赤外線センサ装置に関し、より詳細には、キャビティを有する基板を備えている赤外線センサ、及びそれを備える赤外線センサ装置に関する。
　従来、赤外線センサ（赤外線センサチップ）と、この赤外線センサの出力信号を信号処理するＩＣチップと、赤外線センサ及びＩＣチップが収納されたパッケージと、を備える赤外線センサ装置が知られている（特許文献１）。
　赤外線センサでは、熱型赤外線検出部と画素選択用のスイッチング素子であるＭＯＳトランジスタとを有する複数の画素部が、半導体基板の一表面側において２次元アレイ状に配列されている。熱型赤外線検出部の感温部は、複数個（ここでは、６個）のサーモパイルを直列接続することにより構成されている。
　赤外線センサでは、半導体基板の上記一表面側において熱型赤外線検出部の一部の直下に空洞部（キャビティ）が形成されている。熱型赤外線検出部は、半導体基板の上記一表面側で空洞部の周部に形成された支持部と、半導体基板の上記一表面側で平面視において空洞部を覆う薄膜構造部と、を備えている。
　サーモパイルは、複数の温接点及び複数の冷接点を有する。複数の温接点は、熱型赤外線検出部において空洞部に重なる第１領域に形成されている。複数の冷接点は、熱型赤外線検出部において空洞部に重ならない第２領域に形成されている。
　なお、赤外線センサ装置では、絶対温度を測定するサーミスタもパッケージに収納されている。
　特許文献１に記載された赤外線センサ及び赤外線センサ装置においては、熱型赤外線検出部ごとの冷接点の温度がばらついてしまうことがあった。
特開２０１２－８００３号公報
　本開示の目的は、熱型赤外線検出部ごとの冷接点の温度のばらつきを抑制することが可能な赤外線センサ及びそれを備える赤外線センサ装置を提供することにある。
　本開示の一態様に係る赤外線センサは、基板と、膜構造体と、を備える。前記基板は、第１主面と、厚さ方向において前記第１主面の反対側に位置する第２主面と、を有する。前記膜構造体は、前記基板の前記第１主面側において前記基板に支持されている。前記膜構造体は、アレイ状に並んでいる複数の熱型赤外線検出部を有する。前記複数の熱型赤外線検出部の各々が、複数の温接点と複数の冷接点とを有するサーモパイルを含んでいる。この赤外線センサは、複数のヒータ部と、測温部と、を更に備える。前記複数のヒータ部は、前記基板の前記第１主面上に設けられている。前記測温部は、前記基板の前記第１主面上に設けられており前記基板の温度を検出する。前記複数のヒータ部の各々は、前記基板の厚さ方向からの平面視で、前記複数の熱型赤外線検出部を含む領域を介して、前記複数のヒータ部における１つの他のヒータ部と対向している。
　本開示の一態様に係る赤外線センサ装置は、前記赤外線センサと、前記赤外線センサの出力信号を信号処理する信号処理装置と、を備える。
図１は、実施形態１に係る赤外線センサのレイアウト図である。 同上の赤外線センサを示し、図１のＡ－Ａ線断面図である。 図３は、同上の赤外線センサを備える赤外線センサ装置の断面図である。 図４は、実施形態１の変形例１に係る赤外線センサのレイアウト図である。 図５は、実施形態１の変形例２に係る赤外線センサのレイアウト図である。 図６は、実施形態２に係る赤外線センサのレイアウト図である。 図７は、実施形態３に係る赤外線センサのレイアウト図である。 図８は、実施形態４に係る赤外線センサのレイアウト図である。
　下記の実施形態において説明する図１～８は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
　（実施形態１）
　以下では、実施形態１に係る赤外線センサ１００について、図１及び２に基づいて説明する。
　赤外線センサ１００は、第１主面１１及び第２主面１２を有する基板１と、基板１の第１主面１１側に形成されている複数（例えば、６４個）の検出部（画素部）２と、を備えている。
　第２主面１２は、基板１の厚さ方向Ｄ１（図２参照）において第１主面１１の反対側に位置している。赤外線センサ１００の基板１の厚さ方向Ｄ１からの平面視における赤外線センサ１００の外周形状は、例えば、正方形状である。赤外線センサ１００の外周形状は、正方形状に限らず、例えば、長方形状等でもよい。
　基板１は、シリコン基板である。基板１の第１主面１１は、{１００}面である。例えば、基板１の第１主面１１は、（１００）面である。基板１の第１主面１１は、例えば、{１００}面からのオフ角が０°よりも大きく５°以下の結晶面でもよい。ここにおいて、「オフ角」とは、{１００}面に対する第１主面１１の傾斜角である。したがって、オフ角が０°であれば、第１主面１１は、{１００}面である。
　複数（例えば、６４個）の検出部２は、基板１の第１主面１１側において、アレイ状に配列されている。一例として、複数の検出部２は、１つの基板１の第１主面１１側において、ｍ行ｎ列（ｍ，ｎは自然数）の２次元アレイ状に配列されている。図１に示した例では、ｍ＝８、ｎ＝８であるが、これに限らず、例えば、ｍ＝１６、ｎ＝４であってもよい。
　赤外線センサ１００は、複数の検出部２それぞれの一部を構成する膜構造体３を備えている。膜構造体３は、基板１の第１主面１１側において基板１に支持されている。ここにおいて、膜構造体３は、複数の検出部２に一対一に対応する複数の熱型赤外線検出部４を含んでいる。つまり、複数の熱型赤外線検出部４の各々は、複数の検出部２のうち対応する検出部２に含まれている。したがって、複数の熱型赤外線検出部４は、１つの基板１の第１主面１１側においてアレイ状（ここでは、２次元アレイ状）に配列されている。より詳細には、複数の熱型赤外線検出部４は、１つの基板１の第１主面１１側において、８行８列の２次元アレイ状に配列されている。
　膜構造体３は、シリコン酸化膜３１と、シリコン窒化膜３２と、層間絶縁膜３３と、パッシベーション膜３４と、を含んでいる。膜構造体３では、基板１側からシリコン酸化膜３１、シリコン窒化膜３２、層間絶縁膜３３及びパッシベーション膜３４が、この順に並んでいる。ここにおいて、シリコン酸化膜３１は、基板１に直接的に支持されている。膜構造体３における複数の熱型赤外線検出部４は、シリコン窒化膜３２上に形成されている熱電変換部５を含んでいる。層間絶縁膜３３は、シリコン窒化膜３２の表面側で熱電変換部５を覆っている。層間絶縁膜３３は、例えば、ＢＰＳＧ（Boron Phosphorus Silicon Glass）膜である。パッシベーション膜３４は、例えば、ＰＳＧ（Phospho-Silicate Glass）膜とＰＳＧ膜上に形成されたＮＳＧ（Nondoped Silicate Glass）膜との積層膜である。なお、膜構造体３では、層間絶縁膜３３とパッシベーション膜３４との積層膜において、熱型赤外線検出部４に形成された部分が赤外線吸収膜７０を兼ねている。
　複数の熱型赤外線検出部４の各々は、熱電変換部５を含んでいる。熱電変換部５は、複数（例えば、６個）のサーモパイル６を含んでいる。熱電変換部５では、複数のサーモパイル６が直列接続されている。
　複数の検出部２の各々は、熱型赤外線検出部４と、ＭＯＳトランジスタ７と、を含んでいる。
　複数のＭＯＳトランジスタ７の各々は、画素部選択用のスイッチング素子である。言い換えれば、複数のＭＯＳトランジスタ７の各々は、熱電変換部５の出力電圧を取り出すためのスイッチング素子である。基板１を構成するシリコン基板は、例えば、ｎ形シリコン基板である。そして、複数のＭＯＳトランジスタ７の各々は、ｐ＋形のウェル領域７１、ｎ＋形のドレイン領域７３、ｎ＋形のソース領域７４、ｐ＋＋形のチャネルストッパ領域７２、ゲート絶縁膜７５、ゲート電極７６、ドレイン電極７７、ソース電極７８及びグラウンド用電極７９を有する。ウェル領域７１、ドレイン領域７３、ソース領域７４及びチャネルストッパ領域７２は、基板１に形成されている。ゲート絶縁膜７５は、基板１の第１主面１１上に形成されている。ゲート電極７６は、ゲート絶縁膜７５上に形成されている。ドレイン電極７７は、ドレイン領域７３上に形成されている。ソース電極７８は、ソース領域７４上に形成されている。グラウンド用電極７９は、チャネルストッパ領域７２上に形成されている。
　赤外線センサ１００は、各列の複数（８つ）の検出部２の熱電変換部５の第１端がＭＯＳトランジスタ７を介して各列に共通接続された複数の第１配線（垂直読み出し線）と、各行の複数（８つ）の検出部２のＭＯＳトランジスタ７のゲート電極７６が各行に共通接続された複数の第２配線（水平信号線）と、を備えている。また、赤外線センサ１００は、各列の検出部２のＭＯＳトランジスタ７のウェル領域７１が各列に共通接続された複数の第３配線（グラウンド線）と、各グラウンド線が共通接続された共通グラウンド線（第４配線）と、を備えている。さらに、赤外線センサ１００は、各列の複数の検出部２の熱電変換部５の第２端が各列に共通接続された複数の基準バイアス線（第５配線）を備えている。ここで、ＭＯＳトランジスタ７のゲート電極７６は、複数の第２配線のうち対応する第２配線と接続されている。また、ＭＯＳトランジスタ７のソース電極７８は、熱電変換部５を介して、複数の第５配線のうち対応する第５配線と接続されている。また、ＭＯＳトランジスタ７のドレイン電極７７は、複数の第１配線のうち対応する第１配線と接続されている。よって、赤外線センサ１００では、複数の検出部２の出力電圧を順次読み出すことができる。赤外線センサ１００は、複数の第１配線が一対一に接続された出力用の複数（８つ）の第１パッドと、複数の第２配線が一対一に接続された複数（８つ）の第２パッドと、複数の第３配線が共通接続された第３パッドと、第４配線が共通接続された基準バイアス用の第４パッドと、を備えている。
　また、基板１は、第１主面１１側に、複数の熱型赤外線検出部４に一対一に対応する複数のキャビティ１３を有している。基板１の第１主面１１におけるキャビティ１３の開口形状は、矩形状である。基板１における複数のキャビティ１３の各々は、複数の熱型赤外線検出部４のうち対応する熱型赤外線検出部４の一部の直下に形成されている。これにより、複数の熱型赤外線検出部４の各々の一部は、基板１の厚さ方向Ｄ１において基板１から離れている。熱型赤外線検出部４のうち基板１の厚さ方向Ｄ１の平面視においてキャビティ１３の開口縁よりも内側に位置している部分には、厚さ方向Ｄ１に貫通してキャビティ１３につながる（連通する）複数のスリット４４が形成されている。上述のように赤外線センサ１００では、基板１がシリコン基板であり、基板１におけるキャビティ１３の内側面は、互いに交差する４つの（１１１）面を含んでいる。キャビティ１３は、例えば、四角錐状である。
　複数の熱型赤外線検出部４では、複数のスリット４４が形成されていることにより、基板１の厚さ方向Ｄ１においてキャビティ１３に重なっている部分が６つの領域に区画されており、各領域の各々が、１つのサーモパイル６を含んでいる。
　サーモパイル６は、複数（９個）の熱電対６０を有している。複数の熱電対６０の各々は、ｎ形ポリシリコン配線６１と、ｐ形ポリシリコン配線６２と、ｎ形ポリシリコン配線６１とｐ形ポリシリコン配線６２との第１端同士を電気的に接続している第１接続部６３と、を含んでいる。ｎ形ポリシリコン配線６１及びｐ形ポリシリコン配線６２は、シリコン窒化膜３２上に形成されている。第１接続部６３の材料は、例えば、Ａｌ－Ｓｉ合金である。サーモパイル６は、複数の熱電対６０のうち隣り合う熱電対６０のｎ形ポリシリコン配線６１とｐ形ポリシリコン配線６２との第２端同士を電気的に接続している第２接続部６４を含んでいる。第２接続部６４の材料は、例えば、Ａｌ－Ｓｉ合金である。
　ここで、サーモパイル６では、複数の熱電対６０の各々におけるｎ形ポリシリコン配線６１の第１端とｐ形ポリシリコン配線６２の第１端と第１接続部６３とで１つの温接点Ｔ１を構成している。したがって、サーモパイル６は、複数（９つ）の温接点Ｔ１を含んでいる。また、サーモパイル６では、隣り合う２つの熱電対６０のｎ形ポリシリコン配線６１の第２端とｐ形ポリシリコン配線６２の第２端と第２接続部６４とで１つの冷接点Ｔ２を構成している。したがって、サーモパイル６では、複数（８つ）の冷接点Ｔ２を含んでいる。
　サーモパイル６の各温接点Ｔ１は、基板１の厚さ方向Ｄ１においてキャビティ１３に重なるように配置されており、各冷接点Ｔ２は、基板１の厚さ方向Ｄ１においてキャビティ１３に重ならないように配置されている。つまり、温接点Ｔ１は、熱型赤外線検出部４においてキャビティ１３に重なる第１部分４１に含まれており、冷接点Ｔ２は、熱型赤外線検出部４においてキャビティ１３に重ならない第２部分４２に含まれている。
　複数のキャビティ１３は、基板１に対して、シリコン基板のエッチング速度の結晶面方位依存性を利用した異方性エッチングにより形成されている。基板１の第１主面１１が（１００）面であるので、キャビティ１３の内周面は、互いに交差する４つの（１１１）面を含んでいる。ここにおいて異方性エッチングを行うときのエッチング液は、例えば、所定温度（例えば、８５℃）に加熱したＴＭＡＨ溶液である。エッチング液は、ＴＭＡＨ溶液に限らず、他のアルカリ系溶液（例えば、ＫＯＨ溶液など）を用いてもよい。複数のキャビティ１３の各々の深さは、基板１の厚さよりも小さい。つまり、複数のキャビティ１３は、基板１を貫通していない。
　赤外線センサ１００は、複数（４つ）のヒータ部８と、測温部９と、を更に備える。
　複数のヒータ部８は、基板１の第１主面１１上に設けられている。ここにおいて、複数のヒータ部８は、基板１の第１主面１１上に間接的に設けられている。一例として、複数のヒータ部８は、膜構造体３におけるシリコン窒化膜３２上に形成されているが、これに限らず、例えば、層間絶縁膜３３上又はパッシベーション膜３４上に形成されていてもよい。
　複数のヒータ部８の各々は、基板１の厚さ方向Ｄ１からの平面視で、蛇行した形状であり、より詳細には矩形波状の形状であるが、これに限らず、例えば三角波状の形状でもよい。赤外線センサ１００では、複数のヒータ部８の第１端が互いに異なるパッド８０１に電気的に接続され、複数のヒータ部８の他端が互いに異なるパッド８０２に電気的に接続されている。
　複数のヒータ部８の各々の材料は、例えば、金属であるが、これに限らず、例えば、合金、又は不純物を含むポリシリコンであってもよい。不純物を含むポリシリコンは、不純物をドープしたポリシリコンであり、例えば、ｎ形ポリシリコン又はｐ形ポリシリコンである。ｎ形ポリシリコンの不純物濃度は、サーモパイル６におけるｎ形ポリシリコン配線６１の不純物濃度と同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、ｐ形ポリシリコンの不純物濃度は、サーモパイル６におけるｐ形ポリシリコン配線６２の不純物濃度と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
　複数のヒータ部８の各々は、基板１の厚さ方向Ｄ１からの平面視で、複数の熱型赤外線検出部４を含む領域１０を介して、複数のヒータ部８における１つの他のヒータ部８と対向している。
　４つのヒータ部８は、基板１の厚さ方向Ｄ１からの平面視で、領域１０を取り囲んでいる。ここにおいて、４つのヒータ部８は、基板１の厚さ方向Ｄ１からの平面視で、基板１の４つの辺１４のそれぞれに１つずつ沿うように配置されている。
　測温部９は、基板１の第１主面１１上に設けられており基板１の温度を検出する。ここにおいて、測温部９は、基板１の第１主面１１上に間接的に設けられている。一例として、測温部９は、膜構造体３におけるシリコン窒化膜３２上に形成されているが、これに限らず、例えば、層間絶縁膜３３上又はパッシベーション膜３４上に形成されていてもよい。また、測温部９は、基板１の第１主面１１上に直接的に形成されていてもよい。測温部９は、例えば、薄膜サーミスタ素子であるが、これに限定されない。
　赤外線センサ１００は、測温部９を複数（４つ）備える。複数の測温部９は、複数のヒータ部８に一対一に対応して配置されている。ここにおいて、複数の測温部９は、複数のヒータ部８のうち対応する１つのヒータ部８の近傍に配置されている。
　次に、赤外線センサ１００を備える赤外線センサ装置３００について、図３を参照して説明する。
　赤外線センサ装置３００は、赤外線センサ１００と、赤外線センサ１００の出力信号を信号処理する信号処理装置２００と、を備える。信号処理装置２００は、例えば、ＩＣチップである。
　赤外線センサ装置３００は、パッケージ２６０を更に備える。パッケージ２６０は、赤外線センサ１００及び信号処理装置２００を収納している。
　パッケージ２６０は、パッケージ本体２６１と、パッケージ蓋２６２と、を有する。
　パッケージ本体２６１は、赤外線センサ１００と信号処理装置２００とが実装されている。パッケージ本体２６１は、セラミック基板であり、配線用の導体部等が設けられている。
　パッケージ蓋２６２は、パッケージ本体２６１側の一面が開放された箱状に形成されている。パッケージ蓋２６２は、キャップ２６３と、レンズ２６４と、を含んでいる。キャップ２６３の材料は、例えば、金属である。キャップ２６３は、パッケージ本体２６１に接合されている。キャップ２６３は、赤外線センサ１００の基板１の厚さ方向Ｄ１において赤外線センサ１００に重なる領域に形成された貫通孔２６５を有している。レンズ２６４は、キャップ２６３の貫通孔２６５を塞いでいる。レンズ２６４の材料は、例えば、シリコンである。レンズ２６４は、キャップ２６３に接合されている。レンズ２６４とキャップ２６３とを接合している接合材料は、導電性材料である。レンズ２６４は、例えば、非球面レンズである。
　実施形態１に係る赤外線センサ装置３００では、パッケージ２６０の内部空間の雰囲気が、ドライ窒素雰囲気である。
　信号処理装置２００は、第１の増幅回路と、第２の増幅回路と、第１マルチプレクサと、第２マルチプレクサと、第１Ａ／Ｄ変換回路と、第２Ａ／Ｄ変換回路と、演算部と、メモリと、制御回路と、を有する。
　第１の増幅回路は、赤外線センサ１００の出力電圧を増幅する。第２の増幅回路は、測温部９の出力電圧を増幅する。第１マルチプレクサは、赤外線センサ１００の複数の検出部２の熱電変換部５の出力電圧を択一的に第１の増幅回路に入力させる。第２マルチプレクサは、赤外線センサ１００の複数の測温部９の出力電圧を択一的に第２の増幅回路に入力させる。第１Ａ／Ｄ変換回路は、第１の増幅回路にて増幅された赤外線センサ１００の出力電圧をディジタル値に変換する。第２Ａ／Ｄ変換回路は、第２の増幅回路にて増幅された測温部９の出力電圧をディジタル値に変換する。
　制御回路は、赤外線センサ１００の複数のＭＯＳトランジスタ７を制御する。また、制御回路は、複数の測温部９の出力電圧が同じになるように複数のヒータ部８を制御する。
　演算部は、赤外線センサ１００の出力電圧に対応して第１Ａ／Ｄ変換回路から出力されるディジタル値と、測温部９の出力電圧に対応して第２Ａ／Ｄ変換回路から出力されるディジタル値と、を用いて所定の演算式により赤外線センサ装置３００の検知エリア内の物体の温度を演算する。ここにおいて、物体の温度をＴoとし、赤外線センサ１００の出力電圧をＶoutとし、赤外線センサ１００の温度（複数の測温部９の出力電圧の平均値）をＴsとすると、演算式は、例えば、下記の数式である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　メモリは、演算部での演算に利用するデータ等を記憶している。
　なお、赤外線センサ装置３００は、パッケージ本体２６１上で信号処理装置２００よりも赤外線センサ１００の近くに位置するチップ型サーミスタを備え、演算部において赤外線センサ１００の出力電圧とチップ型サーミスタの出力電圧とを用いて物体の温度を演算してもよい。
　赤外線センサ装置３００の検知エリアは、赤外線センサ１００の受光面側に配置されているレンズ２６４の形状等によって決まる。赤外線センサ１００の受光面は、赤外線センサ１００の外部からの赤外線が入射する面であり、例えば、膜構造体３における基板１側とは反対側の面である。
　実施形態１に係る赤外線センサ１００では、測温部９は、基板１の第１主面１１上に設けられており基板１の温度を検出する。また、実施形態１に係る赤外線センサ１００では、複数のヒータ部８の各々は、基板１の厚さ方向Ｄ１からの平面視で、複数の熱型赤外線検出部４を含む領域１０を介して、複数のヒータ部８における１つの他のヒータ部８と対向している。これにより、実施形態１に係る赤外線センサ１００及び赤外線センサ装置３００では、熱型赤外線検出部４ごとの冷接点Ｔ２の温度のばらつきを抑制することが可能となる。ここで、赤外線センサ１００及び赤外線センサ装置３００では、信号処理装置２００の制御回路において、複数の測温部９の出力電圧に基づいて複数のヒータ部８に流す電流を制御することで基板１の温度分布の均一化を図れ、熱型赤外線検出部４ごとの冷接点Ｔ２の温度のばらつきを抑制することが可能となる。
　（実施形態１の変形例１）
　実施形態１の変形例１に係る赤外線センサ１００Ａについて、図４を参照して説明する。変形例１に係る赤外線センサ１００Ａに関し、実施形態１に係る赤外線センサ１００と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
　実施形態１に係る赤外線センサ１００では、各ヒータ部８が、列方向又は行方向に並んでいる８つの熱型赤外線検出部４のうち一部（図示例では４つ）の熱型赤外線検出部４に対向するように配置されている。これに対して、変形例１に係る赤外線センサ１００Ａでは、各ヒータ部８が、列方向又は行方向に並んでいる８つの熱型赤外線検出部４の全部に対向するように配置されている。これにより、変形例１に係る赤外線センサ１００Ａでは、熱型赤外線検出部４ごとの冷接点Ｔ２の温度のばらつきを、より抑制することが可能となる。
　（実施形態１の変形例２）
　実施形態１の変形例２に係る赤外線センサ１００Ｂについて、図５を参照して説明する。変形例２に係る赤外線センサ１００Ｂに関し、実施形態１に係る赤外線センサ１００と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
　変形例２に係る赤外線センサ１００Ｂでは、複数のヒータ部８の各々が、直列接続された２つのヒータ要素８０を含んでいる。２つのヒータ要素８０は、基板１の１つの辺１４に沿った方向に並んでいる。これにより、変形例２に係る赤外線センサ１００Ｂでは、熱型赤外線検出部４ごとの冷接点Ｔ２の温度のばらつきを、より抑制することが可能となる。
　（実施形態２）
　以下、実施形態２に係る赤外線センサ１００Ｃについて、図６を参照して説明する。実施形態２に係る赤外線センサ１００Ｃに関し、実施形態１に係る赤外線センサ１００と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
　実施形態２に係る赤外線センサ１００Ｃでは、複数のヒータ部８は、基板１の厚さ方向Ｄ１（図２参照）からの平面視で、基板１の四隅に１つずつ位置している。したがって、実施形態２に係る赤外線センサ１００Ｃでは、複数のヒータ部８の各々は、基板１の厚さ方向Ｄ１からの平面視で、複数の熱型赤外線検出部４を含む領域１０を介して、複数のヒータ部８における１つの他のヒータ部８と対向している。これにより、実施形態２に係る赤外線センサ１００Ｃ、及び、赤外線センサ１００の代わりに赤外線センサ１００Ｃを備える赤外線センサ装置３００（図３参照）では、熱型赤外線検出部４ごとの冷接点Ｔ２の温度のばらつきを抑制することが可能となる。また、赤外線センサ１００Ｃでは、実施形態１で説明した第１パッド、第２パッド、第３パッド及び第４パッド等の配置の自由度が高くなる。
　（実施形態３）
　以下、実施形態３に係る赤外線センサ１００Ｄについて、図７を参照して説明する。実施形態３に係る赤外線センサ１００Ｄに関し、実施形態１に係る赤外線センサ１００と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
　実施形態３に係る赤外線センサ１００Ｄでは、複数（４つ）のヒータ部８が並列接続されている。赤外線センサ１００Ｄでは、４つのヒータ部８の第１端が１つのパッド８０１に共通接続され、４つのヒータ部８の第２端が１つのパッド８０２に共通接続されている。
　赤外線センサ１００Ｄでは、複数のヒータ部８の各々の材料は、例えば、不純物を含むポリシリコンである。したがって、赤外線センサ１００Ｄでは、複数のヒータ部８の各々のＴＣＲ（Temperature Coefficient of Resistance）の値が、複数のヒータ部８の各々の材料が金属である場合のＴＣＲの値よりも大きい。よって、赤外線センサ１００Ｄでは、複数のヒータ部８の各々について温度変化に対する抵抗値の変化が大きくなる。これにより、赤外線センサ１００Ｄでは、４つのヒータ部８の温度のばらつきがあると、抵抗値にばらつきが生じ、抵抗値が低いヒータ部８ほど電流が流れて温度が上昇しやすくなる。よって、赤外線センサ１００Ｄでは、熱型赤外線検出部４ごとの冷接点Ｔ２の温度のばらつきを、より抑制することが可能となる。赤外線センサ１００の代わりに赤外線センサ１００Ｄを備える赤外線センサ装置３００では、信号処理装置２００の制御回路において、複数の測温部９の出力電圧に基づいて複数のヒータ部８に流す電流を制御することで基板１の温度分布の均一化を図れ、熱型赤外線検出部４ごとの冷接点Ｔ２の温度のばらつきを抑制することが可能となる。
　（実施形態４）
　以下、実施形態４に係る赤外線センサ１００Ｅについて、図８を参照して説明する。実施形態４に係る赤外線センサ１００Ｅに関し、実施形態１に係る赤外線センサ１００と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
　実施形態４に係る赤外線センサ１００Ｅは、複数のヒータ部８としての２つの第１ヒータ部８１とは別に複数の第２ヒータ部８２を更に備える。
　複数の熱型赤外線検出部４は、基板１の厚さ方向Ｄ１（図２参照）からの平面視で、２つの第１ヒータ部８１の並んでいる第１方向Ｄ１１に直交する第２方向Ｄ１２に並んでいる熱型赤外線検出部４の群を複数含んでいる。複数の第２ヒータ部８２は、基板１の厚さ方向Ｄ１からの平面視で、第１方向Ｄ１１において隣り合う熱型赤外線検出部４の群の間に位置し、第１方向Ｄ１１において互いに離れている。
　赤外線センサ１００Ｅでは、２つの第１ヒータ部８１及び複数の第２ヒータ部８２が並列接続されている。
　赤外線センサ１００Ｅでは、２つの第１ヒータ部８１及び複数の第２ヒータ部８２の各々の材料は、不純物を含むポリシリコンである。
　赤外線センサ１００Ｅでは、２つの第１ヒータ部８１及び複数の第２ヒータ部８２の各々の材料が金属である場合と比べて、２つの第１ヒータ部８１及び複数の第２ヒータ部８２の各々のＴＣＲが大きい。これにより、赤外線センサ１００Ｅでは、２つの第１ヒータ部８１及び複数の第２ヒータ部８２の温度のばらつきがあると、抵抗値にばらつきが生じ、抵抗値が低いほど電流が流れて温度が上昇しやすくなる。よって、赤外線センサ１００Ｅでは、２つの第１ヒータ部８１及び複数の第２ヒータ部８２の温度のばらつきが低減され、熱型赤外線検出部４ごとの冷接点Ｔ２の温度のばらつきを、より抑制することが可能となる。
　（その他の変形例）
　上記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
　例えば、複数の検出部２の数及び配列は、上述の例に限らない。例えば、複数の検出部２は、アレイ状に配列されていればよく、２次元アレイ状に限らず、１次元アレイ状又はハニカムアレイ状に配列されていてもよい。
　また、熱電変換部５における複数のサーモパイル６の接続関係は、上記の例に限らない。すなわち、熱電変換部５は、複数のサーモパイル６の全てが直列接続されている構成に限らず、複数のサーモパイル６が並列接続されててる構成でもよいし、複数のサーモパイル６が直並列接続されている構成であってもよい。また、熱電変換部５におけるサーモパイル６の数は複数に限らず、例えば、１つでもよい。
　複数のヒータ部８は、基板１の第１主面１１上に間接的に設けられている例に限らず、基板１の第１主面１１上に直接的に設けられていてもよい。
　また、基板１は、シリコン基板に限らず、例えば、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板、金属基板等であってもよい。
　また、複数のヒータ部８は、４つのヒータ部８に限らず、例えば、２つのヒータ部８であってもよい。
　また、赤外線センサ１００では、各検出部２の各々がＭＯＳトランジスタ７を含んでいるが、これに限らず、ＭＯＳトランジスタ７は、各検出部２以外に設けられていてもよい。また、各ＭＯＳトランジスタ７は、赤外線センサ１００に必須の構成要素ではない。
　また、赤外線センサ装置３００では、パッケージ２６０の内部空間の雰囲気が真空雰囲気であってもよい。
　信号処理装置２００は、１つの電子部品により構成される場合に限らず、複数の電子部品を含んで構成されていてもよい。
　（態様）
　以上説明した実施形態等から以下の態様が開示されている。
　第１の態様に係る赤外線センサ（１００；１００Ａ；１００Ｂ；１００Ｃ；１００Ｄ；１００Ｅ）は、基板（１）と、膜構造体（３）と、を備える。基板（１）は、第１主面（１１）と、厚さ方向（Ｄ１）において第１主面（１１）の反対側に位置する第２主面（１２）と、を有する。膜構造体（３）は、基板（１）の第１主面（１１）側において基板（１）に支持されている。膜構造体（３）は、アレイ状に並んでいる複数の熱型赤外線検出部（４）を有する。複数の熱型赤外線検出部（４）の各々が、複数の温接点（Ｔ１）と複数の冷接点（Ｔ２）とを有するサーモパイル（６）を含んでいる。この赤外線センサ（１００；１００Ａ；１００Ｂ；１００Ｃ；１００Ｄ；１００Ｅ）は、複数のヒータ部（８）と、測温部（９）と、を更に備える。複数のヒータ部（８）は、基板（１）の第１主面（１１）上に設けられている。測温部（９）は、基板（１）の第１主面（１１）上に設けられており基板（１）の温度を検出する。複数のヒータ部（８）の各々は、基板（１）の厚さ方向（Ｄ１）からの平面視で、複数の熱型赤外線検出部（４）を含む領域（１０）を介して、複数のヒータ部（８）における１つの他のヒータ部（８）と対向している。
　第１の態様に係る赤外線センサ（１００；１００Ａ；１００Ｂ；１００Ｃ；１００Ｄ；１００Ｅ）では、熱型赤外線検出部（４）ごとの冷接点（Ｔ２）の温度のばらつきを抑制することが可能となる。
　第２の態様に係る赤外線センサ（１００；１００Ａ；１００Ｂ；１００Ｃ；１００Ｄ；１００Ｅ）では、第１の態様において、基板（１）は、第１主面（１１）側に、複数の熱型赤外線検出部（４）に一対一に対応する複数のキャビティ（１３）を有する。複数の熱型赤外線検出部（４）の各々では、複数のキャビティ（１３）のうち対応するキャビティ（１３）に複数の温接点（Ｔ１）が重なるように複数の温接点（Ｔ１）が配置されている。複数の熱型赤外線検出部（４）の各々では、複数のキャビティ（１３）のうち対応するキャビティ（１３）に複数の冷接点（Ｔ２）が重ならないように複数の冷接点（Ｔ２）が配置されている。
　第２の態様に係る赤外線センサ（１００；１００Ａ；１００Ｂ；１００Ｃ；１００Ｄ；１００Ｅ）では、複数の熱型赤外線検出部（４）の各々と基板（１）との間の熱容量をより大きくすることが可能となり、熱型赤外線検出部（４）ごとの冷接点（Ｔ２）の温度のばらつきを、より抑制することが可能となる。
　第３の態様に係る赤外線センサ（１００；１００Ａ；１００Ｂ；１００Ｃ；１００Ｄ）では、第１又は２の態様において、複数のヒータ部（８）は、基板（１）の厚さ方向（Ｄ１）からの平面視で、領域（１０）を取り囲んでいる。第３の態様に係る赤外線センサ（１００；１００Ａ；１００Ｂ；１００Ｃ；１００Ｄ）は、測温部（９）を複数備える。複数の測温部（９）は、複数のヒータ部（８）に一対一に対応して配置されている。
　第３の態様に係る赤外線センサ（１００；１００Ａ；１００Ｂ；１００Ｃ；１００Ｄ）では、複数のヒータ部（８）に一対一に対応して配置されている複数の測温部（９）により基板（１）の温度を測定することができる。
　第４の態様に係る赤外線センサ（１００；１００Ａ；１００Ｂ；１００Ｃ；１００Ｄ）では、第３の態様において、複数のヒータ部（８）は、４つのヒータ部（８）である。
　第４の態様に係る赤外線センサ（１００；１００Ａ；１００Ｂ；１００Ｃ；１００Ｄ）では、複数のヒータ部（８）として２つのヒータ部（８）しか備えていない場合と比べて、熱型赤外線検出部（４）ごとの冷接点（Ｔ２）の温度のばらつきを、より抑制することが可能となる。
　第５の態様に係る赤外線センサ（１００；１００Ａ；１００Ｂ；１００Ｄ）では、第１又は２の態様において、複数のヒータ部（８）は、基板（１）の厚さ方向からの平面視で、領域（１０）を取り囲んでいる。複数のヒータ部（８）は、４つのヒータ部（８）である。複数のヒータ部（８）は、基板（１）の厚さ方向（Ｄ１）からの平面視で、基板（１）の４つの辺（１４）のそれぞれに１つずつ沿うように配置されている。
　第５の態様に係る赤外線センサ（１００；１００Ａ；１００Ｂ；１００Ｄ）では、複数のヒータ部（８）として２つのヒータ部（８）しか備えていない場合と比べて、熱型赤外線検出部（４）ごとの冷接点（Ｔ２）の温度のばらつきを、より抑制することが可能となる。
　第６の態様に係る赤外線センサ（１００Ｄ）では、第５の態様において、複数のヒータ部（８）が並列接続されている。
　第６の態様に係る赤外線センサ（１００Ｄ）では、複数のヒータ部（８）に電流を流すためのパッド（８０１）及び（８０２）の数を低減できる。
　第７の態様に係る赤外線センサ（１００Ｄ）では、第６の態様において、複数のヒータ部（８）の各々の材料は、不純物を含むポリシリコンである。
　第７の態様に係る赤外線センサ（１００Ｄ）では、熱型赤外線検出部（４）ごとの冷接点（Ｔ２）の温度のばらつきを、より抑制することが可能となる。
　第８の態様に係る赤外線センサ（１００Ｃ）では、第３の態様において、複数のヒータ部（８）は、基板（１）の厚さ方向（Ｄ１）からの平面視で、基板（１）の四隅に１つずつ位置している。
　第８の態様に係る赤外線センサ（１００Ｃ）では、複数のヒータ部（８）として２つのヒータ部（８）しか備えていない場合と比べて、熱型赤外線検出部（４）ごとの冷接点（Ｔ２）の温度のばらつきを、より抑制することが可能となる。
　第９の態様に係る赤外線センサ（１００Ｅ）は、第１又は２の態様において、複数のヒータ部（８）としての２つの第１ヒータ部（８１）とは別に複数の第２ヒータ部（８２）を更に備える。複数の熱型赤外線検出部（４）は、２次元アレイ状に並んでいる。複数の熱型赤外線検出部（４）は、基板（１）の厚さ方向（Ｄ１）からの平面視で、２つの第１ヒータ部（８１）の並んでいる第１方向（Ｄ１１）に直交する第２方向（Ｄ１２）に並んでいる熱型赤外線検出部（４）の群を複数含んでいる。複数の第２ヒータ部（８２）は、基板（１）の厚さ方向（Ｄ１）からの平面視で、第１方向（Ｄ１１）において隣り合う熱型赤外線検出部（４）の群の間に位置し、第１方向（Ｄ１１）において互いに離れている。
　第９の態様に係る赤外線センサ（１００Ｅ）では、複数のヒータ部（８）として２つの第１ヒータ部（８１）しか備えていない場合と比べて、熱型赤外線検出部（４）ごとの冷接点（Ｔ２）の温度のばらつきを、より抑制することが可能となる。
　第１０の態様に係る赤外線センサ（１００Ｅ）では、第９の態様において、２つの第１ヒータ部（８１）及び複数の第２ヒータ部（８２）が並列接続されている。
　第１０の態様に係る赤外線センサ（１００Ｅ）では、２つの第１ヒータ部（８１）及び複数の第２ヒータ部（８２）に電流を流すためのパッド（８０１）及び（８０２）の数を低減できる。
　第１１の態様に係る赤外線センサ（１００Ｅ）では、第１０の態様において、２つの第１ヒータ部（８１）及び複数の第２ヒータ部（８２）の各々の材料は、不純物を含むポリシリコンである。
　第１１の態様に係る赤外線センサ（１００Ｅ）では、２つの第１ヒータ部（８１）及び複数の第２ヒータ部（８２）の各々の材料が金属である場合と比べて、２つの第１ヒータ部（８１）及び複数の第２ヒータ部（８２）の各々のＴＣＲが大きい。これにより、第１１の態様に係る赤外線センサ（１００Ｅ）では、２つの第１ヒータ部（８１）及び複数の第２ヒータ部（８２）の温度のばらつきがあると、抵抗値にばらつきが生じ、抵抗値が低いほど電流が流れて温度が上昇しやすくなる。よって、第１１の態様に係る赤外線センサ（１００Ｅ）では、２つの第１ヒータ部（８１）及び複数の第２ヒータ部（８２）の温度のばらつきが低減され、熱型赤外線検出部（４）ごとの冷接点（Ｔ２）の温度のばらつきを、より抑制することが可能となる。
　第１２の態様に係る赤外線センサ（１００；１００Ａ；１００Ｂ；１００Ｃ；１００Ｄ；１００Ｅ）では、第１～１１の態様のいずれか一つにおいて、基板（１）は、シリコン基板である。
　第１３の態様に係る赤外線センサ装置（３００）は、第１～１２の態様のいずれか一つの赤外線センサ（１００；１００Ａ；１００Ｂ；１００Ｃ；１００Ｄ；１００Ｅ）と、赤外線センサ（１００；１００Ａ；１００Ｂ；１００Ｃ；１００Ｄ；１００Ｅ）の出力信号を信号処理する信号処理装置（２００）と、を備える。
　第１３の態様に係る赤外線センサ装置（３００）では、熱型赤外線検出部（４）ごとの冷接点（Ｔ２）の温度のばらつきを抑制することが可能となる。
　第２～１２の態様に係る構成については、赤外線センサ装置（３００）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
　１　基板
　１１　第１主面
　１２　第２主面
　１３　キャビティ
　１４　辺
　３　膜構造体
　４　熱型赤外線検出部
　６　サーモパイル
　８　ヒータ部
　８１　第１ヒータ部
　８２　第２ヒータ部
　９　測温部
　１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ　赤外線センサ
　２００　信号処理装置
　３００　赤外線センサ装置
　Ｄ１　厚さ方向
　Ｄ１１　第１方向
　Ｄ１２　第２方向
　Ｔ１　温接点
　Ｔ２　冷接点

Claims (13)

  1. 　第１主面と厚さ方向において前記第１主面の反対側に位置する第２主面とを有する基板と、
    　前記基板の前記第１主面側において前記基板に支持されている膜構造体と、を備え、
    　前記膜構造体は、アレイ状に並んでおり、各々が複数の温接点と複数の冷接点とを有するサーモパイルを含んでいる複数の熱型赤外線検出部を有し、
    　前記基板の前記第１主面上に設けられている複数のヒータ部と、
    　前記基板の前記第１主面上に設けられており前記基板の温度を検出する測温部と、を更に備え、
    　前記複数のヒータ部の各々は、前記基板の厚さ方向からの平面視で、前記複数の熱型赤外線検出部を含む領域を介して、前記複数のヒータ部における１つの他のヒータ部と対向している、
    　赤外線センサ。
  2. 　前記基板は、前記第１主面側に、前記複数の熱型赤外線検出部に一対一に対応する複数のキャビティを有し、
    　前記複数の熱型赤外線検出部の各々では、前記複数のキャビティのうち対応するキャビティに前記複数の温接点が重なるように前記複数の温接点が配置され、
    　前記複数の熱型赤外線検出部の各々では、前記複数のキャビティのうち対応するキャビティに前記複数の冷接点が重ならないように前記複数の冷接点が配置されている、
    　請求項１に記載の赤外線センサ。
  3. 　前記複数のヒータ部は、前記基板の厚さ方向からの平面視で、前記領域を取り囲んでおり、
    　前記測温部を複数備え、
    　前記複数の測温部は、前記複数のヒータ部に一対一に対応して配置されている、
    　請求項１又は２に記載の赤外線センサ。
  4. 　前記複数のヒータ部は、４つのヒータ部である、
    　請求項３に記載の赤外線センサ。
  5. 　前記複数のヒータ部は、前記基板の厚さ方向からの平面視で、前記領域を取り囲んでおり、
    　前記複数のヒータ部は、４つのヒータ部であり、
    　前記複数のヒータ部は、前記基板の厚さ方向からの平面視で、前記基板の４つの辺のそれぞれに１つずつ沿うように配置されている、
    　請求項１又は２に記載の赤外線センサ。
  6. 　前記複数のヒータ部が並列接続されている、
    　請求項５に記載の赤外線センサ。
  7. 　前記複数のヒータ部の各々の材料は、不純物を含むポリシリコンである、
    　請求項６に記載の赤外線センサ。
  8. 　前記複数のヒータ部は、前記基板の厚さ方向からの平面視で、前記基板の四隅に１つずつ位置している、
    　請求項３に記載の赤外線センサ。
  9. 　前記複数のヒータ部としての２つの第１ヒータ部とは別に複数の第２ヒータ部を更に備え、
    　前記複数の熱型赤外線検出部は、２次元アレイ状に並んでおり、
    　前記複数の熱型赤外線検出部は、前記基板の前記厚さ方向からの平面視で、前記２つの第１ヒータ部の並んでいる第１方向に直交する第２方向に並んでいる熱型赤外線検出部の群を複数含んでおり、
    　前記複数の第２ヒータ部は、前記基板の前記厚さ方向からの平面視で、前記第１方向において隣り合う熱型赤外線検出部の群の間に位置し、前記第１方向において互いに離れている、
    　請求項１又は２に記載の赤外線センサ。
  10. 　前記２つの第１ヒータ部及び前記複数の第２ヒータ部が並列接続されている、
    　請求項９に記載の赤外線センサ。
  11. 　前記２つの第１ヒータ部及び前記複数の第２ヒータ部の各々の材料は、不純物を含むポリシリコンである、
    　請求項１０に記載の赤外線センサ。
  12. 　前記基板は、シリコン基板である、
    　請求項１～１１のいずれか一項に記載の赤外線センサ。
  13. 　請求項１～１２のいずれか一項に記載の赤外線センサと、
    　前記赤外線センサの出力信号を信号処理する信号処理装置と、を備える、
    　赤外線センサ装置。
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