JPH07209089A - 赤外線センサ - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H10F30/22—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes
- H10F30/227—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes the potential barrier being a Schottky barrier
-
- 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
- G01J5/20—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using resistors, thermistors or semiconductors sensitive to radiation, e.g. photoconductive devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/10—Semiconductor bodies
- H10F77/14—Shape of semiconductor bodies; Shapes, relative sizes or dispositions of semiconductor regions within semiconductor bodies
- H10F77/147—Shapes of bodies
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 サーミスタ定数の大きな赤外線検知手段を用
いることによって、微弱な赤外線をも高精度で測定でき
る高感度な赤外線センサを提供する。 【構成】 本発明による赤外線センサは、空洞部を有
し、この空洞部上に形成された絶縁性の薄膜上に半導体
材料と金属材料とのショットキー接合による感温部が設
けられたセンサ基板と、このセンサ基板の前記空洞部を
覆い、前記感温部の周囲を真空に保持する真空封止手段
とを備えている。
いることによって、微弱な赤外線をも高精度で測定でき
る高感度な赤外線センサを提供する。 【構成】 本発明による赤外線センサは、空洞部を有
し、この空洞部上に形成された絶縁性の薄膜上に半導体
材料と金属材料とのショットキー接合による感温部が設
けられたセンサ基板と、このセンサ基板の前記空洞部を
覆い、前記感温部の周囲を真空に保持する真空封止手段
とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非接触で対象物の温度
を測定する赤外線センサに関する。
を測定する赤外線センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、対象とする物質が赤外線により感
温部を加熱し、その温度上昇から物質の温度を測定する
ことが行なわれており、このような赤外線センサを小型
化、高感度化する種々の提案がされている。特に、対象
物の温度が室温近傍あるいはそれ以上の場合には受光で
きる赤外線がごく微弱であるため、サーミスタ型の温度
検知手段を用いた場合にはサーミスタ定数の高いセンサ
を利用すると共に、センサの熱容量を低減し、また受光
した赤外線のエネルギーをできるだけ逸脱させない工夫
が必要である。
温部を加熱し、その温度上昇から物質の温度を測定する
ことが行なわれており、このような赤外線センサを小型
化、高感度化する種々の提案がされている。特に、対象
物の温度が室温近傍あるいはそれ以上の場合には受光で
きる赤外線がごく微弱であるため、サーミスタ型の温度
検知手段を用いた場合にはサーミスタ定数の高いセンサ
を利用すると共に、センサの熱容量を低減し、また受光
した赤外線のエネルギーをできるだけ逸脱させない工夫
が必要である。
【０００３】この後者の効果を狙ったものとして、感温
部から失われる熱エネルギーの量をできるだけ少なくす
るため、該感温部を微小な架橋部上に形成し、さらに感
温部の周囲を真空に気密封止する手段を備え、空気への
熱の伝達を極力抑えるようにすることが考えられる。
部から失われる熱エネルギーの量をできるだけ少なくす
るため、該感温部を微小な架橋部上に形成し、さらに感
温部の周囲を真空に気密封止する手段を備え、空気への
熱の伝達を極力抑えるようにすることが考えられる。
【０００４】しかし、赤外線を検知する手段としては、
サーモパイル型、焦電型、あるいはアモルファスゲルマ
ニウム、アモルファスシリコン、多結晶ゲルマニウム、
多結晶シリコン等の膜の電気抵抗が温度により変化する
ことを利用しており、センサの小型化には適しているも
のの、この手段を用いた場合には、サーミスタ定数（Ｂ
定数）は３５００Ｋ程度の値が得られるが、赤外線セン
サを小型化し、かつ高感度化し得るためには、該感度
は、なお十分とは言えないものである。
サーモパイル型、焦電型、あるいはアモルファスゲルマ
ニウム、アモルファスシリコン、多結晶ゲルマニウム、
多結晶シリコン等の膜の電気抵抗が温度により変化する
ことを利用しており、センサの小型化には適しているも
のの、この手段を用いた場合には、サーミスタ定数（Ｂ
定数）は３５００Ｋ程度の値が得られるが、赤外線セン
サを小型化し、かつ高感度化し得るためには、該感度
は、なお十分とは言えないものである。
【０００５】さらに赤外線に対する感度を高めるための
手段として、ｐｎ接合ダイオードを用いたもの（特開平
５−１４２０３９号公報および文献（Technical Digest
of9th Sensor Symposium, 1990. pp. 71-74)）やショ
ットキー接合温度センサなるものが開示されている（特
開平５−４００６４号公報）。
手段として、ｐｎ接合ダイオードを用いたもの（特開平
５−１４２０３９号公報および文献（Technical Digest
of9th Sensor Symposium, 1990. pp. 71-74)）やショ
ットキー接合温度センサなるものが開示されている（特
開平５−４００６４号公報）。
【０００６】前者は、ｐｎ接合ダイオードを順方向にバ
イアスしたときの温度特性を利用したものであるが、順
方向電圧の温度係数は−１．６ｍＶ／℃、感度３３Ｖ／
Ｗに留まっており、感度の点でまだ不十分であった。
イアスしたときの温度特性を利用したものであるが、順
方向電圧の温度係数は−１．６ｍＶ／℃、感度３３Ｖ／
Ｗに留まっており、感度の点でまだ不十分であった。
【０００７】一方、後者はショットキー接合に逆方向電
圧を印加し、そのときに流れる逆方向飽和電流が温度に
よって大きく変化することを利用したものである。等価
サーミスタ定数は約７６００Ｋと、非常に高い値が得ら
れており、これにより従来のサーミスタ型赤外線センサ
より２倍以上の感度が得られる可能性が示唆されてい
た。しかし、該発明によれば、ショットキー接合ダイオ
ードは単結晶シリコン基板を用いて作製されている。微
弱な赤外線によって加熱するにはその熱容量は大きす
ぎ、ダイオード部の温度が十分には上昇しないため、高
感度な赤外線センサを得るまでには至っていなかった。
圧を印加し、そのときに流れる逆方向飽和電流が温度に
よって大きく変化することを利用したものである。等価
サーミスタ定数は約７６００Ｋと、非常に高い値が得ら
れており、これにより従来のサーミスタ型赤外線センサ
より２倍以上の感度が得られる可能性が示唆されてい
た。しかし、該発明によれば、ショットキー接合ダイオ
ードは単結晶シリコン基板を用いて作製されている。微
弱な赤外線によって加熱するにはその熱容量は大きす
ぎ、ダイオード部の温度が十分には上昇しないため、高
感度な赤外線センサを得るまでには至っていなかった。
【０００８】架橋構造上に設計通りの形状で単結晶シリ
コンを形成することは難しく、また、単結晶シリコンが
形成できたとしても、その単結晶シリコン中にフォトリ
ソグラフィーでパターニングを施すことはさらに困難だ
と考えられる。
コンを形成することは難しく、また、単結晶シリコンが
形成できたとしても、その単結晶シリコン中にフォトリ
ソグラフィーでパターニングを施すことはさらに困難だ
と考えられる。
【０００９】すなわち、架橋構造上で半導体素子を形成
するには、多結晶あるいはアモルファスなどの半導体材
料を用いる必要がある。
するには、多結晶あるいはアモルファスなどの半導体材
料を用いる必要がある。
【００１０】一方、ショットキー接合ダイオードは専ら
単結晶シリコンのみを用いて作製されており、架橋構造
体の上に成膜した、アモルファス材料や多結晶材料を用
いた例は報告されていなかった。
単結晶シリコンのみを用いて作製されており、架橋構造
体の上に成膜した、アモルファス材料や多結晶材料を用
いた例は報告されていなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとすべき課題】本発明は、かかる問
題点に鑑みてなされたもので、その目的は、サーミスタ
定数の大きな赤外線検知手段を用いることによって、微
弱な赤外線をも高精度で測定できる高感度な赤外線セン
サを提供することにある。
題点に鑑みてなされたもので、その目的は、サーミスタ
定数の大きな赤外線検知手段を用いることによって、微
弱な赤外線をも高精度で測定できる高感度な赤外線セン
サを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の目的
は、（１） 空洞部を有し、該空洞部上に形成された絶
縁性の薄膜部に半導体材料と金属材料とのショットキー
接合による感温部が設けられたセンサ基板と、このセン
サ基板の前記空洞部を覆い、前記感温部の周囲を真空に
保持する真空封止手段とを備えていることを特徴とする
赤外線センサにより達成される。
は、（１） 空洞部を有し、該空洞部上に形成された絶
縁性の薄膜部に半導体材料と金属材料とのショットキー
接合による感温部が設けられたセンサ基板と、このセン
サ基板の前記空洞部を覆い、前記感温部の周囲を真空に
保持する真空封止手段とを備えていることを特徴とする
赤外線センサにより達成される。
【００１３】また、本発明の目的は、（２） センサ基
板に設けられた空洞部上に形成された絶縁性の薄膜部に
感温部が設けられ、該感温部は半導体材料と金属材料の
ショットキー接合を用いたものであることを特徴とする
赤外線センサにより達成される。
板に設けられた空洞部上に形成された絶縁性の薄膜部に
感温部が設けられ、該感温部は半導体材料と金属材料の
ショットキー接合を用いたものであることを特徴とする
赤外線センサにより達成される。
【００１４】本発明の目的は、（３） 絶縁性の薄膜
が、少なくとも熱に対して絶縁性のものであることを特
徴とする上記（１）または（２）に示す赤外線センサに
よっても達成される。
が、少なくとも熱に対して絶縁性のものであることを特
徴とする上記（１）または（２）に示す赤外線センサに
よっても達成される。
【００１５】また、本発明の目的は、（４） 感温部を
含む空洞部が真空に封止されてなることを特徴とする上
記（２）に示す赤外線センサによっても達成される。
含む空洞部が真空に封止されてなることを特徴とする上
記（２）に示す赤外線センサによっても達成される。
【００１６】本発明の目的は、（５） 絶縁性の薄膜
が、架橋型、カンチレバー型、ダイヤフラム型の中から
選ばれるいずれかの構造をなすことを特徴とする上記
（１）ないし（４）に示す赤外線センサによっても達成
される。
が、架橋型、カンチレバー型、ダイヤフラム型の中から
選ばれるいずれかの構造をなすことを特徴とする上記
（１）ないし（４）に示す赤外線センサによっても達成
される。
【００１７】本発明の目的は、（６） 絶縁性の薄膜
が、架橋構造をなすことを特徴とする上記（１）ないし
（４）に示す赤外線センサによっても達成される。
が、架橋構造をなすことを特徴とする上記（１）ないし
（４）に示す赤外線センサによっても達成される。
【００１８】さらに、本発明の目的は、（７） 半導体
材料が、多結晶シリコンであることを特徴とする上記
（１）または（６）に示す赤外線センサによっても達成
される。
材料が、多結晶シリコンであることを特徴とする上記
（１）または（６）に示す赤外線センサによっても達成
される。
【００１９】さらにまた、本発明の目的は、（８） 半
導体材料が、アモルファスシリコンであることを特徴と
する上記（１）または（６）に示す赤外線センサによっ
ても達成される。
導体材料が、アモルファスシリコンであることを特徴と
する上記（１）または（６）に示す赤外線センサによっ
ても達成される。
【００２０】また、本発明は、（９） 金属材料が、モ
リブデンであることを特徴とする上記（１）ないし
（８）のいずれかに示す赤外線センサによっても達成さ
れる。
リブデンであることを特徴とする上記（１）ないし
（８）のいずれかに示す赤外線センサによっても達成さ
れる。
【００２１】また、本発明は、（１０） 金属材料が、
モリブデンシリサイドであることを特徴とする上記
（１）ないし（８）のいずれかに示す赤外線センサによ
っても達成される。
モリブデンシリサイドであることを特徴とする上記
（１）ないし（８）のいずれかに示す赤外線センサによ
っても達成される。
【００２２】
【作用】この赤外線センサでは、感温部の周囲が、空洞
状態、好ましくは真空状態に保持されているので、周辺
部材、さらには空気への熱伝導によって感温部から失わ
れる熱エネルギーが最小限に抑えられ、その結果、感温
部の温度上昇が増大し、センサ感度が著しく向上する。
状態、好ましくは真空状態に保持されているので、周辺
部材、さらには空気への熱伝導によって感温部から失わ
れる熱エネルギーが最小限に抑えられ、その結果、感温
部の温度上昇が増大し、センサ感度が著しく向上する。
【００２３】なお、本明細書において「真空」とは、圧
力が１．０Ｔｏｒｒ以下の状態を言うものとする。ただ
し、圧力が１０-3Ｔｏｒｒ以下であれば、１０-3Ｔｏｒ
ｒの場合と実質的にその効果は同じになる。
力が１．０Ｔｏｒｒ以下の状態を言うものとする。ただ
し、圧力が１０-3Ｔｏｒｒ以下であれば、１０-3Ｔｏｒ
ｒの場合と実質的にその効果は同じになる。
【００２４】本発明の赤外線センサでは、より具体的に
は、センサ基板には空洞部を形成し、この空洞部上に同
じ形状の二つの感温部を設け、一方の感温部には赤外線
を選択的に入射させ、他方の感温部には赤外線の入射を
遮断する構成とすることが望ましい。これら赤外線が入
射した感温部の出力と赤外線を遮断した側の感温部の出
力との差分を検出することで、電気的なノイズおよび熱
的な外乱を除去して正味の赤外線量を得ることができ
る。
は、センサ基板には空洞部を形成し、この空洞部上に同
じ形状の二つの感温部を設け、一方の感温部には赤外線
を選択的に入射させ、他方の感温部には赤外線の入射を
遮断する構成とすることが望ましい。これら赤外線が入
射した感温部の出力と赤外線を遮断した側の感温部の出
力との差分を検出することで、電気的なノイズおよび熱
的な外乱を除去して正味の赤外線量を得ることができ
る。
【００２５】センサ基板としては、シリコン、ゲルマニ
ウム等の半導体基板が用いられるが、容易にしかも安価
に手に入れることが可能なシリコン基板を用いることが
好ましい。
ウム等の半導体基板が用いられるが、容易にしかも安価
に手に入れることが可能なシリコン基板を用いることが
好ましい。
【００２６】この感温部を支持する絶縁性の薄膜の形状
（構造）としては、両端支持の架橋（ブリッジ）構造
や、カンチレバー形、ダイアフラム形等の構造とするこ
とができるが、熱容量を低減すると共に、安定した構造
とするためには４点支持の架橋構造が望ましい。
（構造）としては、両端支持の架橋（ブリッジ）構造
や、カンチレバー形、ダイアフラム形等の構造とするこ
とができるが、熱容量を低減すると共に、安定した構造
とするためには４点支持の架橋構造が望ましい。
【００２７】上記感温部を支持する絶縁性の薄膜は、シ
リコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコンオキシナイト
ライド膜等の薄膜を用いて形成することができるが、特
にシリコンオキシナイトライド膜の薄膜を用いて形成す
ることが好ましい。シリコンオキシナイトライド膜は、
シリコン酸化膜とシリコン窒化膜の両方の性質を持ちそ
のため応力バランスが良く、安定して感温部を支持する
構造を形成することが可能となる。この絶縁性の薄膜に
より感温部を支持する構造としては、例えばシリコン基
板の両面にシリコンオキシナイトライド膜等による絶縁
性の薄膜を成膜し、あらかじめ一方の面は架橋（ブリッ
ジ）形状や、カンチレバー形、ダイアフラム形等の形
状、他方の面は任意の大きさの窓形状に、それぞれエッ
チングによりパターニング（一方の面は架橋（ブリッ
ジ）形状等の部分の膜を残し、他方の面は任意の大きさ
の窓形状部分の膜を除去）しておき、ヒドラジン水溶液
や水酸化カリウム（ＫＯＨ）等による異方性エッチング
により作製することができる。
リコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコンオキシナイト
ライド膜等の薄膜を用いて形成することができるが、特
にシリコンオキシナイトライド膜の薄膜を用いて形成す
ることが好ましい。シリコンオキシナイトライド膜は、
シリコン酸化膜とシリコン窒化膜の両方の性質を持ちそ
のため応力バランスが良く、安定して感温部を支持する
構造を形成することが可能となる。この絶縁性の薄膜に
より感温部を支持する構造としては、例えばシリコン基
板の両面にシリコンオキシナイトライド膜等による絶縁
性の薄膜を成膜し、あらかじめ一方の面は架橋（ブリッ
ジ）形状や、カンチレバー形、ダイアフラム形等の形
状、他方の面は任意の大きさの窓形状に、それぞれエッ
チングによりパターニング（一方の面は架橋（ブリッ
ジ）形状等の部分の膜を残し、他方の面は任意の大きさ
の窓形状部分の膜を除去）しておき、ヒドラジン水溶液
や水酸化カリウム（ＫＯＨ）等による異方性エッチング
により作製することができる。
【００２８】次に、センサ基板に設けられた空洞部上に
形成された絶縁性の薄膜上に設けられてなる感温部は、
多結晶シリコン膜とモリブデンまたはモリブデンシリサ
イドとのショットキー接合が設けられている。ショット
キー接合を形成する多結晶シリコンの成膜には、スパッ
タリング、イオンビームスパッタリング、ＬＰ−ＣＶＤ
（減圧化学的気相成長法）等が用いられるが、シリコン
結晶の粒径が大きく安定した性質の膜が得られるＬＰ−
ＣＶＤ法が望ましい。
形成された絶縁性の薄膜上に設けられてなる感温部は、
多結晶シリコン膜とモリブデンまたはモリブデンシリサ
イドとのショットキー接合が設けられている。ショット
キー接合を形成する多結晶シリコンの成膜には、スパッ
タリング、イオンビームスパッタリング、ＬＰ−ＣＶＤ
（減圧化学的気相成長法）等が用いられるが、シリコン
結晶の粒径が大きく安定した性質の膜が得られるＬＰ−
ＣＶＤ法が望ましい。
【００２９】また、上記感温部は、アモルファスシリコ
ン膜とモリブデンまたはモリブデンシリサイドとのショ
ットキー接合としても良い。この場合、アモルファスシ
リコンの成膜にはスパアッタリング法やＰＣＶＤ（プラ
ズマＣＶＤ）法が用いられるが、シリコン中の不純物濃
度の制御性がよいＰＣＶＤ法が好ましい。
ン膜とモリブデンまたはモリブデンシリサイドとのショ
ットキー接合としても良い。この場合、アモルファスシ
リコンの成膜にはスパアッタリング法やＰＣＶＤ（プラ
ズマＣＶＤ）法が用いられるが、シリコン中の不純物濃
度の制御性がよいＰＣＶＤ法が好ましい。
【００３０】また、モリブデンまたはモリブデンシリサ
イド膜の成膜には、電子ビーム蒸着法やスパッタリング
法等が用いられるが、下地との密着性のよいスパッタリ
ング法が望ましい。
イド膜の成膜には、電子ビーム蒸着法やスパッタリング
法等が用いられるが、下地との密着性のよいスパッタリ
ング法が望ましい。
【００３１】なお、上記感温部を形成する位置として
は、センサ基板に設けられた空洞部上に形成された絶縁
性の薄膜上であれば、特に制限されるものでなく、例え
ば、同一の空洞部を２つ設け、感温部をそれぞれの空洞
部に対称系を成すよう形で、それぞれ該空洞部上の薄膜
の中央部に配置することができる。
は、センサ基板に設けられた空洞部上に形成された絶縁
性の薄膜上であれば、特に制限されるものでなく、例え
ば、同一の空洞部を２つ設け、感温部をそれぞれの空洞
部に対称系を成すよう形で、それぞれ該空洞部上の薄膜
の中央部に配置することができる。
【００３２】次に、上記感温部を含む空洞部の真空に封
止する手段としては、具体的にはセンサ基板の両面に接
合された蓋体（表蓋および裏蓋）により、一方の蓋体を
センサ基板の一面に接合した後、真空中において他方の
蓋体をセンサ基板の他面に接合することにより空洞部を
真空状態に保つことができる。
止する手段としては、具体的にはセンサ基板の両面に接
合された蓋体（表蓋および裏蓋）により、一方の蓋体を
センサ基板の一面に接合した後、真空中において他方の
蓋体をセンサ基板の他面に接合することにより空洞部を
真空状態に保つことができる。
【００３３】また、蓋体としては、シリコン基板あるい
はガラス基板を用いることができる。該蓋体を用いる場
合において、一対の感温部のうち一方のみに選択的に赤
外線を導くためには、蓋体としてシリコン基板を用い、
該基板にアルミニウム膜や銅膜等の赤外線反射膜を設
け、赤外線を導こうとする感温部に対応する部分の該赤
外線反射膜に部分的に窓（開口部）を設けた構造とする
ことが望ましい。
はガラス基板を用いることができる。該蓋体を用いる場
合において、一対の感温部のうち一方のみに選択的に赤
外線を導くためには、蓋体としてシリコン基板を用い、
該基板にアルミニウム膜や銅膜等の赤外線反射膜を設
け、赤外線を導こうとする感温部に対応する部分の該赤
外線反射膜に部分的に窓（開口部）を設けた構造とする
ことが望ましい。
【００３４】蓋体とセンサ基板との接合手段としては、
例えばハンダ接合法や陽極接合がある。特に、赤外線セ
ンサの感温部周辺を真空状態に保つ場合には、表蓋ある
いは裏蓋とセンサ基板との接合のうち一方は、上述した
封止手段に示す手順に従って真空中で行う。蓋を例えば
パイレックスガラス（商品名）とすればシリコン製のセ
ンサ基板と直接、陽極接合することができる。
例えばハンダ接合法や陽極接合がある。特に、赤外線セ
ンサの感温部周辺を真空状態に保つ場合には、表蓋ある
いは裏蓋とセンサ基板との接合のうち一方は、上述した
封止手段に示す手順に従って真空中で行う。蓋を例えば
パイレックスガラス（商品名）とすればシリコン製のセ
ンサ基板と直接、陽極接合することができる。
【００３５】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、以下の実施例は本発明を説明するためのもの
であり、本発明がこの実施例のみに限定されるものでは
ない。
る。なお、以下の実施例は本発明を説明するためのもの
であり、本発明がこの実施例のみに限定されるものでは
ない。
【００３６】本発明の一実施態様として本実施例に用い
てなる赤外線センサの外観構造を図１、図２に示す。
てなる赤外線センサの外観構造を図１、図２に示す。
【００３７】本実施例の赤外線センサ１は、センサ基板
としてシリコン基板２を有し、このシリコン基板２には
空洞部３が形成されている。この空洞部３は、シリコン
基板２の上下面に開口している。シリコン基板２の上面
には、空洞部上に形成する絶縁性の薄膜を４点支持の架
橋構造によって形成してなる二つの架橋部４および５を
有するシリコンオキシナイトライド膜６が成膜されてい
る。
としてシリコン基板２を有し、このシリコン基板２には
空洞部３が形成されている。この空洞部３は、シリコン
基板２の上下面に開口している。シリコン基板２の上面
には、空洞部上に形成する絶縁性の薄膜を４点支持の架
橋構造によって形成してなる二つの架橋部４および５を
有するシリコンオキシナイトライド膜６が成膜されてい
る。
【００３８】それぞれの架橋部４および５の中央部には
感温膜７および８が設けられている。これらの感温膜７
および８は、例えば多結晶シリコンにより形成されてい
る。感温膜７および８には、図示しないが、モリブデン
あるいはモリブデンシリサイドと多結晶シリコンとの間
にショットキー接合が形成され、さらにアルミニウム膜
により形成された電極配線層の端部が電気的に接続さ
れ、この電極配線層の他端部は、クロム膜で延長され
て、シリコン基板２の上面の周辺部に形成された電極パ
ッド９に接続されている。
感温膜７および８が設けられている。これらの感温膜７
および８は、例えば多結晶シリコンにより形成されてい
る。感温膜７および８には、図示しないが、モリブデン
あるいはモリブデンシリサイドと多結晶シリコンとの間
にショットキー接合が形成され、さらにアルミニウム膜
により形成された電極配線層の端部が電気的に接続さ
れ、この電極配線層の他端部は、クロム膜で延長され
て、シリコン基板２の上面の周辺部に形成された電極パ
ッド９に接続されている。
【００３９】シリコン基板２の上面には、シリコンオキ
シナイトライド膜６が成膜され、このシリコンオキシナ
イトライド膜６の上面に表蓋１０が接合されている。表
蓋１０はシリコンにより形成されており、その表蓋１０
には、赤外線反射防止膜１１が成膜されている。赤外線
反射防止膜１１の表面には、例えばアルミニウム膜や銅
層上にチタン層が積層されてなる多層膜により赤外線遮
蔽膜１２が成膜され、これら赤外線遮蔽膜１２の赤外線
受光部１３に対向する位置には、赤外線を内部に導くた
めに入射窓（アパーチャ）１４が設けられている。
シナイトライド膜６が成膜され、このシリコンオキシナ
イトライド膜６の上面に表蓋１０が接合されている。表
蓋１０はシリコンにより形成されており、その表蓋１０
には、赤外線反射防止膜１１が成膜されている。赤外線
反射防止膜１１の表面には、例えばアルミニウム膜や銅
層上にチタン層が積層されてなる多層膜により赤外線遮
蔽膜１２が成膜され、これら赤外線遮蔽膜１２の赤外線
受光部１３に対向する位置には、赤外線を内部に導くた
めに入射窓（アパーチャ）１４が設けられている。
【００４０】一方、シリコン基板２の下面には裏蓋１５
が接合されている。この裏蓋１５は、例えばパイレック
スガラス（商品名）で作製されている。
が接合されている。この裏蓋１５は、例えばパイレック
スガラス（商品名）で作製されている。
【００４１】この赤外線センサ１では、赤外線は表蓋１
０の開口部１４および空洞部３を通して一方の感温膜７
に選択的に入射する。他方の感温膜８では、赤外線遮蔽
膜１１により赤外線の入射が遮蔽される。この赤外線が
入射する感温膜７と赤外線が遮蔽される感温膜８との差
動出力がフレキシブル基板（図示せず）を介して外部に
導かれる。ここで、空洞部３および掘込み部内の感温膜
７の周囲は、センサ基板たるシリコン基板２の両面に接
合された蓋体（表蓋１０および裏蓋１５）により、まず
裏蓋１５をシリコン基板２の下面に接合した後、真空中
において表蓋１０をシリコン基板２の上面に接合するこ
とで真空状態に保持されている。そのため、入射した赤
外線のエネルギーが大気を通じて失われることがなく、
微量な赤外線で効率よく感温膜７を加熱でき、感度が向
上する。一方、他方の感温膜８も同一の真空状態に保た
れている。そのため、二つの感温膜７および８の間の差
動出力により真の赤外線量を検出することができる。
０の開口部１４および空洞部３を通して一方の感温膜７
に選択的に入射する。他方の感温膜８では、赤外線遮蔽
膜１１により赤外線の入射が遮蔽される。この赤外線が
入射する感温膜７と赤外線が遮蔽される感温膜８との差
動出力がフレキシブル基板（図示せず）を介して外部に
導かれる。ここで、空洞部３および掘込み部内の感温膜
７の周囲は、センサ基板たるシリコン基板２の両面に接
合された蓋体（表蓋１０および裏蓋１５）により、まず
裏蓋１５をシリコン基板２の下面に接合した後、真空中
において表蓋１０をシリコン基板２の上面に接合するこ
とで真空状態に保持されている。そのため、入射した赤
外線のエネルギーが大気を通じて失われることがなく、
微量な赤外線で効率よく感温膜７を加熱でき、感度が向
上する。一方、他方の感温膜８も同一の真空状態に保た
れている。そのため、二つの感温膜７および８の間の差
動出力により真の赤外線量を検出することができる。
【００４２】また、本実施例に示す以外にも、センサ基
板の空洞部上に形成される絶縁性の薄膜の形状（構造）
として、例えば、ダイアフラム形およびカンチレバー形
の構造とすることもできるが、それぞれの形状（構造）
の一例として、簡単な表わした概略図を図３および図４
に例示する。
板の空洞部上に形成される絶縁性の薄膜の形状（構造）
として、例えば、ダイアフラム形およびカンチレバー形
の構造とすることもできるが、それぞれの形状（構造）
の一例として、簡単な表わした概略図を図３および図４
に例示する。
【００４３】まず、図３は、ダイアフラム形の構造の薄
膜が形成されてなるセンサ基板の一部断面構造を示す概
略図である。図３よりダイアフラム形の構造としては、
センサ基板に設けられた空洞部上の全体に絶縁性の薄膜
として、シリコンオキシナイトライド膜の薄膜が形成さ
れているものである。なお、図中の符号は、図２に用い
た部材と同一部材については、同一符号を用いて表わし
ている。すなわち、符号２がセンサ基板たるシリコン基
板であり、以下同様に、３が空洞部、６がシリコンオキ
シナイトライド膜、７および８が感温膜、９が電極パッ
ドである。
膜が形成されてなるセンサ基板の一部断面構造を示す概
略図である。図３よりダイアフラム形の構造としては、
センサ基板に設けられた空洞部上の全体に絶縁性の薄膜
として、シリコンオキシナイトライド膜の薄膜が形成さ
れているものである。なお、図中の符号は、図２に用い
た部材と同一部材については、同一符号を用いて表わし
ている。すなわち、符号２がセンサ基板たるシリコン基
板であり、以下同様に、３が空洞部、６がシリコンオキ
シナイトライド膜、７および８が感温膜、９が電極パッ
ドである。
【００４４】また、図４ａは、カンチレバー形の構造の
薄膜が形成されてなるセンサ基板の概略図を示し、図４
ｂは、図４ａのＢ−Ｂ′に沿った断面構造を示す簡略図
である。図４ａおよび図４ｂより、カンチレバー形の構
造としては、センサ基板に設けられた空洞部上に一端で
支持された絶縁性の薄膜として、シリコンオキシナイト
ライド膜の薄膜が形成されているものである。すなわ
ち、該構造にあっては、空洞部上の全面に形成されてい
るわけではなく、また架橋構造のように両端が支持され
て橋渡しされているものでなくてもよい。なお、図中の
符号は、図２に用いた部材と同一部材については、同一
符号を用いて表わしている。すなわち、符号２がセンサ
基板たるシリコン基板であり、以下同様に、３が空洞
部、６がシリコンオキシナイトライド膜、７（および
８）が感温膜、９が電極パッドである。図５は、本実施
例の赤外線センサのショットキー接合を用いた赤外線感
温部を含むセンサ基板において、センサ基板に設けられ
た空洞部上に形成される絶縁性の薄膜を４点支持の架橋
構造によって形成してなるの断面構造（図２のＡ−Ａ′
に相当する断面）を表わす概略断面図である。
薄膜が形成されてなるセンサ基板の概略図を示し、図４
ｂは、図４ａのＢ−Ｂ′に沿った断面構造を示す簡略図
である。図４ａおよび図４ｂより、カンチレバー形の構
造としては、センサ基板に設けられた空洞部上に一端で
支持された絶縁性の薄膜として、シリコンオキシナイト
ライド膜の薄膜が形成されているものである。すなわ
ち、該構造にあっては、空洞部上の全面に形成されてい
るわけではなく、また架橋構造のように両端が支持され
て橋渡しされているものでなくてもよい。なお、図中の
符号は、図２に用いた部材と同一部材については、同一
符号を用いて表わしている。すなわち、符号２がセンサ
基板たるシリコン基板であり、以下同様に、３が空洞
部、６がシリコンオキシナイトライド膜、７（および
８）が感温膜、９が電極パッドである。図５は、本実施
例の赤外線センサのショットキー接合を用いた赤外線感
温部を含むセンサ基板において、センサ基板に設けられ
た空洞部上に形成される絶縁性の薄膜を４点支持の架橋
構造によって形成してなるの断面構造（図２のＡ−Ａ′
に相当する断面）を表わす概略断面図である。
【００４５】図５より、センサ基板３１は、厚さ３００
μｍ、面方位（１００）の単結晶シリコン基板を用い
た。このセンサ基板３１には、後述するようなエッチン
グによって空洞部３２が設けてあり、空洞部３２を橋渡
し（実際には、４点支持によって架橋）するようにシリ
コンオキシナイトライド膜３３を部材とする架橋部３４
が形成されている。架橋部３４の中央部には厚さ約１μ
ｍの多結晶シリコンの感温膜３５があり、この多結晶シ
リコンにリン（Ｐ）を低濃度で（ドーズ量：１×１０12
ｃｍ-2）イオン注入した部分３６と、スパッタ成膜した
金属モリブデン（またはモリブデンシリサイド）３７と
の界面にショットキー接合が形成されている。本発明
は、このショットキー接合によるショットキーダイオー
ドの逆方向電流の温度依存性を感温素子として利用した
ものである。多結晶シリコンのほぼ半分にはリンを高濃
度（ドーズ量：１×１０16ｃｍ-2以上）にイオン注入
し、ｎ+シリコン３８としてアルミ電極とオーミック接
合が得られるようにしてある。
μｍ、面方位（１００）の単結晶シリコン基板を用い
た。このセンサ基板３１には、後述するようなエッチン
グによって空洞部３２が設けてあり、空洞部３２を橋渡
し（実際には、４点支持によって架橋）するようにシリ
コンオキシナイトライド膜３３を部材とする架橋部３４
が形成されている。架橋部３４の中央部には厚さ約１μ
ｍの多結晶シリコンの感温膜３５があり、この多結晶シ
リコンにリン（Ｐ）を低濃度で（ドーズ量：１×１０12
ｃｍ-2）イオン注入した部分３６と、スパッタ成膜した
金属モリブデン（またはモリブデンシリサイド）３７と
の界面にショットキー接合が形成されている。本発明
は、このショットキー接合によるショットキーダイオー
ドの逆方向電流の温度依存性を感温素子として利用した
ものである。多結晶シリコンのほぼ半分にはリンを高濃
度（ドーズ量：１×１０16ｃｍ-2以上）にイオン注入
し、ｎ+シリコン３８としてアルミ電極とオーミック接
合が得られるようにしてある。
【００４６】本実施例では、感温部３５から散逸する熱
量をできるだけ少なくするために、赤外線感温部を架橋
構造上に設けているわけであるが、赤外線を受光する面
積を広くするために、図２に示すように、架橋部４およ
び５の中央部は広くして赤外線受光部１３を設けてある
と同様に、図５の架橋部３４も形成している。また、図
２に示すように、架橋部材１６を伝わって散逸する熱量
をなるべく少なくするため、中央部を細い（幅１０μｍ
または２０μｍ）架橋部材１６で釣った形としてあると
同様に、図５のシリコンオキシナイトライド膜３３の一
部は細い形に形成されている。
量をできるだけ少なくするために、赤外線感温部を架橋
構造上に設けているわけであるが、赤外線を受光する面
積を広くするために、図２に示すように、架橋部４およ
び５の中央部は広くして赤外線受光部１３を設けてある
と同様に、図５の架橋部３４も形成している。また、図
２に示すように、架橋部材１６を伝わって散逸する熱量
をなるべく少なくするため、中央部を細い（幅１０μｍ
または２０μｍ）架橋部材１６で釣った形としてあると
同様に、図５のシリコンオキシナイトライド膜３３の一
部は細い形に形成されている。
【００４７】ショットキーダイオードからなる赤外線感
温部からの電気配線は、幅２０μｍの架橋部３４上にク
ロム層３９（Ｃｒ）で形成している。なお、このクロム
層３９配線の両端部には、外部の電気配線とのコンタク
トパットとするため、クロム層３９の上に（上から順
に）チタン層４０（Ｔｉ）と銅層４１（Ｃｕ）が蒸着で
成膜されており、さらにチタン層４０表面を覆うよう
に、金層４２（Ａｕ）がメッキで成膜されている。
温部からの電気配線は、幅２０μｍの架橋部３４上にク
ロム層３９（Ｃｒ）で形成している。なお、このクロム
層３９配線の両端部には、外部の電気配線とのコンタク
トパットとするため、クロム層３９の上に（上から順
に）チタン層４０（Ｔｉ）と銅層４１（Ｃｕ）が蒸着で
成膜されており、さらにチタン層４０表面を覆うよう
に、金層４２（Ａｕ）がメッキで成膜されている。
【００４８】赤外線感温部とクロム配線との間は、アル
ミ層４３（厚さ約１．５μｍ）をステップカバレッジの
良いスパッタで成膜して接続している。シリコン基板を
エッチングして空洞部３２を形成するヒドラジン溶液か
ら感温部３５や電気配線を保護するため、アルミ層４３
の成膜およびパターニング後に、全体を覆うようにシリ
コンオキシナイトライド膜４４を３μｍ成膜している。
図６に示す表蓋（５１）とのハンダ接合に用いるハンダ
代は、このシリコンオキシナイトライド膜４４上に（上
から順に）銅層４５とチタン層４６を積層に蒸着して形
成した。
ミ層４３（厚さ約１．５μｍ）をステップカバレッジの
良いスパッタで成膜して接続している。シリコン基板を
エッチングして空洞部３２を形成するヒドラジン溶液か
ら感温部３５や電気配線を保護するため、アルミ層４３
の成膜およびパターニング後に、全体を覆うようにシリ
コンオキシナイトライド膜４４を３μｍ成膜している。
図６に示す表蓋（５１）とのハンダ接合に用いるハンダ
代は、このシリコンオキシナイトライド膜４４上に（上
から順に）銅層４５とチタン層４６を積層に蒸着して形
成した。
【００４９】なお、センサ基板３１に下側には、始めは
シリコンオキシナイトライド膜（図示せず）を成膜して
おくが、センサ基板３１と図７に示す裏蓋（６１）のガ
ラス基板（６２）を陽極接合するため、作成行程の途中
でシリコンが露出するようにしておく。
シリコンオキシナイトライド膜（図示せず）を成膜して
おくが、センサ基板３１と図７に示す裏蓋（６１）のガ
ラス基板（６２）を陽極接合するため、作成行程の途中
でシリコンが露出するようにしておく。
【００５０】図６は、図５のセンサ基板に対応する表蓋
の一実施態様を示す概略断面図である。本実施例では、
表蓋５１の材料に厚さ３００μｍ、面方位（１００）の
単結晶シリコン基板５２を用いた。シリコン基板５２の
両面に赤外線反射防止膜兼ヒドラジンによる異方性エッ
チングのマスクとして厚さ０．１μｍのシリコン酸化膜
５３が成膜されている。赤外線が入射する側（図６で上
側）には、目的とする対象物以外からの赤外線の入射を
遮るため、金属（銅とチタンの積層）膜５４および５５
を成膜し、センサ基板（３１）の赤外線受光部（１３）
の真上に当る部分は、金属膜５４および５５をエッチン
グ除去して入射窓（アパーチャ）５６を設けた。このア
パーチャ５６にフレネルレンズを設ければ、赤外線を赤
外線受光部（１３）に集光し、感温部（３５）の温度を
より高めることができる。
の一実施態様を示す概略断面図である。本実施例では、
表蓋５１の材料に厚さ３００μｍ、面方位（１００）の
単結晶シリコン基板５２を用いた。シリコン基板５２の
両面に赤外線反射防止膜兼ヒドラジンによる異方性エッ
チングのマスクとして厚さ０．１μｍのシリコン酸化膜
５３が成膜されている。赤外線が入射する側（図６で上
側）には、目的とする対象物以外からの赤外線の入射を
遮るため、金属（銅とチタンの積層）膜５４および５５
を成膜し、センサ基板（３１）の赤外線受光部（１３）
の真上に当る部分は、金属膜５４および５５をエッチン
グ除去して入射窓（アパーチャ）５６を設けた。このア
パーチャ５６にフレネルレンズを設ければ、赤外線を赤
外線受光部（１３）に集光し、感温部（３５）の温度を
より高めることができる。
【００５１】表蓋５１のセンサ基板（３１）と向き合う
側の面には、センサ基板（３１）とのハンダ接合に用い
るハンダ代が設けられている。ハンダ代は、センサ基板
（３１）側のそれと同様に、銅とチタンの積層膜５７お
よび５８で形成した。
側の面には、センサ基板（３１）とのハンダ接合に用い
るハンダ代が設けられている。ハンダ代は、センサ基板
（３１）側のそれと同様に、銅とチタンの積層膜５７お
よび５８で形成した。
【００５２】また、架橋部（３４）と対向する部分は、
架橋部に設けられた構成部材との接触を避けるため、異
方性エッチングにより約２００μｍ掘り下げてある。こ
の掘り込み部分を形成するのと同時に、シリコン基板５
２を表と裏から同時に異方位性エッチングで掘り込み、
隣接するチップと分離できるようになっている。なお、
各チップはセンサ基板（３１）に接合する前に完全に切
り離してしまうのでなく、細いシリコンのビーム（桁）
でつながっており、センサ基板（３１）との接合後にダ
イシングして切り離す。こうすることにより、ハンダ接
合時にウェーハ（バッチ）プロセスで一度に多数個のチ
ップをアライメント（位置合わせ）することができる。
架橋部に設けられた構成部材との接触を避けるため、異
方性エッチングにより約２００μｍ掘り下げてある。こ
の掘り込み部分を形成するのと同時に、シリコン基板５
２を表と裏から同時に異方位性エッチングで掘り込み、
隣接するチップと分離できるようになっている。なお、
各チップはセンサ基板（３１）に接合する前に完全に切
り離してしまうのでなく、細いシリコンのビーム（桁）
でつながっており、センサ基板（３１）との接合後にダ
イシングして切り離す。こうすることにより、ハンダ接
合時にウェーハ（バッチ）プロセスで一度に多数個のチ
ップをアライメント（位置合わせ）することができる。
【００５３】図７は、図５のセンサ基板に対応する裏蓋
となるガラス基板の一実施態様を示す概略断面図であ
る。本実施例では、裏蓋６１となるガラス基板６２は、
厚さ３００μｍのパイレックス（商品名）を用いた、セ
ンサ基板（３１）と接合する側の面はガラスを露出され
ておくが、反対側の面は可視、赤外光を遮るため、銅層
６３とクロム層６４を積層して蒸着した。
となるガラス基板の一実施態様を示す概略断面図であ
る。本実施例では、裏蓋６１となるガラス基板６２は、
厚さ３００μｍのパイレックス（商品名）を用いた、セ
ンサ基板（３１）と接合する側の面はガラスを露出され
ておくが、反対側の面は可視、赤外光を遮るため、銅層
６３とクロム層６４を積層して蒸着した。
【００５４】以下に、上述の図５〜図７に示すセンサ基
板、表蓋および裏蓋の接合手段、並びに接合時に行う真
空封止手段の手順の一例を記す。まず、図５のセンサ基
板３１と図７の裏蓋６１のガラス基板６２を陽極接合で
接合する。この接合は大気中で行なうが、ダスト等の混
入を避け、十分に正常な雰囲気が必要である。
板、表蓋および裏蓋の接合手段、並びに接合時に行う真
空封止手段の手順の一例を記す。まず、図５のセンサ基
板３１と図７の裏蓋６１のガラス基板６２を陽極接合で
接合する。この接合は大気中で行なうが、ダスト等の混
入を避け、十分に正常な雰囲気が必要である。
【００５５】次に、ガラス基板６２と接合したセンサ基
板３１を加熱機構とアライメント機能を備えた真空容器
に接地し、同容器に表蓋５１のウェーハも設置する。容
器内を真空（真空圧力＜×１０-6Ｔｏｒｒ）に排気した
後、両基板３１および５１の位置合わせをし、加熱して
ハンダ接合する。真空容器に設置する前に、両基板３１
および５１のハンダ代には、ハンダを塗布しておくこと
は勿論である。
板３１を加熱機構とアライメント機能を備えた真空容器
に接地し、同容器に表蓋５１のウェーハも設置する。容
器内を真空（真空圧力＜×１０-6Ｔｏｒｒ）に排気した
後、両基板３１および５１の位置合わせをし、加熱して
ハンダ接合する。真空容器に設置する前に、両基板３１
および５１のハンダ代には、ハンダを塗布しておくこと
は勿論である。
【００５６】以上の手順により、赤外線感温部および架
橋構造を真空雰囲気中に封止した赤外線センサを作製す
ることが可能となった。
橋構造を真空雰囲気中に封止した赤外線センサを作製す
ることが可能となった。
【００５７】図８は、本発明の一実施態様として本実施
例に例示してなる上記図５〜図７に示すセンサ基板、表
蓋および裏蓋の接合手段、並びに接合時に行う真空封止
手段の手順にしたがって作製した赤外線センサの温度特
性を示すグラフである。ショットキーダイオードに０．
５Ｖの逆バイアス電圧を印加し、その時に流れる逆方向
電流の温度変化から等価サーミスタ定数を求めたもので
ある。等価サーミスタ定数は約７５００Ｋと、従来のゲ
ルマニウムを用いたサーミスタのそれ（約３５００Ｋ）
の２倍以上の値が得られ、高感度な赤外線センサが実現
できることが確認された。
例に例示してなる上記図５〜図７に示すセンサ基板、表
蓋および裏蓋の接合手段、並びに接合時に行う真空封止
手段の手順にしたがって作製した赤外線センサの温度特
性を示すグラフである。ショットキーダイオードに０．
５Ｖの逆バイアス電圧を印加し、その時に流れる逆方向
電流の温度変化から等価サーミスタ定数を求めたもので
ある。等価サーミスタ定数は約７５００Ｋと、従来のゲ
ルマニウムを用いたサーミスタのそれ（約３５００Ｋ）
の２倍以上の値が得られ、高感度な赤外線センサが実現
できることが確認された。
【００５８】
【発明の効果】本発明の赤外線センサでは、ショットキ
ーバリア・ダイオードの逆方向飽和電流の温度特性が利
用できるため、非接触で対象物体の温度を測定する温度
計に適用できる、赤外線センサの高感度化並びに高精度
化が図れる。
ーバリア・ダイオードの逆方向飽和電流の温度特性が利
用できるため、非接触で対象物体の温度を測定する温度
計に適用できる、赤外線センサの高感度化並びに高精度
化が図れる。
【図１】 本発明の一実施態様として本実施例に用いて
なる赤外線センサの外観構造を示す概略図である。
なる赤外線センサの外観構造を示す概略図である。
【図２】 本発明の一実施態様として本実施例に用いて
なる赤外線センサの外観構造を主な構成部材に分解した
状態を示す概略図である。
なる赤外線センサの外観構造を主な構成部材に分解した
状態を示す概略図である。
【図３】 本発明の一実施態様としてダイアフラム形の
構造の薄膜が形成されてなるセンサ基板の一部断面構造
を示す概略図である。
構造の薄膜が形成されてなるセンサ基板の一部断面構造
を示す概略図である。
【図４】 図４ａは、カンチレバー形の構造の薄膜が形
成されてなるセンサ基板の概略図を示し、図４ｂは、図
４ａのＢ−Ｂ′に沿った断面構造を示す簡略図である。
成されてなるセンサ基板の概略図を示し、図４ｂは、図
４ａのＢ−Ｂ′に沿った断面構造を示す簡略図である。
【図５】 本実施例の赤外線センサのショットキー接合
を用いた赤外線感温部を含むセンサ基板において、セン
サ基板に設けられた空洞部上に形成される絶縁性の薄膜
を４点支持の架橋構造によって形成してなるの断面構造
（図２のＡ−Ａ′に相当する断面）を表わす概略断面図
である。
を用いた赤外線感温部を含むセンサ基板において、セン
サ基板に設けられた空洞部上に形成される絶縁性の薄膜
を４点支持の架橋構造によって形成してなるの断面構造
（図２のＡ−Ａ′に相当する断面）を表わす概略断面図
である。
【図６】 図５の本実施例の赤外線センサのショットキ
ー接合を用いた赤外線感温部を含むセンサ基板に対応す
る表蓋の一実施態様を示す概略断面図である。
ー接合を用いた赤外線感温部を含むセンサ基板に対応す
る表蓋の一実施態様を示す概略断面図である。
【図７】 図５の本実施例の赤外線センサのショットキ
ー接合を用いた赤外線感温部を含むセンサ基板に対応す
る裏蓋となるガラス基板の一実施態様を示す概略断面図
である。
ー接合を用いた赤外線感温部を含むセンサ基板に対応す
る裏蓋となるガラス基板の一実施態様を示す概略断面図
である。
【図８】 本発明の一実施態様として本実施例に例示し
てなる図５〜図７に示すセンサ基板、表蓋および裏蓋の
接合手段、並びに接合時に行う真空封止手段の手順にし
たがって作製した赤外線センサの温度特性を示すグラフ
である。
てなる図５〜図７に示すセンサ基板、表蓋および裏蓋の
接合手段、並びに接合時に行う真空封止手段の手順にし
たがって作製した赤外線センサの温度特性を示すグラフ
である。
１…赤外線センサ、 ２…シリコン
基板、３…空洞部、 ４、５
…架橋部、６…シリコンオキシナイトライド膜、
７、８…感温膜、９…電極パッド、
１０…表蓋、１１…赤外線反射防止膜、
１２…赤外線遮蔽膜、１３…赤外線受光部、
１４…入射窓（アパーチャ）、１５…裏
蓋、 １６…架橋部材、３１
…センサ基板、 ３２…空洞部、３
３…シリコンオキシナイトライド膜、 ３４…架橋部、
３５…感温膜（感温部）、 ３６…低濃度
でイオン注入した部分、３７…金属モリブデン（または
モリブデンシリサイド）、３８…ｎ+ シリコン、
３９…クロム層、４０…チタン層、
４１…銅層、４２…金層、
４３…アルミ層、４４…シリコンオキ
シナイトライド膜、 ４５…銅層、４６…チタン層、５
１…表蓋、 ５２…単結晶シ
リコン基板、５３…シリコン酸化膜、
５４…銅膜、５５…チタン膜、
５６…入射窓（アパーチャ）、５７…銅積層膜、
５８…チタン積層膜、６１…裏蓋、
６２…ガラス基板、６３…銅
層、 ６４…クロム層。
基板、３…空洞部、 ４、５
…架橋部、６…シリコンオキシナイトライド膜、
７、８…感温膜、９…電極パッド、
１０…表蓋、１１…赤外線反射防止膜、
１２…赤外線遮蔽膜、１３…赤外線受光部、
１４…入射窓（アパーチャ）、１５…裏
蓋、 １６…架橋部材、３１
…センサ基板、 ３２…空洞部、３
３…シリコンオキシナイトライド膜、 ３４…架橋部、
３５…感温膜（感温部）、 ３６…低濃度
でイオン注入した部分、３７…金属モリブデン（または
モリブデンシリサイド）、３８…ｎ+ シリコン、
３９…クロム層、４０…チタン層、
４１…銅層、４２…金層、
４３…アルミ層、４４…シリコンオキ
シナイトライド膜、 ４５…銅層、４６…チタン層、５
１…表蓋、 ５２…単結晶シ
リコン基板、５３…シリコン酸化膜、
５４…銅膜、５５…チタン膜、
５６…入射窓（アパーチャ）、５７…銅積層膜、
５８…チタン積層膜、６１…裏蓋、
６２…ガラス基板、６３…銅
層、 ６４…クロム層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 武寿 神奈川県足柄上郡中井町井ノ口1500番地 テルモ株式会社内 (72)発明者 木村 光照 宮城県宮城郡七ヶ浜町汐見台３丁目２番地 の56
Claims (1)
- 【請求項１】 センサ基板に設けられた空洞部上に形成
された絶縁性の薄膜部に感温部が設けられ、該感温部は
多結晶またはアモルファス状の半導体材料と金属材料の
ショットキー接合を用いたものであることを特徴とする
赤外線センサ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6006003A JPH07209089A (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | 赤外線センサ |
| EP95400143A EP0664554B1 (en) | 1994-01-24 | 1995-01-24 | Infrared radiation sensor, method of making it and use of the infrared radiation sensor |
| DE69506921T DE69506921T2 (de) | 1994-01-24 | 1995-01-24 | Infrarot-Strahlungssensor, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung des Infrarot-Strahlungssensors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6006003A JPH07209089A (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | 赤外線センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07209089A true JPH07209089A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11626578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6006003A Pending JPH07209089A (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | 赤外線センサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0664554B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07209089A (ja) |
| DE (1) | DE69506921T2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6034369A (en) * | 1996-11-27 | 2000-03-07 | Nec Corporation | Thermal infrared detecting device capable of detecting infrared rays without influence of operating temperature |
| JP2012108119A (ja) * | 2010-10-26 | 2012-06-07 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | 電磁放射を検出するための装置 |
| JP2012202826A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Nec Corp | 熱型赤外線固体撮像素子及びその製造方法 |
| JP2013064689A (ja) * | 2011-09-20 | 2013-04-11 | Nec Access Technica Ltd | 赤外線センサシステム |
| CN102565551B (zh) * | 2010-10-26 | 2016-12-14 | 原子能和代替能源委员会 | 用于探测电磁辐射的装置 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08152356A (ja) * | 1994-11-30 | 1996-06-11 | Terumo Corp | 赤外線センサ |
| US5914488A (en) * | 1996-03-05 | 1999-06-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Infrared detector |
| JPH09257587A (ja) * | 1996-03-26 | 1997-10-03 | Terumo Corp | 非接触型温度計 |
| JP3377162B2 (ja) * | 1997-01-17 | 2003-02-17 | 株式会社リコー | 熱分析装置およびその計測方法 |
| JP3583704B2 (ja) | 2000-01-12 | 2004-11-04 | 独立行政法人 科学技術振興機構 | 温度測定装置、熱型赤外線イメージセンサ及び温度測定方法 |
| FR2811808B1 (fr) * | 2000-07-11 | 2002-10-25 | Thomson Csf | Dispositif d'auto-compensation pour detecteurs soustractifs |
| EP1332346B1 (en) * | 2000-10-13 | 2010-03-24 | NEW A.C., INC. dba ANDROS INCORPORATED | Respiratory gas analyzer |
| DE10236937A1 (de) * | 2002-08-12 | 2004-02-26 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Elektrisches Gerät |
| US8476591B2 (en) | 2005-09-21 | 2013-07-02 | Analog Devices, Inc. | Radiation sensor device and method |
| US7897920B2 (en) | 2005-09-21 | 2011-03-01 | Analog Devices, Inc. | Radiation sensor device and method |
| US8766186B2 (en) | 2006-12-27 | 2014-07-01 | Analog Devices, Inc. | Control aperture for an IR sensor |
| DE102011081641B4 (de) * | 2011-08-26 | 2014-11-20 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Sensor und Verfahren zum Herstellen eines Sensors |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4468685A (en) * | 1980-03-27 | 1984-08-28 | Farrow Robin F C | Infrared detector using grey tin |
| JPH056996A (ja) * | 1991-06-27 | 1993-01-14 | Nec Corp | 赤外線センサ |
| JPH06160174A (ja) * | 1991-09-27 | 1994-06-07 | Terumo Corp | 赤外線センサ |
| US5397897A (en) * | 1992-04-17 | 1995-03-14 | Terumo Kabushiki Kaisha | Infrared sensor and method for production thereof |
-
1994
- 1994-01-24 JP JP6006003A patent/JPH07209089A/ja active Pending
-
1995
- 1995-01-24 EP EP95400143A patent/EP0664554B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-01-24 DE DE69506921T patent/DE69506921T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6034369A (en) * | 1996-11-27 | 2000-03-07 | Nec Corporation | Thermal infrared detecting device capable of detecting infrared rays without influence of operating temperature |
| JP2012108119A (ja) * | 2010-10-26 | 2012-06-07 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | 電磁放射を検出するための装置 |
| CN102565551A (zh) * | 2010-10-26 | 2012-07-11 | 原子能和代替能源委员会 | 用于探测电磁辐射的装置 |
| JP2016194525A (ja) * | 2010-10-26 | 2016-11-17 | コミサリア ア レネルジー アトミック エ オ ゼネルジー アルテルナティブＣｏｍｍｉｓｓａｒｉａｔ Ａ Ｌ’Ｅｎｅｒｇｉｅ Ａｔｏｍｉｑｕｅ Ｅｔ Ａｕｘ Ｅｎｅｒｇｉｅｓ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓ | 電磁放射を検出するための装置 |
| CN102565551B (zh) * | 2010-10-26 | 2016-12-14 | 原子能和代替能源委员会 | 用于探测电磁辐射的装置 |
| JP2012202826A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Nec Corp | 熱型赤外線固体撮像素子及びその製造方法 |
| JP2013064689A (ja) * | 2011-09-20 | 2013-04-11 | Nec Access Technica Ltd | 赤外線センサシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69506921T2 (de) | 1999-06-10 |
| DE69506921D1 (de) | 1999-02-11 |
| EP0664554A1 (en) | 1995-07-26 |
| EP0664554B1 (en) | 1998-12-30 |
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