JPH08145786A - 焦電型赤外線検出素子の製造方法 - Google Patents
焦電型赤外線検出素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH08145786A JPH08145786A JP6283430A JP28343094A JPH08145786A JP H08145786 A JPH08145786 A JP H08145786A JP 6283430 A JP6283430 A JP 6283430A JP 28343094 A JP28343094 A JP 28343094A JP H08145786 A JPH08145786 A JP H08145786A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- groove
- substrate
- pyroelectric infrared
- infrared detecting
- pyroelectric
- Prior art date
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- Pending
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板上に複数個形成された赤外線検出素子を
個々の素子に分割し、形状・寸法の揃った赤外線検出素
子を提供することを目的とする。 【構成】 表裏面が（１００）面の酸化マグネシウム基
板上の複数の検出素子を個々に分割するために基板１１
に断面形状がＶ字状をした溝１７を基板１１の裏面或い
は両面に形成した構成を有している。この構成によっ
て、ブレークした時にブレークラインが常にＶ溝１７の
頂点を起点として生じ、常に基板表面に垂直に生じるた
め得られた赤外線検出素子の形状・寸法を一定にするこ
とが出来る。
個々の素子に分割し、形状・寸法の揃った赤外線検出素
子を提供することを目的とする。 【構成】 表裏面が（１００）面の酸化マグネシウム基
板上の複数の検出素子を個々に分割するために基板１１
に断面形状がＶ字状をした溝１７を基板１１の裏面或い
は両面に形成した構成を有している。この構成によっ
て、ブレークした時にブレークラインが常にＶ溝１７の
頂点を起点として生じ、常に基板表面に垂直に生じるた
め得られた赤外線検出素子の形状・寸法を一定にするこ
とが出来る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、焦電体を用いて赤外線
を検出する焦電型赤外線検出素子の製造方法に関するも
のである。
を検出する焦電型赤外線検出素子の製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、焦電型赤外線検出素子は、非接触
で物体の検知や温度検出ができる点を生かして、電子レ
ンジの調理物の温度測定、エアコンの室内温度制御、或
いは自動ドア、警報装置での人体検知などに利用されて
おり、今後その応用範囲はますます拡大していくことが
予想される。
で物体の検知や温度検出ができる点を生かして、電子レ
ンジの調理物の温度測定、エアコンの室内温度制御、或
いは自動ドア、警報装置での人体検知などに利用されて
おり、今後その応用範囲はますます拡大していくことが
予想される。
【０００３】焦電型赤外線検出素子は、強誘電体の焦電
効果を応用した熱センサである。強誘電体は内部に一定
方向の自発分極を有しており、その表面に正及び負電荷
を発生させる。大気中における定常状態では、大気中の
分子が持つ電荷と結合して中性状態になっている。すべ
ての物体は、温度に応じた赤外線を放出しており、赤外
線検出部に入射した赤外線エネルギーに応じた温度変化
を強誘電体に生じさせる。そのため、赤外線検出部の熱
応答性を良好にする必要があり、その部分での熱容量は
焦電薄膜のみが望ましいと考えられる。
効果を応用した熱センサである。強誘電体は内部に一定
方向の自発分極を有しており、その表面に正及び負電荷
を発生させる。大気中における定常状態では、大気中の
分子が持つ電荷と結合して中性状態になっている。すべ
ての物体は、温度に応じた赤外線を放出しており、赤外
線検出部に入射した赤外線エネルギーに応じた温度変化
を強誘電体に生じさせる。そのため、赤外線検出部の熱
応答性を良好にする必要があり、その部分での熱容量は
焦電薄膜のみが望ましいと考えられる。
【０００４】以下に、従来の焦電型赤外線検出素子の製
造方法について図４を用いて説明する。まず、酸化マグ
ネシウム単結晶基板３１上に、第１の電極３２として１
５０ｎｍ程度の膜厚を有する白金薄膜をスパッタリング
法により形成する。次に、焦電薄膜３３としてランタン
を含有したチタン酸鉛を高周波マグネトロンスパッタリ
ング法で形成する。次に、フォトリソグラフィ法で焦電
薄膜３３を所定の形状にパターニングし、その後、第１
の電極３２も所定の形状にパターニングする。その後、
これら上層にスピンコート法でポリイミド系樹脂を塗布
した後、所定の形状にパターニングし、層間絶縁膜３４
を形成する。次に、これら上層に第２の電極３５として
赤外線吸収効果を有するＮｉＣｒを２０ｎｍ程度形成
し、所定の形状にパターニングする。更に、これら上層
に保護膜３６として、ポリイミド系樹脂をスピンコート
法で形成する。その後、赤外線検出部が接する基板表層
部に燐酸溶液による湿式エッチング法で空洞３８を形成
する。
造方法について図４を用いて説明する。まず、酸化マグ
ネシウム単結晶基板３１上に、第１の電極３２として１
５０ｎｍ程度の膜厚を有する白金薄膜をスパッタリング
法により形成する。次に、焦電薄膜３３としてランタン
を含有したチタン酸鉛を高周波マグネトロンスパッタリ
ング法で形成する。次に、フォトリソグラフィ法で焦電
薄膜３３を所定の形状にパターニングし、その後、第１
の電極３２も所定の形状にパターニングする。その後、
これら上層にスピンコート法でポリイミド系樹脂を塗布
した後、所定の形状にパターニングし、層間絶縁膜３４
を形成する。次に、これら上層に第２の電極３５として
赤外線吸収効果を有するＮｉＣｒを２０ｎｍ程度形成
し、所定の形状にパターニングする。更に、これら上層
に保護膜３６として、ポリイミド系樹脂をスピンコート
法で形成する。その後、赤外線検出部が接する基板表層
部に燐酸溶液による湿式エッチング法で空洞３８を形成
する。
【０００５】以上の工程により基板３１上に形成された
複数個の赤外線検出素子を個々に分割するため、ダイシ
ング法により基板３１の裏面からハーフカットにより溝
３７を形成した後、ブレークを行い個々の赤外線検出素
子を得る。ここで、基板３１のブレークを基板裏面から
のハーフカットにより行う理由は、上記で述べたように
赤外線検出素子が空洞を有しているため通常の基板表面
からのフルダイシング法ではダイシングブレードの冷却
水の水圧によりポリイミド樹脂が破れ赤外線検出部が破
壊されるためである。
複数個の赤外線検出素子を個々に分割するため、ダイシ
ング法により基板３１の裏面からハーフカットにより溝
３７を形成した後、ブレークを行い個々の赤外線検出素
子を得る。ここで、基板３１のブレークを基板裏面から
のハーフカットにより行う理由は、上記で述べたように
赤外線検出素子が空洞を有しているため通常の基板表面
からのフルダイシング法ではダイシングブレードの冷却
水の水圧によりポリイミド樹脂が破れ赤外線検出部が破
壊されるためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、溝３７の底面の形状が平らであるためブレ
ークした時にブレークラインが定まらず、例えば図４の
点線４０のように片寄って割れてしまったりして、得ら
れた赤外線検出素子の形状・寸法が不揃いになるという
問題点を有していた。
の構成では、溝３７の底面の形状が平らであるためブレ
ークした時にブレークラインが定まらず、例えば図４の
点線４０のように片寄って割れてしまったりして、得ら
れた赤外線検出素子の形状・寸法が不揃いになるという
問題点を有していた。
【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、ブレークした時にブレークラインが常に安定するよ
うにし、形状・寸法の揃った赤外線検出素子を提供する
ことを目的とする。
で、ブレークした時にブレークラインが常に安定するよ
うにし、形状・寸法の揃った赤外線検出素子を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の焦電型赤外線検出素子の製造方法は、複数の
検出素子を個々に分割するために基板に断面形状がＶ字
状をした溝を形成した構成を有している。
に本発明の焦電型赤外線検出素子の製造方法は、複数の
検出素子を個々に分割するために基板に断面形状がＶ字
状をした溝を形成した構成を有している。
【０００９】
【作用】この構成によって、ブレークした時にブレーク
ラインが常にＶ溝の頂点を起点として生じるようにな
り、しかもＶ溝の頂点は基板表面との距離が最も近く、
また割れ易い結晶方向にまっすぐ割れるためブレークラ
インは常に基板表面に垂直に生じ、得られた赤外線検出
素子の形状・寸法を一定にすることが出来る。
ラインが常にＶ溝の頂点を起点として生じるようにな
り、しかもＶ溝の頂点は基板表面との距離が最も近く、
また割れ易い結晶方向にまっすぐ割れるためブレークラ
インは常に基板表面に垂直に生じ、得られた赤外線検出
素子の形状・寸法を一定にすることが出来る。
【００１０】
（実施例１）以下本発明の一実施例について、図面と共
に説明する。図１は本発明の第一の実施例に於ける断面
図を示すものである。図１において、１１は立方晶系の
単結晶の酸化マグネシウム基板、１２はこの基板の（１
００）表面上に形成した白金の第１電極、１３は焦電薄
膜、１４は層間絶縁膜、１５はＮｉＣｒの第２電極、１
６はポリイミドの保護膜、１７は（０１０）面に沿って
設けたＶ溝、１９は焦電体を熱的に隔離する為の空洞で
ある。以上のように構成された焦電型赤外線検出素子に
おいて、Ｖ溝を起点としてブレークすると基板１１のブ
レークはＶ溝の頂点を起点に始まり、その方向は基板表
面に向い、また表面の（１００）面と垂直な（０１０）
面に溝をつけてあるのでその方向に割れやすくなるため
必然的に基板表面に垂直にブレークされる。その結果、
得られた焦電型赤外線検出素子はすべて溝の中央部分で
垂直に割れるので形状・寸法の揃ったものになる。
に説明する。図１は本発明の第一の実施例に於ける断面
図を示すものである。図１において、１１は立方晶系の
単結晶の酸化マグネシウム基板、１２はこの基板の（１
００）表面上に形成した白金の第１電極、１３は焦電薄
膜、１４は層間絶縁膜、１５はＮｉＣｒの第２電極、１
６はポリイミドの保護膜、１７は（０１０）面に沿って
設けたＶ溝、１９は焦電体を熱的に隔離する為の空洞で
ある。以上のように構成された焦電型赤外線検出素子に
おいて、Ｖ溝を起点としてブレークすると基板１１のブ
レークはＶ溝の頂点を起点に始まり、その方向は基板表
面に向い、また表面の（１００）面と垂直な（０１０）
面に溝をつけてあるのでその方向に割れやすくなるため
必然的に基板表面に垂直にブレークされる。その結果、
得られた焦電型赤外線検出素子はすべて溝の中央部分で
垂直に割れるので形状・寸法の揃ったものになる。
【００１１】この場合、Ｖ溝の形成方法として次のよう
な方法で行った。まず最初にダイシングソーにより基板
裏面からある深さまでハーフダイシングを行う。この時
の断面図を図３に示す。この段階では溝２７の先端形状
は従来例と同じように平らである。その後、７０℃に加
熱した４０％の燐酸溶液に基板を約５分間浸漬すると図
１に示すように溝の先端がＶ字状に形成される。これ
は、エッチング液によるエッチング速度に、結晶方向に
対する選択性がある為で、（１００）（０１０）（００
１）の互いに垂直な３方向については速度が速いが、そ
れ以外の斜めの方向に対しては遅い為であり、その為中
央が尖った楔のような格好に溝が成長していく為であ
る。
な方法で行った。まず最初にダイシングソーにより基板
裏面からある深さまでハーフダイシングを行う。この時
の断面図を図３に示す。この段階では溝２７の先端形状
は従来例と同じように平らである。その後、７０℃に加
熱した４０％の燐酸溶液に基板を約５分間浸漬すると図
１に示すように溝の先端がＶ字状に形成される。これ
は、エッチング液によるエッチング速度に、結晶方向に
対する選択性がある為で、（１００）（０１０）（００
１）の互いに垂直な３方向については速度が速いが、そ
れ以外の斜めの方向に対しては遅い為であり、その為中
央が尖った楔のような格好に溝が成長していく為であ
る。
【００１２】なお、Ｖ溝の形成は基板裏面のみでも充分
であるが、図２に示すように基板表面にも裏面に対向し
た位置にＶ溝を設けると基板のブレークがより確実に行
える。基板表面にＶ溝を形成する方法として、図２に示
すようにＶ溝を形成する位置において第１電極１２と層
間絶縁膜１３との溝の上に相当する部分にスリットを設
けておき、裏面だけでなく表面も燐酸のエッチング液を
かけると、燐酸でエッチングした時に白金からなる第１
電極がエッチングマスクとして働き自然に浅いＶ溝１８
が形成される。
であるが、図２に示すように基板表面にも裏面に対向し
た位置にＶ溝を設けると基板のブレークがより確実に行
える。基板表面にＶ溝を形成する方法として、図２に示
すようにＶ溝を形成する位置において第１電極１２と層
間絶縁膜１３との溝の上に相当する部分にスリットを設
けておき、裏面だけでなく表面も燐酸のエッチング液を
かけると、燐酸でエッチングした時に白金からなる第１
電極がエッチングマスクとして働き自然に浅いＶ溝１８
が形成される。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明は、焦電型赤外線検
出素子において、これらの複数の検出素子を個々に分割
するために基板に先端断面形状がＶ字型をした溝を形成
し、この溝の頂点を起点として分割することにより、ブ
レークした時にブレークラインが常にＶ型の頂点を起点
としてまっすぐ割れるようになり、赤外線検出素子の形
状・寸法を一定にすることが出来る。
出素子において、これらの複数の検出素子を個々に分割
するために基板に先端断面形状がＶ字型をした溝を形成
し、この溝の頂点を起点として分割することにより、ブ
レークした時にブレークラインが常にＶ型の頂点を起点
としてまっすぐ割れるようになり、赤外線検出素子の形
状・寸法を一定にすることが出来る。
【００１４】また、溝は（０１０）面に沿ってつけた実
施例を示したが、酸化マグネシウムはｘｙｚ軸が全く対
称な結晶構造なので、（００１）面に溝をつけても同じ
効果がある。
施例を示したが、酸化マグネシウムはｘｙｚ軸が全く対
称な結晶構造なので、（００１）面に溝をつけても同じ
効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例に於ける断面図
【図２】本発明の第１の実施例に於ける断面図
【図３】本発明の第１の実施例に於けるＶ溝製造前の断
面図
面図
【図４】従来の焦電型赤外線検出素子の断面図
１１ 酸化マグネシウム基板 １２ 第１電極 １３ 焦電薄膜 １４ 層間絶縁膜 １５ 第２電極 １６ 保護膜 １７ Ｖ溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 幸治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 酸化マグネシウムの（１００）面を表裏
面とする基板の表面に焦電薄膜により複数の赤外線検出
素子を形成し、これらの複数の検出素子を個々に分割す
る時に基板に先端断面形状がＶ字型をした溝を形成し、
このＶ溝の頂点を起点として分割することを特徴とする
焦電型赤外線検出素子の製造方法。 - 【請求項２】 Ｖ溝の形成を結晶内のエッチング方向に
よりエッチング速度の異なるエッチング溶液にて行う請
求項１記載の焦電型赤外線検出素子の製造方法。 - 【請求項３】 Ｖ溝の形成を燐酸溶液による湿式エッチ
ング法により行う請求項１記載の焦電型赤外線検出素子
の製造方法。 - 【請求項４】 Ｖ溝の形成を酸化マグネシウムの（０１
０）面または（００１）面に沿って行なった請求項１ま
たは２または３記載の焦電型赤外線検出素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6283430A JPH08145786A (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | 焦電型赤外線検出素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6283430A JPH08145786A (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | 焦電型赤外線検出素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08145786A true JPH08145786A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=17665439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6283430A Pending JPH08145786A (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | 焦電型赤外線検出素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08145786A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999041575A1 (en) * | 1998-02-13 | 1999-08-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Infrared detector element, and infrared sensor unit and infrared detector using infrared detector element |
-
1994
- 1994-11-17 JP JP6283430A patent/JPH08145786A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999041575A1 (en) * | 1998-02-13 | 1999-08-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Infrared detector element, and infrared sensor unit and infrared detector using infrared detector element |
| US6403959B1 (en) | 1998-02-13 | 2002-06-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Infrared detector element, and infrared sensor unit and infrared detecting device using it |
| CN1318827C (zh) * | 1998-02-13 | 2007-05-30 | 松下电器产业株式会社 | 红外线检测元件、使用该红外线检测元件的红外线传感器装置和红外线检测装置 |
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