JPH0989651A - 薄膜赤外線センサ - Google Patents
薄膜赤外線センサInfo
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- JPH0989651A JPH0989651A JP26768295A JP26768295A JPH0989651A JP H0989651 A JPH0989651 A JP H0989651A JP 26768295 A JP26768295 A JP 26768295A JP 26768295 A JP26768295 A JP 26768295A JP H0989651 A JPH0989651 A JP H0989651A
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Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 感度が良好で、しかも、膜が剥離したりせ
ず、基板の加工の容易な薄膜赤外線センサを提供するこ
と。 【解決手段】 基板１の表面に強誘電体薄膜４を形成し
てなる薄膜赤外線センサＳにおいて、前記基板１として
シリコン基板を用い、このシリコン基板１と前記強誘電
体薄膜４との間に酸化アルミニウム薄膜２を形成してい
る。
ず、基板の加工の容易な薄膜赤外線センサを提供するこ
と。 【解決手段】 基板１の表面に強誘電体薄膜４を形成し
てなる薄膜赤外線センサＳにおいて、前記基板１として
シリコン基板を用い、このシリコン基板１と前記強誘電
体薄膜４との間に酸化アルミニウム薄膜２を形成してい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、赤外線検出セン
サなどに組み込まれる薄膜赤外線センサに関する。
サなどに組み込まれる薄膜赤外線センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の薄膜赤外線センサにおいては、そ
の強誘電体薄膜を保持する基板として、シリコン単結晶
基板やＭｇＯ基板が用いられている。
の強誘電体薄膜を保持する基板として、シリコン単結晶
基板やＭｇＯ基板が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリコ
ン単結晶基板を用いた場合、その上に堆積される強誘電
体薄膜の結晶性に問題があり、センサの性能（感度）に
影響が及ぼされる。また、ＭｇＯ基板を用いた場合、前
記結晶性は良好であるが、センサとして組み上げる際、
基板の加工が困難である。
ン単結晶基板を用いた場合、その上に堆積される強誘電
体薄膜の結晶性に問題があり、センサの性能（感度）に
影響が及ぼされる。また、ＭｇＯ基板を用いた場合、前
記結晶性は良好であるが、センサとして組み上げる際、
基板の加工が困難である。
【０００４】そこで、上記の問題を解決するものとし
て、特公平６−８５４５０号公報に示されるように、シ
リコン単結晶基板上にＭｇＯ薄膜を堆積させることが試
みられている。
て、特公平６−８５４５０号公報に示されるように、シ
リコン単結晶基板上にＭｇＯ薄膜を堆積させることが試
みられている。
【０００５】しかしながら、上記公報の技術では、シリ
コン単結晶基板とＭｇＯとにおける熱膨張率の差が大き
いため、膜が剥離しやすいといった不都合がある。
コン単結晶基板とＭｇＯとにおける熱膨張率の差が大き
いため、膜が剥離しやすいといった不都合がある。
【０００６】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、感度が良好で、しかも、膜が剥離したりせ
ず、基板の加工の容易な薄膜赤外線センサを提供するこ
とを目的としている。
たもので、感度が良好で、しかも、膜が剥離したりせ
ず、基板の加工の容易な薄膜赤外線センサを提供するこ
とを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、基板の表面に強誘電体薄膜を形成し
てなる薄膜赤外線センサにおいて、前記基板としてシリ
コン基板を用い、このシリコン基板と前記強誘電体薄膜
との間に酸化アルミニウム薄膜を形成している。
め、この発明では、基板の表面に強誘電体薄膜を形成し
てなる薄膜赤外線センサにおいて、前記基板としてシリ
コン基板を用い、このシリコン基板と前記強誘電体薄膜
との間に酸化アルミニウム薄膜を形成している。
【０００８】上記構成の薄膜赤外線センサにおいては、
シリコン基板と熱膨張率の差が小さく、格子定数が近い
酸化アルミニウム薄膜を形成しているので、この酸化ア
ルミニウム薄膜上における下地電極および強誘電体薄膜
のエピタキシャル成長が可能になり、結晶性の優れた強
誘電体薄膜を、加工しやすいシリコン基板上に形成する
ことができる。したがって、性能の良好な薄膜赤外線セ
ンサを確実に得ることができる。
シリコン基板と熱膨張率の差が小さく、格子定数が近い
酸化アルミニウム薄膜を形成しているので、この酸化ア
ルミニウム薄膜上における下地電極および強誘電体薄膜
のエピタキシャル成長が可能になり、結晶性の優れた強
誘電体薄膜を、加工しやすいシリコン基板上に形成する
ことができる。したがって、性能の良好な薄膜赤外線セ
ンサを確実に得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【００１０】図１〜図３は、この発明の一つの実施の形
態を示すものである。図１は、この発明の薄膜赤外線セ
ンサＳの一例を示すもので、この図において、１はシリ
コン基板で、例えばシリコン（１００）単結晶基板であ
る。このシリコン基板１は、その熱容量を小さくするた
め、下面側がエッチングされている。２はこのシリコン
基板１の上面に形成される酸化アルミニウム薄膜で、例
えばγ−Ａｌ2 Ｏ3 よりなる。３は下地電極で、例えば
白金よりなる。４は強誘電体薄膜である（これについて
は、後に詳しく説明する）。５は上部電極で、例えばク
ロムよりなる。６は赤外吸収膜で、例えば金ブラックよ
りなる。
態を示すものである。図１は、この発明の薄膜赤外線セ
ンサＳの一例を示すもので、この図において、１はシリ
コン基板で、例えばシリコン（１００）単結晶基板であ
る。このシリコン基板１は、その熱容量を小さくするた
め、下面側がエッチングされている。２はこのシリコン
基板１の上面に形成される酸化アルミニウム薄膜で、例
えばγ−Ａｌ2 Ｏ3 よりなる。３は下地電極で、例えば
白金よりなる。４は強誘電体薄膜である（これについて
は、後に詳しく説明する）。５は上部電極で、例えばク
ロムよりなる。６は赤外吸収膜で、例えば金ブラックよ
りなる。
【００１１】上記薄膜赤外線センサＳの形成方法につい
て、図２および図３を参照しながら説明する。なお、以
下は、複数の薄膜赤外線センサＳを同時に製作する場合
を示している。
て、図２および図３を参照しながら説明する。なお、以
下は、複数の薄膜赤外線センサＳを同時に製作する場合
を示している。
【００１２】（１）例えば縦５ｍｍ×横５ｍｍ×厚さ５
００μｍのシリコン（１００）の単結晶基板１を用意
し、このシリコン基板１の上面に、ＣＶＤ法により酸化
アルミニウムをエピタキシャル成長させ、酸化アルミニ
ウム薄膜２を形成し、センサ基板とする〔図２（Ａ）、
図３（Ａ）参照〕。このときの酸化アルミニウム薄膜２
の厚みは、０．１〜１０μｍ程度である。
００μｍのシリコン（１００）の単結晶基板１を用意
し、このシリコン基板１の上面に、ＣＶＤ法により酸化
アルミニウムをエピタキシャル成長させ、酸化アルミニ
ウム薄膜２を形成し、センサ基板とする〔図２（Ａ）、
図３（Ａ）参照〕。このときの酸化アルミニウム薄膜２
の厚みは、０．１〜１０μｍ程度である。
【００１３】（２）次に、前記酸化アルミニウム薄膜２
の上面に、スパッタ法によって白金下地電極３をエピタ
キシャル成長させる〔図２（Ｂ）、図３（Ｂ）参照〕。
このとき、適宜のマスクを用いて、白金下地電極３を、
図３（Ｂ）に示すような形状にする。この白金下地電極
３の厚みは、０．１〜０．３μｍ程度である。
の上面に、スパッタ法によって白金下地電極３をエピタ
キシャル成長させる〔図２（Ｂ）、図３（Ｂ）参照〕。
このとき、適宜のマスクを用いて、白金下地電極３を、
図３（Ｂ）に示すような形状にする。この白金下地電極
３の厚みは、０．１〜０．３μｍ程度である。
【００１４】（３）次いで、減圧ＣＶＤ法によって、強
誘電体薄膜として、その組成がＰｂx Ｌａy Ｔｉz Ｚｒ
w Ｏ3 として表されるＰＺＴ系薄膜４をエピタキシャル
成長させる。そして、この実施の形態では、特に、ｘ＝
１、ｙ＝０、０≦ｚ≦０．５２、ｚ＋ｗ＝１とし、ＰＺ
Ｔ薄膜４とする。
誘電体薄膜として、その組成がＰｂx Ｌａy Ｔｉz Ｚｒ
w Ｏ3 として表されるＰＺＴ系薄膜４をエピタキシャル
成長させる。そして、この実施の形態では、特に、ｘ＝
１、ｙ＝０、０≦ｚ≦０．５２、ｚ＋ｗ＝１とし、ＰＺ
Ｔ薄膜４とする。
【００１５】ここで用いる減圧ＣＶＤ法は、各ソース原
料（この場合、Ｐｂソース、Ｚｒソース、ＴｉＯ2 ソー
ス）をそれぞれ個別に制御できるので、酸化アルミニウ
ム薄膜２および白金下地電極３のそれぞれ表面に、Ｐｂ
Ｏ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 を同時に析出させ、ＰＺＴ薄膜
４を厚さ２〜５μｍ程度に堆積させる〔図２（Ｃ）、図
３（Ｃ）参照〕。このとき、適宜のマスクを用いて、Ｐ
ＺＴ薄膜４を、図３（Ｂ）に示すような形状にする。
料（この場合、Ｐｂソース、Ｚｒソース、ＴｉＯ2 ソー
ス）をそれぞれ個別に制御できるので、酸化アルミニウ
ム薄膜２および白金下地電極３のそれぞれ表面に、Ｐｂ
Ｏ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 を同時に析出させ、ＰＺＴ薄膜
４を厚さ２〜５μｍ程度に堆積させる〔図２（Ｃ）、図
３（Ｃ）参照〕。このとき、適宜のマスクを用いて、Ｐ
ＺＴ薄膜４を、図３（Ｂ）に示すような形状にする。
【００１６】（４）そして、前記ＰＺＴ薄膜４の上面お
よび酸化アルミニウム薄膜２の上面に、Ｃｒなどの透過
性導電性金属材料を蒸着することにより、上部電極５を
形成する〔図２（Ｄ）、図３（Ｄ）参照〕。
よび酸化アルミニウム薄膜２の上面に、Ｃｒなどの透過
性導電性金属材料を蒸着することにより、上部電極５を
形成する〔図２（Ｄ）、図３（Ｄ）参照〕。
【００１７】（５）さらに、金ブラックを真空蒸着する
ことにより、上部電極５の最上部に赤外吸収膜６を形成
する〔図２（Ｅ）、図３（Ｅ）参照〕。
ことにより、上部電極５の最上部に赤外吸収膜６を形成
する〔図２（Ｅ）、図３（Ｅ）参照〕。
【００１８】（６）そして、シリコン基板１の下面を所
定形状になるようにエッチング処理して除去する〔図２
（Ｆ）参照〕。このシリコン基板１のエッチングは、例
えば異方性エッチングによって行うことができる。な
お、図１および図２（Ｆ）において、符号７は前記エッ
チングによって除去された部分を示している。
定形状になるようにエッチング処理して除去する〔図２
（Ｆ）参照〕。このシリコン基板１のエッチングは、例
えば異方性エッチングによって行うことができる。な
お、図１および図２（Ｆ）において、符号７は前記エッ
チングによって除去された部分を示している。
【００１９】（７）上述のようにして、一つのシリコン
基板１上に複数（図示例では、３つ）の薄膜赤外線セン
サＳが得られる。これをダイシングすることにより、個
々のセンサチップに分割する〔図３（Ｆ）参照〕ことに
より、図１に示したような薄膜赤外線センサＳとなる。
基板１上に複数（図示例では、３つ）の薄膜赤外線セン
サＳが得られる。これをダイシングすることにより、個
々のセンサチップに分割する〔図３（Ｆ）参照〕ことに
より、図１に示したような薄膜赤外線センサＳとなる。
【００２０】なお、前記の（６）と（７）の工程は入れ
替えてもよい。
替えてもよい。
【００２１】上述のようにして形成された薄膜赤外線セ
ンサＳは、シリコン基板１上に、このシリコン基板１と
熱膨張率の差が小さく、格子定数が近い酸化アルミニウ
ム薄膜２を形成しているので、この酸化アルミニウム薄
膜２がバッファ層となる。そして、酸化アルミニウム薄
膜２上における下地電極３および強誘電体薄膜４のエピ
タキシャル成長が可能になり、結晶性の優れた下地電極
３および強誘電体薄膜４を形成することができ、強誘電
体薄膜４がシリコン基板１から剥離することがなくな
る。
ンサＳは、シリコン基板１上に、このシリコン基板１と
熱膨張率の差が小さく、格子定数が近い酸化アルミニウ
ム薄膜２を形成しているので、この酸化アルミニウム薄
膜２がバッファ層となる。そして、酸化アルミニウム薄
膜２上における下地電極３および強誘電体薄膜４のエピ
タキシャル成長が可能になり、結晶性の優れた下地電極
３および強誘電体薄膜４を形成することができ、強誘電
体薄膜４がシリコン基板１から剥離することがなくな
る。
【００２２】そして、前記シリコン基板１および酸化ア
ルミニウム薄膜２は加工が容易であるから、感度の良好
な薄膜赤外線センサＳを容易にしかも大量生産すること
ができる。したがって、優れた性能を有する薄膜赤外線
センサＳを安価に得ることができる。
ルミニウム薄膜２は加工が容易であるから、感度の良好
な薄膜赤外線センサＳを容易にしかも大量生産すること
ができる。したがって、優れた性能を有する薄膜赤外線
センサＳを安価に得ることができる。
【００２３】この発明は、上述した実施の形態に限られ
るものではなく、例えば、強誘電体薄膜４は、前記ＰＺ
Ｔ薄膜に限られるものではなく、組成がＰｂx Ｌａy Ｔ
ｉzＺｒw Ｏ3 として表され、ｘ＋ｙ＝１、０≦ｙ≦
０．２５、ｚ＋ｗ＝１、０≦ｗ≦０．５２であるＰＬＺ
Ｔ薄膜でもよい。
るものではなく、例えば、強誘電体薄膜４は、前記ＰＺ
Ｔ薄膜に限られるものではなく、組成がＰｂx Ｌａy Ｔ
ｉzＺｒw Ｏ3 として表され、ｘ＋ｙ＝１、０≦ｙ≦
０．２５、ｚ＋ｗ＝１、０≦ｗ≦０．５２であるＰＬＺ
Ｔ薄膜でもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明において
は、シリコン基板の一方の面に酸化アルミニウム薄膜を
形成し、この酸化アルミニウム薄膜の上面に強誘電体薄
膜を形成しているので、従来に比べて性能が優れた薄膜
赤外線センサを容易かつ安価に得ることができるように
なった。
は、シリコン基板の一方の面に酸化アルミニウム薄膜を
形成し、この酸化アルミニウム薄膜の上面に強誘電体薄
膜を形成しているので、従来に比べて性能が優れた薄膜
赤外線センサを容易かつ安価に得ることができるように
なった。
【図１】この発明の一つの実施の形態における薄膜赤外
線センサの断面形状を示す図である。
線センサの断面形状を示す図である。
【図２】前記薄膜赤外線センサの作成手順の一例を示す
断面図である。
断面図である。
【図３】前記薄膜赤外線センサの作成手順の一例を示す
上面図である。
上面図である。
１…シリコン基板、２…酸化アルミニウム薄膜、４…強
誘電体薄膜、Ｓ…薄膜赤外線センサ。
誘電体薄膜、Ｓ…薄膜赤外線センサ。
フロントページの続き (72)発明者 野村 聡 京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地 株式会社堀場製作所内 (72)発明者 富永 浩二 京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地 株式会社堀場製作所内 (72)発明者 田辺 裕貴 京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地 株式会社堀場製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】 基板の表面に強誘電体薄膜を形成してな
る薄膜赤外線センサにおいて、前記基板としてシリコン
基板を用い、このシリコン基板と前記強誘電体薄膜との
間に酸化アルミニウム薄膜を形成したことを特徴とする
薄膜赤外線センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26768295A JP3482048B2 (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 薄膜赤外線センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26768295A JP3482048B2 (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 薄膜赤外線センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0989651A true JPH0989651A (ja) | 1997-04-04 |
| JP3482048B2 JP3482048B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=17448073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26768295A Expired - Fee Related JP3482048B2 (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 薄膜赤外線センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3482048B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100310112B1 (ko) * | 1998-12-28 | 2001-12-17 | 배성호 | 초전소자용수광전극제조방법 |
| JP2002261249A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-13 | Makoto Ishida | 半導体記憶素子 |
| WO2004084322A1 (ja) * | 2003-03-17 | 2004-09-30 | Japan Science And Technology Agency | 半導体素子、半導体センサーおよび半導体記憶素子 |
| WO2006132161A1 (ja) * | 2005-06-04 | 2006-12-14 | National University Corporation Toyohashi University Of Technology | 集積装置 |
| JP2009198700A (ja) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Nidek Co Ltd | 形状可変ミラーの製造方法及び形状可変ミラー |
-
1995
- 1995-09-20 JP JP26768295A patent/JP3482048B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100310112B1 (ko) * | 1998-12-28 | 2001-12-17 | 배성호 | 초전소자용수광전극제조방법 |
| JP2002261249A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-13 | Makoto Ishida | 半導体記憶素子 |
| WO2004084322A1 (ja) * | 2003-03-17 | 2004-09-30 | Japan Science And Technology Agency | 半導体素子、半導体センサーおよび半導体記憶素子 |
| JP2004281742A (ja) * | 2003-03-17 | 2004-10-07 | Japan Science & Technology Agency | 半導体素子、半導体センサーおよび半導体記憶素子 |
| KR100738852B1 (ko) * | 2003-03-17 | 2007-07-12 | 도쿠리쓰교세이호징 가가쿠 기주쓰 신코 기코 | 반도체 메모리 소자 및 초음파 센서 |
| US7692257B2 (en) | 2003-03-17 | 2010-04-06 | National University Corporation Toyohashi University Of Technology | Ultrasonic sensor comprising a metal/ferroelectric/metal/insulator/semiconductor structure |
| WO2006132161A1 (ja) * | 2005-06-04 | 2006-12-14 | National University Corporation Toyohashi University Of Technology | 集積装置 |
| JP5002815B2 (ja) * | 2005-06-04 | 2012-08-15 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 集積装置とその製造方法 |
| JP2009198700A (ja) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Nidek Co Ltd | 形状可変ミラーの製造方法及び形状可変ミラー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3482048B2 (ja) | 2003-12-22 |
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