JPH1062242A - 赤外線検出素子とその製造方法 - Google Patents

赤外線検出素子とその製造方法

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JPH1062242A
JPH1062242A JP21710596A JP21710596A JPH1062242A JP H1062242 A JPH1062242 A JP H1062242A JP 21710596 A JP21710596 A JP 21710596A JP 21710596 A JP21710596 A JP 21710596A JP H1062242 A JPH1062242 A JP H1062242A
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JP
Japan
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detecting element
infrared detecting
lead
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element main
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JP21710596A
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English (en)
Inventor
Hideaki Yamagishi
秀章 山岸
Naoteru Kishi
直輝 岸
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小化、集積化が容易な赤外線検出素子とそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 面状の赤外線検出素子本体と、該赤外線
検出素子本体に一端が接続されるリードとを具備する赤
外線検出素子において、前記赤外線検出素子本体の面に
直交し断面直径に対して長さの長い柱状体からなるリー
ドを具備したことを特徴とする赤外線検出素子である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、微小化、集積化が
容易な赤外線検出素子とその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図10は、従来より一般に使用されてい
る従来例の構成説明図で、例えば、特開昭64−353
52号に示されている。
【0003】図において,1は凹部11を有するシリコ
ンウエハである。2は、シリコンウエハ1の両面に設け
られた熱酸化膜である。3は、熱酸化膜2の表面に設け
られ凹部11を跨ぐ梁部12を有するスパッタ膜であ
る。
【0004】4は梁部12に設けられた赤外線検出素子
本体で、この場合は、薄膜赤外線検出素子が使用されて
いる。5は電極で、6はセンサ膜4と電極5とを結ぶリ
ードである。このような赤外線検出素子では、赤外線照
射時の赤外線検出素子本体4の温度変化量を改善するた
めに、赤外線検出素子本体4を梁部12で支え、空中に
浮かし、熱がシリコンウエハ1に逃げないように工夫さ
れている。
【0005】この際の熱コンダクタンスは、熱流が流れ
る面積に比例し、長さに反比例する。この場合、熱コン
ダクタンスのみに着目すると、梁部12を長く、細くす
れば、感度が改善されることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な赤外線検出素子においては、梁部12を長くすると、
場所を長く取り、集積度が悪くなり、加えるに、細くす
ると、リード6部分の抵抗値が増加し、測定が困難にな
る。
【0007】本発明は、この問題点を、解決するもので
ある。本発明の目的は、微小化、集積化が容易な赤外線
検出素子とその製造方法を提供するにある。
【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、本発明は、 (1)面状の赤外線検出素子本体と、該赤外線検出素子
本体に一端が接続されるリードとを具備する赤外線検出
素子において、前記赤外線検出素子本体の面に直交し断
面直径に対して長さの長い柱状体からなるリードを具備
したことを特徴とする赤外線検出素子。 (2)半導体基板に設けられた犠牲層に設けられた縦孔
を利用して形成され断面直径に対して長さの長い柱状体
からなるリードを具備したことを特徴とする請求項1記
載の赤外線検出素子。 (3)四端子法を利用可能なように電流印加用の一対の
電流リード線と、電流印加時の赤外線検出素子本体の電
圧を測定するための一対の電圧リード線とを具備したこ
とを特徴とする請求項1記載の赤外線検出素子。 (4)面状の赤外線検出素子本体と、該赤外線検出素子
本体に一端が接続されるリードとを具備する赤外線検出
素子の製造方法において、以下の工程を有することを特
徴とする赤外線検出素子の製造方法。 (a)所定の配線が設けられた基板に犠牲層を形成する
犠牲層形成工程。 (b)前記犠牲層の所定個所に一端が前記配線に接し断
面直径に対して長さの長いリード用の縦孔をエッチング
により形成する縦孔形成工程。 (c)前記縦孔に導電性材料を充填して前記リードを形
成するリード形成工程。 (d)前記リードの他端に接続され該リードと面が直交
する前記面状の赤外線検出素子本体を形成する赤外線検
出素子本体形成工程。 (e)前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程。を採用し
た。
【0009】
【作用】以上の構成において、本発明の赤外線検出素子
は、以下の如くして作る。所定の配線が設けられた基板
に犠牲層を形成する。犠牲層の所定個所に一端が配線に
接し断面直径に対して長さの長いリード用の縦孔をエッ
チングにより形成する。縦孔に導電性材料を充填してリ
ードを形成する。リードの他端に接続されリードと面が
直交する面状の赤外線検出素子本体を形成する。犠牲層
を除去する。以下、実施例に基づき詳細に説明する。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例の要部構
成説明図で、図2は図1の側面図である。図において、
図10と同一記号の構成は同一機能を表わす。以下、図
10と相違部分のみ説明する。
【0011】21は、赤外線検出素子本体22の面に直
交し、断面直径Dに対して長さLの長い柱状体からなる
リードである。リード21の直径Dは、実際は、赤外線
検出素子本体22を支持できるギリギリの限界まで細く
されているが、図10においては、分かり易くするため
に実際より直径Dが大きく示されている。
【0012】この場合は、四端子法を利用可能なよう
に、電流印加用の一対の電流リード線211,212
と、電流印加時の赤外線検出素子本体22の電圧を測定
するための一対の電圧リード線213,214とが設け
られている。31は、リード21が取付られる配線パタ
ーン、32は配線パターン31が配置されている基板で
ある。
【0013】以上の構成において、本発明の赤外線検出
素子は、以下の如くして作る。 (a)図3に示す如く、所定の配線102が設けられた
基板101に犠牲層103を形成する。 (b)図4に示す如く、犠牲層103の表面に、機械的
に強く、比熱の低い赤外線検出素子本体の支持層104
を形成する。
【0014】(c)図5に示す如く、犠牲層103の所
定個所に、一端が配線102に接し、断面直径に対して
長さの長いリード用の縦孔105をエッチングにより形
成する。 (d)図6に示す如く、縦孔105に、導電性材料を充
填して、リード106を形成する。
【0015】(e)図7に示す如く、リード106の他
端に接続され、リード106と面が直交する、板面状の
赤外線検出素子本体107を形成する。 (f)図8に示す如く、犠牲層103と支持層104の
一部を除去する。而して、真空中の場合、赤外線照射に
より赤外線検出素子本体22が受けた熱は、赤外線検出
素子本体22を支えるリード21のみを流れる。
【0016】従って、10図従来例の梁部12でつられ
たセンサ膜4と同じ(熱流通過断面積)/(熱流通過流
さ)が得る事が出来れば、同様の感度が得られ、しか
も、リード21は赤外線検出素子本体22の面に直交し
て配置されているので、赤外線検出素子本体22の面積
≒素子の大きさとなり、素子の占める面積が小さくな
り、微小化、集積化が容易となる。
【0017】次に、熱伝導度は、材質が同じであれば、
(熱流通過断面積)/(熱流通過流さ)に比例する。熱
伝導度を小さくするためには、その比を小さくすればよ
い。たとえば、10図従来例では、一例として、 (熱流通過断面積)/(熱流通過流さ) =(厚さt;0.5μm×幅w;5.0μm)/(長さl;50μm) =1/(20)である。
【0018】これに対して、本発明においては、上述の
如く、マイクロマシン技術を利用して、直径;0.1μ
m、長さ;1μmのリード21が得られた。したがっ
て、 (熱流通過断面積)/(熱流通過流さ) =((0.1/2)2)×π/(1.0) ≒1/100 となり、熱伝導度が改善され、赤外線検出素子の感度が
向上できる。
【0019】次に、図9に示す如く、リード211,2
12間に定電流Iを流す。リード213,214間に電
圧計41を接続する。電圧を測る回路には、電圧計の抵
抗値が十分高ければ、電流が流れないために、リードに
よる抵抗RLによる電圧効果は無視できる。また、電圧
回路に電流が流れないために、赤外線検出素子本体22
を流れる電流IBは電流Iに等しい。
【0020】この時の出力電圧感度はΔV/V=ΔR/
Rとなり、リード抵抗に依存しない。従って、上記の四
端子法によれば、リード21を細くして、リード21の
部分の抵抗値が増加しても、赤外線検出素子の測定は出
来る。
【0021】なお、図4において、支持層104を形成
すると説明したが、支持層104はなくても良いことは
勿論である。
【0022】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項1によれば、 (1)リードは、赤外線検出素子本体の面に直交して配
置されているので、赤外線検出素子本体の面積≒素子の
大きさとなり、素子の占める面積が小さくなり、微小
化、集積化が容易な赤外線検出素子が得られる。
【0023】(2)マイクロマシン技術を利用して、断
面直径に対して長さの長い柱状体からなるリードを構成
したので、熱伝導度が改善され、赤外線検出素子の感度
が向上された赤外線検出素子が得られる。
【0024】本発明の請求項2によれば、マイクロマシ
ン技術を利用して、断面直径に対して長さの長い柱状体
からなるリードを具体的に容易に実現できる赤外線検出
素子が得られる。
【0025】本発明の請求項3によれば、リード21を
細くして、リード21の部分の抵抗値が増加しても、赤
外線検出素子の測定が容易な赤外線検出素子が得られ
る。
【0026】本発明の請求項4によれば、マイクロマシ
ン技術を利用して、従来からある半導体プロセス技術を
使用出来るので、安価で、信頼性が高い赤外線検出素子
が得られる。
【0027】従って、本発明によれば、微小化、集積化
が容易な赤外線検出素子とその製造方法を実現すること
が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図2】図1の側面図である。
【図3】図1の犠牲層形成工程説明図である。
【図4】図1の支持層形成工程説明図である。
【図5】図1の縦孔形成工程説明図である。
【図6】図1のリード形成工程説明図である。
【図7】図1の赤外線検出素子本体形成工程説明図であ
る。
【図8】図1の犠牲層除去工程説明図である。
【図9】図1の動作説明図である。
【図10】従来より一般に使用されている従来例の構成
説明図である。
【図11】図10の平面図である。
【符号の説明】
21 リード 211 リード 212 リード 213 リード 214 リード 22 赤外線検出素子本体 31 配線パターン 32 基板 41 電圧計 101 基板 102 配線 103 犠牲層 104 支持層 105 縦孔 106 リード 107 赤外線検出素子本体 D 直径 L 長さ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】面状の赤外線検出素子本体と、 該赤外線検出素子本体に一端が接続されるリードとを具
    備する赤外線検出素子において、 前記赤外線検出素子本体の面に直交し断面直径に対して
    長さの長い柱状体からなるリードを具備したことを特徴
    とする赤外線検出素子。
  2. 【請求項2】半導体基板に設けられた犠牲層に設けられ
    た縦孔を利用して形成され断面直径に対して長さの長い
    柱状体からなるリードを具備したことを特徴とする請求
    項1記載の赤外線検出素子。
  3. 【請求項3】四端子法を利用可能なように電流印加用の
    一対の電流リード線と、 電流印加時の赤外線検出素子本体の電圧を測定するため
    の一対の電圧リード線とを具備したことを特徴とする請
    求項1記載の赤外線検出素子。
  4. 【請求項4】面状の赤外線検出素子本体と、 該赤外線検出素子本体に一端が接続されるリードとを具
    備する赤外線検出素子の製造方法において、 以下の工程を有することを特徴とする赤外線検出素子の
    製造方法。 (a)所定の配線が設けられた基板に犠牲層を形成する
    犠牲層形成工程。 (b)前記犠牲層の所定個所に一端が前記配線に接し断
    面直径に対して長さの長いリード用の縦孔をエッチング
    により形成する縦孔形成工程。 (c)前記縦孔に導電性材料を充填して前記リードを形
    成するリード形成工程。 (d)前記リードの他端に接続され該リードと面が直交
    する前記面状の赤外線検出素子本体を形成する赤外線検
    出素子本体形成工程。 (e)前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程。
JP21710596A 1996-08-19 1996-08-19 赤外線検出素子とその製造方法 Pending JPH1062242A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001343282A (ja) * 2000-06-01 2001-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 赤外線検出素子、赤外線2次元イメージセンサおよびその製造方法
US20110180711A1 (en) * 2010-01-26 2011-07-28 Seiko Epson Corporation Thermal detector, thermal detection device and electronic instrument, and method for manufacturing thermal detector

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