JP2011209114A

JP2011209114A - Infrared detecting sensor

Info

Publication number: JP2011209114A
Application number: JP2010077139A
Authority: JP
Inventors: Mario Kiuchi; 万里夫木内; Hajime Matsuoka; 元松岡; Takahito Ono; 崇人小野
Original assignee: Tohoku University NUC; Sumitomo Precision Products Co Ltd
Current assignee: Tohoku University NUC; Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-10-20

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an infrared detecting sensor which detects infrared rays accurately.SOLUTION: This infrared detecting sensor 100 is equipped with: a first chamber 10 inside which gas is present; a second chamber 20 which is positioned below the first chamber and communicates with the first chamber and inside which the gas is present; an infrared absorbing part 11 which is disposed in the first chamber and which absorbs infrared rays IR entering inside the first chamber from outside the first chamber and converts them into heat; and a cantilever member 41 which is disposed in a communicating part 40 of the first chamber with the second chamber and is bent in the vertical direction.

Description

本発明は、赤外線を吸収して熱に変換する赤外線吸収部を有し、該赤外線吸収部によって赤外線から変換された熱により周囲の気体の圧力が上昇することを利用して赤外線を検出する赤外線検出センサに関する。 The present invention has an infrared absorbing portion that absorbs infrared rays and converts the infrared rays into heat, and detects infrared rays by utilizing the increase in pressure of surrounding gas due to heat converted from infrared rays by the infrared ray absorbing portions. The present invention relates to a detection sensor.

赤外線吸収部によって赤外線から変換された熱により周囲の気体の圧力が上昇することを利用して赤外線を検出する赤外線検出センサとしては、例えば、特許文献１に記載の装置が知られている。特許文献１に記載の装置は、内部に気体が存在する筒状のチャンバーと、チャンバーの一方側の開口部を閉塞するエネルギー吸収膜と、チャンバーの他方側の開口部を閉塞する薄膜とを備えている。 For example, an apparatus described in Patent Document 1 is known as an infrared detection sensor that detects infrared rays by utilizing the increase in pressure of surrounding gas caused by heat converted from infrared rays by an infrared absorption unit. The apparatus described in Patent Document 1 includes a cylindrical chamber in which a gas exists, an energy absorption film that closes an opening on one side of the chamber, and a thin film that closes an opening on the other side of the chamber. ing.

特許文献１に記載の装置において、エネルギー吸収膜が赤外線等の放射エネルギーを吸収すると、放射エネルギーが熱に変換され、この熱によりチャンバー内部に存在する気体が昇温し、該気体の圧力が上昇する。気体の圧力が上昇すると、チャンバーの外側に向いた力が薄膜に加わり、チャンバーの外側へ押し出されるように薄膜が撓む。このように、特許文献１に記載の装置では、放射エネルギーの吸収によって薄膜が撓むため、薄膜の撓み量に基づいて放射エネルギーを検出することが可能である。 In the apparatus described in Patent Document 1, when the energy absorbing film absorbs radiant energy such as infrared rays, the radiant energy is converted into heat, and the gas present inside the chamber is heated by this heat, and the pressure of the gas increases. To do. As the gas pressure rises, a force directed toward the outside of the chamber is applied to the membrane, causing the membrane to bend so that it is pushed out of the chamber. As described above, in the apparatus described in Patent Document 1, since the thin film bends due to the absorption of the radiant energy, it is possible to detect the radiant energy based on the bending amount of the thin film.

ところで、赤外線検出センサには、従来より小型化の要請がある。特許文献１に記載の装置を小型化するためには、チャンバーの開口部及び薄膜の面積を小さくする必要がある。しかし、特許文献１に記載の薄膜は、チャンバーの他方の開口部を区画する部位全体においてチャンバーに固着されている。このため、薄膜の面積を小さくすると、薄膜は撓み難くなり、赤外線を精度良く検出することができなくなる。従って、特許文献１に記載の装置を小型化することは困難である。 By the way, there is a demand for downsizing of the infrared detection sensor. In order to reduce the size of the device described in Patent Document 1, it is necessary to reduce the opening of the chamber and the area of the thin film. However, the thin film described in Patent Document 1 is fixed to the chamber at the entire portion that defines the other opening of the chamber. For this reason, if the area of the thin film is reduced, the thin film is difficult to bend and infrared rays cannot be detected with high accuracy. Therefore, it is difficult to reduce the size of the device described in Patent Document 1.

このため、本件出願人は、例えば、特許文献２に記載のように、赤外線を精度良く検出することができ、且つ、小型化することが可能な赤外線検出センサを提案している。 For this reason, the present applicant has proposed an infrared detection sensor that can detect infrared rays with high accuracy and can be miniaturized, for example, as described in Patent Document 2.

図１は、本件出願人が従来提案している赤外線検出センサを模式的に示す断面図である。図１に示すように、従来の赤外線検出センサ２００は、内部に気体が存在する第１チャンバー１０と、内部に気体が存在し、第１チャンバー１０と水平方向に連通する第２チャンバー２０と、内部に気体が存在し、第２チャンバー２０と上下方向に連通する第３チャンバー３０とを備えている。第１チャンバー１０内には、第１チャンバー１０の外部（上方）から第１チャンバー１０の内部に入射した赤外線ＩＲを吸収して熱に変換する赤外線吸収部１１が配置されている。第２チャンバー２０と第３チャンバーとの連通部４０には、上下方向に撓むことが可能な片持ち梁部材４１が配置されている。第２チャンバー２０の底面の所定部位、及び、第２チャンバー２０の底面の所定部位に上下方向に対向する片持ち梁部材４１の底面の所定部位には、それぞれ電極２１、４２が配置されている。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an infrared detection sensor conventionally proposed by the present applicant. As shown in FIG. 1, the conventional infrared detection sensor 200 includes a first chamber 10 in which gas is present, a second chamber 20 in which gas is present and communicates with the first chamber 10 in the horizontal direction, Gas is present inside, and a second chamber 20 and a third chamber 30 communicating in the vertical direction are provided. In the first chamber 10, an infrared absorption unit 11 that absorbs infrared IR incident on the inside of the first chamber 10 from the outside (above) of the first chamber 10 and converts it into heat is disposed. A cantilever member 41 that can be bent in the vertical direction is disposed in the communication portion 40 between the second chamber 20 and the third chamber. Electrodes 21 and 42 are respectively disposed on a predetermined portion of the bottom surface of the second chamber 20 and a predetermined portion of the bottom surface of the cantilever member 41 facing the predetermined portion of the bottom surface of the second chamber 20 in the vertical direction. .

上記構成の赤外線検出センサ２００において、赤外線吸収部１１が赤外線ＩＲを吸収してこれを熱に変換すると、この熱により第１チャンバー１０内部に存在する気体が昇温し、該気体の圧力が上昇する。第１チャンバー１０内部に存在する気体の圧力が上昇するに伴い、第１チャンバー１０に連通する第２チャンバー２０内部に存在する気体の圧力も上昇し、片持ち梁部材４１を第３チャンバー３０に向けて押圧する上向きの力が作用することになる。この上向きの力によって片持ち梁部材４１は撓み、その撓み量は赤外線吸収部１１の赤外線吸収量に応じて変化する。このため、片持ち梁部材の撓み量を一対の電極２１、４２間の静電容量を計測することによって検出すれば、第１チャンバー１０内部に入射した赤外線ＩＲを検出すること（赤外線ＩＲが赤外線吸収部１１に吸収されたか否かや、赤外線吸収部１１での赤外線ＩＲの吸収量を検出すること等）が可能である。 In the infrared detection sensor 200 having the above-described configuration, when the infrared absorption unit 11 absorbs infrared IR and converts it into heat, the gas present in the first chamber 10 is heated by this heat, and the pressure of the gas increases. To do. As the pressure of the gas existing inside the first chamber 10 increases, the pressure of the gas present inside the second chamber 20 communicating with the first chamber 10 also increases, and the cantilever member 41 is moved to the third chamber 30. An upward force that presses toward it acts. The upward force causes the cantilever member 41 to bend, and the amount of the bend changes according to the amount of infrared absorption by the infrared absorbing portion 11. For this reason, if the amount of deflection of the cantilever member is detected by measuring the capacitance between the pair of electrodes 21 and 42, the infrared IR incident inside the first chamber 10 can be detected (the infrared IR is infrared radiation). It is possible to detect whether or not the light is absorbed by the absorption unit 11, and to detect the amount of infrared IR absorbed by the infrared absorption unit 11).

米国特許第２４２４９７６号明細書US Pat. No. 2,424,976 特開２０１０−５４４１６号公報JP 2010-54416 A

上記従来の赤外線検出センサ２００で精度良く赤外線ＩＲを検出するには、原理上、第１チャンバー１０内部の気体の熱時定数（熱応答時間）が、隣接する第２チャンバー２０内部の気体の圧力の時定数よりも小さい必要がある。
しかしながら、上記従来の赤外線検出センサ２００では、後述のように、第１チャンバー１０と第２チャンバー２０との間の排気コンダクタンスが、第２チャンバー２０と第３チャンバー３０との間の排気コンダクタンスよりも極めて小さくならざるを得ず、片持ち梁部材４１に上向きの力を作用させる（第３チャンバー３０内部の気体の圧力よりも第２チャンバー２０内部の気体の圧力が高くなる）ためには、第３チャンバー３０の容積、ひいては第１チャンバー１０の容積を大きくしなければならない。第１チャンバー１０の容積を大きくすると、後述のように、第１チャンバー１０内部の気体の熱時定数が大きくなるという問題がある。換言すれば、前述のように第１チャンバー１０内部の気体の熱時定数が第２チャンバー２０内部の気体の圧力の時定数よりも小さくなるように設計することが、実際には極めて困難であるという問題がある。 In order to detect infrared IR with high accuracy by the conventional infrared detection sensor 200, in principle, the thermal time constant (thermal response time) of the gas inside the first chamber 10 is the pressure of the gas inside the adjacent second chamber 20. It must be smaller than the time constant of.
However, in the conventional infrared detection sensor 200, as described later, the exhaust conductance between the first chamber 10 and the second chamber 20 is higher than the exhaust conductance between the second chamber 20 and the third chamber 30. In order to apply an upward force to the cantilever member 41 (the pressure of the gas inside the second chamber 20 is higher than the pressure of the gas inside the third chamber 30), the cantilever member 41 must be made extremely small. The volume of the three chambers 30 and hence the volume of the first chamber 10 must be increased. When the volume of the first chamber 10 is increased, there is a problem that the thermal time constant of the gas inside the first chamber 10 increases as will be described later. In other words, as described above, it is actually very difficult to design the thermal time constant of the gas inside the first chamber 10 to be smaller than the time constant of the pressure of the gas inside the second chamber 20. There is a problem.

本発明は、斯かる従来技術の問題を解決するためになされたものであり、赤外線を吸収して熱に変換する赤外線吸収部を有し、該赤外線吸収部によって赤外線から変換された熱により周囲の気体の圧力が上昇することを利用して赤外線を検出する赤外線検出センサであって、赤外線を精度良く検出することができる赤外線検出センサを提供することを課題とする。 The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and has an infrared absorbing portion that absorbs infrared rays and converts the infrared rays into heat, and the surroundings are generated by heat converted from infrared rays by the infrared absorbing portion. An object of the present invention is to provide an infrared detection sensor that detects infrared rays by utilizing the increase in gas pressure, and can detect infrared rays with high accuracy.

前記課題を解決するため、本発明は、内部に気体が存在する第１チャンバーと、前記第１チャンバーの下方に位置し、前記第１チャンバーと連通し、内部に気体が存在する第２チャンバーと、前記第１チャンバー内に配置され、前記第１チャンバーの外部から前記第１チャンバーの内部に入射した赤外線を吸収して熱に変換する赤外線吸収部と、前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとの連通部に配置され、上下方向に撓むことが可能な片持ち梁部材とを備えることを特徴とする赤外線検出センサを提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a first chamber in which a gas exists, a second chamber that is located below the first chamber, communicates with the first chamber, and in which a gas exists. An infrared absorber disposed in the first chamber and absorbing infrared rays incident on the inside of the first chamber from the outside of the first chamber and converting the infrared rays into heat; the first chamber and the second chamber; The infrared detection sensor is provided with a cantilever member that is disposed in the communication portion and can be bent in the vertical direction.

本発明に係る赤外線検出センサにおいて、第１チャンバー内に配置された赤外線吸収部が第１チャンバーの外部から第１チャンバーの内部に入射した赤外線を吸収してこれを熱に変換すると、この熱により第１チャンバー内部に存在する気体が昇温し、該気体の圧力が上昇する。第１チャンバー内部に存在する気体の圧力が上昇すると、片持ち梁部材を第２チャンバーに向けて押圧する下向きの力が作用することになる。この下向きの力によって片持ち梁部材は撓み、その撓み量は赤外線吸収部の赤外線吸収量に応じて変化する。このため、片持ち梁部材の撓み量を検出すれば、第１チャンバー内部に入射した赤外線を検出すること（赤外線が赤外線吸収部に吸収されたか否かや、赤外線吸収部での赤外線の吸収量を検出すること等）が可能である。
そして、本発明に係る赤外線検出センサのように、第１チャンバーと第２チャンバーとを上下方向に配置することにより、後述のように、第１チャンバーの容積を小さくすることが可能である。第１チャンバーの容積を小さくすることができれば、第１チャンバー内部の気体の熱時定数を小さくでき、第１チャンバー内部の気体の熱時定数が第２チャンバー内部の気体の圧力の時定数よりも小さくなるように設計することが容易となる。このため、精度良く赤外線を検出することが可能である。 In the infrared detection sensor according to the present invention, when the infrared ray absorbing unit disposed in the first chamber absorbs infrared rays that are incident on the inside of the first chamber from the outside of the first chamber and converts this into heat, The gas existing inside the first chamber is heated, and the pressure of the gas is increased. When the pressure of the gas existing inside the first chamber rises, a downward force that presses the cantilever member toward the second chamber acts. The downward force causes the cantilever member to bend, and the amount of the bend changes according to the amount of infrared absorption by the infrared absorbing portion. For this reason, if the amount of bending of the cantilever member is detected, the infrared ray that has entered the first chamber is detected (whether the infrared ray is absorbed by the infrared ray absorbing portion, the amount of infrared ray absorbed by the infrared ray absorbing portion) Can be detected).
And like the infrared detection sensor which concerns on this invention, by arrange | positioning a 1st chamber and a 2nd chamber to an up-down direction, it is possible to make the volume of a 1st chamber small as mentioned later. If the volume of the first chamber can be reduced, the thermal time constant of the gas inside the first chamber can be reduced, and the thermal time constant of the gas inside the first chamber is smaller than the time constant of the gas pressure inside the second chamber. It becomes easy to design so that it may become small. For this reason, it is possible to detect infrared rays with high accuracy.

好ましくは、前記第２チャンバーは、前記第２チャンバーの内部を前記第１チャンバー以外の外部と連通させるためのリーク部を具備する。 Preferably, the second chamber includes a leak portion for communicating the inside of the second chamber with the outside other than the first chamber.

斯かる好ましい構成によれば、後述のように、第１チャンバーと第２チャンバーとの間の排気コンダクタンスが、リーク部の排気コンダクタンスよりも極めて大きくない限り、片持ち梁部材に下向きの力を作用させる（第２チャンバー内部の気体の圧力よりも第１チャンバー内部の気体の圧力が高くなる）ことが可能である。そして、リーク部の排気コンダクタンスは、前述した従来の第１チャンバー１０と第２チャンバー２０との間の排気コンダクタンスと異なり、小さくせざるを得ないという制約がない。このため、リーク部の排気コンダクタンスを適切に設計することで、片持ち梁部材に十分な下向きの力を作用させることができ、精度良く赤外線を検出することが可能である。 According to such a preferable configuration, as described later, unless the exhaust conductance between the first chamber and the second chamber is extremely larger than the exhaust conductance of the leak portion, a downward force is applied to the cantilever member. (The gas pressure inside the first chamber is higher than the gas pressure inside the second chamber). The exhaust conductance of the leak portion is different from the above-described conventional exhaust conductance between the first chamber 10 and the second chamber 20 and has no restriction that it must be reduced. For this reason, by appropriately designing the exhaust conductance of the leak portion, a sufficient downward force can be applied to the cantilever member, and infrared rays can be detected with high accuracy.

本発明によれば、赤外線を精度良く検出することが可能である。 According to the present invention, it is possible to detect infrared rays with high accuracy.

図１は、従来の赤外線検出センサを模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional infrared detection sensor. 図２は、図１に示す従来の赤外線検出センサのリークモデルを示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a leak model of the conventional infrared detection sensor shown in FIG. 図３は、図１に示す従来の赤外線検出センサの製作工程のうち、片持ち梁部材を具備する片持ち梁層を製作する片持ち梁層製作工程を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a cantilever layer manufacturing process for manufacturing a cantilever layer having a cantilever member in the manufacturing process of the conventional infrared detection sensor shown in FIG. 図４は、図１に示す従来の赤外線検出センサの製作工程のうち、赤外線吸収部を具備する赤外線吸収層を製作する赤外線吸収層製作工程を模式的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an infrared absorption layer manufacturing process for manufacturing an infrared absorption layer having an infrared absorption part, in the manufacturing process of the conventional infrared detection sensor shown in FIG. 図５は、図１に示す従来の赤外線検出センサの製作工程のうち、片持ち梁層、赤外線吸収層及びＩＣ基板を接合して赤外線検出センサを製作する接合工程を模式的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a bonding process for manufacturing an infrared detection sensor by bonding a cantilever layer, an infrared absorption layer, and an IC substrate in the manufacturing process of the conventional infrared detection sensor shown in FIG. is there. 図６は、本発明の一実施形態に係る赤外線検出センサを模式的に示す断面図である。図６（ａ）は正面視断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の矢視ＡＡ断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an infrared detection sensor according to an embodiment of the present invention. 6A is a front sectional view, and FIG. 6B is a sectional view taken along the line AA in FIG. 6A. 図７は、図６に示す赤外線検出センサの製作工程のうち、片持ち梁部材を具備する片持ち梁層を製作する片持ち梁層製作工程を模式的に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a cantilever layer manufacturing process for manufacturing a cantilever layer having a cantilever member in the manufacturing process of the infrared detection sensor shown in FIG. 6. 図８は、図６に示す赤外線検出センサの製作工程のうち、赤外線吸収部を具備する赤外線吸収層を製作する赤外線吸収層製作工程を模式的に示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing an infrared absorption layer manufacturing process for manufacturing an infrared absorption layer having an infrared absorption portion in the manufacturing process of the infrared detection sensor shown in FIG. 図９は、図６に示す赤外線検出センサの製作工程のうち、片持ち梁層、赤外線吸収層及びＩＣ基板を接合して赤外線検出センサを製作する接合工程を模式的に示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a bonding process for manufacturing the infrared detection sensor by bonding the cantilever layer, the infrared absorption layer, and the IC substrate in the manufacturing process of the infrared detection sensor shown in FIG. 図１０は、図６に示す赤外線検出センサのリークモデルを示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a leak model of the infrared detection sensor shown in FIG.

以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
まず最初に、前述した図１に示す従来の赤外線検出センサの問題点について、具体的に説明する。
＜１．従来の赤外線検出センサの問題点＞
（１）第１チャンバー１０内部に存在する気体の熱時定数について
図１に示す従来の赤外線検出センサ２００が備える赤外線吸収部１１に吸収された赤外線ＩＲのパワーをＷとすると、第１チャンバー１０内部の熱方程式は、以下の式（１）で表される。

なお、式（１）におけるＣは、第１チャンバー１０内部に存在する気体の熱容量を意味する。ｔは、経過時間を意味する。ΔＴ（ｔ）は、第１チャンバー１０内部に存在する気体の温度変化を意味する。Ｇは、第１チャンバー１０内部に存在する気体の熱コンダクタンスを意味する。ｈは、第１チャンバー１０内部に存在する気体と第１チャンバ１０を構成する壁面との熱伝達率を意味する。Ａ_１は、第１チャンバ１０を構成する壁面の面積を意味する。ｋは、赤外線吸収部１１を支持する支持部１２の熱伝達係数を意味する。Ａ_２は、赤外線吸収部１１を支持する支持部１２の断面積を意味する。ｌは、赤外線吸収部１１を支持する支持部１２の長さを意味する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings as appropriate.
First, the problems of the conventional infrared detection sensor shown in FIG. 1 will be described in detail.
<1. Problems of conventional infrared detection sensors>
(1) About the thermal time constant of the gas existing in the first chamber 10 When the power of the infrared IR absorbed by the infrared absorption part 11 provided in the conventional infrared detection sensor 200 shown in FIG. The internal heat equation is expressed by the following equation (1).

In addition, C in Formula (1) means the heat capacity of the gas existing inside the first chamber 10. t means elapsed time. ΔT (t) means a temperature change of the gas existing in the first chamber 10. G means the thermal conductance of the gas existing inside the first chamber 10. h means the heat transfer coefficient between the gas existing in the first chamber 10 and the wall surface constituting the first chamber 10. A ₁ means the area of the wall surface constituting the first chamber 10. k means the heat transfer coefficient of the support part 12 that supports the infrared absorption part 11. A ₂ means the cross-sectional area of the support part 12 that supports the infrared absorption part 11. l means the length of the support part 12 that supports the infrared absorption part 11.

ここで、式（１）における、Ｇ＋ｈＡ_１＋ｋＡ_２／ｌ＝Ｇ’とすると、式（１）は、以下の式（２）で表される。
Here, when G + hA ₁ + kA ₂ / l = G ′ in the formula (1), the formula (1) is expressed by the following formula (2).

ここで、ΔＴ（ｔ）＝α−βｅｘｐ（−ａｔ）とおくと、
ΔＴの初期値であるΔＴ（０）＝α−β＝０、
ΔＴの最終値であるΔＴ（∞）＝α＝ΔＴ_ｆｉｎ
となる。
従って、β＝α＝ΔＴ_ｆｉｎとなる。
よって、以下の式（３）が成り立つ。

式（３）をｔについて微分すると、以下の式（４）が求まる。
Here, if ΔT (t) = α−βexp (−at),
ΔT (0) = α−β = 0 which is an initial value of ΔT,
ΔT (∞) = α = ΔT _fin which is the final value of ΔT
It becomes.
Therefore, β = α = ΔT _fin .
Therefore, the following formula (3) is established.

Differentiating the expression (3) with respect to t yields the following expression (4).

式（４）を式（２）に代入すると、以下の式（５）が成り立つ。
When Expression (4) is substituted into Expression (2), the following Expression (5) is established.

式（５）において、ｔ＝０のとき、ｅｘｐ（−ａｔ）＝１、ΔＴ（０）＝０であるため、
ＣａΔＴ_ｆｉｎ＝Ｗとなり、以下の式（６）が成り立つ。
In Expression (5), when t = 0, exp (−at) = 1 and ΔT (0) = 0.
CaΔT _fin = W, and the following equation (6) is established.

また、式（５）において、ｔ＝∞のとき、ｅｘｐ（−ａｔ）＝０、ΔＴ（∞）＝ΔＴ_ｆｉｎであるため、Ｇ’ΔＴ_ｆｉｎ＝Ｗとなり、以下の式（７）が成り立つ。
In Expression (5), when t = ∞, exp (−at) = 0 and ΔT (∞) = ΔT _fin , so that G′ΔT _fin = W, and the following Expression (7) is established.

式（７）を式（６）に代入すると、以下の式（８）が成り立つ。

さらに、式（７）及び式（８）を式（３）に代入すると、以下の式（９）が成り立つ。
When Expression (7) is substituted into Expression (6), the following Expression (8) is established.

Further, when Expression (7) and Expression (8) are substituted into Expression (3), the following Expression (9) is established.

式（９）より、第１チャンバー１０内部に存在する気体の熱時定数τ＝Ｃ／Ｇ’となる。
ｈ、ｋが小さな値となる設計にすれば、熱時定数τは、以下の式（１０）で表される。
From the equation (9), the thermal time constant τ of the gas existing in the first chamber 10 is τ = C / G ′.
If the design is such that h and k are small values, the thermal time constant τ is expressed by the following equation (10).

ここで、第１チャンバー１０内部に存在する気体の熱容量Ｃは、気体の比熱をｃ、気体の密度をρ、第１チャンバー１０の容積（第１チャンバー１０内部の気体の体積）をＶ_１とすると、以下の式（１１）で表される。

また、第１チャンバー１０内部に存在する気体の熱コンダクタンスＧは、第１チャンバー１０内部の断面積（水平方向（図１の紙面左右方向）断面の面積）をａ_１ ^２、第１チャンバー１０内部の高さをＬ、第１チャンバー１０内部に存在する気体の熱伝導度をＣ’とすると、以下の式（１２）で表される。
Here, the heat capacity C of the gas existing inside the first chamber 10 is c, the specific heat of the gas is c, the density of the gas is ρ, and the volume of the first chamber 10 (the volume of the gas inside the first chamber 10) is V ₁ . Then, it is represented by the following formula (11).

Further, the thermal conductance G of the gas existing inside the first chamber 10 has a cross-sectional area inside the first chamber 10 (horizontal area (horizontal direction in FIG. 1 left-right direction)) a ₁ ² , Is represented by the following formula (12), where L is the height and C ′ is the thermal conductivity of the gas present in the first chamber 10.

式（１２）から明らかなように、第１チャンバー１０内部に存在する気体の熱時定数（熱応答時間）τは、第１チャンバー１０内部の高さの二乗（Ｌ^２）に比例する。
なお、第１チャンバー１０内部の熱方程式において、厳密には、赤外線吸収部１１から放射される放射熱量を考慮する必要がある。しかしながら、第１チャンバー１０内部に存在する気体の温度変化ΔＴ（ｔ）が小さい場合には、赤外線吸収部１１から放射される放射熱量は極めて小さくなるため、上記の式（１２）を導出する過程では、赤外線吸収部１１からの放射熱量を無視している。 As apparent from the equation (12), the thermal time constant (thermal response time) τ of the gas existing in the first chamber 10 is proportional to the square of the height (L ² ) in the first chamber 10.
Strictly speaking, in the heat equation inside the first chamber 10, it is necessary to consider the amount of radiant heat radiated from the infrared absorber 11. However, when the temperature change ΔT (t) of the gas existing in the first chamber 10 is small, the amount of radiant heat radiated from the infrared absorbing section 11 is extremely small, and thus the process of deriving the above equation (12) Then, the amount of radiant heat from the infrared absorbing portion 11 is ignored.

（２）従来の赤外線検出センサ２００のリークモデルについて
図２は、図１に示す従来の赤外線検出センサ２００のリークモデルを示すブロック図である。
図２に示すように、第１チャンバー１０内部の気体の圧力をＰ_１、第１チャンバー１０の容積（第１チャンバー１０内部の気体の体積）をＶ_１とし、第２チャンバー２０内部の気体の圧力をＰ_２、第２チャンバー２０の容積（第２チャンバー２０内部の気体の体積）をＶ_２とし、第３チャンバー３０内部の気体の圧力をＰ_３、第３チャンバー３０の容積（第３チャンバー３０内部の気体の体積）をＶ_３とする。また、第１チャンバー１０から第２チャンバー２０への気体の流入量をＱ_２ｉｎとし、第１チャンバー１０と第２チャンバー２０との間の排気コンダクタンスをＣ_１とする。さらに、第２チャンバー２０から第３チャンバー３０への気体の流出量をＱ_２ｏｕｔとし、第２チャンバー２０と第３チャンバー３０との間の排気コンダクタンスをＣ_２とする。図２に示すリークモデルでは、初期状態（時間ｔ＝０）において、赤外線吸収部１１で変換された熱により圧力Ｐ_１が増加する一方、圧力Ｐ_２、Ｐ_３は未だ大気圧（＝Ｐ）の状態であると仮定している。 (2) Leak Model of Conventional Infrared Detection Sensor 200 FIG. 2 is a block diagram showing a leak model of the conventional infrared detection sensor 200 shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the pressure of the gas inside the first chamber 10 is P ₁ , the volume of the first chamber 10 (the volume of gas inside the first chamber 10) is V _1, and the gas inside the second chamber 20 is The pressure is P ₂ , the volume of the second chamber 20 (the volume of gas inside the second chamber 20) is V ₂ , the pressure of the gas inside the third chamber 30 is P ₃ , and the volume of the third chamber 30 (third chamber) volume) of 30 internal gas and _{V 3.} Further, the inflow of gas from the first chamber 10 to the second chamber 20 and _{Q 2in,} the first chamber 10 of the exhaust conductance between the second chamber 20 and _{C 1.} Further, let Q _{2out be} the outflow amount of gas from the second chamber 20 to the third chamber 30, and let C _{2 be} the exhaust conductance between the second chamber 20 and the third chamber 30. In the leak model shown in FIG. 2, in the initial state (time t = 0), the pressure P ₁ is increased by the heat converted by the infrared absorption unit 11, while the pressures P ₂ and P ₃ are still atmospheric pressure (= P). It is assumed that

図２に示すリークモデルにおいて、第１チャンバー１０から第２チャンバー２０への気体の流入量Ｑ_２ｉｎと、第２チャンバー２０から第３チャンバー３０への気体の流出量Ｑ_２ｏｕｔとは、それぞれ以下の式（１３）、式（１４）で求めることができる。

In the leak model shown in FIG. 2, the inflow amount Q _2in of gas from the first chamber 10 to the second chamber 20 and the outflow amount Q _2out of gas from the second chamber 20 to the third chamber 30 are respectively It can obtain | require by Formula (13) and Formula (14).

また、第２チャンバー２０への気体の流入量Ｑ_２ｉｎと、第２チャンバー２０からの気体の流出量Ｑ_２ｏｕｔとの差は、以下の式（１５）でも表すことができる。
Further, the difference between the gas inflow amount _Q2in into the second chamber 20 and the gas outflow amount _Q2out from the second chamber 20 can also be expressed by the following equation (15).

式（１３）及び式（１４）を式（１５）に代入して整理すると、以下の式（１６）が成り立つ。
Substituting Equation (13) and Equation (14) into Equation (15) and rearranging results in the following Equation (16).

ここで、Ｐ_２（ｔ）＝α’−β’ｅｘｐ（−ｂｔ）とおくと、
Ｐ_２の初期値であるＰ_２（０）＝α’−β’＝Ｐ_{２ｉｎｉｔ}＝Ｐ、
Ｐ_２の最終値であるＰ_２（∞）＝α’＝Ｐ_２ｆｉｎ
となる。
従って、β’＝α’−Ｐ＝Ｐ_２ｆｉｎ−Ｐとなる。
よって、以下の式（１７）が成り立つ。

式（１７）をｔについて微分すると、以下の式（１８）が求まる。
Here, if P ₂ (t) = α′−β′exp (−bt),
P ₂ (0) = _α′ −β ′ = P _2init = P, which is an initial value of P ₂
P ₂ (∞) = α ′ = P _2fin which is the final value of P ₂
It becomes.
Therefore, β ′ = _α′ −P = P _2fin −P.
Therefore, the following formula (17) is established.

Differentiating the equation (17) with respect to t yields the following equation (18).

式（１８）を式（１６）に代入すると、以下の式（１９）が成り立つ。
When Expression (18) is substituted into Expression (16), the following Expression (19) is established.

式（１９）において、ｔ＝０のとき、Ｐ_１（０）＝Ｐ_{１ｉｎｉｔ}、Ｐ_２（０）＝Ｐ、Ｐ_３（０）＝Ｐ_{３ｉｎｉｔ}＝Ｐであるため、
Ｐ＝（Ｃ_１Ｐ_{１ｉｎｉｔ}＋Ｃ_２Ｐ）／（Ｃ_１＋Ｃ_２）−Ｖ_２ｂ（Ｐ_２ｆｉｎ−Ｐ）／（Ｃ_１＋Ｃ_２）となり、以下の式（２０）が成り立つ。

従って、第２チャンバー２０内部の気体の圧力Ｐ_２の時定数は、Ｖ_２（Ｐ_２ｆｉｎ−Ｐ）／（Ｃ_１（Ｐ_{１ｉｎｉｔ}−Ｐ））となる。 In Expression (19), when t = 0, P ₁ (0) = P _1init , P ₂ (0) = P, and P ₃ (0) = P _3init = P.
_{_{_{_{P = (C 1 P 1init +}}}} C 2 P) / (C 1 + C 2) -V 2 b (P 2fin -P) / (C 1 + C 2) , and the following equation holds (20).

Therefore, the time constant of the pressure P ₂ of the gas inside the second chamber 20 is V ₂ (P _2fin −P) / (C ₁ (P _1init −P)).

一方、前述した式（１４）で表される第２チャンバー２０から第３チャンバー３０への気体の流出量Ｑ_２ｏｕｔは、以下の式（２１）で表すことができる。

式（２１）より、以下の式（２２）が成り立つ。
On the other hand, the outflow amount Q _2out of the gas from the second chamber 20 to the third chamber 30 represented by the above-described formula (14) can be represented by the following formula (21).

From the equation (21), the following equation (22) is established.

ここで、第３チャンバー３０の内部の気体の圧力Ｐ_３についても、前述した第２チャンバー２０の内部の気体の圧力Ｐ_２に関する式（１７）と同様の導出過程により、以下の式（２３）が成り立つ。

なお、式（２３）のＰ_３ｆｉｎは、Ｐ_３の最終値Ｐ_３（∞）を意味する。
式（２２）の右辺に式（２３）を代入すると、以下の式（２４）が成り立つ。
Here, with respect to the pressure P ₃ of the gas inside the third chamber 30, the following equation (23) is obtained by the same derivation process as the equation (17) regarding the gas pressure P ₂ inside the second chamber 20 described above. Holds.

Incidentally, _{P 3Fin} of formula (23) means a final value _{P 3} of _{P 3} (∞).
Substituting Expression (23) into the right side of Expression (22), the following Expression (24) is established.

ここで、Ｐ_２が増加し、Ｐ_３が初期値（大気圧Ｐ）から変化していない微小時間ｄｔ後を考えると、式（２４）にｔ＝ｄｔを代入することにより、Ｐ＝Ｐ_２（ｄｔ）−Ｖ_３ｃ（Ｐ_３ｆｉｎ−Ｐ）／Ｃ_２が成り立ち、ｃは以下の式（２５）で表される。

従って、第３チャンバー３０内部の気体の圧力Ｐ_３の時定数は、Ｖ_３（Ｐ_３ｆｉｎ−Ｐ）／（Ｃ_２（Ｐ_２（ｄｔ）−Ｐ））となる。 Here, considering a short time dt when P ₂ increases and P ₃ does not change from the initial value (atmospheric pressure P), P = P ₂ by substituting t = dt into equation (24). (Dt) −V ₃ c (P _3fin −P) / C ₂ is established, and c is expressed by the following equation (25).

Therefore, the time constant of the pressure _{P 3} of the third chamber 30 inside the gas _becomes _{_{_{V 3 (P 3fin -P) /}}} (C 2 (P 2 (dt) -P)).

片持ち梁部材４１に作用する上向きの圧力は、圧力Ｐ_２と圧力Ｐ_３との差圧になるため、片持ち梁部材４１に上向きの力を作用させるには、圧力Ｐ_２の時定数が圧力Ｐ_３の時定数よりも小さくなる必要がある。
すなわち、以下の式（２６）が成り立つことが必要である。
Since the upward pressure acting on the cantilever member 41 is a differential pressure between the pressure P ₂ and the pressure P ₃ , in order to apply an upward force to the cantilever member 41, the time constant of the pressure P ₂ is It must be smaller than the time constant of the pressure P _3.
That is, it is necessary that the following formula (26) holds.

式（２６）において、Ｐ_２ｆｉｎ＝Ｐ_３ｆｉｎであるため、以下の式（２７）が成り立つ。

また、式（２７）において、Ｐ_２（ｄｔ）≦Ｐ_{１ｉｎｉｔ}であるため、（Ｐ_２（ｄｔ）−Ｐ）／（Ｐ_{１ｉｎｉｔ}−Ｐ）≦１となり、以下の式（２８）が成り立つ。
In the equation (26), since P _2fin = P _3fin , the following equation (27) holds.

Further, in the equation (27), since P ₂ (dt) ≦ P 1 _init , (P ₂ (dt) −P) / (P 1 _init− P) ≦ 1 is established, and the following equation (28) is established.

ここで、図１に示す赤外線検出センサ２００の構成では、第１チャンバー１０と第２チャンバー２０との間の排気コンダクタンスＣ_１＜＜第２チャンバー２０と第３チャンバー３０との間の排気コンダクタンスＣ_２とならざるを得ない。排気コンダクタンスＣ_１が小さくならざるを得ないのは、片持ち梁部材４１の撓み量を検出するために電極２１、４２間の静電容量を計測する関係上、第２チャンバー２０の底面と片持ち梁部材４１との上下方向の隙間を小さくせざるを得ないからである。また、片持ち梁部材４１の支持部４１Ａが、後述する製作工程（図３（ｃ）参照）における加工上の制約から、水平方向に所定の長さを有しなければならないからである。 Here, in the configuration of the infrared detection sensor 200 shown in FIG. 1, the exhaust conductance C ₁ between the first chamber 10 and the second chamber 20 << the exhaust conductance C between the second chamber 20 and the third chamber 30. It must be ₂ . The exhaust conductance C ₁ must be reduced because the capacitance between the electrodes 21 and 42 is measured in order to detect the amount of deflection of the cantilever member 41, This is because the vertical gap with the cantilever member 41 must be reduced. In addition, the support portion 41A of the cantilever member 41 must have a predetermined length in the horizontal direction due to processing restrictions in a manufacturing process (see FIG. 3C) described later.

上記のようにＣ_１＜＜Ｃ_２であるため、片持ち梁部材４１に上向きの力を作用させるには、式（２８）より、第３チャンバー３０の容積Ｖ_３を第２チャンバー２０の容積Ｖ_２に対して大きく設計する必要がある。第３チャンバー３０の容積Ｖ_３を大きくすると、後述する赤外線検出センサ２００の製作工程上、第１チャンバー１０の容積Ｖ_１（具体的には、第１チャンバー１０内部の高さＬ）も大きくせざるを得ない。第１チャンバー１０内部の高さＬが大きくなれば、前述した式（１２）から明らかなように、第１チャンバー１０内部の気体の熱時定数τが大きくなる。従って、第１チャンバー１０内部の気体の熱時定数τが第２チャンバー２０内部の気体の圧力Ｐ_２の時定数よりも小さくなるように設計することが極めて困難である。 Since C ₁ << C ₂ as described above, in order to apply an upward force to the cantilever member 41, the volume V ₃ of the third chamber 30 is set to the volume of the second chamber 20 from Equation (28). It should be designed large for V _2. When the volume V ₃ of the third chamber 30 is increased, the volume V ₁ of the first chamber 10 (specifically, the height L inside the first chamber 10) is also increased in the manufacturing process of the infrared detection sensor 200 described later. I must. As the height L inside the first chamber 10 increases, the thermal time constant τ of the gas inside the first chamber 10 increases as is apparent from the above-described equation (12). Therefore, it is extremely difficult to design the thermal time constant τ of the gas inside the first chamber 10 to be smaller than the time constant of the gas pressure P ₂ inside the second chamber 20.

（３）従来の赤外線検出センサ２００の製作工程について
以下、図３〜図５を適宜参照しつつ、従来の赤外線検出センサ２００の製作工程について説明する。
図３〜図５は、従来の赤外線検出センサ２００の製作工程を模式的に示す断面図である。図３は、従来の赤外線検出センサ２００の製作工程のうち、片持ち梁部材４１を具備する片持ち梁層２００Ａを製作する片持ち梁層製作工程を示す。図４は、従来の赤外線検出センサ２００の製作工程のうち、赤外線吸収部１１を具備する赤外線吸収層２００Ｂを製作する赤外線吸収層製作工程を示す。図５は、従来の赤外線検出センサ２００の製作工程のうち、片持ち梁層２００Ａ、赤外線吸収層２００Ｂ及びＩＣ基板２００Ｄを接合して赤外線検出センサ２００を製作する接合工程を示す。 (3) About the manufacturing process of the conventional infrared detection sensor 200 Hereinafter, the manufacturing process of the conventional infrared detection sensor 200 is demonstrated, referring FIGS. 3-5 suitably.
3 to 5 are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of the conventional infrared detection sensor 200. FIG. 3 shows a cantilever layer manufacturing process for manufacturing the cantilever layer 200A including the cantilever member 41 among the manufacturing processes of the conventional infrared detection sensor 200. FIG. 4 shows an infrared absorption layer manufacturing process for manufacturing the infrared absorption layer 200B including the infrared absorption part 11 among the manufacturing processes of the conventional infrared detection sensor 200. FIG. 5 illustrates a joining process for fabricating the infrared detection sensor 200 by joining the cantilever layer 200A, the infrared absorption layer 200B, and the IC substrate 200D among the fabrication processes of the conventional infrared detection sensor 200.

（３−１）片持ち梁層製作工程
図３（ａ）に示すように、本製作工程においては、Ｓｉ基板１、ＳｉＯ_２犠牲層２及びＳｉ活性層３が積層されたＳＯＩウェハを用意する。そして、まず初めに、図３（ｂ）に示すように、このＳＯＩウェハのＳｉ活性層３の適宜の箇所をエッチングすることにより、片持ち梁部材４１に相当する部位を製作する。次に、図３（ｃ）に示すように、Ｓｉ基板１の適宜の箇所（片持ち梁部材４１が撓む箇所等）をエッチングし、更に、図３（ｄ）に示すように、ＳｉＯ_２犠牲層２の適宜の箇所をエッチングして、片持ち梁部材４１を自立させる。その後、図３（ｄ）に示すように、片持ち梁部材４１の片方の面に電極４２を形成する。以上のようにして、片持ち梁層２００Ａが製作される。 (3-1) Cantilever Layer Manufacturing Process As shown in FIG. 3A, in this manufacturing process, an SOI wafer in which the Si substrate 1, the SiO ₂ sacrificial layer 2 and the Si active layer 3 are stacked is prepared. . First, as shown in FIG. 3B, a portion corresponding to the cantilever member 41 is manufactured by etching an appropriate portion of the Si active layer 3 of the SOI wafer. Next, as shown in FIG. 3 (c), appropriate position of the Si substrate 1 (portions such that cantilever member 41 flexes) etching, further, as shown in FIG. 3 (d), SiO ₂ The cantilever member 41 is self-supported by etching an appropriate portion of the sacrificial layer 2. Thereafter, as shown in FIG. 3 (d), an electrode 42 is formed on one surface of the cantilever member 41. As described above, the cantilever layer 200A is manufactured.

（３−２）赤外線吸収層製作工程
図４（ａ）に示すように、本製作工程においては、上下面にＳｉＯ_２膜４、６を形成したＳｉ基板５を用意する。そして、まず初めに、図４（ｂ）に示すように、一方のＳｉＯ_２膜６上に赤外線吸収部１１を形成し、ＳｉＯ_２膜６をエッチングして赤外線吸収部１１を支持する支持部１２を形成する。また、他方のＳｉＯ_２膜４もエッチングにより除去する。次に、図４（ｃ）に示すように、ＳｉＯ_２膜４を除去したＳｉ基板５の下面であって、上方に赤外線吸収部１１が形成されてない箇所に、赤外線ＩＲを透過させない遮光膜（Ａｕ膜）７を形成する。次に、図４（ｄ）に示すように、ＳｉＯ_２膜６の適宜の箇所に接着層８を形成する。最後に、図４（ｅ）に示すように、赤外線吸収部１１近傍のＳｉ基板５をエッチングして、赤外線吸収部１１を自立させる。以上のようにして、赤外線吸収層２００Ｂが製作される。 (3-2) Infrared Absorbing Layer Manufacturing Process As shown in FIG. 4A, in this manufacturing process, an Si substrate 5 having SiO ₂ films 4 and 6 formed on the upper and lower surfaces is prepared. Then, first, as shown in FIG. 4 (b), the infrared absorbing section 11 is formed on one of the SiO ₂ film 6, a support portion for supporting the infrared ray absorbing portion 11 a SiO ₂ film 6 is etched 12 Form. The other SiO ₂ film 4 is also removed by etching. Next, as shown in FIG. 4C, a light shielding film that does not transmit infrared IR to the lower surface of the Si substrate 5 from which the SiO ₂ film 4 has been removed and where the infrared absorbing portion 11 is not formed above. (Au film) 7 is formed. Next, as shown in FIG. 4D, an adhesive layer 8 is formed at an appropriate location of the SiO ₂ film 6. Finally, as shown in FIG. 4E, the Si substrate 5 in the vicinity of the infrared absorbing portion 11 is etched to make the infrared absorbing portion 11 self-supporting. As described above, the infrared absorption layer 200B is manufactured.

（３−３）接合工程
図５に示すように、本製作工程においては、前述のようにしてそれぞれ製作した、片持ち梁層２００ＡのＳｉ基板１と、赤外線吸収層２００Ｂの接着層８とを対向させて、両者を接合し、接合体２００Ｃを製作する。さらに、予め電極２１や接着層９が形成されたＩＣ基板２００Ｄと、上記の接合体２００Ｃとを接合することにより、赤外線検出センサ２００が製作される。 (3-3) Joining Process As shown in FIG. 5, in the present manufacturing process, the Si substrate 1 of the cantilever layer 200A and the adhesive layer 8 of the infrared absorption layer 200B, which are respectively manufactured as described above, are used. Oppositely, both are joined and the joined body 200C is manufactured. Furthermore, the infrared detection sensor 200 is manufactured by bonding the IC substrate 200D on which the electrode 21 and the adhesive layer 9 are formed in advance and the above-described bonded body 200C.

図５に示すように、従来の赤外線検出センサ２００の製作工程においては、前述のようにしてそれぞれ製作した、片持ち梁層２００Ａと赤外線吸収層２００Ｂとを上下に積層することで、第３チャンバー３０及び底面を除く第１チャンバー１０が形成され、更にＩＣ基板２００Ｄを積層することで、第１チャンバー１０の底面が形成される。この第１チャンバー１０及び第３チャンバー３０の内部の高さは、双方共に、片持ち梁層２００ＡのＳｉ基板１の厚み（高さ）に依存する。このため、第３チャンバー３０の容積Ｖ_３を大きくする（Ｓｉ基板１の厚み（高さ）を大きくする）と、これに応じて、第１チャンバー１０の容積Ｖ_１（第１チャンバー１０の内部の高さＬ）も大きくせざるを得ない。従って、前述のように、従来の赤外線検出センサ２００では、第１チャンバー１０内部の気体の熱時定数τが大きくなり、第１チャンバー１０内部の気体の熱時定数τが第２チャンバー２０内部の気体の圧力Ｐ_２の時定数よりも小さくなるように設計することが極めて困難である。 As shown in FIG. 5, in the manufacturing process of the conventional infrared detection sensor 200, the third chamber is formed by laminating the cantilever layer 200A and the infrared absorption layer 200B, which are manufactured as described above, respectively. The first chamber 10 excluding 30 and the bottom surface is formed, and further, the bottom surface of the first chamber 10 is formed by stacking the IC substrate 200D. The internal heights of the first chamber 10 and the third chamber 30 both depend on the thickness (height) of the Si substrate 1 of the cantilever layer 200A. Therefore, when the volume V ₃ of the third chamber 30 is increased (the thickness (height) of the Si substrate 1 is increased), the volume V _{1 of} the first chamber 10 (inside the first chamber 10 is increased accordingly). The height L) must be increased. Therefore, as described above, in the conventional infrared detection sensor 200, the thermal time constant τ of the gas inside the first chamber 10 increases, and the thermal time constant τ of the gas inside the first chamber 10 increases within the second chamber 20. it is extremely difficult to design so as to be smaller than the time constant of the pressure P ₂ of the gas.

＜２．本発明の一実施形態に係る赤外線検出センサ＞
次に、本発明の一実施形態に係る赤外線検出センサについて説明する。
（１）赤外線検出センサの構成について
図６は、本発明の一実施形態に係る赤外線検出センサを模式的に示す断面図である。図６（ａ）は正面視断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の矢視ＡＡ断面図である。
図６に示すように、本実施形態に係る赤外線検出センサ１００は、内部に気体が存在する第１チャンバー１０と、第１チャンバー１０の下方に位置し、第１チャンバー１０と連通し、内部に気体が存在する第２チャンバー２０と、第１チャンバー１０内に配置され、第１チャンバー１０の外部（上方）から第１チャンバー１０の内部に入射した赤外線ＩＲを吸収して熱に変換する赤外線吸収部１１と、第１チャンバー１０と第２チャンバー２０との連通部４０に配置され、上下方向に撓むことが可能な片持ち梁部材４１とを備えている。赤外線吸収部１１を形成する材料としては、ブラックマトリックス用感光材料や、カーボンナノチューブなどのカーボン系材料を例示できる。
また、本実施形態に係る赤外線検出センサ１００が備える第２チャンバー２０は、第２チャンバー２０の内部を第１チャンバー１０以外の外部と連通させるためのリーク部５０を具備している。
さらに、本実施形態に係る赤外線検出センサ１００において、片持ち梁部材４１に対向する第２チャンバー２０の底面の所定部位に電極２１が配置されている。なお、本実施形態の片持ち梁部材４１は、不純物を高濃度ドープすることで抵抗率を低下させており、これにより、電極としての機能も奏する。図１に示す従来の赤外線検出センサ２００のように電極２１に対向する電極４２を片持ち梁部材４１の底面に設けないため、片持ち梁部材４１のばね定数が変化したり、電極４２による膜応力によって片持ち梁部材４１が撓むといった問題が生じない点で有利である。 <2. Infrared detection sensor according to one embodiment of the present invention>
Next, an infrared detection sensor according to an embodiment of the present invention will be described.
(1) Configuration of Infrared Detection Sensor FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an infrared detection sensor according to an embodiment of the present invention. 6A is a front sectional view, and FIG. 6B is a sectional view taken along the line AA in FIG. 6A.
As shown in FIG. 6, the infrared detection sensor 100 according to the present embodiment includes a first chamber 10 in which a gas exists, a position below the first chamber 10, a communication with the first chamber 10, and an inside thereof. A second chamber 20 in which gas exists and an infrared absorption that is disposed in the first chamber 10 and absorbs infrared IR incident on the inside of the first chamber 10 from the outside (above) of the first chamber 10 and converts it into heat. And a cantilever member 41 that is disposed in the communication portion 40 between the first chamber 10 and the second chamber 20 and can be bent in the vertical direction. Examples of the material for forming the infrared absorbing portion 11 include a black matrix photosensitive material and a carbon-based material such as a carbon nanotube.
In addition, the second chamber 20 provided in the infrared detection sensor 100 according to the present embodiment includes a leak unit 50 for communicating the inside of the second chamber 20 with the outside other than the first chamber 10.
Furthermore, in the infrared detection sensor 100 according to the present embodiment, the electrode 21 is disposed at a predetermined portion on the bottom surface of the second chamber 20 facing the cantilever member 41. In addition, the cantilever member 41 of this embodiment is reducing the resistivity by carrying out the high concentration doping of the impurity, and this also has a function as an electrode. Since the electrode 42 facing the electrode 21 is not provided on the bottom surface of the cantilever member 41 as in the conventional infrared detection sensor 200 shown in FIG. 1, the spring constant of the cantilever member 41 changes or the film formed by the electrode 42 changes. This is advantageous in that the problem that the cantilever member 41 is bent by the stress does not occur.

上記構成の赤外線検出センサ１００において、赤外線吸収部１１が赤外線ＩＲを吸収してこれを熱に変換すると、この熱により第１チャンバー１０内部に存在する気体が昇温し、該気体の圧力が上昇する。第１チャンバー１０内部に存在する気体の圧力が上昇すると、片持ち梁部材４１を第２チャンバー２０に向けて押圧する下向きの力が作用することになる。この下向きの力によって片持ち梁部材４１は撓み、その撓み量は赤外線吸収部１１の赤外線吸収量に応じて変化する。このため、片持ち梁部材の撓み量を電極２１と片持ち梁部材４１との間の静電容量を計測することによって検出すれば、第１チャンバー１０内部に入射した赤外線ＩＲを検出すること（赤外線ＩＲが赤外線吸収部１１に吸収されたか否かや、赤外線吸収部１１での赤外線ＩＲの吸収量を検出すること等）が可能である。 In the infrared detection sensor 100 having the above-described configuration, when the infrared absorption unit 11 absorbs the infrared IR and converts it into heat, the temperature of the gas existing in the first chamber 10 is increased by the heat, and the pressure of the gas increases. To do. When the pressure of the gas existing in the first chamber 10 rises, a downward force that presses the cantilever member 41 toward the second chamber 20 acts. The cantilever member 41 is bent by the downward force, and the amount of the bending changes depending on the amount of infrared absorption by the infrared absorption unit 11. For this reason, if the deflection amount of the cantilever member is detected by measuring the capacitance between the electrode 21 and the cantilever member 41, the infrared IR incident on the inside of the first chamber 10 is detected ( It is possible to detect whether the infrared ray IR is absorbed by the infrared ray absorbing unit 11 or to detect the amount of infrared ray IR absorbed by the infrared ray absorbing unit 11).

（２）赤外線検出センサ１００の製作工程について
以下、図７〜図９を適宜参照しつつ、本実施形態に係る赤外線検出センサ１００の製作工程について説明する。
図７〜図９は、赤外線検出センサ１００の製作工程を模式的に示す断面図である。図７は、赤外線検出センサ１００の製作工程のうち、片持ち梁部材４１を具備する片持ち梁層１００Ａを製作する片持ち梁層製作工程を示す。図８は、赤外線検出センサ１００の製作工程のうち、赤外線吸収部１１を具備する赤外線吸収層１００Ｂを製作する赤外線吸収層製作工程を示す。図９は、赤外線検出センサ１００の製作工程のうち、片持ち梁層１００Ａ、赤外線吸収層１００Ｂ及びＩＣ基板１００Ｄを接合して赤外線検出センサ１００を製作する接合工程を示す。 (2) Manufacturing Process of Infrared Detection Sensor 100 Hereinafter, a manufacturing process of the infrared detection sensor 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 9 as appropriate.
7 to 9 are cross-sectional views schematically showing the manufacturing process of the infrared detection sensor 100. FIG. 7 shows a cantilever layer manufacturing process for manufacturing the cantilever layer 100 </ b> A including the cantilever member 41 among the manufacturing processes of the infrared detection sensor 100. FIG. 8 shows an infrared absorption layer manufacturing process for manufacturing the infrared absorption layer 100 </ b> B including the infrared absorption unit 11 among the manufacturing processes of the infrared detection sensor 100. FIG. 9 shows a bonding process of manufacturing the infrared detection sensor 100 by bonding the cantilever layer 100A, the infrared absorption layer 100B, and the IC substrate 100D among the manufacturing processes of the infrared detection sensor 100.

（２−１）片持ち梁層製作工程
図７（ａ）に示すように、本製作工程においては、Ｓｉ基板１、ＳｉＯ_２犠牲層２及びＳｉ活性層３が積層されたＳＯＩウェハを用意する。そして、図７（ｂ）に示すように、このＳＯＩウェハのＳｉ活性層３の適宜の箇所をエッチングすることにより、片持ち梁部材４１に相当する部位を製作する。以上のようにして、片持ち梁層１００Ａが製作される。 (2-1) Cantilever Layer Manufacturing Process As shown in FIG. 7A, in this manufacturing process, an SOI wafer in which the Si substrate 1, the SiO ₂ sacrificial layer 2 and the Si active layer 3 are stacked is prepared. . Then, as shown in FIG. 7B, a portion corresponding to the cantilever member 41 is manufactured by etching an appropriate portion of the Si active layer 3 of the SOI wafer. As described above, the cantilever layer 100A is manufactured.

（２−２）赤外線吸収層製作工程
図８（ａ）に示すように、本製作工程においては、上下面にＳｉＯ_２膜４、６を形成したＳｉ基板５を用意する。そして、まず初めに、図８（ｂ）に示すように、一方のＳｉＯ_２膜６上に赤外線吸収部１１を形成し、ＳｉＯ_２膜６をエッチングして赤外線吸収部１１を支持する支持部１２を形成する。また、他方のＳｉＯ_２膜４もエッチングにより除去する。次に、図８（ｃ）に示すように、ＳｉＯ_２膜４を除去したＳｉ基板５の下面であって、上方に赤外線吸収部１１が形成されてない箇所に、赤外線ＩＲを透過させない遮光膜（Ａｕ膜）７を形成する。次に、図８（ｄ）に示すように、ＳｉＯ_２膜６の適宜の箇所に接着層８を形成する。最後に、図８（ｅ）に示すように、赤外線吸収部１１近傍のＳｉ基板５をエッチングして、赤外線吸収部１１を自立させる。以上のようにして、赤外線吸収層１００Ｂが製作される。 (2-2) Infrared Absorbing Layer Manufacturing Process As shown in FIG. 8A, in this manufacturing process, an Si substrate 5 having SiO ₂ films 4 and 6 formed on the upper and lower surfaces is prepared. Then, first, as shown in FIG. 8 (b), the infrared absorbing section 11 is formed on one of the SiO ₂ film 6, a support portion for supporting the infrared ray absorbing portion 11 a SiO ₂ film 6 is etched 12 Form. The other SiO ₂ film 4 is also removed by etching. Next, as shown in FIG. 8C, a light-shielding film that does not transmit infrared IR to the lower surface of the Si substrate 5 from which the SiO ₂ film 4 has been removed and where the infrared absorbing portion 11 is not formed above. (Au film) 7 is formed. Next, as shown in FIG. 8D, an adhesive layer 8 is formed at an appropriate location of the SiO ₂ film 6. Finally, as shown in FIG. 8E, the Si substrate 5 in the vicinity of the infrared absorbing portion 11 is etched to make the infrared absorbing portion 11 self-supporting. As described above, the infrared absorption layer 100B is manufactured.

（２−３）接合工程
図９に示すように、本製作工程においては、前述のようにしてそれぞれ製作した、片持ち梁層１００ＡのＳｉ活性層３と、赤外線吸収層１００Ｂの接着層８とを対向させて、両者を接合し、接合体１００Ｃを製作する。次に、接合体１００ＣのＳｉ基板１及びＳｉＯ_２犠牲層２をエッチングして、片持ち梁部材４１を自立させる。さらに、予め電極２１や接着層９やリーク部５０が形成されたＩＣ基板１００Ｄと、上記の接合体１００Ｃとを接合することにより、赤外線検出センサ１００が製作される。 (2-3) Joining Process As shown in FIG. 9, in the present manufacturing process, the Si active layer 3 of the cantilever layer 100A and the adhesive layer 8 of the infrared absorption layer 100B, which were each manufactured as described above, Are joined together to produce a joined body 100C. Next, the Si substrate 1 and the SiO ₂ sacrificial layer 2 of the joined body 100C are etched to make the cantilever member 41 self-supporting. Furthermore, the infrared detection sensor 100 is manufactured by bonding the IC substrate 100D, on which the electrode 21, the adhesive layer 9, and the leak portion 50 are previously formed, and the above-described bonded body 100C.

図９に示すように、本実施形態の赤外線検出センサ１００の製作工程においては、前述のようにしてそれぞれ製作した、片持ち梁層１００Ａと赤外線吸収層１００Ｂとを上下に積層することで、第１チャンバー１０が形成され、更にＩＣ基板１００Ｄを積層することで、第１チャンバー１０の下方に第２チャンバー２０が形成される。換言すれば、第１チャンバー１０の容積Ｖ_１と第２チャンバー２０の容積Ｖ_２とは独立別個に設計でき、第１チャンバー１０の容積Ｖ_１を小さくするには、赤外線吸収層１００Ｂの厚みを小さく設計すれば良い。本実施形態の赤外線検出センサ１００では、第１チャンバー１０内部の気体の熱時定数τが、後述する第２チャンバー２０内部の気体の圧力Ｐ_２の時定数よりも小さくなるように、赤外線吸収層１００Ｂの厚みを設計（第１チャンバー１０の容積Ｖ_１を設計）することが可能である。 As shown in FIG. 9, in the manufacturing process of the infrared detection sensor 100 of the present embodiment, the cantilever layer 100A and the infrared absorption layer 100B, which are manufactured as described above, are stacked vertically. The first chamber 10 is formed, and the IC chamber 100D is further stacked to form the second chamber 20 below the first chamber 10. In other words, the volume _{V 1} of the first chamber 10 and the volume _{V 2} of the second chamber 20 can independently designed separately, in order to reduce the volume _{V 1} of the first chamber 10, the thickness of the infrared absorbing layer 100B Design small. In the infrared detection sensor 100 of the present embodiment, the infrared absorption layer so that the thermal time constant τ of the gas inside the first chamber 10 is smaller than the time constant of the gas pressure P ₂ inside the second chamber 20 described later. 100B designing the thickness of it is possible (the volume _{V 1} of the first chamber 10 design) to.

（３）赤外線検出センサ１００のリークモデルについて
図１０は、図６に示す赤外線検出センサ１００のリークモデルを示すブロック図である。
図１０に示すように、第１チャンバー１０内部の気体の圧力をＰ_１、第１チャンバー１０の容積（第１チャンバー１０内部の気体の体積）をＶ_１とし、第２チャンバー２０内部の気体の圧力をＰ_２、第２チャンバー２０の容積（第２チャンバー２０内部の気体の体積）をＶ_２とする。また、第１チャンバー１０から第２チャンバー２０への気体の流入量をＱ_ｉｎとし、第１チャンバー１０と第２チャンバー２０との間の排気コンダクタンスをＣ_１とする。また、第２チャンバー２０からリーク部５０を介した外部への気体の流出量をＱ_ｏｕｔとし、第２チャンバー２０と外部との間の排気コンダクタンス（リーク部５０の排気コンダクタンス）をＣ_２とする。さらに、第２チャンバー２０への気体の流入量Ｑ_ｉｎと、第２チャンバー２０から外部への気体の流出量Ｑ_ｏｕｔとが等しくなる（平衡状態になる）時間ｔをｔｅとする。なお、図１０に示すリークモデルでは、初期状態（時間ｔ＝０）において、赤外線吸収部１１で変換された熱により圧力Ｐ_１が増加する一方、圧力Ｐ_２は未だ大気圧（＝Ｐ）の状態であると仮定している。 (3) Leak Model of Infrared Detection Sensor 100 FIG. 10 is a block diagram showing a leak model of the infrared detection sensor 100 shown in FIG.
As shown in FIG. 10, the pressure of the gas inside the first chamber 10 is P ₁ , the volume of the first chamber 10 (the volume of the gas inside the first chamber 10) is V _1, and the gas inside the second chamber 20 is The pressure is P ₂ and the volume of the second chamber 20 (the volume of gas inside the second chamber 20) is V ₂ . Further, an inflow amount of gas from the first chamber 10 to the second chamber 20 is defined as Q _in, and an exhaust conductance between the first chamber 10 and the second chamber 20 is defined as C ₁ . Further, the outflow of gas from the second chamber 20 to the outside through the leak portion 50 and Q _out, exhaust conductance between the second chamber 20 and the outside (exhaust conductance of the leak portion 50) and C ₂ . Furthermore, the inflow _{Q in} of gas into the second chamber 20, and the outflow amount _{Q out} of the gas to the outside from the second chamber 20 is equal to (in equilibrium) time t and te. In the leak model shown in FIG. 10, in the initial state (time t = 0), the pressure P ₁ is increased by the heat converted by the infrared absorption unit 11, while the pressure P ₂ is still at atmospheric pressure (= P). It is assumed that it is in a state.

図１０に示すリークモデルにおいて、第１チャンバー１０から第２チャンバー２０への気体の流入量Ｑ_ｉｎと、第２チャンバー２０から外部への気体の流出量Ｑ_ｏｕｔとは、それぞれ以下の式（２９）、式（３０）で求めることができる。

In the leak model shown in FIG. 10, the inflow amount Q _in of gas from the first chamber 10 to the second chamber 20 and the outflow amount Q _out of gas from the second chamber 20 to the outside are respectively expressed by the following equations (29 ) And Equation (30).

また、第２チャンバー２０への気体の流入量Ｑ_ｉｎと、第２チャンバー２０からの気体の流出量Ｑ_ｏｕｔとの差は、以下の式（３１）でも表すことができる。
Further, the difference between the inflow amount Q _in of gas into the second chamber 20 and the outflow amount Q _out of gas from the second chamber 20 can also be expressed by the following equation (31).

式（２９）及び式（３０）を式（３１）に代入して整理すると、以下の式（３２）が成り立つ。
Substituting Equation (29) and Equation (30) into Equation (31) and rearranging results in the following Equation (32).

ここで、前述した式（１７）と同様の導出過程（ただし、式（１７）の導出過程と異なり、ここではＰ_２の最終値をＰ_２（ｔ_ｅ）としている）により、以下の式（３３）が成り立つ。

式（３３）をｔについて微分すると、以下の式（３４）が求まる。
Here, the same derivation process and formula (17) described above (however, unlike the process of deriving the equation (17), wherein is set to P _{2 (t} _e) of the final value of P ₂ is) by the following formula ( 33) holds.

Differentiating equation (33) with respect to t yields the following equation (34).

式（３４）を式（３２）に代入すると、以下の式（３５）が成り立つ。
When Expression (34) is substituted into Expression (32), the following Expression (35) is established.

式（３５）において、ｔ＝０のとき、Ｐ_１（０）＝Ｐ_{１ｉｎｉｔ}、Ｐ_２（０）＝Ｐであるため、
Ｐ＝（Ｃ_１Ｐ_{１ｉｎｉｔ}＋Ｃ_２Ｐ）／（Ｃ_１＋Ｃ_２）−Ｖ_２ｇ（Ｐ_２（ｔ_ｅ）−Ｐ）／（Ｃ_１＋Ｃ_２）となり、以下の式（３６）が成り立つ。
In Expression (35), when t = 0, P ₁ (0) = P _1init and P ₂ (0) = P.
_{_{_{_{P = (C 1 P 1init +}}}} C 2 P) / (C 1 + C 2) -V 2 g (P 2 (t e) -P) / (C 1 + C 2) , and the following equation holds (36).

ここで、ｔ＝ｔ_ｅの平衡状態では、第２チャンバー２０への気体の流入量Ｑ_ｉｎと、第２チャンバー２０から外部への気体の流出量Ｑ_ｏｕｔとが等しくなるため、Ｑ_ｉｎ（ｔ_ｅ）−Ｑ_ｏｕｔ（ｔ_ｅ）＝０が成り立つ。従って、前述した式（２９）及び式（３０）より、Ｃ_１（Ｐ_１（ｔ_ｅ）−Ｐ_２（ｔ_ｅ））−Ｃ_２（Ｐ_２（ｔ_ｅ）−Ｐ）＝０となり、以下の式（３７）が成り立つ。
Here, in the equilibrium state of t = _{t e,} the inflow _{Q in} of gas into the second chamber 20, since the outflow amount _{Q out} of the gas to the outside from the second chamber 20 are _{equal, Q} in (t _e ) −Q _out (t _e ) = 0 holds. Accordingly, the equation mentioned above (29) and formula _{_{_{(30), C 1 (P}}} 1 (t e) -P 2 (t e)) - C 2 (P 2 (t e) -P) = 0 , and the following (37) holds.

式（３７）を式（３６）に代入して整理すると、以下の式（３８）が成り立つ。

さらに、式（３７）及び式（３８）を式（３３）に代入すると、以下の式（３９）が成り立つ。
Substituting equation (37) into equation (36) and rearranging results in the following equation (38).

Further, when Expression (37) and Expression (38) are substituted into Expression (33), the following Expression (39) is established.

平衡状態における第１チャンバー１０内部の気体の圧力Ｐ_１と第２チャンバー２０内部の気体の圧力Ｐ_２との差は、式（３７）より、以下の式（４０）で表される。
The difference between the gas pressure P ₁ inside the first chamber 10 and the gas pressure P ₂ inside the second chamber 20 in the equilibrium state is expressed by the following equation (40) from the equation (37).

ここで、リーク部５０からの気体の流出に起因した第１チャンバー１０内部の気体の圧力Ｐ_１の変化量が十分小さい時には、平衡状態における圧力Ｐ_１（ｔ_ｅ）は、第１チャンバー１０内部の気体の圧力の初期値Ｐ_{１ｉｎｉｔ}と、第２チャンバー２０内部の気体の圧力の初期値Ｐとの分圧で表すことができる。つまり、Ｐ_１（ｔ_ｅ）は、以下の式（４１）で表すことができる。

式（４１）より、Ｐ_１（ｔ_ｅ）＞Ｐであることは明らかである。従って、式（４０）におけるＰ_１（ｔ_ｅ）−Ｐ＞０である。このため、式（４０）より、第１チャンバー１０と第２チャンバー２０との間の排気コンダクタンスＣ_１＞＞リーク部５０の排気コンダクタンスＣ_２でない限り、Ｐ_１（ｔ_ｅ）＞Ｐ_２（ｔ_ｅ）とすることができ、平衡状態において、片持ち梁部材４１に下向きの力を作用させることができる。リーク部５０の排気コンダクタンスは、前述した従来の赤外線検出センサ２００の第１チャンバー１０と第２チャンバー２０との間の排気コンダクタンスと異なり、小さくせざるを得ないという制約がない。このため、リーク部５０の排気コンダクタンスを適切に設計することで、片持ち梁部材４１に十分な下向きの力を作用させることができ、精度良く赤外線を検出することが可能である。 Here, when the amount of change pressure P ₁ of the first chamber 10 inside the gas due to the outflow of gas from the leak portion 50 is sufficiently small, the pressure P ₁ at equilibrium _(t _e) is within the first chamber 10 The gas pressure initial value P 1 _init and the gas pressure initial value P inside the second chamber 20 can be represented by a partial pressure. That is, P ₁ (t _e ) can be expressed by the following equation (41).

From equation _(41), it is obvious that _{P 1 (t e)> P} . Therefore, it is _{_{P 1 (t e) -P>}} 0 in equation (40). For this reason, P ₁ (t _e )> P ₂ (t unless the exhaust conductance C ₁ >>> exhaust conductance C ₂ of the leak portion 50 is between the first chamber 10 and the second chamber 20 according to the equation (40). _e ), and a downward force can be applied to the cantilever member 41 in the equilibrium state. Unlike the exhaust conductance between the first chamber 10 and the second chamber 20 of the conventional infrared detection sensor 200 described above, there is no restriction that the exhaust conductance of the leak portion 50 must be reduced. For this reason, by appropriately designing the exhaust conductance of the leak portion 50, a sufficient downward force can be applied to the cantilever member 41, and infrared rays can be detected with high accuracy.

例えば、Ｃ_１＝Ｃ_２となるように設計すれば、平衡状態におけるＰ_１とＰ_２との差は、式（４１）で表されるＰ_１（ｔ_ｅ）と大気圧Ｐとの差の１／２になり、Ｐ_２の時定数は、式（３９）より、Ｖ_２（Ｐ_１（ｔ_ｅ）−Ｐ）／｛（Ｃ_１＋Ｃ_２）（Ｐ_{１ｉｎｉｔ}−Ｐ）｝となる。 For _example, if designed so that C 1 = _{C 2,} the difference between _{P 1} and _{P 2} in the equilibrium state, the difference between _P 1 represented by the formula (41) and _{(t e)} and the atmospheric pressure P halved, the time constant of _{P 2,} from equation _{_{_{(39), V 2 (P}}} 1 (t e) -P) / {(C 1 + C 2) (P 1init -P)} becomes.

以上に説明した本実施形態に係る赤外線検出センサ１００について、実現可能と考えられる各構成要素の寸法等を入力して数値計算を行ったところ、第１チャンバー１０内部に存在する気体の熱時定数τ＝Ｃ／Ｇ’＝１．９６μｓｅｃ、第２チャンバー２０内部の気体の圧力Ｐ_２の時定数Ｖ_２（Ｐ_１（ｔ_ｅ）−Ｐ）／｛（Ｃ_１＋Ｃ_２）（Ｐ_{１ｉｎｉｔ}−Ｐ）｝＝３．５６μｓｅｃとなる計算結果が得られた。すなわち、本実施形態に係る赤外線検出センサ１００によれば、第１チャンバー１０内部の気体の熱時定数が第２チャンバー２０内部の気体の圧力の時定数よりも小さくなるように設計できることを確認できた。 Regarding the infrared detection sensor 100 according to the present embodiment described above, when the numerical calculation is performed by inputting the dimensions and the like of each component considered to be realizable, the thermal time constant of the gas existing in the first chamber 10 is obtained. τ = C / G '= 1.96μsec , time constant _V 2 of the pressure _{P 2} of the second chamber 20 inside the gas _{_{_{(P 1 (t e) -P}}} ) / {(C 1 + C 2) (P 1init -P )} = 3.56 μsec. That is, according to the infrared detection sensor 100 according to the present embodiment, it can be confirmed that the thermal time constant of the gas inside the first chamber 10 can be designed to be smaller than the time constant of the pressure of the gas inside the second chamber 20. It was.

７・・・遮光膜
１０・・・第１チャンバー
１１・・・赤外線吸収部
２０・・・第２チャンバー
２１・・・電極
４０・・・連通部
４１・・・片持ち梁部材
５０・・・リーク部
１００・・・赤外線検出センサ
ＩＲ・・・赤外線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 ... Light shielding film 10 ... 1st chamber 11 ... Infrared absorption part 20 ... 2nd chamber 21 ... Electrode 40 ... Communication part 41 ... Cantilever member 50 ... Leak part 100: infrared detection sensor
IR ・・・ Infrared

Claims

内部に気体が存在する第１チャンバーと、
前記第１チャンバーの下方に位置し、前記第１チャンバーと連通し、内部に気体が存在する第２チャンバーと、
前記第１チャンバー内に配置され、前記第１チャンバーの外部から前記第１チャンバーの内部に入射した赤外線を吸収して熱に変換する赤外線吸収部と、
前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとの連通部に配置され、上下方向に撓むことが可能な片持ち梁部材とを備えることを特徴とする赤外線検出センサ。 A first chamber in which gas is present;
A second chamber located below the first chamber, communicating with the first chamber, and having a gas therein;
An infrared ray absorbing unit disposed in the first chamber and absorbing infrared rays incident on the inside of the first chamber from the outside of the first chamber to convert it into heat;
An infrared detection sensor, comprising: a cantilever member disposed at a communication portion between the first chamber and the second chamber and capable of bending in a vertical direction.

前記第２チャンバーは、前記第２チャンバーの内部を前記第１チャンバー以外の外部と連通させるためのリーク部を具備することを特徴とする請求項１に記載の赤外線検出センサ。 2. The infrared detection sensor according to claim 1, wherein the second chamber includes a leak portion for communicating the inside of the second chamber with the outside other than the first chamber.