JP5830877B2 - 焦電型検出器、焦電型検出装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
基体と、
第1面と、前記第1面に対向する第2面とを含む支持部材と、
前記基体に接続して設けられ、前記基体と前記支持部材の前記第2面との間に空洞部が形成されるように前記支持部材を支持するスペーサー部材と、
前記支持部材の前記第1面に支持される焦電型検出素子と、
を有し、
前記焦電型検出素子は、前記支持部材に搭載される第1電極と、前記第1電極と対向する第2電極と、前記第1,第2電極間に配置された焦電体と、を含み、
前記第1電極は、前記焦電体が積層されている第1領域と、前記第1領域より延在している第2領域とを含み、
前記支持部材は、絶縁層と、前記絶縁層よりも前記第2面側に配置された第1配線層と、平面視で前記第1電極の前記第2領域及び前記第1配線層が重なる位置にて前記絶縁層を貫通して前記第1配線層と前記第1電極とを接続する第1プラグと、を含むことを特徴とする。
図1に示す支持部材210及びそれに搭載される焦電型検出素子220を1セル分備えた焦電型赤外線検出器200が、交差する二つの直線方向例えば直交二軸方向に複数配列された焦電型赤外線検出装置(広義には焦電型検出装置)を、図2に示す。図2において、基体100から複数のポスト104が立設され、例えば2本のポスト(スペーサー部材)104に支持された1セル分の焦電型赤外線検出器200が、直交二軸方向に配列されている。1セル分の焦電型赤外線検出器200が占める領域は、例えば30×30μmである。
図1は、図2に示す焦電型赤外線検出器200の断面図である。なお、製造工程途中の焦電型赤外線検出器200では、図1の空洞部102が犠牲層(図示せず)により埋め込まれている。この犠牲層は、支持部材210及び焦電型赤外線検出素子220の形成工程前から形成工程後まで存在しており、焦電型赤外線検出素子220の形成工程後に等方性エッチングにより除去されるものである。
図1に示すように、下層から上層に向う方向に沿って、基体100上に、ポスト104、支持部材210及び焦電型赤外線検出素子220が積層されている。支持部材210は、第1面211A側に焦電型赤外線検出素子220を搭載し、第2面211B側は空洞部102に面している。
4.1.第1電極(下部電極)への配線構造
本実施形態では、図1に示すように、第1電極234が、焦電体232が積層形成される第1領域234−1と、第1領域234−1より延在形成された第2領域234−2とを含んでいる。
210は平坦性が維持されるので、支持部材210の形状加工性は良好である。
本実施形態では上述した通り、支持部材210の第1面211A上に、第2電極236に接続された中継導電層238を設けることができる。この場合、支持部材210は、第1層部材(絶縁層)212よりも第2面211B側に配置された第2配線層217と、中継導電層238及び第2配線層217とそれぞれ対面する位置にて第1層部材(絶縁層)212に貫通形成された第2ホール218と、第2ホール218に埋め込まれた第2プラグ219と、をさらに含むことができる。
次に、本実施形態のキャパシター230の構造について図4を参照して説明する。図4に示すキャパシター230は、焦電体232、第1電極234及び第2電極236の結晶配向は、その優先配向方位が例えば(111)面方位で揃えられている。(111)面方位に優先配向されることで、他の面方位に(111)配向の配向率が例えば90%以上に制御される。焦電係数を大きくするには(111)配向よりもむしろ(100)配向などが好ましいが、印加電界方向に対して分極を制御しやくするために(111)配向としている。ただし、優先配向方位はこれに限定されない。
第1電極234は、支持部材210から順に、第1電極234を例えば(111)面に優先配向するように配向制御する配向制御層(例えばIr)234Aと、第1還元ガスバリア層(例えばIrOx)234Bと、優先配向したシード層(例えばPt)234Cとを含むことができる。
第2電極236では、スパッタ法で成膜されるとは物理的に界面が荒れ、トラップサイトが生じて特性が劣化する虞があるので、第1電極234、焦電体232、第2電極236の結晶配向が連続的につながるように、結晶レベル格子整合の再構築を行なっている。
6.1.赤外線カメラ
図5に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として赤外線カメラ400Aの構成例を示す。この赤外線カメラ400Aは、光学系400、センサーデバイス(焦電型検出装置)410、画像処理部420、処理部430、記憶部440、操作部450、表示部460を含む。
図6に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として、運転支援装置600の構成例を示す。この運転支援装置600は、運転支援装置600を制御するCPUを備えた処理ユニット610と、車両外部の所定撮像領域に対して赤外線を検出可能な赤外線カメラ620と、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサー630と、車両の走行速度を検出する車速センサー640と、運転者のブレーキ操作の有無を検出するブレーキセンサー650と、スピーカー660と、表示装置670とを備えて構成されている。
図8に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として、セキュリティー機器700の構成例を示す。
図10および図11に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として、前述のセンサーデバイス410を用いたコントローラー820を含むゲーム機器800の構成例を示す。
図12に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として、体温測定装置900の構成例を示す。
図13に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として、前述のセンサーデバイス410の焦電型検出器の光吸収材の吸収波長をテラヘルツ域としたセンサーデバイスをテラヘルツ光センサーデバイスとして用い、テラヘルツ光照射ユニットと組み合わせて特定物質探知装置1000を構成した例を示す。
図14(A)に図5のセンサーデバイス410の構成例を示す。このセンサーデバイスは、センサーアレイ500と、行選択回路(行ドライバー)510と、読み出し回路520を含む。またA/D変換部530、制御回路550を含むことができる。行選択回路(行ドライバー)510と読み出し回路520を駆動回路と称する。このセンサーデバイスを用いることで、図5に示す、例えばナイトビジョン機器などに用いられる赤外線カメラ400Aなどを実現できる。
Claims (7)
- 基体と、
第1面と、前記第1面に対向する第2面とを含む支持部材と、
前記基体に接続して設けられ、前記基体と前記支持部材の前記第2面との間に空洞部が形成されるように前記支持部材を支持するスペーサー部材と、
前記支持部材の前記第1面に支持される焦電型検出素子と、
を有し、
前記焦電型検出素子は、前記支持部材に搭載される第1電極と、前記第1電極と対向する第2電極と、前記第1,第2電極間に配置された焦電体と、を含み、
前記第1電極は、前記焦電体が積層されている第1領域と、前記第1領域より延在している第2領域とを含み、
前記支持部材は、絶縁層と、前記絶縁層よりも前記第2面側に配置された第1配線層と、平面視で前記第1電極の前記第2領域及び前記第1配線層が重なる位置にて前記絶縁層を貫通して前記第1配線層と前記第1電極とを接続する第1プラグと、を含み、
前記第1電極が、還元ガスに対してバリア性を有する還元ガスバリア層を含み、
前記第1配線層は、1または複数の層からなり、
前記第1電極は、1または複数の層からなり、
前記第1配線層の前記1または複数の層のうち前記第1プラグと接続する層の熱伝導率は、前記第1電極の前記1または複数の層のうち前記第1プラグと接続する層の熱伝導率よりも低いことを特徴とする焦電型検出器。 - 請求項1において、
前記第1電極、前記第2電極及び前記焦電体は、特定の結晶面に優先配向しており、
前記第1電極は、
前記焦電体と接続し、特定の結晶面に優先配向しているシード層と、
前記第1面側に形成され、特定の結晶面に優先配向している配向制御層と、を含み、
前記還元ガスバリア層が、前記シード層と前記配向制御層との間に配置されたこと、
を有することを特徴とする焦電型検出器。 - 請求項2において、
前記シード層及び前記配向制御層が金属層であり、前記還元ガスバリア層が金属酸化物層であり、前記金属酸化物層は前記金属層よりも熱伝導率が低いことを特徴とする焦電型検出器。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記焦電型検出素子は、
前記第1電極、前記第2電極、および前記焦電体を覆う第2絶縁層と、
前記第2絶縁層上に形成され、前記第2電極に接続される第2電極配線層と、
前記支持部材の前記第1面に形成されて、前記第2電極配線層と接続される中間配線層と、をさらに含み、
前記支持部材は、前記絶縁層よりも前記第2面側に配置された第2配線層と、平面視で前記中間配線層及び前記第2配線層が重なる位置にて前記絶縁層に貫通して前記第2配線層と前記中間配線層とを接続する第2プラグと、をさらに含むことを特徴とする焦電型検出器。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の焦電型検出器を交差する二つの直線方向に沿って二次元配置したことを特徴とする焦電型検出装置。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の焦電型検出器を有することを特徴とする電子機器。
- 請求項5に記載の焦電型検出装置を有することを特徴とする電子機器。
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