JP6797722B2 - 赤外線センサ - Google Patents
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Description
以下、図1から図5を参照し、本発明の第一実施形態の赤外線センサ1について説明する。
図1は、第一実施形態の赤外線センサの平面図である。
図1に示すように赤外線センサ1は、第一基板3(ベース基板)と、赤外線検出素子5と、絶縁層7と、第二基板9(リッド基板)とを備える。
絶縁層7は、第一基板3の、赤外線検出素子5を有する領域を除く領域に設けられている。具体的に絶縁層7は、第一基板3の上面13のうち、赤外線検出素子5よりも外側の領域に設けられている。絶縁層7は、絶縁性を有する材料により形成されている。絶縁層7としては、例えば二酸化ケイ素(SiO2)等のシリコン酸化膜やシリコン窒化膜(SiNx)等が挙げられる。
第二基板9は、シリコンにより形成されている。これにより第二基板9は、赤外線を透過することが可能になっている。
第二基板9は、赤外線検出素子5を覆った状態で絶縁層7の上面11に接合膜15を介して接合されている。これにより第二基板9は、接合膜15を介して第一基板3に接合されている。接合膜15は、導電性を有している。接合膜15は、第一接合膜17と、第二接合膜19とを備える。
第一接合膜本体部17aは、絶縁層7の上面11において赤外線検出素子5の外周側に設けられている。具体的に第一接合膜本体部17aは、赤外線検出素子5を囲む矩形の枠状に設けられている。
複数の信号線被覆部17bは、赤外線検出素子5を挟んで両側(図1中では左右側)において、第一接合膜本体部17aと直交するように設けられている。信号線被覆部17bは、絶縁層7の上面11の内外方向(図1中では左右方向)に長く延びるように形成されている。
第一接合膜17がタンタル層および金層から成る場合には、第二接合膜19もタンタル層および金層から成る。この場合には、第一接合膜17の金層と第二接合膜19の金層とが接合する。第一接合膜17が窒化チタン層およびアルミ層から成る場合には、第二接合膜19も窒化チタン層およびアルミ層から成る。この場合には、第一接合膜17のアルミ層と第二接合膜19のアルミ層とが接合する。
図2に示すように第二基板9の下面39には、凸部41が下方に突出して設けられている。具体的に凸部41は、第二基板9の下面39において赤外線検出素子5を囲むように設けられている。凸部41は、赤外線検出素子5を囲む矩形の枠状に形成されている。凸部41の下面43には、上述の第二接合膜19が設けられている。第二基板9は、凸部41により第二接合膜19を介して絶縁層7の上面11に接合されている。第二基板9と絶縁層7との間にはキャビティCが形成されている。キャビティCの雰囲気は、減圧雰囲気にされている。キャビティCには、上述の赤外線検出素子5が配置されている。
また、第一基板3には、各信号線51の他端と出力端子33とを繋ぐ部分に第二ビア57が設けられている。各信号線51の他端は、第二ビア57を介して出力端子33に電気的に接続されている。
これにより赤外線検出素子5は、複数の配線、複数の接続端子31、複数の第一ビア55、複数の信号線51、複数の第二ビア57を介して複数の出力端子33に電気的に接続されている。
図4は、図3のIV−IV断面図である。
図3および図4に示すように、絶縁層7には、複数のダミー線61が各信号線51と並んで埋設されている。具体的に複数のダミー線61は、信号線51の両側方(信号線51の長さ方向と直交する方向)に配置されている。各ダミー線61は、信号線51の長さ方向に沿って長く形成されている。
ここで、第一基板3の絶縁層7において各信号線51の両側方にダミー線61を並べて配置していることにより、信号線51,51間の段差をダミー線61によって小さくでき、より平坦にすることができる。よって、赤外線センサ1は、絶縁層7に信号線51を埋設しても、信号線51近傍における第一基板3の絶縁層7の上面11をより平坦に形成することができる。この結果、第一基板3と第二基板9とが接合膜15を介して接合されるので、キャビティCの気密性を確保することができる。
図5に示すように、第一基板3の絶縁層7には、一対のダミー線61と第一接合膜17の信号線被覆部17bとを繋ぐ部分に第三ビア71が設けられている。これにより、一対のダミー線61は、第三ビア71および信号線被覆部17bを介して第一接合膜17に電気的に接続されている。第一接合膜17は、上述のようにグラウンドに電気的に接続されている。これにより、信号線51を側方から挟むように配置されている一対のダミー線61は、第一接合膜17を介してグラウンドに電気的に接続されることで、シールド部63として機能する。
赤外線が第二基板9を透過すると、赤外線検出素子5は、その赤外線を検出して検出信号を出力する。赤外線検出素子5から出力された検出信号は、複数の配線や複数の接続端子31、複数の第一ビア55、複数の信号線51、複数の第二ビア57を通り、複数の出力端子33から出力される。複数の出力端子33から出力された検出信号は、外部機器に送られて所定の動作が行われる。
外部から赤外線センサ1に入ってくる例えば電磁ノイズ等のノイズは、信号線51の両側方に隣接しているシールド部63に入ると、第三ビア71、第一接合膜17の順に通ってグラウンドに送られる。また、ノイズは、第二接合膜19に入った場合には、第二接合膜19、第一接合膜17の順に通ってグラウンドに送られる。また、ノイズは、信号線51を覆う第一接合膜17の信号線被覆部17bに入った場合には、第一接合膜17を通ってグラウンドに送られる。さらに、ノイズは、第一基板3または第二基板9に入った場合には、第一基板3または第二基板9、接合膜15の順に通ってグラウンドに送られる。
続いて、図6から図8を参照し、本発明の第二実施形態の赤外線センサ101について説明する。
図6は、第二実施形態の赤外線センサの断面図である。なお、図6は、第一実施形態の図1におけるII−II断面に相当する断面図である。
図6に示すように第二実施形態の赤外線センサ101では、第一接合膜17は、第一接合膜本体部17aと、一対の対向部113とを備える。第一接合膜17は、第二接合膜19と接合している。一対の対向部113は、第一接合膜本体部17aの内端から赤外線検出素子5に向けて延びて形成されている。
図8は、図7のVIII−VIII断面図である。
図7および図8に示すように、対向部113は、絶縁層7の上面11にシールド部63と対向して配置されている。
図8に示すように第一基板3の絶縁層7には、シールド部63と対向部113とを繋ぐ部分に第四ビア115が設けられている。シールド部63は、第四ビア115を介して対向部113に電気的に接続されている。これにより二本のシールド部63は、第一接合膜17(接合膜15)を介してグラウンドに電気的に接続されている。
第二実施形態の赤外線センサ101では、接合膜15は、絶縁層7の上面11に二本のシールド部63と対向して配置された二本の対向部113を有している。
これにより第一基板3の上面13には、対向部113以外の領域に他の配線を配索することができる。よって、第二実施形態によれば、ノイズの影響を受けにくいとともに、配線の設置の自由度を高めることができる赤外線センサ101を提供することができる。その他の作用効果は、第一実施形態で説明した通りである。
Claims (6)
- 第一基板と、
前記第一基板の上面に設けられ、赤外線を検出する赤外線検出素子と、
前記第一基板の、前記赤外線検出素子を有する領域を除く領域に設けられた絶縁層と、
前記赤外線検出素子を覆った状態で前記絶縁層の上面に、接合膜を介して接合され、赤外線を透過可能な第二基板と、
前記絶縁層に埋設され前記赤外線検出素子に電気的に接続されている信号線と、
前記第二基板より外側に設けられ、前記信号線に電気的に接続される出力端子と、
前記信号線の側方において、前記信号線と並び前記絶縁層に埋設されている複数のダミー線と、
前記複数のダミー線のうち、少なくとも一本が、グラウンドと電気的に接続されて形成されたシールド部と、
を備えることを特徴とする赤外線センサ。 - 前記シールド部は、前記信号線を側方から挟むように一対配置されていることを特徴とする請求項1に記載の赤外線センサ。
- 一対の前記シールド部は、他の前記ダミー線よりも前記出力端子に近接して配置されていることを特徴とする請求項2に記載の赤外線センサ。
- 前記第二基板は、前記赤外線検出素子を囲む前記接合膜で前記絶縁層の上面に接合されており、
前記接合膜は、前記グラウンドに電気的に接続されており、
前記シールド部は、前記接合膜に電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の赤外線センサ。 - 前記接合膜は、前記絶縁層の上面に前記シールド部と対向して配置された対向部を有していることを特徴とする請求項4に記載の赤外線センサ。
- 前記接合膜は、前記絶縁層の上面に前記信号線を覆って配置された信号線被覆部を有していることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の赤外線センサ。
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