JPH046424A - 赤外線センサ - Google Patents
赤外線センサInfo
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- JPH046424A JPH046424A JP10835690A JP10835690A JPH046424A JP H046424 A JPH046424 A JP H046424A JP 10835690 A JP10835690 A JP 10835690A JP 10835690 A JP10835690 A JP 10835690A JP H046424 A JPH046424 A JP H046424A
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- Japan
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- thin film
- slits
- infrared
- heat sink
- infrared sensor
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- Pending
Links
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
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Landscapes
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- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、熱型赤外線センサに関する。
（従来の技術）
従来この種の赤外線センサは、第４図（ａ）、（ｂ）に
示すようなものであった。従来例を、その製造方法を通
して説明する。まずシリコンエツチング液に灯し、耐腐
蝕性を持ち、エツチングのストッパーとして働く窒化膜
２の上に入射赤外線を電気信号に変換する材料のパター
ン１を形成する。次にこの変換パターン１の上に、シリ
コンエツチング液から変換パターン１を保護する酸化膜
３を形成し、その膜の上に赤外線吸収層４を形成する。
示すようなものであった。従来例を、その製造方法を通
して説明する。まずシリコンエツチング液に灯し、耐腐
蝕性を持ち、エツチングのストッパーとして働く窒化膜
２の上に入射赤外線を電気信号に変換する材料のパター
ン１を形成する。次にこの変換パターン１の上に、シリ
コンエツチング液から変換パターン１を保護する酸化膜
３を形成し、その膜の上に赤外線吸収層４を形成する。
最後に（ａ）図に示すように、対角線上に細長いスリッ
ト状の穴を１本だけ形成し、このスリット６からシリコ
ン異方性エツチング液を浸入させ、シリコン基板５から
成るダイアフラム構造を形成する。以上の様：二製造し
た従来の赤外線センサにおいて、赤外線検出部７である
前記薄膜は、膜の周囲を全てシリコン基板５に接する構
造となっている。
ト状の穴を１本だけ形成し、このスリット６からシリコ
ン異方性エツチング液を浸入させ、シリコン基板５から
成るダイアフラム構造を形成する。以上の様：二製造し
た従来の赤外線センサにおいて、赤外線検出部７である
前記薄膜は、膜の周囲を全てシリコン基板５に接する構
造となっている。
（発明が解決しようとする課題）
上述したように従来の赤外線センサは、赤外線検出部で
ある前記薄膜が、膜の周囲を、全て、ジノコン基板５に
接する構造となっているので、薄膜とヒートシンク部と
の間のサーマルコンダクタンスが大きくなる。即ち薄膜
部分に蓄えられた熱がヒートシンク部に逃げ易くなるの
で、薄膜の温度が、逃げた熱の分だけ低くなり、センサ
ーの感度が低くなるという欠点がある。
ある前記薄膜が、膜の周囲を、全て、ジノコン基板５に
接する構造となっているので、薄膜とヒートシンク部と
の間のサーマルコンダクタンスが大きくなる。即ち薄膜
部分に蓄えられた熱がヒートシンク部に逃げ易くなるの
で、薄膜の温度が、逃げた熱の分だけ低くなり、センサ
ーの感度が低くなるという欠点がある。
（課題を解決するための手段）
本発明の赤外線センサは、絶縁薄膜上に入射赤外線を電
気信号に変換する材料のパターンが形成してあり、その
上に赤外線吸収層が形成されており、前記薄膜は周囲か
ら支持されている、ダイアフラム構造を有する熱型赤外
線センサにおいて、前記薄膜に、スリット状に細長く、
交叉しない２本以上の穴を有する。
気信号に変換する材料のパターンが形成してあり、その
上に赤外線吸収層が形成されており、前記薄膜は周囲か
ら支持されている、ダイアフラム構造を有する熱型赤外
線センサにおいて、前記薄膜に、スリット状に細長く、
交叉しない２本以上の穴を有する。
（実施例）
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第１図（ａ）はスリット状の細長い穴が４本あけられた
赤外線センサの上面図であり、（ｂ）図は（ａ）図のＡ
−Ａ’断面図を示す。金属、半導体、絶縁物から成る変
換パターン１は、シリコンエツチング液に対し耐腐蝕性
を持ち、ストッパーとして働く窒化膜の薄膜２の上に形
成されている。変換パターン１の表面にはシリコンエツ
チング液からパターン１を保護する酸化膜３と、前記薄
膜上にある赤外線吸収率の高い吸収層４と、前記薄膜を
周囲から支持しているシリコン基板５から成るダイアフ
ラム構造を成している。薄膜の上面に４本あるスリット
６は、薄膜のうちスリット６で囲まれた部分、即ち赤外
線検出部７と、ヒートシンクどして作用するシリコン基
板５との間のサーマルコンタクタンスを小さくする為の
ものであり、かつ、シリコン基板５をエツチングして空
洞を作る際、エツチング液を浸入させるために必要なも
のである。
赤外線センサの上面図であり、（ｂ）図は（ａ）図のＡ
−Ａ’断面図を示す。金属、半導体、絶縁物から成る変
換パターン１は、シリコンエツチング液に対し耐腐蝕性
を持ち、ストッパーとして働く窒化膜の薄膜２の上に形
成されている。変換パターン１の表面にはシリコンエツ
チング液からパターン１を保護する酸化膜３と、前記薄
膜上にある赤外線吸収率の高い吸収層４と、前記薄膜を
周囲から支持しているシリコン基板５から成るダイアフ
ラム構造を成している。薄膜の上面に４本あるスリット
６は、薄膜のうちスリット６で囲まれた部分、即ち赤外
線検出部７と、ヒートシンクどして作用するシリコン基
板５との間のサーマルコンタクタンスを小さくする為の
ものであり、かつ、シリコン基板５をエツチングして空
洞を作る際、エツチング液を浸入させるために必要なも
のである。
変換パターン１はサーモパイルを為しており、熱電能の
異なる２種類の熱電材料８．９（ここではそれぞれｐ型
ポリシリコンとｎ型ポリシリコン）を、アルミから成る
接点部１０を介し、交互に接続したものである。２種類
の熱電材料８．９は、各１本ずつで１対の熱電対を為し
、合計４対の熱電対を直列に接続している。又、１肘の
熱電対の両端は、一方を前記薄膜の赤外線検出部７、即
ち温接点側に、もう一方を、前記薄膜で、ヒートシンク
であるシリコン基板５に支持されている部分、即ち冷接
点側に配置しである。
異なる２種類の熱電材料８．９（ここではそれぞれｐ型
ポリシリコンとｎ型ポリシリコン）を、アルミから成る
接点部１０を介し、交互に接続したものである。２種類
の熱電材料８．９は、各１本ずつで１対の熱電対を為し
、合計４対の熱電対を直列に接続している。又、１肘の
熱電対の両端は、一方を前記薄膜の赤外線検出部７、即
ち温接点側に、もう一方を、前記薄膜で、ヒートシンク
であるシリコン基板５に支持されている部分、即ち冷接
点側に配置しである。
第２図は前記薄膜を含む正方形のセル１１を２次元アレ
イ化した場合の実施例である。図の下側に薄膜部の拡大
図を示す。熱電能の異なる２種類の熱電材料８．９を接
点部１０を介して交互に接続したものであり、２種類の
熱電材料８．９は各１本すつで１肘の熱電材を為し、合
計４対の熱電材を直列に接続している。又、１つのセル
の中には上記薄膜の他にＭＯＳＦＥＴやＣＯＤなどの走
査回路１２を含むので、上記薄膜はセル１１内部の端の
方に位置している。
イ化した場合の実施例である。図の下側に薄膜部の拡大
図を示す。熱電能の異なる２種類の熱電材料８．９を接
点部１０を介して交互に接続したものであり、２種類の
熱電材料８．９は各１本すつで１肘の熱電材を為し、合
計４対の熱電材を直列に接続している。又、１つのセル
の中には上記薄膜の他にＭＯＳＦＥＴやＣＯＤなどの走
査回路１２を含むので、上記薄膜はセル１１内部の端の
方に位置している。
尚、この実施例では、熱電能の異なる２種類の材料とし
て半導体を用いたが、異種の金属同士や、金属と半導体
でもよい。又、薄膜の周囲には、赤外線検出部以外への
赤外線の入射を防ぐための金属層１３がある。
て半導体を用いたが、異種の金属同士や、金属と半導体
でもよい。又、薄膜の周囲には、赤外線検出部以外への
赤外線の入射を防ぐための金属層１３がある。
第３図は、前記薄膜を含む正方形のセル１１を２次元ア
レイ化した場合の実施例である。図の下側に前記薄膜の
拡大図を示す。薄膜上にあるつづら折り状の変換パター
ン１はボロメータであり、電気抵抗値の温度係数が大き
い導電体から成っている。
レイ化した場合の実施例である。図の下側に前記薄膜の
拡大図を示す。薄膜上にあるつづら折り状の変換パター
ン１はボロメータであり、電気抵抗値の温度係数が大き
い導電体から成っている。
ボロメータパターンは全て、スリットで囲まれた赤外線
検出部７におさまっており、赤外線入射を正確に測定し
ている。又、１つのセルの中には、上記薄膜の他にＭＯ
ＳＦＥＴやＣＯＤなどの走査回路１２を含むので、上記
薄膜はセル１１の内部の端の方に位置している。又、薄
膜の周囲には、薄膜部分以外への赤外線入射を防ぐため
の金属Ｎ１３がある。
検出部７におさまっており、赤外線入射を正確に測定し
ている。又、１つのセルの中には、上記薄膜の他にＭＯ
ＳＦＥＴやＣＯＤなどの走査回路１２を含むので、上記
薄膜はセル１１の内部の端の方に位置している。又、薄
膜の周囲には、薄膜部分以外への赤外線入射を防ぐため
の金属Ｎ１３がある。
なお、第１〜第３図の実施例ではスリット６を４本設け
た例を示したが、２本だけでもよい。
た例を示したが、２本だけでもよい。
また、図示はしないが、本発明は焦電型の赤外線センサ
に対しても適用できる。
に対しても適用できる。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明は、薄膜上にスリット状の
細長い穴を２本以上有することにより、薄膜のうち、ス
リットで囲まれた部分とヒートシンク部との間のサーマ
ルコンタクタンスが小さくできる。従ってスリットで囲
まれた薄膜部分に蓄えられた熱がヒートシンク部に逃げ
雌くなり、スリットで囲まれた薄膜部分とヒートシンク
部との温度差が保てるという効果がある。
細長い穴を２本以上有することにより、薄膜のうち、ス
リットで囲まれた部分とヒートシンク部との間のサーマ
ルコンタクタンスが小さくできる。従ってスリットで囲
まれた薄膜部分に蓄えられた熱がヒートシンク部に逃げ
雌くなり、スリットで囲まれた薄膜部分とヒートシンク
部との温度差が保てるという効果がある。
第１図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の上面図と断
面図である。 第４図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ従来の薄膜を有する
赤外線センサの上面図と断面図である。薄膜にはスリッ
ト状の細長い穴が１本だけ有り、赤外線検出部である薄
膜７は、膜の周囲を全てシリコン基板に接する構造とな
っている。 第２図は、本発明の薄膜を有する赤外線センサを２次元
アレイ化したものを示す平面図である。図の下側に薄膜
部の拡大図を示す。薄膜上のパターンはサーモパイルで
ある。 第３図は、本発明の薄膜を有する赤外線センサを２次元
アレイ化したものを示す平面図である。図の下側に薄膜
部の拡大図を示す。薄膜上のパターンはボロメータであ
る。
面図である。 第４図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ従来の薄膜を有する
赤外線センサの上面図と断面図である。薄膜にはスリッ
ト状の細長い穴が１本だけ有り、赤外線検出部である薄
膜７は、膜の周囲を全てシリコン基板に接する構造とな
っている。 第２図は、本発明の薄膜を有する赤外線センサを２次元
アレイ化したものを示す平面図である。図の下側に薄膜
部の拡大図を示す。薄膜上のパターンはサーモパイルで
ある。 第３図は、本発明の薄膜を有する赤外線センサを２次元
アレイ化したものを示す平面図である。図の下側に薄膜
部の拡大図を示す。薄膜上のパターンはボロメータであ
る。
Claims (1)
- 絶縁薄膜上に、入射赤外線を電気信号に変換する材料の
パターンが形成され、その上に赤外線吸収層が形成され
、前記薄膜を周囲から支持するダイアフラム構造を有す
る熱型赤外線センサにおいて、前記薄膜に、スリット状
に細長く交叉しない２本以上の穴があることを特徴とす
る熱型赤外線センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10835690A JPH046424A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 赤外線センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10835690A JPH046424A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 赤外線センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH046424A true JPH046424A (ja) | 1992-01-10 |
Family
ID=14482651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10835690A Pending JPH046424A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 赤外線センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH046424A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5369280A (en) * | 1990-04-26 | 1994-11-29 | The Commonwealth Of Australia | Semiconductor film bolometer thermal infrared detector |
| US5583058A (en) * | 1992-09-17 | 1996-12-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Infrared detection element array and method for fabricating the same |
| JPH11108760A (ja) * | 1997-10-07 | 1999-04-23 | Nec Corp | 熱型赤外線検出素子及びその製造方法 |
| US6342667B1 (en) * | 1999-09-17 | 2002-01-29 | Opto Tech Corporation | Thermal isolation structure for a micro thermopile and method for making the same |
| US20110174978A1 (en) * | 2010-01-18 | 2011-07-21 | Heimann Sensor Gmbh | Thermopile infrared sensor by monolithic silicon micromachining |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62119419A (ja) * | 1985-11-20 | 1987-05-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 焦電型赤外検出器 |
| JPS63265125A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-11-01 | New Japan Radio Co Ltd | 非接触型半導体温度センサ |
-
1990
- 1990-04-24 JP JP10835690A patent/JPH046424A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62119419A (ja) * | 1985-11-20 | 1987-05-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 焦電型赤外検出器 |
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| US20110174978A1 (en) * | 2010-01-18 | 2011-07-21 | Heimann Sensor Gmbh | Thermopile infrared sensor by monolithic silicon micromachining |
| US8592765B2 (en) * | 2010-01-18 | 2013-11-26 | Heimann Sensor Gmbh | Thermopile infrared sensor by monolithic silicon micromachining |
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