JPH07174635A - Sensor circuit and sensor element used therefor - Google Patents
Sensor circuit and sensor element used thereforInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、サーミスタを用いた温
度または赤外線を検出するセンサ回路及びそのセンサ回
路に用いるセンサ素子に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor circuit using a thermistor for detecting temperature or infrared rays and a sensor element used in the sensor circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、温度、または赤外線を検知する回
路として、サーミスタを用いたホイートストンブリッジ
回路がある。図１５にホイートストンブリッジ回路の一
例を示す。図において、Esは電圧源、Rsは電圧源Esの内
部抵抗である。R1〜R4はブリッジ抵抗で、ブリッジ抵抗
R1，R2の直列回路と、ブリッジ抵抗R3，R4の直列回路と
が並列に電圧源Esに接続されている。ブリッジ抵抗R1と
ブリッジ抵抗R2の接続点と、ブリッジ抵抗R3とブリッジ
抵抗R4の接続点間には、電圧計１が接続されている。抵
抗Rmは、その電圧計１の内部抵抗（検出抵抗）である。2. Description of the Related Art Conventionally, as a circuit for detecting temperature or infrared rays, there is a Wheatstone bridge circuit using a thermistor. FIG. 15 shows an example of the Wheatstone bridge circuit. In the figure, Es is a voltage source and Rs is an internal resistance of the voltage source Es. R1 to R4 are bridge resistors,
A series circuit of R1 and R2 and a series circuit of bridge resistors R3 and R4 are connected in parallel to the voltage source Es. The voltmeter 1 is connected between the connection point of the bridge resistors R1 and R2 and the connection point of the bridge resistors R3 and R4. The resistance Rm is an internal resistance (detection resistance) of the voltmeter 1.
【０００３】以上のように構成されたホイートストンブ
リッジ回路で、抵抗Rmに流れる電流imは次式のようにな
る。In the Wheatstone bridge circuit configured as described above, the current im flowing through the resistor Rm is given by the following equation.
【０００４】[0004]
【数１】 [Equation 1]
【０００５】上記の式より、 R2R3=R4R1の状態では、im
=0であるが、ブリッジ抵抗の抵抗値が変化すると、電圧
計１にその変化に応じた電流imが流れるので、例えば、
ブリッジ抵抗の少なくとも１つをサーミスタに置き換え
ることにより、温度を検知することができる。From the above equation, in the state of R2R3 = R4R1, im
However, when the resistance value of the bridge resistance changes, a current im corresponding to the change flows in the voltmeter 1.
The temperature can be sensed by replacing at least one of the bridge resistors with a thermistor.
【０００６】次に、サーミスタを用いて赤外線を検出す
るセンサ素子（赤外線検出素子）を構成した一例につい
て図１６に基づき説明する。（ａ）はサーミスタ２及び
その周辺部の局所断面図であり、（ｂ）は斜視図であ
る。但し、本発明に関する部分のみを示すこととし、他
の部分は適宜図示及び詳細な説明を省略することとす
る。Next, an example in which a sensor element (infrared ray detecting element) for detecting infrared rays is constructed by using a thermistor will be described with reference to FIG. (A) is a local sectional view of the thermistor 2 and its peripheral portion, and (b) is a perspective view. However, only the portions related to the present invention will be shown, and the other portions will be appropriately omitted from illustration and detailed description.
【０００７】図１６に示すように、赤外線検出素子で
は、サーミスタ２が基板３上に形成された熱絶縁膜４上
に設けられており、サーミスタ２は、入射する赤外線を
吸収する赤外線吸収膜５と、赤外線吸収によって生じた
熱を受けて抵抗値が変化する薄膜抵抗体６とを備えると
共に、薄膜抵抗体６の表面と裏面に接触する一対の電
極、下部電極７及び上部電極８を備えている。薄膜抵抗
体６は多結晶シリコン系又はアモルファスシリコン系の
薄膜抵抗体で厚み 0.1〜 5.0μm 程度のものが用いられ
る。As shown in FIG. 16, in the infrared detecting element, the thermistor 2 is provided on the thermal insulation film 4 formed on the substrate 3, and the thermistor 2 absorbs the incident infrared rays. And a thin film resistor 6 whose resistance value changes by receiving heat generated by infrared absorption, and a pair of electrodes in contact with the front and back surfaces of the thin film resistor 6, a lower electrode 7 and an upper electrode 8. There is. The thin film resistor 6 is a polycrystalline silicon type or amorphous silicon type thin film resistor having a thickness of about 0.1 to 5.0 μm.
【０００８】サーミスタ２形成箇所の下方には、サーミ
スタ２を基板３から熱的に分離する中空部３ａが設けら
れている。シリコン等の半導体材料で構成された基板３
をエッチング等により基板３の裏側から堀り込み、中空
部３ａを形成するのである。この中空部３ａを形成する
ことによって、サーミスタ２で発生した熱が基板３に伝
わりにくくなり、発生した熱がサーミスタ２の温度上昇
に効率的に利用されるので赤外線検出感度が向上するの
である。Below the location where the thermistor 2 is formed, a hollow portion 3a for thermally separating the thermistor 2 from the substrate 3 is provided. Substrate 3 composed of semiconductor material such as silicon
Is dug from the back side of the substrate 3 by etching or the like to form the hollow portion 3a. By forming the hollow portion 3a, the heat generated in the thermistor 2 is less likely to be transferred to the substrate 3, and the generated heat is efficiently used to raise the temperature of the thermistor 2, so that the infrared detection sensitivity is improved.
【０００９】サーミスタ２の下部電極７及び上部電極８
は基板３上にサーミスタ２に併設された信号処理回路９
（詳細部分は図示省略）に接続されている。この信号処
理回路９は、サーミスタ２から出力される検出信号の増
幅、雑音の除去といった信号処理を行うためのものであ
る。なお、下部電極７又は上部電極８も赤外線吸収機能
を有するように構成してもよい。Lower electrode 7 and upper electrode 8 of the thermistor 2
Is a signal processing circuit 9 provided side by side with the thermistor 2 on the substrate 3.
(Details are not shown). The signal processing circuit 9 is for performing signal processing such as amplification of the detection signal output from the thermistor 2 and removal of noise. The lower electrode 7 or the upper electrode 8 may also be configured to have an infrared absorption function.
【００１０】さらに、図１６（ａ）に示すように、サー
ミスタ２には下方に開口を有する赤外線フィルター１０
が被せてある。赤外線検出素子は、一般に微弱な赤外線
の輻射エネルギーのみを検出する用途に用いられること
が多いが、検出する赤外線は赤外領域外の光と混在して
いることも多く、この場合、赤外領域外の光はノイズと
なる。そのため、サーミスタ２を赤外以外の波長帯の光
を除去する赤外線フィルター１０と組み合わせて用い、
赤外線のみが選択的にサーミスタ２に入射するようにし
ている。Further, as shown in FIG. 16 (a), the thermistor 2 has an infrared filter 10 having an opening below.
Is covered. Infrared detection elements are generally used for detecting only radiant energy of weak infrared rays, but infrared rays to be detected are often mixed with light outside the infrared region. Outside light becomes noise. Therefore, the thermistor 2 is used in combination with an infrared filter 10 that removes light in a wavelength band other than infrared,
Only infrared rays are selectively incident on the thermistor 2.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
センサ回路では、サーミスタの温度変化による抵抗値変
化を電流変化として検出しているが、検出感度が低いと
いう問題点があった。特に、温度センサを応用して赤外
線検出素子を構成する場合、微小な赤外線変化を検知し
なければならないため、検出感度を向上させる必要があ
った。However, in the conventional sensor circuit, the resistance value change due to the temperature change of the thermistor is detected as a current change, but there is a problem that the detection sensitivity is low. In particular, when an infrared detecting element is configured by applying a temperature sensor, it is necessary to detect a minute change in infrared, so it is necessary to improve the detection sensitivity.
【００１２】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、微小な温度変化または、
微小な赤外線変化を検出することができ、検出感度の向
上が図れるセンサ回路及びそのセンサ回路に用いるセン
サ素子の構造を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to make a minute temperature change or
It is an object of the present invention to provide a structure of a sensor circuit and a sensor element used in the sensor circuit, which can detect a minute infrared change and can improve the detection sensitivity.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載のセンサ回路は、第１電圧源と第１抵
抗で構成される第１直列回路と、第２電圧源と第２抵抗
で構成される第２直列回路とを、前記第１電圧源と前記
第２電圧源の異極同士が、直接、または、前記第１抵
抗、または、前記第２抵抗を介して接続されるように並
列に接続し、前記第１直列回路と前記第２直列回路との
接続点間に検出抵抗を接続し、前記第１抵抗または、前
記第２抵抗の少なくとも１つをサーミスタで構成したこ
とを特徴とするものである。In order to solve the above-mentioned problems, a sensor circuit according to a first aspect of the present invention comprises a first series circuit composed of a first voltage source and a first resistor, a second voltage source and a second series circuit. A second series circuit formed of a resistor is connected to the different polarities of the first voltage source and the second voltage source directly or via the first resistor or the second resistor. And a detection resistor is connected between the connection points of the first series circuit and the second series circuit, and at least one of the first resistor and the second resistor is a thermistor. It is characterized by.
【００１４】請求項２記載のセンサ回路は、請求項１記
載のセンサ回路で、前記第１電圧源を、前記第１電圧源
と第３抵抗との直列回路に、第４抵抗を並列に接続した
回路で置き換えると共に、前記第２電圧源を、前記第２
電圧源と第５抵抗との直列回路に、第６抵抗を並列に接
続した回路で置き換え、前記第１抵抗、または前記第２
抵抗、または前記第５抵抗、または前記第６抵抗の少な
くとも１つをサーミスタで構成したことを特徴とするも
のである。A sensor circuit according to a second aspect is the sensor circuit according to the first aspect, wherein the first voltage source is connected in series with the first voltage source and a third resistor, and a fourth resistor is connected in parallel. The second voltage source is replaced by the second circuit.
A series circuit of a voltage source and a fifth resistor is replaced with a circuit in which a sixth resistor is connected in parallel, and the first resistor or the second resistor is replaced.
At least one of the resistor, the fifth resistor, and the sixth resistor is a thermistor.
【００１５】請求項３記載のセンサ回路は、請求項１記
載のセンサ回路で、前記第１電圧源を、第１光起電力素
子と第７抵抗の並列回路で置き換えると共に、前記第２
電圧源を、第２光起電力素子と第８抵抗の並列回路で置
き換え、前記第１抵抗、または前記第２抵抗、または前
記第７抵抗、または前記第８抵抗の少なくとも１つをサ
ーミスタで構成したことを特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided the sensor circuit according to the first aspect, wherein the first voltage source is replaced with a parallel circuit including a first photovoltaic element and a seventh resistor, and the second voltage source is used.
The voltage source is replaced with a parallel circuit of a second photovoltaic element and an eighth resistor, and at least one of the first resistor, the second resistor, the seventh resistor, or the eighth resistor is a thermistor. It is characterized by having done.
【００１６】請求項４記載のセンサ素子は、請求項３記
載のセンサ回路に用いられる温度または、赤外線を検出
するセンサ素子で、光起電力素子とサーミスタを並列に
接続したことを特徴とするものである。A sensor element according to a fourth aspect is a sensor element for detecting temperature or infrared rays used in the sensor circuit according to the third aspect, wherein a photovoltaic element and a thermistor are connected in parallel. Is.
【００１７】請求項５記載のセンサ素子は、請求項４記
載のセンサ素子で、複数の光電変換部を積層して前記光
起電力素子を構成し、前記光電変換部間の境界に整流性
をもたせたことを特徴とするものである。A sensor element according to a fifth aspect is the sensor element according to the fourth aspect, wherein a plurality of photoelectric conversion portions are stacked to constitute the photovoltaic element, and a rectifying property is provided at a boundary between the photoelectric conversion portions. It is characterized by having it.
【００１８】請求項６記載のセンサ素子は、請求項４記
載のセンサ素子で、一方の面に第１導電型層を形成し他
方の面に第２導電型層を形成した光電変換部を複数積層
して前記光起電力素子を構成し、前記第１導電型層また
は前記第２導電型層の少なくとも一方の層の不純物濃度
を０．０５％乃至０．５％としたことを特徴とするもの
である。The sensor element according to claim 6 is the sensor element according to claim 4, wherein a plurality of photoelectric conversion parts each having a first conductivity type layer formed on one surface and a second conductivity type layer formed on the other surface are provided. The photovoltaic element is formed by stacking layers, and the impurity concentration of at least one of the first conductivity type layer and the second conductivity type layer is set to 0.05% to 0.5%. It is a thing.
【００１９】請求項７記載のセンサ回路は、請求項１乃
至請求項３記載のセンサ回路で、前記サーミスタが、基
板に形成された中空部を覆う薄膜上に形成されているこ
とを特徴とするものである。A sensor circuit according to a seventh aspect is the sensor circuit according to the first to third aspects, wherein the thermistor is formed on a thin film covering a hollow portion formed on the substrate. It is a thing.
【００２０】請求項８記載のセンサ素子は、請求項４記
載のセンサ素子で、前記サーミスタが、前記基板に形成
された前記中空部を覆う前記薄膜上に形成されているこ
とを特徴とするものである。The sensor element according to claim 8 is the sensor element according to claim 4, wherein the thermistor is formed on the thin film covering the hollow portion formed on the substrate. Is.
【００２１】請求項９記載のセンサ素子は、請求項４乃
至請求項６記載のセンサ素子で、前記サーミスタ又は前
記光起電力素子の少なくとも１つが前記基板上に形成さ
れた前記中空部を覆う前記薄膜上に形成されていること
を特徴とするものである。The sensor element according to claim 9 is the sensor element according to any one of claims 4 to 6, wherein at least one of the thermistor and the photovoltaic element covers the hollow portion formed on the substrate. It is characterized by being formed on a thin film.
【００２２】[0022]
【作用】図１４に基づいて、本発明の原理について説明
する。図１４に示す回路は、第１電圧源である電圧源E1
と第１抵抗である抵抗R1の直列回路１１（第１直列回
路）と、第２電圧源である電圧源E2と第２抵抗である抵
抗R2の直列回路１２（第２直列回路）とを、電圧源E1と
電圧源E2の異極同士が、直接または、抵抗を介して接続
されるように並列に接続すると共に、直列回路１１と、
直列回路１２との接続点間に電圧計１を接続したもので
ある。抵抗Rmは、電圧計１の内部抵抗（検出抵抗）であ
る。i1，i2，imは、それぞれ、抵抗R1、抵抗R2、検出抵
抗Rmを流れる電流である。キルヒホッフの法則より、電
流i1，i2，imは、下記のようになる。The principle of the present invention will be described with reference to FIG. The circuit shown in FIG. 14 has a voltage source E1 which is a first voltage source.
And a series circuit 11 (first series circuit) of the resistance R1 which is the first resistance, and a series circuit 12 (second series circuit) of the voltage source E2 which is the second voltage source and the resistance R2 which is the second resistance, Different polarities of the voltage source E1 and the voltage source E2 are connected directly or in parallel so as to be connected via a resistor, and the series circuit 11 and
The voltmeter 1 is connected between the connection points with the series circuit 12. The resistance Rm is an internal resistance (detection resistance) of the voltmeter 1. i1, i2, and im are currents flowing through the resistor R1, the resistor R2, and the detection resistor Rm, respectively. According to Kirchhoff's law, the currents i1, i2, im are as follows.
【００２３】[0023]
【数２】 [Equation 2]
【００２４】上式に示すように、抵抗値の変化により回
路の平衡がくずれ、電流imが検出される。さらに、電圧
源E1，E2の電圧値も変化するとすると、（５）式は、次
式のようになる。As indicated by the above equation, the circuit is out of balance due to the change in the resistance value, and the current im is detected. Further, if the voltage values of the voltage sources E1 and E2 also change, the equation (5) becomes the following equation.
【００２５】[0025]
【数３】 [Equation 3]
【００２６】本発明は、この抵抗変化と電圧源の電圧値
の変化を検知して、温度または、赤外線を検知しようと
するものである。（７）式で示すように、抵抗R1の抵抗
値と電圧源E2の電圧値（または、抵抗R2の抵抗値と電圧
源E1の電圧値）が温度によって変化することによって、
抵抗Rmに電流が流れる。例えば、抵抗R1と電圧源E2を温
度測定部とし、抵抗R1に温度が上昇すると抵抗値が減少
する NTCサーミスタを用い、電圧源E2に温度が上昇する
と電圧値が低下するような電源を用いると、電流imの変
化が大きくなり検出感度が上がる。抵抗R1に温度が上昇
すると抵抗値が増加する PTCサーミスタを用いた場合
は、電圧源E2に温度が上昇すると電圧値が上昇するよう
な電源を用いると、電流imの変化が大きくなり検出感度
が上がる。The present invention is intended to detect temperature or infrared rays by detecting the resistance change and the voltage value change of the voltage source. As shown in the equation (7), the resistance value of the resistor R1 and the voltage value of the voltage source E2 (or the resistance value of the resistor R2 and the voltage value of the voltage source E1) change with temperature,
A current flows through the resistor Rm. For example, if the resistor R1 and the voltage source E2 are used as a temperature measurement unit, an NTC thermistor whose resistance value decreases when the temperature rises is used for the resistor R1, and a power supply whose voltage value decreases when the temperature rises is used for the voltage source E2. , The change of the current im becomes large and the detection sensitivity is increased. When a PTC thermistor whose resistance value increases as the temperature rises for the resistor R1 and a power supply whose voltage value rises as the temperature rises for the voltage source E2 is used, the change in the current im increases and the detection sensitivity increases. Go up.
【００２７】次に、本発明の一実施例について、その回
路動作を説明する。図１に示す回路は、図１４に示した
電圧源E1，E2のそれぞれを、電圧源E1，E2にそれぞれ抵
抗R3，R4を直列に接続し、その直列回路に、抵抗R5，R6
を並列に接続した回路で置き換えた回路である。抵抗R
1，R2，R5，R6の少なくとも１つは、サーミスタで構成
しておく。Next, the circuit operation of one embodiment of the present invention will be described. The circuit shown in FIG. 1 has resistors R3 and R4 connected in series to the voltage sources E1 and E2, respectively, and the resistors R5 and R6 shown in FIG.
Is a circuit in which is replaced by a circuit in which is connected in parallel. Resistance R
At least one of 1, R2, R5, and R6 is a thermistor.
【００２８】図１の回路で、抵抗R5の両端の電圧V1は、
V1=E1-R3(i1+i3) となるので、抵抗R5をサーミスタとす
ることにより、電圧V1が変化することになる。つまり、
抵抗R5を、温度が上昇すると抵抗値が減少する NTCサー
ミスタとした場合は、温度が高くなると、 NTCサーミス
タに流れる電流i3が増加するため、電圧V1は低下するこ
とになる。逆に、温度が上昇すると抵抗値が増加する P
TCサーミスタを用いた場合は、温度が高くなると、 PTC
サーミスタに流れる電流i3が減少するため、電圧V1の電
圧値は増加することになる。このように、抵抗R5の変化
により、電圧V1も変化するので検出感度を高くすること
ができる。In the circuit of FIG. 1, the voltage V1 across the resistor R5 is
Since V1 = E1-R3 (i1 + i3), the voltage V1 will change by using the resistor R5 as a thermistor. That is,
When the resistor R5 is an NTC thermistor whose resistance value decreases as the temperature rises, when the temperature rises, the current i3 flowing through the NTC thermistor increases and the voltage V1 decreases. Conversely, the resistance value increases as the temperature rises. P
When a TC thermistor is used, PTC
Since the current i3 flowing through the thermistor decreases, the voltage value of the voltage V1 increases. In this way, the voltage V1 also changes due to the change in the resistance R5, so that the detection sensitivity can be increased.
【００２９】次に、請求項３に記載したセンサ回路に用
いる光起電力素子について説明する。光起電力素子とし
ては、例えば、アモルファス太陽電池が用いられる。図
３にアモルファス太陽電池の出力特性の一例を示す。図
において、横軸は出力電圧、縦軸は出力電流を表してい
る。Voc は開放電圧、Isc は短絡電流である。この出力
特性図は、図４に示すようにアモルファス太陽電池PDに
並列に抵抗（サーミスタTH）を接続すれば、その抵抗
（サーミスタTH）の抵抗値がΔR だけ変化した場合、Δ
V だけアモルファス太陽電池PDの出力電圧が変化するこ
とを示しており、アモルファス太陽電池PDと並列に接続
する抵抗（サーミスタTH）の抵抗値によっては、微小な
抵抗変化で、アモルファス太陽電池PDの出力電圧を大き
く変化させることができる。この原理を用いることによ
って、アモルファス太陽電池等の光起電力素子にサーミ
スタを並列に接続した回路をセンサ素子として応用する
ことができる。Next, the photovoltaic element used in the sensor circuit according to the third aspect will be described. As the photovoltaic element, for example, an amorphous solar cell is used. FIG. 3 shows an example of output characteristics of the amorphous solar cell. In the figure, the horizontal axis represents the output voltage and the vertical axis represents the output current. Voc is the open circuit voltage and Isc is the short circuit current. This output characteristic diagram shows that if a resistance (thermistor TH) is connected in parallel to the amorphous solar cell PD as shown in FIG. 4, when the resistance value of the resistance (thermistor TH) changes by ΔR, Δ
It shows that the output voltage of the amorphous solar cell PD changes by V, and depending on the resistance value of the resistor (thermistor TH) connected in parallel with the amorphous solar cell PD, the output of the amorphous solar cell PD may change depending on the resistance value. The voltage can be changed greatly. By using this principle, a circuit in which a thermistor is connected in parallel to a photovoltaic element such as an amorphous solar cell can be applied as a sensor element.
【００３０】請求項４乃至請求項６に記載したセンサ素
子を構成する光起電力素子は、例えば、図５に構造を示
すものである。図５は、下部電極１４上に３個の光電変
換部１５（アモルファス太陽電池）を積層したタンデム
型のアモルファス太陽電池を示したものである。図にお
いて、個々の光電変換部１５はｐ型アモルファスシリコ
ン系薄膜１５ａ（ｐ層）と、ｉ型アモルファスシリコン
系薄膜１５ｂ（ｉ層）と、ｎ型アモルファスシリコン系
薄膜１５ｃ（ｎ層）とで構成されている。 図３に示し
た出力特性を有する光起電力素子は、各光電変換部１５
のｐ層１５ａ及びｎ層１５ｃの欠陥準位を多くしキャリ
ア濃度を高く設定しているので図７に示すエネルギーバ
ンド説明図の（ａ）に示すようにトンネル電流分となる
電子が存在して隣接する光電変換部１５間の接触は良好
なオーミック接触を示すように構成されている。これに
対し、請求項５または請求項６記載の光起電力素子は、
第１導電型層であるｐ層１５ａ及び第２導電型層である
ｎ層１５ｃの少なくとも一方の領域の不純物濃度を意図
的に低くして欠陥準位を少なくし、ｐ層１５ａ−ｎ層１
５ｃ間の接合部において空乏層が形成されるようにして
接合部に整流性をもたせたものである。この結果、トン
ネル電流が減少して隣接する光電変換部１５間のｐ層１
５ａとｎ層１５ｃの接触部は良好なオーミック特性を示
さなくなるため、出力特性は図６に示すようになる。こ
のようなアモルファス太陽電池を用いて図４に示したセ
ンサ素子を構成した場合、サーミスタTHの抵抗値がΔR
だけ変化した場合、Δ Va だけ出力電圧が低下すること
を示しているが、これは図３に示した出力特性を示すア
モルファス太陽電池の場合は動作点によっては出力電圧
の低下分が小さくなってしまうことがあるのに対し、よ
り広い動作範囲で出力電圧を大きく低下させることがで
きるのでより検出感度の向上を図ることができることを
示している。The photovoltaic element constituting the sensor element according to any one of claims 4 to 6 has a structure shown in FIG. 5, for example. FIG. 5 shows a tandem type amorphous solar cell in which three photoelectric conversion units 15 (amorphous solar cells) are stacked on the lower electrode 14. In the figure, each photoelectric conversion portion 15 is composed of a p-type amorphous silicon thin film 15a (p layer), an i-type amorphous silicon thin film 15b (i layer), and an n-type amorphous silicon thin film 15c (n layer). Has been done. The photovoltaic element having the output characteristic shown in FIG.
Since the number of defect levels in the p layer 15a and the n layer 15c is set to be high and the carrier concentration is set to be high, there is an electron corresponding to a tunnel current as shown in (a) of the energy band explanatory diagram in FIG. The contact between the adjacent photoelectric conversion units 15 is configured to exhibit good ohmic contact. On the other hand, the photovoltaic element according to claim 5 or 6,
The p-layer 15a-n layer 1 is formed by intentionally reducing the impurity concentration of at least one region of the p-type layer 15a that is the first conductivity-type layer and the n-type layer 15c that is the second conductivity-type layer to reduce the defect level.
The depletion layer is formed at the junction between the portions 5c so that the junction has a rectifying property. As a result, the tunnel current decreases and the p layer 1 between the adjacent photoelectric conversion units 15 is reduced.
Since the contact portion between the 5a and the n layer 15c does not exhibit good ohmic characteristics, the output characteristics are as shown in FIG. When the sensor element shown in Fig. 4 is constructed using such an amorphous solar cell, the resistance value of the thermistor TH is ΔR.
It is shown that the output voltage decreases by Δ Va when it changes only by .Va. However, in the case of the amorphous solar cell having the output characteristics shown in FIG. 3, the decrease in the output voltage decreases depending on the operating point. However, it is shown that the output voltage can be greatly reduced in a wider operating range, so that the detection sensitivity can be further improved.
【００３１】このように、請求項４乃至請求項６記載の
センサ素子を用いた請求項３記載のセンサ回路は、温度
変化をサーミスタの抵抗値変化だけでなく、その抵抗変
化によって大きく変化する光起電力素子の出力電圧変化
としても捉えることができるので検出感度の向上が図れ
る。As described above, in the sensor circuit according to claim 3 which uses the sensor element according to claims 4 to 6, not only the resistance value change of the thermistor, but also the temperature change of the light which greatly changes due to the resistance change. Since it can be grasped also as a change in the output voltage of the electromotive force element, the detection sensitivity can be improved.
【００３２】また、本発明のセンサ回路で、センサ素子
中に電源を内蔵すれば信号処理回路が簡略化されると共
に、外部から電圧を印加する場合に比べて外部ノイズの
影響を受けにくくなる。さらに、検出抵抗をセンサ素子
内部に形成することにより信号処理回路を簡略化するこ
ともできる。Further, in the sensor circuit of the present invention, if the sensor element has a built-in power source, the signal processing circuit is simplified and is less susceptible to external noise as compared with the case where a voltage is applied from the outside. Further, the signal processing circuit can be simplified by forming the detection resistor inside the sensor element.
【００３３】また、光起電力素子、特にアモルファス太
陽電池は、その温度が上昇すると出力が低下する性質が
あるので、図８に示すように、ある温度で線図ａに示す
出力特性を有するアモルファス太陽電池は、その温度上
昇によって線図ｂに示すような出力特性を示すようにな
る。この性質を利用して、サーミスタだけでなく光起電
力素子（アモルファス太陽電池）も基板に形成した中空
部を覆う薄膜上に形成して熱が逃げにくい構造とし、光
起電力素子にも赤外線を吸収させ温度上昇させることに
より、光起電力素子の出力電圧の低下分を大きくするこ
とができ赤外線検出感度をより向上させることができ
る。Further, since a photovoltaic element, especially an amorphous solar cell, has a property that its output decreases as its temperature rises, as shown in FIG. 8, an amorphous material having the output characteristic shown in the diagram a at a certain temperature. The solar cell comes to exhibit the output characteristics as shown in the diagram b due to its temperature rise. Utilizing this property, not only the thermistor but also the photovoltaic element (amorphous solar cell) is formed on the thin film that covers the hollow part formed on the substrate to make it difficult for heat to escape. By absorbing and increasing the temperature, the decrease in the output voltage of the photovoltaic element can be increased and the infrared detection sensitivity can be further improved.
【００３４】[0034]
【実施例】図１に基づいて、本発明のセンサ回路の一実
施例について説明する。図１に示す回路は、図１４に示
した回路の第１電圧源である電圧源E1，第２電圧源であ
る電圧源E2のそれぞれを、電圧源E1，E2にそれぞれ第３
抵抗である抵抗R3，第５抵抗であるR4を直列に接続し、
その直列回路に、第４抵抗である抵抗R5，第６抵抗であ
るR6を並列に接続した回路で置き換えた回路である。ま
た、抵抗R1，R2，R5，R6の少なくとも１つは、サーミス
タで構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the sensor circuit of the present invention will be described with reference to FIG. In the circuit shown in FIG. 1, the voltage source E1 which is the first voltage source and the voltage source E2 which is the second voltage source of the circuit shown in FIG.
Resistor R3 and fifth resistor R4 are connected in series,
A circuit in which the resistor R5 which is the fourth resistor and the resistor R6 which is the sixth resistor are connected in parallel to the series circuit is replaced. At least one of the resistors R1, R2, R5, and R6 is a thermistor.
【００３５】前述した通り、本実施例は、抵抗R1，R2，
R5，R6の少なくとも１つを、サーミスタとすることによ
り、温度、または、赤外線を検出することができる回路
であるが、上記のように構成された回路で、例えば、抵
抗R5を NTCサーミスタとした場合は、抵抗R1も NTCサー
ミスタとし、抵抗R1，R5を温度（赤外線）測定部として
温度測定物に近づけるように、または、赤外線が入射す
るように構成すれば、電流i1，i3が共に増加するため、
電圧V1の低下分が大きくなり、より検出感度を向上させ
ることができる。さらに、抵抗R1，R5に NTCサーミスタ
を用いた場合、抵抗R3を PTCサーミスタとすれば、電圧
V1の低下分が大きくなり、より検出感度を向上させるこ
とができる。As described above, in this embodiment, the resistors R1, R2,
A circuit that can detect temperature or infrared rays by using at least one of R5 and R6 as a thermistor. In the circuit configured as above, for example, resistor R5 is an NTC thermistor. In this case, if the resistor R1 is also an NTC thermistor and the resistors R1 and R5 are used as temperature (infrared) measuring parts so as to be close to the temperature measurement object, or if infrared rays are incident, both currents i1 and i3 increase. For,
The decrease amount of the voltage V1 becomes large, and the detection sensitivity can be further improved. Furthermore, if NTC thermistors are used for resistors R1 and R5, if resistor R3 is a PTC thermistor,
The amount of decrease in V1 becomes large, and the detection sensitivity can be further improved.
【００３６】次に、図２に基づいて、本発明の異なる実
施例について説明する。図２に示す回路は、光起電力素
子として、図３に示す出力特性を有するアモルファス太
陽電池PD1 ，PD2 を用いて、温度、または、赤外線を検
知するセンサ回路を構成したものである。R7，R8は、そ
れぞれ第７抵抗である抵抗、第８抵抗である抵抗であ
る。図３のアモルファス太陽電池PD1 ，PD2 の出力特性
図で、横軸は出力電圧、縦軸は出力電流を表している。
Voc は開放電圧、Isc は短絡電流である。この出力特性
図は、アモルファス太陽電池PD1 ，PD2 と並列に接続し
た抵抗の抵抗値がΔR だけ変化した場合、ΔV だけ出力
電圧が変化することを示しているが、アモルファス太陽
電池と並列に接続する抵抗の抵抗値によっては、微小な
抵抗変化で、アモルファス太陽電池の出力電圧を大きく
変化させることができるため、センサ回路の検出感度を
向上させる上で有利である。光起電力素子としては、例
えば、単結晶シリコン太陽電池、アモルファス太陽電池
などが用いられる。光起電力素子は、単一の素子でな
く、複数の素子を組み合わせて構成してもよい。光起電
力素子には、ＬＥＤ等の発光素子から直接、または、光
ファイバーを介して、光が供給されるように構成する。
サーミスタには、 SiCサーミスタが多く用いられる。ま
た、図４に示すように、アモルファス太陽電池PDとサー
ミスタTHの並列回路を、温度または、赤外線の変化によ
って両端電圧が変化するセンサ素子として他の回路に組
み込んで用いることもできる。Next, a different embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the circuit shown in FIG. 2, a sensor circuit for detecting temperature or infrared rays is configured by using the amorphous solar cells PD1 and PD2 having the output characteristics shown in FIG. 3 as a photovoltaic element. R7 and R8 are a resistance that is a seventh resistance and a resistance that is an eighth resistance, respectively. In the output characteristic diagram of the amorphous solar cells PD1 and PD2 in Fig. 3, the horizontal axis represents the output voltage and the vertical axis represents the output current.
Voc is the open circuit voltage and Isc is the short circuit current. This output characteristic diagram shows that when the resistance value of the resistors connected in parallel with the amorphous solar cells PD1 and PD2 changes by ΔR, the output voltage changes by ΔV, but it is connected in parallel with the amorphous solar cells. Depending on the resistance value of the resistor, it is possible to greatly change the output voltage of the amorphous solar cell by a minute resistance change, which is advantageous in improving the detection sensitivity of the sensor circuit. As the photovoltaic element, for example, a single crystal silicon solar cell, an amorphous solar cell or the like is used. The photovoltaic element may be configured by combining a plurality of elements instead of a single element. Light is supplied to the photovoltaic element directly from a light emitting element such as an LED or via an optical fiber.
A SiC thermistor is often used as the thermistor. Further, as shown in FIG. 4, a parallel circuit of the amorphous solar cell PD and the thermistor TH can be used by being incorporated in another circuit as a sensor element in which the voltage between both ends changes according to changes in temperature or infrared rays.
【００３７】図２に示す回路では、抵抗R1，R2，R7，R8
の少なくとも１つをサーミスタで構成する。例えば、抵
抗R1，R8を NTCサーミスタである SiCサーミスタとし、
抵抗R1，R8及びアモルファス太陽電池PD2 を温度（赤外
線）測定部として用いる。このように構成することで、
温度、又は赤外線の変化に応じて SiCサーミスタである
抵抗R1，R8の抵抗値が変化すると共に、抵抗R8の抵抗値
の変化によりアモルファス太陽電池PD2 の出力電圧が変
化するので、高感度に温度又は赤外線の変化を検知する
ことができる。つまり、抵抗R8に NTCサーミスタを用い
た場合、温度が高くなるとアモルファス太陽電池PD2 の
出力電圧が低下し、抵抗R8に PTCサーミスタを用いた場
合、温度が高くなると、アモルファス太陽電池PD2 の出
力電圧が高くなる。また、アモルファス太陽電池は、そ
の温度が高くなると出力電圧が低下する性質があるの
で、上述したように、アモルファス太陽電池も温度（赤
外線）測定部として、 NTCサーミスタに並列に接続し組
み合わせて使用すると検出感度を向上させるのに効果的
である。In the circuit shown in FIG. 2, resistors R1, R2, R7 and R8 are used.
At least one of them is a thermistor. For example, resistors R1 and R8 are SiC thermistors, which are NTC thermistors,
Resistors R1 and R8 and amorphous solar cell PD2 are used as the temperature (infrared) measuring part. With this configuration,
The resistance values of the resistors R1 and R8, which are SiC thermistors, change in accordance with changes in temperature or infrared rays, and the output voltage of the amorphous solar cell PD2 changes due to changes in the resistance value of the resistor R8. It is possible to detect changes in infrared rays. In other words, when an NTC thermistor is used for the resistor R8, the output voltage of the amorphous solar cell PD2 drops when the temperature rises, and when a PTC thermistor is used for the resistor R8, the output voltage of the amorphous solar cell PD2 rises when the temperature rises. Get higher Also, since the output voltage of an amorphous solar cell decreases as its temperature rises, as mentioned above, when an amorphous solar cell is also used as a temperature (infrared) measurement unit, it is connected in parallel to an NTC thermistor and used in combination. It is effective in improving the detection sensitivity.
【００３８】図１、図２に示したセンサ回路及び図４に
示したセンサ素子を赤外線検出に応用した場合、例え
ば、図２に示す回路で、抵抗R1，R2，R7，R8をサーミス
タで構成し、抵抗R1，R7を赤外線検出部とすれば、サー
ミスタの赤外線吸収による温度上昇によって、サーミス
タの抵抗値が変化し、回路の平衡がくずれ、検出抵抗Rm
に電流が流れるので、赤外線を検出することができる。When the sensor circuit shown in FIGS. 1 and 2 and the sensor element shown in FIG. 4 are applied to infrared detection, for example, in the circuit shown in FIG. 2, the resistors R1, R2, R7 and R8 are thermistors. If the resistors R1 and R7 are used as infrared detectors, the resistance value of the thermistor changes due to the temperature rise due to the infrared absorption of the thermistor, and the circuit balance is lost.
Infrared rays can be detected because a current flows through.
【００３９】図５の断面図に基づきアモルファス太陽電
池の一例について説明する。このアモルファス太陽電池
は、３層タンデム型と呼ばれるもので、１４は下部電
極、１５ａはｐ型アモルファスシリコン、１５ｂはｉ型
アモルファスシリコン、１５ｃはｎ型アモルファスシリ
コン、１６は透明の上部電極である。ｐ型アモルファス
シリコン１５ａの上面にｉ型アモルファスシリコン１５
ｂの層が形成され、さらに、その上面にｎ型アモルファ
スシリコン１５ｃの層が形成されている。このようなｐ
ｉｎ型構造の光電変換部１５が、下部電極１４上に３層
積層され、上部電極１６が光電変換部１５の最上層の上
面に形成されている。このように構成したアモルファス
太陽電池に光を入射させると、微弱な光出力電流が発生
して電圧が誘起されるようになる。但し、図５では、光
電変換部１５を３層積層した例を示したが積層数は実施
例に限定されるものではない。An example of an amorphous solar cell will be described with reference to the sectional view of FIG. This amorphous solar cell is called a three-layer tandem type, in which 14 is a lower electrode, 15a is p-type amorphous silicon, 15b is i-type amorphous silicon, 15c is n-type amorphous silicon, and 16 is a transparent upper electrode. The i-type amorphous silicon 15 is formed on the upper surface of the p-type amorphous silicon 15a.
The layer b is formed, and the layer of n-type amorphous silicon 15c is further formed on the upper surface thereof. Such p
The photoelectric conversion unit 15 having the in-type structure is laminated on the lower electrode 14 in three layers, and the upper electrode 16 is formed on the uppermost surface of the uppermost layer of the photoelectric conversion unit 15. When light is incident on the amorphous solar cell configured as described above, a weak light output current is generated and a voltage is induced. However, although FIG. 5 shows an example in which the photoelectric conversion units 15 are stacked in three layers, the number of stacked layers is not limited to that in the embodiment.
【００４０】図５に示した光起電力素子で、ｐ層１５ａ
及びｎ層１５ｃの少なくとも一方の領域の不純物濃度を
低くし、欠陥準位を少なくしてキャリア濃度を低くする
と、ｐ層１５ａ−ｎ層１５ｃ間の接合部において空乏層
が形成され、図７のエネルギーバンド説明図の（ｂ）に
示すように、通常の整流性が発揮されるようになり図３
に示した出力特性を示すようになる。これは、図３に示
した出力特性を有する光起電力素子は、各光電変換部１
５のｐ層１５ａ及びｎ層１５ｃの欠陥準位を多くしキャ
リア濃度を高く設定しているので図７に示すエネルギー
バンド説明図の（ａ）に示すようにトンネル電流分とな
る電子が存在して隣接する光電変換部１５間の接触は良
好なオーミック接触を示すようになるのに対し、ｐ層１
５ａ及びｎ層１５ｃの少なくとも一方の領域の不純物濃
度を低くし、欠陥準位を少なくした光電変換素子では、
ｐ層１５ａ−ｎ層１５ｃ間の接合部において空乏層が形
成される。この結果、光電変換部１５間の接合部が光の
入射によって発生する光出力電流に対し整流性を示すよ
うになるためであると推察される。各光電変換部１５に
おいては、通常、ｐ層１５ａ（第１導電型層、ｐ型半導
体層）は、膜厚50〜500Å、不純物濃度0.05〜 0.5％、
ｉ層１５ｂ（ｉ型半導体層）は膜厚500 〜8000Å（好ま
しくは1000〜6000Å) 、ｎ層１５ｃ（第２導電型層、ｎ
型半導体層）は、膜厚50〜500 Å、不純物濃度は、0.05
〜 0.5％とされる。上記のように、光電変換部１５間の
接触がｐｎ接合的接触であるためには、ｐ層１５ａ及び
ｎ層１５ｃの少なくとも一方が、上記に示したように構
成されていればよい。In the photovoltaic element shown in FIG. 5, the p layer 15a
When the impurity concentration of at least one of the n-layer 15c and the n-layer 15c is lowered, the defect level is reduced and the carrier concentration is lowered, a depletion layer is formed at the junction between the p-layer 15a and the n-layer 15c, and FIG. As shown in (b) of the energy band explanatory view, normal rectifying property is exerted, and FIG.
The output characteristics shown in are displayed. This means that the photovoltaic device having the output characteristics shown in FIG.
5, the number of defect levels in the p-layer 15a and the n-layer 15c is increased and the carrier concentration is set to be high. Therefore, as shown in (a) of the energy band explanatory diagram of FIG. The contact between the photoelectric conversion portions 15 adjacent to each other becomes good ohmic contact, while the p-layer 1
In the photoelectric conversion element in which the impurity concentration of at least one region of the 5a and the n layer 15c is low and the defect level is low,
A depletion layer is formed at the junction between the p layer 15a and the n layer 15c. As a result, it is conjectured that this is because the junction between the photoelectric conversion units 15 becomes rectified with respect to the optical output current generated by the incidence of light. In each photoelectric conversion unit 15, the p layer 15a (first conductivity type layer, p type semiconductor layer) usually has a film thickness of 50 to 500Å, an impurity concentration of 0.05 to 0.5%,
The i layer 15b (i type semiconductor layer) has a film thickness of 500 to 8000Å (preferably 1000 to 6000Å), and the n layer 15c (second conductivity type layer, n
Type semiconductor layer) has a film thickness of 50 to 500Å and an impurity concentration of 0.05
~ 0.5% As described above, in order for the contact between the photoelectric conversion units 15 to be a pn junction-like contact, at least one of the p layer 15a and the n layer 15c may be configured as described above.
【００４１】図９に基づいて、４個のサーミスタを基板
上に形成して赤外線検出素子を構成した例について説明
する。図に示す構成は、図２に示した回路で抵抗R1，R8
を PTCサーミスタとし抵抗R2，R7を NTCサーミスタとし
て、４個のサーミスタに赤外線が入射するように構成す
る場合に適用することができる。（ａ）は、上面にサー
ミスタを形成した基板の斜視図、（ｂ）は断面図であ
る。その他の回路部分については省略している。図にお
いて、１７は４個の中空部１７ａが形成された平板状の
基板、１８は薄膜状の熱絶縁膜で、基板１７上に中空部
１７ａを覆うように形成されている。各中空部１７ａの
上方の熱絶縁膜１８上には、サーミスタ１９が形成され
ており、サーミスタ１９は電極２０によりパッド２１に
接続されている。このパッド２１は、ボンディングワイ
ヤにより赤外線検出素子と外部回路を接続するためのも
のである。図に示すように、サーミスタ１９を熱絶縁膜
１８上に形成することにより、サーミスタ１９の熱が基
板１７に伝わりにくくなるため、赤外線吸収によって発
生した熱がサーミスタ１９の温度上昇に効率的に利用さ
れるため検出感度を向上させることができる。An example of forming an infrared detecting element by forming four thermistors on a substrate will be described with reference to FIG. The configuration shown in the figure is similar to that of the circuit shown in FIG.
Can be applied when PTC thermistors are used and resistors R2 and R7 are NTC thermistors, and infrared rays are incident on four thermistors. FIG. 3A is a perspective view of a substrate having a thermistor formed on its upper surface, and FIG. The other circuit parts are omitted. In the figure, 17 is a flat plate-shaped substrate on which four hollow portions 17a are formed, and 18 is a thin-film thermal insulating film, which is formed on the substrate 17 so as to cover the hollow portions 17a. A thermistor 19 is formed on the heat insulating film 18 above each hollow portion 17 a, and the thermistor 19 is connected to the pad 21 by the electrode 20. The pad 21 is for connecting the infrared detecting element and an external circuit with a bonding wire. As shown in the drawing, by forming the thermistor 19 on the thermal insulating film 18, the heat of the thermistor 19 is less likely to be transmitted to the substrate 17, so that the heat generated by infrared absorption is efficiently used to raise the temperature of the thermistor 19. Therefore, the detection sensitivity can be improved.
【００４２】次に、図１に示したセンサ回路（赤外線検
出回路）で、検出抵抗Rmを除いた回路を１つの基板上に
形成した一実施例を図１０に示す。（ａ）は平面図、
（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）は回路図である。但し、
断面図では詳細部分の図示は省略している。図に示すよ
うに、基板２２上には６個の中空部２２ａを覆うように
熱絶縁膜２３が形成されており、各中空部２２ａ上方の
熱絶縁膜２３上にはサーミスタ２４ａ〜２４ｆが形成さ
れている。パッド２５ｂはパッド２５ａ及びサーミスタ
２４ａの上部電極２６に接続され、サーミスタ２４ａの
下部電極２７はサーミスタ２４ｂ及びサーミスタ２４ｃ
の下部電極２７に接続されている。サーミスタ２４ｂの
上部電極２６はパッド２５ｃに接続されている。さら
に、サーミスタ２４ｃの上部電極２６はパッド２５ｄに
接続されている。以上に説明した構成と同等の回路構成
がパッド２５ａ，２５ｄに対して対称的に、サーミスタ
２４ｄ〜２４ｆで構成されているので、回路図は（ｃ）
に示すようになる。このように構成した赤外線検出素子
に対し、パッド２５ｂとパッド２５ｃ間、及びパッド２
５ｅとパッド２５ｆ間とに定電圧源を、パッド２５ｃ及
びパッド２５ｆ側が高電位側となるように接続し、パッ
ド２５ａとパッド２５ｄ間に検出抵抗Rmを接続すれば図
１に示した赤外線検出回路を構成することができる。Next, FIG. 10 shows an embodiment in which the sensor circuit (infrared ray detection circuit) shown in FIG. 1 except the detection resistor Rm is formed on one substrate. (A) is a plan view,
(B) is a sectional view taken along line AA, and (c) is a circuit diagram. However,
In the cross-sectional view, illustration of detailed parts is omitted. As shown in the figure, a heat insulating film 23 is formed on the substrate 22 so as to cover the six hollow portions 22a, and thermistors 24a to 24f are formed on the heat insulating film 23 above each hollow portion 22a. Has been done. The pad 25b is connected to the pad 25a and the upper electrode 26 of the thermistor 24a, and the lower electrode 27 of the thermistor 24a is connected to the thermistor 24b and the thermistor 24c.
Of the lower electrode 27. The upper electrode 26 of the thermistor 24b is connected to the pad 25c. Further, the upper electrode 26 of the thermistor 24c is connected to the pad 25d. Since the circuit configuration equivalent to the configuration described above is symmetrically configured with the thermistors 24d to 24f with respect to the pads 25a and 25d, the circuit diagram is (c).
As shown in. With respect to the infrared detecting element configured as described above, the space between the pad 25b and the pad 25c and the pad 2
If a constant voltage source is connected between 5e and the pad 25f so that the pads 25c and 25f are on the high potential side, and a detection resistor Rm is connected between the pads 25a and 25d, the infrared detection circuit shown in FIG. Can be configured.
【００４３】さらに、４個のサーミスタ及び２個の光起
電力素子を基板上に形成して、図２に示したセンサ回路
を構成した異なる実施例を図１１に基づいて説明する。
以下に示す図において、図１０に示した構成と同等構成
については同符号を付すこととする。図において、
（ａ）は、上面にサーミスタ２４ｇ〜２４ｊ及び光起電
力素子２８ａ，２８ｂを形成した基板の斜視図、（ｂ）
はＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は回路図である。この実施例で
は、（ｂ）に示すように、サーミスタ２４ｇ〜２４ｊは
それぞれ、中空部２２ａの上方の熱絶縁膜２３上に形成
されているが、光起電力素子２８ａ，２８ｂの下方には
中空部２２ａは形成されていない。この場合は、サーミ
スタにのみ赤外線を入射させるので光起電力素子２８
ａ，２８ｂの下方に中空部２２ａを形成する必要がない
からである。サーミスタ２４ｇの上部電極２６はパッド
２５ｇに接続され、サーミスタ２４ｇの下部電極２７は
パッド２５ｈに接続されている。サーミスタ２４ｈの下
部電極２７はパッド２５ｈ及びパッド２５ｉに接続さ
れ、光起電力素子２８ａの上部電極２９はパッド２５ｉ
に接続され、光起電力素子２８ａの下部電極３０はサー
ミスタ２４ｈの上部電極２６及びパッド２５ｊに接続さ
れている。さらに、図１０に示したセンサ素子の場合と
同様にパッド２５ｇ，２５ｊに対して対称的に上記に示
した回路と同回路がサーミスタ２４ｉ，２４ｊ及び光起
電力素子２８ｂによって構成されているので基板上には
（ｃ）に示すような回路が形成されていることになる。
つまり、（ｃ）に示す回路は、図２に示した回路から検
出抵抗Rmを除いたものである。Further, another embodiment in which four thermistors and two photovoltaic elements are formed on the substrate to form the sensor circuit shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG.
In the drawings shown below, the same components as those shown in FIG. 10 are designated by the same reference numerals. In the figure,
(A) is a perspective view of the board | substrate which formed the thermistors 24g-24j and the photovoltaic elements 28a, 28b on the upper surface, (b).
Is a cross-sectional view taken along line BB, and (c) is a circuit diagram. In this embodiment, as shown in (b), the thermistors 24g to 24j are respectively formed on the thermal insulating film 23 above the hollow portion 22a, but below the photovoltaic elements 28a and 28b are hollow. The portion 22a is not formed. In this case, since the infrared rays are incident only on the thermistor, the photovoltaic element 28
This is because it is not necessary to form the hollow portion 22a below the a and 28b. The upper electrode 26 of the thermistor 24g is connected to the pad 25g, and the lower electrode 27 of the thermistor 24g is connected to the pad 25h. The lower electrode 27 of the thermistor 24h is connected to the pads 25h and 25i, and the upper electrode 29 of the photovoltaic element 28a is the pad 25i.
The lower electrode 30 of the photovoltaic element 28a is connected to the upper electrode 26 of the thermistor 24h and the pad 25j. Further, as in the case of the sensor element shown in FIG. 10, the circuit similar to the above-mentioned circuit is constituted by the thermistors 24i and 24j and the photovoltaic element 28b symmetrically with respect to the pads 25g and 25j. The circuit as shown in (c) is formed above.
That is, the circuit shown in (c) is obtained by removing the detection resistor Rm from the circuit shown in FIG.
【００４４】図２に示したセンサ回路を構成したさらに
異なる実施例を図１２に示す。図１２に示す例は、図１
１に示した例に対して、光起電力素子２８ａ，２８ｂの
下方にも中空部２２ａを形成した点が異なるものであ
る。このように構成して、一方の光起電力素子に赤外線
が入射するように構成すれば、前述したように、赤外線
を吸収した光起電力素子の出力電圧低下が発生するので
検出感度を高めることができる。FIG. 12 shows a further different embodiment of the sensor circuit shown in FIG. The example shown in FIG.
The difference from the example shown in FIG. 1 is that a hollow portion 22a is formed below the photovoltaic elements 28a and 28b. If the infrared ray is made incident on one of the photovoltaic elements with such a configuration, as described above, the output voltage of the photovoltaic element that has absorbed the infrared ray is lowered, so that the detection sensitivity is increased. You can
【００４５】次に、図５に示した光起電力素子（アモル
ファス太陽電池）を用いて図１２に示した赤外線検出素
子を構成した一実施例の細部構造を図１３に基づいて説
明する。図において、シリコンで構成された基板２２の
表面には熱絶縁性及び電気絶縁性を有する熱絶縁膜２３
が形成されており、その熱絶縁膜２３上には、サーミス
タ２４ｇ及びアモルファス太陽電池２８ｂが形成され、
基板２２の裏側には、サーミスタ２４ｇ及びアモルファ
ス太陽電池２８ｂを基板２２から熱的に分離する中空部
２２ａが設けられている。Next, the detailed structure of an embodiment in which the infrared detecting element shown in FIG. 12 is constructed by using the photovoltaic element (amorphous solar cell) shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG. In the figure, on the surface of a substrate 22 made of silicon, a heat insulating film 23 having a heat insulating property and an electric insulating property is formed.
Is formed, and the thermistor 24g and the amorphous solar cell 28b are formed on the heat insulating film 23,
A hollow portion 22a that thermally separates the thermistor 24g and the amorphous solar cell 28b from the substrate 22 is provided on the back side of the substrate 22.
【００４６】サーミスタ２４ｇは、熱を受けて抵抗が変
化する薄膜抵抗体３１の上下に下部電極２７、上部電極
２６がそれぞれ配され、上部電極２６の上に保護膜３２
（赤外線吸収膜も兼ねる。）が形成された構成となって
いる。また、アモルファス太陽電池２８ｂでは、積層さ
れた光電変換部３３の上下に下部電極３０，上部電極２
９が形成されている。上部電極２９上には保護膜３４
（赤外線吸収膜も兼ねる。）が形成された構成となって
いる。但し、下部電極３０は透明電極で構成されてお
り、中空部２２ａからアモルファス太陽電池２８ｂに光
を供給するように構成している。In the thermistor 24g, a lower electrode 27 and an upper electrode 26 are arranged above and below a thin film resistor 31 whose resistance changes when it receives heat, and a protective film 32 is formed on the upper electrode 26.
(It also serves as an infrared absorbing film.) Is formed. Further, in the amorphous solar cell 28b, the lower electrode 30 and the upper electrode 2 are provided above and below the stacked photoelectric conversion section 33.
9 is formed. A protective film 34 is formed on the upper electrode 29.
(It also serves as an infrared absorbing film.) Is formed. However, the lower electrode 30 is formed of a transparent electrode, and is configured to supply light from the hollow portion 22a to the amorphous solar cell 28b.
【００４７】次に、図１３に示した赤外線検出素子の製
造方法の一実施例について説明する。但し、以下の説明
では、サーミスタ２４ｇ、アモルファス太陽電池２８ｂ
の周辺部分の製造方法として説明するが基板上の同等構
成も同時に形成されるものである。まず、シリコンで構
成された基板２２の表面にＬＰＣＶＤ（低圧ＣＶＤ）法
により、厚み1000Åの窒化シリコン、厚み8000Åの酸化
シリコン、厚み1000Åの窒化シリコンの３層からなる熱
絶縁膜２３を形成し、この熱絶縁膜２３上に電子ビーム
蒸着法で厚み1000Åのクロム膜を基板温度 150℃で成膜
し、フォトリソグラフィ法でパターン化して下部電極３
０及び下部電極２７を形成する。Next, an embodiment of a method of manufacturing the infrared detecting element shown in FIG. 13 will be described. However, in the following description, the thermistor 24g, the amorphous solar cell 28b
A method of manufacturing the peripheral portion of the above will be described, but an equivalent structure on the substrate is also formed at the same time. First, the LPCVD (low pressure CVD) method is used to form a thermal insulating film 23 consisting of three layers of silicon nitride having a thickness of 1000 Å, silicon oxide having a thickness of 8000 Å, and silicon nitride having a thickness of 1000 Å on the surface of the substrate 22 made of silicon. A chrome film having a thickness of 1000 Å is formed on the heat insulating film 23 at a substrate temperature of 150 ° C. by an electron beam evaporation method, and patterned by a photolithography method to form a lower electrode 3.
0 and the lower electrode 27 are formed.
【００４８】続いて、グロー放電分解法により厚み 300
Åのｐ型アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、厚み 100
00Åのｐ型アモルファスシリコンカーバイド（ａ−Ｓｉ
Ｃ）、厚み 300Åのｐ型アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ）の３層からなる薄膜を成膜し、フォトリソグラフィ
法でパターン化して薄膜抵抗体３１を形成する。ａ−Ｓ
ｉの成膜条件は、 0.25 ％のジボランを加えたモノシラ
ンを用い、基板温度 180℃、圧力 0.9Torr、放電電力20
W 、周波数13.56 MHz とする。また、ａ−ＳｉＣの成膜
条件は、 400％モルのメタン、0.25％のジボランを加え
たモノシランを用い、基板温度 180℃、圧力 0.9Torr、
放電電力20W 、周波数13.56 MHz とする。Subsequently, a thickness of 300 is obtained by a glow discharge decomposition method.
Å p-type amorphous silicon (a-Si), thickness 100
00Å p-type amorphous silicon carbide (a-Si
C), p-type amorphous silicon of 300 Å thickness (a-S
A thin film consisting of three layers i) is formed and patterned by photolithography to form a thin film resistor 31. a-S
The film forming conditions of i are monosilane to which 0.25% diborane is added, the substrate temperature is 180 ° C., the pressure is 0.9 Torr, and the discharge power is 20.
W and frequency is 13.56 MHz. The film formation conditions of a-SiC are as follows: 400% mol of methane and 0.25% of diborane are added to monosilane, the substrate temperature is 180 ° C., the pressure is 0.9 Torr,
Discharge power is 20 W and frequency is 13.56 MHz.
【００４９】続いて、グロー放電分解法により、厚み 3
00Åのｐ型アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、ｉ型ア
モルファスシリコン（ｉ−Ｓｉ）、厚み 100Åのｎ型ア
モルファスシリコン（ｎ−Ｓｉ）の３層からなる薄膜を
３回続けて成膜し、フォトリソグラフィ法でパターン化
して、３層の光電変換部３３を形成する。なお、ｉ型ア
モルファスシリコン（ｉ−Ｓｉ）の膜厚は下層から順に
3000Å、2500Å、2000Åとする。ｐ型アモルファスシリ
コンの成膜条件は、 0.1％のジボランを加えたモノシラ
ンを用い、基板温度 180℃、圧力 0.9Torr、放電電力20
W 、周波数13.56 MHz とする。また、ｉ型アモルファス
シリコンの成膜条件は、モノシランを用い、基板温度 1
80℃、圧力 0.9Torr、放電電力20W 、周波数13.56 MHz
とする。ｎ型アモルファスシリコンの成膜条件は、 1％
のジボランを加えたモノシランを用い、基板温度 180
℃、圧力 0.9Torr、放電電力20W 、周波数13.56 MHz と
する。Then, a thickness of 3 is obtained by a glow discharge decomposition method.
A thin film consisting of three layers of 00 Å p-type amorphous silicon (a-Si), i-type amorphous silicon (i-Si), and 100 Å n-type amorphous silicon (n-Si) was formed 3 times in succession Patterning is performed by the lithography method to form the three-layer photoelectric conversion section 33. The film thickness of i-type amorphous silicon (i-Si) is from the bottom layer in order.
3000Å, 2500Å, 2000Å. The p-type amorphous silicon film was formed using monosilane to which 0.1% diborane was added, the substrate temperature was 180 ° C, the pressure was 0.9 Torr, and the discharge power was 20.
W and frequency is 13.56 MHz. The film formation conditions for i-type amorphous silicon are monosilane and substrate temperature 1
80 ℃, Pressure 0.9Torr, Discharge power 20W, Frequency 13.56MHz
And The film formation condition for n-type amorphous silicon is 1%
Substrate temperature of 180
℃, pressure 0.9Torr, discharge power 20W, frequency 13.56MHz.
【００５０】ついで、薄膜抵抗体３１上に電子ビーム蒸
着法で厚み1000Åのクロム膜を基板温度 150℃で成膜
し、フォトリソグラフィ法でパターン化して上部電極２
９を形成する。また、最上層の光電変換部３３の上面に
電子ビーム蒸着法で厚み 900ÅのＩＴＯ膜を基板温度 1
50℃で成膜し、フォトリソグラフィ法でパターン化して
透明の上部電極２９を形成する。上部電極２９を形成し
た後、グロー放電分解法により、厚み 10000Åの酸化シ
リコン薄膜を成膜し、フォトリソグラフィ法でパターン
化して保護膜３２，３４を形成する。Then, a chromium film having a thickness of 1000Å is formed on the thin film resistor 31 by electron beam evaporation at a substrate temperature of 150 ° C. and patterned by photolithography to form the upper electrode 2.
9 is formed. Further, an ITO film having a thickness of 900 Å is formed on the upper surface of the uppermost photoelectric conversion portion 33 by electron beam evaporation.
A film is formed at 50 ° C. and patterned by photolithography to form a transparent upper electrode 29. After forming the upper electrode 29, a silicon oxide thin film having a thickness of 10000Å is formed by glow discharge decomposition method and patterned by photolithography to form protective films 32 and 34.
【００５１】この後、電子ビーム蒸着法で厚み 10000Å
のアルミニウム膜を基板温度 150℃で成膜し、フォトリ
ソグラフィ法でパターン化してパッド２５ｇを形成す
る。最後に、水酸化カリウム溶液を用いた異方性エッチ
ングによりシリコンで構成された基板２２を裏側から堀
り込み中空部２２を形成してダイヤフラム構造を形成す
る。このように構成することによって、基板２２の上方
からサーミスタ、または、アモルファス太陽電池に赤外
線を入射させることができると共に、アモルファス太陽
電池に基板２２の下方からＬＥＤにより光を供給するこ
とができる。After that, the thickness is adjusted to 10000Å by electron beam evaporation.
Is formed at a substrate temperature of 150 ° C. and patterned by photolithography to form pads 25g. Finally, the substrate 22 made of silicon is dug from the back side by anisotropic etching using a potassium hydroxide solution to form a hollow portion 22 to form a diaphragm structure. With this configuration, infrared rays can be incident on the thermistor or the amorphous solar cell from above the substrate 22, and light can be supplied to the amorphous solar cell from below the substrate 22 by the LED.
【００５２】なお、以上に説明した実施例において、抵
抗とサーミスタの組み合わせ、また、 NTCサーミスタと
PTCサーミスタの組み合わせ、さらに、温度測定部の構
成は、実施例に限定されるものではない。In the embodiment described above, the combination of the resistor and the thermistor, and the NTC thermistor
The combination of PTC thermistors and the configuration of the temperature measuring unit are not limited to the embodiments.
【００５３】[0053]
【発明の効果】以上に説明したように、請求項１乃至請
求項３、及び請求項６記載のセンサ回路を用いることに
よって、温度、又は赤外線の変化をサーミスタの抵抗値
変化としてだけでなく、そのセンサ回路に組み込まれた
電圧源の出力電圧変化としても捉えることができるの
で、温度、又は赤外線の検出感度を向上させることがで
きる。As described above, by using the sensor circuit according to any one of claims 1 to 3 and 6, not only a change in temperature or infrared rays as a change in resistance value of the thermistor, but also Since it can be grasped also as an output voltage change of the voltage source incorporated in the sensor circuit, it is possible to improve the detection sensitivity of temperature or infrared rays.
【００５４】また、請求項４乃至請求項６記載のセンサ
素子は、温度、又は赤外線の変化に応じてサーミスタの
抵抗値、及びそのサーミスタに並列接続された光起電力
素子の出力電圧が変化するので温度、又は赤外線を高感
度に検出するセンサ素子に応用することができる。Further, in the sensor element according to any one of claims 4 to 6, the resistance value of the thermistor and the output voltage of the photovoltaic element connected in parallel to the thermistor change according to the change of temperature or infrared rays. Therefore, it can be applied to a sensor element that detects temperature or infrared rays with high sensitivity.
【００５５】さらに、請求項５または請求項６記載のセ
ンサ素子は、光起電力素子の動作点において、請求項４
記載のセンサ素子に比べて、サーミスタの抵抗値変化に
応じて発生する光起電力素子の出力電圧変化が大きくな
るので、温度、又は赤外線の検出感度を高めることがで
きる。Further, the sensor element according to claim 5 or 6 is the sensor element according to claim 4 at the operating point of the photovoltaic element.
Compared with the sensor element described, the change in the output voltage of the photovoltaic element that occurs in response to the change in the resistance value of the thermistor is large, so that it is possible to increase the temperature or infrared detection sensitivity.
【００５６】さらに、請求項７記載のセンサ回路では、
サーミスタをダイヤフラム構造の熱絶縁膜上に形成した
ので、サーミスタの熱が基板に逃げにくくなり、効率的
にサーミスタの温度を上昇させることができるので、温
度、又は赤外線の検出感度を高めることができる。Further, in the sensor circuit according to claim 7,
Since the thermistor is formed on the thermal insulation film of the diaphragm structure, the heat of the thermistor is less likely to escape to the substrate and the temperature of the thermistor can be raised efficiently, so that the temperature or infrared detection sensitivity can be increased. .
【００５７】さらに、請求項８記載のセンサ素子では、
サーミスタをダイヤフラム構造の熱絶縁膜上に形成した
ので、サーミスタの熱が基板に逃げにくくなり、効率的
にサーミスタの温度を上昇させることができるので、温
度、又は赤外線を高感度に検出するセンサ素子に応用す
ることができる。Further, in the sensor element according to claim 8,
Since the thermistor is formed on the thermal insulation film of the diaphragm structure, the heat of the thermistor does not easily escape to the substrate and the temperature of the thermistor can be raised efficiently, so a sensor element that detects temperature or infrared rays with high sensitivity. Can be applied to.
【００５８】さらに、請求項９記載のセンサ素子では、
サーミスタ、又は光起電力素子の少なくとも１つをダイ
ヤフラム構造の熱絶縁膜上に形成したので、その熱絶縁
膜上に形成したサーミスタ、又は光起電力素子の熱が基
板に逃げにくくなり、効率的にサーミスタ、又は光起電
力素子の温度を上昇させることができるので、温度、又
は赤外線を高感度に検出するセンサ素子に応用すること
ができる。Furthermore, in the sensor element according to claim 9,
Since at least one of the thermistor or the photovoltaic element is formed on the thermal insulating film of the diaphragm structure, the heat of the thermistor or the photovoltaic element formed on the thermal insulating film does not easily escape to the substrate, which is efficient. Moreover, since the temperature of the thermistor or the photovoltaic element can be raised, it can be applied to a sensor element for detecting temperature or infrared rays with high sensitivity.
【図１】本発明に係るセンサ回路の一実施例を示す回路
図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a sensor circuit according to the present invention.
【図２】本発明に係るセンサ回路の異なる実施例を示す
回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment of the sensor circuit according to the present invention.
【図３】本発明に係るセンサ素子の一実施例の出力特性
を示す線図である。FIG. 3 is a diagram showing output characteristics of an embodiment of the sensor element according to the present invention.
【図４】本発明に係るセンサ素子の一実施例を示す回路
図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of a sensor element according to the present invention.
【図５】本発明に係るセンサ素子に用いられるアモルフ
ァス太陽電池の一例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of an amorphous solar cell used in the sensor element according to the present invention.
【図６】本発明に係るセンサ素子の異なる実施例の出力
特性を示す線図である。FIG. 6 is a diagram showing the output characteristics of different examples of the sensor element according to the present invention.
【図７】本発明に係るセンサ素子に用いるアモルファス
太陽電池の接合部のエネルギーバンド図で、（ａ）は請
求項４記載のセンサ素子の場合、（ｂ）は請求項５また
は請求項６記載のセンサ素子の場合を示す。FIG. 7 is an energy band diagram of a junction portion of an amorphous solar cell used for the sensor element according to the present invention, wherein (a) is the sensor element according to claim 4, and (b) is claim 5 or claim 6. The case of the sensor element of is shown.
【図８】アモルファス太陽電池の温度特性を示す出力特
性図である。FIG. 8 is an output characteristic diagram showing temperature characteristics of an amorphous solar cell.
【図９】本発明に係るセンサ回路に用いる赤外線検出素
子の一例を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図
である。9A and 9B are diagrams showing an example of an infrared detection element used in the sensor circuit according to the present invention, in which FIG. 9A is a perspective view and FIG. 9B is a sectional view.
【図１０】本発明に係るセンサ素子の一実施例を示す図
で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）は
回路図である。10A and 10B are views showing an embodiment of the sensor element according to the present invention, FIG. 10A is a plan view, FIG. 10B is a sectional view taken along line AA, and FIG. 10C is a circuit diagram.
【図１１】本発明に係るセンサ素子の異なる実施例を示
す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図、
（ｃ）は回路図である。FIG. 11 is a view showing another embodiment of the sensor element according to the present invention, (a) is a plan view, (b) is a BB sectional view,
(C) is a circuit diagram.
【図１２】本発明に係るセンサ素子のさらに異なる実施
例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面
図、（ｃ）は回路図である。12A and 12B are views showing still another embodiment of the sensor element according to the present invention, FIG. 12A is a plan view, FIG. 12B is a sectional view taken along line CC, and FIG.
【図１３】図１２（ｂ）に示した構造の細部を示す詳細
断面図である。FIG. 13 is a detailed cross-sectional view showing details of the structure shown in FIG. 12 (b).
【図１４】本発明に係るセンサ回路の原理を説明するた
めの回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram for explaining the principle of the sensor circuit according to the present invention.
【図１５】従来のセンサ回路の一例を示す回路図であ
る。FIG. 15 is a circuit diagram showing an example of a conventional sensor circuit.
【図１６】従来のセンサ素子の一例を示す図で、（ａ）
は断面図、（ｂ）は斜視図である。FIG. 16 is a diagram showing an example of a conventional sensor element, (a)
Is a cross-sectional view and (b) is a perspective view.
２ 第１直列回路 ３ 第２直列回路 ７ 基板 ７ａ 中空部 ８ 薄膜 ９ サーミスタ １０ 電極 １１ パッド E1 電圧源（第１電圧源） E2 電圧源（第２電圧源） R1 抵抗（第１抵抗） R2 抵抗（第２抵抗） R3 抵抗（第３抵抗） R4 抵抗（第５抵抗） R5 抵抗（第４抵抗） R6 抵抗（第６抵抗） R7 抵抗（第７抵抗） R8 抵抗（第８抵抗） TH サーミスタ PD，PD1 ，PD2 アモルファス太陽電池（光起電力素
子） １５ａ ｐ層（第１導電型層、ｐ型半導体層） １５ｃ ｎ層（第２導電型層、ｎ型半導体層）2 First series circuit 3 Second series circuit 7 Substrate 7a Hollow part 8 Thin film 9 Thermistor 10 Electrode 11 Pad E1 Voltage source (first voltage source) E2 Voltage source (second voltage source) R1 resistance (first resistance) R2 resistance (2nd resistance) R3 resistance (3rd resistance) R4 resistance (5th resistance) R5 resistance (4th resistance) R6 resistance (6th resistance) R7 resistance (7th resistance) R8 resistance (8th resistance) TH Thermistor PD , PD1, PD2 Amorphous solar cell (photovoltaic element) 15a p layer (first conductivity type layer, p type semiconductor layer) 15c n layer (second conductivity type layer, n type semiconductor layer)
Claims (9)
直列回路と、第２電圧源と第２抵抗で構成される第２直
列回路とを、前記第１電圧源と前記第２電圧源の異極同
士が、直接、または、前記第１抵抗、または、前記第２
抵抗を介して接続されるように並列に接続し、前記第１
直列回路と前記第２直列回路との接続点間に検出抵抗を
接続し、前記第１抵抗または、前記第２抵抗の少なくと
も１つをサーミスタで構成したことを特徴とするセンサ
回路。1. A first circuit comprising a first voltage source and a first resistor.
The series circuit and the second series circuit composed of the second voltage source and the second resistor are arranged such that the different polarities of the first voltage source and the second voltage source are directly or with the first resistor, or , The second
Connected in parallel so as to be connected via a resistor,
A sensor circuit, wherein a detection resistor is connected between a connection point of a series circuit and the second series circuit, and at least one of the first resistor and the second resistor is a thermistor.
３抵抗との直列回路に、第４抵抗を並列に接続した回路
で置き換えると共に、前記第２電圧源を、前記第２電圧
源と第５抵抗との直列回路に、第６抵抗を並列に接続し
た回路で置き換え、前記第１抵抗、または前記第２抵
抗、または前記第５抵抗、または前記第６抵抗の少なく
とも１つをサーミスタで構成したことを特徴とする請求
項１記載のセンサ回路。2. The first voltage source is replaced by a circuit in which a fourth resistor is connected in parallel to a series circuit of the first voltage source and a third resistor, and the second voltage source is replaced by the second voltage source. At least one of the first resistor, the second resistor, the fifth resistor, or the sixth resistor is replaced with a circuit in which a sixth resistor is connected in parallel to a series circuit of a voltage source and a fifth resistor. 2. The sensor circuit according to claim 1, wherein is a thermistor.
第７抵抗の並列回路で置き換えると共に、前記第２電圧
源を、第２光起電力素子と第８抵抗の並列回路で置き換
え、前記第１抵抗、または前記第２抵抗、または前記第
７抵抗、または前記第８抵抗の少なくとも１つをサーミ
スタで構成したことを特徴とする請求項１記載のセンサ
回路。3. The first voltage source is replaced with a parallel circuit of a first photovoltaic element and a seventh resistor, and the second voltage source is replaced with a parallel circuit of a second photovoltaic element and an eighth resistor. 7. The sensor circuit according to claim 1, wherein at least one of the first resistor, the second resistor, the seventh resistor, and the eighth resistor is replaced with a thermistor.
したことを特徴とした、請求項３記載のセンサ回路に用
いられる、温度または赤外線を検出するセンサ素子。4. A sensor element for detecting temperature or infrared rays used in the sensor circuit according to claim 3, wherein the photovoltaic element and the thermistor are connected in parallel.
力素子を構成し、前記光電変換部間の境界に整流性をも
たせたことを特徴とする請求項４記載のセンサ素子。5. The sensor element according to claim 4, wherein a plurality of photoelectric conversion units are stacked to form the photovoltaic element, and a boundary between the photoelectric conversion units has a rectifying property.
面に第２導電型層を形成した光電変換部を複数積層して
前記光起電力素子を構成し、前記第１導電型層または前
記第２導電型層の少なくとも一方の層の不純物濃度を
０．０５％乃至０．５％としたことを特徴とする請求項
４記載のセンサ素子。6. The photovoltaic element is constructed by stacking a plurality of photoelectric conversion parts, each having a first conductivity type layer formed on one surface and a second conductivity type layer formed on the other surface, to form the photovoltaic element. The sensor element according to claim 4, wherein the impurity concentration of at least one of the type layer and the second conductivity type layer is set to 0.05% to 0.5%.
空部を覆う薄膜上に形成されていることを特徴とする請
求項１乃至請求項３記載のセンサ回路。7. The sensor circuit according to claim 1, wherein the thermistor is formed on a thin film that covers a hollow portion formed in the substrate.
た前記中空部を覆う前記薄膜上に形成されていることを
特徴とする請求項４記載のセンサ素子。8. The sensor element according to claim 4, wherein the thermistor is formed on the thin film that covers the hollow portion formed in the substrate.
少なくとも１つが前記基板上に形成された前記中空部を
覆う前記薄膜上に形成されていることを特徴とする請求
項４乃至請求項６記載のセンサ素子。9. The method according to claim 4, wherein at least one of the thermistor and the photovoltaic element is formed on the thin film that covers the hollow portion formed on the substrate. Sensor element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5324098A JPH07174635A (en) | 1993-10-27 | 1993-12-22 | Sensor circuit and sensor element used therefor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-269075 | 1993-10-27 | ||
| JP26907593 | 1993-10-27 | ||
| JP5324098A JPH07174635A (en) | 1993-10-27 | 1993-12-22 | Sensor circuit and sensor element used therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07174635A true JPH07174635A (en) | 1995-07-14 |
Family
ID=26548607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5324098A Withdrawn JPH07174635A (en) | 1993-10-27 | 1993-12-22 | Sensor circuit and sensor element used therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07174635A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019500589A (en) * | 2015-11-02 | 2019-01-10 | エプコス アクチエンゲゼルシャフトＥｐｃｏｓ Ａｇ | Sensor structure and method for manufacturing the sensor structure |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP5324098A patent/JPH07174635A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019500589A (en) * | 2015-11-02 | 2019-01-10 | エプコス アクチエンゲゼルシャフトＥｐｃｏｓ Ａｇ | Sensor structure and method for manufacturing the sensor structure |
| US10788377B2 (en) | 2015-11-02 | 2020-09-29 | Epcos Ag | Sensor element and method for producing a sensor element |
| US10908030B2 (en) | 2015-11-02 | 2021-02-02 | Epcos Ag | Sensor element and method for producing a sensor element |
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