JPH08327448A - 小型赤外線センサ及びその製造方法 - Google Patents
小型赤外線センサ及びその製造方法Info
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- JPH08327448A JPH08327448A JP12990095A JP12990095A JPH08327448A JP H08327448 A JPH08327448 A JP H08327448A JP 12990095 A JP12990095 A JP 12990095A JP 12990095 A JP12990095 A JP 12990095A JP H08327448 A JPH08327448 A JP H08327448A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広角に赤外線を検知できる赤外線センサの小
型化を図る。 【構成】 赤外線検出素子３を形成した素子基板１に、
凹部７ａを形成した封止用シリコン基板７を接合して、
赤外線検出素子３を凹部７ａ内に封止する小型赤外線セ
ンサにおいて、封止用シリコン基板７の一部分をレンズ
状に形成した。 【効果】 赤外線を集光する光学系と赤外線センサを一
体化することができ、赤外線センサの小型化が図れる。
また、赤外線センサと光学系とのアセンブリを考慮する
必要がなくなる。さらに、新たに光学系を必要としない
ため、コストを抑えることができる。
型化を図る。 【構成】 赤外線検出素子３を形成した素子基板１に、
凹部７ａを形成した封止用シリコン基板７を接合して、
赤外線検出素子３を凹部７ａ内に封止する小型赤外線セ
ンサにおいて、封止用シリコン基板７の一部分をレンズ
状に形成した。 【効果】 赤外線を集光する光学系と赤外線センサを一
体化することができ、赤外線センサの小型化が図れる。
また、赤外線センサと光学系とのアセンブリを考慮する
必要がなくなる。さらに、新たに光学系を必要としない
ため、コストを抑えることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線集光用の光学系
を備えた小型赤外線センサ及びその製造方法に関するも
のである。
を備えた小型赤外線センサ及びその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】図３の断面図に基づいて従来の小型赤外
線センサの一例について説明する。図で、１は素子基板
で、ダイアフラム部２ａが形成されたシリコン基板２
と、ダイアフラム部２ａ上に形成された赤外線検出素子
３とを備えている。４は、凹部４ａが形成されると共
に、その凹部４ａの底部にダイアフラム部４ｂが形成さ
れた封止用シリコン基板で、凹部４ａ内に赤外線検出素
子３が配置されるように、素子基板１に陽極接合により
接合されている。５は、封止用シリコン基板４の、凹部
４ａ形成面と反対側の面に形成された赤外線透過フィル
タである。
線センサの一例について説明する。図で、１は素子基板
で、ダイアフラム部２ａが形成されたシリコン基板２
と、ダイアフラム部２ａ上に形成された赤外線検出素子
３とを備えている。４は、凹部４ａが形成されると共
に、その凹部４ａの底部にダイアフラム部４ｂが形成さ
れた封止用シリコン基板で、凹部４ａ内に赤外線検出素
子３が配置されるように、素子基板１に陽極接合により
接合されている。５は、封止用シリコン基板４の、凹部
４ａ形成面と反対側の面に形成された赤外線透過フィル
タである。
【０００３】図３に示すように小型赤外線センサを構成
することによって、赤外線検出素子３を凹部４ａ内に封
止することができる。また、図３に示す小型赤外線セン
サは、赤外線透過フィルタ５、及び、赤外線透過窓とな
るダイアフラム部４ｂを介して、赤外線検出素子３に赤
外線が入射するように構成されていた。
することによって、赤外線検出素子３を凹部４ａ内に封
止することができる。また、図３に示す小型赤外線セン
サは、赤外線透過フィルタ５、及び、赤外線透過窓とな
るダイアフラム部４ｂを介して、赤外線検出素子３に赤
外線が入射するように構成されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図３に示す構造の小型
赤外線センサでは、赤外線透過窓であるダイアフラム部
４ｂが平坦で、広角に赤外線を検知することができなか
ったため、図４に示すように、図３に示した小型赤外線
センサの前段に、赤外線を小型赤外線センサに集光す
る、広角レンズ６等の光学系を別途配置した赤外線セン
サのシステムを構成して対応していた。
赤外線センサでは、赤外線透過窓であるダイアフラム部
４ｂが平坦で、広角に赤外線を検知することができなか
ったため、図４に示すように、図３に示した小型赤外線
センサの前段に、赤外線を小型赤外線センサに集光す
る、広角レンズ６等の光学系を別途配置した赤外線セン
サのシステムを構成して対応していた。
【０００５】しかし、図４に示したような赤外線センサ
では、光学系が大きくなるため、赤外線センサの小型化
が図れないという問題点があった。また、光学系と小型
赤外線センサとのアセンブリを構築しなければならない
という問題点もあった。さらに、光学系を新たに付加す
ることで部品点数が増え、コスト高になるという問題点
もあった。
では、光学系が大きくなるため、赤外線センサの小型化
が図れないという問題点があった。また、光学系と小型
赤外線センサとのアセンブリを構築しなければならない
という問題点もあった。さらに、光学系を新たに付加す
ることで部品点数が増え、コスト高になるという問題点
もあった。
【０００６】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、広角に赤外線を検知でき
小型化が図れる小型赤外線センサの構造及びその小型赤
外線センサの製造方法を提供することにある。
で、その目的とするところは、広角に赤外線を検知でき
小型化が図れる小型赤外線センサの構造及びその小型赤
外線センサの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の小型赤外線センサは、赤外線検出素
子を形成した素子基板に、凹部を形成した封止用シリコ
ン基板を接合して、前記赤外線検出素子を前記凹部内に
封止する小型赤外線センサにおいて、前記封止用シリコ
ン基板の一部分がレンズ状に形成されていることを特徴
とするものである。
め、請求項１記載の小型赤外線センサは、赤外線検出素
子を形成した素子基板に、凹部を形成した封止用シリコ
ン基板を接合して、前記赤外線検出素子を前記凹部内に
封止する小型赤外線センサにおいて、前記封止用シリコ
ン基板の一部分がレンズ状に形成されていることを特徴
とするものである。
【０００８】請求項２記載の小型赤外線センサは、赤外
線検出素子を形成した素子基板と、その素子基板上に形
成され、前記赤外線検出素子をその内側の空間に封止す
るドーム状赤外線透過膜とを備えていることを特徴とす
るものである。
線検出素子を形成した素子基板と、その素子基板上に形
成され、前記赤外線検出素子をその内側の空間に封止す
るドーム状赤外線透過膜とを備えていることを特徴とす
るものである。
【０００９】請求項３記載の小型赤外線センサの製造方
法は、素子基板上の赤外線検出素子を覆うＰＳＧ膜を形
成する工程と、そのＰＳＧ膜を覆うドーム状赤外線透過
膜を形成する工程と、前記ドーム状赤外線透過膜に形成
された孔を介して前記ＰＳＧ膜を除去する工程と、所定
雰囲気中で前記孔を塞ぐ工程とを備えたことを特徴とす
るものである。
法は、素子基板上の赤外線検出素子を覆うＰＳＧ膜を形
成する工程と、そのＰＳＧ膜を覆うドーム状赤外線透過
膜を形成する工程と、前記ドーム状赤外線透過膜に形成
された孔を介して前記ＰＳＧ膜を除去する工程と、所定
雰囲気中で前記孔を塞ぐ工程とを備えたことを特徴とす
るものである。
【００１０】
【作用】請求項１記載の小型赤外線センサは、封止用シ
リコン基板の一部分をレンズ状に加工して、赤外線検出
素子に赤外線を広角に集光する光学系をセンサ部分と一
体化したことを特徴とするものである。
リコン基板の一部分をレンズ状に加工して、赤外線検出
素子に赤外線を広角に集光する光学系をセンサ部分と一
体化したことを特徴とするものである。
【００１１】また、請求項２記載の小型赤外線センサ
は、赤外線検出素子を形成した素子基板上に、赤外線検
出素子をその内側の空間に封止するドーム状赤外線透過
膜を形成して、赤外線検出素子に赤外線を広角に集光す
る光学系をセンサ部分と一体化したことを特徴とするも
のである。
は、赤外線検出素子を形成した素子基板上に、赤外線検
出素子をその内側の空間に封止するドーム状赤外線透過
膜を形成して、赤外線検出素子に赤外線を広角に集光す
る光学系をセンサ部分と一体化したことを特徴とするも
のである。
【００１２】
【実施例】図１の断面図に基づいて本発明の小型赤外線
センサの一実施例について説明する。但し、図３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。
図で、１は素子基板で、ダイアフラム部２ａが形成され
たシリコン基板２と、ダイアフラム部２ａ上に形成され
た赤外線検出素子３とを備えている。７は、凹部７ａが
形成されていると共に、その凹部７ａの底部がレンズ状
に加工された封止用シリコン基板である。以下、レンズ
状に加工された部分をレンズ部７ｂとして説明する。レ
ンズ部７ｂの加工は、例えば、研磨によって行う。ま
た、封止用シリコン基板７は、凹部７ａ内に赤外線検出
素子３が配置されるように、素子基板１に陽極接合され
ている。陽極接合は、例えば、真空中で、 400℃、1000
Ｖの条件で行われる。
センサの一実施例について説明する。但し、図３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。
図で、１は素子基板で、ダイアフラム部２ａが形成され
たシリコン基板２と、ダイアフラム部２ａ上に形成され
た赤外線検出素子３とを備えている。７は、凹部７ａが
形成されていると共に、その凹部７ａの底部がレンズ状
に加工された封止用シリコン基板である。以下、レンズ
状に加工された部分をレンズ部７ｂとして説明する。レ
ンズ部７ｂの加工は、例えば、研磨によって行う。ま
た、封止用シリコン基板７は、凹部７ａ内に赤外線検出
素子３が配置されるように、素子基板１に陽極接合され
ている。陽極接合は、例えば、真空中で、 400℃、1000
Ｖの条件で行われる。
【００１３】図１に示すように小型赤外線センサを構成
することによって、赤外線検出素子３を凹部７ａ内に封
止することができ、マイクロレンズを一体化した小型の
赤外線センサを形成することができる。図１に示す小型
赤外線センサでは、赤外線透過窓となるレンズ部７ｂに
よって広角に赤外線を赤外線検出素子３に集光する。
することによって、赤外線検出素子３を凹部７ａ内に封
止することができ、マイクロレンズを一体化した小型の
赤外線センサを形成することができる。図１に示す小型
赤外線センサでは、赤外線透過窓となるレンズ部７ｂに
よって広角に赤外線を赤外線検出素子３に集光する。
【００１４】次に、図２（ｅ）の断面図に基づいて本発
明の小型赤外線センサの異なる実施例について説明す
る。但し、図１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２（ｅ）で、１は素子基板で、
ダイアフラム部２ａが形成されたシリコン基板２と、ダ
イアフラム部２ａ上に形成された赤外線検出素子３と、
赤外線検出素子３及びシリコン基板１上に形成された、
シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜で構成された保護
膜８とを備えている。また、９は、その内側の空間に赤
外線検出素子３を封止するドーム状赤外線透過膜、９ａ
はドーム状赤外線透過膜９の内部空間に通じる孔、１０
は孔９ａの外側開口を塞ぐ封止膜である。図２（ｅ）に
示す小型赤外線センサでは、ドーム状赤外線透過膜９に
よって広角に赤外線を赤外線検出素子３に集光すること
ができる。
明の小型赤外線センサの異なる実施例について説明す
る。但し、図１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２（ｅ）で、１は素子基板で、
ダイアフラム部２ａが形成されたシリコン基板２と、ダ
イアフラム部２ａ上に形成された赤外線検出素子３と、
赤外線検出素子３及びシリコン基板１上に形成された、
シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜で構成された保護
膜８とを備えている。また、９は、その内側の空間に赤
外線検出素子３を封止するドーム状赤外線透過膜、９ａ
はドーム状赤外線透過膜９の内部空間に通じる孔、１０
は孔９ａの外側開口を塞ぐ封止膜である。図２（ｅ）に
示す小型赤外線センサでは、ドーム状赤外線透過膜９に
よって広角に赤外線を赤外線検出素子３に集光すること
ができる。
【００１５】次に、図２（ａ）〜（ｅ）に基づいて、図
２（ｅ）に示した小型赤外線センサの製造方法の一実施
例について説明する。図２（ａ）〜（ｅ）は製造工程を
示す断面図である。まず、（ａ）に示すように、赤外線
検出素子３を形成した素子基板１上に、シリコン酸化膜
またはシリコン窒化膜によって保護膜８を成膜する。続
いて、（ｂ）に示すように、赤外線検出素子３上の保護
膜８上に、赤外線検出素子３を覆うＰＳＧ膜１１を形成
する。ＰＳＧ膜１１は、略、片面平坦な凸レンズ状に研
磨されたレンズ部１１ａと、そのレンズ部１１ａの側方
に、レンズ部１１ａと一体に形成された突起部１１ｂと
を備えている。突起部１１ｂの形状は、次工程のドーム
状赤外線透過膜の成膜工程で、ドーム状赤外線透過膜を
構成する材料によって、完全に覆われてしまわない形状
に形成しておく。
２（ｅ）に示した小型赤外線センサの製造方法の一実施
例について説明する。図２（ａ）〜（ｅ）は製造工程を
示す断面図である。まず、（ａ）に示すように、赤外線
検出素子３を形成した素子基板１上に、シリコン酸化膜
またはシリコン窒化膜によって保護膜８を成膜する。続
いて、（ｂ）に示すように、赤外線検出素子３上の保護
膜８上に、赤外線検出素子３を覆うＰＳＧ膜１１を形成
する。ＰＳＧ膜１１は、略、片面平坦な凸レンズ状に研
磨されたレンズ部１１ａと、そのレンズ部１１ａの側方
に、レンズ部１１ａと一体に形成された突起部１１ｂと
を備えている。突起部１１ｂの形状は、次工程のドーム
状赤外線透過膜の成膜工程で、ドーム状赤外線透過膜を
構成する材料によって、完全に覆われてしまわない形状
に形成しておく。
【００１６】次に、（ｃ）に示すように、ＰＳＧ膜１１
上に、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜によってド
ーム状赤外線透過膜９を成膜する。さらに、（ｄ）に示
すように、孔９ａを介して、KOH 等のエッチング液によ
りＰＳＧ膜１１を除去する。最後に、（ｅ）に示すよう
に、孔９ａの外側開口を塞ぐ封止膜１０を、シリコン酸
化膜またはシリコン窒化膜を蒸着することによって形成
する。
上に、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜によってド
ーム状赤外線透過膜９を成膜する。さらに、（ｄ）に示
すように、孔９ａを介して、KOH 等のエッチング液によ
りＰＳＧ膜１１を除去する。最後に、（ｅ）に示すよう
に、孔９ａの外側開口を塞ぐ封止膜１０を、シリコン酸
化膜またはシリコン窒化膜を蒸着することによって形成
する。
【００１７】なお、封止用シリコン基板及びドーム状赤
外線透過膜は実施例に限定されるものではない。
外線透過膜は実施例に限定されるものではない。
【００１８】
【発明の効果】請求項１記載の小型赤外線センサによれ
ば、封止用シリコン基板の一部分をレンズ状にマイクロ
加工することによって、赤外線を集光する光学系と赤外
線センサを一体化することができ、赤外線センサの小型
化が図れると共に、赤外線センサと光学系とのアセンブ
リを考慮する必要がなくなる。また、新たに光学系を必
要としないため、コストを抑えることができる。
ば、封止用シリコン基板の一部分をレンズ状にマイクロ
加工することによって、赤外線を集光する光学系と赤外
線センサを一体化することができ、赤外線センサの小型
化が図れると共に、赤外線センサと光学系とのアセンブ
リを考慮する必要がなくなる。また、新たに光学系を必
要としないため、コストを抑えることができる。
【００１９】請求項２記載の小型赤外線センサ、また
は、請求項３記載の小型赤外線センサの製造方法によれ
ば、素子基板上に、赤外線検出素子を封止するドーム状
赤外線透過膜を形成したことにより、赤外線を集光する
光学系と赤外線センサを一体化することができ、赤外線
センサの小型化が図れると共に、赤外線センサと光学系
とのアセンブリを考慮する必要がなくなる。また、新た
に光学系を必要としないため、コストを抑えることがで
きる。
は、請求項３記載の小型赤外線センサの製造方法によれ
ば、素子基板上に、赤外線検出素子を封止するドーム状
赤外線透過膜を形成したことにより、赤外線を集光する
光学系と赤外線センサを一体化することができ、赤外線
センサの小型化が図れると共に、赤外線センサと光学系
とのアセンブリを考慮する必要がなくなる。また、新た
に光学系を必要としないため、コストを抑えることがで
きる。
【図１】本発明の小型赤外線センサの一実施例を示す断
面図である。
面図である。
【図２】本発明の小型赤外線センサの製造方法の一実施
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図３】従来の小型赤外線センサの一例を示す断面図で
ある。
ある。
【図４】従来の小型赤外線センサのシステムの一例を示
す断面図である。
す断面図である。
１ 素子基板 ３ 赤外線検出素子 ７ 封止用シリコン基板 ７ａ 凹部 ９ ドーム状赤外線透過膜 ９ａ 孔 １１ ＰＳＧ膜
Claims (3)
- 【請求項１】 赤外線検出素子を形成した素子基板に、
凹部を形成した封止用シリコン基板を接合して、前記赤
外線検出素子を前記凹部内に封止する小型赤外線センサ
において、前記封止用シリコン基板の一部分がレンズ状
に形成されていることを特徴とする小型赤外線センサ。 - 【請求項２】 赤外線検出素子を形成した素子基板と、
その素子基板上に形成され、前記赤外線検出素子をその
内側の空間に封止するドーム状赤外線透過膜とを備えて
いることを特徴とする小型赤外線センサ。 - 【請求項３】 素子基板上の赤外線検出素子を覆うＰＳ
Ｇ膜を形成する工程と、そのＰＳＧ膜を覆うドーム状赤
外線透過膜を形成する工程と、前記ドーム状赤外線透過
膜に形成された孔を介して前記ＰＳＧ膜を除去する工程
と、所定雰囲気中で前記孔を塞ぐ工程とを備えたことを
特徴とする小型赤外線センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12990095A JPH08327448A (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 小型赤外線センサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12990095A JPH08327448A (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 小型赤外線センサ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327448A true JPH08327448A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15021163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12990095A Withdrawn JPH08327448A (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 小型赤外線センサ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08327448A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6288851B1 (en) | 1999-06-02 | 2001-09-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical semiconductor device with convergent lens |
| US6924485B2 (en) | 2001-10-01 | 2005-08-02 | Nec Corporation | Infrared ray detector having a vacuum encapsulation structure |
| JP2007171170A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-07-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 熱型赤外線検出装置の製造方法 |
| JP2007171174A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-07-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 熱型赤外線検出装置およびその製造方法 |
| JP2014048109A (ja) * | 2012-08-30 | 2014-03-17 | Ricoh Co Ltd | 遠赤外線検出装置及びその製造方法 |
| KR20180045674A (ko) * | 2016-10-26 | 2018-05-04 | 레이트론(주) | 무지향성 적외선센서 모듈 |
-
1995
- 1995-05-29 JP JP12990095A patent/JPH08327448A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6288851B1 (en) | 1999-06-02 | 2001-09-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical semiconductor device with convergent lens |
| US6924485B2 (en) | 2001-10-01 | 2005-08-02 | Nec Corporation | Infrared ray detector having a vacuum encapsulation structure |
| JP2007171170A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-07-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 熱型赤外線検出装置の製造方法 |
| JP2007171174A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-07-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 熱型赤外線検出装置およびその製造方法 |
| JP2014048109A (ja) * | 2012-08-30 | 2014-03-17 | Ricoh Co Ltd | 遠赤外線検出装置及びその製造方法 |
| KR20180045674A (ko) * | 2016-10-26 | 2018-05-04 | 레이트론(주) | 무지향성 적외선센서 모듈 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |