(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板の表面に形成されたフローティング薄膜と、該フローティング薄膜を分割するエッチングウインドウと、該エッチングウインドウを跨いで該エッチングウインドウの両側の該フローティング薄膜の辺縁を連接する複数のマイクロ連結構造と、該基板と該フローティング薄膜との間に介在するピットとを具備したことを特徴とする、マイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成構造。
【請求項２】
前記基板がシリコンとされたことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成構造。
【請求項３】
前記フローティング薄膜が一つ或いは複数のシングルアームを具えたことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成構造。
【請求項４】
前記エッチングウインドウが細溝とされたことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成構造。
【請求項５】
前記エッチングウインドウが交錯する細溝とされたことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成構造。
【請求項６】
前記エッチングウインドウが折れ曲がった細溝とされたことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成構造。
【請求項７】
前記マイクロ連結構造が交錯する細条とされたことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成構造。
【請求項８】
表面に一層或いは多層構造の薄膜層が形成されたシリコン基板を具備するマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離を形成する方法であって、
該薄膜層に細長のエッチングウインドウを開設し並びに該エッチングウインドウを跨ぐマイクロ連結構造を形成して該マイクロ連結構造により該エッチングウインドウの両側の薄膜層の辺縁を連接し、該エッチングウインドウを透過して該シリコン基板に対してエッチングを進行して該シリコン基板と該薄膜層の間にピットを形成することにより、薄膜層をフローティング薄膜となすと共に該シリコン基板との間に熱隔離を形成することを特徴とする、マイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成方法。
【請求項９】
前記エッチングウインドウを開設するステップにおいて、前記薄膜層に交錯する細長パターンを画定し、このパターンに基づき一部の薄膜層を除去することを特徴とする、請求項８に記載のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成方法。
【請求項１０】
前記エッチングウインドウを開設するステップにおいて、前記薄膜層に折れ曲がった細長パターンを画定し、このパターンに基づき一部の薄膜層を除去することを特徴とする、請求項８に記載のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロタイプサーモパイル（ｔｈｅｒｍｏｐｉｌｅ）素子に関し、特にその熱隔離（ｔｈｅｒｍａｌ  ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）方法及び構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成方法は、正面エッチング工程（ｆｒｏｎｔｓｉｄｅ  ｅｔｃｈｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）と、背面エッチング工程（ｂａｃｋｓｉｄｅ  ｅｔｃｈｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）とに大きく分けられる。そのうち前者により製造されたマイクロタイプサーモパイル素子は、図１、図２に示されるようである。マイクロタイプサーモパイル素子１０の製造フロー以下のようである。即ち、シリコンの基板１２の表面に、一層或いは多層の薄膜層１４を形成し、並びにこの薄膜層１４に黒体１３とサーモパイル１５を製造し、続いて薄膜層１４に多数のエッチングウインドウ１６を開設し、このエッチングウインドウ１６を透過してシリコン基板１２に対して異方性エッチングを進行してシリコン基板１２と薄膜層１４の間に一つのピットを形成し、こうして薄膜層１４をフローティング薄膜１８（ｆｌｏａｔｉｎｇ  ｍｅｍｂｒａｎｅ）として、それとシリコン基板１２の間に熱隔離を形成する。
【０００３】
しかし、このように多数のエッチングウインドウ１６を設ける設計方式により形成したフローティング薄膜１８の面積は小さい。これは、各エッチングウインドウ１６を透過してシリコン基板１２に対して行う異方性エッチング後の面積を重畳させる必要があるため、フローティング薄膜１８の面積を大きくすることができないためであり、且つフローティング薄膜１８の中心の下のシリコン基板１２に対するエッチングに相当の時間がかかり、フローティング薄膜１８が破裂しやすくなった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、一種のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成方法と構造を提供することを主要な課題とし、それは、フローティング薄膜の面積を増大でき、且つフローティング薄膜の受ける応力を減少可能な方法と構造であるものとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基板と、該基板の表面に形成されたフローティング薄膜と、該フローティング薄膜を分割するエッチングウインドウと、該エッチングウインドウを跨いで該エッチングウインドウの両側の該フローティング薄膜の辺縁を連接する複数のマイクロ連結構造と、該基板と該フローティング薄膜との間に介在するピットとを具備したことを特徴とする、マイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成構造としている。
請求項２の発明は、前記基板がシリコンとされたことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成構造としている。請求項３の発明は、前記フローティング薄膜が一つ或いは複数のシングルアームを具えたことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成構造としている。
請求項４の発明は、前記エッチングウインドウが細溝とされたことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成構造としている。
請求項５の発明は、前記エッチングウインドウが交錯する細溝とされたことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成構造としている。
請求項６の発明は、前記エッチングウインドウが折れ曲がった細溝とされたことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成構造としている。
請求項７の発明は、前記マイクロ連結構造が交錯する細条とされたことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成構造としている。
請求項８の発明は、表面に一層或いは多層構造の薄膜層が形成されたシリコン基板を具備するマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離を形成する方法であって、
該薄膜層に細長のエッチングウインドウを開設し並びに該エッチングウインドウを跨ぐマイクロ連結構造を形成して該マイクロ連結構造により該エッチングウインドウの両側の薄膜層の辺縁を連接し、該エッチングウインドウを透過して該シリコン基板に対してエッチングを進行して該シリコン基板と該薄膜層の間にピットを形成することにより、薄膜層をフローティング薄膜となすと共に該シリコン基板との間に熱隔離を形成することを特徴とする、マイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成方法としている。
請求項９の発明は、前記エッチングウインドウを開設するステップにおいて、前記薄膜層に交錯する細長パターンを画定し、このパターンに基づき一部の薄膜層を除去することを特徴とする、請求項８に記載のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成方法としている。
請求項１０の発明は、前記エッチングウインドウを開設するステップにおいて、前記薄膜層に折れ曲がった細長パターンを画定し、このパターンに基づき一部の薄膜層を除去することを特徴とする、請求項８に記載のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成方法としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の方法は、基板の表面の薄膜層に細長のエッチングウインドウを設けると共に、エッチングウインドウを跨過してエッチングウインドウの両側の薄膜層の辺縁に連接するマイクロ連結構造を形成し、その後、エッチングウインドウを透過して基板に対してエッチングを進行して、基板と薄膜層の間にピットを形成して薄膜層をこれによりフローティング薄膜となし、フローティング薄膜と基板との間に熱隔離を形成することを特徴としている。
【０００７】
【実施例】
図３の平面図及び図４の断面図に示されるように、本発明のマイクロタイプサーモパイル素子２０は、基板２２の表面にある一つのフローティング薄膜２４を具備し、該フローティング薄膜２４と基板２２の間に一つのピット２９があり、フローティング薄膜２４には黒体２３とサーモパイル２５が形成されている。一つのエッチングウインドウ２６は交錯する細溝とされて、フローティング薄膜２４を分割して複数のシングルアーム２４２となし、並びに複数のマイクロ連結構造２８がエッチングウインドウ２６を跨いでエッチングウインドウ２６両側のシングルアーム２４２を連接している。マイクロ連結構造２８は交錯する細条とされて二つの隣り合うシングルアーム２４２を連接して支持作用を提供する。
【０００８】
マイクロタイプサーモパイル素子２０の製造フローは以下のようである。まず一つの基板２２を提供する。該基板２２は例えば、シリコンで組成し、その表面に一層或いは多層の薄膜層を形成し、並びにこの薄膜層に黒体２３及びサーモパイル２５を形成する。続いてこの薄膜層１４にエッチングウインドウ２６を開設して基板２２を露出させる。エッチングウインドウ２６開設のステップは、薄膜層に交錯する細長のパターンを画定し、並びにこのパターンに基づき一部の薄膜層を除去して薄膜層を複数の部分に分割し、マイクロ連結構造２８をエッチングウインドウ２６を跨いで形成してエッチングウインドウ２６の両側の薄膜層の辺縁を連接させる。その後、エッチングウインドウ２６を透過して基板２２に対するエッチングを進行し、基板２２と薄膜層の間にピット２９を形成する。これにより薄膜層をフローティング薄膜２４となす。このフローティング薄膜２４は、複数のシングルアーム２４２を具え、フローティング薄膜２４と基板２２間に熱隔離、即ちピット２９が形成される。
【０００９】
交錯する細長のエッチングウインドウ２６の配置と形状により、比較的大きな面積のフローティング薄膜が得られる。また一方で、エッチングウインドウ２６のエッチング面積が相当簡単にオーバラップし、十分に基板２２のエッチング速度を増加することができ、これにより長時間のエッチングによりフローティング薄膜が破裂する事態を防止できる。
【００１０】
エッチングウインドウは異なる配置及び形状が可能であり、例えば、図５に示される本発明のもう一つの実施例では、サーモパイル素子３０が一つのフローティング薄膜３２を有し、それに開設されたエッチングウインドウ３４は折り曲げられた細溝とされてフローティング薄膜３２を分割し一つのシングルアーム３８を形成している。シングルアーム３８には黒体２３とサーモパイル３５が形成されている。マイクロ連結構造３６がエッチングウインドウ３４を跨いでエッチングウインドウ３４両側のフローティング薄膜３４の辺縁を連接し、支持作用を提供している。
【００１１】
以上の実施例は本発明の特徴を説明するために提示されたものであり、本発明の請求範囲を限定するものではなく、本発明に基づき容易になしうる細部の修飾或いは改変はいずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【００１２】
【発明の効果】
本発明のマイクロタイプサーモパイル素子における熱隔離形成方法と構造は、フローティング薄膜の面積を増大でき、且つフローティング薄膜の受ける応力を減少可能な方法と構造である。
【図面の簡単な説明】
【図１】周知のマイクロタイプサーモパイルの外観図である。
【図２】周知のマイクロタイプサーモパイルの平面図である。
【図３】本考案のマイクロタイプサーモパイルの平面図である。
【図４】本考案のマイクロタイプサーモパイルの断面図である。
【図５】本考案のマイクロタイプサーモパイルのもう一つの実施例の平面図である。
【符号の説明】
１０  マイクロタイプサーモパイル素子      １２  シリコン基板
１３  黒体                                １４  薄膜層
１５  サーモパイル                        １６  エッチングウインドウ
１８  フローティング薄膜                  ２０  サーモパイル素子
２２  基板                                ２３  黒体
２４  フローティング薄膜                  ２５  サーモパイル
２４２  シングルアーム                    ２６  エッチングウインドウ
２８  マイクロ連結構造                    ２９  ピット
３０  サーモパイル素子                    ３２  フローティング薄膜
３３  黒体                                ３４  エッチングウインドウ
３５  サーモパイル                        ３６  マイクロ連結構造
３８  シングルアーム
【図１】
0003723386.tif 000002
【図２】
0003723386.tif 000003
【図３】
0003723386.tif 000004
【図４】
0003723386.tif 000005
【図５】
0003723386.tif 000006