(57)【要約】【課題】センサ特性をより向上させることのできる半導体物理量センサを得る。【解決手段】半導体物理量センサ１０は、誘電体薄板部６１を有する誘電体６０と、誘電体薄板部６１上に配置される受光素子４０と、受光素子４０の一側に配置される第１電極３１を有する第１電極部３０と、受光素子４０の他側に配置される第２電極５１を有する第２電極部５０と、を備えている。そして、第１電極部３０および第２電極部５０のうち少なくともいずれか一方の電極部の一部を介して対向するように導体部８０を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体薄板部を有する誘電体と、
前記誘電体薄板部上に配置される受光素子と、
前記受光素子の一側に配置される第１電極を有する第１電極部と、前記受光素子の他側に配置される第２電極を有する第２電極部と、
を備える半導体物理量センサであって、
前記第１電極部および第２電極部のうち少なくともいずれか一方の電極部の一部を介して対向するように導体部が設けられていることを特徴とする半導体物理量センサ。
【請求項２】
前記導体部は、前記第１電極部および第２電極部のうち少なくともいずれか一方の電極部の一部を囲うように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体物理量センサ。
【請求項３】
前記導体部は、前記第１電極部側および前記第２電極部側にそれぞれ配置されており、
前記第１電極部側に配置された導体部と前記第２電極部側に配置された導体部とが、少なくとも１箇所で連結されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体物理量センサ。
【請求項４】
前記導体部が、前記第１電極部および第２電極部の全周を囲うように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体物理量センサ。
【請求項５】
前記誘電体は、キャビティを有する半導体基材の一側に、当該キャビティ上に前記前記誘電体薄板部が位置するように固定されており、
前記導体部が、前記半導体基材の所定領域を覆うように面状に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の半導体物理量センサ。
【請求項６】
前記半導体基材と前記導体部とが同電位となるようにしたことを特徴とする請求項５に記載の半導体物理量センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体物理量センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体物理量センサとして、赤外線を検知する焦電体に赤外線を入射させることで、物体の存在や温度を検知できるようにした赤外線センサが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１では、焦電体を封止体内に配置することで、焦電体を外乱光および電磁ノイズから保護している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−０９２０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術のように、焦電体を封止体内に配置するようにすれば、焦電体を外乱光および電磁ノイズから保護することができるため、センサ特性の向上を図ることが可能であるが、センサ特性をより向上させるようにした方が好ましい。
【０００６】
そこで、本発明は、センサ特性をより向上させることのできる半導体物理量センサを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の特徴は、誘電体薄板部を有する誘電体と、前記誘電体薄板部上に配置される受光素子と、前記受光素子の一側に配置される第１電極を有する第１電極部と、前記受光素子の他側に配置される第２電極を有する第２電極部と、を備える半導体物理量センサであって、前記第１電極部および第２電極部のうち少なくともいずれか一方の電極部の一部を介して対向するように導体部が設けられていることを要旨とする。
【０００８】
本発明の第２の特徴は、前記導体部は、前記第１電極部および第２電極部のうち少なくともいずれか一方の電極部の一部を囲うように設けられていることを要旨とする。
【０００９】
本発明の第３の特徴は、前記導体部は、前記第１電極部側および前記第２電極部側にそれぞれ配置されており、前記第１電極部側に配置された導体部と前記第２電極部側に配置された導体部とが、少なくとも１箇所で連結されていることを要旨とする。
【００１０】
本発明の第４の特徴は、前記導体部が、前記第１電極部および第２電極部の全周を囲うように配置されていることを要旨とする。
【００１１】
本発明の第５の特徴は、前記誘電体は、キャビティを有する半導体基材の一側に、当該キャビティ上に前記前記誘電体薄板部が位置するように固定されており、前記導体部が、前記半導体基材の所定領域を覆うように面状に配置されていることを要旨とする。
【００１２】
本発明の第６の特徴は、前記半導体基材と前記導体部とが同電位となるようにしたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１電極部および第２電極部のうち少なくともいずれか一方の電極部の一部を介して対向するように導体部を設けている。このように、電極部の少なくとも一部に対向するように導体部を設けることで、電極部を流れる電流が受けるセンサ外部からのノイズによる影響を低減することができるようになり、センサ特性における信号雑音比（Ｓ／Ｎ比）の改善がなされる。その結果、半導体物理量センサのセンサ特性をより向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる半導体物理量センサを示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる誘電体を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる半導体物理量センサを示す平面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態にかかる半導体物理量センサを示す平面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】図６のＤ−Ｄ断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態にかかる半導体物理量センサを示す平面図である。
【図１０】図９のＥ−Ｅ断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態にかかる半導体物理量センサを示す平面図である。
【図１２】図１１のＦ−Ｆ断面図である。
【図１３】本発明の他の実施形態にかかる半導体物理量センサを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。以下では、半導体物理量センサとして、赤外線センサを例示する。
【００１６】
また、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【００１７】
（第１実施形態）
本実施形態にかかる赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０は、図１および図２に示すように、キャビティ２１が形成された半導体基板（半導体基材）２０を備えている。また、赤外線センサ１０は、半導体基板２０のキャビティ２１上に配置される誘電体薄板部６１を有する誘電体６０を備えており、この誘電体６０は、半導体基板２０の表面２０ａ側（一側）に固定されている。そして、誘電体６０の誘電体薄板部６１上には、焦電体（受光素子）４０が配置されている。
【００１８】
半導体基板２０は、単結晶シリコンを用いて形成されており、平面視で輪郭形状が矩形状となるように形成されている。なお、単結晶シリコンで形成された半導体基板２０の任意の部位に、半導体基板２０の電位を取り出す電位取り出し部を設けるようにしてもよい。このとき、半導体基板２０の電位を取り出し易くするために、電位取り出し部が設けられている部位に高濃度不純物拡散部を形成するようにするのが好適である。
【００１９】
キャビティ２１は、本実施形態では略直方体状をしており、半導体基板２０を厚さ方向に貫通するように形成されている。
【００２０】
このキャビティ２１は、公知の半導体プロセス、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）などにより垂直エッチング加工をすることで形成することができる。反応性イオンエッチングとしては、例えば、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）を備えたエッチング装置によるＩＣＰ加工を利用することができる。
【００２１】
本実施形態では、矩形状の半導体基板２０の中央部に略直方体状のキャビティ２１を厚さ方向に貫通するように形成している。このようにキャビティ２１を形成することで、キャビティ２１の周囲に矩形枠状のフレーム部２２が形成されることとなる。本実施形態では、キャビティ２１は、平面視で一辺（幅）が０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの矩形状となるように形成されている。
【００２２】
誘電体６０は、ガラス（ＳｉＯ２）や窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）などの絶縁性材料によって薄板状（略矩形板状）に形成されており、この誘電体６０の中央部には、略矩形板状の誘電体薄板部６１が形成されている。
【００２３】
本実施形態では、誘電体６０は、ＳｉＯ２膜およびＳｉ３Ｎ４膜を用いて多層構造となるように形成されている。具体的には、誘電体６０は、ＳｉＯ２膜６０ａの上方にＳｉ３Ｎ４膜６０ｃを積層するとともにＳｉ３Ｎ４膜６０ｃの上方にＳｉＯ２膜６０ｂを積層することで３層構造となるように形成されている。このとき、例えば、図３に示すように、圧縮応力が生じるように上下のＳｉＯ２膜６０ａ，６０ｂを成膜するとともに、引っ張り応力が生じるようにＳｉ３Ｎ４膜６０ｃを成膜することで、誘電体６０の上下で応力差が生じてしまうのを抑制し、誘電体６０自体の内部応力によって誘電体６０が歪んでしまうのを抑制している。なお、誘電体６０は、本実施形態では、全体の厚さが１μｍ〜１．５μｍとなるように形成されている。
【００２４】
そして、この誘電体６０の周辺部をフレーム部２２の表面２２ａ側（一側）に固定することで、誘電体６０の中央部に、キャビティ２１上に位置する誘電体薄板部６１が形成されることとなる。すなわち、半導体基板２０の表面２０ａ側（一側）に固定した誘電体６１のうちキャビティ２１上に位置する部分が誘電体薄板部６１となっている。したがって、本実施形態では、誘電体薄板部６１は、平面視で一辺（幅）が０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの矩形状となるように形成されることとなる。このように、本実施形態では、誘電体薄板部６１が絶縁性薄膜で形成されている。
【００２５】
焦電体４０は、外力を受けない場合においても結晶部内部において自発分極を有する材料であり、結晶の温度が変化した場合に、自発分極の温度依存性に起因した電荷が結晶表面にあらわれる材料である。この焦電体４０の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの高誘電率材料が一般的に利用されるが、これ以外にも、例えば、ＡＩＮ、ＺｎＯおよびＦ−ＢＡＲなどの材料を用いることができる。なお、本実施形態では、焦電体４０は、厚さが１μｍ〜２．５μｍとなるように形成されている。
【００２６】
そして、下部電極部（第１電極部）３０の下部電極（第１電極）３１および上部電極部（第２電極部）５０の上部電極（第２電極）５１が焦電体４０の表裏面を挟むように設けられている。すなわち、下部電極部（第１電極部）３０が焦電体（受光素子）４０の裏面４０ａ側（一側）に配置される下部電極（第１電極）３１を有するとともに、上部電極部（第２電極部）５０が焦電体（受光素子）４０の表面４０ｂ側（他側）に配置される上部電極（第２電極）５１を有している。
【００２７】
さらに、本実施形態では、下部電極部（第１電極部）３０は、誘電体薄板部６１上に配置されるとともに上方に焦電体４０が配置される下部電極（第１電極）３１だけでなく、下部電極３１に電気的に接続される金属配線３３および当該金属配線３３に電気的に接続される電位取り出し部３２を備えている。
【００２８】
具体的には、下部電極３１は、例えば、Ｃｒ，Ａｕなどの導電性を有する金属材料を用いて厚さが１００ｎｍ〜５００ｎｍとなる矩形板状に形成されている。そして、図１に示すように、下部電極３１の１つの頂点部分（図１の左下の頂点部分）に線状の金属配線３３が連結されており、この金属配線３３が、誘電体６０を介してフレーム部２２の表面２２ａ（図１の左下部分）に配置された電位取り出し部３２に連結されている。
【００２９】
このように、本実施形態では、電位取り出し部３２が金属配線３３を介して下部電極３１に電気的に接続されるようにしている。なお、金属配線３３は、誘電体６０上（誘電体薄板部６１上およびフレーム部２２の表面２２ａに固定された誘電体６０上）に設けられている。
【００３０】
そして、この電位取り出し部３２は、Ｃｒ，Ａｕなどの導電性を有する金属材料で形成されており、図示せぬワイヤボンディングを介して、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのＩＣチップ（図示せず）に電気的に接続されている。こうして、下部電極３１の電位がＩＣチップ（図示せず）に出力されるようにしている。
【００３１】
一方、上部電極部（第２電極部）５０も、焦電体４０上に配置される上部電極（第２電極）５１だけでなく、上部電極５１に電気的に接続される金属配線５３および当該金属配線５３に電気的に接続される電位取り出し部５２を備えている。
【００３２】
具体的には、上部電極５１は、Ｃｒ，Ａｕなどの導電性を有する金属材料を用いて厚さが１００ｎｍ〜５００ｎｍとなる矩形板状に形成されている。そして、図１に示すように、上部電極５１の１つの頂点部分（図１の右上の頂点部分）に線状の金属配線５３が連結されており、この金属配線５３が、誘電体６０を介してフレーム部２２の表面２２ａ（図１の右上部分）に配置された電位取り出し部５２に連結されている。
【００３３】
このように、本実施形態では、電位取り出し部５２が金属配線５３を介して上部電極５１に電気的に接続されるようにしている。なお、金属配線５３も、誘電体６０上（誘電体薄板部６１上およびフレーム部２２の表面２２ａに固定された誘電体６０上）に設けられている。
【００３４】
また、本実施形態では、図１および図２に示すように、誘電体６０側から下部電極３１、焦電体４０、上部電極５１の順に積層されており、この順に１辺の長さが短くなるように形成されている。そのため、上部電極５１から誘電体６０にかけて絶縁層７０を形成し、この絶縁層７０上に金属配線５３を配置することで、上部電極５１と下部電極３１との短絡を防止している。
【００３５】
そして、電位取り出し部５２も、Ｃｒ，Ａｕなどの導電性を有する金属材料で形成されており、図示せぬワイヤボンディングを介して、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのＩＣチップ（図示せず）に電気的に接続されている。こうして、上部電極５１の電位がＩＣチップ（図示せず）に出力されるようにしている。
【００３６】
上述したように、本実施形態では、半導体基板２０が当接していない誘電体薄板部６１上に下部電極３１と上部電極５１とで挟持された焦電体４０を配置している。こうすることで、入射する赤外線等によって焦電体４０が加熱される際に、誘電体材料に比べて熱コンダクタンスが高い半導体基板２０による影響を低減することができるようになる。すなわち、焦電体４０が受ける熱が半導体基板２０を介して逃げてしまうのを抑制することができるようになる。そのため、より効率良く焦電体４０を加熱することができるようになって赤外線センサ１０の応答速度と感度を高めることができるようになる。
【００３７】
かかる構成の赤外線センサ１０を用いることで、図示せぬ被検知物体（例えば、人の手など）が赤外線センサ１０の近傍に存在しているか否かを検知することができる。
【００３８】
例えば、赤外線センサ１０の上側（半導体基板２０の表面２０ａ側）に被検知物体が存在する場合、当該被検知物体から赤外線が照射され、被検知物体から照射された赤外線は、焦電体４０に入射する。
【００３９】
そして、図示せぬ被検知物体（例えば、人の手など）からの赤外線が焦電体４０に入射、吸収されると、焦電体４０内の結晶の温度が変化する。このように、焦電体４０内の結晶の温度が変化すると、自発分極の温度依存性に起因した電荷が結晶表面にあらわれる。そして、結晶表面に電荷があらわれることで、上部電極５１と下部電極３１との電位差が変化し、この電位差の変化がＩＣチップ（図示せず）に出力されることで、図示せぬ被検知物体（例えば、人の手など）が赤外線センサ１０の近傍に存在していることが、赤外線センサ１０によって検知される。なお、赤外線センサ１０は、通常、ＩＣチップとともに図示せぬ回路基板に実装された状態で使用される。
【００４０】
ところで、赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０は、赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０外部からの電磁波ノイズや赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０近傍の素子群や回路が発生する電磁ノイズ、また、赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０そのものが発生する熱ノイズや半導体基板２０を形成するシリコンの材料特性（光・温度に起因したノイズ）による影響を受けやすい。そして、このようなノイズの影響を受けると赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０のセンサ出力信号が劣化してしまうおそれがある。
【００４１】
そこで、本実施形態では、ノイズによる影響をより低減させることができる赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０を得られるようにした。
【００４２】
具体的には、下部電極部（第１電極部）３０および上部電極部（第２電極部）５０のうち少なくともいずれか一方の電極部の一部を介して対向するように導体部８０を設けるようにした。
【００４３】
本実施形態では、フレーム部２２の表面２２ａに固定された誘電体６０上に形成された金属配線３３の両側に、金属配線３３を介して金属配線３３と当接することなく対向するように金属製の導体部８０を細線状に設けている。このとき、導体部８０は金属配線３３に沿うように設けられている。
【００４４】
さらに、本実施形態では、導体部８０の金属配線３３の両側における電位取り出し部３２側をそれぞれ延設させて電位取り出し部３２を囲うように連結させた形状となるように、導体部８０を形成している。このとき、導体部８０は、電位取り出し部３２に沿うように設けられており、電位取り出し部３２と当接しないように設けられている。すなわち、導体部８０は、下部電極部３０と当接しないように設けられている。
【００４５】
このように、本実施形態では、下部電極部３０および上部電極部５０のうち少なくともいずれか一方の電極部（下部電極部３０）の一部である電位取り出し部３２および金属配線３３（誘電体薄板部６１上にない金属配線３３）を囲うように、細線状の導体部８０を設けている。
【００４６】
一方、上部電極部５０側にも、上部電極部５０の一部を介して対向するように導体部８０を設けている。
【００４７】
具体的には、下部電極部３０側と同様に、フレーム部２２の表面２２ａに固定された誘電体６０上に形成された金属配線５３の両側に、金属配線５３を介して金属配線５３と当接することなく対向するように金属製の導体部８０を細線状に設けている。このとき、導体部８０は金属配線５３に沿うように設けられている。
【００４８】
そして、導体部８０の金属配線５３の両側における電位取り出し部５２側をそれぞれ延設させて電位取り出し部５２を囲うように連結させた形状となるように、導体部８０を形成している。このとき、導体部８０は、このとき、導体部８０は、電位取り出し部５２に沿うように設けられており、電位取り出し部５２と当接しないように設けられている。すなわち、導体部８０は、上部電極部５０と当接しないように設けられている。
【００４９】
このように、本実施形態では、下部電極部３０および上部電極部５０のうち少なくともいずれか一方の電極部（上部電極部５０）の一部である電位取り出し部５２および金属配線５３（誘電体薄板部６１上にない金属配線５３）を囲うように、細線状の導体部８０を設けている。
【００５０】
したがって、本実施形態では、下部電極部３０側および上部電極部５０側のそれぞれに導体部８０が配置されることとなる。
【００５１】
また、本実施形態では、図１に示すように、下部電極部３０側の導体部８０に電気的に接続される電位取り出し部８１および上部電極部５０側の導体部８０に電気的に接続される電位取り出し部８１がそれぞれ設けられている。このように、電位取り出し部８１を設けることで、下部電極部３０側の導体部８０および上部電極部５０側の導体部８０は、それぞれに電気的に接続された電位取り出し部８１を介して所定の電位（例えば、グランド電位などの基準となる電位）で保持されるようにしている。
【００５２】
また、本実施形態では、導体部８０が誘電体薄板部６１上に配置されないようにしている。このように、導体部８０が誘電体薄板部６１上に配置されないようにすることで、誘電体薄板部６１が導体部８０の残留応力による影響によって歪んでしまうのを抑制している。
【００５３】
以上、説明したように、本実施形態では、下部電極部（第１電極部）３０および上部電極部（第２電極部）５０のうち少なくともいずれか一方の電極部の一部を介して対向するように導体部８０を設けている。このように、電極部の少なくとも一部に対向するように導体部８０を設けることで、互いに対向する導体部８０にシールド機能を持たせることができる。その結果、電極部を流れる電流（特に、導体部８０の間を流れる電流）が受けるセンサ外部からのノイズ（センサチップ外部からの電磁波ノイズ等）による影響を低減することができるようになり、センサ特性における信号雑音比（Ｓ／Ｎ比）の改善がなされる。このように、センサ特性における信号雑音比（Ｓ／Ｎ比）の改善がなされることで、赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０のセンサ特性をより向上させることができるようになる。
【００５４】
また、本実施形態によれば、下部電極部３０および上部電極部５０のうち少なくともいずれか一方の電極部（下部電極部３０）の一部である電位取り出し部３２および金属配線３３（誘電体薄板部６１上にない金属配線３３）を囲うように、細線状の導体部８０を設けている。そして、下部電極部３０および上部電極部５０のうち少なくともいずれか一方の電極部（上部電極部５０）の一部である電位取り出し部５２および金属配線５３（誘電体薄板部６１上にない金属配線５３）を囲うように、細線状の導体部８０を設けている。このように、電極部の一部を囲うように導体部８０を設けることで、電極部を流れる電流が受けるセンサ外部からのノイズによる影響をより低減することができるようになる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、下部電極部３０側および上部電極部５０側のそれぞれに導体部８０が配置されている。したがって、下部電極部３０を流れる電流が受けるノイズを低減させつつ、上部電極部５０を流れる電流が受けるノイズを低減させることができるため、赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０のセンサ特性をより一層向上させることができるようになる。
【００５６】
また、本実施形態では、電位取り出し部８１を設けることで、下部電極部３０側の導体部８０および上部電極部５０側の導体部８０が、それぞれに電気的に接続された電位取り出し部８１を介して所定の電位（例えば、グランド電位などの基準となる電位）で保持されるようにしている。そのため、導体部８０自体が受けるノイズを除去することができるようになる。
【００５７】
また、受光素子として焦電体４０を用いることで、赤外線センサ１０をより安価に製造することができる。
【００５８】
（第２実施形態）
本実施形態にかかる赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ａは、基本的に上記第１実施形態の赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０と同様の構成をしている。
【００５９】
すなわち、赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ａは、図４および図５に示すように、単結晶シリコンで形成され、キャビティ２１が形成された半導体基板（半導体基材）２０を備えている。また、赤外線センサ１０Ａは、半導体基板２０のキャビティ２１上に配置される誘電体薄板部６１を有する誘電体６０を備えており、この誘電体６０は、半導体基板２０の表面２０ａ側（一側）に固定されている。そして、誘電体６０の誘電体薄板部６１上には、焦電体（受光素子）４０が配置されている。
【００６０】
そして、下部電極部（第１電極部）３０の下部電極（第１電極）３１および上部電極部（第２電極部）５０の上部電極（第２電極）５１が焦電体４０の表裏面４０ｂ，４０ａを挟むように設けられている。
【００６１】
また、本実施形態においても、キャビティ２１、誘電体薄板部６１、下部電極３１、焦電体４０および上部電極５１が平面視で略矩形状をしている。
【００６２】
そして、下部電極部（第１電極部）３０および上部電極部（第２電極部）５０のうち少なくともいずれか一方の電極部の一部を介して対向するように導体部８０が設けられている。
【００６３】
本実施形態においても、下部電極部３０側および上部電極部５０側のそれぞれに導体部８０が配置されている。
【００６４】
ここで、本実施形態にかかる赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ａが上記第１実施形態の赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０と主に異なる点は、下部電極部（第１電極部）３０側に配置された導体部８０と上部電極部（第２電極部）５０側に配置された導体部８０とを少なくとも１箇所で連結させた点にある。
【００６５】
具体的には、導体部８０は、図４に示すように、平面視で内側に閉じた領域が形成されるように設けられている。すなわち、導体部８０の形状は、上記第１実施形態で示した２つの導体部８０の一端（図１の右下側）同士を延設させて連結するとともに、他端（図１の右上側）を延設させて連結した形状をしている。このように、本実施形態では、下部電極部（第１電極部）３０側に配置された導体部８０と上部電極部（第２電極部）５０側に配置された導体部８０とを少なくとも２箇所で連結させている。
【００６６】
なお、本実施形態においても、導体部８０が誘電体薄板部６１上に配置されないようにしている。
【００６７】
また、本実施形態では、平面視で内側に閉じた領域が形成されるように導体部８０を設けているため、電位取り出し部８１を１つだけ設けるようにしている。そして、この電位取り出し部８１を介して導体部８０が所定の電位（例えば、グランド電位などの基準となる電位）で保持されるようにしている。
【００６８】
そして、この導体部８０によって形成された閉じた領域内に、下部電極部３０および上部電極部５０が配置されるようにしている。すなわち、下部電極部（第１電極部）３０および上部電極部（第２電極部）５０の全周を囲うように導体部８０を配置している。
【００６９】
以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００７０】
また、本実施形態によれば、下部電極部（第１電極部）３０側に配置された導体部８０と上部電極部（第２電極部）５０側に配置された導体部８０とを少なくとも１箇所で連結させている。そのため、上記第１実施形態の赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０よりも、電極部を流れる電流が受けるセンサ外部からのノイズによる影響を低減することができるようになる。特に、下部電極部（第１電極部）３０および上部電極部（第２電極部）５０の全周を囲うように導体部８０を配置することで、導体部８０によるシールド効果をより一層向上させることができるようになり、赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ａのセンサ特性のさらなる向上を図ることができるようになる。
【００７１】
（第３実施形態）
本実施形態にかかる赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ｂは、基本的に上記第２実施形態の赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ａと同様の構成をしている。
【００７２】
すなわち、赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ｂは、図６および図７に示すように、単結晶シリコンで形成され、キャビティ２１が形成された半導体基板（半導体基材）２０を備えている。また、赤外線センサ１０Ｂは、半導体基板２０のキャビティ２１上に配置される誘電体薄板部６１を有する誘電体６０を備えており、この誘電体６０は、半導体基板２０の表面２０ａ側（一側）に固定されている。そして、誘電体６０の誘電体薄板部６１上には、焦電体（受光素子）４０が配置されている。
【００７３】
そして、下部電極部（第１電極部）３０の下部電極（第１電極）３１および上部電極部（第２電極部）５０の上部電極（第２電極）５１が焦電体４０の表裏面４０ｂ，４０ａを挟むように設けられている。
【００７４】
また、本実施形態においても、キャビティ２１、誘電体薄板部６１、下部電極３１、焦電体４０および上部電極５１が平面視で略矩形状をしている。
【００７５】
そして、下部電極部（第１電極部）３０および上部電極部（第２電極部）５０のうち少なくともいずれか一方の電極部の一部を介して対向するように導体部８０が設けられている。
【００７６】
本実施形態においても、下部電極部（第１電極部）３０および上部電極部（第２電極部）５０の全周を囲うように導体部８０を配置している。
【００７７】
ここで、本実施形態にかかる赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ｂが上記第２実施形態の赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ａと主に異なる点は、半導体基板（半導体基材）２０と導体部８０とが同電位となるようにした点にある。
【００７８】
具体的には、図８に示すように、誘電体６０の電位取り出し部８１が設けられる部位に貫通穴６０ｄを形成し、フレーム部２２（半導体基板２０）の貫通穴６０ｄから露出する部位に導電性を有する高濃度不純物拡散部２３を設けている。そして、貫通穴６０ｄを覆うとともに高濃度不純物拡散部２３と当接するように電位取り出し部８１を設けることで、電位取り出し部８１とフレーム部２２（半導体基板２０）とを高濃度不純物拡散部２３を介して導通させている。
【００７９】
高濃度不純物拡散部２３は、単結晶シリコンで形成された半導体基板２０に、例えば、半導体基板２０と同一導電型の不純物をイオン注入するあるいは不純物拡散により導入することで形成することができる。
【００８０】
以上の本実施形態によっても、上記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００８１】
また、本実施形態によれば、半導体基板（半導体基材）２０と導体部８０とが同電位となるようにしたため、半導体基板（半導体基材）２０が受けるノイズによる影響を除去することが可能となり、信号雑音比（Ｓ／Ｎ比）のさらなる改善を図ることができる。
【００８２】
（第４実施形態）
本実施形態にかかる赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ｃは、基本的に上記第２実施形態の赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ａと同様の構成をしている。
【００８３】
すなわち、赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ｃは、図９および図１０に示すように、単結晶シリコンで形成され、キャビティ２１が形成された半導体基板（半導体基材）２０を備えている。また、赤外線センサ１０Ｃは、半導体基板２０のキャビティ２１上に配置される誘電体薄板部６１を有する誘電体６０を備えており、この誘電体６０は、半導体基板２０の表面２０ａ側（一側）に固定されている。そして、誘電体６０の誘電体薄板部６１上には、焦電体（受光素子）４０が配置されている。
【００８４】
そして、下部電極部（第１電極部）３０の下部電極（第１電極）３１および上部電極部（第２電極部）５０の上部電極（第２電極）５１が焦電体４０の表裏面４０ｂ，４０ａを挟むように設けられている。
【００８５】
また、本実施形態においても、キャビティ２１、誘電体薄板部６１、下部電極３１、焦電体４０および上部電極５１が平面視で略矩形状をしている。
【００８６】
そして、下部電極部（第１電極部）３０および上部電極部（第２電極部）５０のうち少なくともいずれか一方の電極部の一部を介して対向するように導体部８０が設けられている。
【００８７】
本実施形態においても、下部電極部（第１電極部）３０および上部電極部（第２電極部）５０の全周を囲うように導体部８０を配置している。
【００８８】
ここで、本実施形態にかかる赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ｃが上記第２実施形態の赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ａと主に異なる点は、半導体基板（半導体基材）２０の所定領域を覆うように導体部８０を面状に配置した点にある。
【００８９】
具体的には、誘電体６０のフレーム部２２の表面２２ａ側（一側）に固定された部位（誘電体薄板部６１以外の領域であって、下部電極部３０および上部電極部５０が形成されていない部分）のほぼ全域を覆うように導体部８０を面状に形成した。このように、導体部８０を面状に形成することで、平面視でフレーム部２２の表面２２ａのほぼ全域が導体部８０によって覆われることとなる。
【００９０】
そして、面状に形成した導体部８０の一部（図９の右下）に電位取り出し部８１を設け、導体部８０が電位取り出し部８１を介して所定の電位（例えば、グランド電位などの基準となる電位）で保持されるようにしている。
【００９１】
以上の本実施形態によっても、上記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００９２】
また、本実施形態によれば、半導体基板（半導体基材）２０の所定領域を覆うように導体部８０を面状に配置したため、半導体基板（半導体基材）２０の表面２０ａ（フレーム部２２の表面２２ａ）を導体部８０によって遮光することができる。このように、半導体基板（半導体基材）２０の表面２０ａを遮光することで、半導体基板（半導体基材）２０が受光した際に生じる導電率変化を抑制することができるようになり、光に起因したノイズを除去することが可能となる。さらに、半導体基板（半導体基材）２０を導体部８０によって遮光することで、半導体基板（半導体基材）２０の温度変化も抑制されるため、温度に起因したノイズを除去することも可能となる。
【００９３】
（第５実施形態）
本実施形態にかかる赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ｄは、基本的に上記第４実施形態の赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ｃと同様の構成をしている。
【００９４】
すなわち、赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ｄは、図１１および図１２に示すように、単結晶シリコンで形成され、キャビティ２１が形成された半導体基板（半導体基材）２０を備えている。また、赤外線センサ１０Ｄは、半導体基板２０のキャビティ２１上に配置される誘電体薄板部６１を有する誘電体６０を備えており、この誘電体６０は、半導体基板２０の表面２０ａ側（一側）に固定されている。そして、誘電体６０の誘電体薄板部６１上には、焦電体（受光素子）４０が配置されている。
【００９５】
そして、下部電極部（第１電極部）３０の下部電極（第１電極）３１および上部電極部（第２電極部）５０の上部電極（第２電極）５１が焦電体４０の表裏面４０ｂ，４０ａを挟むように設けられている。
【００９６】
また、本実施形態においても、キャビティ２１、誘電体薄板部６１、下部電極３１、焦電体４０および上部電極５１が平面視で略矩形状をしている。
【００９７】
そして、下部電極部（第１電極部）３０および上部電極部（第２電極部）５０のうち少なくともいずれか一方の電極部の一部を介して対向するように導体部８０が設けられている。
【００９８】
本実施形態においても、下部電極部（第１電極部）３０および上部電極部（第２電極部）５０の全周を囲うように導体部８０を面状に配置している。
【００９９】
ここで、本実施形態にかかる赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ｄが上記第４実施形態の赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ｃと主に異なる点は、半導体基板（半導体基材）２０と導体部８０とが同電位となるようにした点にある。
【０１００】
具体的には、図１２に示すように、誘電体６０の一部に貫通穴６０ｄを形成し、フレーム部２２（半導体基板２０）の貫通穴６０ｄから露出する部位に導電性を有する高濃度不純物拡散部２３を設けている。そして、貫通穴６０ｄを覆うとともに高濃度不純物拡散部２３と当接するように導体部８０を設けることで、導体部８０の当接部８０ａとフレーム部２２（半導体基板２０）とを高濃度不純物拡散部２３を介して導通させている。
【０１０１】
なお、図１１では、電位取り出し部８１も設けたものを例示したが、電位取り出し部８１を設けないようにしてもよい。
【０１０２】
以上の本実施形態によっても、上記第４実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【０１０３】
また、本実施形態によれば、半導体基板（半導体基材）２０と導体部８０とが同電位となるようにしたため、半導体基板（半導体基材）２０が受けるノイズによる影響を除去することが可能となる。その結果、上記第４実施形態の赤外線センサ（半導体物理量センサ）１０Ｃと較べて、信号雑音比（Ｓ／Ｎ比）のさらなる改善を図ることができるようになる。
【０１０４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【０１０５】
例えば、上記各実施形態では、半導体物理量センサとして赤外線センサを例示したが、これに限ることなく、その他の半導体物理量センサであっても本発明を適用することができる。
【０１０６】
また、上記各実施形態では、受光素子として焦電体を用いたものを例示したが、上述したサーモパイルやフォトダイオード、フォトトランジスタ等を受光素子として用いることも可能である。
【０１０７】
また、上記各実施形態では、略直方体状のキャビティが形成されたものを例示したが、キャビティの形状を略円錐台状とすることもできる。この場合、半導体基材の一面側から異方性エッチングを施すことでキャビティを形成するのが好ましい。
【０１０８】
また、上記各実施形態では、導体部をグランド電位等、所定の電位で保持されるようにしたものを例示したが、図１３の半導体センサ１０Ｅで示すように、導体部８０をフロートさせた状態（所定の電位で保持されていない状態）で設けるようにしてもよい。このように、導体部８０をフロートさせた場合であっても、ノイズによる影響を抑制することができる。なお、図１３では、導体部８０の形状が上記第１実施形態で示した形状となるようにしたものを例示したが、導体部８０の形状を上記第２実施形態から第５実施形態に示した形状としてフロートさせるようにすることも可能である。
【０１０９】
また、半導体基板（半導体基材）２０の裏面２０ｂ側（他側）に基材を接合してキャビティ２１が密閉空間となるようにしてもよい。
【０１１０】
また、導体部の配置パターンも適宜に設定可能であるし、キャビティや誘電体薄板部その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ  赤外線センサ（半導体物理量センサ）
２０  半導体基板（半導体基材）
２１  キャビティ
３０  下部電極部（第１電極部）
３１  下部電極（第１電極）
４０  焦電体（受光素子）
５０  上部電極部（第２電極部）
５１  上部電極（第２電極）
６０  誘電体
６１  誘電体薄板部
８０  導体部
【図１】
2014153187.tif 000003
【図２】
2014153187.tif 000004
【図３】
2014153187.tif 000005
【図４】
2014153187.tif 000006
【図５】
2014153187.tif 000007
【図６】
2014153187.tif 000008
【図７】
2014153187.tif 000009
【図８】
2014153187.tif 000010
【図９】
2014153187.tif 000011
【図１０】
2014153187.tif 000012
【図１１】
2014153187.tif 000013
【図１２】
2014153187.tif 000014
【図１３】
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