(57)【要約】  検出感度を向上させることができる共に、簡単且つ歩留り良く製造することができる赤外線センサおよび赤外線センサの製造方法を提供する。  四周枠状に形成された枠状基板部２と、枠状基板部２の内側に形成され、赤外線の入射方向に延在する突出基材部３と、突出基材部３の少なくとも上部側面に設けられた赤外線検出部５と、を備え、突出基材部３は、リブ状の複数の縦基材部４ａとリブ状の複数の横基材部４ｂとから成る複数の要素基材部４を格子状に組んで構成されている。
2010073288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
四周枠状に形成された枠状基板部と、
前記枠状基板部の内側に形成され、赤外線の入射方向に延在する突出基材部と、
前記突出基材部の少なくとも上部側面に設けられた赤外線検出部と、を備え、
前記突出基材部は、リブ状の複数の要素基材部を網目状に組んで構成されていることを特徴とする赤外線センサ。
【請求項２】
前記複数の要素基材部は、複数の縦基材部と複数の横基材部とから成り、
前記突出基材部は、前記複数の縦基材部と前記複数の横基材部とを格子状に組んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項３】
前記突出基材部は、前記枠状基板部の内側に間隙を存して配設され、
前記突出基材部を前記枠状基板部に支持するビーム部を、更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項４】
前記ビーム部は、前記突出基材部と前記枠状基板部との間に渡した複数の梁状連結部で構成されている請求項３に記載の赤外線センサ。
【請求項５】
前記ビーム部は、前記突出基材部と前記枠状基板部との間に渡した複数の棒状連結部で構成されている請求項３に記載の赤外線センサ。
【請求項６】
前記枠状基板部の下端間を覆うと共に、前記突出基材部から離間させて配設したベース基板部を、更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項７】
前記枠状基板部と前記突出基材部とは、同一の材料で一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項８】
前記突出基材部の延在方向の長さ寸法が、前記突出基材部の厚さ寸法より大きいことを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項９】
前記突出基材部は、断熱性材料で、または表面に断熱層を有して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項１０】
前記赤外線検出部の表面には、赤外線吸収層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項１１】
前記赤外線検出部は、外側電極層と、焦電体層と、内側電極層とを積層して成ることを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項１２】
請求項１に記載の赤外線センサの製造方法であって、
基板を貫通するようにエッチングして前記枠状基板部と網目状の前記突出基材部とを形成するエッチング工程と、
前記エッチング工程の後、前記突出基材部に前記赤外線検出部を成膜する成膜工程と、を備えたことを特徴とする赤外線センサの製造方法。
【請求項１３】
請求項６に記載の赤外線センサの製造方法であって、
前記ベース基板部となる下基板、前記突出基材部と前記ベース基板部との間隙となる犠牲層、および前記枠状基板部となる上基板を重合して成る張合せ基板を用意し、
前記張合せ基板に対し、前記上基板を貫通するようにエッチングして前記枠状基板部と網目状の前記突出基材部とを形成するエッチング工程と、
前記エッチング工程の後、エッチングにより前記犠牲層を除去する犠牲層エッチング工程と、
前記犠牲層エッチング工程の後、前記突出基材部に前記赤外線検出部を成膜する成膜工程と、を備えたことを特徴とする赤外線センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（micro electro mechanical system）センサにおける、焦電体センサ、サーモパイル、ボロメータ等の赤外線センサおよび赤外線センサの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の赤外線センサとして、複数の検出素子をマトリクス状に配列した赤外線検出装置が知られている（特許文献１参照）。各検出素子は、基板に形成された凹部の上方に浮くように配設した受光部と、受光部を基板に支持する梁と、を有しており、受光部は、その受光面が赤外線の光軸に直交するように、すなわち受光面が赤外線の光軸の方向に向くように配設されている。
【特許文献１】特開２００７−３３３５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように従来の赤外線センサでは、受光面積を大きくとると共に受光部から基板への熱伝導を抑制するために、梁により受光部を基板から浮かしたメンブレン構造をとっている。このため、赤外線センサ（検出素子）を製造するときに、犠牲層を設け、或いは大きく掘込みを入れる必要があり、加工が難しく手間がかりコスト高となる問題があった。【０００４】
本発明は、検出感度を向上させることができる共に、簡単且つ歩留り良く製造することができる赤外線センサおよび赤外線センサの製造方法を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の赤外線センサは、四周枠状に形成された枠状基板部と、枠状基板部の内側に形成され、赤外線の入射方向に延在する突出基材部と、突出基材部の少なくとも上部側面に設けられた赤外線検出部と、を備え、突出基材部は、リブ状の複数の要素基材部を網目状に組んで構成されていることを特徴とする。【０００６】
この場合、複数の要素基材部は、複数の縦基材部と複数の横基材部とから成り、突出基材部は、複数の縦基材部と複数の横基材部とを格子状に組んで構成されていることが好ましい。【０００７】
この構成によれば、赤外線検出部が設けられた突出基材部が、赤外線の入射方向に延在しているため、この部分をエッチング（深堀のエッチング）等により簡単に形成することができる。また、赤外線検出部が突出基材部の少なくとも上部側面に設けられているため、赤外線を十分に受光することができる。さらに、放熱パスを抑制することができ、赤外線検出部からの熱伝導を抑制することができる。しかも、突出基材部は、リブ状の複数の要素基材部を網目状（格子状）に組んで構成されているため、要素基材部が肉薄であっても、突出基材部全体に強度を持たせることができる。【０００８】
また、突出基材部は、枠状基板部の内側に間隙を存して配設され、突出基材部を枠状基板部に支持するビーム部を、更に備えることが好ましい。【０００９】
この場合、ビーム部は、突出基材部と枠状基板部との間に渡した複数の梁状連結部で構成され、或いはビーム部は、突出基材部と枠状基板部との間に渡した複数の棒状連結部で構成されているが、好ましい。【００１０】
この構成によれば、突出基材部と枠状基板部とを離しておくことができるため、赤外線検出部に受光した熱が基板に逃げる（熱伝導）のを、十分に抑制することができる。また、隣接する赤外線センサとの間の熱的クロストークを抑えることができる。なお、梁状連結部は、突出基材部と同一の高さとすることが好ましい。また、棒状連結部は、突出基材部の上端部あるいは下端部に連結されていることが、好ましい。【００１１】
一方、枠状基板部の下端間を覆うと共に、突出基材部から離間させて配設したベース基板部を、更に備えることが好ましい。【００１２】
この構成によれば、赤外線検出部に受光した熱が基板に逃げる（熱伝導）のを、十分に抑制することができるだけでなく、ベース基板部から反射した赤外線を赤外線検出部に吸収させることができる。しかも、ベース基板部により、枠状基板部の剛性を高めることができる。【００１３】
また、枠状基板部と突出基材部とは、同一の材料で一体に形成されていることが好ましい。【００１４】
この構成によれば、エッチング等により基板から枠状基板部および突出基材部を簡単に形成することができる。【００１５】
また、突出基材部の延在方向の長さ寸法が、突出基材部の厚さ寸法より大きいことが好ましい。【００１６】
この構成によれば、突出基材部を長くすることで、突出基材部の熱容量を小さくすることができ、赤外線検出部から突出基材部への熱伝導を抑制することができる。【００１７】
また、突出基材部は、断熱性材料で、または表面に断熱層を有して形成されていることが好ましい。【００１８】
この構成によれば、赤外線検出部の熱が突出基材部に伝熱導するのを、十分に抑制することができる。【００１９】
また、赤外線検出部の表面には、赤外線吸収層が形成されていることが好ましい。【００２０】
この構成によれば、赤外線検出部の赤外線吸収率を高めることができる。【００２１】
また、赤外線検出部は、外側電極層と、焦電体層と、内側電極層とを積層して成ることが好ましい。【００２２】
この構成によれば、突出基材部に作り込むのに適した赤外線検出部とすることができる。【００２３】
本発明の赤外線センサの製造方法は、上記請求項１の赤外線センサの製造方法であって、基板を貫通するようにエッチングして枠状基板部と網目状の突出基材部とを形成するエッチング工程と、エッチング工程の後、突出基材部に赤外線検出部を成膜する成膜工程と、を備えたことを特徴とする。【００２４】
この構成によれば、検出感度の良好な赤外線センサを、簡単に且つ歩留り良く製造することができる。【００２５】
本発明の他の赤外線センサの製造方法は、上記請求項６の赤外線センサの製造方法であって、ベース基板部となる下基板、突出基材部とベース基板部との間隙となる犠牲層、および枠状基板部となる上基板を重合して成る張合せ基板を用意し、張合せ基板に対し、上基板を貫通するようにエッチングして枠状基板部と網目状の突出基材部とを形成するエッチング工程と、エッチング工程の後、エッチングにより犠牲層を除去する犠牲層エッチング工程と、犠牲層エッチング工程の後、突出基材部に赤外線検出部を成膜する成膜工程と、を備えたことを特徴とする。【００２６】
この構成によれば、検出感度が良好で強度の高い赤外線センサを、歩留り良く製造することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明によれば、赤外線検出部が設けられた突出基材部が、赤外線の入射方向に延在し、且つ突出基材部が枠状基板部の内側に配設されているため、赤外線を効率良く吸収することができると共に、赤外線検出部からの熱伝導を抑制することができる。したがって、検出感度を向上させることができる共に、歩留り良く簡単に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態に係る赤外線センサの斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る赤外線センサの断面図である。
【図３】変形例に係る赤外線センサの断面図である。
【図４】他の変形例に係る赤外線センサの断面図である。
【図５】第１実施形態に係る赤外線センサの製造方法を説明する説明図である。
【図６】第２実施形態に係る赤外線センサの斜視図である。
【図７】第３実施形態に係る赤外線センサの斜視図である。
【図８】第３実施形態に係る赤外線センサの製造方法を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  赤外線センサ                        １Ａ  赤外線センサ
１Ｂ  赤外線センサ                          ２  枠状基板部
３  突出基材部                          ３Ａ  突出基材部
３Ｂ  突出基材部                            ４  要素基材部
４ａ  縦基材部                            ４ｂ  横基材部
５  赤外線検出部                        ５Ａ  赤外線検出部
５Ｂ  赤外線検出部                          ６  ビーム部
６ａ  梁状連結部                          ６ｂ  棒状連結部
７  ベース基板部                        １１  断熱層
１３  内側電極層                          １４  焦電体層
１５  外側電極層                          ２０  張合せ基板
２１  下基板                              ２２  犠牲層
２３  上基板
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る赤外線センサおよびその製造方法について説明する。この赤外線センサは、シリコン（ウェーハ）等を材料として微細加工技術により製造されるＭＥＭＳ（micro electro mechanical system）センサであり、いわゆる焦電型の赤外線センサである。そして、この赤外線センサは、アレイ形式で製品化される赤外線検出装置のピクセル（エレメント）を構成するものである。【００３１】
図１および図２に示すように、赤外線センサ１は、四周枠状に形成された枠状基板部２と、枠状基板部２の内側に形成され、リブ状の複数の要素基材部４を格子状に組んだ突出基材部３と、突出基材部３の表面を覆うように設けられた赤外線検出部５と、で構成されている。枠状基板部２および突出基材部３は、シリコン基板を貫通するエッチングにより形成されており、複数の要素基材部４を構成する複数の縦基材部４ａと複数の横基材部４ｂは、同一の高さ寸法であって同一の厚さに形成されている。また、枠状基板部２と突出基材部３とは、同一の高さ寸法に形成されている。【００３２】
各要素基材部（突出基材部３）４は、赤外線の入射方向（図示の高さ方向）に長く延在すると共に、可能な限り薄く形成されている。すなわち、要素基材部（突出基材部３）４の厚さを１μｍ以下とすることが好ましい。少なくとも、要素基材部（突出基材部３）４の高さ寸法をその厚さ寸法より大きくする。また、突出基材部３の表面には、断熱層１１（熱絶縁層）が形成されている。この断熱層１１は、突出基材部３を熱酸化（ＳｉＯ２）させることで形成する。もっとも、突出基材部（要素基材部４）３が薄手に形成されている場合には、突出基材部３の全体を熱酸化するようにしてもよい。また、突出基材部３の表面に、熱伝導率の低い材料で成膜を行い低熱伝導層を形成するようにしてもよい。【００３３】
なお、実施形態における突出基材部３は、４枚の縦基材部４ａと３枚の横基材部４ｂとを格子状に組んで構成されているが、これら基材部４ａ，４ｂの枚数は任意である。また、複数の要素基材部４の相互の離間寸法や高さ寸法も、任意である。さらに、突出基材部３は、その要素基材部４を格子状の他、ハニカム状に組んでもよい。すなわち、突出基材部３の強度を考慮し、複数の要素基材部４を網目状に組むことが好ましい。さらにまた、各要素基材部（突出基材部３）４の先端部を（断面方向において）鋭角に形成するようにしてもよい（図３参照）。このようにすれば、突出基材部３の先端面、すなわち赤外線検出部５の先端面からの赤外線の反射を防止することができ、赤外線検出部５の赤外線吸収率を高めることができる。【００３４】
図２に示すように、赤外線検出部５は、突出基材部（要素基材部４）３に内側電極層１３、焦電体層１４および外側電極層１５を順に積層して構成されている。突出基材部３に対し赤外線検出部５は、突出基材部３の上部側面にのみ形成することが好ましいが、成膜工程の関係から、突出基材部３の表面全域に亘って形成されている。焦電体層１４は、例えばＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ＳＢＴ（ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９）、ＢＩＴ（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２）、ＬＴ（ＬｉＴａＯ３）、ＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）、ＢＴＯ（ＢａＴｉＯ３）、ＢＳＴ（ＢａＳｒＴｉＯ３）等で構成されている。この場合、焦電体層１４は、検出感度を考慮し誘電率の低い材質のものが好ましく、また赤外線検出部５の上部をポストアニール処理により高結晶化すること、更には分極の配向を、突出基材部３の表面に対しＣ軸配向とすることが好ましい。このように構成することで、焦電体層１４の検出感度を高めることができる。【００３５】
内側電極層１３は、例えばＳＲＯ、Ｎｂ−ＳＴＯ、ＬＮＯ（ＬａＮｉＯ３）等で構成されている。この場合、内側電極層１３上への焦電体層１４の成膜を考慮し、内側電極層１３は結晶構造が焦電体層１４と同一の材料とすることが好ましい。また、内側電極層１３は、一般的なＰｔ、Ｉｒ、Ｔｉ等で構成してもよい。そして、外側電極層１５の表面に赤外線吸収層（図示省略）を設け、赤外線の吸収率を高めるようにしてもよい。この場合、赤外線吸収層は、Ａｕ−Ｂｌａｃｋ等で構成する。なお、上述のように、赤外線検出部５を、突出基材部（要素基材部４）５の上部にのみ形成するようにしてもよい（図４参照）。例えば、枠状基板部２を回転させながら、内側電極層１３、焦電体層１４および外側電極層１５を斜めから成膜することで、赤外線検出部５を突出基材部３の上部にのみ形成する。【００３６】
次に、図５を参照して、赤外線センサ１の製造方法について説明する。実施形態の赤外線センサ１は、シリコン基板（ウェーハ）を用い、半導体の微細加工技術により製造される。先ず、フォトリソグラフィーによりレジストを塗布されたシリコン基板に、貫通するようにエッチング（貫通エッチング：ＤｅｅｐＲＩＥ）を行って、枠状基板部および格子状の突出基材部３を形成する（エッチング工程：図５（ａ））。次に、熱酸化処理を行い突出基材部３の表面に酸化膜、すなわち断熱層１１を形成する（熱酸化工程：図５（ｂ））。続いて、突出基材部２の表面に、内側電極層１３、焦電体層１４および外側電極層１５の順で、例えばエピタキシャル成長（ＣＶＤ）により赤外線検出部５を成膜する（成膜工程：図５（ｃ））。このエピタキシャル成長では、高品質の成膜を行うべく、特に突出基材部３と内側電極層１３との間には、それぞれバッファ層（図示省略）を設けることが好ましい。バッファ層は、例えばＹＳＺ、ＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳＴＯが好ましい。【００３７】
なお、成膜工程の後、内側電極層１３および外側電極層１５間に高電圧を印加し、焦電体層１４の結晶を突出基材部３の表面に垂直となるように処理する分極処理を行ってもよい。簡易には、赤外線検出部５の上部にポストアニールを行い、焦電体層１４の結晶化を促進するようにしてもよい。これにより、赤外線検出部５の検出感度を向上させることができる。【００３８】
このような構成では、赤外線検出部５が設けられた突出基材部３が、赤外線の入射方向に延在しているため、この部分をエッチング（貫通エッチング）により簡単に形成することができる。また、赤外線検出部５が突出基材部３の全域に設けられているため、赤外線を十分に受光することができる。さらに、突出基材部３の体積、すなわち伝熱パスを抑制することができ、赤外線検出部５からの熱伝導を抑制することができる。しかも、突出基材部３は、リブ状の複数の要素基材部４を網目状（格子状）に組んで構成されているため、要素基材部４が肉薄であっても、突出基材部３全体に強度を持たせることができる。したがって、検出感度を向上させることができる共に、歩留り良く簡単に製造することができる。【００３９】
次に、図６を参照して、赤外線センサの第２実施形態について説明する。なお、この説明では、第１実施形態と異なる部分を主に説明する。第２実施形態の赤外線センサ１Ａでは、突出基材部３Ａが、枠状基板部２の内側に間隙を存して配設され、突出基材部３Ａがビーム部６を介して枠状基板部２に支持されている。この場合、ビーム部６を、図６（ａ）に示すように、突出基材部３Ａと枠状基板部２との間に渡した一対（複数）の梁状連結部６ａ，６ａで構成してもよいし、図６（ｂ）に示すように、突出基材部３Ａと枠状基板部２との間に渡した一対（複数）の棒状連結部６ａ，６ａで構成してもよい。【００４０】
図６（ａ）の一対の梁状連結部６ａ，６ａは、平面内において突出基材部３Ａの中心線上に位置しており、赤外線検出部５Ａを有して上記の要素基材部４と同一の形態に形成されている。そして、この一対の梁状連結部６ａ，６ａの赤外線検出部５Ａは、検出信号を取り出す配線を兼ねている。
同様に、図６（ｂ）の一対の棒状連結部６ｂ，６ｂは、平面内において突出基材部３Ａの中心線上に位置しており、突出基材部３Ａと枠状基板部２との上端部間に渡されている。この場合も、各棒状連結部６ｂには、赤外線検出部５Ａが形成されている。そして、この一対の棒状連結部６ｂ，６ｂの赤外線検出部５Ａも、検出信号を取り出す配線を兼ねている。この場合、一対の棒状連結部６ｂ，６ｂを、突出基材部３Ａと枠状基板部２との下端部間或いは中間部間に渡すようにしてもよい。【００４１】
なお、ビーム部６を構成する連結部の数および形状は、任意である。例えば、ビーム部６を、複数の平板状の連結部で構成するようにしてもよい。【００４２】
そして、各突出基材部３Ａの断面構造および各赤外線検出部５Ａの断面構造も、第１実施形態のものと同一であり（図２参照）、ここでは、説明を省略する。また、赤外線センサ１Ａの製造方法についても、第１実施形態と同様に、シリコン基板を貫通するように行なうエッチング工程（図５（ａ）参照）、熱酸化工程（図５（ｂ）参照）および成膜工程（図５（ｃ）参照）を経て赤外線センサ１Ａが作成される。【００４３】
このような構成では、赤外線検出部５Ａが設けられた突出基材部３Ａが、赤外線の入射方向に延在しているため、この部分をエッチング（貫通エッチング）により簡単に形成することができる。また、赤外線検出部５Ａが突出基材部３Ａの全域に設けられているため、赤外線を十分に受光することができる。さらに、突出基材部３Ａが小さく形成され且つビーム６で枠状基板部２に連結されているため、突出基材部３Ａの伝熱パスを抑制することができ、且つ枠状基板部２への熱伝導を抑制することができる。したがって、検出感度を向上させることができる共に、歩留り良く簡単に製造することができる。【００４４】
次に、図７を参照して、赤外線センサの第３実施形態について説明する。なお、この説明では、第２実施形態と異なる部分を主に説明する。第３実施形態の赤外線センサ１Ｂは、第２実施形態における突出基材部３Ａの下部を切り詰めた形態の突出基材部３Ｂを有すると共に、枠状基板部２の下端間が薄いベース基板部７で覆われている。また、突出基材部３Ｂは、第２実施形態と同様の一対（複数）の棒状連結部６ａ，６ａかに成るビーム部６により、枠状基板部２に支持されている。そして、各突出基材部３Ｂの断面構造および各赤外線検出部５Ｂの断面構造も、第２実施形態と同一であり（図２参照）、ここでは、説明を省略する。【００４５】
一方、図８に示すように、第３実施形態の赤外線センサ１Ｂの製造方法では、ベース基板部７となる下基板２１、突出基材部３Ｂとベース基板部７との間隙（ギャップ）となる犠牲層２２、および枠状基板部２となる上基板２３を重合して成る張合せ基板２０を用意する（図８（ａ）参照）。そして、張合せ基板２０に対し、上基板２３を貫通するようにエッチングを行って、枠状基板部２と格子状の突出基材部３Ｂとを形成する（エッチング工程：図８（ｂ））。次に、エッチングにより突出基材部３Ｂのトレンチ部分（穴明き部分）の犠牲層を除去する（犠牲層エッチング工程：図８（ｃ））。その後、第２実施形態と同様に、熱酸化工程（図６（ｂ）参照）および成膜工程（図６（ｃ）参照）を実施する。なお、張合せ基板２０に代えて単板の基板を用い、枠状基板部２と突出基材部３Ｂとのギャップ部分を、エッチングにより除去するようにしてもよい。【００４６】
このような構成では、突出基材部３Ｂが小さく形成され且つビーム６で枠状基板部２に連結されているため、突出基材部３Ｂの伝熱パスを抑制することができ、且つ枠状基板部２への熱伝導を抑制することができる。したがって、検出感度を向上させることができる共に、歩留り良く簡単に製造することができる。また、ベース基板部７を設けることにより、強度アップを図ることができる。なお、ベース基板部７の表面に反射層を設け、トレンチ部分（穴明き部分）の達した赤外線を赤外線検出部５Ｂに向って反射させるようにしてもよい。【００４７】
なお、上記の実施形態では、焦電型の赤外線センサについて説明したが、本発明は、いわゆるボロメータやサーモパイル等の赤外線センサにも適用可能である。
【図１】
2010073288.tif 000003
【図２】
2010073288.tif 000004
【図３】
2010073288.tif 000005
【図４】
2010073288.tif 000006
【図５】
2010073288.tif 000007
【図６】
2010073288.tif 000008
【図７】
2010073288.tif 000009
【図８】
2010073288.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月12日(2011.1.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ形式の赤外線検出装置における１のピクセルを構成する赤外線センサであって、
四周枠状に形成された枠状基板部と、
前記枠状基板部の内側に形成され、赤外線の入射方向となる上下方向に延在する突出基材部と、
前記突出基材部の少なくとも上部側面に設けられた赤外線検出部と、を備え、
前記突出基材部は、上下方向にリブ状を為す複数の要素基材部を網目状に組んで構成されていることを特徴とする赤外線センサ。
【請求項２】
前記複数の要素基材部は、複数の縦基材部と複数の横基材部とから成り、
前記突出基材部は、前記複数の縦基材部と前記複数の横基材部とを格子状に組んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項３】
前記突出基材部は、前記枠状基板部の内側に間隙を存して配設され、
前記突出基材部を前記枠状基板部に支持するビーム部を、更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項４】
前記ビーム部は、前記突出基材部と前記枠状基板部との間に渡した複数の梁状連結部で構成されている請求項３に記載の赤外線センサ。
【請求項５】
前記ビーム部は、前記突出基材部と前記枠状基板部との間に渡した複数の棒状連結部で構成されている請求項３に記載の赤外線センサ。
【請求項６】
前記枠状基板部の下端間を覆うと共に、前記突出基材部から離間させて配設したベース基板部を、更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項７】
前記枠状基板部と前記突出基材部とは、同一の材料で一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項８】
前記突出基材部の延在方向の長さ寸法が、前記突出基材部の厚さ寸法より大きいことを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項９】
前記突出基材部は、断熱性材料で、または表面に断熱層を有して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項１０】
前記赤外線検出部の表面には、赤外線吸収層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項１１】
前記赤外線検出部は、外側電極層と、焦電体層と、内側電極層とを積層して成ることを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項１２】
請求項１に記載の赤外線センサの製造方法であって、
基板を貫通するようにエッチングして前記枠状基板部と網目状の前記突出基材部とを形成するエッチング工程と、
前記エッチング工程の後、前記突出基材部に前記赤外線検出部を成膜する成膜工程と、を備えたことを特徴とする赤外線センサの製造方法。
【請求項１３】
請求項６に記載の赤外線センサの製造方法であって、
前記ベース基板部となる下基板、前記突出基材部と前記ベース基板部との間隙となる犠牲層、および前記枠状基板部となる上基板を重合して成る張合せ基板を用意し、
前記張合せ基板に対し、前記上基板を貫通するようにエッチングして前記枠状基板部と網目状の前記突出基材部とを形成するエッチング工程と、
前記エッチング工程の後、エッチングにより前記犠牲層を除去する犠牲層エッチング工程と、
前記犠牲層エッチング工程の後、前記突出基材部に前記赤外線検出部を成膜する成膜工程と、を備えたことを特徴とする赤外線センサの製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
技術分野
［０００１］
本発明は、ＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏ  ｅｌｅｃｔｒｏ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）センサにおける、焦電体センサ、サーモパイル、ボロメータ等の赤外線センサおよび赤外線センサの製造方法に関するものである。
背景技術
［０００２］
従来、この種の赤外線センサとして、複数の検出素子をマトリクス状に配列した赤外線検出装置が知られている（特許文献１参照）。各検出素子は、基板に形成された凹部の上方に浮くように配設した受光部と、受光部を基板に支持する梁と、を有しており、受光部は、その受光面が赤外線の光軸に直交するように、すなわち受光面が赤外線の光軸の方向に向くように配設されている。
特許文献１：特開２００７−３３３５５８号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
［００１３］
このように従来の赤外線センサでは、受光面積を大きくとると共に受光部から基板への熱伝導を抑制するために、梁により受光部を基板から浮かしたメンブレン構造をとっている。このため、赤外線センサ（検出素子）を製造するときに、犠牲層を設け、或いは大きく掘込みを入れる必要があり、加工が難しく手間がかりコスト高となる問題があった。
［０００４］
本発明は、検出感度を向上させることができる共に、簡単且つ歩留り良く製造することができる赤外線センサおよび赤外線センサの製造方法を提供することをその課題としている。
課題を解決するための手段
［０００５］
本発明の赤外線センサは、アレイ形式の赤外線検出装置における１のピクセルを構成する赤外線センサであって、四周枠状に形成された枠状基板部と、枠状基板部の内側に形成され、赤外線の入射方向となる上下方向に延在する突出基材部と、突出基材
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
部の少なくとも上部側面に設けられた赤外線検出部と、を備え、突出基材部は、上下方向にリブ状を為す複数の要素基材部を網目状に組んで構成されていることを特徴とする。
［０００６］
この場合、複数の要素基材部は、複数の縦基材部と複数の横基材部とから成り、突出基材部は、複数の縦基材部と複数の横基材部とを格子状に組んで構成されていることが好ましい。
［０００７］
この構成によれば、赤外線検出部が設けられた突出基材部が、赤外線の入射方向に延在しているため、この部分をエッチング（深堀のエッチング）等により簡単に形成することができる。また、赤外線検出部が突出基材部の少なくとも上部側面に設けられているため、赤外線を十分に受光することができる。さらに、放熱パスを抑制することができ、赤外線検出部からの熱伝導を抑制することができる。しかも、突出基材部は、リブ状の複数の要素基材部を網目状（格子状）に組んで構成されているため、要素基材部が肉薄であっても、突出基材部全体に強度を持たせることができる。
［０００８］
また、突出基材部は、枠状基板部の内側に間隙を存して配設され、突出基材部を枠状基板部に支持するビーム部を、更に備えることが好ましい。
［０００９］
この場合、ビーム部は、突出基材部と枠状基板部との間に渡した複数の梁状連結部で構成され、或いはビーム部は、突出基材部と枠状基板部との間に渡した複数の棒状連結部で構成されているが、好ましい。
［００１０］
この構成によれば、突出基材部と枠状基板部とを離しておくことができるため、赤外線検出部に受光した熱が基板に逃げる（熱伝導）のを、十分に抑制することができる。また、隣接する赤外線センサとの間の熱的クロストークを抑えることができる。なお、梁状連結部は、突出基材部と同一の高さとすることが好ましい。また、棒状連結部は、突出基材部の上端部あるいは下端部に連結されていることが、好ましい。
［００１１］
一方、枠状基板部の下端間を覆うと共に、突出基材部から離間させて配設したベース基板部を、更に備えることが好ましい。
［００１２］
この構成によれば、赤外線検出部に受光した熱が基板に逃げる（熱伝導）
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月12日(2011.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（micro electro mechanical system）センサにおける、焦電体センサ、サーモパイル、ボロメータ等の赤外線センサおよび赤外線センサの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の赤外線センサとして、複数の検出素子をマトリクス状に配列した赤外線検出装置が知られている（特許文献１参照）。各検出素子は、基板に形成された凹部の上方に浮くように配設した受光部と、受光部を基板に支持する梁と、を有しており、受光部は、その受光面が赤外線の光軸に直交するように、すなわち受光面が赤外線の光軸の方向に向くように配設されている。
【特許文献１】特開２００７−３３３５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように従来の赤外線センサでは、受光面積を大きくとると共に受光部から基板への熱伝導を抑制するために、梁により受光部を基板から浮かしたメンブレン構造をとっている。このため、赤外線センサ（検出素子）を製造するときに、犠牲層を設け、或いは大きく掘込みを入れる必要があり、加工が難しく手間がかりコスト高となる問題があった。
【０００４】
本発明は、検出感度を向上させることができる共に、簡単且つ歩留り良く製造することができる赤外線センサおよび赤外線センサの製造方法を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の赤外線センサは、枠状基板部の内側に間隙を存して配設され、赤外線の入射方向となる上下方向に延在する突出基材部と、突出基材部の少なくとも上部側面に設けられた赤外線検出部と、突出基材部を枠状基板部に支持するビーム部と、を備え、突出基材部は、上下方向にリブ状を為す複数の要素基材部を網目状に組んで構成されていることを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、赤外線検出部が設けられた突出基材部が、赤外線の入射方向に延在しているため、この部分をエッチング（深堀のエッチング）等により簡単に形成することができる。また、赤外線検出部が突出基材部の少なくとも上部側面に設けられているため、赤外線を十分に受光することができる。さらに、放熱パスを抑制することができ、赤外線検出部からの熱伝導を抑制することができる。しかも、突出基材部は、リブ状の複数の要素基材部を網目状（格子状）に組んで構成されているため、要素基材部が肉薄であっても、突出基材部全体に強度を持たせることができる。また、突出基材部と枠状基板部とを離しておくことができるため、赤外線検出部に受光した熱が基板に逃げる（熱伝導）のを、十分に抑制することができる。
【０００７】
この場合、ビーム部は、突出基材部と枠状基板部との間に渡した複数の梁状連結部で構成され、或いはビーム部は、突出基材部と枠状基板部との間に渡した複数の棒状連結部で構成されているが、好ましい。
【０００８】
この構成によれば、隣接する赤外線センサとの間の熱的クロストークを抑えることができる。なお、梁状連結部は、突出基材部と同一の高さとすることが好ましい。また、棒状連結部は、突出基材部の上端部あるいは下端部に連結されていることが、好ましい。
【０００９】
一方、枠状基板部の下端間を覆うと共に、突出基材部から離間させて配設したベース基板部を、更に備えることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、赤外線検出部に受光した熱が基板に逃げる（熱伝導）のを、十分に抑制することができるだけでなく、ベース基板部から反射した赤外線を赤外線検出部に吸収させることができる。しかも、ベース基板部により、枠状基板部の剛性を高めることができる。
【００１１】
また、枠状基板部と突出基材部とは、同一の材料で一体に形成されていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、エッチング等により基板から枠状基板部および突出基材部を簡単に形成することができる。
【００１３】
また、突出基材部の延在方向の長さ寸法が、突出基材部の厚さ寸法より大きいことが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、突出基材部を長くすることで、突出基材部の熱容量を小さくすることができ、赤外線検出部から突出基材部への熱伝導を抑制することができる。
【００１５】
また、突出基材部は、断熱性材料で、または表面に断熱層を有して形成されていることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、赤外線検出部の熱が突出基材部に伝熱導するのを、十分に抑制することができる。
【００１７】
また、赤外線検出部の表面には、赤外線吸収層が形成されていることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、赤外線検出部の赤外線吸収率を高めることができる。
【００１９】
また、赤外線検出部は、外側電極層と、焦電体層と、内側電極層とを積層して成ることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、突出基材部に作り込むのに適した赤外線検出部とすることができる。
【００２１】
本発明の赤外線センサの製造方法は、上記請求項２または３の赤外線センサの製造方法であって、基板を貫通するようにエッチングして枠状基板部と網目状の突出基材部とを形成するエッチング工程と、エッチング工程の後、突出基材部に赤外線検出部を成膜する成膜工程と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、検出感度の良好な赤外線センサを、簡単に且つ歩留り良く製造することができる。
【００２３】
本発明の他の赤外線センサの製造方法は、上記請求項４の赤外線センサの製造方法であって、ベース基板部となる下基板、突出基材部とベース基板部との間隙となる犠牲層、および枠状基板部となる上基板を重合して成る張合せ基板を用意し、張合せ基板に対し、上基板を貫通するようにエッチングして枠状基板部と網目状の突出基材部とを形成するエッチング工程と、エッチング工程の後、エッチングにより犠牲層を除去する犠牲層エッチング工程と、犠牲層エッチング工程の後、突出基材部に赤外線検出部を成膜する成膜工程と、を備えたことを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、検出感度が良好で強度の高い赤外線センサを、歩留り良く製造することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明によれば、赤外線検出部が設けられた突出基材部が、赤外線の入射方向に延在し、且つ突出基材部が枠状基板部の内側に配設されているため、赤外線を効率良く吸収することができると共に、赤外線検出部からの熱伝導を抑制することができる。したがって、検出感度を向上させることができる共に、歩留り良く簡単に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態に係る赤外線センサの斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る赤外線センサの断面図である。
【図３】変形例に係る赤外線センサの断面図である。
【図４】他の変形例に係る赤外線センサの断面図である。
【図５】第１実施形態に係る赤外線センサの製造方法を説明する説明図である。
【図６】第２実施形態に係る赤外線センサの斜視図である。
【図７】第３実施形態に係る赤外線センサの斜視図である。
【図８】第３実施形態に係る赤外線センサの製造方法を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  赤外線センサ                        １Ａ  赤外線センサ
１Ｂ  赤外線センサ                          ２  枠状基板部
３  突出基材部                          ３Ａ  突出基材部
３Ｂ  突出基材部                            ４  要素基材部
４ａ  縦基材部                            ４ｂ  横基材部
５  赤外線検出部                        ５Ａ  赤外線検出部
５Ｂ  赤外線検出部                          ６  ビーム部
６ａ  梁状連結部                          ６ｂ  棒状連結部
７  ベース基板部                        １１  断熱層
１３  内側電極層                          １４  焦電体層
１５  外側電極層                          ２０  張合せ基板
２１  下基板                              ２２  犠牲層
２３  上基板
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る赤外線センサおよびその製造方法について説明する。この赤外線センサは、シリコン（ウェーハ）等を材料として微細加工技術により製造されるＭＥＭＳ（micro electro mechanical system）センサであり、いわゆる焦電型の赤外線センサである。そして、この赤外線センサは、アレイ形式で製品化される赤外線検出装置のピクセル（エレメント）を構成するものである。
【００２９】
図１および図２に示すように、赤外線センサ１は、四周枠状に形成された枠状基板部２と、枠状基板部２の内側に形成され、リブ状の複数の要素基材部４を格子状に組んだ突出基材部３と、突出基材部３の表面を覆うように設けられた赤外線検出部５と、で構成されている。枠状基板部２および突出基材部３は、シリコン基板を貫通するエッチングにより形成されており、複数の要素基材部４を構成する複数の縦基材部４ａと複数の横基材部４ｂは、同一の高さ寸法であって同一の厚さに形成されている。また、枠状基板部２と突出基材部３とは、同一の高さ寸法に形成されている。
【００３０】
各要素基材部（突出基材部３）４は、赤外線の入射方向（図示の高さ方向）に長く延在すると共に、可能な限り薄く形成されている。すなわち、要素基材部（突出基材部３）４の厚さを１μｍ以下とすることが好ましい。少なくとも、要素基材部（突出基材部３）４の高さ寸法をその厚さ寸法より大きくする。また、突出基材部３の表面には、断熱層１１（熱絶縁層）が形成されている。この断熱層１１は、突出基材部３を熱酸化（ＳｉＯ２）させることで形成する。もっとも、突出基材部（要素基材部４）３が薄手に形成されている場合には、突出基材部３の全体を熱酸化するようにしてもよい。また、突出基材部３の表面に、熱伝導率の低い材料で成膜を行い低熱伝導層を形成するようにしてもよい。
【００３１】
なお、実施形態における突出基材部３は、４枚の縦基材部４ａと３枚の横基材部４ｂとを格子状に組んで構成されているが、これら基材部４ａ，４ｂの枚数は任意である。また、複数の要素基材部４の相互の離間寸法や高さ寸法も、任意である。さらに、突出基材部３は、その要素基材部４を格子状の他、ハニカム状に組んでもよい。すなわち、突出基材部３の強度を考慮し、複数の要素基材部４を網目状に組むことが好ましい。さらにまた、各要素基材部（突出基材部３）４の先端部を（断面方向において）鋭角に形成するようにしてもよい（図３参照）。このようにすれば、突出基材部３の先端面、すなわち赤外線検出部５の先端面からの赤外線の反射を防止することができ、赤外線検出部５の赤外線吸収率を高めることができる。
【００３２】
図２に示すように、赤外線検出部５は、突出基材部（要素基材部４）３に内側電極層１３、焦電体層１４および外側電極層１５を順に積層して構成されている。突出基材部３に対し赤外線検出部５は、突出基材部３の上部側面にのみ形成することが好ましいが、成膜工程の関係から、突出基材部３の表面全域に亘って形成されている。焦電体層１４は、例えばＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ＳＢＴ（ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９）、ＢＩＴ（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２）、ＬＴ（ＬｉＴａＯ３）、ＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）、ＢＴＯ（ＢａＴｉＯ３）、ＢＳＴ（ＢａＳｒＴｉＯ３）等で構成されている。この場合、焦電体層１４は、検出感度を考慮し誘電率の低い材質のものが好ましく、また赤外線検出部５の上部をポストアニール処理により高結晶化すること、更には分極の配向を、突出基材部３の表面に対しＣ軸配向とすることが好ましい。このように構成することで、焦電体層１４の検出感度を高めることができる。
【００３３】
内側電極層１３は、例えばＳＲＯ、Ｎｂ−ＳＴＯ、ＬＮＯ（ＬａＮｉＯ３）等で構成されている。この場合、内側電極層１３上への焦電体層１４の成膜を考慮し、内側電極層１３は結晶構造が焦電体層１４と同一の材料とすることが好ましい。また、内側電極層１３は、一般的なＰｔ、Ｉｒ、Ｔｉ等で構成してもよい。そして、外側電極層１５の表面に赤外線吸収層（図示省略）を設け、赤外線の吸収率を高めるようにしてもよい。この場合、赤外線吸収層は、Ａｕ−Ｂｌａｃｋ等で構成する。なお、上述のように、赤外線検出部５を、突出基材部（要素基材部４）５の上部にのみ形成するようにしてもよい（図４参照）。例えば、枠状基板部２を回転させながら、内側電極層１３、焦電体層１４および外側電極層１５を斜めから成膜することで、赤外線検出部５を突出基材部３の上部にのみ形成する。
【００３４】
次に、図５を参照して、赤外線センサ１の製造方法について説明する。実施形態の赤外線センサ１は、シリコン基板（ウェーハ）を用い、半導体の微細加工技術により製造される。先ず、フォトリソグラフィーによりレジストを塗布されたシリコン基板に、貫通するようにエッチング（貫通エッチング：ＤｅｅｐＲＩＥ）を行って、枠状基板部および格子状の突出基材部３を形成する（エッチング工程：図５（ａ））。次に、熱酸化処理を行い突出基材部３の表面に酸化膜、すなわち断熱層１１を形成する（熱酸化工程：図５（ｂ））。続いて、突出基材部２の表面に、内側電極層１３、焦電体層１４および外側電極層１５の順で、例えばエピタキシャル成長（ＣＶＤ）により赤外線検出部５を成膜する（成膜工程：図５（ｃ））。このエピタキシャル成長では、高品質の成膜を行うべく、特に突出基材部３と内側電極層１３との間には、それぞれバッファ層（図示省略）を設けることが好ましい。バッファ層は、例えばＹＳＺ、ＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳＴＯが好ましい。
【００３５】
なお、成膜工程の後、内側電極層１３および外側電極層１５間に高電圧を印加し、焦電体層１４の結晶を突出基材部３の表面に垂直となるように処理する分極処理を行ってもよい。簡易には、赤外線検出部５の上部にポストアニールを行い、焦電体層１４の結晶化を促進するようにしてもよい。これにより、赤外線検出部５の検出感度を向上させることができる。
【００３６】
このような構成では、赤外線検出部５が設けられた突出基材部３が、赤外線の入射方向に延在しているため、この部分をエッチング（貫通エッチング）により簡単に形成することができる。また、赤外線検出部５が突出基材部３の全域に設けられているため、赤外線を十分に受光することができる。さらに、突出基材部３の体積、すなわち伝熱パスを抑制することができ、赤外線検出部５からの熱伝導を抑制することができる。しかも、突出基材部３は、リブ状の複数の要素基材部４を網目状（格子状）に組んで構成されているため、要素基材部４が肉薄であっても、突出基材部３全体に強度を持たせることができる。したがって、検出感度を向上させることができる共に、歩留り良く簡単に製造することができる。
【００３７】
次に、図６を参照して、赤外線センサの第２実施形態について説明する。なお、この説明では、第１実施形態と異なる部分を主に説明する。第２実施形態の赤外線センサ１Ａでは、突出基材部３Ａが、枠状基板部２の内側に間隙を存して配設され、突出基材部３Ａがビーム部６を介して枠状基板部２に支持されている。この場合、ビーム部６を、図６（ａ）に示すように、突出基材部３Ａと枠状基板部２との間に渡した一対（複数）の梁状連結部６ａ，６ａで構成してもよいし、図６（ｂ）に示すように、突出基材部３Ａと枠状基板部２との間に渡した一対（複数）の棒状連結部６ａ，６ａで構成してもよい。
【００３８】
図６（ａ）の一対の梁状連結部６ａ，６ａは、平面内において突出基材部３Ａの中心線上に位置しており、赤外線検出部５Ａを有して上記の要素基材部４と同一の形態に形成されている。そして、この一対の梁状連結部６ａ，６ａの赤外線検出部５Ａは、検出信号を取り出す配線を兼ねている。
同様に、図６（ｂ）の一対の棒状連結部６ｂ，６ｂは、平面内において突出基材部３Ａの中心線上に位置しており、突出基材部３Ａと枠状基板部２との上端部間に渡されている。この場合も、各棒状連結部６ｂには、赤外線検出部５Ａが形成されている。そして、この一対の棒状連結部６ｂ，６ｂの赤外線検出部５Ａも、検出信号を取り出す配線を兼ねている。この場合、一対の棒状連結部６ｂ，６ｂを、突出基材部３Ａと枠状基板部２との下端部間或いは中間部間に渡すようにしてもよい。
【００３９】
なお、ビーム部６を構成する連結部の数および形状は、任意である。例えば、ビーム部６を、複数の平板状の連結部で構成するようにしてもよい。
【００４０】
そして、各突出基材部３Ａの断面構造および各赤外線検出部５Ａの断面構造も、第１実施形態のものと同一であり（図２参照）、ここでは、説明を省略する。また、赤外線センサ１Ａの製造方法についても、第１実施形態と同様に、シリコン基板を貫通するように行なうエッチング工程（図５（ａ）参照）、熱酸化工程（図５（ｂ）参照）および成膜工程（図５（ｃ）参照）を経て赤外線センサ１Ａが作成される。
【００４１】
このような構成では、赤外線検出部５Ａが設けられた突出基材部３Ａが、赤外線の入射方向に延在しているため、この部分をエッチング（貫通エッチング）により簡単に形成することができる。また、赤外線検出部５Ａが突出基材部３Ａの全域に設けられているため、赤外線を十分に受光することができる。さらに、突出基材部３Ａが小さく形成され且つビーム６で枠状基板部２に連結されているため、突出基材部３Ａの伝熱パスを抑制することができ、且つ枠状基板部２への熱伝導を抑制することができる。したがって、検出感度を向上させることができる共に、歩留り良く簡単に製造することができる。
【００４２】
次に、図７を参照して、赤外線センサの第３実施形態について説明する。なお、この説明では、第２実施形態と異なる部分を主に説明する。第３実施形態の赤外線センサ１Ｂは、第２実施形態における突出基材部３Ａの下部を切り詰めた形態の突出基材部３Ｂを有すると共に、枠状基板部２の下端間が薄いベース基板部７で覆われている。また、突出基材部３Ｂは、第２実施形態と同様の一対（複数）の棒状連結部６ａ，６ａかに成るビーム部６により、枠状基板部２に支持されている。そして、各突出基材部３Ｂの断面構造および各赤外線検出部５Ｂの断面構造も、第２実施形態と同一であり（図２参照）、ここでは、説明を省略する。
【００４３】
一方、図８に示すように、第３実施形態の赤外線センサ１Ｂの製造方法では、ベース基板部７となる下基板２１、突出基材部３Ｂとベース基板部７との間隙（ギャップ）となる犠牲層２２、および枠状基板部２となる上基板２３を重合して成る張合せ基板２０を用意する（図８（ａ）参照）。そして、張合せ基板２０に対し、上基板２３を貫通するようにエッチングを行って、枠状基板部２と格子状の突出基材部３Ｂとを形成する（エッチング工程：図８（ｂ））。次に、エッチングにより突出基材部３Ｂのトレンチ部分（穴明き部分）の犠牲層を除去する（犠牲層エッチング工程：図８（ｃ））。その後、第２実施形態と同様に、熱酸化工程（図６（ｂ）参照）および成膜工程（図６（ｃ）参照）を実施する。なお、張合せ基板２０に代えて単板の基板を用い、枠状基板部２と突出基材部３Ｂとのギャップ部分を、エッチングにより除去するようにしてもよい。
【００４４】
このような構成では、突出基材部３Ｂが小さく形成され且つビーム６で枠状基板部２に連結されているため、突出基材部３Ｂの伝熱パスを抑制することができ、且つ枠状基板部２への熱伝導を抑制することができる。したがって、検出感度を向上させることができる共に、歩留り良く簡単に製造することができる。また、ベース基板部７を設けることにより、強度アップを図ることができる。なお、ベース基板部７の表面に反射層を設け、トレンチ部分（穴明き部分）の達した赤外線を赤外線検出部５Ｂに向って反射させるようにしてもよい。
【００４５】
なお、上記の実施形態では、焦電型の赤外線センサについて説明したが、本発明は、いわゆるボロメータやサーモパイル等の赤外線センサにも適用可能である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
四周枠状に形成された枠状基板部と、
前記枠状基板部の内側に間隙を存して配設され、赤外線の入射方向となる上下方向に延在する突出基材部と、
前記突出基材部の少なくとも上部側面に設けられた赤外線検出部と、
前記突出基材部を前記枠状基板部に支持するビーム部と、を備え、
前記突出基材部は、上下方向にリブ状を為す複数の要素基材部を網目状に組んで構成されていることを特徴とする赤外線センサ。
【請求項２】
前記ビーム部は、前記突出基材部と前記枠状基板部との間に渡した複数の梁状連結部で構成されている請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項３】
前記ビーム部は、前記突出基材部と前記枠状基板部との間に渡した複数の棒状連結部で構成されている請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項４】
前記枠状基板部の下端間を覆うと共に、前記突出基材部から離間させて配設したベース基板部を、更に備えたことを特徴とする請求項２または３に記載の赤外線センサ。
【請求項５】
前記枠状基板部と前記突出基材部とは、同一の材料で一体に形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の赤外線センサ。
【請求項６】
前記突出基材部の延在方向の長さ寸法が、前記突出基材部の厚さ寸法より大きいことを特徴とする請求項２または３に記載の赤外線センサ。
【請求項７】
前記突出基材部は、断熱性材料で、または表面に断熱層を有して形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の赤外線センサ。
【請求項８】
前記赤外線検出部の表面には、赤外線吸収層が形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の赤外線センサ。
【請求項９】
前記赤外線検出部は、外側電極層と、焦電体層と、内側電極層とを積層して成ることを特徴とする請求項２または３に記載の赤外線センサ。
【請求項１０】
請求項２または３に記載の赤外線センサの製造方法であって、
基板を貫通するようにエッチングして前記枠状基板部と網目状の前記突出基材部とを形成するエッチング工程と、
前記エッチング工程の後、前記突出基材部に前記赤外線検出部を成膜する成膜工程と、を備えたことを特徴とする赤外線センサの製造方法。
【請求項１１】
請求項４に記載の赤外線センサの製造方法であって、
前記ベース基板部となる下基板、前記突出基材部と前記ベース基板部との間隙となる犠牲層、および前記枠状基板部となる上基板を重合して成る張合せ基板を用意し、
前記張合せ基板に対し、前記上基板を貫通するようにエッチングして前記枠状基板部と網目状の前記突出基材部とを形成するエッチング工程と、
前記エッチング工程の後、エッチングにより前記犠牲層を除去する犠牲層エッチング工程と、
前記犠牲層エッチング工程の後、前記突出基材部に前記赤外線検出部を成膜する成膜工程と、を備えたことを特徴とする赤外線センサの製造方法。
【国際調査報告】
2010073288.tif 000011
2010073288.tif 000012
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