(57)【要約】【課題】  アームの強度を高め、アームから熱の散逸を低減し、あるいはアーム上の配線の断線も防止できる熱型光検出器を提供すること。【解決手段】  熱型光検出器１０Ａ〜１０Ｄは、検出素子３０と、検出素子を支持する支持部材４０，１００，２００，３３０とを有する。支持部材は、検出素子を搭載する搭載部材５０とそれに連結されたアーム６０と、配線層８０とを含む。アームは、搭載部材かに連結されたアーム基端部６２と、アーム基端部に連結されたアーム本体部６４とを含む。アーム本体部はアーム基端部から第１延在方向に延び、アーム基端部は搭載部から第１延在方向に延びる。アーム本体部は第１幅に形成され、アーム基端部は第１幅よりも広い第２幅に形成される。第２幅のアーム基端部及び第１幅のアーム本体部が延びる第１，第２延在方向は交差している。【選択図】      図１
2011153871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱型光検出素子と、
前記熱型光検出素子を支持する支持部材と、
を有し、
前記支持部材は、
前記熱型光検出素子を搭載する搭載部材と、
前記搭載部材に連結された少なくとも１本のアームと、
前記搭載部材及び前記少なくとも１本のアームに形成されて、前記熱型光検出素子に接続される配線層と、
を含み、
前記少なくとも１本のアームは、
前記搭載部材に連結されたアーム基端部と、
前記アーム連結部に連結されたアーム本体部と、
を含み、
前記アーム本体部は、前記アーム基端部から前記搭載部材の輪郭に沿って第１延在方向に延在され、前記アーム基端部は前記搭載部材から外方に向う第２延在方向に延在され、
前記アーム本体部は前記第１延在方向と直交する幅が第１幅に形成され、前記アーム基端部は前記第２延在方向と直交する幅が前記第１幅よりも広い第２幅に形成され、
前記第１延在方向と前記第２延在方向とが交差していることを特徴とする熱型光検出器。
【請求項２】
請求項１において、
前記少なくとも１本のアームの前記アーム本体の端部を支持する基板をさらに有し、
前記基板と前記支持部材との間には空洞部が設けられていることを特徴とする熱型光検出器。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記少なくとも１本のアームは第１，第２アームを含み、
前記第１，第２アームの少なくとも一方に前記配線層を有することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１，第２アームは、前記搭載部材の中心に対して点対称位置に前記アーム基端部をそれぞれ有することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項５】
請求項４において、
前記配線層は、
前記熱型光検出素子に接続され、前記アーム基端部に配置される第３幅の第１配線層と、
前記第１配線層に接続され、前記アーム本体部に配置される前記第３幅よりも狭い第４幅の第２の配線層と、
を含むことを特徴とする熱型光検出器。
【請求項６】
請求項５において、
前記熱型光検出素子は、
上部電極を含む多層構造と、
前記支持部材より隆起する前記多層構造の側面及び頂面を覆い、かつ、前記頂面に形成されて前記上部電極を露出させる開口が形成された絶縁膜と、
前記開口に充填されて前記上部電極と接続される電極コンタクトと、
を含み、
前記第１配線層は、前記電極コンタクトに接続されて、前記絶縁膜上の斜面と、前記絶縁膜と前記支持部材との段差部とを経由して前記アーム基端部に延びていることを特徴とする熱型光検出器。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記搭載部材は平面視で四辺以上の多角形であり、
前記アーム基端部は前記多角形の一辺に直交する方向に延び、
前記アーム本体部は前記一辺と平行な方向に延びる部分を有することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記搭載部材は平面視で輪郭線が湾曲線であり、
前記少なくとも一本のアームは、前記アーム基端部が、前記搭載部材の湾曲した輪郭線と、前記少なくとも一本のアームの外側輪郭線との間の領域に亘って幅広領域を有することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項９】
請求項２乃至６のいずれかにおいて、
前記搭載部材は平面視で湾曲した輪郭線を含み、
前記第１アームは、前記アーム基端部が、前記搭載部材の湾曲した輪郭線と、前記第１アームの外側輪郭線との間の領域に亘って幅広領域を有し、
前記第２アームの前記アーム本体部は、前記第１アームの前記アーム基端部に沿って延びる部分を含むことを特徴とする熱型光検出器。
【請求項１０】
請求項９において、
前記第１アームの前記外側輪郭線は、前記アーム基端部にて互いに交わる２本の輪郭直線を含み、
前記第２アームの前記アーム本体部は、前記第１アームの前記２本の輪郭直線の一つに沿って延びる部分を有することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の熱型光検出器を、直交二軸方向に沿って二次元配置したことを特徴とする熱型光検出装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の熱型光検出器を含むことを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
請求項１１に記載の熱型光検出装置を含むことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線検出器等の熱型光検出器、熱型光検出装置及び電子機器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱型光検出装置として、焦電型またはボロメータ型の赤外線検出装置が知られている。赤外線検出装置は、赤外線吸収膜に吸収された赤外線による発熱に基づいて、熱型赤外線検出素子にて起電力を生じさせるか（焦電型）、または抵抗値を変化させて（ボロメータ型）、赤外線を検出している。赤外線検出素子は支持部材に支持され、支持部材と基板との間には、熱分離のための空洞部が形成されている。
【０００３】
熱型赤外線検出素子からの熱の散逸を低減することを考慮すると、支持部材が基板と連結される支持アーム部分は、細く長くして熱コンダクタンスを下げ、熱容量を小さくした方が良い。しかし、支持アームを細く長く形成すると剛性が不足する。剛性が不足すると、製造時に空洞部の底面に支持部材が付着して離れなくなり（スティッキング）、あるいは使用時に検出素子の向きが変わって受光効率が落ちてしまう。
【０００４】
このため、支持アームは縦断面視で見て面取り形状や曲面形状にして、支持アームへの応力を緩和したり（特許文献１）、あるいは支持アームの断面二次モーメントを増大させる段差やアンダーカットを形成し、曲げ剛性を高めることが提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３１１９７号公報
【特許文献２】特開２００７−７１８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
平面視で輪郭形状を変えることは確立された半導体製造技術の中のフォトリソグラフィ工程を用いたパターニングにより容易にできる。しかし、特許文献１に示された縦断面視での段差やアンダーカット形状は、空洞部を形成するための犠牲層の形成とその等方性エッチングを利用して行うとしても、形状出しが困難であり、支持アームの一部のみをマスクして等方性エッチングするには工程が増加してしまう。
【０００７】
さらに、熱型光検出素子への配線を支持アームに形成することを考慮すると、支持アームの平面視での形状や、配線を通じた熱の散逸や配線の断線など、強度補償と共に熱伝達及び配線との関係で支持アームをさらに改善する課題が生じた。
【０００８】
本発明の幾つかの態様によれば、アームの強度を高め、アームからの熱の散逸を低減し、あるいはアーム上の配線の断線も防止できる熱型光検出器、熱型光検出装置及び電子機器等を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る熱型光検出器は、
熱型光検出素子と、
前記熱型光検出素子を支持する支持部材と、
を有し、
前記支持部材は、
前記熱型光検出素子を搭載する搭載部材と、
前記搭載部材に連結された少なくとも１本のアームと、
前記搭載部材及び前記少なくとも１本のアームに形成されて、前記熱型光検出素子に接続される配線層と、
を含み、
前記少なくとも１本のアームは、
前記搭載部材に連結されたアーム基端部と、
前記アーム連結部に連結されたアーム本体部と、
を含み、
前記アーム本体部は、前記アーム基端部から前記搭載部材の輪郭に沿って第１延在方向に延在され、前記アーム基端部は前記搭載部材から外方に向う第２延在方向に延在され、
前記アーム本体部は前記第１延在方向と直交する幅が第１幅に形成され、前記アーム基端部は前記第２延在方向と直交する幅が前記第１幅よりも広い第２幅に形成され、
前記第１延在方向と前記第２延在方向とが交差していることを特徴とする。
【００１０】
本発明の一態様によれば、アームが搭載部材と連結されるアーム基端部が幅広の第２幅に形成されているので、熱コンダクタンスを小さくするためにアーム本体部を幅狭の第１幅に形成しても、第２幅のアーム基端部にてアーム強度を高めることができる。例えば、振動や温度変化によるアーム伸縮によりアーム基端部に外力が作用しても、強度の大きい第２幅のアーム基端部はその外力に耐えることができ、破損等を防止できる。よって、検出器の信頼性が向上する。
【００１１】
さらに、第２幅のアーム基端部及び第１幅のアーム本体部がそれぞれ延在する第１，第２延在方向は交差しているので、配線層が引き回されて配線され、その分配線層を長くして配線層による熱の散逸を低減できる。
【００１２】
加えて、熱型光検出素子の輪郭に合わせて搭載部材の輪郭をほぼ相似形としても、搭載部材から膨出したアーム基端部にて配線方向を変更できるので、搭載部材のほぼ全域を熱型光検出素子にて占有させることができる。よって、１セルあたりの受光面積を増大でき、熱型光検出器の感度を向上させることができる。
【００１３】
本発明の一態様では、前記少なくとも１本のアームの前記アーム本体の端部を支持する基板をさらに有し、前記基板と前記支持部材との間には空洞部を設けることができる。これにより、支持部材を基板から熱分離することができ。
【００１４】
本発明の一態様では、前記少なくとも１本のアームは第１，第２アームを含むことができ、前記第１，第２アームの少なくとも一方に前記配線層を有することができる。つまり、配線層は２本のアームにそれぞれ設けても良いし、１本のアームにまとめて設けても良い。
【００１５】
本発明の一態様では、前記第１，第２アームは、前記搭載部材の中心に対して点対称位置に前記アーム基端部をそれぞれ有することができる。
【００１６】
こうすると、２本のアームは、搭載部材の中心に対して点対称位置に配置されたアーム基端部からそれぞれ搭載部材に沿ってアーム本体部を延在されるので、２本のアーム及び配線層の長さを最大にすることができる。これによっても、熱コンダクタンスを最小にできる。また、例えば温度変化によるアーム伸縮時には搭載部材を平面視にて互いに逆向きに回転させるモーメントが生じ、逆向きの回転モーメントは相殺されるので、アーム基端部が破損しない限り搭載部材上の赤外線検出素子が位置ずれすることもない。
【００１７】
本発明の一態様では、前記配線層は、前記熱型光検出素子に接続され、前記アーム基端部に配置される第３幅の第１配線層と、前記第１配線層に接続され、前記アーム本体部に配置される前記第３幅よりも狭い第４幅の第２の配線層と、を含むことができる。
【００１８】
アーム基端部は幅広の第２幅に形成されているので、アーム基端部に幅広の第３幅の第１配線層を形成することができ、幅狭の第１幅のアーム本体部には幅狭の第４幅の第２配線層を形成することがきる。熱型光検出素子は搭載部材に積層されるので、積層によって段差が生じた部分に配線されることがあるが、第１配線層を第３幅と幅広とすることで断線を防止できる。なお、配線層による熱コンダクタンスは、幅狭である第４幅の第２配線層が支配的となるので、熱コンダクタンスが大きくなることもない。
【００１９】
本発明の一態様では、前記熱型光検出素子は、上部電極を含む多層構造と、前記支持部材より隆起する前記多層構造の側面及び頂面を覆い、かつ、前記頂面に形成されて前記上部電極を露出させる開口が形成された絶縁膜と、前記開口に充填されて前記上部電極と接続される電極コンタクトと、を含み、前記第１配線層は、前記電極コンタクトに接続されて、前記絶縁膜上の斜面と、前記絶縁膜と前記支持部材との段差部とを経由して前記アーム基端部に延びるように構成できる。
【００２０】
このように、絶縁膜上の斜面と、絶縁膜と支持部材との段差部とを経由してアーム基端部に延びる第１配線層を幅広とすることで、特に斜面や段差部での第１配線層の断線を低減できる。
【００２１】
本発明の一態様では、前記搭載部材は平面視で四辺以上の多角形とすることができる。この場合、前記アーム基端部は前記多角形の一辺に直交する方向に延び、前記アーム本体部は前記一辺と平行な方向に延びる部分を有することができる。こうすると、幅広のアーム基端部及び幅狭のアーム本体部は、各延在方向が直交することになる。
【００２２】
本発明の一態様では、前記搭載部材は平面視で輪郭線が湾曲線であり、前記少なくとも一本のアームは、前記アーム基端部が、前記搭載部材の湾曲した輪郭線と、前記少なくとも一本のアームの外側輪郭線との間の領域に亘って幅広領域を有することができる。このように、搭載部材の輪郭が円等の湾曲線であっても良い。
【００２３】
本発明の一態様では、前記搭載部材は平面視で輪郭線が円形であり、前記少なくとも１本のアームの前記外側輪郭線と、前記搭載部材の前記円形の輪郭線とを、同心円に沿って形成することができる。こうすると、１セルあたりの熱型光検出器の輪郭が円形となって、１セルあたりの熱型光検出器の面積効率を高めることができる。
【００２４】
本発明の一態様では、平面視にて、前記搭載部材の中心に対して、前記アーム基端部の形成範囲が９０度未満とすることができる。こうすると、前記アーム本体部の形成範囲が９０度以上に亘って確保でき、アーム本体部の長さを確保することで熱コンダクタンスを小さくすることができる。
【００２５】
本発明の一態様では、前記搭載部材は平面視で湾曲した輪郭線を含み、前記第１アームは、前記アーム基端部が、前記搭載部材の湾曲した輪郭線と、前記第１アームの外側輪郭線との間の領域に亘って幅広領域を有し、前記第２アームの前記アーム本体部は、前記第１アームの前記アーム基端部に沿って延びる部分を含むことができる。こうして、アーム本体部の長さを確保することで熱コンダクタンスを小さくすることができる。
【００２６】
本発明の一態様では、前記第１アームの前記外側輪郭線は、前記アーム基端部にて互いに交わる２本の輪郭直線を含み、前記第２アームの前記アーム本体部は、前記第１アームの前記２本の輪郭直線の一つに沿って延びる部分を有することができる。この場合は、アームが直線部分を有することで、アーム本体部の長さを確保することができ、熱コンダクタンスを小さくすることができる。
【００２７】
本発明の他の態様に係る熱型光検出装置は、上述した熱型光検出器を、直交二軸方向に沿って二次元配置して構成することができる。この熱型光検出装置は、光（温度）分布画像を提供できる。このとき、１セルの熱型光検出器の面積効率が高いと、緻密な画像を提供できる。
【００２８】
本発明のさらに他の態様に係る電子機器は、上述した熱型検出器または熱型光検出装置を有することで、光（温度）分布画像を出力するサーモグラフィー、車載用ナイトビジョンまたは監視カメラの他、物体の物理情報の解析（測定）を行う解析機器（測定機器）、火や発熱を検知するセキュリティー機器、工場などに設けられるＦＡ（Factory Automation）機器などに最適である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る赤外線検出器の支持部材と配線の平面レイアウトを示す平面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図１のIII−III断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る赤外線検出器の支持部材と配線の平面レイアウトを示す平面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る赤外線検出器の支持部材と配線の平面レイアウトを示す平面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る赤外線検出器の支持部材と配線の平面レイアウトを示す平面図である。
【図７】本発明の第１，第４実施形態に係る赤外線検出器を二次元配列した赤外線検出装置のセル配列を示す平面図である。
【図８】本発明の第２，第３実施形態に係る赤外線検出器を二次元配列した赤外線検出装置のセル配列を示す平面図である。
【図９】電子機器の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３１】
１．第１実施形態
１．１．赤外線検出器の全体構造
図１は本発明の熱型光検出器の第１実施形態に係る赤外線検出器の平面図であり、支持部材と配線の平面レイアウトを示している。図２は図１のII-II断面図である。この赤外線検出器１０Ａは１セルを示しており、１セル分の赤外線検出器が直交二軸方向に沿って基板上に二次元配置されることで、赤外線検出装置を構成することができる。
【００３２】
赤外線検出器１０Ａは、図１及び図２に示すように、基板２０と、赤外線吸収膜（広義には光吸収膜）３２を含む赤外線検出素子（広義には熱型光検出素子）３０と、赤外線検出素子３０を支持する支持部材（メンブレム）４０と、を含んでいる。基板２０と支持部材４０とは空洞部７０を介して熱分離されている。赤外線検出素子３０は、支持部材４０が空洞部７０と面する第１面（図２の下面）と対向する第２面（図２の上面）に搭載されている。
【００３３】
この赤外線検出器１０Ａでは、入射赤外線が赤外線吸収膜３２にて吸収され、吸収された赤外線による発熱が、赤外線検出素子３０にて起電力を生じさせ、または抵抗値を変化させることで、赤外線を検出することができる。この際、赤外線検出素子３０を搭載する支持部材４０と、熱容量の大きい基板２０との間には空洞部７０が存在している。このため、赤外線検出素子３０と基板２０とは熱分離され、熱損失を少なくして赤外線を検出することができる。
【００３４】
具体的には、支持部材４０は、赤外線検出素子３０を搭載する搭載部材５０と、一端が搭載部材５０に連結され、他端が基板２０側に支持された少なくとも１本のアーム６０、例えば２本の第１，第２アーム６０を有することができる。本実施形態では、２本のアーム６０は搭載部材５０の中心に対して点対称位置に配置されている。この２本のアーム６０には、熱型光検出素子と接続される配線層８０（８２，８４）を形成することができる。なお、アーム６０を１本設け、配線層８２，８４を１本のアーム６０に形成しても良い。
【００３５】
基板２０と支持部材４０とを熱分離するために、基板２０の表面には２本のポスト７２が立設され、その２つのポスト７２に２本のアーム６０が支持されている。このように、ポスト７２により、基板２０と支持部材４０との間を含む領域を空洞部７０とすることができる。支持部材４０は体積の小さなポスト７２を介して基板２０に支持されるので、支持部材４０から基板２０に向う熱伝達経路の熱コンダクタンスは低く、赤外線吸収膜３２を含む赤外線検出素子３０からの熱の散逸を低減できる。
【００３６】
キャパシタ３４は、搭載部材５０に搭載される第１電極（下部電極）３４Ａと、第１電極３４Ａと対向配置される第２電極（上部電極）３４Ｂと、第１，第２電極３４Ａ，３４Ｂ間に配置される焦電材料としての強誘電体膜３４Ｃとを含んでいる。第１電極３４Ａは配線層８２に、第２電極３４Ｂは配線層８４に接続される。キャパシタ３４は、赤外線に起因した発熱に基づいて自発分極し、その自発分極による電荷を取り出すことで、赤外線を検出することができる。赤外線検出法としては、例えば、機械式チョッパーで赤外線を断続させて交番する電気分極現象として取り出すか、あるいは、自発電極の向きに対して表面電荷を引き寄せる極性の電圧を印加し、電圧印加停止後に引き寄せられた電荷に応じて変化したキャパシタ両端電圧を検出することができる。
【００３７】
このキャパシタ３４の側面と天面は、例えば、強誘電体膜３４Ｃの還元による劣化を防止するための水素バリア膜３６を介在させて、電気的絶縁膜３８により覆うことができる。赤外線吸収膜３２は、電気的絶縁膜３８を覆って形成されている。この水素バリア膜３６と絶縁膜３８に形成されたコンタクトホール（開口）にプラグ（電極コンタクト）９０が埋め込み形成され、プラグ９０を介して第２電極３４Ｂと配線層８４とが電気的に接続される。
【００３８】
なお、赤外線吸収膜３２、支持部材４０、配線層８０を含む赤外線検出器１０Ａの表面側は、図では省略されているが、製造過程で空洞部７０に配置されていた犠牲層をエッチングにより形成する際のマスク層として機能する上部保護膜により覆うことができる。同様に、基板２０が空洞部７０に臨む表面に、図示しない下部保護膜を有することができる。
【００３９】
１．２．赤外線検出器のアーム及び配線構造
本実施形態では、２本のアーム６０は点対称に配置され、同一形状を有するので、以下、これらを総称したアーム６０として説明する。アーム６０は、搭載部材５０の連結辺６２Ａに連結されたアーム基端部６２と、アーム基端部６２より搭載部材５０の輪郭に沿って延びるアーム本体部６４とを含む。
【００４０】
アーム本体部６４は、アーム基端部６２から搭載部材５０の輪郭（四角形）の一辺である連結辺６２Ａと平行な第１延在方向に延在している。一方、アーム基端部６２は、搭載部材５０から搭載部材５０の輪郭（四角形）の一辺である連結辺６２Ａに対して垂直な第２延在方向に延在されている。従って、アーム本体部６４が延びる第１延在方向とアーム基端部６２が延びる第２延在方向とは交差している（図１の例では直交）。
【００４１】
アーム本体部６４は、第１延在方向（長手方向）と直交する第１幅が幅Ｗ１にて形成されている。アーム基端部６２は、搭載部材５０との連結辺６２Ａに対して垂直な第２延在方向と直交する第２幅が第１幅Ｗ２よりも広い幅Ｗ２に形成されている。本実施形態では、幅Ｗ２は基端の最大幅Ｗ２ｍａｘから徐々に減少して最小幅Ｗ２ｍｉｎとなっているが、最小幅Ｗ２ｍｉｎ＞Ｗ１となっている。
【００４２】
なお、アーム基端部６２の形成領域は過度に大きくする必要はない。搭載部材５０の中心に対して、アーム基端部６２の形成範囲は９０度未満であり、アーム本体部６４の形成範囲が９０度以上確保することが好ましい。こうすると、支持部材４０の中で熱コンダクタンスが支配的となるアーム本体部６４を、比較的長く確保でき、低い熱コンダクタンスを確保できる。
【００４３】
本実施形態では、アーム６０が搭載部材５０と連結されるアーム基端部６２が幅広に形成されているので、熱コンダクタンスを小さくするためにアーム本体部６４を幅狭に形成しても、幅広のアーム基端部６２にてアーム強度を高めることができる。例えば、振動や温度変化によるアーム伸縮によりアーム基端部６２に外力が作用しても、強度の大きい幅広のアーム基端部６２はその外力に耐えることができ、破損等を防止できる。よって、検出器１０Ａの信頼性が向上する。
【００４４】
さらに、幅広のアーム基端部６２及び幅狭のアーム本体部６４は、各幅Ｗ１，Ｗ２方向と直交する各延在方向が交差しているので、配線層８０が引き回されて配線され、その分配線層８０を長くして配線層８０による熱の散逸を低減できる。
【００４５】
特に本実施形態では、２本のアーム６０は、搭載部材５０の中心に対して点対称位置に配置されたアーム基端部６２からそれぞれ搭載部材５０に沿ってアーム本体部６４を延在させているので、２本のアーム６０の及び各配線層８２，８４の長さを最大にすることができる。これによっても、熱コンダクタンスを最小にできる。また、例えば温度変化によるアーム伸縮時には搭載部材５０を平面視にて互いに逆向きに回転させるモーメントが生じ、逆向きの回転モーメントは相殺されるので、アーム基端部６２が破損しない限り搭載部材５０上の赤外線検出素子３０が位置ずれすることもない。
【００４６】
図１に示すように、赤外線検出素子３０に接続される側の配線層８４は、アーム基端部６２に配置される幅広の第１配線層８６と、第１配線層８６に接続されてアーム本体部６４に配置される幅狭の第２の配線層８８とを含むことができる。
【００４７】
アーム基端部６２は幅広に形成されているのでは幅広の第１配線層８６を形成することができ、幅狭のアーム本体部６４には幅狭の第２配線層８８を形成することがきる。なお、配線層８４による熱コンダクタンスは、幅狭の第２配線層８８が支配的となるので、熱コンダクタンスが大きくなることもない。
【００４８】
赤外線検出素子３０は搭載部材５０に積層されるので、第１配線層８６は絶縁膜３８と支持部材４０との段差３９上に配線されることになる。この場合でも、第１配線層８６を幅広とすることで断線を防止できる。
【００４９】
このことをさらに詳述すると、赤外線検出素子３０は、上部電極３４Ｂを含む多層構造であり、支持部材４０より隆起する多層構造の側面及び頂面を覆い、かつ、頂面に形成されて上部電極３Ｂを露出させる開口が形成された絶縁膜３８を少なくとも有する。また、開口に充填されて上部電極３４Ｂと接続されるプラグ（電極コンタクト）９０が設けられている。この場合、第１配線層８６は、図３に示すように、電極コンタクト９０に接続されて、絶縁膜３８上の斜面３９Ａと、絶縁膜３８と支持部材４０との段差部３９Ｂとを経由してアーム基端部６２に延びている。このように、絶縁膜３８上の斜面３９Ａと、絶縁膜３８と支持部材４０との段差部３９Ｂとを経由してアーム基端部６２に延びる第１配線層８６を幅広とすることで、特に斜面３９Ａや段差部３９Ｂでの第１配線層８６の断線を低減できる。
【００５０】
なお、赤外線検出素子３０の下部電極３４Ａと接続される配線層８２は、アーム基端部６２を含む支持部材４０上にて幅狭に形成することができ、唯一、下部電極３４Ａの下層では下部電極３４Ａとほぼ同一面積にしてもよい。
【００５１】
このように、本実施形態によれば、アーム６０の強度を高め、しかもアーム６０及び配線層８０からの熱の散逸を低減することができる。また、赤外線検出素子３０に接続される配線層８４の一部の配線層８６を幅広に形成して、斜面３９Ａや段差部３９Ｂにて配線層８４の断線も防止できる。
【００５２】
本実施形態では、搭載部材５０は平面視で四角形であるので、赤外線検出素子３０の輪郭も四角形となっているが、搭載部材５０から膨出したアーム基端部６２にて配線方向を変更できるので、搭載部材５０のほぼ全域を赤外線検出素子３０にて占有させることができ、１セルあたりの受光面積を増大できる。これにより検出器１０Ａの感度を向上させることができる。
【００５３】
第１実施形態に係る１セルの赤外線検出器１０Ａを直交二軸方向に沿って二次元配列した赤外線検出装置のセル配列を図７に示す。本実施形態の赤外線検出器１０Ａの外形は概略四角形であるので、図７に示すように配列することで、光（温度）分布画像を提供できる。
【００５４】
２．第２実施形態
図４は、本発明の第２実施形態に係る赤外線検出器１０Ｂの支持部材と配線の平面レイアウトを示す平面図である。なお、図４では赤外線検出素子３０の詳細は省略しているが、輪郭が円形である点を除いて、第１実施形態と同一の構造を有している。
【００５５】
図４でも、支持部材１００は搭載部材１１０と２本のアーム１２０とを含んでいる。また、各アーム１２０は、アーム基端部１２２とアーム本体部１２４とを含んでいる。２本のアーム１２０は、搭載部材１１０の中心に対して点対称位置にアーム基端部１２２をそれぞれ有している。
【００５６】
本実施形態では、搭載部材１１０は平面視で湾曲線の輪郭線を含み、本実施形態では円形である。アーム１２０は、アーム本体部１２４が搭載部材１１０の円形の輪郭線に沿って形成され、外側輪郭線１２０Ａと内側輪郭線１２０Ｂが共に湾曲している。アーム基端部１２２は、搭載部材１１０の円形の輪郭線１１０Ａと、アーム１２０の外側輪郭線１２０Ａとの間の領域に亘って幅広領域を有する。
【００５７】
従って、第１実施形態と同様に、アーム基端部１２２が幅広に形成されているので、第１実施形態と同様に、熱コンダクタンスを小さくするためにアーム本体部１２４を幅狭に形成しても、アーム基端部１２２の強度が向上する。また、アーム基端部１２２は幅広の第１配線層８６を形成することができ、幅狭のアーム本体部１２４には幅狭の第２配線層８８を形成することがきる。このように、絶縁膜３８上の斜面３９Ａと、絶縁膜３８と支持部材１００との段差部３９Ｂとを経由してアーム基端部１２２に延びる第１配線層８６を幅広とすることで、特に斜面３９Ａや段差部３９Ｂでの第１配線層８６の断線を低減できる。
【００５８】
本実施形態でも、幅広のアーム基端部１２２及び幅狭のアーム本体部１２４は、各幅方向と直交する各延在方向が交差している。つまり、アーム基端部１２２は、搭載部材１１０の輪郭線から搭載部材１１０の直径方向に延びるのに対して、アーム本体部１２４は搭載部材１１０の円形の輪郭線に沿って延びている。従って、アーム基端部１２２にて配線層８２，８４を引き回すスペースを確保できる。
【００５９】
本実施形態では、搭載部材１１０は平面視で円形であるので、赤外線検出素子３０の輪郭も相似形の円形となっているが、搭載部材１１０から膨出したアーム基端部１２２にて配線方向を変更できるので、搭載部材１１０のほぼ全域を赤外線検出素子３０にて占有させることができる。図４では、搭載部材１１０の輪郭である円と、その上の赤外線検出素子３０の絶縁膜３８の輪郭である円とが重なっている。こうして、搭載部材１１０のほぼ全域に赤外線検出素子３０を形成することで、１セルあたりの受光面積を増大できる。これにより検出器１０Ｂの感度を向上させることができる。
【００６０】
ここで、本実施形態では第１実施形態とは異なり、一方のアーム１２０のアーム本体部１２４は、他方のアーム１２０のアーム基端部１２２に沿って延びる部分を含んでいる。こうして、湾曲するアーム本体部１２４を延長して形成することで、アーム１２０の熱コンダクタンスを下げることができる。
【００６１】
第２実施形態に係る１セルの赤外線検出器１０Ｂを直交二軸方向に沿って二次元配列した赤外線検出装置のセル配列を図８に示す。本実施形態の赤外線検出器１０Ｂの外形は概略円形であるので、図８に示すように配列することで、光（温度）分布画像を提供できる。
【００６２】
３．第３実施形態
図５は、本発明の第３実施形態に係る赤外線検出器１０Ｃの支持部材と配線の平面レイアウトを示す平面図である。なお、図５でも赤外線検出素子３０の詳細は省略しているが、輪郭が円形である点を除いて、第１実施形態と同一の構造を有している。
【００６３】
図５でも、支持部材２００は搭載部材２１０と２本のアーム２２０とを含んでいる。また、各アーム２２０は、アーム基端部２２２とアーム本体部２２４とを含んでいる。２本のアーム２２０は、搭載部材２１０の中心に対して点対称位置にアーム基端部２２２をそれぞれ有している。
【００６４】
本実施形態でも、搭載部材２１０は平面視で湾曲線の輪郭線を含み、本実施形態では円形である。アーム２２０は、アーム本体部２２４が搭載部材２１０の円形の輪郭線に沿って形成され、外側輪郭線２２０Ａと内側輪郭線２２０Ｂが共に湾曲している。アーム基端部２２２は、搭載部材２１０の円形の輪郭線２１０Ａと、アーム２２０の外側輪郭線２２０Ａとの間の領域に亘って幅広領域を有する。
【００６５】
従って、第１，第２実施形態と同様に、アーム基端部２２２が幅広に形成されているので、第１、第２実施形態と同様に、熱コンダクタンスを小さくするためにアーム本体部２２４を幅狭に形成しても、アーム基端部２２２の強度が向上する。また、アーム基端部２２２は幅広の第１配線層８６を形成することができ、幅狭のアーム本体部２２４には幅狭の第２配線層８８を形成することがきる。このように、絶縁膜３８上の斜面３９Ａと、絶縁膜３８と支持部材２００との段差部３９Ｂとを経由してアーム基端部２２２に延びる第１配線層８６を幅広とすることで、特に斜面３９Ａや段差部３９Ｂでの第１配線層８６の断線を低減できる。
【００６６】
本実施形態でも、搭載部材２１０は平面視で円形であるので、赤外線検出素子３０の輪郭も円形となっているが、搭載部材２１０から膨出したアーム基端部２２２にて配線方向を変更できるので、搭載部材２１０のほぼ全域を赤外線検出素子３０にて占有させることができる。よって、第２実施形態度同様に、１セルあたりの受光面積を増大させて赤外線検出器１０Ｃの感度を向上できる。
【００６７】
本実施形態では特に、アーム２２０の外側輪郭線２２０Ａ（及び／または内側輪郭線２２０Ｂ）と、搭載部材２１０の円形の輪郭線２１０Ａとが同心円に沿っている。こうすることで、第２実施形態よりも面積効率の高い赤外線検器１０Ｃを構成できる。
【００６８】
この場合、第２実施形態とは異なり、一方のアーム２２０のアーム本体部２２４が、他方のアーム２２０のアーム基端部２２２に沿って延びる部分を有することはできない。そこで、図５の平面視で見て、搭載部材２１０の中心に対して、アーム基端部２２２の形成範囲の角度θを９０度未満とし、アーム本体部２２４の形成範囲が９０度以上確保できるようにして、熱コンダクタンスの小さいアーム２２０の長さを確保している。
【００６９】
第３実施形態に係る１セルの赤外線検出器１０Ｃを直交二軸方向に沿って二次元配列した赤外線検出装置のセル配列を図８に示す。本実施形態の赤外線検出器１０Ｃの外形は概略円形であるので、図８に示すように配列することで、光（温度）分布画像を提供できる。
【００７０】
４．第４実施形態
図６は、本発明の第４実施形態に係る赤外線検出器１０Ｄの支持部材と配線の平面レイアウトを示す平面図である。なお、図６でも赤外線検出素子３０の詳細は省略しているが、輪郭が円形である点を除いて、第１実施形態と同一の構造を有している。
【００７１】
図６でも、支持部材３００は搭載部材３１０と２本のアーム３２０とを含んでいる。また、各アーム３２０は、アーム基端部３２２とアーム本体部３２４とを含んでいる。２本のアーム３２０は、搭載部材３１０の中心に対して点対称位置にアーム基端部３２２をそれぞれ有している。
【００７２】
本実施形態では、搭載部材３１０は平面視で湾曲線の輪郭線を含み、本実施形態では円形である。アーム基端部３２２は、搭載部材３１０の曲線の輪郭線３１０Ａと、アーム３２０の外側輪郭線３２２Ａ，３２２Ｂとの間の領域に亘って幅広領域を有する。
【００７３】
従って、第１〜第３実施形態と同様に、アーム基端部３２２が幅広に形成されているので、第１、第２実施形態と同様に、熱コンダクタンスを小さくするためにアーム本体部３２４を幅狭に形成しても、アーム基端部３２０の強度が向上する。また、アーム基端部３２２は幅広の第１配線層８６を形成することができ、幅狭のアーム本体部３２４には幅狭の第２配線層８８を形成することがきる。このように、絶縁膜３８上の斜面３９Ａと、絶縁膜３８と支持部材３００との段差部３９Ｂとを経由してアーム基端部３２２に延びる第１配線層８６を幅広とすることで、特に斜面３９Ａや段差部３９Ｂでの第１配線層８６の断線を低減できる。
【００７４】
本実施形態でも、搭載部材３１０は平面視で円形であるので、赤外線検出素子３０の輪郭も円形となっているが、搭載部材３１０から膨出したアーム基端部３２２にて配線方向を変更できるので、搭載部材３１０のほぼ全域を赤外線検出素子３０にて占有させることができる。よって、第２実施形態度同様に、１セルあたりの受光面積を増大させて赤外線検出器１０Ｄの感度を向上できる。
【００７５】
ここで、本実施形態では、第３の実施形態時とは異なり、各アーム３２０の外側輪郭線は、アーム基端部３２２にて互いに交わる２本の輪郭直線３２２Ａ，３２２Ｂを含んでいる。一方のアーム３２０のアーム本体部３２４は、他方のアーム３２０の２本の輪郭直線３２２Ａ，３２２Ｂの一つである輪郭直線３２２Ａに沿って延びる部分を有する。このように、アーム３２０が直線部分を有することで、アーム３２０の全長を長くでき、熱コンダクタンスを小さくできる。
【００７６】
第４実施形態に係る１セルの赤外線検出器１０Ｄを直交二軸方向に沿って二次元配列した赤外線検出装置のセル配列を図７に示す。本実施形態の赤外線検出器１０Ｄの外形は概略矩形に近いので、図７に示すように配列することで、光（温度）分布画像を提供できる。
【００７７】
５．第５実施形態
図９に本実施形態の熱型検出器や熱型検出装置を含む電子機器の構成例を示す。この電子機器は、光学系４００、センサーデバイス（熱型光検出装置）４１０、画像処理部４２０、処理部４３０、記憶部４４０、操作部４５０、表示部４６０を含む。なお本実施形態の電子機器は図９の構成に限定されず、その構成要素の一部（例えば光学系、操作部、表示部等）を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００７８】
光学系４００は、例えば１又は複数のレンズや、これらのレンズを駆動する駆動部などを含む。そしてセンサーデバイス４１０への物体像の結像などを行う。また必要であればフォーカス調整なども行う。
【００７９】
センサーデバイス４１０は、上述した本実施形態の光検出器を図７または図８のように二次元配列させて構成され、複数の行線（ワード線、走査線）と複数の列線（データ線）が設けられる。センサーデバイス４１０は、二次元配列された光検出器に加えて、行選択回路（行ドライバー）と、列線を介して光検出器からのデータを読み出す読み出し回路と、Ａ／Ｄ変換部等を含むことができる。二次元配列された各光検出器からのデータを順次読み出すことで、物体像の撮像処理を行うことができる。
【００８０】
画像処理部４２０は、センサーデバイス４１０からのデジタルの画像データ（画素データ）に基づいて、画像補正処理などの各種の画像処理を行う。
【００８１】
処理部４３０は、電子機器の全体の制御を行ったり、電子機器内の各ブロックの制御を行う。この処理部４３０は、例えばＣＰＵ等により実現される。記憶部４４０は、各種の情報を記憶するものであり、例えば処理部４３０や画像処理部４２０のワーク領域として機能する。操作部４５０は、ユーザが電子機器を操作するためのインターフェースとなるものであり、例えば各種ボタンやＧＵＩ（Graphical User Interface）画面などにより実現される。表示部４６０は、例えばセンサーデバイス４１０により取得された画像やＧＵＩ画面などを表示するものであり、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの各種のディスプレイにより実現される。
【００８２】
このように、１セル分の熱型光検出器を赤外線センサー等のセンサーとして用いる他、１セル分の熱型光検出器を直交二軸方向に二次元配置することでセンサーデバイス（熱型光検出装置）４１０を構成することができ、こうすると熱（光）分布画像を提供することができる。このセンサーデバイス４１０を用いて、サーモグラフィー、車載用ナイトビジョンあるいは監視カメラなどの電子機器を構成することができる。
【００８３】
もちろん、１セル分または複数セルの熱型光検出器をセンサーとして用いることで物体の物理情報の解析（測定）を行う解析機器（測定機器）、火や発熱を検知するセキュリティー機器、工場などに設けられるＦＡ（Factory Automation）機器などの各種の電子機器を構成することもできる。
【００８４】
以上、幾つかの実施形態について説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【００８５】
本発明は、熱型光検出器に広く適用でき、焦電型に限らずボロメータ型の熱型光検出器にも適用できる。検出対象も赤外線に限らず、他の波長帯域の光であっても良い。
【符号の説明】
【００８６】
１０Ａ〜１０Ｄ  熱型光検出器（赤外線検出器）、２０  基板、３０  熱型光検出素子（赤外線検出素子）、３２  光吸収膜（赤外線吸収膜）、３４  キャパシタ、３４Ａ  第１電極、３４Ｂ  第２電極（上部電極）、３４Ｃ  強誘電体膜（焦電材料）、３６  水素バリア膜、３８  電気的絶縁膜、３９  段差部、４０，１００，２００，３００  支持部材、５０，１１０，２１０，３１０  搭載部材、６０，１２０，２２０，３２０  アーム、６２，１２２，２２２，３２２  アーム基端部、６４，１２４，２２４，３２４  アーム本体部、７０  空洞部、７２  ポスト、８０，８２，８４  配線層、９０  プラグ（電極コンタクト）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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