(57)【要約】【課題】高出力化及び信頼性の向上を図ることが可能な赤外線放射素子を提供する。【解決手段】赤外線放射素子１０は、基板２と、絶縁層３と、赤外線放射部４と、一対の電極５と、一対の配線部６と、を備える。基板２は、貫通孔２３を有する。赤外線放射部４は、絶縁層３のうち貫通孔２３により露出した領域３３の、絶縁層３の表面３１への垂直投影領域２３１の外周線よりも内側にある。一対の配線部６の各々は、垂直投影領域２３１の外周線の内側と外側とに跨り、幅方向の全長に亘って赤外線放射部４と接する。配線部６の第１導電層６１、第２導電層６２及び第３導電層６３は、基板２よりも融点の高い材料により形成されている。一対の電極５は、垂直投影領域２３１の外周線よりも外側で一対の配線部６それぞれと接している。赤外線放射部４は、一対の配線部６の並ぶ方向における両端部それぞれの見かけ抵抗が中央部の見かけ抵抗より大きい。【選択図】図１
2015173028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の表面側に設けられた絶縁層と、前記絶縁層の表面上に設けられた赤外線放射部と、前記絶縁層の前記表面側に設けられた一対の電極と、前記絶縁層の前記表面上に設けられた一対の配線部と、を備え、
前記基板は、前記基板の厚さ方向に貫通した貫通孔を有し、
前記赤外線放射部は、前記絶縁層のうち前記貫通孔により露出した領域の、前記絶縁層の前記表面への垂直投影領域の外周線よりも内側にあり、
前記一対の配線部の各々は、前記垂直投影領域の外周線の内側と外側とに跨り、且つ、幅方向の全長に亘って前記赤外線放射部と接しており、
前記一対の配線部の各々は、前記絶縁層の前記表面上に形成された第１導電層と、前記第１導電層上に形成され前記第１導電層よりも抵抗率の小さな第２導電層と、前記第２導電層上に形成され前記赤外線放射部に連続した第３導電層と、を備え、
前記第１導電層、前記第２導電層及び前記第３導電層それぞれは、前記基板よりも融点の高い材料により形成され、
前記一対の電極は、前記垂直投影領域の外周線よりも外側で前記一対の配線部それぞれと接しており、
前記一対の配線部の並ぶ方向を第１方向とし、前記第１方向と前記基板の厚さ方向とに直交する方向を第２方向とするとき、前記赤外線放射部は、下記の第１条件と第２条件との少なくとも一方を満たすように構成されており、
前記第１条件は、前記第１方向における両端部それぞれの見かけ抵抗が中央部の見かけ抵抗より大きい、であり、
前記第２条件は、前記第２方向における両端部それぞれの見かけ抵抗が中央部の見かけ抵抗より小さい、である、
ことを特徴とする赤外線放射素子。
【請求項２】
前記赤外線放射部は、赤外線放射層と、前記赤外線放射層に部分的に重なり前記赤外線放射層よりも抵抗率の小さな第４導電層と、を備え、前記第１条件と前記第２条件との少なくとも一方を満たすように前記第４導電層が配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載の赤外線放射素子。
【請求項３】
前記赤外線放射部は、前記第１条件を満たすように、前記第１方向における両端部それぞれが前記第１方向における中央部に比べて、前記第２方向の長さが短い、若しくは、前記第２条件を満たすように、前記第２方向における両端部それぞれが前記第２方向における中央部に比べて、前記第１方向の長さが短い、
ことを特徴とする請求項１記載の赤外線放射素子。
【請求項４】
前記赤外線放射部は、前記第１条件を満たすように、前記第１方向における両端部それぞれが前記第１方向における中央部から離れるにつれて前記第２方向の長さが徐々に短くなっている、若しくは、前記第２条件を満たすように、前記第２方向における両端部それぞれが前記第２方向における中央部から離れるにつれて前記第１方向の長さが徐々に短くなっている、
ことを特徴とする請求項１記載の赤外線放射素子。
【請求項５】
前記赤外線放射部は、前記第２条件を満たすように、前記第２方向における両端部それぞれが前記第２方向における中央部に比べて、前記第１方向の長さが短くなっており、前記第２方向における両端部それぞれと前記第２方向における中央部との間に、両端部それぞれと中央部とを電気的に絶縁する一対の電気絶縁部を備える、
ことを特徴とする請求項１記載の赤外線放射素子。
【請求項６】
前記赤外線放射部は、前記第１条件を満たすように、前記第１方向における両端部それぞれの厚さが、前記第１方向における中央部の厚さよりも薄い、若しくは、前記第２条件を満たすように、前記第２方向における両端部それぞれの厚さが、前記第２方向における中央部の厚さよりも厚い、
ことを特徴とする請求項１記載の赤外線放射素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線放射素子に関し、より詳細には、熱放射により赤外線を放射する赤外線放射素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤外線放射素子としては、例えば、基板と、基板の一表面側に形成された発熱体層及び発熱体層を覆う保護層を有する機能層と、基板の上記一表面側で基板と機能層との間に介在し機能層を支持する絶縁層と、を備えた構成が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
この赤外線放射素子は、基板に、開口部が形成されている。また、赤外線放射素子は、基板の上記一表面側で発熱体層に接するように形成された一対の電極と、各電極に各別の配線を介して電気的に接続された一対のパッドと、を備える。上述の赤外線放射素子は、発熱体層への通電により発熱体層から赤外線が放射される。
【０００４】
しかしながら、上述の赤外線放射素子では、発熱体層の周部から熱が逃げやすく、高出力化が制限されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１２４９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、高出力化及び信頼性の向上を図ることが可能な赤外線放射素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の赤外線放射素子は、基板と、前記基板の表面側に設けられた絶縁層と、前記絶縁層の表面上に設けられた赤外線放射部と、前記絶縁層の前記表面側に設けられた一対の電極と、前記絶縁層の前記表面上に設けられた一対の配線部と、を備える。前記基板は、前記基板の厚さ方向に貫通した貫通孔を有する。前記赤外線放射部は、前記絶縁層のうち前記貫通孔により露出した領域の、前記絶縁層の前記表面への垂直投影領域の外周線よりも内側にある。前記一対の配線部の各々は、前記垂直投影領域の外周線の内側と外側とに跨っている。前記一対の配線部の各々は、幅方向の全長に亘って前記赤外線放射部と接している。前記一対の配線部の各々は、前記絶縁層の前記表面上に形成された第１導電層と、前記第１導電層上に形成され前記第１導電層よりも抵抗率の小さな第２導電層と、前記第２導電層上に形成され前記赤外線放射部に連続した第３導電層と、を備える。前記第１導電層、前記第２導電層及び前記第３導電層それぞれは、前記基板よりも融点の高い材料により形成されている。前記一対の電極は、前記垂直投影領域の外周線よりも外側で前記一対の配線部それぞれと接している。本発明の赤外線放射素子は、前記一対の配線部の並ぶ方向を第１方向とし、前記第１方向と前記基板の厚さ方向とに直交する方向を第２方向とするとき、前記赤外線放射部が、下記の第１条件と第２条件との少なくとも一方を満たすように構成されている。前記第１条件は、前記赤外線放射部に関して、前記第１方向における両端部それぞれの見かけ抵抗が中央部の見かけ抵抗より大きい、である。前記第２条件は、前記赤外線放射部に関して、前記第２方向における両端部それぞれの見かけ抵抗が中央部の見かけ抵抗より小さい、である。
【０００８】
この赤外線放射素子において、前記赤外線放射部は、赤外線放射層と、前記赤外線放射層に部分的に重なり前記赤外線放射層よりも抵抗率の小さな第４導電層と、を備え、前記第１条件と前記第２条件との少なくとも一方を満たすように前記第４導電層が配置されているのが好ましい。
【０００９】
この赤外線放射素子において、前記赤外線放射部は、前記第１条件を満たすように、前記第１方向における両端部それぞれが前記第１方向における中央部に比べて、前記第２方向の長さが短い、若しくは、前記第２条件を満たすように、前記第２方向における両端部それぞれが前記第２方向における中央部に比べて、前記第１方向の長さが短いのが好ましい。
【００１０】
この赤外線放射素子において、前記赤外線放射部は、前記第１条件を満たすように、前記第１方向における両端部それぞれが前記第１方向における中央部から離れるにつれて前記第２方向の長さが徐々に短くなっている、若しくは、前記第２条件を満たすように、前記第２方向における両端部それぞれが前記第２方向における中央部から離れるにつれて前記第１方向の長さが徐々に短くなっているのが好ましい。
【００１１】
この赤外線放射素子において、前記赤外線放射部は、前記第２条件を満たすように、前記第２方向における両端部それぞれが前記第２方向における中央部に比べて、前記第１方向の長さが短くなっており、前記第２方向における両端部それぞれと前記第２方向における中央部との間に、両端部それぞれと中央部とを電気的に絶縁する一対の電気絶縁部を備えるのが好ましい。
【００１２】
この赤外線放射素子において、前記赤外線放射部は、前記第１条件を満たすように、前記第１方向における両端部それぞれの厚さが、前記第１方向における中央部の厚さよりも薄い、若しくは、前記第２条件を満たすように、前記第２方向における両端部それぞれの厚さが、前記第２方向における中央部の厚さよりも厚いのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の赤外線放射素子は、前記一対の配線部の各々における前記第１導電層、前記第２導電層及び前記第３導電層それぞれが、前記基板よりも融点の高い材料により形成され、前記一対の電極が、前記垂直投影領域の外周線よりも外側で前記一対の配線部それぞれと接触している。これにより、本発明の赤外線放射素子は、高出力化及び信頼性の向上を図ることが可能となる。更に、本発明の赤外線放射素子は、前記赤外線放射部が、前記第１条件と前記第２条件との少なくとも一方を満たすように形成されているので、前記赤外線放射部の温度分布の均一化を図ることが可能となり、高出力化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（ａ）は、実施形態１の赤外線放射素子の概略平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ概略断面図である。
【図２】図２は、実施形態１の赤外線放射素子における赤外線放射部の模式的な説明図である。
【図３】図３（ａ）、３（ｂ）、３（ｃ）及び３（ｄ）は、実施形態１の赤外線放射素子の製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図４】図４（ａ）、４（ｂ）及び４（ｃ）は、実施形態１の赤外線放射素子の製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図５】図５は、実施形態１の赤外線放射素子の製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図６】図６は、実施形態１の赤外線放射素子の第１変形例の概略平面図である。
【図７】図７は、実施形態１の赤外線放射素子の第１変形例における赤外線放射部の模式的な説明図である。
【図８】図８（ａ）は、実施形態２の赤外線放射素子の概略平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＸ−Ｘ概略断面図である。
【図９】図９は、実施形態２の赤外線放射素子の第１変形例の概略平面図である。
【図１０】図１０は、実施形態２の赤外線放射素子の第２変形例の概略平面図である。
【図１１】図１１は、実施形態２の赤外線放射素子の第３変形例の概略平面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、実施形態２の赤外線放射素子の第４変形例の概略平面図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＹ−Ｙ概略断面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、実施形態３の赤外線放射素子の概略平面図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＸ−Ｘ概略断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、実施形態３の赤外線放射素子の第１変形例の概略平面図である。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＹ−Ｙ概略断面図である。
【図１５】図１５は、実施形態３の赤外線放射素子の第２変形例の模式的な説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（実施形態１）
以下では、本実施形態の赤外線放射素子１０について図１（ａ）、１（ｂ）及び２に基づいて説明する。
【００１６】
赤外線放射素子１０は、基板２と、基板２の表面２１側に設けられた絶縁層３と、絶縁層３の表面３１上に設けられた赤外線放射部４と、絶縁層３の表面３１側に設けられた一対の電極５と、絶縁層３の表面３１上に設けられた一対の配線部６と、を備える。基板２は、基板２の厚さ方向に貫通した貫通孔２３を有する。赤外線放射部４は、絶縁層３のうち貫通孔２３により露出した領域３３の、絶縁層３の表面３１への垂直投影領域２３１の外周線よりも内側にある。一対の配線部６の各々は、垂直投影領域２３１の外周線の内側と外側とに跨っている。一対の配線部６の各々は、幅方向（図１（ａ）の上下方向）の全長に亘って赤外線放射部４と接している。一対の配線部６の各々は、絶縁層３の表面３１上に形成された第１導電層６１と、第１導電層６１上に形成され第１導電層６１よりも抵抗率の小さな第２導電層６２と、第２導電層６２上に形成され赤外線放射部４に連続した第３導電層６３と、を備える。第１導電層６１、第２導電層６２及び第３導電層６３それぞれは、基板２よりも融点の高い材料により形成されている。一対の電極５は、垂直投影領域２３１の外側で一対の配線部６それぞれと接している。赤外線放射素子１０は、一対の配線部６の並ぶ方向を第１方向Ｄ１とし、第１方向Ｄ１と基板２の厚さ方向とに直交する方向を第２方向Ｄ２とするとき、赤外線放射部４が、下記の第１条件を満たすように構成されている。第１条件は、赤外線放射部４に関して、第１方向Ｄ１における両端部それぞれの見かけ抵抗が中央部の見かけ抵抗より大きい、である。以上説明した赤外線放射素子１０は、一対の配線部６の各々における第１導電層６１、第２導電層６２及び第３導電層６３それぞれが、基板２よりも融点の高い材料により形成され、一対の電極５が、垂直投影領域２３１の外周線よりも外側で一対の配線部６それぞれと接している。これにより、赤外線放射素子１０は、高出力化及び信頼性の向上を図ることが可能となる。更に、赤外線放射素子１０は、赤外線放射部４が、第１条件を満たすように形成されているので、赤外線放射部４の温度分布の均一化を図ることが可能となり、高出力化を図ることが可能となる。
【００１７】
赤外線放射素子１０は、赤外線放射部４を覆う保護層７（図１（ｂ）参照）を備えるのが好ましい。保護層７は、赤外線放射部４から放射される赤外線を透過可能な材料により形成されている。なお、図１（ａ）では、保護層７の図示を省略してある。
【００１８】
赤外線放射素子１０は、例えば、ＭＥＭＳの製造技術等を利用して製造することができる。
【００１９】
赤外線放射素子１０は、例えば、外部の駆動回路から一対の電極５間に通電されることにより、赤外線放射部４が発熱し、赤外線放射部４から熱放射により赤外線が放射される。赤外線放射部４は、ヒータを構成する。
【００２０】
赤外線放射素子１０の各構成要素については、以下に、詳細に説明する。
【００２１】
基板２は、表面２１が（１００）面の単結晶シリコン基板により形成されている。基板２は、表面２１が（１１０）面の単結晶シリコン基板により構成してもよい。基板２は、単結晶シリコン基板に限らず、多結晶シリコン基板でもよいし、電気絶縁性を有する絶縁性基板でもよい。基板２は、絶縁層３よりも熱伝導率が大きく且つ熱容量が大きい。
【００２２】
基板２の外周形状は、正方形状である。基板２の外形サイズは、例えば、３ｍｍ□（３ｍｍ×３ｍｍ）とすることができる。基板２の外周形状は、全ての角が直角の四角形を意味する矩形状であれば、正方形状に限らず、長方形状でもよい。基板２の厚さは、例えば、５２５μｍとすることができる。
【００２３】
基板２は、貫通孔２３の開口形状を正方形状としてある。貫通孔２３は、基板２の表面２１に比べて裏面２２での開口面積が大きくなる形状に形成されている。ここで、貫通孔２３は、絶縁層３から離れるほど開口面積が徐々に大きくなる形状に形成されている。貫通孔２３は、基板２の一部をエッチングすることにより形成されている。貫通孔２３は、アルカリ系溶液をエッチング液として用いた異方性エッチングを行うことにより形成することができる。
【００２４】
絶縁層３は、赤外線放射部４、一対の電極５及び一対の配線部６と、基板２とを電気的に絶縁する電気絶縁層としての機能と、赤外線放射部４と基板２とを熱絶縁する熱絶縁層としての機能と、を備える。なお、赤外線放射素子１０は、基板２として絶縁性基板を採用した場合、絶縁層３が、熱絶縁層としての機能を備えていればよい。
【００２５】
絶縁層３は、シリコン酸化膜３ａと、シリコン酸化膜３ａ上のシリコン窒化膜３ｂとの積層膜により構成してある。
【００２６】
絶縁層３の外形サイズは、貫通孔２３の開口サイズよりも大きく、基板２の表面２１側で貫通孔２３を閉塞している。絶縁層３の外形サイズは、基板２の外形サイズと同じとしてあるが、これに限らず、基板２の外形サイズよりも小さくてもよい。絶縁層３は、例えば、シリコン酸化膜３ａの厚さを０．２μｍとし、シリコン窒化膜３ｂの厚さを０．２μｍとすることができる。
【００２７】
シリコン酸化膜３ａは、熱酸化法により形成している。シリコン酸化膜３ａの内部応力（残留応力）は、圧縮応力である。シリコン窒化膜３ｂは、ＬＰＣＶＤ法により形成している。シリコン窒化膜３ｂの内部応力は、引張応力である。
【００２８】
赤外線放射素子１０は、シリコン酸化膜３ａとシリコン窒化膜３ｂとで互いの内部応力の向きが逆であり、シリコン窒化膜３ｂが、絶縁層３がシリコン酸化膜３ａのみの場合に比べて赤外線放射部４の形状を安定化させる形状安定化層として機能する。
【００２９】
絶縁層３は、赤外線放射素子１０の製造時において基板２の裏面２２から基板２の一部をエッチングして貫通孔２３を形成する際のエッチングストッパ層としての機能も有している。
【００３０】
絶縁層３は、基板２１の表面２１側において貫通孔２３の直上の部分が、貫通孔２３と赤外線放射部４とを隔離するダイヤフラム部を構成し、基板２の表面２１上に直接形成されている部分が、ダイヤフラム部を支持する支持部を構成している。
【００３１】
赤外線放射部４は、赤外線放射層４１を備える。赤外線放射層４１の材料としては、窒化タンタルを採用している。赤外線放射層４１の材料は、窒化タンタルに限らず、例えば、窒化チタン等を採用してもよい。赤外線放射層４１の材料としては、シート抵抗の設計容易性という観点から、窒化タンタルを採用するのが好ましい。赤外線放射層４１は、窒化タンタルの組成を変えることにより、シート抵抗を変えることが可能である。赤外線放射層４１のシート抵抗は、例えば、３００Ω／□（３００Ω／sq.）に設定することができる。赤外線放射層４１のシート抵抗は、赤外線放射部４の使用温度において例えば４０％以上の放射率が確保できるように設定するのが好ましい。赤外線放射層４１の厚さは、熱容量を小さくする観点から、絶縁層３よりも十分に薄いのが好ましく、例えば、０．０３μｍとすることができる。赤外線放射素子１０は、赤外線放射層４１の厚さを薄くするほど、赤外線放射部４の温度を、より短時間で所定温度まで上昇させることが可能となり、応答速度を向上させることが可能となる。赤外線放射素子１０は、放射する赤外線のピーク波長が、赤外線放射部４の温度、つまり、所定温度によって決まる。
【００３２】
赤外線放射素子１０は、例えば、外部の駆動回路から一対の電極５間へ入力電力が供給されることにより、赤外線放射部４が発熱し、熱放射により赤外線が放射される。よって、赤外線放射素子１０は、赤外線放射部４の温度が変化すれば、赤外線の放射エネルギ分布のピーク波長が変化する。赤外線放射素子１０の放射エネルギ分布は、プランクの放射則に従う。
【００３３】
赤外線放射部４の外周形状は、正方形状としてある。赤外線放射部４は、赤外線放射部４の厚さ方向に沿った中心線が、絶縁層３の領域３３の中心に立てた法線と一直線上に揃うように配置されているのが好ましい。また、赤外線放射部４の外周形状は、垂直投影領域２３１と相似形であるのが好ましい。赤外線放射部４の外周形状は、垂直投影領域２３１の形状に基づいて適宜変更してもよい。
【００３４】
赤外線放射部４は、例えば、赤外線放射層４１と、赤外線放射層４１に部分的に重なり赤外線放射層４１よりも抵抗率の小さな第４導電層４３と、を備え、第１条件を満たすように第４導電層４３が配置された構成とすることができる。赤外線放射部４は、第１方向Ｄ１の中央部において、赤外線放射層４１の直下に第４導電層４３が配置されている。ここで、赤外線放射部４は、例えば、第１方向Ｄ１において略３等分したときの真ん中の部分を第１方向Ｄ１の中央部とすることができる。これにより、赤外線放射素子１０は、図２の模式図に示すように、赤外線放射部４において、一対の配線部６から見て相対的に低抵抗値のエリアと高抵抗値のエリアとが存在することになる。よって、赤外線放射素子１０は、赤外線放射部４に関して、第１方向Ｄ１における両端部それぞれの見かけ抵抗が中央部の見かけ抵抗より大きい構成とすることができる。「見かけ抵抗」は、電気抵抗値である。赤外線放射部４は、赤外線放射部４に流れる電流の電流値をＩ〔Ａ〕、赤外線放射部４の抵抗値をＲ〔Ω〕、消費電力をＰ〔Ｗ〕とすれば、Ｐ＝Ｉ2×Ｒとなる。よって、赤外線放射素子１０は、赤外線放射部４に関して、第１方向Ｄ１における両端部それぞれの見かけ抵抗が中央部の見かけ抵抗より大きいことにより、赤外線放射部４の温度分布の均一化を図ることが可能となり、高出力化を図ることが可能となる。
【００３５】
第４導電層４３は、外周形状を長方形状としてあり、第２方向Ｄ２の長さを赤外線放射層４１と同じとし、第１方向Ｄ１の長さを赤外線放射層４１の長さの略３分の１としてある。第４導電層４３の外周形状は、長方形状に限らず、例えば、格子状の形状等とすることもできる。また、赤外線放射部４は、第１方向Ｄ１の中央部において、赤外線放射層４１の直下に、複数の第４導電層４３が分散して配置された構成でもよい。
【００３６】
第４導電層４３の材料としては、タンタルを採用している。赤外線放射部４は、絶縁層３と第４導電層４３との間に、導電性を有する下地層４４が介在しているのが好ましい。これにより、赤外線放射素子１０は、第４導電層４３に関して、絶縁層３の表面３１に直接形成した場合に比べて、抵抗率を低くすることが可能となる。
【００３７】
電極５は、その電極５に接している配線部６と電気的に接続され、その配線部６を介して赤外線放射部４と電気的に接続されている。
【００３８】
電極５の材料としては、アルミニウム合金（Ａｌ−Ｓｉ）を採用している。電極５の厚さは、例えば、１．５μｍとすることができる。電極５の厚さは、例えば、０．５μｍ〜２μｍ程度の範囲で設定するのが好ましい。
【００３９】
電極５は、配線部６と接して配線部６と電気的に接続されている。ここで、「電極５は、配線部６と接して」とは、電極５が、配線部６と密着していることを意味する。より詳細には、電極５は、第１方向Ｄ１における第１端部５１と第２端部５２とを備え、第１端部５１が、保護層７に形成された接続孔７１を通して配線部６上に形成されることで、配線部６と接して配線部６と電気的に接続されている。また、電極５は、絶縁層３と接している。ここで、「電極５は、絶縁層３と接している」とは、電極５が絶縁層３と密着していることを意味する。より詳細には、電極５は、この電極５の第２端部５２が、保護層７に形成された孔７２を通して絶縁層３上に形成されることで、絶縁層３と接している。保護層７の孔７２は、貫通孔２３の垂直投影領域よりも外側に位置している。これにより、赤外線放射素子１０は、一対の電極５に起因する応力が赤外線放射部４に発生するのを抑制することが可能となる。また、赤外線放射素子１０は、電極５が、絶縁層３の表面３１上において貫通孔２３の垂直投影領域よりも外側に位置するので、基板２を、電極５等で発生する熱を外部に放熱させるためのヒートシンクとして利用することが可能となり、電極５の熱劣化を抑制することが可能となる。要するに、赤外線放射素子１０は、電極５が、ダイヤフラム部の外側で、且つ、ヒートシンクの上方に位置しているので、電極５の熱劣化を抑制することが可能となる。また、赤外線放射素子１０は、電極５が、赤外線放射部４に比べて電気抵抗の低い配線部６を介して赤外線放射部４と電気的に接続されているので、電極５をダイヤフラム部上で赤外線放射部４に直接接続する場合に比べて、電極５の劣化を抑制することが可能となる。
【００４０】
一対の配線部６は、赤外線放射部４と一対の電極５とをそれぞれ電気的に接続している。すなわち、一対の配線部６は、図１（ａ）の左側の配線部６が、同図における左側の電極５と赤外線放射部４とを電気的に接続し、同図における右側の配線部６が、同図における右側の電極５と赤外線放射部４とを電気的に接続している。一対の配線部６の各々の幅方向は、第２方向Ｄ２と平行な方向である。
【００４１】
配線部６に関して、第１導電層６１の材料としては、窒化タンタルを採用している。第１導電層６１の材料は、赤外線放射層４１と同じ材料が好ましい。
【００４２】
配線部６に関して、第２導電層６２の材料としては、タンタルを採用している。また、第３導電層６３の材料としては、窒化タンタルを採用している。第３導電層６３の厚さは、赤外線放射層４１及び第１導電層６１の厚さと同じであるのが好ましい。配線部６は、例えば、第１導電層６１、第２導電層６２及び第３導電層６３の厚さを、それぞれ、０．０３μｍ、０．０７μｍ及び０．０３μｍとすることができる。
【００４３】
配線部６は、第１導電層６１、第２導電層６２及び第３導電層６３が、シリコンよりも融点の高い材料により形成されているので、シリコンよりも融点の低いアルミニウム等により形成した場合に比べて、断線の発生を抑制することが可能となる。
【００４４】
赤外線放射素子１０は、互いに同じ材料により形成された第１導電層６１と第３導電層６３との間に第２導電層６２が介在していることにより、第２導電層６２の内部の応力を低減させることが可能となる。
【００４５】
配線部６は、外周形状が長方形状であり、長手方向が第２方向Ｄ２と平行であり、短手方向が第１方向Ｄ１と平行である。配線部６と赤外線放射部４とは、第２方向Ｄ２における長さを同じとしてある。配線部６は、第２方向Ｄ２における長さが、赤外線放射部４の、第２方向Ｄ２における長さ以上であるのが好ましい。
【００４６】
保護層７は、シリコン窒化膜により構成してある。保護層７は、耐湿性等の信頼性を確保するためのパッシベーション膜である。保護層７は、赤外線放射部４から放射される赤外線に対する透過率が高いほうが好ましいが、透過率が１００％であることを必須とはしない。
【００４７】
保護層７の外形サイズは、基板２の外形サイズと同じとしてあるが、これに限らず、基板２の外形サイズよりも小さくてもよい。保護層７の厚さは、例えば、０．３μｍとすることができる。
【００４８】
保護層７は、シリコン窒化膜３ｂよりも内部応力を低減したシリコン窒化膜により構成してある。このようなシリコン窒化膜は、プラズマＣＶＤ法によって成膜することが可能であり、応力フリーとなる成膜条件で成膜するのが好ましい。本明細書において「応力フリー」とは、内部応力が０である場合に限らず、引張応力もしくは圧縮応力であれば５０ＭＰａ以下である場合を含む。
【００４９】
なお、赤外線放射素子１０は、図１（ｂ）に示すように、基板２の裏面２２上に、シリコン酸化膜８ａとシリコン窒化膜８ｂとの積層膜からなる絶縁層８が形成されていてもよい。絶縁層８は、基板２に貫通孔２３を形成する際のエッチングマスク層として利用された層である。
【００５０】
赤外線放射素子１０の製造方法については、図３（ａ）、３（ｂ）、３（ｃ）、３（ｄ）、４（ａ）、４（ｂ）、４（ｃ）及び５に基づいて説明する。
【００５１】
赤外線放射素子１０の製造方法では、まず、基板２の元になるシリコンウェハ２２０（図３（ａ）参照）を準備し、その後、以下の第１工程〜第８工程を順次行う。
【００５２】
赤外線放射素子１０の製造方法では、第１工程を行うことにより、図３（ｂ）に示す構造が得られる。
【００５３】
第１工程では、第１ステップとして、熱酸化法により、シリコンウェハ２２０の表面２２１側にシリコン酸化膜３ａを形成するとともに、シリコンウェハ２２０の裏面２２２側にシリコン酸化膜８ａを形成する。なお、第１ステップでは、シリコンウェハ２２０の表面２２１側で、〔シリコン酸化膜３ａの厚さ〕×０．４４の厚さのシリコン層が、シリコン酸化膜３ａの形成のために消費される、と推定される。また、第１ステップでは、シリコンウェハ２２０の裏面２２２側で、〔シリコン酸化膜８ａの厚さ〕×０．４４の厚さのシリコン層が、シリコン酸化膜８ａの形成のために消費される、と推定される。よって、赤外線放射素子１０の製造方法では、第１ステップが終了した後のシリコンウェハ２２０の表面２２１が、基板２の表面２１に対応し、第１ステップが終了した後のシリコンウェハ２２０の裏面２２２が、基板２の裏面２２に対応する。
【００５４】
第１工程では、第２ステップとして、ＬＰＣＶＤ法により、シリコン酸化膜３ａ上にシリコン窒化膜３ｂを形成するとともに、シリコン酸化膜８ａ上にシリコン窒化膜８ｂを形成する。
【００５５】
第１工程では、第１ステップと第２ステップとを行うことにより、絶縁層３及び絶縁層８が形成される。
【００５６】
赤外線放射素子１０の製造方法では、第２工程を行うことにより、図３（ｃ）に示す構造が得られる。
【００５７】
第２工程では、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術を利用し、シリコンウェハ２２０の裏面側のシリコン窒化膜８ｂのうちエッチングマスクの開口部に対応する部分を除去する。
【００５８】
赤外線放射素子１０の製造方法では、第３工程を行うことにより、図３（ｄ）に示す構造が得られる。
【００５９】
第３工程では、第１ステップとして、スパッタ法により、絶縁層３の表面３１上に第１の窒化タンタル膜とタンタル膜との積層膜を形成する。ここで、第１の窒化タンタル膜は、第１導電層６１及び下地層４４の元になる。また、タンタル膜は、第２導電層６２及び第４導電層４３の元になる。
【００６０】
第３工程では、第２ステップとして、フォトリソグラフィ技術及びウェットエッチング技術を利用し、積層膜をパターニングすることで、第１導電層６１と第２導電層６２との積層構造と、下地層４４と第４導電層４３との積層構造と、を形成する。
【００６１】
赤外線放射素子１０の製造方法では、第４工程を行うことにより、図４（ａ）に示す構造が得られる。
【００６２】
第４工程では、第１ステップとして、スパッタ法により、シリコンウェハ２２０の表面２２１側に、第２の窒化タンタル膜を形成する。ここで、第２の窒化タンタル膜は、赤外線放射層４１の元になる。
【００６３】
第４工程では、第２ステップとして、真空中で、第２の窒化タンタル膜等のアニール処理を行う。アニール処理の方法としては、ＲＴＡ（rapid thermal annealing）が好ましい。アニール処理では、アニール温度を、赤外線放射素子１０の動作温度よりも高い温度に設定する。赤外線放射素子１０の動作温度とは、赤外線放射部４を発熱させて赤外線を放射させるときの赤外線放射部４の温度を意味する。
【００６４】
第４工程では、第３ステップとして、フォトリソグラフィ技術及びウェットエッチング技術を利用し、第２の窒化タンタル膜をパターニングすることで、赤外線放射層４１及び第３導電層６３を形成する。赤外線放射素子１０の製造方法では、第３工程と第４工程とを行うことにより、赤外線放射部４が形成される。
【００６５】
赤外線放射素子１０の製造方法では、第５工程を行うことにより、図４（ｂ）に示す構造が得られる。
【００６６】
第５工程では、第１ステップとして、プラズマＣＶＤ法により、シリコンウェハ２２０の表面２２１側に保護層７を形成する。
【００６７】
第５工程では、第２ステップとして、フォトリソグラフィ技術及びウェットエッチング技術を利用し、保護層７に、接続孔７１及び孔７２を形成する。
【００６８】
赤外線放射素子１０の製造方法では、第６工程を行うことにより、図４（ｃ）に示す構造が得られる。
【００６９】
第６工程では、第１ステップとして、スパッタ法により、シリコンウェハ２２０の表面２２１側にＡｌ−Ｓｉ膜を形成する。ここで、Ａｌ−Ｓｉ膜は、電極５の元になる。
【００７０】
第６工程では、第２ステップとして、フォトリソグラフィ技術及びウェットエッチング技術を利用し、Ａｌ−Ｓｉ膜をパターニングすることで、電極５を形成する。
【００７１】
赤外線放射素子１０の製造方法では、第７工程を行うことにより、図５に示す構造が得られる。
【００７２】
第７工程では、第１ステップとして、シリコンウェハ２２０の表面２２１側にエッチング保護膜を形成する。
【００７３】
第７工程では、第２ステップとして、シリコンウェハ２２０の裏面２２２側のシリコン窒化膜８ｂをマスクとして、シリコン酸化膜８ａを部分的にウェットエッチングする。
【００７４】
第７工程では、第３ステップとして、シリコン酸化膜８ａとシリコン窒化膜８ｂとの積層膜をマスクとして、シリコンウェハ２２０を裏面２２２側から部分的にエッチングする。第３ステップでは、シリコン酸化膜３ａをエッチングストッパ層として利用する。
【００７５】
第７工程では、第４ステップとして、エッチング保護膜をウェットエッチングすることで除去する。第７の工程が終了することにより、複数の赤外線放射素子１０を備えたウェハが完成する。
【００７６】
赤外線放射素子１０の製造方法では、第８工程を行うことにより、図１（ａ）及び１（ｂ）に示す赤外線放射素子１０が得られる。
【００７７】
第８工程では、ウェハを個々の赤外線放射素子１０に分離するダイシングを行う。
【００７８】
上述の赤外線放射素子１０の製造方法から分かるように、赤外線放射素子１０は、ＭＥＭＳの製造技術を利用して製造することができる。
【００７９】
図６及び７は、図１（ａ）、１（ｂ）及び２に示した赤外線放射素子１０の第１変形例の赤外線放射素子１１を示す。なお、第１変形例の赤外線放射素子１１については、赤外線放射素子１０と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００８０】
赤外線放射素子１１は、赤外線放射部４が、下記の第２条件を満たすように構成されている。第２条件は、赤外線放射部４に関して、第２方向Ｄ２における両端部それぞれの見かけ抵抗が中央部の見かけ抵抗より小さい、である。
【００８１】
赤外線放射素子１１における赤外線放射部４は、赤外線放射層４１と、赤外線放射層４１に部分的に重なり赤外線放射層４１よりも抵抗率の小さな第４導電層４３と、を備え、第２条件を満たすように第４導電層４３が配置された構成とすることができる。赤外線放射部４は、第２方向Ｄ２の両端部それぞれにおいて、赤外線放射層４１の直下に第４導電層４３が配置されている。ここで、赤外線放射部４は、例えば、第２方向Ｄ２において３等分したときの真ん中の部分を第２方向Ｄ２の中央部とすることができる。これにより、赤外線放射素子１０は、図７の模式図に示すように、赤外線放射部４において、一対の配線部６から見て相対的に低抵抗値のエリアと高抵抗値のエリアとが存在することになる。よって、赤外線放射素子１０は、赤外線放射部４に関して、第２方向Ｄ２における両端部それぞれの見かけ抵抗が中央部の見かけ抵抗より小さい構成とすることができる。「見かけ抵抗」は、電気抵抗値である。赤外線放射部４は、赤外線放射部４に印加される電圧の電圧値をＥ〔Ｖ〕、赤外線放射部４の抵抗値をＲ〔Ω〕、消費電力をＰ〔Ｗ〕とすれば、Ｐ＝Ｅ2／Ｒとなる。よって、赤外線放射素子１０は、赤外線放射部４に関して、第２方向Ｄ２における両端部それぞれの見かけ抵抗が中央部の見かけ抵抗より小さいことにより、赤外線放射部４の温度分布の均一化を図ることが可能となり、高出力化を図ることが可能となる。
【００８２】
赤外線放射素子１１は、赤外線放射素子１０と同様の配線部６を備え、一対の電極５が、垂直投影領域２３１の外周線よりも外側で一対の配線部６それぞれと接している。これにより、赤外線放射素子１１は、高出力化及び信頼性の向上を図ることが可能となる。更に、赤外線放射素子１１は、赤外線放射部４が、第２条件を満たすように形成されているので、赤外線放射部４の温度分布の均一化を図ることが可能となり、高出力化を図ることが可能となる。
【００８３】
赤外線放射素子１１の製造方法は、赤外線放射素子１０の製造方法と略同じであり、第４導電層４３のレイアウトの相違に伴い、第３工程の第２ステップで用いるフォトマスクの変更だけでよい。
【００８４】
（実施形態２）
以下では、本実施形態の赤外線放射素子１２について図８（ａ）及び８（ｂ）に基づいて説明する。なお、本実施形態の赤外線放射素子１２については、図１（ａ）及び１（ｂ）及び２に示した実施形態１の赤外線放射素子１０と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００８５】
赤外線放射素子１２における赤外線放射部４は、実施形態１の赤外線放射素子１０の赤外線放射部４における第４導電層４３及び下地層４４を備えておらず、赤外線放射層４１のみにより構成されている。
【００８６】
赤外線放射素子１２における赤外線放射部４は、第１方向Ｄ１における中央部が第１方向Ｄ１における両端部それぞれに比べて、第２方向の長さが長い。これにより、赤外線放射部４は、第１方向Ｄ１における両端部それぞれが第１方向Ｄ１における中央部に比べて、第２方向Ｄ２の長さが短い。これにより、赤外線放射素子１２は、実施形態１の赤外線放射素子１０と同様に、赤外線放射部４が、第１条件を満たすことができる。赤外線放射素子１２は、一対の配線部６の各々における第１導電層６１、第２導電層６２及び第３導電層６３それぞれが、基板２よりも融点の高い材料により形成されている。赤外線放射素子１２は、一対の電極５が、垂直投影領域２３１の外周線よりも外側で一対の配線部６それぞれと接している。よって、赤外線放射素子１２は、高出力化及び信頼性の向上を図ることが可能となる。更に、赤外線放射素子１２は、赤外線放射部４が、第１条件を満たすように形成されているので、赤外線放射部４の温度分布の均一化を図ることが可能となり、高出力化を図ることが可能となる。
【００８７】
赤外線放射素子１２の製造方法は、赤外線放射素子１０の製造方法と略同じである。ただし、赤外線放射素子１２の製造方法では、赤外線放射素子１０の第４導電層４３及び下地層４４を備えていないことに伴い、第３工程の第２ステップで用いるフォトマスクを変更する必要がある。また、赤外線放射素子１２の製造方法は、赤外線放射層４１の形状の相違に伴い、第４工程の第３ステップで用いるフォトマスクを変更する必要がある。
【００８８】
図９は、本実施形態の赤外線放射素子１２の第１変形例の赤外線放射素子１３を示す。なお、第１変形例の赤外線放射素子１３については、赤外線放射素子１２と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００８９】
赤外線放射素子１３における赤外線放射部４は、第２方向Ｄ２における中央部が第２方向Ｄ２における両端部それぞれに比べて、第１方向Ｄ１の長さが長い。これにより、赤外線放射素子１３における赤外線放射部４は、第２方向Ｄ２における両端部それぞれが第２方向Ｄ２における中央部に比べて、第１方向Ｄ１の長さが短い。よって、赤外線放射素子１３は、赤外線放射部４が、第２条件を満たすことができる。これにより、赤外線放射素子１３は、赤外線放射部４が、第２条件を満たすように形成されているので、赤外線放射部４の温度分布の均一化を図ることが可能となり、高出力化を図ることが可能となる。
【００９０】
図１０は、本実施形態の赤外線放射素子１２の第２変形例の赤外線放射素子１４を示す。なお、赤外線放射素子１４については、赤外線放射素子１２と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００９１】
赤外線放射素子１４における赤外線放射部４は、第１方向Ｄ１における両端部それぞれが第１方向Ｄ１における中央部に比べて、第２方向Ｄ２の長さが短い。よって、赤外線放射素子１４は、実施形態１の赤外線放射素子１０と同様に、赤外線放射部４が、第１条件を満たすことができる。これにより、赤外線放射素子１４は、赤外線放射部４が、第１条件を満たすように形成されているので、赤外線放射部４の温度分布の均一化を図ることが可能となり、高出力化を図ることが可能となる。
【００９２】
赤外線放射素子１４における赤外線放射部４は、外周形状が六角形状に形成されている。この赤外線放射部４は、第１方向Ｄ１に平行な２つの辺間の長さが、配線部６の第２方向Ｄ２の長さよりも長く、第２方向Ｄ２に平行な２つの辺の長さが配線部６の第２方向Ｄ２の長さと同じとなっている。よって、赤外線放射素子１４における赤外線放射部４は、第１方向Ｄ１における両端部それぞれが、第１方向Ｄ１における中央部から離れるにつれて、第２方向Ｄ２の長さが徐々に短くなる部分を有する。これにより、赤外線放射素子１４は、赤外線放射素子１２や赤外線放射素子１３に比べて、赤外線放射部４の温度分布を、より均一化することが可能となる。
【００９３】
図１１は、本実施形態の赤外線放射素子１２の第３変形例の赤外線放射素子１５を示す。なお、赤外線放射素子１５については、赤外線放射素子１２と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００９４】
赤外線放射素子１５における赤外線放射部４は、第２方向Ｄ２における両端部それぞれが第２方向Ｄ２における中央部に比べて、第１方向Ｄ１の長さが短い。よって、赤外線放射素子１５は、赤外線放射部４が、第２条件を満たすことができる。これにより、赤外線放射素子１５は、赤外線放射部４が、第２条件を満たすように形成されているので、赤外線放射部４の温度分布の均一化を図ることが可能となり、高出力化を図ることが可能となる。
【００９５】
赤外線放射素子１５における赤外線放射部４は、外周形状が六角形状に形成されている。よって、赤外線放射素子１５における赤外線放射部４は、第２方向Ｄ２における両端部それぞれが、第２方向Ｄ２における中央部から離れるにつれて、第１方向Ｄ１の長さが徐々に短くなる部分を有する。これにより、赤外線放射素子１５は、赤外線放射素子１２や赤外線放射素子１３に比べて、赤外線放射部４の温度分布を、より均一化することが可能となる。
【００９６】
図１２は、本実施形態の赤外線放射素子１２の第４変形例の赤外線放射素子１６を示す。なお、赤外線放射素子１６については、赤外線放射素子１２と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００９７】
赤外線放射素子１６は、赤外線放射素子１５と略同じ構成である。赤外線放射素子１６は、第２方向Ｄ２における両端部それぞれが第２方向Ｄ２における中央部に比べて、第１方向Ｄ１の長さが短い。よって、赤外線放射素子１５は、赤外線放射部４が、第２条件を満たすことができる。赤外線放射素子１６は、赤外線放射部４が、第２方向Ｄ２における両端部それぞれと第２方向Ｄ２における中央部との間に、両端部それぞれと中央部とを電気的に絶縁する一対の電気絶縁部９を更に備える。これにより、赤外線放射素子１６は、赤外線放射素子１５に比べて、赤外線放射部４の温度分布を、より均一化することが可能となる。電気絶縁部９の材料としては、例えば、窒化シリコンを採用している。電気絶縁部９は、保護層７の一部により構成することができる。
【００９８】
赤外線放射素子１６の製造方法は、赤外線放射素子１０の製造方法と略同じである。ただし、赤外線放射素子１６の製造方法では、赤外線放射素子１０の第４導電層４３及び下地層４４を備えていないことに伴い、第３工程の第２ステップで用いるフォトマスクを変更する必要がある。また、赤外線放射素子１６の製造方法は、赤外線放射層４１の形状の相違に伴い、第４工程の第３ステップで用いるフォトマスクを変更する必要がある。
【００９９】
（実施形態３）
以下では、本実施形態の赤外線放射素子１７について図１３（ａ）及び１３（ｂ）に基づいて説明する。なお、本実施形態の赤外線放射素子１７については、図１（ａ）及び１（ｂ）及び２に示した実施形態１の赤外線放射素子１０と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【０１００】
赤外線放射素子１２における赤外線放射部４は、実施形態１の赤外線放射素子１０の赤外線放射部４における第４導電層４３及び下地層４４を備えておらず、赤外線放射層４１に厚さ分布を持たせることで、赤外線放射層４１のみにより構成されている。
【０１０１】
赤外線放射素子１７における赤外線放射部４は、第１条件を満たすように、第１方向Ｄ１における両端部それぞれの厚さが、第１方向Ｄ１における中央部の厚さよりも薄い。これにより、赤外線放射素子１７は、赤外線放射部４が、第１条件を満たすように形成されているので、赤外線放射部４の温度分布の均一化を図ることが可能となり、高出力化を図ることが可能となる。
【０１０２】
赤外線放射素子１７の製造方法は、赤外線放射素子１０の製造方法と略同じである。ただし、赤外線放射素子１６の製造方法では、赤外線放射素子１０の第４導電層４３及び下地層４４を備えていないことに伴い、第３工程の第２ステップで用いるフォトマスクを変更する必要がある。また、赤外線放射素子１６の製造方法は、赤外線放射層４１において他の部分よりも突出している部分を形成するために、第４工程と第５工程との間に、追加工程が必要である。追加工程は、以下の第１ステップと、第２ステップと、第３ステップと、を有する。
【０１０３】
追加工程では、第１ステップとして、スパッタ法により、シリコンウェハ２２０の表面２２１側に、第３の窒化タンタル膜を形成する。第３の窒化タンタル膜は、赤外線放射層４１において他の部分よりも突出している部分の元になる。
【０１０４】
追加工程では、第２ステップとして、真空中で、第３の窒化タンタル膜等のアニール処理を行う。アニール処理の方法としては、ＲＴＡが好ましい。アニール処理では、アニール温度を、赤外線放射素子１７の動作温度よりも高い温度に設定する。
【０１０５】
追加工程では、第３ステップとして、フォトリソグラフィ技術及びウェットエッチング技術を利用し、第３の窒化タンタル膜をパターニングする。これにより、赤外線放射部４が形成される。
【０１０６】
図１４（ａ）及び１４（ｂ）は、本実施形態の赤外線放射素子１７の第１変形例の赤外線放射素子１８を示す。なお、第１変形例の赤外線放射素子１８については、赤外線放射素子１７と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【０１０７】
赤外線放射素子１８における赤外線放射部４は、第２条件を満たすように、第２方向Ｄ２における両端部それぞれの厚さが、第２方向Ｄ２における中央部の厚さよりも厚い。これにより、赤外線放射素子１８は、赤外線放射部４が、第２条件を満たすように形成されているので、赤外線放射部４の温度分布の均一化を図ることが可能となり、高出力化を図ることが可能となる。
【０１０８】
赤外線放射素子１８の製造方法は、赤外線放射素子１７と基本的に同じであり、追加工程の第３ステップで用いるフォトマスクの変更だけでよい。
【０１０９】
図１５は、本実施形態の赤外線放射素子１７の第２変形例の赤外線放射素子１９を示す。なお、第２変形例の赤外線放射素子１９については、赤外線放射素子１７と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【０１１０】
赤外線放射素子１９は、赤外線放射層４１に厚さ分布を持たせることで、赤外線放射層４１のみにより、第１条件と第２条件との両方を満たす赤外線放射部４を構成してある。赤外線放射層４１は、第１厚さで形成された第１領域と、第２厚さで形成された第２領域と、第３厚さで形成された第３領域と、を備える。赤外線放射部４は、第１条件と第２条件とを満たすように、赤外線放射層４１における第１領域、第２領域及び第３領域がレイアウトされている。ここで、〔第１厚さ〕＞〔第２厚さ〕＞〔第３厚さ〕である。
【０１１１】
赤外線放射素子１９は、赤外線放射部４が、第１条件と第２条件とを満たすように形成されているので、赤外線放射部４の温度分布の均一化を図ることが可能となり、高出力化を図ることが可能となる。
【０１１２】
なお、上述の各赤外線放射素子１０〜１９のそれぞれは、例えば、赤外線式ガスセンサの赤外光源、赤外線式ガス検知器の赤外光源、赤外光通信用の赤外光源、分光分析装置の赤外光源等に使用可能である。
【０１１３】
上述の実施形態１〜３等において説明した各図は、模式的な図であり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、実施形態１〜３等に記載した材料、数値等は、好ましい例を挙げているだけであり、それに限定する主旨ではない。更に、本願発明は、その技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、構成に適宜変更を加えることが可能である。
【０１１４】
本明細書には、上述の実施形態１〜３等の記載から明らかなように、下記の発明が記載されている。
【０１１５】
（１）．基板と、前記基板の表面側に設けられた絶縁層と、前記絶縁層の前記表面上に設けられた赤外線放射部と、前記絶縁層の前記表面側に設けられた一対の電極と、前記絶縁層の表面上に設けられた一対の配線部と、を備え、
前記基板は、前記基板の厚さ方向に貫通した貫通孔を有し、
前記赤外線放射部は、前記絶縁層のうち前記貫通孔により露出した領域の、前記絶縁層の前記表面への垂直投影領域の外周線よりも内側にあり、
前記一対の配線部の各々は、前記垂直投影領域の外周線の内側と外側とに跨り、且つ、幅方向の全長に亘って前記赤外線放射部と接しており、
前記一対の配線部の各々は、前記絶縁層の前記表面上に形成された第１導電層と、前記第１導電層上に形成され前記第１導電層よりも抵抗率の小さな第２導電層と、前記第２導電層上に形成され前記赤外線放射部に連続した第３導電層と、を備え、
前記第１導電層、前記第２導電層及び前記第３導電層それぞれは、前記基板よりも融点の高い材料により形成され、
前記一対の電極は、前記垂直投影領域の外周線よりも外側で前記一対の配線部それぞれと接しており、
前記一対の配線部の並ぶ方向を第１方向とし、前記第１方向と前記基板の厚さ方向とに直交する方向を第２方向とするとき、前記赤外線放射部は、下記の第１条件と第２条件との少なくとも一方を満たすように構成されており、
前記第１条件は、前記第１方向における両端部それぞれの見かけ抵抗が中央部の見かけ抵抗より大きい、であり、
前記第２条件は、前記第２方向における両端部それぞれの見かけ抵抗が中央部の見かけ抵抗より小さい、である、
ことを特徴とする赤外線放射素子。
【０１１６】
（２）．前記赤外線放射部は、赤外線放射層と、前記赤外線放射層に部分的に重なり前記赤外線放射層よりも抵抗率の小さな第４導電層と、を備え、前記第１条件と前記第２条件との少なくとも一方を満たすように前記第４導電層が配置されている、
ことを特徴とする（１）記載の赤外線放射素子。
【０１１７】
（３）．前記赤外線放射部は、前記第１条件を満たすように、前記第１方向における両端部それぞれが前記第１方向における中央部に比べて、前記第２方向の長さが短い、若しくは、前記第２条件を満たすように、前記第２方向における両端部それぞれが前記第２方向における中央部に比べて、前記第１方向の長さが短い、
ことを特徴とする（１）記載の赤外線放射素子。
【０１１８】
（４）．前記赤外線放射部は、前記第１条件を満たすように、前記第１方向における両端部それぞれが前記第１方向における中央部から離れるにつれて前記第２方向の長さが徐々に短くなっている、若しくは、前記第２条件を満たすように、前記第２方向における両端部それぞれが前記第２方向における中央部から離れるにつれて前記第１方向の長さが徐々に短くなっている、
ことを特徴とする（１）記載の赤外線放射素子。
【０１１９】
（５）．前記赤外線放射部は、前記第２条件を満たすように、前記第２方向における両端部それぞれが前記第２方向における中央部に比べて、前記第１方向の長さが短くなっており、前記第２方向における両端部それぞれと前記第２方向における中央部との間に、両端部それぞれと中央部とを電気的に絶縁する一対の電気絶縁部を備える、
ことを特徴とする（１）記載の赤外線放射素子。
【０１２０】
（６）．前記赤外線放射部は、前記第１条件を満たすように、前記第１方向における両端部それぞれの厚さが、前記第１方向における中央部の厚さよりも薄い、若しくは、前記第２条件を満たすように、前記第２方向における両端部それぞれの厚さが、前記第２方向における中央部の厚さよりも厚い、
ことを特徴とする（１）記載の赤外線放射素子。
【符号の説明】
【０１２１】
２  基板
３  絶縁層
４  赤外線放射部
５  電極
６  配線部
９  電気絶縁部
２１  表面
２３  貫通孔
３１  表面
４３  第４導電層
６１  第１導電層
６２  第２導電層
６３  第３導電層
１０  赤外線放射素子
２３１  垂直投影領域
【図１】
2015173028.tif 000003
【図２】
2015173028.tif 000004
【図３】
2015173028.tif 000005
【図４】
2015173028.tif 000006
【図５】
2015173028.tif 000007
【図６】
2015173028.tif 000008
【図７】
2015173028.tif 000009
【図８】
2015173028.tif 000010
【図９】
2015173028.tif 000011
【図１０】
2015173028.tif 000012
【図１１】
2015173028.tif 000013
【図１２】
2015173028.tif 000014
【図１３】
2015173028.tif 000015
【図１４】
2015173028.tif 000016
【図１５】
2015173028.tif 000017