(57)【要約】【課題】本発明は、高出力を得ることが可能なセンサを提供することを目的とする。【解決手段】キャビティを有する基板と、キャビティの上に配置された第１の受光領域及び第２の受光領域を有する膜とを有し、第１の受光領域は第１の受光層、第２の受光層、及び第１の受光層と第２の受光層を電気的に接続する第１の接続部から構成され、第２の受光領域は第３の受光層、第４の受光層、及び第３の受光層と第４の受光層を電気的に接続する第２の接続部から構成され、第１の受光領域からは第１の出力信号が出力され、第２の受光領域からは第２の出力信号が出力されることを特徴とするセンサを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを有する基板と、
前記キャビティの上に配置された第１の受光領域及び第２の受光領域を有する膜とを有し、
前記第１の受光領域は第１の受光層、第２の受光層、及び前記第１の受光層と前記第２の受光層を電気的に接続する第１の接続部から構成され、
前記第２の受光領域は第３の受光層、第４の受光層、及び前記第３の受光層と前記第４の受光層を電気的に接続する第２の接続部から構成され、
前記第１の受光領域からは第１の出力信号が出力され、
前記第２の受光領域からは第２の出力信号が出力されることを特徴とするセンサ。
【請求項２】
前記第１の接続部は、前記第１の受光領域の側面における前記第１の受光層の側面及び前記第２の受光層の側面と面一となる位置に配置され、
前記第２の接続部は、前記第２の受光領域の側面における前記第３の受光層の側面及び前記第４の受光層の側面と面一となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記第１の接続部は前記第１の受光層及び前記第２の受光層よりも薄く、
前記第２の接続部は前記第３の受光層及び前記第４の受光層よりも薄いことを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記第１の受光領域の上面積と前記第２の受光領域の上面積とは同一であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項５】
前記膜は上面視において、左上領域、右上領域、左下領域、及び右下領域に分けることができ、前記第１の受光領域は前記膜における左上領域に位置しており、前記第２の受光領域は前記膜における右上領域に位置していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項６】
前記第１の受光領域を囲うように前記膜を貫通する第１の孔群が配置されており、
前記第２の受光領域を囲うように前記膜を貫通する第２の孔群が配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項７】
前記第１の孔群内の孔は千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のセンサ。
【請求項８】
前記第１の孔群のうち最外周に配置されている孔は、上面視において、前記キャビティの外縁部の内側に前記外縁部から離れて配置されていることを特徴とする請求項６又は７に記載のセンサ。
【請求項９】
前記第１の孔群は第１の孔と第２の孔を有し、
前記第１の孔は前記第２の孔よりも大きいことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１０】
前記第１の受光層と前記第２の受光層との間には孔が配置されていないことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１１】
前記第１の受光層と前記第２の受光層の間の距離は、前記第１の受光層と前記第３の受光層との距離よりも短いことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１２】
前記第１の受光領域と電気的に接続する第１のパッドと、前記第２の受光領域と電気的に接続する第２のパッドは、上面視において、前記膜の同一側部に配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１３】
前記膜は第３の受光領域をさらに有し、
前記第３の受光領域は第５の受光層、第６の受光層、及び前記第５の受光層と前記第６の受光層を電気的に接続する第３の接続部から構成され、
前記第１の受光領域と電気的に接続する第１のパッドと、前記第２の受光領域と電気的に接続する第２のパッドと、前記第３の受光領域と電気的に接続する第３のパッドは、上面視において、前記膜の同一側部に配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１４】
前記膜は上面視において、左上領域、右上領域、左下領域、及び右下領域に分けることができ、前記第１の受光領域は前記膜における左上領域に位置しており、前記第２の受光領域は前記膜における右上領域に位置しており、前記第３の受光領域は前記膜における左下領域に位置していることを特徴とする請求項１３に記載のセンサ。
【請求項１５】
上面視において、前記第１の受光層よりも前記第２の受光層の方が前記膜の中心部よりも外側に位置しており、
前記第２の受光層の上面積が前記第１の受光層の上面積よりも大きいことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１６】
上面視において、前記第１の受光層の少なくとも２辺は前記第２の受光層によって囲まれていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１７】
前記第１の受光層及び前記第２の受光層はそれぞれ、下から順に下部電極、焦電膜、上部電極の順に積層される積層膜から構成され、
前記第１の接続部は前記第１の受光層における上部電極と前記第２の受光層における下部電極とを接続していることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１８】
前記第１の受光層及び前記第３の受光層はそれぞれ、下から順に下部電極、焦電膜、上部電極の順に積層される積層膜から構成され、
前記第１の受光層における下部電極と前記第３の受光層における下部電極は、グランドと電気的に接続していることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１９】
前記膜の厚さは０．１μｍ以上２．０μｍ以内であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項２０】
前記膜は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜の順番に積層された積層膜から構成されることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項２１】
前記第１の出力信号と前記第２の出力信号の演算から測定対象の動く方向を検知することができることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項２２】
キャビティを有する基板と、
前記キャビティの上に配置された第１の受光領域、第２の受光領域及び第３の受光領域を有する膜とを有し、
前記第１の受光領域は第１の受光層、第２の受光層、及び前記第１の受光層と前記第２の受光層を電気的に接続する第１の接続部から構成され、
前記第２の受光領域は第３の受光層、第４の受光層、及び前記第３の受光層と前記第４の受光層を電気的に接続する第２の接続部から構成され、
前記第３の受光領域は第５の受光層、第６の受光層、及び前記第５の受光層と前記第６の受光層を電気的に接続する第３の接続部から構成され、
前記第１の受光領域と電気的に接続する第１のパッドと、前記第２の受光領域と電気的に接続する第２のパッドと、前記第３の受光領域と電気的に接続する第３のパッドを有することを特徴とするセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光層を有するセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、受光層を有するセンサに関連する文献として、例えば、特許文献〜特許文献３がある。特許文献１〜３に共通する技術として、キャビティを有する基板の上に複数の受光領域を有する膜を形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２７１３４５号公報
【特許文献２】特許第３０１３７１６号
【特許文献３】特開２０１３−０４４５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１〜３に開示されている複数の受光領域間の電気的接続関係、絶縁関係によると、高出力を得るのに十分な構造であるとは言えない。
【０００５】
そこで、本発明は、複数の受光領域間の電気的接続関係の適切な関係を提供することにより、高出力を得ることが可能なセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るセンサは、キャビティを有する基板と、キャビティの上に配置された第１の受光領域及び第２の受光領域を有する膜とを有し、第１の受光領域は第１の受光層、第２の受光層、及び第１の受光層と第２の受光層を電気的に接続する第１の接続部から構成され、第２の受光領域は第３の受光層、第４の受光層、及び第３の受光層と第４の受光層を電気的に接続する第２の接続部から構成され、第１の受光領域からは第１の出力信号が出力され、第２の受光領域からは第２の出力信号が出力されることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係るセンサは、キャビティを有する基板と、キャビティの上に配置された第１の受光領域、第２の受光領域及び第３の受光領域を有する膜とを有し、第１の受光領域は第１の受光層、第２の受光層、及び第１の受光層と第２の受光層を電気的に接続する第１の接続部から構成され、第２の受光領域は第３の受光層、第４の受光層、及び第３の受光層と第４の受光層を電気的に接続する第２の接続部から構成され、第３の受光領域は第５の受光層、第６の受光層、及び第５の受光層と第６の受光層を電気的に接続する第３の接続部から構成され、第１の受光領域と電気的に接続する第１のパッドと、第２の受光領域と電気的に接続する第２のパッドと、第３の受光領域と電気的に接続する第３のパッドを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、高出力を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるセンサの平面図
【図２】図１のＡＡ断面図
【図３】同センサの第１の受光層および第２の受光層の拡大模式図
【図４】同センサの基板の斜視図
【図５】同センサの膜の領域と受光領域を説明する図
【図６】比較例の基板と膜の境界部の部分拡大図
【図７】本発明の実施の形態１におけるセンサの受光領域の模式図
【図８】本発明の実施の形態２におけるセンサの受光領域の模式図
【図９】本発明の実施の形態３におけるセンサの受光領域の模式図
【図１０】本発明の実施の形態４におけるセンサの受光領域の模式図
【図１１】本発明の実施の形態５におけるセンサの受光領域の模式図
【図１２】本発明の実施の形態６におけるセンサの受光領域の模式図
【図１３】本発明の実施の形態７におけるセンサの受光領域の模式図
【図１４】本発明の実施の形態８におけるセンサの受光領域の模式図
【図１５】本発明の実施の形態９におけるセンサの受光領域の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態におけるセンサについて、図１〜図１５を参照して説明する。図１〜図１５において、同一部分に対する符号の付与を省略し、その説明を適宜省略することがある。また、各実施の形態において共通する事項の説明は省略することがある。また、図１〜図１５及び明細書における説明文は好ましい形態の一例を示すものであり、それぞれの構成・形状・数値などに限定されるわけではない。また、実施の形態中で説明する各要素技術を矛盾のない範囲で適宜組み合わせることは可能である。また、各実施の形態のセンサとして、赤外線センサを例にとって説明するが、これに限定されることはない。赤外線以外の光に反応するセンサなどその他のセンサにおいても、利用可能である。また、膜４と各受光層５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０を別個のものとして記載しているが、膜４は各受光層を含む概念として捉えることが可能である。
【００１１】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１におけるセンサについて説明する。図１は本発明の実施の形態１におけるセンサの平面図、図２は図１のＡＡ断面図、図３は同センサの第１の受光層および第２の受光層の拡大模式図、図４は同センサの基板の斜視図および図５は同センサの膜の領域と受光領域を説明する図である。
【００１２】
図１に示すように、センサ１は基板２、膜４、第１の受光領域１１および第２の受光領域１２を備える。なお、図１に示すように、センサ１はさらに第３の受光領域１３および第４の受光領域１４を備えることが好ましい。より具体的には、図１、図５に示すように、センサ１は、キャビティ３を有する基板２と、キャビティ３の上に配置された第１の受光領域１１及び第２の受光領域１２を有する膜４とを有し、第１の受光領域１１は第１の受光層５０、第２の受光層６０、及び第１の受光層５０と第２の受光層６０を電気的に接続する第１の接続部２１から構成され、第２の受光領域１２は第３の受光層７０、第４の受光層８０、及び第３の受光層７０と第４の受光層８０を電気的に接続する第２の接続部２２から構成され、第１の受光領域１１からは第１の出力信号が出力され、第２の受光領域１２からは第２の出力信号が出力されることが好ましい。複数の受光領域からそれぞれ異なる出力信号を出力することにより、高出力を得ることが可能となる。
【００１３】
なお、第３の受光領域１３からは、第３の出力信号が出力されることが好ましく、第４の受光領域１４からは、第４の出力信号が出力されることが好ましい。
【００１４】
なお、第１の出力信号は第１のパッド３１から出力されることが好ましく、第２の出力信号は第２のパッド３２から出力されることが好ましく、第３の出力信号は第３のパッド３３から出力されることが好ましく、第４の出力信号は第４のパッド３４から出力されることが好ましい。
【００１５】
なお、図１に示すように、キャビティ３は基板２に貫通して設けられた開口部内の空間であることが好ましい。キャビティ３は基板２裏面からのエッチング処理により形成することができるからである。しかし、該形態に限定されない。例えば、キャビティ３は基板２表面に形成されている膜４の孔を通したウェットエッチング等により基板２の表面から形成することも可能である。そのため、キャビティ３は基板２の表面から所定の深さを有した溝から構成され、基板２を貫通していなくても構わない。
【００１６】
また、図１、図５に示すように、第１の接続部２１は、第１の受光領域１１の側面における第１の受光層５０の側面及び第２の受光層６０の側面と面一となる位置に配置され、第２の接続部２２は、第２の受光領域１２の側面における第３の受光層７０の側面及び第４の受光層８０の側面と面一となる位置に配置されていることが好ましい。接続部２１、２２を形成しやすいという利点がある。なお、ここで、“面一”とは、設計誤差を許容する“実質的に面一であること”を含むとする。
【００１７】
また、図３に示すように、膜４は基板２に近い方から下部シリコン酸化膜５、シリコン窒化膜６および上部シリコン酸化膜７を積層した構成を有することが好ましい。そして、膜４の膜厚は０．１μｍ以上２．０μｍ以下であることが好ましい。ここで、例えば、下部シリコン酸化膜５は４００ｎｍ、シリコン窒化膜６は１７０ｎｍおよび上部シリコン酸化膜７は２３０ｎｍの厚みである。
【００１８】
また、図５に示すように、膜４は、上面視にて左上領域４Ａ、右上領域４Ｂ、左下領域４Ｃおよび右下領域４Ｄに分けることができる。
【００１９】
また、図５に示すように、第１の受光領域１１は、膜４のキャビティ３上の領域であり、かつ左上領域４Ａとなる領域に設けられている。第１の受光領域１１は第１の受光層５０、第２の受光層６０および第１の接続部２１を備えていることが好ましい。第１の接続部２１は第１の受光層５０と第２の受光層６０を電気的に接続することが好ましい。
【００２０】
また、図５に示すように、第２の受光領域１２は、膜４のキャビティ３上の領域であり、かつ右上領域４Ｂとなる領域に設けられている。第２の受光領域１２は、第３の受光層７０、第４の受光層８０および第２の接続部２２を備えていることが好ましい。第２の接続部２２は第３の受光層７０と第４の受光層８０を電気的に接続することが好ましい。
【００２１】
また、図５に示すように、第３の受光領域１３は、膜４のキャビティ３上の領域であり、かつ左下領域４Ｃとなる領域に設けられている。第３の受光領域１３は、第５の受光層９０、第６の受光層１００および第３の接続部２３を備えていることが好ましい。第３の接続部２３は第５の受光層９０と第６の受光層１００を電気的に接続することが好ましい。
【００２２】
また、図５に示すように、第４の受光領域１４は、膜４のキャビティ３上の領域であり、かつ右下領域４Ｄとなる領域に設けられている。第４の受光領域１４は、第７の受光層１１０、第８の受光層１２０および第４の接続部２４を備えていることが好ましい。第４の接続部２４は第７の受光層１１０と第８の受光層１２０を電気的に接続することが好ましい。
【００２３】
また、図１、図２に示すように、第１の受光層５０は、第２の受光層６０よりも膜４の中心に近い。第１の受光層５０は膜４に近い方から第１の下部電極５１、第１の焦電膜５２および第１の上面電極５３の順の積層体であることが好ましい。なお、第１の下部電極５１は４００ｎｍの厚みのＰｔで構成されていることが好ましい。なお、膜４と第１の下部電極５１の間に膜４と第１の下部電極５１との密着性を向上させるために１５ｎｍの厚みのＴｉ膜（図示せず）を設けてもよい。なお、第１の焦電膜５２は２．８ｕｍの厚みのＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）で構成されていることが好ましい。なお、第１の上面電極５３は１５ｎｍの厚みのＴｉで構成されていることが好ましい。そして、第１の絶縁膜５４が第１の焦電膜５２の側面に形成され、５００ｎｍの厚みのＳｉＯで構成されていることが好ましい。なお、第１の焦電膜５２と第１の絶縁膜５４との間に密着性向上のためＴｉ膜（図示せず）を形成してもよい。
【００２４】
また、図１、図３に示すように、第２の受光層６０は、第１の受光層５０と上面視した形状は異なるが、同様の積層構造である。つまり、第２の受光層６０の第２の下部電極６１、第２の焦電膜６２、第２の上面電極６３および第２の絶縁膜６４は、それぞれ、第１の受光層５０の第１の下部電極５１、第１の焦電膜５２、第１の上面電極５３および第１の絶縁膜５４に相当する。
【００２５】
また、図３に示すように、第１の接続部２１は第１の受光層５０の第１の上面電極５３と第２の受光層６０の第２の下部電極６１とを電気的に接続することが好ましい。そして、第１の接続部２１は第１の焦電膜５２とは直接的には接触しないよう、第１の焦電膜５２の側面には第１の絶縁膜５４を介して形成されることが好ましい。そして、第１の接続部２１は第１の受光層５０および第２の受光層６０のいずれよりも厚みが薄いことが好ましい。
【００２６】
また、図１に示すように、第３の受光層７０、第５の受光層９０および第７の受光層１１０は第１の受光層５０と上面視したときの形状と積層構造は同様の構成であり、第４の受光層８０、第６の受光層１００および第８の受光層１２０は第２の受光層６０と上面視したときの形状と積層構造は同様の構成であり、第２の接続部２２、第３の接続部２３および第４の接続部２４は第１の接続部２１と上面視したときの形状と積層構造は同様の構成であることが好ましい。従って、第１の受光領域１１と第２の受光領域１２の上面積は同一であることが好ましい。さらに、第３の受光領域１３および第４の受光領域１４は第１の受光領域１１と上面積は同一であることが好ましい。そして、第２の接続部２２は第３の受光層７０および第４の受光層８０のいずれよりも厚みが薄く、第３の接続部２３は第５の受光層９０および第６の受光層１００のいずれよりも厚みが薄く、第４の接続部２４は第７の受光層１１０および第８の受光層１２０のいずれよりも厚みが薄いことが好ましい。
【００２７】
また、第３の下部電極７１、第５の下部電極９１および第７の下部電極１１１は第１の下部電極５１に対応し、第３の焦電膜７２、第５の焦電膜９２および第７の焦電膜１１２は第１の焦電膜５２に対応し、第３の上面電極７３、第５の上面電極９３および第７の上面電極１１３は第１の上面電極５３に対応し、第３の絶縁膜７４、第５の絶縁膜９４および第７の絶縁膜１１４は第１の絶縁膜５４に対応する。
【００２８】
また、第４の下部電極８１、第６の下部電極１０１および第８の下部電極１２１は第２の下部電極６１に対応し、第４の焦電膜８２、第６の焦電膜１０２および第８の焦電膜１２２は第２の焦電膜６２に対応し、第４の上面電極８３、第６の上面電極１０３および第８の上面電極１２３は第２の上面電極６３に対応し、第４の絶縁膜８４、第６の絶縁膜１０４および第８の絶縁膜１２４は第２の絶縁膜６４に対応する。
【００２９】
また、図１に示すように、第１の受光領域と電気的に接続する第１のパッド３１は膜４上に形成されており、表面はＡｕで構成されていることが好ましい。そして、第１の配線導体４１はＡｕで構成され、第１のパッド３１と第２の受光層６０の第２の上面電極６３と電気的に接続していることが好ましい。
【００３０】
また、図１に示すように、第２の受光領域と電気的に接続する第２のパッド３２、第３の受光領域と電気的に接続する第３のパッド３３、第４の受光領域と電気的に接続する第４のパッド３４および第５のパッド３５は、いずれも膜４上に形成されており、表面はＡｕで構成されていることが好ましい。そして、第１の配線導体４１、第２の配線導体４２、第３の配線導体４３および第４の配線導体４４はいずれもＡｕで構成され、それぞれ、第２のパッド３２と第４の受光層８０の第４の上面電極８３と電気的に接続し、第３のパッド３３と第６の受光層１００の第６の上面電極１０３と電気的に接続し、第４のパッド３４と第８の受光層１２０の第８の上面電極１２３と電気的に接続していることが好ましい。
【００３１】
また、図１に示すように、第１のパッド３１、第２のパッド３２は上面視にて膜４の同一側部に配置されていることが好ましい。さらには、第３のパッド３３は上面視にて膜４における第１のパッド３１、第２のパッド３２と同一側部に配置されていることが好ましい。さらには、第４のパッド３４も上面視にて膜４における第１のパッド３１、第２のパッド３２と同一側部に配置されていることが好ましい。
【００３２】
また、図１に示すように、第５の配線導体４５はＰｔから構成され、第５のパッド３５と、第１の受光層５０の第１の下部電極５１、第３の受光層７０の第３の下部電極７１、第５の受光層９０の第５の下部電極９１および第７の受光層１１０の第７の下部電極１１１とを電気的に接続していることが好ましい。そして、第５のパッド３５はグランド電極の機能を有することが好ましい。
【００３３】
また、図１に示すように、膜４の左上領域４Ａには、複数の貫通孔からなる第１の孔群１５が第１の受光領域１１を囲むように形成されていることが好ましい。同様に、膜４の右上領域４Ｂには、複数の貫通孔からなる第２の孔群１６が第２の受光領域１２を囲むように形成され、膜４の左下領域４Ｃには複数の貫通孔からなる第３の孔群１７が第３の受光領域１３を囲むように形成され、膜４の右下領域４Ｄには複数の貫通孔からなる第４の孔群１８が第４の受光領域１４を囲むように形成されていることが好ましい。なお、図示しないが、第１の孔群は第１の孔と第２の孔を有し、第１の孔は第２の孔よりも大きいことが好ましい。そして、例えば、第１の孔は、第２の孔よりも外側に配置されていることが好ましい。
【００３４】
また、図１に示すように、第１の受光層５０と第２の受光層６０との間には孔が配置されていないことが好ましい。具体的には、第１の孔群１５の孔は、第１の受光層５０と第２の受光層６０の間には形成されていないことが好ましい。同様に、第２の孔群１６の孔、第３の孔群１７の孔および第４の孔群１８の孔は、いずれも第３の受光層７０と第４の受光層８０の間には形成されておらず、第５の受光層９０と第６の受光層１００の間には形成されておらず、第７の受光層１１０と第８の受光層１２０との間に形成されていないことが好ましい。
【００３５】
また、図１に示すように、第１の孔群１５の孔のうち、最外周に配置されている孔は、上面視において、キャビティ３の外縁部の内側に位置し、外縁部から離れて配置することが好ましい。比較例について図６を用いて説明する。図６は比較例の基板と膜の境界部の部分拡大図であり、センサ１を底面視した図面の部分拡大図である。膜４は基板２のキャビティ３から見える。図６によると、第１の孔群１５の孔は膜４に形成されており、キャビティ３の外縁部と接している。このため、膜４に応力集中が生じる。これに対し、本実施の形態のセンサ１は、第１の孔群１５の孔がキャビティ３の外縁部から離れているので、応力集中が生じない。第２の孔群１６の孔、第３の孔群１７の孔および第４の孔群１８の孔においても同様である。
【００３６】
また、図７は、本発明の実施の形態１におけるセンサの受光領域の模式図である。図７は、第１の受光領域１１の第１の受光層５０、第２の受光層６０および第１の接続部２１、第２の受光領域１２の第３の受光層７０、第４の受光層８０および第２の接続部２２、第３の受光領域１３の第５の受光層９０、第６の受光層１００および第３の接続部２３、第４の受光領域１４の第７の受光層１１０、第８の受光層１２０および第４の接続部２４を示している。
【００３７】
ここで、図７に示すように、上面視にて、第１の受光領域１１、第２の受光領域１２、第３の受光領域１３および第４の受光領域１４全体の外形が略正方形であることが好ましい。
【００３８】
ここで、図７に示すように、上面視にて、第１の接続部２１を除いた第１の受光領域１１の外形、第２の接続部２２を除いた第２の受光領域１２の外形、第３の接続部２３を除いた第３の受光領域１３の外形、および第４の接続部２４を除いた第４の受光領域１４の外形がいずれも略正方形の形状である。
【００３９】
また、図７に示すように、上面視にて、第１の受光層５０、第３の受光層７０、第５の受光層９０および第７の受光層１１０はそれぞれ略正方形の形状であることが好ましい。
【００４０】
また、図７に示すように、上面視にて、第２の受光層６０は第１の受光層５０よりも膜４の中心部より外側に位置していることが好ましい。同様に、上面視にて、第４の受光層８０は第３の受光層７０よりも膜４の中心部より外側に位置し、第６の受光層１００は第５の受光層９０よりも膜４の中心部より外側に位置し、第８の受光層１２０は第７の受光層１１０よりも膜４の中心部より外側に位置していることが好ましい。
【００４１】
また、図７に示すように、上面視にて、第１の受光層５０の２辺が第２の受光層６０に囲まれていることが好ましい。同様に、上面視にて、第３の受光層７０の２辺が第４の受光層８０に囲まれており、第５の受光層９０の２辺が第６の受光層１００に囲まれており、第７の受光層１１０の２辺が第８の受光層１２０に囲まれていることが好ましい。
【００４２】
また、図７に示すように、上面視にて、第２の受光層６０の上面の面積である上面積が第１の受光層５０の上面積より大きいことが好ましい。同様に、上面視にて、第４の受光層８０は第３の受光層７０よりも上面積が大きく、第６の受光層１００は第５の受光層９０よりも上面積が大きく、第８の受光層１２０は第７の受光層１１０よりも上面積が大きいことが好ましい。
【００４３】
また、図７に示すように、第１の受光層５０と第２の受光層６０の距離が第１の受光層５０と第３の受光層７０の距離よりも短いことが好ましい。さらに、第１の受光層５０と第２の受光層６０の距離が第１の受光層５０と第７の受光層１１０の距離よりも短いことが好ましい。同様に、第３の受光層７０と第４の受光層８０の距離が第３の受光層７０と第１の受光層５０の距離および第３の受光層７０と第５の受光層９０の距離のいずれよりも短いことが好ましい。第５の受光層９０と第６の受光層１００の距離が第５の受光層９０と第３の受光層７０の距離および第５の受光層９０と第７の受光層１１０の距離のいずれよりも短いことが好ましい。第７の受光層１１０と第８の受光層１２０の距離が第７の受光層１１０と第５の受光層９０の距離および第７の受光層１１０と第１の受光層５０の距離のいずれよりも短いことが好ましい。
【００４４】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２におけるセンサについて説明する。実施の形態２におけるセンサは、実施の形態１におけるセンサとは、上面視にて第１の受光層５０、第２の受光層６０、第３の受光層７０、第４の受光層８０、第５の受光層９０、第６の受光層１００、第７の受光層１１０および第８の受光層１２０の形状および配置が異なっている。図８は、本発明の実施の形態２におけるセンサの受光領域の模式図であり、図７と同様に受光領域の主要部のみを記載している。ここで、図７との相違点を主に説明することとする。
【００４５】
図８に示すように、上面視にて、第１の受光層５０、第２の受光層６０、第３の受光層７０、第４の受光層８０、第５の受光層９０、第６の受光層１００、第７の受光層１１０および第８の受光層１２０がいずれも長方形であり、その形状は互いに等しく、上面積も互いに等しくても構わない。図７においては、外側の受光層が内側の受光層よりも上面積が大きい例を説明していたが、図８のように上面積が互いに等しい。
【００４６】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３におけるセンサについて説明する。実施の形態３におけるセンサは、実施の形態１におけるセンサとは、上面視にて第１の受光層５０、第２の受光層６０、第３の受光層７０、第４の受光層８０、第５の受光層９０、第６の受光層１００、第７の受光層１１０および第８の受光層１２０の形状および配置が異なっている。図９は、本発明の実施の形態２におけるセンサの受光領域の模式図であり、図７と同様に受光領域の主要部のみを記載している。ここで、図７との相違点を主に説明することとする。
【００４７】
まず、図９に示すように、上面視にて、第１の受光領域１１、第２の受光領域１２、第３の受光領域１３および第４の受光領域１４全体の外形が略円形である。
【００４８】
また、図９に示すように、上面視にて、第１の接続部２１を除いた第１の受光領域１１の外形、第２の接続部２２を除いた第２の受光領域１２の外形、第３の接続部２３を除いた第３の受光領域１３の外形、および第４の接続部２４を除いた第４の受光領域１４の外形がいずれも中心角が９０°の扇形の形状である。
【００４９】
また、図９に示すように、上面視にて、第１の受光層５０、第３の受光層７０、第５の受光層９０および第７の受光層１１０はいずれも中心角が９０°の扇形の形状である。
【００５０】
ここで、図９に示すように、上面視にて、第２の受光層６０は第１の受光層５０よりも膜４の中心部より外側に位置している。同様に、上面視にて、第４の受光層８０は第３の受光層７０よりも膜４の中心部より外側に位置し、第６の受光層１００は第５の受光層９０よりも膜４の中心部より外側に位置し、第８の受光層１２０は第７の受光層１１０よりも膜４の中心部より外側に位置している。
【００５１】
そして、図９に示すように、上面視にて、第１の受光層５０の円弧部が第２の受光層６０に囲まれている。同様に、上面視にて、第３の受光層７０の円弧部が第４の受光層８０に囲まれており、第５の受光層９０の円弧部が第６の受光層１００に囲まれており、第７の受光層１１０の円弧部が第８の受光層１２０に囲まれている。
【００５２】
そして、図９に示すように、上面視にて、第２の受光層６０の上面積が第１の受光層５０の上面積より大きい。同様に、上面視にて、第４の受光層８０は第３の受光層７０よりも上面積が大きく、第６の受光層１００は第５の受光層９０よりも上面積が大きく、第８の受光層１２０は第７の受光層１１０よりも上面積が大きい。
【００５３】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４におけるセンサについて説明する。実施の形態４におけるセンサは、実施の形態１におけるセンサとは、膜４の領域および受光領域が形状および配置で異なっている。図１０は本発明の実施の形態４におけるセンサの受光領域の模式図であり、図７と同様に受光領域の主要部のみを記載している。ここで、図７との相違点を主に説明することとする。
【００５４】
図１０に示すように、膜４は、左上領域４Ａ、右上領域４Ｂおよび下領域４Ｅの３領域に分けられる。左上領域４Ａは第１の受光領域１１が、右上領域４Ｂは第２の受光領域１２が、下領域４Ｅは第３の受光領域１３がそれぞれ形成されている。
【００５５】
また、図１０に示すように、上面視にて、第１の受光領域１１、第２の受光領域１２および第３の受光領域１３全体の外形が略六角形である。
【００５６】
また、図１０に示すように、上面視にて、第１の接続部２１を除いた第１の受光領域１１の外形、第２の接続部２２を除いた第２の受光領域１２の外形および第３の接続部２３を除いた第３の受光領域１３の外形がいずれも菱形の形状である。これらの菱形は膜４の中央部に近い頂点の内角が１２０°である。
【００５７】
また、図１０に示すように、上面視にて、第１の受光層５０、第３の受光層７０および第５の受光層９０は中央部に近い頂点の内角が１２０°である菱形の形状である。
【００５８】
また、図１０に示すように、上面視にて、第２の受光層６０は第１の受光層５０よりも膜４の中心部より外側に位置している。同様に、上面視にて、第４の受光層８０は第３の受光層７０よりも膜４の中心部より外側に位置し、第６の受光層１００は第５の受光層９０よりも膜４の中心部より外側に位置している。
【００５９】
また、図１０に示すように、上面視にて、第１の受光層５０の２辺が第２の受光層６０に囲まれている。同様に、上面視にて、第３の受光層７０の２辺が第４の受光層８０に囲まれており、第５の受光層９０の２辺が第６の受光層１００に囲まれている。
【００６０】
また、図１０に示すように、上面視にて、第２の受光層６０の上面積が第１の受光層５０の上面積より大きい。同様に、上面視にて、第４の受光層８０は第３の受光層７０よりも上面積が大きく、第６の受光層１００は第５の受光層９０よりも上面積が大きい。
【００６１】
（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５におけるセンサについて説明する。実施の形態５におけるセンサは、実施の形態１におけるセンサとは、上面視にて第１の受光層５０、第２の受光層６０、第３の受光層７０、第４の受光層８０、第５の受光層９０、第６の受光層１００、第７の受光層１１０および第８の受光層１２０の形状および配置が異なっている。図１１は、本発明の実施の形態５におけるセンサの受光領域の模式図であり、図７と同様に受光領域の主要部のみを記載している。ここで、図７との相違点を主に説明することとする。
【００６２】
図１１に示すように、上面視にて、第１の受光領域１１、第２の受光領域１２、第３の受光領域１３および第４の受光領域１４全体の外形が略正八角形である。
【００６３】
図１１に示すように、上面視にて、第１の接続部２１を除いた第１の受光領域１１の外形、第２の接続部２２を除いた第２の受光領域１２の外形、第３の接続部２３を除いた第３の受光領域１３の外形、および第４の接続部２４を除いた第４の受光領域１４の外形がいずれも五角形の形状であっても構わない。そして、これらの五角形は膜４の中心部に近い頂点の内角が９０°である。
【００６４】
図１１に示すように、上面視にて、第１の受光層５０、第３の受光層７０、第５の受光層９０および第７の受光層１１０の外形はいずれも五角形の形状である。これらの五角形は膜４の中心部に近い頂点の内角が９０°である。
【００６５】
図１１に示すように、上面視にて、第２の受光層６０は第１の受光層５０よりも膜４の中心部より外側に位置している。同様に、上面視にて、第４の受光層８０は第３の受光層７０よりも膜４の中心部より外側に位置し、第６の受光層１００は第５の受光層９０よりも膜４の中心部より外側に位置し、第８の受光層１２０は第７の受光層１１０よりも膜４の中心部より外側に位置している。
【００６６】
図１１に示すように、上面視にて、第１の受光層５０の３辺が第２の受光層６０に囲まれていても構わない。同様に、上面視にて、第３の受光層７０の３辺が第４の受光層８０に囲まれており、第５の受光層９０の３辺が第６の受光層１００に囲まれており、第７の受光層１１０の３辺が第８の受光層１２０に囲まれている。
【００６７】
また、図１１に示すように、上面視にて、第２の受光層６０の上面積が第１の受光層５０の上面積より大きい。同様に、上面視にて、第４の受光層８０は第３の受光層７０よりも上面積が大きく、第６の受光層１００は第５の受光層９０よりも上面積が大きく、第８の受光層１２０は第７の受光層１１０よりも上面積が大きい。
【００６８】
（実施の形態６）
以下、本発明の実施の形態６におけるセンサについて説明する。実施の形態６におけるセンサは、実施の形態１におけるセンサとは、上面視にて第１の受光層５０、第２の受光層６０、第３の受光層７０、第４の受光層８０、第５の受光層９０、第６の受光層１００、第７の受光層１１０および第８の受光層１２０の形状および配置が異なっている。図１２は、本発明の実施の形態６におけるセンサの受光領域の模式図であり、図７と同様に受光領域の主要部のみを記載している。ここで、図７との相違点を主に説明することとする。
【００６９】
図１２に示すように、上面視にて、第１の受光領域１１、第２の受光領域１２、第３の受光領域１３および第４の受光領域１４全体の外形が略正方形である。
【００７０】
本実施の形態のセンサ１は、上面視にて、第１の接続部２１を除いた第１の受光領域１１の外形、第２の接続部２２を除いた第２の受光領域１２の外形、第３の接続部２３を除いた第３の受光領域１３の外形、および第４の接続部２４を除いた第４の受光領域１４の外形がいずれも略正方形の形状である。
【００７１】
また、図１２に示すように、上面視にて、第２の受光層６０、第４の受光層８０、第６の受光層１００および第８の受光層１２０は略正方形の形状である。
【００７２】
また、図１２に示すように、上面視にて、第２の受光層６０は第１の受光層５０よりも膜４の中心部より外側に位置している。同様に、上面視にて、第４の受光層８０は第３の受光層７０よりも膜４の中心部より外側に位置し、第６の受光層１００は第５の受光層９０よりも膜４の中心部より外側に位置し、第８の受光層１２０は第７の受光層１１０よりも膜４の中心部より外側に位置している。
【００７３】
また、図１２に示すように、上面視にて、第２の受光層６０の２辺が第１の受光層５０に囲まれている。同様に、上面視にて、第４の受光層８０の２辺が第３の受光層７０に囲まれており、第６の受光層１００の２辺が第５の受光層９０に囲まれており、第８の受光層１２０の２辺が第７の受光層１１０に囲まれている。
【００７４】
また、図１２に示すように、上面視にて、第２の受光層６０の上面積が第１の受光層５０の上面積より小さい。同様に、上面視にて、第４の受光層８０は第３の受光層７０よりも上面積が小さく、第６の受光層１００は第５の受光層９０よりも上面積が小さく、第８の受光層１２０は第７の受光層１１０よりも上面積が小さい。
【００７５】
（実施の形態７）
以下、本発明の実施の形態７におけるセンサについて説明する。実施の形態７におけるセンサは、実施の形態１におけるセンサとは、上面視にて第１の受光層５０、第２の受光層６０、第３の受光層７０、第４の受光層８０、第５の受光層９０、第６の受光層１００、第７の受光層１１０および第８の受光層１２０の形状および配置が異なっている。図１３は、本発明の実施の形態７におけるセンサの受光領域の模式図であり、図７と同様に受光領域の主要部のみを記載している。ここで、図７との相違点を主に説明することとする。
【００７６】
図１３に示すように、上面視にて、第１の受光領域１１、第２の受光領域１２、第３の受光領域１３および第４の受光領域１４全体の外形が略正方形である。
【００７７】
また、図１３に示すように、上面視にて、第１の接続部２１を除いた第１の受光領域１１の外形、第２の接続部２２を除いた第２の受光領域１２の外形、第３の接続部２３を除いた第３の受光領域１３の外形、および第４の接続部２４を除いた第４の受光領域１４の外形がいずれも略正方形の形状である。
【００７８】
また、図１３に示すように、上面視にて、第２の受光層６０、第４の受光層８０、第６の受光層１００および第８の受光層１２０は略正方形の形状である。
【００７９】
また、図１３に示すように、上面視にて、第２の受光層６０は第１の受光層５０よりも膜４の中心部より外側に位置している。同様に、上面視にて、第４の受光層８０は第３の受光層７０よりも膜４の中心部より外側に位置し、第６の受光層１００は第５の受光層９０よりも膜４の中心部より外側に位置し、第８の受光層１２０は第７の受光層１１０よりも膜４の中心部より外側に位置している。
【００８０】
また、図１３に示すように、上面視にて、第２の受光層６０の２辺が第１の受光層５０に囲まれている。同様に、上面視にて、第４の受光層８０の２辺が第３の受光層７０に囲まれており、第６の受光層１００の２辺が第５の受光層９０に囲まれており、第８の受光層１２０の２辺が第７の受光層１１０に囲まれている。
【００８１】
本実施の形態のセンサ１は、上面視にて、第２の受光層６０の上面積が第１の受光層５０の上面積より小さい。同様に、上面視にて、第４の受光層８０は第３の受光層７０よりも上面積が小さく、第６の受光層１００は第５の受光層９０よりも上面積が小さく、第８の受光層１２０は第７の受光層１１０よりも上面積が小さい。
【００８２】
（実施の形態８）
以下、本発明の実施の形態８におけるセンサについて説明する。実施の形態８におけるセンサは、実施の形態１におけるセンサとは、上面視にて第１の受光層５０、第２の受光層６０、第３の受光層７０、第４の受光層８０、第５の受光層９０、第６の受光層１００、第７の受光層１１０および第８の受光層１２０の形状および配置が異なっている。図１４は、本発明の実施の形態８におけるセンサの受光領域の模式図であり、図７と同様に受光領域の主要部のみを記載している。ここで、図７との相違点を主に説明することとする。
【００８３】
図１４に示すように、上面視にて、第１の受光領域１１、第２の受光領域１２、第３の受光領域１３および第４の受光領域１４全体の外形が略正方形である。
【００８４】
また、図１４に示すように、上面視にて、第１の接続部２１を除いた第１の受光領域１１の外形、第２の接続部２２を除いた第２の受光領域１２の外形、第３の接続部２３を除いた第３の受光領域１３の外形、および第４の接続部２４を除いた第４の受光領域１４の外形がいずれも略直角二等辺三角形の形状である。これらの直角二等辺三角形の膜４の中央に近い頂点の内角が９０°である。
【００８５】
また、図１４に示すように、上面視にて、第１の受光層５０、第３の受光層７０、第５の受光層９０および第７の受光層１１０は、膜４の中央に近い頂点の内角が９０°である略直角二等辺三角形の形状である。
【００８６】
また、図１４に示すように、第２の受光層６０、第４の受光層８０、第６の受光層１００および第８の受光層１２０はいずれも台形の形状である。
【００８７】
また、図１４に示すように、上面視にて、第２の受光層６０は第１の受光層５０よりも膜４の中心部より外側に位置している。同様に、上面視にて、第４の受光層８０は第３の受光層７０よりも膜４の中心部より外側に位置し、第６の受光層１００は第５の受光層９０よりも膜４の中心部より外側に位置し、第８の受光層１２０は第７の受光層１１０よりも膜４の中心部より外側に位置している。
【００８８】
また、図１４に示すように、上面視にて、第２の受光層６０の上面積が第１の受光層５０の上面積より大きい。同様に、上面視にて、第４の受光層８０は第３の受光層７０よりも上面積が大きく、第６の受光層１００は第５の受光層９０よりも上面積が大きく、第８の受光層１２０は第７の受光層１１０よりも上面積が大きい。
【００８９】
（実施の形態９）
以下、本発明の実施の形態９におけるセンサについて説明する。実施の形態９におけるセンサは、実施の形態１におけるセンサとは、上面視にて第１の孔群１５内、第２の孔群１６内、第３の孔群１７内および第４の孔群１８内の孔が千鳥状に配置されている点で相違する。図１５は本発明の実施の形態９におけるセンサの受光領域の模式図である。図１５に示すように、第１の孔群１５内、第２の孔群１６内、第３の孔群１７内および第４の孔群１８内の孔は千鳥状に配置している。
【００９０】
本実施の形態のセンサ１の第１の孔群１５内、第２の孔群１６内、第３の孔群１７内および第４の孔群１８内の孔は千鳥状に配置する構成は、実施の形態１だけでなく、実施の形態２〜８のセンサ１に対しても適用できる。
【００９１】
（その他）
以下、本発明の各実施の形態における機能について説明する。まず、測定対象からの赤外線などの光に反応して、第１の受光領域１１が第１の出力信号を出力し、第２の受光領域１２が第２の出力信号を出力し、第３の受光領域１３が第３の出力信号を出力し、第４の受光領域１４が第４の出力信号を出力するとする。
【００９２】
ここで、第１の受光領域側から第２の受光領域側に測定対象が動くと、第１の出力信号と第３の出力信号は実質的に同一位相の出力信号を出力する。また、第２の出力信号と第４の出力信号は実質的に同一位相の出力信号を出力する。一方、第１、第３の出力信号と第２、第４の出力信号は異なる位相の出力信号を出力する。そして、第１の出力信号と第２の出力信号の演算から測定対象の動く方向を検知することができる。
【００９３】
同様に、第１の受光領域側から第３の受光領域側に測定対象が動くと、第１の出力信号と第２の出力信号は実質的に同一位相の出力信号を出力する。また、第３の出力信号と第４の出力信号は実質的に同一位相の出力信号を出力する。一方、第１、第２の出力信号と第３、第４の出力信号は異なる位相の出力信号を出力する。そして、第１の出力信号と第３の出力信号の演算から測定対象の動く方向を検知することができる。
【００９４】
以上のように、４つの出力信号の演算することにより、測定対象がどの方向に動いたのかを検知することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明に係るセンサは、赤外線などの光を検出するセンサとして有用である。
【符号の説明】
【００９６】
１  センサ
２  基板
３  キャビティ
４  膜
４Ａ  左上領域
４Ｂ  右上領域
４Ｃ  左下領域
４Ｄ  右下領域
４Ｅ  下領域
５  下部シリコン酸化膜
６  シリコン窒化膜
７  上部シリコン酸化膜
１１  第１の受光領域
１２  第２の受光領域
１３  第３の受光領域
１４  第４の受光領域
１５  第１の孔群
１６  第２の孔群
１７  第３の孔群
１８  第４の孔群
２１  第１の接続部
２２  第２の接続部
２３  第３の接続部
２４  第４の接続部
３１  第１のパッド
３２  第２のパッド
３３  第３のパッド
３４  第４のパッド
３５  第５のパッド
４１  第１の配線導体
４２  第２の配線導体
４３  第３の配線導体
４４  第４の配線導体
４５  第５の配線導体
５０  第１の受光層
５１  第１の下部電極
５２  第１の焦電膜
５３  第１の上面電極
５４  第１の絶縁膜
６０  第２の受光層
６１  第２の下部電極
６２  第２の焦電膜
６３  第２の上面電極
６４  第２の絶縁膜
７０  第３の受光層
７１  第３の下部電極
７２  第３の焦電膜
７３  第３の上面電極
７４  第３の絶縁膜
８０  第４の受光層
８１  第４の下部電極
８２  第４の焦電膜
８３  第４の上面電極
８４  第４の絶縁膜
９０  第５の受光層
９１  第５の下部電極
９２  第５の焦電膜
９３  第５の上面電極
９４  第５の絶縁膜
１００  第６の受光層
１０１  第６の下部電極
１０２  第６の焦電膜
１０３  第６の上面電極
１０４  第６の絶縁膜
１１０  第７の受光層
１１１  第７の下部電極
１１２  第７の焦電膜
１１３  第７の上面電極
１１４  第７の絶縁膜
１２０  第８の受光層
１２１  第８の下部電極
１２２  第８の焦電膜
１２３  第８の上面電極
１２４  第８の絶縁膜
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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