(57)【要約】  赤外線感知部における熱絶縁が改善され、熱電変換効率や応答性の良好な赤外線センサと、その製造方法を得る。  赤外線センサ１０は、熱電変換材料で形成された第１の基板１２と第２の基板１４とを含む。第１の基板１２は、電極材料で形成されたポスト２０によって、第２の基板１４から分離された状態で支持される。第１の基板１２上に、検出電極１６と、それから引き出される引出し部１８とを形成し、これらが赤外線吸収膜２４で覆われる。ポスト２０を引出し部１８に接続するとともに、ポスト２０に接続される外部端子接続電極２６を形成する。
2007129547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電変換材料で形成された第１の基板、
互いの主面どうしが対向するようにして前記第１の基板と間隔を隔てて配置される第２の基板、
前記第１の基板と前記第２の基板とを分離して支持するために前記第１の基板と前記第２の基板とを連結する複数の柱状のポスト、および
前記第１の基板に入射した赤外線を検出するために前記第１の基板の少なくとも一方の主面に形成される検出電極を含む、赤外線センサ。
【請求項２】
前記第１の基板との対向面の反対側における前記第２の基板の主面に外部回路と接続するための外部端子接続電極が形成され、前記検出電極と前記ポストと前記外部端子接続電極とが電気的に接続された、請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項３】
前記第１の基板との対向面側における前記第２の基板の主面に配線電極が形成され、前記検出電極と前記ポストと前記配線電極とが電気的に接続された、請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項４】
前記ポストは、前記第１の基板および前記第２の基板の少なくとも一方を貫通するように形成される、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の赤外線センサ。
【請求項５】
前記第２の基板はＩＣ基板である、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の赤外線センサ。
【請求項６】
熱電変換材料で形成された第１の基板、
前記第１の基板に入射した赤外線を検出するために前記第１の基板の少なくとも一方主面に形成される検出電極、
前記第１の基板を支持するために前記第１の基板に接合される第２の基板、
前記検出電極形成部に対応する位置において前記第２の基板に形成される空隙部、および
前記検出電極形成部の周囲において前記第１の基板に形成される貫通溝を含む、赤外線センサ。
【請求項７】
前記空隙部は前記第２の基板を貫通するように形成される、請求項６に記載の赤外線センサ。
【請求項８】
前記空隙部は前記検出電極形成部に対応する位置における前記第２の基板の凹部によって形成される、請求項６に記載の赤外線センサ。
【請求項９】
前記検出電極を覆うように形成される赤外線吸収膜を含む、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の赤外線センサ。
【請求項１０】
前記検出電極を覆うように形成される保護膜と、前記検出電極形成部に対応する位置において前記保護膜上に形成される赤外線吸収膜とを含む、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の赤外線センサ。
【請求項１１】
前記第１の基板がサーミスタ材料で形成された、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の赤外線センサ。
【請求項１２】
前記サーミスタ材料は、Ｍｎ3Ｏ4系の材料である、請求項１１に記載の赤外線センサ。
【請求項１３】
前記サーミスタ材料は、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3系の材料である、請求項１１に記載の赤外線センサ。
【請求項１４】
前記サーミスタ材料は、（Ｌａ，Ｂａ）ＭｎＯ3系の材料である、請求項１１に記載の赤外線センサ。
【請求項１５】
前記第１の基板が焦電体材料で形成された、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の赤外線センサ。
【請求項１６】
前記焦電体材料は、ＰｂＴｉＯ3系もしくは（Ｐｂ，Ｚｒ）ＴｉＯ3系の材料である、請求項１５に記載の赤外線センサ。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６のいずれかに記載の赤外線センサが複数配置された、赤外線センサアレイ。
【請求項１８】
熱電変換材料で形成された第１の基板を準備する工程、
第２の基板を準備する工程、
前記第１の基板と前記第２の基板の主面どうしを接合材で接合する工程、
前記第１の基板を薄層化する工程、
薄層化した前記第１の基板の主面に前記第１の基板に入射した赤外線を検出するための検出電極を形成する工程、
前記接合材を貫通して前記第１の基板と前記第２の基板とを連結するポストを形成する工程、および
前記接合材を除去する工程を含む、赤外線センサの製造方法。
【請求項１９】
前記ポストを形成する工程は、前記第２の基板および前記接合材を貫通して前記第１の基板に達する貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔に電極を形成して前記ポストとする工程とを含む、請求項１８に記載の赤外線センサの製造方法。
【請求項２０】
前記ポストは前記検出電極に接続するように形成されるとともに、前記第１の基板との対向面の反対側における前記第２の基板の主面において外部回路に接続するために前記ポストに接続された外部端子接続電極が形成される、請求項１９に記載の赤外線センサの製造方法。
【請求項２１】
前記ポストを形成する工程は、前記第１の基板および前記接合材を貫通して前記第２の基板に達する貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔に電極を形成して前記ポストとする工程とを含む、請求項１８に記載の赤外線センサの製造方法。
【請求項２２】
前記第１の基板と前記第２の基板を接合する前に、前記第１の基板と対向する前記第２の基板の主面に配線電極を形成する工程を含み、さらに、前記ポストを形成する際に前記配線電極に前記ポストを接続することにより前記検出電極と前記ポストと前記配線電極とを接続する工程を含む、請求項２１に記載の赤外線センサの製造方法。
【請求項２３】
前記ポストを形成する工程の後に、前記第２の基板を貫通して前記配線電極に達する貫通孔を形成する工程と、前記第２の基板を貫通する前記貫通孔に電極を形成する工程と、前記第１の基板との対向面の反対側における前記第２の基板の主面に前記第２の基板を貫通する前記電極に接続される外部回路と接続するための外部端子接続電極を形成する工程とを含む、請求項２２に記載の赤外線センサの製造方法。
【請求項２４】
前記第２の基板はＩＣ基板で形成され、前記ポストによって前記検出電極と前記第２の基板に形成された回路とが接続される、請求項２１に記載の赤外線センサの製造方法。
【請求項２５】
前記接合材を除去する工程は、等方性エッチングによって行なわれる、請求項１８ないし請求項２４のいずれかに記載の赤外線センサの製造方法。
【請求項２６】
熱電変換材料で形成された第１の基板を準備する工程、
第２の基板を準備する工程、
前記第１の基板の一方主面に第１の配線電極を形成する工程、
前記第２の基板の一方主面に第２の配線電極を形成する工程、
前記第１の配線電極と前記第２の配線電極とを接合することによりポストを形成し、前記ポストにより前記第１の基板と前記第２の基板とを互いに対向するように積層する工程、
前記第１の基板を薄層化する工程、および
前記第１の基板の主面に前記第１の基板に入射した赤外線を検出するための検出電極を形成する工程を含む、赤外線センサの製造方法。
【請求項２７】
前記検出電極を形成する工程の後に、前記検出電極と前記第１の配線電極とを結ぶように前記第１の基板に貫通孔を形成する工程と、前記第１の基板に形成された前記貫通孔に電極を形成することにより前記検出電極と前記第１の配線電極とを接続する工程と、前記第２の配線電極に達するように前記第２の基板に貫通孔を形成する工程と、前記第２の基板に形成された前記貫通孔に電極を形成する工程と、前記第１の基板との対向面の反対側における前記第２の基板の主面に前記第２の基板の前記貫通孔に形成された前記電極に接続されるようにして外部回路と接続するための外部端子接続電極を形成する工程とを含む、請求項２６に記載の赤外線センサの製造方法。
【請求項２８】
さらに、前記検出電極の周囲において前記第１の基板に溝を形成する工程と、前記検出電極の周囲に形成された前記溝の外側の前記第１の基板を除去する工程とを含む、請求項１８ないし請求項２６のいずれかに記載の赤外線センサの製造方法。
【請求項２９】
熱電変換材料で形成された第１の基板を準備する工程、
第２の基板を準備する工程、
前記第２の基板に貫通孔を形成する工程、
前記貫通孔が形成された前記第２の基板の一方主面に前記第１の基板の一方主面を接合する工程、
前記第１の基板を薄層化する工程、
前記貫通孔に対応する位置において前記第１の基板の主面に前記第１の基板に入射した赤外線を検出するための検出電極を形成する工程、および
前記検出電極の周囲において前記第１の基板に貫通溝を形成する工程を含む、赤外線センサの製造方法。
【請求項３０】
熱電変換材料で形成された第１の基板を準備する工程、
第２の基板を準備する工程、
前記第２の基板の一方主面に凹部を形成する工程、
前記凹部が形成された前記第２の基板の一方主面に前記第１の基板の一方主面を接合する工程、
前記第１の基板を薄層化する工程、
前記凹部に対応する位置において前記第１の基板の主面に前記第１の基板に入射した赤外線を検出するための検出電極を形成する工程、および
前記検出電極の周囲において前記第１の基板に貫通溝を形成する工程を含む、赤外線センサの製造方法。
【請求項３１】
熱電変換材料で形成された第１の基板を準備する工程、
第２の基板を準備する工程、
前記第２の基板の一方主面上に前記第１の基板の一方主面を接合する工程、
前記第１の基板を薄層化する工程、
前記第１の基板の主面に前記第１の基板に入射した赤外線を検出するための検出電極を形成する工程、
前記検出電極に対応する位置において前記第２の基板に貫通孔を形成することにより前記第１の基板の一方主面側に空隙部を形成する工程、および
前記検出電極の周囲において前記第１の基板に貫通溝を形成する工程を含む、赤外線センサの製造方法。
【請求項３２】
さらに、前記検出電極を覆うように赤外線吸収膜を形成する工程を含む、請求項１８ないし請求項３１のいずれかに記載の赤外線センサの製造方法。
【請求項３３】
さらに、前記検出電極を覆うように保護膜を形成する工程と、前記検出電極形成部に対応する位置において前記保護膜上に赤外線吸収膜を形成する工程とを含む、請求項１８ないし請求項３１のいずれかに記載の赤外線センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、赤外線センサおよびその製造方法に関し、特にたとえば、熱電変換材料で形成された基板上に検出電極が形成されて赤外線感知部が形成された赤外線センサと、それを製造するための赤外線センサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１９は、従来の赤外線センサの製造方法の一例を示す図解図である。赤外線センサを作製するために、図１９（Ａ）に示すように、たとえばＳｉからなる基板３が準備される。この基板３上に、下部電極１が形成され、その上にガラス質層２が形成される。また、ＰｂＴｉＯ3系の焦電体基板５の貼り合わせ面にＰｂ薄膜４を蒸着し、基板３のガラス質層２に焦電体基板５のＰｂ薄膜４が接触させられる。そして、６００〜１０００℃の熱処理を行なうことにより、ガラス質層２がＰｂ薄膜４と反応し、低融点ガラス質層６となって、基板３上に焦電体基板５が積層される。この状態で、図１９（Ｂ）に示すように、研磨加工によって焦電体基板５が薄片化され、さらにスパッタ法により受光面電極７が形成されることにより、赤外線感知部が形成される。受光面電極７が形成された焦電体基板５の上に、図１９（Ｃ）に示すように、ＳｉＯ2等の絶縁膜８が形成され、エッチングによって受光面電極７形成部における基板３が除去され、Ｓｉ基板除去部９が形成される。【０００３】
このような赤外線センサでは、基板３に焦電体基板５を張り合わせることにより、焦電体基板５を薄片化することができる。また、Ｓｉ基板除去部９を形成することにより、受光面電極７形成部から基板３への熱伝導が防止される。そのため、赤外線エネルギが入射したときに、赤外線感知部の温度変化が大きくなり、熱電変換効率、応答性を改善することができる。また、赤外線感知部を非常に薄くすることができるため、熱伝搬経路が狭くなり、隣接する赤外線感知部の間隔を短くすることができ、高集積化を図ることができる。さらに、複数の赤外線感知部を有するマルチエレメントセンサの場合、赤外線感知部間の基板３を残すことにより、この部分をヒートシンクとして作用させることができ、クロストークの影響のない小型のマルチエレメントセンサを得ることができる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−１９４２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような赤外線センサでは、赤外線感知部以外の部分において、焦電体基板とＳｉ基板とが接触しているため、熱絶縁が十分ではなく、熱電変換効率や応答性になお問題が残っている。【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、赤外線感知部における熱絶縁が改善され、熱電変換効率や応答性の良好な赤外線センサを提供することである。
また、この発明の別の目的は、赤外線感知部における熱絶縁が十分に確保された赤外線センサの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、熱電変換材料で形成された第１の基板と、互いの主面どうしが対向するようにして第１の基板と間隔を隔てて配置される第２の基板と、第１の基板と第２の基板とを分離して支持するために第１の基板と第２の基板とを連結する複数の柱状のポストと、第１の基板に入射した赤外線を検出するために第１の基板の少なくとも一方の主面に形成される検出電極とを含む、赤外線センサである。
熱電変換材料で形成された第１の基板に検出電極が形成されることにより、赤外線感知部が形成される。この赤外線感知部の形成された第１の基板が柱状のポストによって第２の基板から分離した状態で支持されるため、赤外線感知部と第２の基板との間における熱絶縁が確保される。【０００７】
このような赤外線センサにおいて、第１の基板との対向面の反対側における第２の基板の主面に外部回路と接続するための外部端子接続電極を形成し、検出電極とポストと外部端子接続電極とを電気的に接続することにより、赤外線センサを回路基板などに実装し、外部端子接続電極で外部回路に赤外線センサを接続することができる。
また、第１の基板との対向面側における第２の基板の主面に配線電極を形成し、検出電極とポストと配線電極とを電気的に接続することにより、赤外線センサを回路基板などに実装し、配線電極と外部回路との間でワイヤボンディングを行なうことができる。
なお、ポストは、第１の基板および第２の基板の少なくとも一方を貫通するように形成することができる。
また、第２の基板をＩＣ基板とすることにより、赤外線感知部で赤外線を感知して得られた信号を第２の基板で処理することができる。【０００８】
また、この発明は、熱電変換材料で形成された第１の基板と、第１の基板に入射した赤外線を検出するために第１の基板の少なくとも一方主面に形成される検出電極と、第１の基板を支持するために第１の基板に接合される第２の基板と、検出電極形成部に対応する位置において第２の基板に形成される空隙部と、検出電極形成部の周囲において第１の基板に形成される貫通溝とを含む、赤外線センサである。
第１の基板が第２の基板で支持され、検出電極が形成された赤外線感知部において、第２の基板に空隙部が形成される。それにより、赤外線感知部と第２の基板との間の熱絶縁を得ることができる。さらに、検出電極形成部の周囲において第１の基板に貫通溝を形成することにより、赤外線感知部と、第２の基板に接触する第１の基板部分との間において、熱絶縁を得ることができる。
このような赤外線センサにおいて、空隙部は第２の基板を貫通するように形成されてもよいし、検出電極形成部に対応する位置における第２の基板の凹部によって形成されてもよい。【０００９】
これらの赤外線センサにおいて、検出電極を覆うように赤外線吸収膜を形成することができる。赤外線吸収膜によって赤外線を吸収することにより、感度を良好にすることができる。
また、検出電極を覆うように保護膜を形成し、検出電極形成部に対応する位置において保護膜上に赤外線吸収膜を形成することができる。
保護膜によって赤外線センサの表面が保護される。さらに、赤外線吸収膜によって赤外線を吸収することにより、感度を良好にすることができる。
また、第１の基板としては、サーミスタ材料で形成されてもよいし、焦電体材料で形成されてもよい。
なお、サーミスタ材料としてＭｎ3Ｏ4系材料、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3系材料あるいは（Ｌａ，Ｂａ）ＭｎＯ3系材料を使用してもよいし、焦電体材料としてＰｂＴｉＯ3系もしくは（Ｐｂ，Ｚｒ）ＴｉＯ3系材料を使用してもよい。
さらに、上述のいずれかの赤外線センサを複数配置することにより、赤外線センサアレイとしてもよい。【００１０】
また、この発明は、熱電変換材料で形成された第１の基板を準備する工程と、第２の基板を準備する工程と、第１の基板と第２の基板の主面どうしを接合材で接合する工程と、第１の基板を薄層化する工程と、薄層化した第１の基板の主面に第１の基板に入射した赤外線を検出するための検出電極を形成する工程と、接合材を貫通して第１の基板と第２の基板とを連結するポストを形成する工程と、接合材を除去する工程とを含む、赤外線センサの製造方法である。
第１の基板と第２の基板とを接合材で接合することにより、第１の基板を薄層化することが容易となる。そして、第１の基板を薄層化したのち、接合材を除去することにより、第２の基板と分離した状態でポストにより第１の基板を支持することができる。したがって、第２の基板から分離した状態で、薄層化された第１の基板を支持することができる。薄層化した第１の基板に検出電極を形成することにより、赤外線感知部を形成することができる。したがって、他の部分から熱絶縁され、かつ熱容量の小さい赤外線感知部を有する赤外線センサを作製することができる。【００１１】
このような赤外線センサの製造方法において、ポストを形成する工程は、第２の基板および接合材を貫通して第１の基板に達する貫通孔を形成する工程と、貫通孔に電極を形成してポストとする工程とで構成することができる。
このとき、ポストは検出電極に接続するように形成されるとともに、第１の基板との対向面の反対側における第２の基板の主面においてポストに接続される外部端子接続電極が形成されることにより、回路基板などに実装して外部端子接続電極で外部回路に接続することができる赤外線センサを得ることができる。【００１２】
また、ポストを形成する工程は、第１の基板および接合材を貫通して第２の基板に達する貫通孔を形成する工程と、貫通孔に電極を形成してポストとする工程とで構成されてもよい。
このとき、第１の基板と第２の基板を接合する前に、第１の基板と対向する第２の基板の主面に配線電極を形成する工程を含み、さらに、ポストを形成する際に配線電極にポストを接続することにより検出電極とポストと配線電極とを接続する工程を含んでもよい。このような製造方法を採用することにより、第２の基板上に外部回路とワイヤボンディングを行なうための配線電極が形成された赤外線センサを得ることができる。
さらに、第１の基板および接合材を貫通して配線電極にポストを接続する製造方法において、ポストを形成する工程の後に、第２の基板を貫通して配線電極に達する貫通孔を形成する工程と、第２の基板を貫通する貫通孔に電極を形成する工程と、第１の基板との対向面の反対側における第２の基板の主面にポストに接続される外部端子接続電極を形成する工程とが含まれていてもよい。この場合、配線電極は、赤外線感知部を構成する検出電極に接続されたポストと外部端子接続電極との中継用として使用される。【００１３】
また、第１の基板および接合材を貫通するようにポストを形成する製造方法において、第２の基板はＩＣ基板で形成され、ポストによって検出電極と第２の基板に形成された回路とが接続されるようにしてもよい。
このような製造方法により、赤外線感知部から出力される信号を第２の基板に形成された回路で処理できる赤外線センサを得ることができる。【００１４】
なお、接合材を除去する工程は、等方性エッチングによって行なうことが好ましい。等方性エッチングによって接合層を除去すれば、エッチング除去時の部分的なエッチング不足や過剰エッチングを防ぐことができ、接合材以外の部分へのエッチングによるダメージを軽減することができる。【００１５】
また、この発明は、熱電変換材料で形成された第１の基板を準備する工程と、第２の基板を準備する工程と、第１の基板の一方主面に第１の配線電極を形成する工程と、第２の基板の一方主面に第２の配線電極を形成する工程と、第１の配線電極と第２の配線電極とを接合することによりポストを形成し、ポストにより第１の基板と第２の基板とを互いに対向するように積層する工程と、第１の基板を薄層化する工程と、第１の基板の主面に第１の基板に入射した赤外線を検出するための検出電極を形成する工程とを含む、赤外線センサの製造方法である。
第１の基板および第２の基板に配線電極を形成し、これらの配線電極を接合することによりポストを形成して、第１の基板を第２の基板と分離した状態で支持することができる。【００１６】
このような赤外線センサの製造方法において、検出電極を形成する工程の後に、検出電極と第１の配線電極とを結ぶように第１の基板に貫通孔を形成する工程と、第１の基板に形成された貫通孔に電極を形成することにより検出電極と第１の配線電極とを接続する工程と、第２の配線電極に達するように第２の基板に貫通孔を形成する工程と、第２の基板に形成された貫通孔に電極を形成する工程と、第１の基板との対向面の反対側における第２の基板の主面に第２の基板の貫通孔に形成された電極に接続されるようにして外部端子接続電極を形成する工程とを含む製造方法とすることができる。
第１の基板に形成された検出電極を第２の基板に形成された外部端子接続電極に接続することにより、赤外線センサを回路基板などに実装して、外部端子接続電極で外部回路に接続することができる。【００１７】
さらに、上述の赤外線センサの製造方法において、検出電極の周囲において第１の基板に溝を形成する工程と、検出電極の周囲に形成された溝の外側の第１の基板を除去する工程とが含まれていてもよい。
検出電極の周囲の溝の外側の第１の基板を除去することにより、第１の基板が第２の基板より小さくなる。そのため、赤外線センサ回路基板などに実装したとき、第１の基板と隣接する素子との間隔を大きくすることができる。したがって、熱感知部が形成された第１の基板と隣接する素子との間の熱絶縁が良好で、熱伝導によるクロストークを防止することができる。【００１８】
また、この発明は、熱電変換材料で形成された第１の基板を準備する工程と、第２の基板を準備する工程と、第２の基板に貫通孔を形成する工程と、貫通孔が形成された第２の基板の一方主面に第１の基板の一方主面を接合する工程と、第１の基板を薄層化する工程と、貫通孔に対応する位置において第１の基板の主面に第１の基板に入射した赤外線を検出するための検出電極を形成する工程と、検出電極の周囲において第１の基板に貫通溝を形成する工程とを含む、赤外線センサの製造方法である。
貫通孔が形成された第２の基板に第１の基板を接合して薄層化したのち、検出電極形成部の周囲において第１の基板に貫通溝を形成することにより、検出電極が形成された赤外線感知部は、貫通溝で囲まれた薄層の第１の基板部分に配置される。この赤外線感知部は、空隙部によって第２の基板から分離されるとともに、貫通溝で周囲と熱絶縁される。したがって、他の部分から熱絶縁され、かつ熱容量の小さい赤外線感知部を有する赤外線センサを作製することができる。【００１９】
また、この発明は、熱電変換材料で形成された第１の基板を準備する工程と、第２の基板を準備する工程と、第２の基板の一方主面に凹部を形成する工程と、凹部が形成された第２の基板の一方主面に第１の基板の一方主面を接合する工程と、第１の基板を薄層化する工程と、凹部に対応する位置において第１の基板の主面に第１の基板に入射した赤外線を検出するための検出電極を形成する工程と、検出電極の周囲において第１の基板に貫通溝を形成する工程とを含む、赤外線センサの製造方法である。
赤外線感知部と第２の基板とを分離する空隙部は、第２の基板に凹部を形成することによっても形成することができる。【００２０】
また、この発明は、熱電変換材料で形成された第１の基板を準備する工程と、第２の基板を準備する工程と、第２の基板の一方主面上に第１の基板の一方主面を接合する工程と、第１の基板を薄層化する工程と、第１の基板の主面に第１の基板に入射した赤外線を検出するための検出電極を形成する工程と、検出電極に対応した位置において第２の基板に貫通孔を形成することにより第１の基板の一方主面側に空隙部を形成する工程と、検出電極の周囲において第１の基板に貫通溝を形成する工程とを含む、赤外線センサの製造方法である。
空隙部を形成するための第２の貫通孔は、第１の基板と第２の基板とを接合した後に形成してもよい。【００２１】
さらに、上述のような赤外線センサの製造方法において、検出電極を覆うように赤外線吸収膜を形成する工程を含めることができる。また、検出電極を覆うように保護膜を形成する工程と、検出電極形成部に対応する位置において保護膜上に赤外線吸収膜を形成する工程とを含めることができる。
保護膜を形成することにより、検出電極が形成された第１の基板の表面を保護することができ、赤外線吸収膜を形成することにより、良好な感度を得ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、赤外線感知部が他の部分から熱絶縁され、熱電変換効率や応答性の良好な赤外線センサを得ることができる。
また、この発明の製造方法を採用することにより、赤外線感知部が他の部分から熱絶縁された赤外線センサを効率的に製造することができる。【００２３】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の赤外線センサの一例を示す平面図である。
【図２】図１に示す赤外線センサの断面図解図である。
【図３】図１に示す赤外線センサに形成される検出電極の一例を示す図解図である。
【図４】この発明の赤外線センサの他の例を示す断面図解図である。
【図５】図１に示す赤外線センサの製造方法を示す図解図である。
【図６】図１に示す赤外線センサと異なる構成を有する赤外線センサの製造方法を示す図解図である。
【図７】図１に示す赤外線センサとさらに異なる構成を有する赤外線センサの製造方法を示す図解図である。
【図８】図１に示す赤外線センサと別の構成を有する赤外線センサの製造方法を示す図解図である。
【図９】図１に示す赤外線センサとさらに別の構成を有する赤外線センサの製造方法を示す図解図である。
【図１０】この発明の赤外線センサアレイの一例を示す図解図である。
【図１１】赤外線センサアレイにカバー部材を取り付けた例を示す図解図である。
【図１２】この発明の赤外線センサのさらに他の例を示す断面図解図である。
【図１３】図１２に示す赤外線センサの平面図である。
【図１４】図１２に示す赤外線センサに形成される検出電極の一例を示す図解図である。
【図１５】この発明の赤外線センサの別の例を示す断面図解図である。
【図１６】図１２に示す赤外線センサの製造方法を示す図解図である。
【図１７】図１２に示す赤外線センサと異なる構成を有する赤外線センサの製造方法を示す図解図である。
【図１８】図１２に示す赤外線センサとさらに異なる構成を有する赤外線センサの製造方法を示す図解図である。
【図１９】従来の赤外線センサの製造方法を示す図解図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，７０，７０Ａ，７０Ｂ  赤外線センサ
１２，７２  第１の基板
１４，７４  第２の基板
１６，７８  検出電極
１８，８０  引出し部
２０，３８，４６，５４，５６  ポスト
２２，８２  保護膜
２４，８４  赤外線吸収膜
２６  外部端子接続電極
３０，７６  接合材
３２  スルーホール
６０  赤外線センサアレイ
８６  空隙部
８８  貫通溝
９０  貫通孔
９２  凹部
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１はこの発明の赤外線センサの一例を示す平面図であり、図２はその断面図解図である。赤外線センサ１０は、第１の基板１２と第２の基板１４とを含む。第１の基板１２は、サーミスタ材料や焦電体材料などの熱電変換材料で、薄層となるように形成される。サーミスタ材料としては、たとえばＭｎ3Ｏ4系材料、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3系材料あるいは（Ｌａ，Ｂａ）ＭｎＯ3系材料などを使用することができ、焦電体材料としては、たとえばＰｂＴｉＯ3系もしくは（Ｐｂ，Ｚｒ）ＴｉＯ3系材料などを使用することができる。また、第２の基板１４は、たとえばＳｉなどで形成される。第１の基板１２がサーミスタ材料で形成される場合、第１の基板１２の一方主面には、検出電極１６が形成される。検出電極１６は、図３の平面図に示すように、２つの櫛歯状電極１６ａ，１６ｂが互いに噛み合うように配置されることにより形成される。これらの櫛歯状電極１６ａ，１６ｂは、互いに反対方向に引き出されて、引出し部１８に接続される。検出電極１６および引出し部１８は、たとえばＡｌ／Ｔｉ，Ａｌ／ＮｉＣｒなどによって形成される。この検出電極１６形成部に、赤外線感知部が形成される。なお、第１の基板１２が焦電体材料で形成される場合、検出電極１６は、第１の基板１２の両面に対向するように形成される。【００２７】
第１の基板１２は、２つのポスト２０によって、第２の基板１４と分離された状態で支持される。ポスト２０は、たとえば電極材料で形成され、第１の基板１２および第２の基板１４を貫通するようにして検出電極１６の引出し部１８に接続される。なお、第１の基板１２は、第２の基板１４より小さく形成される。したがって、第１の基板１２の上方から見たとき、第１の基板１２は、第２の基板１４の内側に配置される。【００２８】
さらに、第１の基板１２上には、検出電極１６を覆うようにして、保護膜２２が形成される。保護膜２２は、たとえばＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3などの絶縁性材料で形成される。また、検出電極１６形成部に対応する位置において、保護膜２２上に赤外線吸収膜２４が形成される。赤外線吸収膜２４は、たとえばＡｕ黒，ＮｉＣｒ，ＴｉＮなどによって形成される。さらに、第１の基板１２との対向面の反対側において、第２の基板１４の主面上に外部端子接続電極２６が形成される。外部端子接続電極２６は、２つのポスト２０に接続されるように形成される。したがって、外部端子接続電極２６は、ポスト２０を介して、検出電極１６に接続される。なお、図４は、この発明の赤外線センサの他の例を示す断面図解図である。本実施例においては、検出電極１６を覆うように赤外線吸収膜２４が形成されている。このように、赤外線吸収膜２４に、赤外線の吸収と検出電極１６の保護とを兼ねた効果を持たせることもできる。【００２９】
この赤外線センサ１０は、回路基板などに実装され、外部端子接続電極２６が回路基板に形成された端子に接続される。そして、赤外線吸収膜２４によって入射した赤外線が吸収され、第１の基板１２の温度が変化すると、櫛歯状電極１６ａ，１６ｂ間の抵抗値が変化する。この抵抗値変化により、温度変化を検出することができる。温度変化による信号は、ポスト２０および外部端子接続電極２６を介して、外部回路に伝達される。【００３０】
この赤外線センサ１０を製造する方法が、図５に示されている。まず、図５（Ａ）に示すように、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂などの樹脂材料で形成された接合材３０で、バルク状の第１の基板１２と第２の基板１４とが接合される。次に、図５（Ｂ）に示すように、ラップ研磨やポリッシュ等の研磨やインフィード研削により、第１の基板１２が所望の厚さ（５０μｍ以下）となるように薄層化される。【００３１】
次に、図５（Ｃ）に示すように、第１の基板１２上に、櫛歯状電極１６ａ，１６ｂを形成することにより、検出電極１６が形成される。このとき、引出し部１８も同時に形成される。なお、図４においては、１つの検出電極１６が示されているが、実際には、大きい基板１２，１４が用いられ、１枚の第１の基板１２上に複数の検出電極１６が形成される。この検出電極１６が形成された部分に、赤外線感知部が形成される。そして、図５（Ｄ）に示すように、検出電極１６および引出し部１８を覆うようにして、第１の基板１２上にＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3などの保護膜２２が形成される。さらに、図５（Ｅ）に示すように、検出電極１６形成部に対応する位置において、保護膜２２上に赤外線吸収膜２４が形成される。【００３２】
次に、図５（Ｆ）に示すように、第２の基板１４および接合材３０を貫通して検出電極１６の引出し部１８に達するスルーホール３２が形成される。スルーホール３２は、たとえば第１の基板１２との対向面の反対側から、第２の基板１４にレーザ照射を行なったり、ＲＩＥやサンドブラストなどの方法により形成される。さらに、図５（Ｇ）に示すように、メッキなどの方法により、スルーホール３２内に電極を形成することにより、ポスト２０が形成される。そして、図５（Ｈ）に示すように、第２の基板１４上において、ポスト２０に接続されるようにして、外部端子接続電極２６が形成される。したがって、外部端子接続電極２６は、ポスト２０を介して、検出電極１６に接続される。【００３３】
次に、図５（Ｉ）に示すように、検出電極１６を取り囲むように、第１の基板１２および保護膜２２を貫通する溝３４が形成される。そして、図５（Ｊ）に示すように、エッチングなどによって、接合材３０が除去される。このとき、等方性エッチングによって接合材３０を除去すれば、エッチング除去時の部分的なエッチング不足や過剰エッチングを防ぐことができ、接合材３０以外の部分へのエッチングによるダメージを軽減することができる。それによって、第１の基板１２と第２の基板１４とは、分離された状態で、ポスト２０により支持される。検出電極１６形成部の周囲には溝３４が形成されているため、接合材３０が除去されることにより、隣接する検出電極１６間において、第１の基板１２および保護膜２２はどこにも支持されなくなる。この部分は除去されることにより、隣接する赤外線感知部の間に隙間が形成される。この隙間部分において、第２の基板１４を切断することにより、個々の赤外線センサ１０が形成される。【００３４】
このように、第１の基板１２を接合材３０で第２の基板１４に接合することにより、バルク状の第１の基板１２を５０μｍ以下にまで薄層化することができる。しかも、得られた赤外線センサ１０においては、第１の基板１２と第２の基板１４とは、２つのポスト２０で連結されているだけであり、第１の基板１２と第２の基板１４との接触面積が小さい。そのため、第１の基板１２の熱容量を小さくすることができ、しかも十分な熱絶縁が得られ、熱電変換効率や応答性を向上させることができる。また、第１の基板１２を第２の基板１４より小さくすることにより、回路基板などに赤外線センサ１０を実装したときに、隣接する素子と赤外線感知部との間の間隔を大きくすることができる。そのため、熱伝導によるクロストークを防止することができ、低コストで熱分離構造を形成することができる。【００３５】
また、このような製造方法では、第１の基板１２と第２の基板１４とを接合する接合材３０として、非Ｐｂ系材料である樹脂材料が用いられるため、環境負荷物質の使用をなくすことができる。さらに、この製造方法で製造された赤外線センサ１０では、第２の基板１４の表面に外部端子接続電極２６が形成されているため、回路基板などに表面実装することができ、実装面積を小さくすることができる。なお、図５（Ｄ）において、保護膜２２の代わりに赤外線吸収膜２４を形成し、図５（Ｅ）の工程を削除してもよい。【００３６】
図６は、この発明の赤外線センサの他の製造方法を示す図解図である。この製造方法では、図６（Ａ）に示すように、第２の基板１４の一方主面上に、互いに間隔を隔てて２つの配線電極３６が形成される。次に、図６（Ｂ）に示すように、第２の基板１４の配線電極３６が形成された主面に、接合材３０を用いて、バルク状の第１の基板１２が接合される。そして、図６（Ｃ）に示すように、第１の基板１２が薄層化される。薄層化された第１の基板１２上に、図６（Ｄ）に示すように、検出電極１６および引出し部１８が形成される。このとき、検出電極１６の引出し部１８は、配線電極３６にほぼ対応する位置に形成される。【００３７】
次に、図６（Ｅ）に示すように、第１の基板１２および接合材３０を貫通して配線電極３６に達するスルーホールが形成され、メッキなどで電極を形成することにより、ポスト３８が形成される。このとき、引出し部１８が、配線電極３０にほぼ対応する位置に形成されているため、配線電極３６に達するスルーホールは引出し部１８の一部を除去するように形成される。したがって、スルーホールに電極を形成することにより、ポスト３８は、引出し部１８に接続され、検出電極１６と配線電極３６とが電気的に接続される。なお、スルーホールを引出し部１８の周辺に形成しておき、スルーホールに電極を形成する際にそのスルーホールの電極と引出し部１８を接続することもできる。【００３８】
ポスト３８が形成された後、図６（Ｆ）に示すように、検出電極１６を覆うようにして、第１の基板１２上に保護膜２２が形成される。検出電極１６に対応する位置において、保護膜２２上には、図６（Ｇ）に示すように、赤外線吸収膜２４が形成される。次に、図６（Ｈ）に示すように、第２の基板１４を貫通して配線電極３６に達するように、スルーホールが形成され、メッキなどによってスルーホール内に電極４０が形成される。この電極４０に接続されるようにして、図６（Ｉ）に示すように、第２の基板１４の主面に、外部端子接続電極２６が形成される。なお、図６（Ｆ）において、保護膜２２の代わりに赤外線吸収膜２４を形成し、図６（Ｇ）の工程を削除してもよい。【００３９】
さらに、図６（Ｊ）に示すように、検出電極１６を取り囲むように、保護膜２２および第１の基板１２を貫通する溝３４が形成される。そして、図６（Ｋ）に示すように、エッチングなどによって接合材３０を除去することにより、第１の基板１２が第２の基板１４から分離されてポスト３８に支持される。また、溝３４の外側において、隣接する検出電極１６間の保護膜２２および第１の基板１２が除去される。そののち、隣接する検出電極１６間で第２の基板１４を切断することにより、個々の赤外線センサ１０Ａが形成される。この赤外線センサ１０Ａでは、第１の基板１２側からポスト３８が形成され、第１の基板１２が第２の基板１４から分離された状態でポスト３８に支持されている。【００４０】
また、図７に示すように、接合材を用いずに赤外線センサ１０を作製することもできる。この場合、図７（Ａ）に示すように、バルク状の第１の基板１２に第１の配線電極４２が形成され、第２の基板１４に第２の配線電極４４が形成される。これらの第１の配線電極４２および第２の配線電極４４は、第１の基板１２および第２の基板１４の主面が対向するように重ね合わせたときに、互いに対応する位置に形成される。第１の配線電極４２および第２の配線電極４４は、たとえば、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｎｉ等の材料、あるいはこれらの積層体で形成される。そして、第１の配線電極４２と第２の配線電極４４とを接合する際に、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｎの中から選択される少なくとも１つからなる第１の金属およびＮｉ，Ａｕ，Ｃｕの中から選択される少なくとも１つからなる第２の金属が接触するように、第１の配線電極４２および第２の配線電極４４が形成されることが好ましい。【００４１】
次に、図７（Ｂ）に示すように、第１の基板１２と第２の基板１４とが重ね合わされ、第１の配線電極４２と第２の配線電極４４とが接合される。第１の配線電極４２と第２の配線電極４４との接合は、たとえば、これらの配線電極４２，４４を押し付けるように加圧しながら加熱することにより行なわれる。加熱することにより、配線電極４２，４４の境界部に第１の金属と第２の金属の合金層が形成され、この合金層によって配線電極４２，４４が接合される。これらの第１の配線電極４２と第２の配線電極４４とが接合されることにより、第１の基板１２を第２の基板１４から分離した状態で支持するためのポスト４６が形成される。【００４２】
さらに、図７（Ｃ）に示すように、第１の基板１２が薄層化される。そして、図７（Ｄ）に示すように、第１の基板１２上に、検出電極１６が形成される。検出電極１６の引出し部１８は、ポスト４６にほぼ対応する位置に形成される。次に、図７（Ｅ）に示すように、第１の基板１２を貫通してポスト４６に達するスルーホールが形成され、このスルーホール内にメッキなどによって電極４８が形成される。この電極４８によって、検出電極１６の引出し部１８とポスト４６とが電気的に接続される。なお、スルーホールを引出し部１８の周辺に形成しておき、スルーホールに電極を形成する際にそのスルーホールの電極と引出し部１８を接続することもできる。【００４３】
さらに、図７（Ｆ）に示すように、検出電極１６を覆うようにして、第１の基板１２上に保護膜２２が形成され、図７（Ｇ）に示すように、保護膜２２上に赤外線吸収膜２４が形成される。また、図７（Ｈ）に示すように、第２の基板１４を貫通するようにして、ポスト４６に達するスルーホールが形成され、このスルーホール内にメッキなどによって電極５０が形成される。そして、図７（Ｉ）に示すように、電極５０に接続されるようにして、第２の基板１４の主面上に外部端子接続電極２６が形成される。なお、図７（Ｆ）において、保護膜２２の代わりに赤外線吸収膜２４を形成し、図７（Ｇ）の工程を削除してもよい。【００４４】
さらに、図７（Ｊ）に示すように、保護膜２２および第１の基板１２を貫通するようにして、検出電極１６を取り囲むように溝３４が形成される。そして、溝３４の外側において、隣接する検出電極１６間の保護膜２２および第１の基板１２が除去される。さらに、隣接する検出電極１６間において、第２の基板１４を切断することにより、個々の赤外線センサ１０Ｂが形成される。このような赤外線センサ１０Ｂの製造方法を採用すれば、接合層を除去する工程が不要となる。【００４５】
また、図８に示すように、ワイヤボンディング用電極を有する赤外線センサ１０を作製することもできる。この場合、図８（Ａ）に示すように、第２の基板１４の一方主面上に、互いに間隔を隔てた位置に配線電極５２が形成される。配線電極５２は、後に第１の基板１２上に形成される検出電極の引き出し部に対応した位置に形成されるとともに、互いに反対方向に引き出されるように形成される。つまり、図８（Ａ）において、第２の基板１４の両端側に、それぞれ２つの配線電極が形成されているように示されているが、それぞれの端部側において、２つの配線電極は第２の基板１４上で引き回されて接続されたものである。【００４６】
次に、図８（Ｂ）に示すように、配線電極５２を覆うようにして、第２の基板１４上に接合材３０でバルク状の第１の基板１２が接合される。そして、図８（Ｃ）に示すように、第１の基板１２が薄層化される。薄層化された第１の基板１２上には、図８（Ｄ）に示すように、検出電極１６および引出し部１８が形成される。このとき、検出電極１６の引出し部１８は、間隔を隔てて形成された配線電極５２の内側部分にほぼ対応する位置に形成される。【００４７】
さらに、図８（Ｅ）に示すように、第１の基板１２および接合材３０を貫通するようにして、配線電極５２の内側部分に達するようにスルーホールが形成される。そして、このスルーホール内に電極が形成されることによって、スルーホール内にポスト５４が形成される。ここで、検出電極１６の引出し部１８は、配線電極５２の内側部分にほぼ対応する位置に形成されているため、ポスト５４によって検出電極１６と配線電極５２とが電気的に接続される。なお、スルーホールを引出し部１８の周辺に形成しておき、スルーホールに電極を形成する際にそのスルーホールの電極と引出し部１８を接続することもできる。【００４８】
次に、図８（Ｆ）に示すように、検出電極１６を覆うようにして、第１の基板１２上に保護膜２２が形成される。さらに、図８（Ｇ）に示すように、保護膜２２上には、赤外線吸収膜２４が形成される。また、図８（Ｈ）に示すように、検出電極１６を取り囲むようにして、保護膜２２および第１の基板１２を貫通するように溝が形成され、溝の外側において、隣接する検出電極１６間の保護膜２２および第１の基板１２が除去される。そして、図８（Ｉ）に示すように、エッチングなどによって接合材３０が除去される。したがって、配線基板５２の外側部分は、第２の基板１４上に露出する。なお、図８（Ｆ）において、保護膜２２の代わりに赤外線吸収膜２４を形成し、図８（Ｇ）の工程を削除してもよい。【００４９】
この製造方法においても、隣接する検出電極１６間で第２の基板１４を切断することにより、個々の赤外線センサ１０Ｃが作製されるが、溝の外側で保護膜２２および第１の基板１２が除去されているため、第１の基板１２は第２の基板１４より小さくなっている。そのため、配線電極５２の外側部分は、外部からみて露出した状態となり、配線電極５２の外側部分をワイヤボンディング用電極として用いることができる。つまり、赤外線センサ１０Ｃを回路基板などに実装したのち、回路基板上の端子と配線電極５２の外側部分との間をワイヤボンディングによって接続することができる。【００５０】
また、図９に示すように、第２の基板１４として、ＩＣ基板を用いることができる。この場合、図９（Ａ）に示すように、ＩＣ基板である第２の基板１４上に、接合材３０を用いてバルク状の第１の基板１２が接合される。次に、図９（Ｂ）に示すように、第１の基板１２が薄層化され、図９（Ｃ）に示すように、第１の基板１２上に検出電極１６および引出し部１８が形成される。ここで、検出電極１６の引出し部１８は、第２の基板１４であるＩＣ基板の外部端子（図示せず）にほぼ対応する位置に形成される。【００５１】
さらに、図９（Ｄ）に示すように、第１の基板１２および接合材３０を貫通して第２の基板１４の外部端子に達するようにスルーホールが形成される。そして、このスルーホール内にメッキなどにより電極を形成することにより、ポスト５６が形成される。検出電極１６の引出し部１８と第２の基板１４の外部端子とは、ほぼ対応する位置に形成されているため、ポスト５６によって検出電極１６の引出し部１８と第２の基板１４の外部端子とが電気的に接続される。なお、スルーホールを引出し部１８の周辺に形成しておき、スルーホールに電極を形成する際にそのスルーホールの電極と引出し部１８を接続することもできる。【００５２】
次に、図９（Ｅ）に示すように、検出電極１６を覆うようにして、第１の基板１２上に保護膜２２が形成され、図９（Ｆ）に示すように、保護膜２２上に赤外線吸収膜２４が形成される。さらに、図９（Ｇ）に示すように、検出電極１６を取り囲むようにして、保護膜２２および第１の基板１２を貫通するように溝３４が形成される。そして、図９（Ｈ）に示すように、エッチングなどによって接合材３０が除去されることにより、第１の基板１２が第２の基板１４から分離された状態でポスト５６に支持される。このとき、溝３４の外側において、隣接する検出電極１６間の保護膜２２および第１の基板１２が除去される。そして、隣接する検出電極１６間において、第２の基板１４を切断することにより、個々の赤外線センサ１０Ｄが作製される。なお、図９（Ｅ）において、保護膜２２の代わりに赤外線吸収膜２４を形成し、図９（Ｆ）の工程を削除してもよい。【００５３】
この赤外線センサ１０Ｄでは、ポスト５６によって、検出電極１６と第２の基板１４であるＩＣ基板に形成された回路とが接続されるため、赤外線感知部から出力される信号を第２の基板１４で処理することができる。【００５４】
なお、これらの製造方法において、最終的に隣接する検出電極１６間で第２の基板１４を切断することにより、個々の赤外線センサ１０が作製されるが、図１０に示すように、１つの第２の基板１４上に複数の赤外線感知部が搭載された状態で第２の基板１４を切断することにより、赤外線センサアレイ６０としてもよい。このような赤外線センサアレイ６０では、第１の基板１２と第２の基板１４とがポストのみで接続され、その他の部分では第１の基板１２と第２の基板１４とが分離している。また、隣接する第１の基板１２どうしは、互いに間隔を隔てて配置されている。そのため、隣接する赤外線感知部間における熱絶縁効果が良好で、熱によるクロストークを防止することができる。【００５５】
さらに、図１１に示すように、赤外線センサアレイ６０として、第１の基板１２を覆うようにして、カバー部材６２を設けてもよい。この場合、たとえば接合材６４によって、カバー部材６２が第２の基板１４に取り付けられる。カバー部材６２は、赤外線透過基板で形成され、外部から入射した赤外線が赤外線感知部に到達するように形成される。また、赤外線感知部に対応する位置において、カバー部材６２に凸部を形成しておき、この凸部に赤外線を集めるための集光レンズ６６を形成してもよい。【００５６】
図１２はこの発明の赤外線センサの他の例を示す断面図解図であり、図１３はその平面図である。この赤外線センサ７０は、熱電変換材料で形成される薄層の第１の基板７２と、Ｓｉなどで形成される第２の基板７４とを含む。第１の基板７２と第２の基板７４とは、たとえばポリイミド樹脂やエポキシ樹脂などの樹脂材料で形成された接合材７６で接合される。第１の基板７２上には、検出電極７８が形成される。検出電極７８は、図１４に示すように、２つの櫛歯状電極７８ａ，７８ｂが互いに噛み合うように配置されることにより形成される。これらの櫛歯状電極７８ａ，７８ｂは、第１の基板７２上において、互いに反対側に引き出されて引出し部８０に接続される。そして、櫛歯状電極７８ａ，７８ｂ形成部に、赤外線感知部が形成される。これらの検出電極７８および引出し部８０は、たとえばＡｌ／Ｔｉ，Ａｌ／ＮｉＣｒなどによって形成される。【００５７】
さらに、検出電極７８形成部を覆うようにして、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3などの絶縁材料を用いて、第１の基板７２上に保護膜８２が形成される。また、検出電極７８形成部に対応した位置において、保護膜８２上に赤外線吸収膜８４が形成される。赤外線吸収膜８４は、たとえばＡｕ黒、ＮｉＣｒ、ＴｉＮなどによって形成される。さらに、検出電極７８形成部に対応した位置において、第２の基板７４に貫通孔が形成されることにより、空隙部８６が形成される。さらに、検出電極７８形成部の周囲において、第１の基板７２に貫通溝８８が形成される。貫通溝８８は、検出電極７８から引出し部８０への連結部を除いて、検出電極７８形成部を取り囲むように形成される。なお、図１５は、この発明の赤外線センサの別の例を示す断面図解図である。本実施例においては、検出電極７８を覆うように赤外線吸収膜８４が形成されている。このように、赤外線吸収膜８４に、赤外線の吸収と検出電極７８の保護とを兼ねた効果を持たせることもできる。【００５８】
この赤外線センサ７０では、検出電極７８が形成された赤外線感知部に対応した部分に、第２の基板７４が形成されず、空隙部８６が形成されている。また、引出し部８０形成部においては、第１の基板７２と第２の基板７４とが接合されているものの、赤外線感知部の周囲には貫通溝８８が形成されている。そのため、赤外線感知部と第２の基板７４に接合された第１の基板７２部分とは、検出電極７８と引出し部８０との連結部を除いて、熱絶縁された状態となっている。そのため、赤外線感知部の熱容量は小さく、かつ他の部分と熱絶縁された状態であり、熱電変換効率や応答性の良好な赤外線センサとすることができる。さらに、赤外線感知部が良好な熱絶縁性を有しているため、熱感知部が複数形成された赤外線センサアレイとした場合においても、隣接する赤外線感知部に及ぼす熱の影響が少なく、クロストークの小さい赤外線センサアレイを得ることができる。【００５９】
このような赤外線センサ７０を製造するには、図１６（Ａ）に示すように、第２の基板７４に、ウエットエッチング、レーザ、ＲＩＥ、サンドブラストなどの方法を用いて、空隙部８６となる複数の貫通孔９０が形成される。貫通孔９０が形成された第２の基板７４の一方主面上に、図１６（Ｂ）に示すように、接合材７６が形成される。次に、図１６（Ｃ）に示すように、接合材７６上に、バルク状の第１の基板７２が接合される。接合材７６上に第１の基板７２が接合されることにより、貫通孔９０形成部が空洞部８６となる。そして、図１６（Ｄ）に示すように、ラップ研磨やポリッシュ等の研磨により、第１の基板７２が薄層化される。【００６０】
次に、図１６（Ｅ）に示すように、第１の基板７２上に検出電極７８および引出し部８０が形成される。このとき、第２の基板７４に形成された空隙部８６に対応する位置において、検出電極７８が形成される。さらに、図１６（Ｆ）に示すように、検出電極７８の周囲において、引出し部８０に連なる部分を除いて、レーザなどによって、第１の基板７２に貫通溝８８が形成される。【００６１】
次に、図１６（Ｇ）に示すように、検出電極７８を覆うようにして、第１の基板７２上に保護膜８２が形成され、図１６（Ｈ）に示すように、保護膜８２上に赤外線吸収膜８４が形成される。そして、図１６（Ｉ）に示すように、隣接する検出電極７８間において、ダイシングやレーザなどによって第２の基板７４を切断することにより、個々の赤外線センサ７０が作製される。なお、図１６（Ｇ）において、保護膜８２の代わりに赤外線吸収膜８４を形成し、図１６（Ｈ）の工程を削除してもよい。【００６２】
このような製造方法を採用することにより、図１２、図１３および図１５に示す赤外線センサ７０を容易に製造することができる。【００６３】
また、図１７に示すように、空隙部８６としては、第２の基板７４に形成された凹部を利用することもできる。この場合、図１７（Ａ）に示すように、第２の基板７４の一方主面に複数の凹部９２が形成される。次に、図１７（Ｂ）に示すように、凹部９２が形成された側において、第２の基板７４上に接合材７６が形成される。さらに、図１７（Ｃ）に示すように、接合材７６上にバルク状の第１の基板７２が接合され、図１７（Ｄ）に示すように、第１の基板７２が薄層化される。第２の基板７４上に第１の基板７２が接合されることにより、凹部９２が空隙部８６となる。【００６４】
次に、図１７（Ｅ）に示すように、第１の基板７２上に検出電極７８および引出し部８０が形成される。このとき、第２の基板７４に形成された空隙部８６に対応する位置において、検出電極７８が形成される。さらに、図１７（Ｆ）に示すように、検出電極７８の周囲において、引出し部８０に連なる部分を除いて、第１の基板７２に貫通溝８８が形成される。【００６５】
次に、図１７（Ｇ）に示すように、検出電極７８を覆うようにして、第１の基板７２上に保護膜８２が形成され、図１７（Ｈ）に示すように、保護膜８２上に赤外線吸収膜８４が形成される。そして、図１７（Ｉ）に示すように、隣接する検出電極７８間において第２の基板７４を切断することにより、個々の赤外線センサ７０Ａが作製される。なお、図１７（Ｇ）において、保護膜８２の代わりに赤外線吸収膜８４を形成し、図１７（Ｈ）の工程を削除してもよい。【００６６】
このように、第２の基板７４に凹部９２を形成することにより空隙部８６を形成しても、赤外線感知部の熱絶縁性を良好にすることができる。【００６７】
また、図１８に示すように、第１の基板７２と第２の基板７４とを接合した後で、空隙部８６を形成してもよい。この場合、図１８（Ａ）に示すように、第２の基板７４の一方主面上に接合材７６が形成される。さらに、図１８（Ｂ）に示すように、接合材７６上に第１の基板７２が接合され、図１８（Ｃ）に示すように、第１の基板７２が薄層化される。【００６８】
次に、図１８（Ｄ）に示すように、第１の基板７２上に、複数の検出電極７８および引出し部８０が形成される。そして、図１８（Ｅ）に示すように、検出電極７８形成部を覆うようにして、第１の基板７２上に保護膜８２が形成され、図１８（Ｆ）に示すように、保護膜８２上に赤外線吸収膜８４が形成される。なお、図１８（Ｅ）において、保護膜８２の代わりに赤外線吸収膜８４を形成し、図１８（Ｆ）の工程を削除してもよい。【００６９】
さらに、図１８（Ｇ）に示すように、検出電極７８形成部に対応する位置において、第２の基板７４に貫通孔を形成することにより、空隙部８６が形成される。貫通孔の形成は、たとえばウエットエッチング、レーザ、ＲＩＥ、サンドブラストなどの方法によって行なわれる。次に、図１８（Ｈ）に示すように、検出電極７８の周囲において、引出し部８０に連なる部分を除いて、第１の基板７２に貫通溝８８が形成される。そして、図１８（Ｉ）に示すように、隣接する検出電極７８間において、第２の基板７４を切断することにより、個々の赤外線センサ７０Ｂが作製される。【００７０】
このように、空隙部８６の形成は、第１の基板７２および第２の基板７４の接合前に行なってもよく、第１の基板７２および第２の基板７４の接合後に行ってもよい。【００７１】
これらの製造方法により、赤外線感知部の熱絶縁性が良好で、熱電変換効率や応答性の良好な赤外線センサを効率よく作製することができる。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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