(57)【要約】【課題】パターン形成が容易で、受光感度が高く、信頼性が高いサーモパイル及びそれを用いた赤外線センサを提供する。【解決手段】サーモパイルを構成する熱電対２は、ポリシリコン（ポリシリコン部２１）と金属（金属製部材２２）で形成されるため、パターン形成し易い。ポリシリコンは赤外線吸収率の高いｐ型ポリシリコンであるため、受光感度が高くなる。ポリシリコン部２１と金属製部材２２を電気的に接続する温接点部２３ａ、ポリシリコン部２１と他の熱電対２の金属製部材２２を電気的に接続する冷接点部２３ｂ及び配線部２２ａの膜厚は、金属製部材２２の膜厚より厚い。さらに、接点部２３ａ、２３ｂの幅は、金属製部材２２の幅より広い。このため、金属製部材２２からの放熱を減少させ、接点部２３ａ、２３ｂ間の温度差の減少を防ぎ、感度を向上させることができる。また、サーモパイル１は配線切れしにくく、信頼性の高いものとなる。【選択図】図３
2007132865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリシリコンと金属の２種類の材料によって形成される複数の熱電対を備え、
前記複数の熱電対のうちの各熱電対は、ポリシリコン部と、金属製部材と、前記ポリシリコン部と前記金属製部材を電気的に接続する第１の接続部と、前記ポリシリコン部と他の熱電対の金属製部材を電気的に接続するための第２の接続部とから構成され、
前記各熱電対が、電気的に直列接続され、
前記ポリシリコン部は前記ポリシリコンで構成され、
前記金属製部材、前記第１の接続部及び前記第２の接続部は前記金属で構成され、
前記第１の接続部が温接点となり、
前記第２の接続部が冷接点となるサーモパイルにおいて、
前記ポリシリコンは、ｐ型不純物が添加されたポリシリコンであることを特徴とするサーモパイル。
【請求項２】
前記サーモパイルには、赤外線を受光する赤外線受光領域が設けられており、
前記ポリシリコン部は、前記赤外線受光領域の平面視略全体にわたって形成されることを特徴とする請求項１に記載のサーモパイル。
【請求項３】
前記熱電対は、さらに前記第２の接続部と前記他の熱電対の金属製部材を電気的に接続する配線部を有し、
前記配線部は前記金属で構成され、
前記第１の接続部、前記第２の接続部及び前記配線部の膜厚は、前記金属製部材の膜厚より厚いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のサーモパイル。
【請求項４】
前記第１の接続部及び前記第２の接続部の幅は、前記金属製部材の幅より広いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のサーモパイル。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のサーモパイルを備えたことを特徴とする赤外線センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光する赤外線を熱に変換し、当該熱に基づいて電気信号を出力するサーモパイル及びそれを用いた赤外線センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、赤外線センサには、熱型赤外線センサと量子型赤外線センサがある。熱型赤外線センサの動作原理は、素子が赤外線の熱エネルギーにより温められ、温度上昇に伴って素子の電気特性に変化が生じ、当該変化を利用するというものである。熱型赤外線センサとして、例えば熱起電力効果を利用するサーモパイルが挙げられる。
【０００３】
従来のサーモパイルについて、図５を参照して説明する。図５は、従来のサーモパイルの構成を示している。サーモパイルは、複数個直列に接続された熱電対１００と、熱電対１００に熱を加える赤外線吸収膜１０４とで構成されている。熱を加えられた熱電対１００は、当該熱に基づいて熱起電力を発生させる。
【０００４】
熱電対１００は、例えばポリシリコン１０１と金属１０２とで構成される。ポリシリコン１０１と金属１０２は温接点部１０３ａで接続される。温接点部１０３ａは赤外線吸収膜１０４で覆われる。赤外線吸収膜１０４は、赤外線を受光して、赤外線のエネルギーを熱エネルギーに変換する。当該熱エネルギーにより、温接点部１０３ａは温められ、温接点部１０３ａの温度が上昇する。メンブレン部１０５は薄膜で形成されており、その領域は平面視で赤外線吸収膜１０４の領域を含んでいる。メンブレン部１０５の下方（図５において垂直な奥方向）に位置する部分のシリコン基板は、エッチングされている。温接点部１０３ａ付近の熱が逃げにくいよう空間的に分離するためである。
【０００５】
冷接点部１０３ｂは赤外線吸収膜１０４に覆われず、熱を逃がすヒートシンク１０６上に設けられる。ヒートシンク１０６の作用により、冷接点部１０３ｂの温度は周囲の温度と同じになるようにされ、温接点部１０３ａの温度より低くなる。このため、温接点部１０３ａと冷接点部１０３ｂとの間に生じる温度差に基づき、隣合う熱電対１００の冷接点部１０３ｂ間に熱起電力が発生する。当該起電力は足し合わされ、電極１０７ａと電極１０７ｂとの間の端子電圧として出力される。このような構成により、サーモパイルは、受光した赤外線のエネルギーを熱エネルギーに変換し、当該熱エネルギーに基づいて熱電対に発生する熱起電力を電気信号として外部に出力する。
【０００６】
ところで、赤外線受光感度の向上を図るため、例えば、白金またはアルミニウムである第１の材料と、ドーピングされたかまたはドーピングされていないポリシリコンゲルマニウムである第２の材料とを有する熱電対が設けられた温度センサが知られている。当該温度センサは微細構造化されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、温接合部が赤外線の受光領域から内側に形成され、冷接合部が受光領域の外側の領域に形成されるサーモパイルセンサが知られている。このサーモパイルセンサでは、熱電対を構成する二種の熱電材料が、温接合部から受光領域における輻射量の大きな中心部の近傍位置にまで至る広い範囲にわたって延設されている（特許文献２参照）。
【０００８】
さらに、高性能な赤外線検出装置を供給するため、基板において、メンブレン領域と接する表面側の開口部に、高濃度のｐ型不純物が拡散された高濃度領域が形成される赤外線検出装置が知られている（特許文献３参照）。
【０００９】
赤外線センサには種々の材料が用いられるが、特にポリシリコンを用いたものとして、赤外線センサの支持台に、不純物がドープされたポリシリコン膜が用いられる赤外線センサアレーが知られている（特許文献４参照）。
【００１０】
また、赤外線センサにｐ型ポリシリコンが用いられたものとして、ｐ型多結晶シリコン抵抗部とｎ型多結晶シリコン抵抗部とが交互に直列接続されるサーモパイルを備える半導体赤外線センサが知られている（特許文献５参照）。
【００１１】
さらに、サーモパイルを構成する熱電対に着目した場合、熱電対を形成する一対の部材の少なくとも一方が、高濃度の不純物を添加したゲルマニウム・シリコン材料であり、他方がｐ型ポリシリコンである熱電対が知られている（例えば、特許文献６）。
【特許文献１】特表２００４−５０３７４３号公報
【特許文献２】特開２００２−３４０６７９号公報
【特許文献３】特開２００２−９０２１９号公報
【特許文献４】特開平７−２８０６４４号公報
【特許文献５】特開平７−９９３４６号公報
【特許文献６】特開２００３−２８２９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来のサーモパイルでは、熱電対をポリシリコンと金属で作製することにより、作製プロセスのコストを低下させ、チップ単価を安くすることができる。しかし、ビスマスやアンチモン等により作製した熱電対に比べ、受光感度やＳ／Ｎ比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）が悪くなっていた。
【００１３】
また、特許文献１に記載の温度センサ、特許文献２に記載のサーモパイル、特許文献３に記載の赤外線検出装置、及び特許文献４に記載の赤外線センサアレーは、赤外線センサを構成する熱電対に、不純物、特にｐ型不純物がドープされたポリシリコンを用いていない。このため、熱電対の赤外線受光感度の向上を図ることができなかった。
【００１４】
さらに、特許文献５に記載の半導体赤外線センサを構成するサーモパイルは、ｐ型多結晶シリコン抵抗部とｎ型多結晶シリコン抵抗部とで構成されている。さらにまた、特許文献６に記載の熱電対の材料は、高濃度の不純物を添加したゲルマニウム・シリコン材料と、ｐ型ポリシリコンである。このため、製造コストを低くすることができなかった。
【００１５】
本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、パターン形成が容易で、受光感度が高く、ノイズの小さい電気信号を出力すると共に、信頼性が高いサーモパイル及びそれを用いた赤外線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】
【００１６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、ポリシリコンと金属の２種類の材料によって形成される複数の熱電対を備え、前記複数の熱電対のうちの各熱電対は、ポリシリコン部と、金属製部材と、前記ポリシリコン部と前記金属製部材を電気的に接続する第１の接続部と、前記ポリシリコン部と他の熱電対の金属製部材を電気的に接続するための第２の接続部とから構成され、前記各熱電対が、電気的に直列接続され、前記ポリシリコン部は前記ポリシリコンで構成され、前記金属製部材、前記第１の接続部及び前記第２の接続部は前記金属で構成され、前記第１の接続部が温接点となり、前記第２の接続部が冷接点となるサーモパイルにおいて、前記ポリシリコンは、ｐ型不純物が添加されたポリシリコンであるものである。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のサーモパイルにおいて、前記サーモパイルには、赤外線を受光する赤外線受光領域が設けられており、前記ポリシリコン部は、前記赤外線受光領域の平面視略全体にわたって形成されるものである。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のサーモパイルにおいて、前記熱電対は、さらに前記第２の接続部と前記他の熱電対の金属製部材を電気的に接続する配線部を有し、前記配線部は前記金属で構成され、前記第１の接続部、前記第２の接続部及び前記配線部の膜厚は、前記金属製部材の膜厚より厚いものである。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のサーモパイルにおいて、前記第１の接続部及び前記第２の接続部の幅は、前記金属製部材の幅より広いものである。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のサーモパイルを備えたことを特徴とする赤外線センサである。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、熱電対を構成するポリシリコンはｐ型不純物が添加されたｐ型ポリシリコンであって、当該熱電対はサーモパイルを構成している。ｐ型ポリシリコンはｎ型ポリシリコンよりも赤外線吸収率が高いため、ポリシリコンをｐ型ポリシリコンで構成することにより、より赤外線の吸収率が高まり、より高感度なサーモパイル及びそれを用いた赤外線センサを作製することが可能となる。また、ｐ型ポリシリコンは赤外線吸収率が高いため、赤外線を吸収するための赤外線吸収膜を設けなくとも高い感度を確保することができ、低コスト化を図ることができる。さらに、この熱電対はポリシリコンと金属とで構成されているため、パターンを形成し易く、発電効率が良いサーモパイルを作製することができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、ポリシリコン部は、赤外線受光領域の平面視略全体にわたって形成される。ポリシリコン部を構成するポリシリコンは、赤外線を吸収する赤外線吸収材料である。このため、赤外線受光領域全体に渡ってポリシリコン部を満遍なくパターン形成することにより、サーモパイルの受光感度を向上させることができる。
【００２３】
また、上記構成においては、各熱電対の構成面積が最大限に広げられるので、特定の設定条件下で、サーモパイル全体の抵抗値を小さくすることができる。抵抗には熱雑音が発生し、熱雑音は抵抗値の平方根に比例して大きくなる。このため、抵抗値が大きくなると、熱雑音の増加に伴ってノイズの電圧が大きくなる。従って、上記のように、サーモパイル全体の抵抗値を小さくすることにより、熱雑音が低減され、ノイズ電圧の小さい電気信号を出力することができる。つまり、サーモパイルのＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００２４】
請求項３の発明によれば、第１の接続部、第２の接続部及び配線部の膜厚は、金属製部材の膜厚より厚い。ここで、サーモパイルの赤外線受光感度は、各熱電対の温接点−冷接点間の温度差が大きければ大きいほど高くなる。しかし、熱電対を構成する金属製部材は、金属で構成されているために放熱性が良く、当該温度差を小さくしてしまう。また、金属製部材の熱抵抗は小さいため、温接点の熱が、温接点と冷接点とを結ぶ金属を介して冷接点側へ伝導する。このため、金属製部材の膜圧を薄くすることにより、金属製部材の放熱量を少なくすると共に、熱抵抗を大きくすることができ、接点間の温度差が小さくなることを避けられる。その結果、サーモパイルの感度を向上させることが可能となる。ただし、信頼性の向上のため、金属製部材と同様に金属で構成される第１の接続部及び第２の接続部の膜厚は厚い方が良い。また、配線切れを防ぐため、配線部の膜厚は厚い方が良い。従って、第１の接続部、第２の接続部及び配線部の膜厚を金属製部材の膜厚より厚くすることにより、感度を向上させると共に、信頼性の向上及び配線切れの防止を図ることができる。
【００２５】
請求項４の発明によれば、第１の接続部及び前記第２の接続部の幅は、金属製部材の幅より広い。このように、金属製部材の幅を狭くすることにより、金属製部材の放熱量を少なくすると共に、熱抵抗を大きくすることができ、温接点−冷接点間の温度差が小さくなることを避けられる。その結果、サーモパイルの感度を向上させることが可能となる。また、第１の接続部及び第２の接続部の幅を広くすることにより、信頼性の向上を図ることができる。従って、第１の接続部及び第２の接続部の幅を金属製部材の幅より広くすることにより、感度を向上させると共に、信頼性の向上を図ることができる。
【００２６】
請求項５の発明によれば、受光感度が高く、ノイズの小さい電気信号を出力する赤外線センサを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の第１の実施形態に係るサーモパイルについて図１及び図２を参照して説明する。第１の実施形態は、主に請求項１及び請求項２に対応している。図１はサーモパイルの構成を示している。サーモパイル１は、ポリシリコンと金属の２種類の材料によって形成される複数の熱電対２で構成される。このように、熱電対２はポリシリコンと金属で構成されるため、熱電対のパターンを形成し易く、発電効率が良いサーモパイルを作製することができる。以下、サーモパイル１の構成について詳細に説明する。
【００２８】
複数の熱電対のうちの各熱電対２は、ポリシリコン部２１と金属製部材２２とで構成される一対の部材と、ポリシリコン部２１と金属製部材２２を電気的に接続する温接点部２３ａ（第１の接続部）と、ポリシリコン部２１と他の熱電対２の金属製部材２２を電気的に接続するための冷接点部２３ｂ（第２の接続部）とで構成される。サーモパイル１には赤外線を受光する赤外線受光領域２４が設けられ、各熱電対２は、一部が赤外線受光領域２４内に位置するように形成される。
【００２９】
ポリシリコン部２１はポリシリコンで構成され、当該ポリシリコンはｐ型不純物を添加されたポリシリコン（ｐ型ポリシリコン）である。ｐ型ポリシリコンはｎ型ポリシリコンよりも赤外線吸収率が高い。このため、ポリシリコンがｐ型ポリシリコンとなることにより、より赤外線の吸収率が高まり、より高感度なサーモパイル及びそれを用いた赤外線センサを作製することが可能となる。
【００３０】
ポリシリコン部２１の一部は、薄膜で形成されるメンブレン部２５上に、他の部分はヒートシンク２６上に形成される。メンブレン部２５の領域内には、赤外線を受光する赤外線受光領域２４が設けられる。温接点部２３ａは、ポリシリコン部２１上の赤外線受光領域２４に属する位置に形成される。温接点部２３ａの材料は、金属製部材２２と同じ金属である。赤外線受光領域２４内に位置するポリシリコン部２１及び温接点部２３ａは、受光する赤外線により温められる。
【００３１】
冷接点部２３ｂは、ポリシリコン部２１上の赤外線受光領域外の位置（ポリシリコン部２１のヒートシンク２６上に形成された部分）に形成される。冷接点部２３ｂの材料は、金属製部材２２と同じ金属である。ヒートシンク２６上のポリシリコン部２１及び冷接点部２３ｂの温度は、ヒートシンク２６の作用により、周囲の温度と同じになるようにされ、温接点部２３ａの温度より低くなる。
【００３２】
金属製部材２２は、アルミニウム、ビスマス、銅、プラチナ等の金属で構成され、ポリシリコン部２１上に絶縁層（不図示）を介して形成される。金属製部材２２は、ポリシリコン部２１上に形成された温接点部２３ａを介して、ポリシリコン部２１と電気的に接続されると共に、冷接点部２３ｂにより、他の熱電対２のポリシリコン部２１と電気的に接続される。このような構成により、各熱電対２が電気的に直列接続される。
【００３３】
次に、サーモパイル１の動作について説明する。ポリシリコン部２１は、赤外線を受光し、赤外線のエネルギーを熱エネルギーに変換する。当該熱エネルギーにより、温接点部２３ａ（温接点）は温められ、温接点部２３ａの温度が上昇する。冷接点部２３ｂ（冷接点）は赤外線受光領域２４外に配置され、ヒートシンク２６上に設けられるため、冷接点部２３ｂの温度は温接点部２３ａの温度より低くなる。このため、温接点部２３ａと冷接点部２３ｂとの間に生じる温度差に基づき、隣合う熱電対２の冷接点部２３ｂ間に熱起電力が発生する。当該起電力は足し合わされ、電極２７ａと電極２７ｂとの間の端子電圧として出力される。このような構成により、サーモパイルは、受光した赤外線のエネルギーを熱エネルギーに変換し、当該熱エネルギーに基づいて熱電対に発生する熱起電力を電気信号として外部に出力する。
【００３４】
なお、ポリシリコン部２１は、赤外線受光領域２４の平面視略全体にわたって形成される。ポリシリコン部２１を構成するポリシリコン、特にｐ型ポリシリコンは、赤外線を高効率で吸収する赤外線吸収材料である。このため、赤外線受光領域２４全体に渡ってポリシリコン部２１を満遍なくパターン形成することにより、サーモパイル１の赤外線受光感度を向上させることができる。
【００３５】
また、各熱電対２の構成面積を最大限に広げることにより、特定の設定条件下で、サーモパイル１全体の抵抗値を小さくすることができる。特定の設定条件とは、具体的に（１）サーモパイル１のチップサイズが同じであること、（２）各熱電対２の温接点部２３ａ−冷接点部２３ｂ間の距離の平均値が同じであること、（３）熱電対２の数が同じ、（４）熱電対材料の膜厚が同じであることである。
【００３６】
各熱電対２の構成面積の広がりに伴い（各ポリシリコン部２１の横幅が大きくなるのに従って）、各熱電対２の抵抗値は小さくなる。その結果、サーモパイル１全体の抵抗値が小さくなる。抵抗には熱雑音が発生し、熱雑音は抵抗値の平方根に比例して大きくなる。このため、抵抗値が大きくなると、熱雑音の増加に伴ってノイズの電圧が大きくなる。従って、サーモパイル１全体の抵抗値を小さくすることにより、熱雑音が低減され、ノイズ電圧の小さい電気信号を出力することができる。つまり、サーモパイル１のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００３７】
図２は、サーモパイル１の抵抗値−出力特性を求める実験の結果を示している。図２において、横軸はサーモパイル１の抵抗値を表している。縦軸に示す出力は、抵抗値が５０ｋΩのｎ型サーモパイルの出力電圧を基準とし、当該出力電圧で他の出力電圧を割って標準化した値を表している。なお、図２は、サーモパイルに赤外線吸収膜を付けない場合の測定値を示している。
【００３８】
図２には、ｐ型ポリシリコンで構成される本実施形態のサーモパイル１とｎ型ポリシリコンで構成されるサーモパイルの抵抗値−出力特性が示されている。四角のプロット（□）は、抵抗値を変化させた時の、ｐ型ポリシリコンで構成されるサーモパイル１の出力を表している。実線は、四角のプロットの位置に基づいて引いた近似曲線である。三角のプロット（△）は、抵抗値を変化させたときの、ｎ型ポリシリコンで構成されるサーモパイルの出力を表している。破線は、三角のプロットの位置に基づいて引いた近似曲線である。図２が示すように、同じ抵抗値の場合、ｎ型ポリシリコンで構成されるサーモパイルの出力より、ｐ型ポリシリコンで構成されるサーモパイルの出力の方が大きくなる。
【００３９】
赤外線吸収膜が、赤外線受光領域内に、熱電対の温接点を覆うように形成される場合、サーモパイルの出力は２割から３割増加する。しかしながら、赤外線吸収膜を設ける分だけ製造コストが高くなる。本実施形態では、サーモパイル１は、熱電対２にｐ型ポリシリコンを用いるため、図２に示されるように出力がｎ型ポリシリコンの場合に比べて大きい。このため、出力増加のために必ずしも赤外線吸収膜を設ける必要はなく、サーモパイルの製造コストを安くすることができる。また、赤外線吸収膜をｐ型ポリシリコンで構成されるサーモパイル１に設けた場合、赤外線吸収膜を設けない場合に比べて、赤外線受光領域を小さくしても所望の出力を確保することができるので、サーモパイル１のチップサイズの縮小を図ることができる。
【００４０】
本発明の第２の実施形態に係るサーモパイル１について図３を参照して説明する。本実施形態は、熱電対２がさらに配線部２２ａを備え、熱電対２の各部の厚みや幅が設定されている点で、第１の実施形態と異なる。第２の実施形態は、主に請求項２及び請求項４に対応している。
【００４１】
図３は、サーモパイル１の構造を示している。ポリシリコン部２１はメンブレン部２５上に形成される。ポリシリコン部２１の断面は、例えば長方形である。ポリシリコン部２１同士を、またポリシリコン部２１と金属製部材２２を絶縁するため、層間絶縁膜２８はポリシリコン部２１を被覆する。隣接するポリシリコン部２１の間には溝が生じる。
【００４２】
熱電対２は、さらに冷接点部２３ｂと他の熱電対２の金属製部材２２を電気的に接続する配線部２２ａを有する。配線部２２ａは上記の溝（段差）に沿って形成される。配線部２２ａは、金属製部材２２と同じ金属で構成される。
【００４３】
金属製部材２２は、ポリシリコン部２１を覆う層間絶縁膜２８上に形成される。金属製部材２２は、温接点部２３ａと配線部２２ａを電気的に接続する。
【００４４】
温接点部２３ａ及び冷接点部２３ｂは、ポリシリコン部２１の上に形成される。各接点部は、ポリシリコン部２１と電気的に接続されている。各接点部の上部の形状は、例えば凹型である。各接点部の幅は、層間絶縁膜２８より上の部分と、層間絶縁膜２８以下の部分とで異なる。配線部２２ａは、冷接点部２３ｂの側面に接続される。
【００４５】
ここで、温接点部２３ａ及び冷接点部２３ｂの側面の高さ、及びこれらの接点部２３ａ、２３ｂにおけるポリシリコン部２１と接する部分から凹型形状部分の底までの高さをｔ１とする。つまり、温接点部２３ａ及び冷接点部２３ｂの膜厚をｔ１とする。さらに、配線部２２ａの膜厚をｔ１とし、金属製部材２２の膜厚をｔ２とすると、ｔ１＞ｔ２の関係が成り立つ。つまり、温接点部２３ａ、冷接点部２３ｂ及び配線部２２ａの膜厚は、金属製部材２２の膜厚より厚い。
【００４６】
サーモパイル１の赤外線受光感度は、各熱電対２の温接点部２３ａ−冷接点部２３ｂ間の温度差が大きければ大きいほど高くなる。しかし、熱電対２を構成する金属製部材２２は、金属で構成されているために放熱性が良く、当該温度差を小さくしてしまう。また、金属製部材２２の熱抵抗は小さいため、温接点部２３ａの熱が、温接点部２３ａと冷接点部２３ｂとを結ぶ金属を介して冷接点部２３ｂ側へ伝導する。このため、金属製部材２２の膜圧を薄くすることにより、金属製部材２２の放熱量を少なくすると共に、熱抵抗を大きくすることができ、接点部間の温度差が小さくなることを避けられる。その結果、サーモパイル１の感度を向上させることが可能となる。ただし、信頼性の向上のため、金属製部材２２と同様に金属で構成される温接点部２３ａ及び冷接点部２３ｂの膜厚は厚い方が良い。また、配線切れを防ぐため、配線部２２ａの膜厚は厚い方が良い。従って、温接点部２３ａ、冷接点部２３ｂ及び配線部２２ａの膜厚を、金属製部材２２の膜厚より厚くすることにより、感度を向上させると共に、信頼性の向上及び配線切れ（段差部分での断線）の防止を図ることができる。
【００４７】
また、温接点部２３ａ及び冷接点部２３ｂにおいて、層間絶縁膜２８より上の部分の幅をｗ１とする。そして、金属製部材２２の幅をｗ２とすると、ｗ１＞ｗ２の関係が成り立つ。つまり、温接点部２３ａ及び冷接点部２３ｂの幅は、金属製部材２２の幅より広い。このように、金属製部材２２の幅を狭くすることにより、金属製部材２２の放熱量を少なくすると共に、熱抵抗を大きくすることができ、温接点部２３ａ−冷接点部２３ｂ間の温度差が小さくなることを避けられる。その結果、サーモパイル１の感度を向上させることが可能となる。また、温接点部２３ａ及び冷接点部２３ｂの幅を広くすることにより、各接点部２３ａ、２３ｂ及びサーモパイル１全体の信頼性の向上を図ることができる。従って、温接点部２３ａ及び冷接点部２３ｂの幅を、金属製部材２２の幅より広くすることにより、感度を向上させると共に、信頼性の向上を図ることができる。
【００４８】
次に、本発明の第３の実施形態に係る赤外線センサについて図４を参照して説明する。本実施形態は、第１の実施形態又は第２の実施形態に係るサーモパイルを用いた赤外線センサに係るものである。
【００４９】
図４は、サーモパイルを用いた赤外線センサの構造を示している。サーモパイル１は金属ステム３１上に固定される。金属ステム３１には、例えば円形状の開口部３２ａ、３２ｂが設けられる。開口部３２ａ、３２ｂのそれぞれにはリード線３３が差し込まれ、リード線３３と開口部の３２ａ、３２ｂの内壁の間には絶縁材３４が配設される。リード線３３とサーモパイル１はワイヤ３５によりワイヤボンディングされ、電気的に接続される。
【００５０】
金属ステム３１上に固定されたサーモパイル１は金属キャップ３６で覆われ、パッケージ化される。金属キャップ３６上面には開口が設けられる。当該開口から入射した光のうち赤外線光のみを透過させる赤外線フィルタ３７が、当該開口を塞ぐように金属キャップ３６の上部に設けられる。
【００５１】
このような構成により、赤外線は赤外線フィルタ３７を通してサーモパイル１に照射される。赤外線を受光したサーモパイル１は、受光した赤外線に基づいて電気信号を外部に出力する。ここで電気信号とは、例えば熱起電力からなる信号である。電気信号はワイヤ３５を介してリード線３３から赤外線センサ３外部に出力される。
【００５２】
サーモパイル１は、受光感度が高く、ノイズの小さい電気信号を出力するため、サーモパイル１を搭載した赤外線センサも同様の効果を奏する。
【００５３】
なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、サーモパイル１の赤外線受光領域２４に、赤外線吸収膜を設けてもよい。また、温接点部２３ａ、冷接点部２３ｂ及び配線部２２ａの各膜厚は、金属製部材２２の膜厚より厚ければ、同一（ｔ１）でなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るサーモパイルの構成を示す平面図。
【図２】上記サーモパイルの抵抗値−出力特性を示す図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るサーモパイルの構造を示す平面図、及び同図のＡ−Ａ′線断面図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る赤外線センサの構造を示す平面図、及び同図のＢ−Ｂ′線断面図。
【図５】従来のサーモパイルの構成を示す平面図。
【符号の説明】
【００５５】
１  サーモパイル
２  熱電対
３  赤外線センサ
２１  ポリシリコン部
２２  金属製部材
２２ａ  配線部
２３ａ  温接点部（第１の接続部）
２３ｂ  冷接点部（第２の接続部）
２４  赤外線受光領域
【図１】
2007132865.tif 000003
【図２】
2007132865.tif 000004
【図３】
2007132865.tif 000005
【図４】
2007132865.tif 000006
【図５】
2007132865.tif 000007