(57)【要約】      （修正有）【課題】光の吸収効率が高く光の検出感度の高い検出素子と撮像デバイスおよび電子機器の提供。【解決手段】照射された光の少なくとも一部を吸収し、吸収した前記光の量に応じて温度が上昇する吸収層８１と、吸収層８１から熱が伝達され、伝達された前記熱の量に応じて特性が変化するキャパシター３７と、を有し、吸収層８１は、金属で構成されたポーラス構造の膜を含む。【選択図】図６
2013130449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を吸収し、吸収した前記光の量に応じて温度が上昇する吸収部と、
前記吸収部から熱が伝達され、伝達された前記熱の量に応じて特性が変化する検出部と、を有し、
前記吸収部の少なくとも一部は、金属で構成されたポーラス構造である、
ことを特徴とする検出素子。
【請求項２】
前記金属が、窒化アルミニウムを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の検出素子。
【請求項３】
前記検出部は、互いに対向する一対の電極と、前記一対の電極間に介在する焦電体と、を含み、
前記吸収部は、前記一対の電極のうちの一方の電極の前記焦電体側とは反対側に設けられている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の検出素子。
【請求項４】
前記一方の電極と前記吸収部との間に設けられ、前記吸収部を透過した前記光の少なくとも一部を前記吸収部側に反射させる反射膜と、
前記吸収部の前記反射膜側とは反対側に設けられ、前記光の少なくとも一部を前記吸収部側に透過させ、且つ、前記反射膜側から前記吸収部を透過した前記光の少なくとも一部を前記吸収部側に反射させる半透過反射膜と、を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の検出素子。
【請求項５】
前記吸収部は、前記窒化アルミニウムを含む前記金属を、スパッタリング法で柱状に堆積させることによって、構成されており、
前記吸収部において、前記金属で構成された複数の柱状体の間に隙間が介在することによって、前記ポーラス構造が構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の検出素子。
【請求項６】
前記光が赤外線を含む、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の検出素子。
【請求項７】
複数の撮像素子が配列した撮像デバイスであって、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の検出素子を前記撮像素子として有する、
ことを特徴とする撮像デバイス。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像デバイスを有する、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、検出素子、撮像デバイス、電子機器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光の一種である赤外線を検出することができる検出素子が知られている。このような検出素子には、赤外線を吸収する吸収部と、吸収部が吸収した赤外線の量に応じた信号を出力する出力素子と、を有するものがある。
このような検出素子では、従来、赤外線を吸収する吸収部を酸化シリコンや窒化シリコンなどの膜で構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１４６６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載された検出素子において、酸化シリコンや窒化シリコンなどの膜の厚みを増大させることによって、赤外線を吸収する能力を高めることができる。
しかしながら、酸化シリコンや窒化シリコンなどでは、膜の厚みを増大させると、吸収部から出力素子への熱伝導が鈍くなるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現され得る。
【０００６】
［適用例１］光を吸収し、吸収した前記光の量に応じて温度が上昇する吸収部と、前記吸収部から熱が伝達され、伝達された前記熱の量に応じて特性が変化する検出部と、を有し、前記吸収部の少なくとも一部は、金属で構成されたポーラス構造である、ことを特徴とする検出素子。
【０００７】
この適用例の検出素子では、吸収部から伝達された熱の量に応じて、検出部の特性が変化する。このため、検出部の特性の変化から光の量を把握することができる。これにより、この検出素子では、光を検出することができる。
この検出素子では、吸収部の少なくとも一部が、金属で構成されている。金属は、他の材質に比較して熱伝導率が高い。このため、吸収部からの熱を検出部に伝えやすくすることができる。また、吸収部の少なくとも一部は、ポーラス構造を有している。この構造により、金属を含む吸収部で光を吸収することができる。
【０００８】
［適用例２］上記の検出素子であって、前記金属が、窒化アルミニウムを含む、ことを特徴とする検出素子。
【０００９】
この適用例では、窒化アルミニウムを含む金属でポーラス構造を構成することができる。
【００１０】
［適用例３］上記の検出素子であって、前記検出部は、互いに対向する一対の電極と、前記一対の電極間に介在する焦電体と、を含み、前記吸収部は、前記一対の電極のうちの一方の電極の前記焦電体側とは反対側に設けられている、ことを特徴とする検出素子。
【００１１】
この適用例では、検出部は、一対の電極と焦電体とを有している。そして、一対の電極のうちの一方の電極の焦電体側とは反対側に、吸収部が設けられている。この構成によれば、吸収部から一方の電極を介して伝達された熱の量に応じて、焦電体の自発分極量が変化する。焦電体の自発分極という特性の変化に基づいて、光を検出することができる。
【００１２】
［適用例４］上記の検出素子であって、前記一方の電極と前記吸収部との間に設けられ、前記吸収部を透過した前記光の少なくとも一部を前記吸収部側に反射させる反射膜と、前記吸収部の前記反射膜側とは反対側に設けられ、前記光の少なくとも一部を前記吸収部側に透過させ、且つ、前記反射膜側から前記吸収部を透過した前記光の少なくとも一部を前記吸収部側に反射させる半透過反射膜と、を有する、ことを特徴とする検出素子。
【００１３】
この適用例では、吸収部を透過して検出部側に向かう光の少なくとも一部を、反射膜で吸収部側に反射させることができる。これにより、反射膜で吸収部側に反射した光の少なくとも一部を吸収部で吸収することができる。
また、反射膜側から吸収部を透過した光の少なくとも一部を、半透過反射膜で吸収部側に反射させることができる。これにより、半透過反射膜で吸収部側に反射した光の少なくとも一部を吸収部で吸収することができる。
上記により、吸収部における光の吸収量を増大させることができる。
【００１４】
［適用例５］上記の検出素子であって、前記吸収部は、前記窒化アルミニウムを含む前記金属を、スパッタリング法で柱状に堆積させることによって、構成されており、前記吸収部において、前記金属で構成された複数の柱状体の間に隙間が介在することによって、前記ポーラス構造が構成されている、ことを特徴とする検出素子。
【００１５】
この適用例では、窒化アルミニウムを含む金属をスパッタリング法で柱状に堆積させることによって構成された吸収部において、金属で構成された複数の柱状体の間に隙間が介在することによって、ポーラス構造が構成されている。これにより、吸収部を構成することができる。
【００１６】
［適用例６］上記の検出素子であって、前記光が赤外線を含む、ことを特徴とする検出素子。
【００１７】
この適用例では、光に含まれる赤外線を検出することができる。
【００１８】
［適用例７］複数の撮像素子が配列した撮像デバイスであって、上記の検出素子を前記撮像素子として有する、ことを特徴とする撮像デバイス。
【００１９】
この適用例の撮像デバイスは、吸収部からの熱を検出部に伝えやすくすることができる検出素子を撮像素子として有する。これにより、撮像デバイスの撮像素子において、吸収部からの熱を検出部に伝えやすくすることができる。
【００２０】
［適用例８］上記の撮像デバイスを有する、ことを特徴とする電子機器。
【００２１】
この適用例の電子機器では、撮像デバイスの撮像素子において、吸収部からの熱を検出部に伝えやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態におけるカメラの主要構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態における撮像ユニットの主要構成を示すブロック図。
【図３】本実施形態における撮像デバイスの等価回路図。
【図４】本実施形態における検出素子を示す平面図。
【図５】図４中のＡ−Ａ線における断面図。
【図６】図５中のＢ部の拡大図。
【図７】図４中のＣ−Ｃ線における断面図。
【図８】本実施形態における吸収膜のポーラス構造を説明する図。
【図９】本実施形態における撮像デバイスの製造方法を説明する図。
【図１０】本実施形態における撮像デバイスの製造方法を説明する図。
【図１１】本実施形態における撮像デバイスの製造方法を説明する図。
【図１２】本実施形態における撮像デバイスの製造方法を説明する図。
【図１３】本実施形態における吸収膜の他の例を説明する図。
【図１４】本実施形態における運転支援装置の主要構成を示すブロック図。
【図１５】本実施形態における運転支援装置を搭載した自動車を示す斜視図。
【図１６】本実施形態におけるセキュリティー機器の主要構成を示すブロック図。
【図１７】本実施形態におけるセキュリティー機器が設置された家を示す模式図。
【図１８】本実施形態におけるゲーム機器の主要構成を示す模式図。
【図１９】本実施形態におけるゲーム機器のコントローラーの主要構成を示すブロック図。
【図２０】本実施形態における体温測定装置の主要構成を示すブロック図。
【図２１】本実施形態における特定物質探知装置の主要構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
電子機器の１つであるカメラを例に、実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態におけるカメラ１は、主要構成を示すブロック図である図１に示すように、光学系３と、撮像ユニット５と、画像処理部７と、制御部９と、記憶部１１と、操作部１３と、表示部１５と、を含む。画像処理部７と、制御部９と、記憶部１１と、操作部１３と、表示部１５とは、バス１７を介して相互に接続されている。
光学系３は、物体からの光を取り込み、その物体からの光を像面に集光することによって、像面に物体の像を結像させる。
【００２４】
撮像ユニット５は、撮像デバイス１９を有している。撮像デバイス１９には、後述する複数の検出素子を有している。検出素子は、光を検出し、検出した光の量に応じた信号を出力する。上述した光学系３によって取り込まれた物体からの光は、撮像デバイス１９に像として結像される。結像された像における光量の分布が、複数の検出素子によって検知される。結像された像における光量の分布は、画像として表現され得る。
なお、撮像ユニット５は、撮像デバイス１９によって検知された像における光量の分布を画像データＶＤとして画像処理部７に出力する。
【００２５】
画像処理部７は、画像データＶＤに示される画像に対して、補正処理などの各種の画像処理を行う。
制御部９は、カメラ１における各構成の動作を制御する。
記憶部１１は、各種の情報を記憶している。記憶部１１には、カメラ１における動作の制御手順が記述されたプログラムソフトを記憶する領域や、各種のデータを一時的に展開する領域などが設定されている。
操作部１３は、操作者がカメラ１を操作するためのインターフェースとなるものであり、各種の入力ボタンなどを有している。
表示部１５は、画像データＶＤに示される画像を表示するものである。
【００２６】
上記の構成を有するカメラ１によれば、物体を撮像し、撮像した物体を画像として表示することができる。
なお、本実施形態では、撮像デバイス１９の検出素子として、光の一種である赤外線を検出することができる検出素子が採用されている。これにより、カメラ１をサーモグラフィーや、暗視装置などとして活用することができる。
【００２７】
撮像ユニット５は、主要構成を示すブロック図である図２に示すように、撮像デバイス１９と、選択回路２１と、読み出し回路２３と、Ａ／Ｄ変換部２５と、制御回路２７と、を含む。
撮像デバイス１９には、複数の検出素子３１が設けられている。複数の検出素子３１は、図中のＸ方向及びＹ方向に配列している。そして、複数の検出素子３１は、Ｘ方向を行方向とし、Ｙ方向を列方向とするマトリクスを構成している。
本実施形態では、Ｙ方向に沿って並ぶ複数の検出素子３１が、１つの素子列ＣＬを構成している。また、Ｘ方向に沿って並ぶ複数の検出素子３１が、１つの素子行ＬＮを構成している。
【００２８】
本実施形態では、撮像デバイス１９は、ｎ本（ｎは、１以上の整数）の素子行ＬＮと、ｍ本（ｍは、１以上の整数）の素子列ＣＬとを有している。つまり、本実施形態では、複数の検出素子３１が、ｎ行×ｍ列のマトリクスを構成している。
なお、以下において、ｎ本の素子行ＬＮが個々に識別される場合に、素子行ＬＮ（ｉ）という表記が用いられる。ｉは、１以上且つｎ以下の整数である。また、ｍ本の素子列ＣＬが個々に識別される場合に、素子列ＣＬ（ｊ）という表記が用いられる。ｊは、１以上且つｍ以下の整数である。
【００２９】
ここで、撮像デバイス１９は、等価回路図である図３に示すように、ｎ本の選択線Ｔと、ｍ本の信号線Ｓと、を有している。ｎ本の選択線Ｔは、相互に間隔をあけてＹ方向に並んでいる。ｎ本の選択線Ｔは、それぞれ、Ｘ方向に延在している。ｍ本の信号線Ｓは、相互に間隔をあけてＸ方向に並んでいる。ｍ本の信号線Ｓは、それぞれ、Ｙ方向に延在している。
選択線Ｔは、素子行ＬＮごとに設けられている。また、信号線Ｓは、素子列ＣＬごとに設けられている。つまり、１本の素子行ＬＮが１本の走査線Ｔに対応し、１本の素子列ＣＬが１本の信号線Ｓに対応している。このため、以下において、ｎ本の選択線Ｔが個々に識別される場合に、選択線Ｔ（ｉ）という表記が用いられる。また、ｍ本の信号線Ｓが個々に識別される場合に、信号線Ｓ（ｊ）という表記が用いられる。
【００３０】
本実施形態では、検出素子３１は、キャパシター３７を有している。素子行ＬＮごとに、キャパシター３７の一方の電極は、対応する選択線Ｔに電気的に接続されている。また、素子列ＣＬごとに、キャパシター３７の他方の電極は、対応する信号線Ｓに電気的に接続されている。このため、検出素子３１は、選択線Ｔと信号線Ｓとの交差に対応して設けられているともみなされ得る。
図２に示す選択回路２１は、撮像デバイス１９の各選択線Ｔに電気的に接続されている。選択回路２１は、ｎ本の選択線Ｔに対して１本ずつ順次に選択信号を出力する（選択処理）。これにより、撮像デバイス１９において、ｎ本の素子行ＬＮが１本ずつ順次に選択されることになる。
読み出し回路２３は、撮像デバイス１９の各信号線Ｓに電気的に接続されている。読み出し回路２３は、ｍ本の信号線Ｓを介して、複数の検出素子３１から選択されている素子行ＬＮ単位で検出信号を読み出す（読み出し処理）。検出信号には、検出素子３１が検知した赤外線の光量に応じた信号値が反映されている。
【００３１】
Ａ／Ｄ変換部２５は、読み出し回路２３に電気的に接続されている。Ａ／Ｄ変換部２５は、読み出し回路２３が読み出した検出信号のアナログデータをデジタルデータの画像データＶＤに変換して出力する（Ａ／Ｄ変換処理）。
制御回路２７は、選択回路２１、読み出し回路２３、及びＡ／Ｄ変換部２５のそれぞれの駆動を個別に制御する。制御回路２７によって、選択処理、読み出し処理、及びＡ／Ｄ変換処理が制御される。
【００３２】
検出素子３１は、平面図である図４に示すように、素子基板５１に設けられている。
素子基板５１は、図４中のＡ−Ａ線における断面図である図５に示すように、基板５３と、中間層５５と、保護層５７と、保護層５９と、支持層６１と、を有している。
基板５３は、例えばガラスや石英、シリコンなどで構成されており、検出素子３１側に向く面である第１面５３ａと、第１面５３ａとは反対側に向く面である第２面５３ｂとを有している。本実施形態では、基板５３の材料としてシリコンが採用されている。以下において、基板５３の第１面５３ａ側を上側と呼び、基板５３の第２面５３ｂ側を下側と呼ぶことがある。
中間層５５は、基板５３の第１面５３ａに設けられている。中間層５５には、第１面５３ａ側とは反対側（上側）に、第１面５３ａ側（下側）に向かって凹となる凹部５６が設けられている。中間層５５の材料としては、例えば、酸化シリコンや窒化シリコンなどが採用され得る。本実施形態では、中間層５５の材料として、酸化シリコンが採用されている。
【００３３】
保護層５７は、中間層５５の基板５３側とは反対側に設けられている。保護層５７は、凹部５６を含めて、中間層５５の基板５３側とは反対側を覆っている。
保護層５９は、保護層５７の中間層５５とは反対側に設けられている。凹部５６において、保護層５９は、保護層５７から離間している。凹部５６において、保護層５７と保護層５９との間に、空洞部６３が形成されている。
保護層５７及び保護層５９の材料としては、それぞれ、白金、アルミニウム、酸化アルミニウム、ニッケル、タングステン、モリブデン、鉄などや、これらの少なくとも１つを組成として含む合金などが採用され得る。本実施形態では、保護層５７及び保護層５９の材料として、それぞれ、酸化アルミニウムが採用されている。
支持層６１は、保護層５９の保護層５７側とは反対側に設けられている。支持層６１の材料としては、例えば、酸化シリコンや窒化シリコンなどが採用され得る。本実施形態では、支持層６１として、酸化シリコンの層と窒化シリコンの層とを積層した構成が採用されている。
【００３４】
検出素子３１は、支持層６１の保護層５９側とは反対側に設けられている。検出素子３１は、支持層６１の保護層５９側とは反対側において、平面視で空洞部６３に重なる領域に設けられている。
検出素子３１は、図５中のＢ部の拡大図である図６に示すように、キャパシター３７と、絶縁膜７３と、第１配線７５と、第２配線７７と、絶縁膜７９と、吸収層８１と、を有している。
キャパシター３７は、支持層６１の上側に設けられており、第１電極８５と、焦電体８７と、第２電極８９と、を有している。
第１電極８５は、支持層６１の上側に設けられている。焦電体８７は、第１電極８５の支持層６１側とは反対側、すなわち第１電極８５の上側に設けられている。第２電極８９は、焦電体８７の第１電極８５側とは反対側、すなわち焦電体８７の上側に設けられている。
本実施形態では、第１電極８５及び第２電極８９として、それぞれ、イリジウム、酸化イリジウム、及び白金をこの順に積層した構成が採用されている。
また、焦電体８７の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）や、ＰＺＴにニオブ（Ｎｂ）を添加したＰＺＴＮなどが採用され得る。
【００３５】
絶縁膜７３は、キャパシター３７の支持層６１側とは反対側、すなわちキャパシター３７の上側に設けられている。絶縁膜７３は、キャパシター３７を上側から覆っている。絶縁膜７３の材料としては、例えば、酸化シリコンや窒化シリコンなどが採用され得る。
絶縁膜７３には、第１電極８５に重なる部位に、コンタクトホール７４ａが設けられている。また、絶縁膜７３には、第２電極８９に重なる部位に、コンタクトホール７４ｂが設けられている。
第１配線７５及び第２配線７７は、それぞれ、絶縁膜７３のキャパシター３７側とは反対側、すなわち絶縁膜７３の上側に設けられている。第１配線７５は、コンタクトホール７４ａを介して第１電極８５に電気的に接続されている。第２配線７７は、コンタクトホール７４ｂを介して第２電極８９に電気的に接続されている。なお、第１配線７５及び第２配線７７の材料としては、それぞれ、アルミニウムなどの金属が採用され得る。
【００３６】
絶縁膜７９は、第１配線７５及び第２配線７７の上側に設けられており、第１配線７５、第２配線７７及びキャパシター３７を上側から覆っている。なお、第１配線７５と第２配線７７とは、互いに離間している。互いに離間している第１配線７５と第２配線７７との間には、絶縁膜７９が介在している。このため、第１配線７５と第２配線７７との間の絶縁性が確保されている。絶縁膜７９の材料としては、例えば、酸化シリコンや窒化シリコンなどが採用され得る。
吸収層８１は、絶縁膜７９の上側において、平面視でキャパシター３７に重なる領域に設けられている。吸収層８１は、検出素子３１の上側から検出素子３１に入射する赤外線を吸収する機能を有する。吸収層８１の材料としては、酸化シリコンや窒化シリコンの他、窒化アルミニウムやチタンアルミニウムの窒化物などが採用され得る。本実施形態では、吸収層８１の材料として、窒化アルミニウムが採用されている。
【００３７】
第１配線７５は、図５に示すように、凹部５６に重なる領域から、凹部５６に重なる領域よりも外側に延在している。第２配線７７も、凹部５６に重なる領域から、凹部５６に重なる領域よりも外側に延在している。
第１配線７５は、ビア配線９１ａを介してパッド９３ａに電気的に接続されている。第２配線７７は、ビア配線９１ｂを介してパッド９３ｂに電気的に接続されている。
パッド９３ａ及びパッド９３ｂは、それぞれ、基板５３の第２面５３ｂに設けられている。ビア配線９１ａは、凹部５６に重なる領域よりも外側に設けられており、素子基板５１を支持層６１から基板５３の第２面５３ｂまで貫通している。また、ビア配線９１ｂも、凹部５６に重なる領域よりも外側に設けられており、素子基板５１を支持層６１から基板５３の第２面５３ｂまで貫通している。
【００３８】
ここで、検出素子３１は、図４に示すように、梁９７によって支持された島部９８に設けられている。島部９８の外側において、凹部５６（図５）に重なる領域には、開口部９９が設けられている。開口部９９は、空洞部６３（図５）に連通している。
第１配線７５は、図４中のＣ−Ｃ線における断面図である図７に示すように、１つの梁９７の上側を通って、凹部５６に重なる領域から、凹部５６に重なる領域よりも外側に延在している。同様に、第２配線７７も、他の１つの梁９７の上側を通って、凹部５６に重なる領域から、凹部５６に重なる領域よりも外側に延在している。
【００３９】
上記の構成を有する検出素子３１では、検出素子３１の上側から照射される赤外線を吸収層８１が吸収する。赤外線を吸収した吸収層８１は、吸収した赤外線の量に応じて発熱する。吸収層８１が発した熱は、キャパシター３７に伝達される。
キャパシター３７では、伝達された熱に応じて電気的な特性が変化する。この電気的な特性の変化によって、赤外線の量を検出することができる。本実施形態では、キャパシター３７の焦電体８７の分極量が変化する。つまり、本実施形態では、電気的な特性の１つである焦電体８７の分極量の変化によって、赤外線の量が検出され得る。
このような作用から、吸収層８１としては、赤外線を吸収しやすく、且つ吸収した赤外線の量に応じて発する熱を伝達させやすいことが好ましい。
本実施形態では、吸収層８１の材料として、窒化アルミニウムが採用されているので、吸収層８１を酸化シリコンや窒化シリコンなどで構成する場合に比較して、熱を伝達させやすくすることができる。
【００４０】
本実施形態では、吸収層８１として、窒化アルミニウムのポーラス構造が採用されている。ポーラス構造とは、図８に示すように、多孔質の構造を指す。吸収層８１は、窒化アルミニウムをスパッタリング法で柱状に堆積させることによって、構成されている。この吸収層８１において、窒化アルミニウムで構成された複数の柱状体の間に隙間が介在することによって、図８に示すポーラス構造が構成されている。このポーラス構造によって、吸収層８１における赤外線の吸収能力が高められている。
【００４１】
撮像デバイス１９の製造方法について説明する。
撮像デバイス１９の製造方法では、まず、図９（ａ）に示すように、基板５３の第１面５３ａに中間層５５ａを形成する。中間層５５ａは、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を活用して酸化シリコンの膜を形成することによって形成され得る。
次いで、図９（ｂ）に示すように、中間層５５ａの基板５３側とは反対側に凹部５６を形成する。これにより、中間層５５ａから中間層５５が形成され得る。凹部５６は、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を活用することによって形成され得る。
【００４２】
次いで、図９（ｃ）に示すように、中間層５５の基板５３側とは反対側、すなわち中間層５５の上側に保護層５７を形成する。保護層５７は、ＣＶＤ法やスパッタリング法などを活用して酸化アルミニウムの膜を形成することによって形成され得る。
次いで、図９（ｄ）に示すように、保護層５７の中間層５５側とは反対側、すなわち保護層５７の上側に犠牲層１０３を形成する。犠牲層１０３は、ＣＶＤ法を活用して酸化シリコンの膜を形成することによって形成され得る。このとき、凹部５６は、犠牲層１０３によって埋められる。また、犠牲層１０３は、凹部５６の深さを超える厚みに形成される。
【００４３】
次いで、図１０（ａ）に示すように、犠牲層１０３のうち凹部５６内の犠牲層１０３ａを残して、犠牲層１０３の他の部位１０３ｂを、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法を活用して除去する。
次いで、図１０（ｂ）に示すように、保護層５７の基板５３側とは反対側、すなわち保護層５７の上側に保護層５９を形成する。保護層５９は、ＣＶＤ法やスパッタリング法などを活用して酸化アルミニウムの膜を形成することによって形成され得る。
次いで、図１０（ｃ）に示すように、保護層５９の基板５３側とは反対側、すなわち保護層５９の上側に支持層６１ａを形成する。支持層６１ａは、ＣＶＤ法を活用して酸化シリコンの層と窒化シリコンの層とを積層した膜を形成することによって形成され得る。
【００４４】
次いで、図１０（ｄ）に示すように、平面視で凹部５６に重なる領域よりも外側に、ビアホール１０５ａ及びビアホール１０５ｂを形成する。ビアホール１０５ａ及びビアホール１０５ｂは、それぞれ、支持層６１ａから基板５３の第２面５３ｂまで貫通している。ビアホール１０５ａ及びビアホール１０５ｂは、それぞれ、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を活用することによって形成され得る。
次いで、ビアホール１０５ａ及びビアホール１０５ｂのそれぞれの内側の側面に、ＣＶＤ法を活用して酸化シリコンや窒化シリコンなどで図示しない絶縁膜を形成する。
次いで、ビアホール１０５ａ及びビアホール１０５ｂのそれぞれに、アルミニウムなどの金属を埋め込むことによって、ビア配線９１ａ及びビア配線９１ｂを形成する。
次いで、基板５３の第２面５３ｂに、パッド９３ａ及びパッド９３ｂを形成する。パッド９３ａ及びパッド９３ｂは、それぞれ、スパッタリング法、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を活用することによって形成され得る。
【００４５】
次いで、図１１（ａ）に示すように、支持層６１ａの上側に第１電極８５を形成する。第１電極８５は、スパッタリング法で金属の膜を形成してから、この金属の膜をフォトリソグラフィー法及びエッチング法を活用してパターニングすることによって形成され得る。
次いで、図１１（ｂ）に示すように、第１電極８５の上側に焦電体８７を形成してから、焦電体８７の上側に第２電極８９を形成する。
焦電体８７及び第２電極８９の形成では、まず、第１電極８５の上側に、焦電体８７の材料となる物質を塗布して加熱することにより、第１電極８５を覆う膜を形成する。
次いで、焦電体８７の材料で形成した膜の上側に、スパッタリング法で金属の膜を形成する。
次いで、焦電体８７の材料で形成した膜とこの膜の上側に形成した金属の膜とを、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を活用してパターニングする。これにより、焦電体８７及び第２電極８９が形成され、キャパシター３７が形成され得る。
【００４６】
次いで、図１１（ｃ）に示すように、キャパシター３７の上側に絶縁膜７３を形成する。絶縁膜７３は、ＣＶＤ法でキャパシター３７を覆う膜を形成してから、この膜をフォトリソグラフィー法及びエッチング法を活用してパターニングすることによって形成され得る。このパターニングのときに、コンタクトホール７４ａ及びコンタクトホール７４ｂも形成する。
次いで、図１２（ａ）に示すように、第１配線７５及び第２配線７７を形成する。第１配線７５及び第２配線７７は、スパッタリング法で金属の膜を形成してから、この金属の膜をフォトリソグラフィー法及びエッチング法を活用してパターニングすることによって形成され得る。
次いで、図１２（ｂ）に示すように、支持層６１ａに開口部９９を形成する。なお、図１２（ｂ）は、図４中のＣ−Ｃ線における断面に相当する。これにより、開口部９９と梁９７とが形成され、支持層６１ａから支持層６１が形成される。開口部９９は、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を活用することによって形成され得る。
【００４７】
次いで、図１２（ｃ）に示すように、第１配線７５及び第２配線７７の上側に、第１配線７５、第２配線７７及びキャパシター３７を覆う絶縁膜７９を形成する。絶縁膜７９は、ＣＶＤ法で第１配線７５、第２配線７７及びキャパシター３７を覆う膜を形成してから、この膜をフォトリソグラフィー法及びエッチング法を活用してパターニングすることによって形成され得る。
次いで、絶縁膜７９の上側において、平面視でキャパシター３７に重なる領域に吸収層８１を形成する。吸収層８１は、スパッタリング法で窒化アルミニウムの膜を形成してから、この窒化アルミニウムの膜をフォトリソグラフィー法及びエッチング法を活用してパターニングすることによって形成され得る。
次いで、凹部５６内の犠牲層１０３ａを除去することによって、図５及び図７に示す撮像デバイス１９が製造され得る。犠牲層１０３ａは、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を活用することによって除去され得る。
【００４８】
本実施形態では、吸収層８１として、窒化アルミニウムの膜が採用されている。しかしながら、吸収層８１の構成は、これに限定されない。吸収層８１の構成としては、例えば、図１３に示すように、窒化アルミニウムの膜１０６を、半透過反射膜１０７と、反射膜１０８とで挟持した構成も採用され得る。
半透過反射膜１０７は、窒化アルミニウムの膜１０６のキャパシター３７側とは反対側、すなわち窒化アルミニウムの膜１０６の上側に設けられている。
反射膜１０８は、キャパシター３７と窒化アルミニウムの膜１０６との間に介在している。本実施形態では、反射膜１０８は、窒化アルミニウムの膜１０６のキャパシター３７側、すなわち窒化アルミニウムの膜１０６の下側に設けられている。
半透過反射膜１０７及び反射膜１０８の材料としては、それぞれ、チタン、モリブデン、タングステン、チタンアルミニウム、クロムなどの金属や、これらの金属の窒化物などが採用され得る。また、半透過反射膜１０７及び反射膜１０８は、それぞれ、スパッタリング法、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を活用することによって形成され得る。
【００４９】
半透過反射膜１０７は、上側から照射される赤外線の少なくとも一部を窒化アルミニウムの膜１０６側に透過させる。
反射膜１０８は、窒化アルミニウムの膜１０６を透過して窒化アルミニウムの膜１０６の下側に向かう赤外線の少なくとも一部を、窒化アルミニウムの膜１０６側に反射させる。これにより、窒化アルミニウムの膜１０６を透過した赤外線の少なくとも一部を窒化アルミニウムの膜１０６で吸収することができる。
また、半透過反射膜１０７は、窒化アルミニウムの膜１０６を透過して窒化アルミニウムの膜１０６の上側に向かう赤外線の少なくとも一部を、窒化アルミニウムの膜１０６側に反射させることができる。これにより、窒化アルミニウムの膜１０６を透過した赤外線の少なくとも一部を窒化アルミニウムの膜１０６で吸収することができる。
この結果、吸収層８１における赤外線の吸収量を増大させることができる。これにより、この検出素子３１では、赤外線の検出に対する感度を高めることができる。
【００５０】
（運転支援装置）
カメラ１を用いた電子機器の１つである運転支援装置について説明する。
本実施形態における運転支援装置３００は、主要構成を示すブロック図である図１４に示すように、処理ユニットと１１１、カメラ１と、ヨーレートセンサー１１３と、車速センサー１１５と、ブレーキセンサー１１７と、スピーカー１１９と、表示装置１２１と、を有している。
処理ユニット１１１は、運転支援装置３００を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）を有している。
カメラ１は、車両外部の所定の撮像領域における赤外線を検出する。
ヨーレートセンサー１１３は、車両のヨーレートを検出する。
車速センサー１１５は、車両の走行速度を検出する。
ブレーキセンサー１１７は、運転者のブレーキ操作の有無を検出する。
【００５１】
処理ユニット１１１は、例えば、カメラ１の撮像により得られる自車両周辺の赤外線画像に基づいて、自車両の周囲に存在する物体及び歩行者等の対象物を検出する。そして、処理ユニット１１１は、対象物の検出結果と、ヨーレートセンサー１１３、車速センサー１１５、及びブレーキセンサー１１７により検出される自車両の走行状態にかかる検出信号とに基づいて、自車両が対象物に接触する可能性があると判断したときに、スピーカー１１９や表示装置１２１を介して警報を出力する。
なお、カメラ１は、図１５に示すように、自動車１２３の前部において車幅方向の中心付近に配置されている。表示装置１２１は、フロントウィンドーにおいて運転者の前方視界を妨げない位置に各種情報を表示するＨＵＤ（Head Up Display）１２５等を有する構成が採用され得る。
【００５２】
（セキュリティー機器）
カメラ１を用いた電子機器の１つであるセキュリティー機器について説明する。
本実施形態におけるセキュリティー機器３１０は、主要構成を示すブロック図である図１６に示すように、カメラ１と、人感センサー１３１と、動き検知処理部１３３と、人感センサー検知処理部１３５と、画像圧縮部１３７と、通信処理部１３９と、制御部１４１と、を有する。
カメラ１は、監視エリアを撮像する。
人感センサー１３１は、監視エリアへの侵入者を検知する。
動き検知処理部１３３は、カメラ１から出力された画像データを処理して監視エリアに侵入した移動体を検知する。
人感センサー検知処理部１３５は、人感センサー１３１の検知処理を行う。
画像圧縮部１３７は、カメラ１から出力された画像データを所定の方式で圧縮する。
通信処理部１３９は、圧縮された画像データや侵入者検知情報などの送信、及び、外部装置からセキュリティー機器３１０への各種設定情報等の受信を行う。
制御部１４１は、セキュリティー機器３１０の各処理部に対して条件設定、処理コマンド送信、レスポンス処理を行うＣＰＵを有している。
【００５３】
動き検知処理部１３３は、図示しないバッファメモリーと、バッファメモリーの出力が入力されるブロックデータ平滑部と、ブロックデータ平滑部の出力が入力される状態変化検出部とを備える。そして、動き検知処理部１３３の状態変化検出部は、監視エリアが静止状態であれば動画で撮影した異なるフレームでも同一画像データとなるが、状態変化（移動体の侵入）があるとフレーム間の画像データで差が生じることを利用して状態変化を検知している。
セキュリティー機器３１０は、図１７に示すように、軒下にカメラ１及び人感センサー１３１が設置されている。そして、カメラ１は、監視エリア１４３を撮像し、人感センサー１３１は検知エリア１４５を検出する。
【００５４】
（ゲーム機器）
カメラ１を用いた電子機器の１つであるゲーム機器について説明する。
本実施形態におけるゲーム機器３２０は、図１８に示すように、コントローラー１５１と、本体１５３と、ディスプレイ１５５と、ＬＥＤモジュール１５７及びＬＥＤモジュール１５８と、を有している。ゲーム機器３２０では、プレイヤー１５９が一方の手でコントローラー１５１を把持してゲームをプレイすることができる。
コントローラー１５１は、図１９に示すように、撮像情報演算ユニット１６１と、操作スイッチ１６３と、加速度センサー１６５と、コネクター１６７と、プロセッサー１６９と、無線モジュール１７１と、を有している。
【００５５】
撮像情報演算ユニット１６１は、カメラ１と、カメラ１で撮像した画像データを処理するための画像処理回路１７３を有する。
画像処理回路１７３は、カメラ１から得られた赤外線画像データを処理して、高輝度部分を検知し、それの重心位置や面積を検出してこれらのデータを出力する。
プロセッサー１６９は、操作スイッチ１６３からの操作データと、加速度センサー１６５からの加速度データ及び高輝度部分データを一連のコントロールデータとして出力する。無線モジュール１７１は、所定周波数の搬送波をこのコントロールデータで変調し、アンテナ１７５から電波信号として出力する。
なお、コントローラー１５１に設けられているコネクター１６７を通して入力されたデータもプロセッサー１６９によって上述のデータと同様に処理されてコントロールデータとして無線モジュール１７１とアンテナ１７５を介して出力される。
【００５６】
ゲーム機器３２０では、コントローラー１５１のカメラ１をディスプレイ１５５の画面１７７に向けると、ディスプレイ１５５の近傍に設置された二つのＬＥＤモジュール１５７及びＬＥＤモジュール１５８から出力される赤外線をカメラ１が検知する。そして、コントローラー１５１は、二つのＬＥＤモジュール１５７及びＬＥＤモジュール１５８の位置や面積情報を高輝度点の情報として取得する。輝点の位置や大きさのデータがコントローラー１５１から無線で本体１５３に送信され、本体１５３で受信される。プレイヤー１５９がコントローラー１５１を動かすと、輝点の位置や大きさのデータが変化する。それを利用して、本体１５３はコントローラー１５１の動きに対応した操作信号を取得できる。そして、操作信号にしたがってゲーム機器３２０はゲームを進行させることができる。
【００５７】
（体温測定装置）
カメラ１を用いた電子機器の１つである体温測定装置について説明する。
本実施形態における体温測定装置３３０は、図２０に示すように、カメラ１と、体温分析装置１８１と、情報通信装置１８３と、ケーブル１８５と、を有している。
カメラ１は、所定の対象領域を撮像し、撮像された対象者１８７の画像情報を、ケーブル１８５を介して体温分析装置１８１に送信する。
体温分析装置１８１は、画像読取処理ユニット１８８と、体温分析処理ユニット１８９と、を含む。画像読取処理ユニット１８８は、カメラ１からの熱分布画像を読み取る。体温分析処理ユニット１８９は、画像読取処理ユニット１８８からのデータと、画像分析設定テーブルとに基づいて体温分析テーブルを作成する。
体温分析処理ユニット１８９は、体温分析テーブルに基づいて体温情報送信用データを情報通信装置１８３へ送信する。この体温情報送信用データは体温異常であることに対応する所定のデータを含んでもよい。また、対象領域内に複数の対象者１８７を含んでいると判断した場合には、対象者１８７の人数と体温異常者の人数の情報を体温情報送信用データに含んでもよい。
【００５８】
（特定物質探知装置）
カメラ１を用いた電子機器の１つである特定物質探知装置について説明する。
本実施形態における特定物質探知装置３４０は、図２１に示すように、カメラ１と、制御ユニット１９１と、照射光ユニット１９３と、光学フィルター１９５と、表示部１９７と、を有している。特定物質探知装置３４０では、カメラ１の撮像デバイス１９において、検出素子３１の吸収層８１によって吸収される赤外線の波長域がテラヘルツ域に設定されている。
【００５９】
制御ユニット１９１は、特定物質探知装置３４０の全体を制御するシステムコントローラーを含んでいる。このシステムコントローラーは、制御ユニット１９１に含まれる光源駆動部及び画像処理ユニットを制御する。
照射光ユニット１９３は、波長が１００μｍ〜１０００μｍの範囲にある電磁波であるテラヘルツ光を射出するレーザー装置と光学系を含み、テラヘルツ光を検査対象の人物１９８に照射する。人物１９８からの反射テラヘルツ光は、探知対象である特定物質１９９の分光スペクトルのみを通過させる光学フィルター１９５を介してカメラ１に受光される。
カメラ１で生成された画像信号は、制御ユニット１９１の画像処理ユニットで所定の画像処理が施され、その画像信号が表示部１９７へ出力される。そして人物１９８の衣服内等に特定物質１９９が存在するか否かにより受光信号の強度が異なるので特定物質１９９の存在が判別できる。
【００６０】
なお、本実施形態において、吸収層８１が吸収部に対応し、キャパシター３７が検出部に対応し、第１電極８５及び第２電極８９が一対の電極に対応し、第２電極８９が一方の電極に対応している。
【符号の説明】
【００６１】
１…カメラ、５…撮像ユニット、１９…撮像デバイス、３１…検出素子、３７…キャパシター、５１…素子基板、５３…基板、５５…中間層、５６…凹部、５７…保護層、５９…保護層、６１…支持層、６３…空洞部、７３…絶縁膜、７５…第１配線、７７…第２配線、７９…絶縁膜、８１…吸収層、８５…第１電極、８７…焦電体、８９…第２電極、９７…梁、９８…島部、９９…開口部、１０７…半透過反射膜、１０９…反射膜、３００…運転支援装置、３１０…セキュリティー機器、３２０…ゲーム機器、３３０…体温測定装置、３４０…特定物質探知装置。
【図１】
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【図２】
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【図２１】
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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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【図２０】
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