(57)【要約】【課題】従来の検出素子では、生産性や信頼性を向上させることが困難である。【解決手段】吸収した電磁波の量に応じて温度が上昇する吸収部と、前記吸収部から伝達された熱の量に応じて特性が変化するキャパシター３７と、を有する検出素子の製造方法であって、基板にキャパシター３７を形成する工程と、キャパシター３７を被覆する保護膜７９を形成する工程と、保護膜７９を形成する工程の後に、平面視で基板のキャパシター３７に重なる領域に空洞部を形成する工程と、空洞部を形成する工程の後に、保護膜７９のキャパシター３７側とは反対側、且つ平面視でキャパシター３７に重なる領域に、前記吸収部を構成する材料を含有する液状体８１ａを塗布してから、液状体８１ａを固化することによって、前記吸収部を形成する工程と、を含む、ことを特徴とする検出素子の製造方法。【選択図】図１２
2013213718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収した電磁波の量に応じて温度が上昇する吸収部と、前記吸収部から伝達された熱の量に応じて特性が変化する検出部と、を有する検出素子の製造方法であって、
基板に前記検出部を形成する検出部形成工程と、
前記検出部を被覆する保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜形成工程の後に、平面視で前記基板の前記検出部に重なる領域に空洞部を形成する空洞部形成工程と、
前記空洞部形成工程の後に、前記保護膜の前記検出部側とは反対側、且つ平面視で前記検出部に重なる領域に、前記吸収部を構成する材料を含有する液状体を塗布してから、前記液状体を固化することによって、前記吸収部を形成する吸収部形成工程と、を含む、
ことを特徴とする検出素子の製造方法。
【請求項２】
前記吸収部形成工程では、前記液状体を液滴として吐出して塗布する、
ことを特徴とする請求項１に記載の検出素子の製造方法。
【請求項３】
前記検出部形成工程は、
前記基板に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の前記基板側とは反対側に焦電体を形成する工程と、
前記焦電体の前記第１電極側とは反対側に第２電極を形成する工程と、を含む、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の検出素子の製造方法。
【請求項４】
前記検出部形成工程の前に、前記基板に犠牲層を形成する犠牲層形成工程を含み、
前記検出部形成工程では、平面視で前記基板の前記犠牲層に重なる領域に前記検出部を形成し、
前記空洞部形成工程では、前記犠牲層を除去することによって前記空洞部を形成する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の検出素子の製造方法。
【請求項５】
前記空洞部形成工程は、
前記検出部の周囲に前記犠牲層に達する孔を形成する工程と、
前記孔からエッチャントを供給し前記犠牲層を除去する工程と、を含む、
ことを特徴とする請求項４に記載の検出素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の検出素子の製造方法によって、前記検出素子を二軸方向に配列する、
ことを特徴とする撮像デバイスの製造方法。
【請求項７】
基板と、
前記基板に設けられ、熱の授受によって特性が変化する検出部と、
前記検出部の前記基板側とは反対側に設けられ、平面視で前記検出部に重なる領域において前記検出部に電気的に接続され、前記検出部に重なる前記領域の外側に延在する配線層と、
前記配線層の前記検出部側とは反対側に設けられ、前記配線層及び前記検出部を被覆する保護膜と、
前記保護膜の前記基板側とは反対側に設けられ、吸収した電磁波の量に応じて温度が上昇する吸収部と、
平面視で前記基板の前記検出部に重なる領域に設けられた空洞部と、を有する、
ことを特徴とする検出素子。
【請求項８】
請求項７に記載の検出素子が二軸方向に配列されたことを特徴とする撮像デバイス。
【請求項９】
請求項７に記載の検出素子を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項８に記載の撮像デバイスを備え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、検出素子の製造方法、撮像デバイスの製造方法、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、検出素子の１つとして、焦電型の検出素子が知られている（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２０１１−２０３１６８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では、電磁波の一種である赤外線を検出することができる。この検出素子では、赤外線吸収体が赤外線を吸収することによって赤外線吸収体が発熱し、その熱によるキャパシターの分極量の変化に基づいて赤外線を検出することができる。
このような焦電型の検出素子では、電磁波を吸収する吸収体の厚みが厚いことが、電磁波の吸収率を高める観点から好ましい。しかしながら、吸収体の厚みを厚くすると、吸収体を保護するために吸収体を被覆する保護膜の厚みを確保することが困難となる。換言すれば、吸収体の厚みを厚くすると、吸収体を被覆する保護膜のステップカバレッジが低下しやすくなる。ステップカバレッジが低下すると、吸収体を保護する機能が低下しやすい。この結果、検出素子の生産性や信頼性が低下しやすくなる。
つまり、従来の検出素子では、生産性や信頼性を向上させることが困難であ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］吸収した電磁波の量に応じて温度が上昇する吸収部と、前記吸収部から伝達された熱の量に応じて特性が変化する検出部と、を有する検出素子の製造方法であって、基板に前記検出部を形成する検出部形成工程と、前記検出部を被覆する保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記保護膜形成工程の後に、平面視で前記基板の前記検出部に重なる領域に空洞部を形成する空洞部形成工程と、前記空洞部形成工程の後に、前記保護膜の前記検出部側とは反対側、且つ平面視で前記検出部に重なる領域に、前記吸収部を構成する材料を含有する液状体を塗布してから、前記液状体を固化することによって、前記吸収部を形成する吸収部形成工程と、を含む、ことを特徴とする検出素子の製造方法。
【０００７】
この適用例の検出素子の製造方法では、空洞部を形成してから、吸収部を形成するので、吸収部が空洞部形成工程によって損傷を受けることを避けることができる。このため、吸収部を保護する膜を省略することができる。この結果、検出素子の生産性や信頼性を向上させやすくすることができる。
【０００８】
［適用例２］上記の検出素子の製造方法であって、前記吸収部形成工程では、前記液状体を液滴として吐出して塗布する、ことを特徴とする検出素子の製造方法。
【０００９】
この適用例では、吸収部形成工程において、液状体を液滴として吐出して塗布する方法が採用される。この方法では、液状体を高精細にパターニングしやすい。このため、この検出素子の製造方法によれば、精度よく吸収体を配置しやすくすることができる。
【００１０】
［適用例３］上記の検出素子の製造方法であって、前記検出部形成工程は、前記基板に第１電極を形成する工程と、前記第１電極の前記基板側とは反対側に焦電体を形成する工程と、前記焦電体の前記第１電極側とは反対側に第２電極を形成する工程と、を含む、ことを特徴とする検出素子の製造方法。
【００１１】
この適用例では、互いに対向する第１電極と第２電極との間に焦電体を介在させた構成を有する検出素子を製造することができる。
【００１２】
［適用例４］上記の検出素子の製造方法であって、前記検出部形成工程の前に、前記基板に犠牲層を形成する犠牲層形成工程を含み、前記検出部形成工程では、平面視で前記基板の前記犠牲層に重なる領域に前記検出部を形成し、前記空洞部形成工程では、前記犠牲層を除去することによって前記空洞部を形成する、ことを特徴とする検出素子の製造方法。
【００１３】
この適用例では、犠牲層に重なる領域に検出部を形成してから犠牲層を除去するので、容易に空洞部を形成することができる。
【００１４】
［適用例５］上記の検出素子の製造方法であって、前記空洞部形成工程は、前記検出部の周囲に前記犠牲層に達する孔を形成する工程と、前記孔からエッチャントを供給し前記犠牲層を除去する工程と、を含む、ことを特徴とする検出素子の製造方法。
【００１５】
この適用例では、犠牲層に達する孔からエッチャントを供給することによって、犠牲層を除去することができる。この製造方法では、エッチングにより空洞部を形成することができる。そして、この検出素子の製造方法によれば、吸収部が空洞部形成工程におけるエッチングよって損傷を受けることを避けることができる。また、この製造方法によれば、吸収部形成工程において、保護膜に塗布した液状体が空洞部に流入することを避けやすくすることができる。
【００１６】
［適用例６］上記の検出素子の製造方法によって、前記検出素子を二軸方向に配列する、ことを特徴とする撮像デバイスの製造方法。
【００１７】
この適用例の撮像デバイスの製造方法では、検出素子の製造において、空洞部を形成してから、吸収部を形成するので、吸収部が空洞部形成工程によって損傷を受けることを避けることができる。このため、吸収部を保護する膜を省略することができる。この結果、検出素子の生産性や信頼性を向上させやすくすることができる撮像デバイスを製造することができる。
【００１８】
［適用例７］基板と、前記基板に設けられ、熱の授受によって特性が変化する検出部と、前記検出部の前記基板側とは反対側に設けられ、平面視で前記検出部に重なる領域において前記検出部に電気的に接続され、前記検出部に重なる前記領域の外側に延在する配線層と、前記配線層の前記検出部側とは反対側に設けられ、前記配線層及び前記検出部を被覆する保護膜と、前記保護膜の前記基板側とは反対側に設けられ、吸収した電磁波の量に応じて温度が上昇する吸収部と、平面視で前記基板の前記検出部に重なる領域に設けられた空洞部と、を有する、ことを特徴とする検出素子。
【００１９】
この適用例の検出素子では、配線層及び検出部を被覆する保護膜の外側に吸収部が設けられる構成が採用されるので、空洞部を形成してから、吸収部を形成することができる。これにより、吸収部が空洞部を形成する工程において損傷を受けることを避けることができる。このため、吸収部を保護する膜を省略することができる。この結果、検出素子の生産性や信頼性を向上させやすくすることができる。
【００２０】
［適用例８］上記の検出素子が二軸方向に配列されたことを特徴とする撮像デバイス。
【００２１】
この適用例の撮像デバイスでは、生産性や信頼性を向上させやすくすることができる検出素子が配列しているので、撮像デバイスの生産性や信頼性を向上させやすくすることができる。
【００２２】
［適用例９］上記の検出素子を備えることを特徴とする電子機器。
【００２３】
この適用例の電子機器では、生産性や信頼性を向上させやすくすることができる検出素子を有しているので、電子機器の生産性や信頼性を向上させやすくすることができる。
【００２４】
［適用例１０］上記の撮像デバイスを備えることを特徴とする電子機器。
【００２５】
この適用例の電子機器では、生産性や信頼性を向上させやすくすることができる撮像デバイスを有しているので、電子機器の生産性や信頼性を向上させやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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撮像デバイスの製造方法を説明する図。
【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運転支援装置の主要構成を示すブロック図。
【図１４】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１５】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１６】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１７】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１８】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１９】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２０】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】
【００２７】
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、物体からの電磁波を取り込み、その物体からの電磁波を像面に集めることによって、像面に物体の像を結像させる。
【００２８】
撮像ユニット５は、電子デバイスの１つである撮像デバイス１９を有している。撮像デバイス１９は、後述する複数の検出素子を有している。検出素子は、電磁波を検出し、検出した電磁波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電磁波は、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電磁波量の分布が、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電磁波量の分布は、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電磁波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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、電磁波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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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、保護膜７２と、絶縁膜７３と、第１配線７５と、第２配線７７と、保護膜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。
【００３９】
保護膜７２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。保護膜７２は、キャパシター３７を上側から覆っている。保護膜７２の材料としては、例えば、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、保護膜７２の材料として、酸化アルミニウム（アルミナ）が採用されている。
絶縁膜７３は、保護膜７２の支持層６１側とは反対側、すなわち保護膜７２の上側に設けられている。絶縁膜７３は、保護膜７２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。
【００４０】
保護膜７２及び絶縁膜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、保護膜７２のキャパシター３７側とは反対側、すなわち保護膜７２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。
保護膜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。保護膜７９の材料としては、例えば、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、保護膜７９の材料として、酸化アルミニウムが採用されている。
【００４１】
吸収層８１は、保護膜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などの無機材料の他、アルミニウムやチタンアルミニウムなどの酸化物や窒化物などの金属材料、カーボンブラックや黒鉛、赤外線吸収色素などが添加された有機材料などが採用され得る。赤外線吸収色素としては、例えば、アントラキノン系、ジチオールニッケル錯体系、シアニン系、アゾコバルト錯体系、ジインモニウム系、スクワリリウム系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系等が挙げられる。本実施形態では、吸収層８１の材料として、カーボンブラックを含有する樹脂材料が採用されている。
【００４２】
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。
撮像デバイス１９には、複数のビア配線９１が設けられている。本実施形態では、１つの検出素子３１に対して２つのビア配線９１が設けられている。以下において、１つの検出素子３１に対応する２つのビア配線９１のそれぞれを識別する場合に、２つのビア配線９１は、それぞれ、ビア配線９１ａ及びビア配線９１ｂと表記される。
ビア配線９１ａは、第１配線７５を介して第１電極８５に電気的に接続されている。ビア配線９１ｂは、第２配線７７を介して第２電極８９に電気的に接続されている。
ビア配線９１ａは、平面視で、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、平面視で、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。
【００４３】
ここで、検出素子３１は、図４に示すように、梁１１７によって支持された島部１１８に設けられている。島部１１８の外側において、凹部５６（図５）に重なる領域には、開口部１１９が設けられている。開口部１１９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１１７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１１７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。
【００４４】
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。
【００４５】
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８（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８（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。
【００４６】
次いで、図８（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８（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１２７を形成する。犠牲層１２７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１２７によって埋められる。また、犠牲層１２７は、凹部５６の深さを超える厚みに形成される。
【００４７】
次いで、図９（ａ）に示すように、犠牲層１２７のうち凹部５６内の犠牲層１２７ａを残して、犠牲層１２７の他の部位１２７ｂを、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法を活用して除去する。
次いで、図９（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９（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。
【００４８】
次いで、図９（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１２９ａ及びビアホール１２９ｂを形成する。ビアホール１２９ａ及びビアホール１２９ｂ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１２９ａ及びビアホール１２９ｂ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１２９ａ及びビアホール１２９ｂ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１２９ａ及びビアホール１２９ｂ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。
【００４９】
次いで、図１０（ａ）に示すように、支持層６１ａの上側にキャパシター３７を形成する。
キャパシター３７の形成では、まず、支持層６１ａの上側に、スパッタリング法を活用して、第１電極８５を構成する金属の膜を形成する。
次に、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、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、スパッタリング法を活用して、第２電極８９を構成する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第２電極８９を構成する金属の膜とを、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が形成される。次に、第１電極８５を構成する金属の膜を、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、第１電極８５が形成され得る。上記により、キャパシター３７が形成され得る。
【００５０】
次いで、図１０（ｂ）に示すように、キャパシター３７の上側に保護膜７２を形成する。保護膜７２は、ＣＶＤ法やスパッタリング法などを活用して、キャパシター３７を覆う酸化アルミニウムの膜を形成してから、この酸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、保護膜７２の上側に絶縁膜７３を形成する。絶縁膜７３は、ＣＶＤ法で保護膜７２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、図１０（ｃ）に示すように、保護膜７２及び絶縁膜７３に、コンタクトホール７４ａ及びコンタクトホール７４ｂを形成する。コンタクトホール７４ａ及びコンタクトホール７４ｂ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。
【００５１】
次いで、図１１（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１１（ｂ）に示すように、支持層６１ａに開口部１１９を形成する。なお、図１１（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１１９と梁１１７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１１９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。
【００５２】
次いで、図１１（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を覆う保護膜７９を形成する。保護膜７９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してから、この酸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１２７ａ（図１１（ｃ））を除去する。これによって、空洞部６３が形成され得る。犠牲層１２７ａ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。
【００５３】
次いで、保護膜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の形成では、まず、図１２に示すように、保護膜７９の上側に、吸収層８１の材料を含有する液状体８１ａを塗布する。液状体８１ａの塗布には、吐出ヘッド１４１を利用したインクジェット法が活用され得る。
吐出ヘッド１４１から液状体８１ａを液滴８１ｂとして吐出する技術は、インクジェット技術と呼ばれる。そして、インクジェット技術を活用して液状体８１ａなどを所定の位置に配置する方法は、インクジェット法と呼ばれる。このインクジェット法は、塗布法の１つである。
本実施形態では、液状体８１ａは、吸収層８１の材料と、樹脂材料と、溶媒とを含有している。樹脂材料としては、例えば、光や熱などのエネルギーを付与することによって硬化する材料が採用され得る。
【００５４】
液状体８１ａの塗布に次いで、液状体８１ａに光や熱などのエネルギーを付与することによって液状体８１ａを硬化させる。これにより、図６に示す吸収層８１が形成され得る。上記により、図５に示す撮像デバイス１９が製造され得る。
なお、保護膜７９の上側に液状体８１ａを塗布する前に、保護膜７９の上側に撥液処理を施すことによって、保護膜７９の上側における液状体８１ａの高さを高めやすくすることができる。ここで、撥液処理は、液状体８１ａに対する撥液性を高める処理である。撥液処理を施すことによって、保護膜７９の上側における液状体８１ａの高さを高めることができるので、吸収層８１の厚みを厚くすることができる。これにより、吸収層８１における電磁波の吸収率を高めやすくすることができる。
【００５５】
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、保護膜７９が保護膜に対応している。
本実施形態では、空洞部６３を形成してから、吸収層８１を形成するので、吸収層８１が空洞部６３を形成する工程によって損傷を受けることを避けることができる。このため、検出素子３１において、吸収層８１を保護する膜を省略することができる。この結果、検出素子３１の生産性や信頼性を向上させやすくすることができる。
【００５６】
（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４００は、主要構成を示すブロック図である図１３に示すように、処理ユニット２１１と、カメラ１と、ヨーレートセンサー２１３と、車速センサー２１５と、ブレーキセンサー２１７と、スピーカー２１９と、表示装置２２１と、を有している。
処理ユニット２１１は、運転支援装置４００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２１３は、車両のヨーレートを検出する。
車速センサー２１５は、車両の走行速度を検出する。
ブレーキセンサー２１７は、運転者のブレーキ操作の有無を検出する。
【００５７】
処理ユニット２１１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２１１は、対象物の検出結果と、ヨーレートセンサー２１３、車速センサー２１５、及びブレーキセンサー２１７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２１９や表示装置２２１を介して警報を出力する。
なお、カメラ１は、図１４に示すように、自動車２２３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２２１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）２２５等を有する構成が採用され得る。
【００５８】
（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４１０は、主要構成を示すブロック図である図１５に示すように、カメラ１と、人感センサー２３１と、動き検知処理部２３３と、人感センサー検知処理部２３５と、画像圧縮部２３７と、通信処理部２３９と、制御部２４１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２３１は、監視エリアへの進入者を検知する。
動き検知処理部２３３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２３５は、人感センサー２３１の検知処理を行う。
画像圧縮部２３７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２３９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４１０への各種設定情報等の受信を行う。
制御部２４１は、セキュリティー機器４１０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。
【００５９】
動き検知処理部２３３は、図示しないバッファーメモリーと、バッファー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２３３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４１０は、図１６に示すように、軒下にカメラ１及び人感センサー２３１が設置されている。そして、カメラ１は、監視エリア２４３を撮像し、人感センサー２３１は検知エリア２４５への進入者を検知する。
【００６０】
（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４２０は、図１７に示すように、コントローラー２５１と、本体２５３と、ディスプレイ２５５と、ＬＥＤモジュール２５７及びＬＥＤモジュール２５８と、を有している。ゲーム機器４２０では、プレイヤー２５９が一方の手でコントローラー２５１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２５１は、図１８に示すように、撮像情報演算ユニット２６１と、操作スイッチ２６３と、加速度センサー２６５と、コネクター２６７と、プロセッサー２６９と、無線モジュール２７１と、を有している。
【００６１】
撮像情報演算ユニット２６１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２７３を有する。
画像処理回路２７３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２６９は、操作スイッチ２６３からの操作データと、加速度センサー２６５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２７１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２７５から電波信号として出力する。
なお、コントローラー２５１に設けられているコネクター２６７を通して入力されたデータもプロセッサー２６９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２７１とアンテナ２７５を介して出力される。
【００６２】
ゲーム機器４２０では、コントローラー２５１のカメラ１をディスプレイ２５５の画面２７７に向けると、ディスプレイ２５５の近傍に設置された二つのＬＥＤモジュール２５７及びＬＥＤモジュール２５８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２５１は、二つのＬＥＤモジュール２５７及びＬＥＤモジュール２５８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２５１から無線で本体２５３に送信され、本体２５３で受信される。プレイヤー２５９がコントローラー２５１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２５３はコントローラー２５１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４２０はゲームを進行させることができる。
【００６３】
（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４３０は、図１９に示すように、カメラ１と、体温分析装置２８１と、情報通信装置２８３と、ケーブル２８５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２８７の画像情報を、ケーブル２８５を介して体温分析装置２８１に送信する。
体温分析装置２８１は、画像読取処理ユニット２８８と、体温分析処理ユニット２８９と、を含む。画像読取処理ユニット２８８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２８９は、画像読取処理ユニット２８８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２８９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２８３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２８７を含んでいると判断した場合には、対象者２８７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。
【００６４】
（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４４０は、図２０に示すように、カメラ１と、制御ユニット２９１と、照射光ユニット２９３と、光学フィルター２９５と、表示部２９７と、を有している。特定物質探知装置４４０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。
【００６５】
制御ユニット２９１は、特定物質探知装置４４０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２９１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２９３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２９８に照射する。人物２９８からの反射テラヘルツ光は、探知対象である特定物質２９９の分光スペクトルのみを通過させる光学フィルター２９５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２９１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２９７へ出力される。そして人物２９８の衣服内等に特定物質２９９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２９９の存在が判別できる。
【符号の説明】
【００６６】
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、５３ａ…第１面、５３ｂ…第２面、５５…中間層、５７…保護層、５９…保護層、６１…支持層、６３…空洞部、７２…保護膜、７３…絶縁膜、７９…保護膜、８１…吸収層、８１ａ…液状体、８１ｂ…液滴、８５…第１電極、８７…焦電体、８９…第２電極、１１７…梁、１１８…島部、１１９…開口部、１４１…吐出ヘッド、４００…運転支援装置、４１０…セキュリティー機器、４２０…ゲーム機器、４３０…体温測定装置、４４０…特定物質探知装置。
【図１】
2013213718.tif 000003
【図２】
2013213718.tif 000004
【図３】
2013213718.tif 000005
【図４】
2013213718.tif 000006
【図５】
2013213718.tif 000007
【図６】
2013213718.tif 000008
【図７】
2013213718.tif 000009
【図８】
2013213718.tif 000010
【図９】
2013213718.tif 000011
【図１０】
2013213718.tif 000012
【図１１】
2013213718.tif 000013
【図１２】
2013213718.tif 000014
【図１３】
2013213718.tif 000015
【図１４】
2013213718.tif 000016
【図１５】
2013213718.tif 000017
【図１６】
2013213718.tif 000018
【図１７】
2013213718.tif 000019
【図１８】
2013213718.tif 000020
【図１９】
2013213718.tif 000021
【図２０】
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