(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の素子が配置された基板と、
上記基板の上に載置された複数のキャップ体と、
上記素子が配置された部位に設けられ、上記基板と上記キャップ体とにより減圧雰囲気に保持された空洞部と
を備える電子デバイスであって、
上記空洞部または上記空洞部内の素子が加熱または冷却される熱処理を行い、上記熱処理を停止した後、上記素子が放散または吸収した熱量の変化を信号として出力する出力手段を備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の電子デバイスにおいて、
上記電子デバイスは、ペルチェ素子をさらに備えており、
上記熱処理のうちの少なくとも一部は、上記ペルチェ素子を加熱または冷却することにより行われることを特徴とする電子デバイス。
【請求項３】
複数の素子が配置された基板と、
上記基板の上に載置された複数のキャップ体と、
上記素子が配置された部位に設けられ、上記基板と上記キャップ体とにより減圧雰囲気に保持された空洞部と、
上記空洞部または上記空洞部内の素子が加熱または冷却される熱処理を行い、上記熱処理を停止した後、上記素子が放散または吸収した熱量の変化を信号として出力する出力手段と、
上記出力手段の上記信号を受けて、上記素子の配置される上記空洞部のそれぞれの真空度の判定を行なう手段とを備え、
上記キャップ体のうちの少なくとも１つは、実質的に赤外線を透過しない材料によって覆われていることを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムにおいて、
上記熱処理のうちの少なくとも一部は、上記素子を自己発熱させることにより行なわれることを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項３または４に記載のシステムにおいて、
上記システムは、ペルチェ素子をさらに備えており、
上記熱処理のうちの少なくとも一部は、上記ペルチェ素子を加熱または冷却することにより行われることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項３〜５のうちいずれか１つに記載のシステムにおいて、
上記キャップ体のうちの少なくとも１つには、開口部が形成されていることを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項３に記載のシステムにおいて、
上記判定は、上記熱処理を停止した後、一定期間経過後に測定した上記素子の温度と、上記熱処理の前に測定した上記素子の温度との温度差を、設定温度と比較することにより行なうことを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムにおいて、
上記設定温度を、上記判定時において、複数の上記素子における上記温度変化の値の平均値をとり、その平均値を基準として算出する機能をさらに備えることを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項３〜６のうちいずれか１つに記載のシステムにおいて、
上記判定は、上記熱処理を停止した後、上記素子の温度が一定温度に達するまでの時間を測定し、上記時間を設定時間と比較することにより行なうことを特徴とするシステム。
【請求項１０】
複数の素子が配置された基板と、
上記基板の上に載置された複数のキャップ体と、
上記素子が配置された部位に設けられ、上記基板と上記キャップ体とにより減圧雰囲気に保持された空洞部とを備える電子デバイスであって、
上記空洞部または上記空洞部内の上記素子を加熱または冷却して所定の温度に制御する手段と、上記加熱または冷却する前後の上記素子の温度変化量を得る手段と、上記温度変化量を出力する手段とを備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電子デバイスであって、
上記温度を制御する手段は、上記素子を自己発熱させることにより上記素子を加熱することを特徴とする電子デバイス。
【請求項１２】
請求項１０に記載の電子デバイスであって、
上記温度変化量は、上記加熱または冷却する前後の上記素子の出力電圧から得ることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１３】
複数の素子が配置された基板と、
上記基板の上に載置された複数のキャップ体と、
上記素子が配置された部位に設けられ、上記基板と上記キャップ体とにより減圧雰囲気に保持された空洞部とを備えるシステムであって、
上記空洞部または上記空洞部内の上記素子を加熱または冷却して所定の温度に制御する手段と、上記加熱または冷却する前後の上記素子の温度変化量を得る手段と、上記温度変化量に基づいて上記素子の配置される上記空洞部のそれぞれの真空度の判定を行なう手段と、
上記真空度の判定を行なう手段により、所定の真空度に達していない上記素子の位置を欠陥位置として欠陥位置メモリに記憶する手段とを備えることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムであって、
上記素子は赤外線センサ素子であって、上記欠陥位置メモリに記憶された欠陥画素から得られる信号を、上記欠陥画素の周囲に位置する画素の信号を用いて補間処理することを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１３に記載のシステムであって、
上記温度変化量は、上記加熱または冷却する前後の上記素子の出力電圧から得ることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサやトランジスタなどを減圧雰囲気内に封入して構成される電子デバイス，システムおよび真空度の判定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、赤外線センサや真空トランジスタなど、真空雰囲気（又は減圧雰囲気）中で高い性能を発揮する電子デバイスは、一般的に、金属容器やセラミック容器などに封入されて用いられてきた。このような真空パッケージされた電子デバイスには、単独のセンサが配置されたいわゆるディスクリート型デバイスと、多数のセンサやトランジスタがアレイ状に配置された集積型デバイスとがある。
【０００３】
一方、センサや放出素子などをアレイ状に配置したものを、セラミック等の特別の容器を利用するのではなく、半導体デバイスの製造プロセスを利用した実装方法により真空雰囲気中に封入して、小型化，高集積化された電子デバイスを得るための提案もなされている。例えば、国際公開ＷＯ９５／１７０１４号公報には、第１のウェハに赤外線等の検出器又は放射素子のセルアレイを形成した後、第１のウェハ上に第２のウェハを所定の間隔で配置して、両ウェハ間を真空状態に保持しつつ、セルアレイの周囲をはんだを用いた熱圧着や超音波接合によって接合することにより、セルアレイが配置されている領域を真空雰囲気中に封入する方法が開示されている。
【０００４】
しかしながら、上記公報の技術においては、以下のような不具合があった。
【０００５】
第１に、アレイ化された赤外線検出器群の外周部において接合を行なう場合、接合部全体を完全に平坦にすることが困難なため、おのずと熱圧着に要する押圧力が過大になり、接合中のウェハの破損や残留応力による真空状態の悪化，デバイス動作の不良などを引き起こすおそれがある。
【０００６】
第２に、多数の赤外線検出器などの素子を真空状態に保持するための接合部の一部に接合不良が生じた場合でも、セルアレイ全体の真空状態が破壊されるので、デバイス全体が不良になり、不良率が高くなる。
【０００７】
このような不具合を解決するために、赤外線等の検出器や電子放出素子が配置されたセル単位で減圧雰囲気中に封入する方法が考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、赤外線等の検出器や電子放出素子を、それらが配置されたセル単位で減圧雰囲気中に封入する場合には、以下のような不具合が生じてしまう。
【０００９】
まず、素子単位で減圧雰囲気中に封入されることから、各素子によって、減圧雰囲気中に封入する時点における真空度が異なるおそれが生じる。
【００１０】
さらに、封入時点からの経年変化に伴って真空度の劣化の度合いが素子によって異なるため、赤外線等の検出感度にばらつきが生じてしまい、正常な画像を得ることができなくなるおそれが生じる。
【００１１】
本発明の目的は、素子単位で減圧雰囲気中に封入した場合に、減圧雰囲気中に封入された領域の温度変化を測定する機能を備える電子デバイス，システム，および真空度の判定方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子デバイスは、複数の素子が配置された基板と、上記基板の上に載置された複数のキャップ体と、上記素子が配置された部位に設けられ、上記基板と上記キャップ体とにより減圧雰囲気に保持された空洞部とを備える電子デバイスであって、上記空洞部または上記空洞部内の素子が加熱または冷却される熱処理を行い、上記熱処理を停止した後、上記素子が放散または吸収した熱量の変化を信号として出力する出力手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
これにより、高い真空度に保たれている空洞部ほど保温状態が良いため、それぞれの素子から放散または吸収された熱量に違いが生じ、この熱量の違いに基づいた信号が出力されるため、素子の配置される空洞部の真空度の判定を行うことが可能となる。
【００１４】
上記電子デバイスは、ペルチェ素子をさらに備えており、上記熱処理のうちの少なくとも一部は、上記ペルチェ素子を加熱または冷却することにより行われてもよい。
【００１５】
本発明のシステムは、複数の素子が配置された基板と、上記基板の上に載置された複数のキャップ体と、上記素子が配置された部位に設けられ、上記基板と上記キャップ体とにより減圧雰囲気に保持された空洞部と、上記空洞部または上記空洞部内の素子が加熱または冷却される熱処理を行い、上記熱処理を停止した後、上記素子が放散または吸収した熱量の変化を信号として出力する出力手段とを備え、上記出力手段の上記信号を受けて、上記素子の配置される上記空洞部のそれぞれの真空度の判定を行なう手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
これにより、高い真空度に保たれている空洞部においては保温状態がよく、真空度が劣化している空洞部ほど保温状態が悪いことに起因して、それぞれの素子から放散または吸収された熱量の違いに基づいた信号が出力され、この信号の値をもととして、素子の配置される空洞部の真空度の判定を行うことが可能となる。
【００１７】
上記熱処理のうちの少なくとも一部は、上記素子を自己発熱させることにより行なわれてもよい。
【００１８】
上記システムは、ペルチェ素子をさらに備えており、上記熱処理のうちの少なくとも一部は、上記ペルチェ素子を加熱または冷却することにより行われてもよい。
【００１９】
上記キャップ体のうちの少なくとも１つは、実質的に赤外線を透過しない材料によって覆われていることにより、遮光時の信号値であるオフセット値（暗時出力）を得ることができる。
【００２０】
上記キャップ体のうちの少なくとも１つには、開口部が形成されているため、真空度の検査を行なう際には、真空度の最も劣化した状態である大気圧下における赤外線センサ素子の保温状態を知ることができる。この保温状態を、開口部が設けられていない赤外線センサの熱の保温状態と比較することにより、セルアレイ全体として、どの程度劣化が進行しているのかを判断することができる。
【００２１】
上記設定温度を、上記判定時において、複数の上記素子における上記温度変化の値の平均値をとり、その平均値を基準として算出する機能をさらに備えることにより、その時点における真空度の劣化の状況を知ることができる。
【００２２】
上記判定は、上記熱処理を停止した後、上記素子の温度が一定温度に達するまでの時間を測定し、上記時間を設定時間と比較することにより行なうことにより、時間と設定時間の大小から、素子の配置される領域の真空度の良不良判定をすることが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（赤外線エリアセンサを用いたカメラの構造）
まず、本実施形態の赤外線エリアセンサを用いたカメラの構造について、図１を参照しながら説明する。図１は、実施形態における赤外線エリアセンサの構成を概略的に示す図である。なお、図１に示すカメラは、特願２００１−１７６１８４の赤外線エリアセンサを搭載している。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態の赤外線エリアセンサを用いたカメラは、被写体から発せられる赤外線を赤外線センサ素子に導入するための光学系１０（図１には反射光学系を用いた例を示すが、屈折系でも良い）と、少なくとも１つ以上の素子ごとにキャップ体などによって封入されている複数の赤外線センサ素子２０を有する基板３０と、基板３０のうち、赤外線センサ素子が形成されている面の裏面上に形成されたペルチェ素子５０と、赤外線センサ素子の出力信号を処理するための信号処理回路６０と、赤外線センサ素子をパルス駆動するための素子駆動回路７０と、基板３０の表面温度を検出し，ペルチェ素子５０を駆動させることにより基板温度を制御する温度検出＆ペルチェ素子駆動回路８０と、温度測定時に光学系へ入射する赤外線を遮光するための検査用遮光板９０とから構成されている。
【００２５】
（赤外線エリアセンサの構造）
本実施形態の赤外線センサを備える基板においては、個々にキャップ体に封止された複数の赤外線センサ素子が形成されており、その基板の構成を、図２を用いて説明する。図２は、図１における赤外線センサ素子を備える基板３０と、その周囲の外部回路とを示す等価回路図である。
【００２６】
本実施形態の赤外線センサ基板上には、抵抗体（ボロメータ）２０１とスイッチングトランジスタ２０２とを有する多数のセルＡ１〜Ｅ５が行列状に配置されたセルアレイが設けられている。１つのセルの大きさは、例えば４０μｍ〜５０μｍ程度であるが、検知する赤外線のほぼ波長の２倍に当たる２０μｍ以上であればよい。各セルのスイッチングトランジスタ２０２のゲート電極は、縦方向走査回路２０９（Ｖ−ＳＣＡＮ）から延びる選択線ＳEL-1〜ＳEL-5に接続されている。各セルの抵抗体２０１の一端は電源供給ライン２０５に接続され、スイッチングトランジスタ２０２のソースは、その一端から接地された基準抵抗Ｒを介して延びるデータライン２０４ａ〜２０４ｅに接続されている。また、データライン２０４ａ〜２０４ｅは、それぞれスイッチングトランジスタＳＷａ〜ＳＷｅを経て出力アンプ２０６に接続されている。各スイッチングトランジスタＳＷａ〜ＳＷｅのゲート電極には、横方向走査回路２０８（Ｈ−ＳＣＡＮ）から延びる信号線２０７ａ〜２０７ｅが接続されている。
【００２７】
赤外線センサ基板の裏には、図２には図示されていないが、ペルチェ素子５０が備えられている。また、赤外線センサ基板には、温度検出＆ペルチェ素子駆動回路８０が接続され、基板の温度が制御される。そして、外部縦方向走査回路２０９（Ｖ−ＳＣＡＮ）と横方向走査回路２０８（Ｈ−ＳＣＡＮ）とが、外部の素子駆動回路７０に接続されていることにより、赤外線センサ素子が駆動される。赤外線センサ素子からの信号は、出力アンプ２０６を介して、信号処理回路６０に出力される。
【００２８】
（赤外線センサ素子の構造および製造方法）
次に、個々にキャップ体により封止された赤外線センサ素子の構造について、図３を参照しながら説明する。図３は、本実施形態の赤外線センサ素子の構造を示す断面図である。なお、図３は、図１および図２における赤外線センサ素子の単位セルの構造を示す断面図である。
【００２９】
図３に示すように、本実施形態の赤外線センサ素子は、厚みが約３００μｍのＳｉ基板３０と、Ｓｉ基板３０の上に設けられた抵抗体（ボロメータ）２０１と、Ｓｉ基板３０の上に形成され、抵抗素子１２０への電流をオン・オフするためのスイッチングトランジスタ２０２と、抵抗素子１２０が搭載されている領域を減圧雰囲気に保持するためのキャップ体１４０とを備えている。Ｓｉ基板３０の上には、つづら折り状にパターニングされた抵抗体２０１と、抵抗体２０１を支持するシリコン窒化膜１１２及びシリコン酸化膜１１３と、抵抗体２０１の上を覆うＢＰＳＧ膜１１６及びパッシベーション膜（シリコン窒化膜）１１７とが設けられている。シリコン酸化膜１１３，ＢＰＳＧ膜１１６及びシリコン窒化膜１１２は、抵抗体２０１と共につづら折り状にパターニングされており、かつ、Ｓｉ基板３０の上まで延びている。つづら折り状の抵抗体２０１，シリコン酸化膜１１３，ＢＰＳＧ膜１１６及びパッシベーション膜１１７の下方及び上方には、それぞれ真空に保持された空洞部１１９，１４３が設けられ、空洞部１１９，１４３は、シリコン酸化膜１１３，ＢＰＳＧ膜１１６及びシリコン窒化膜１１２の一体化された部分の間隙及び側方を通じて互いにつながっている。そして、空洞部１１９の上に、抵抗体２０１，シリコン酸化膜１１３，ＢＰＳＧ膜１１６，パッシベーション膜１１７及びシリコン窒化膜１１２の全体がつづら折り状で架設された状態となっている。
【００３０】
抵抗体２０１の材質は、Ｔｉ，ＴｉＯ，ポリシリコンなどがあり、いずれを用いても構わない。
【００３１】
また、パッシベーション膜１１７のうちキャップ体１４０の筒部１４２の下方に位置する部分には軟質金属材料（アルミニウムなど）からなる環状膜１１８が設けられ、筒部１４２の先端にも軟質金属材料（アルミニウムなど）からなる環状膜１４４が設けられていて、環状膜１１８，１４４同士の間に形成された環状接合部１５により、キャップ体１４０とＳｉ基板３０との間に存在する空洞部１１９，１４３が減圧雰囲気（真空状態）に保持されている。すなわち、空洞部１１９，１４３が存在することにより、抵抗体２０１がＳｉ基板３０と熱絶縁され、赤外線から熱への変換効率を高く維持するように構成されている。
【００３２】
また、キャップ体１４０の基板部１４１は、厚み約３００μｍのシリコン基板上に、厚み約３μｍのＧｅ層と、表面にフレネルレンズが形成された厚み約１μｍのＳｉ層とをエピタキシャル成長させた構造となっている。キャップ体１４０の筒部１４２によって深さ数μｍ以上の空洞部が形成される。なお、窓部１４５となる部分をエッチングなどにより薄くしてもよい。
【００３３】
また、スイッチングトランジスタ２０２は、ソース領域１３１，ドレイン領域１３２及びゲート電極１３３を備えている。そして、ソース領域１３１がキャップ体１４０の筒部１４２の下方に形成されており、ソース領域１３１が真空状態に封止された抵抗体２０１と外部の部材との間の信号をつなぐ配線として機能するように構成されている。
【００３４】
なお、図３には図示されていないが、Ｓｉ基板３０の下面には、ペルチェ素子が取り付けられている。このペルチェ素子は、ショットキー接触部を通過するキャリアの移動に伴う熱の吸収作用を利用した素子であり、本実施形態においては、周知の構造を有する各種ペルチェ素子を用いることができる。
【００３５】
次に、本実施形態における赤外線センサ素子の製造工程について、図４（ａ）〜（ｆ）を参照しながら説明する。図４（ａ）〜（ｆ）は、図３に示す赤外線センサ素子の製造工程を示す断面図である。
【００３６】
まず、図４（ａ）に示す工程で、Ｓｉ基板３０上に、多数の孔１１２ｘを有する平板状のシリコン窒化膜１１２を形成する。次に、このシリコン窒化膜１１２をマスクとして、Ｓｉ基板３０のドライエッチングを行なって、孔１１２ｘの直下方に底付き孔を形成した後、ウエットエッチングにより孔を横方向及び縦方向に拡大して、深さ約１μｍの空洞部１１９ｘを形成する。このとき、図４（ａ）では小さな空洞部１１９ｘ同士の間に必ず壁部３０ｘが存在しているように描かれているが、接近した孔１１２ｘ同士の下方においては、壁部３０ｘがエッチオフされることにより空洞部１１９ｘが互いに結合して、比較的大きな空洞部となっていてもよい。そして、シリコン窒化膜１１２の上に、ポリシリコン膜１１３を形成する。
【００３７】
次に、図４（ｂ）に示す工程で、ポリシリコン膜１１３を熱酸化するとシリコン酸化膜１１３ａが形成され、このシリコン酸化膜１１３ａによって、孔１１３ｘがふさがれる。さらに、シリコン酸化膜１１３ａの上に、Ｔｉ等の導体からなる抵抗体膜を堆積した後、これをパターニングして、つづら折り状のパターンを有する抵抗体２０１を形成する。
【００３８】
その後、基板上にポリシリコン膜を堆積した後、ポリシリコン膜をパターニングしてゲート電極１３３を形成する。そして、Ｓｉ基板３０のうちゲート電極１３３をセルフアラインマスクとして不純物（例えば砒素，リンなどのｎ型不純物）を注入して、ソース領域１３１及びドレイン領域１３２を形成する。
【００３９】
次に、図４（ｃ）に示す工程で、基板上に、ゲート電極１３３及び抵抗体２０１を含む基板の上面全体を覆うＢＰＳＧ膜１１６を堆積する。このＢＰＳＧ膜１６は、図４（ｃ）〜（ｆ）においては比較的厚みが薄く描かれているが、リフローにより平坦化された層間絶縁膜として厚く設けられていることが好ましい。
【００４０】
次に、図４（ｄ）に示す工程で、ＢＰＳＧ膜１１６のうち抵抗体２０１の間隙部に位置する部分を除去する。このとき、ＢＰＳＧ膜１１６の一部は残存していて、抵抗体２０１を覆っている。その後、基板上に、窒化シリコンからなるパッシベーション膜１１７を堆積する。このパッシベーション膜１１７は、抵抗体２０１やスイッチングトランジスタ２０２に水分，湿気などが侵入するのを防止するためのものである。その後、パッシベーション膜１１７，シリコン酸化膜１１３及びシリコン窒化膜１１２のうち，抵抗体２０１の間隙部に位置する部分を除去する。これにより、抵抗素子（ボロメータ）１２０の形成が終了する。このとき、空洞部１１９ｘ同士の間に存在する壁部３０ｘも除去され、広い空洞部１１９が形成される。また、抵抗体２０１は、シリコン酸化膜１１３，ＢＰＳＧ膜１１６及びパッシベーション膜１１７によって包まれた状態となる。
【００４１】
次に、図４（ｅ）に示す工程で、パッシベーション膜１１７のうち抵抗体２０１の周囲の領域上に、抵抗体２０１及びスイッチングトランジスタ２０２を環状に囲む厚み約６００ｎｍの金属（アルミニウム（Ａｌ））からなる環状膜１１８を形成する。このとき、環状膜１１８の一部はスイッチングトランジスタ２０２のソース領域１３１の上方に位置している。
【００４２】
次に、図４（ｆ）に示す工程で、シリコン基板の上に、１．４μｍ以上の波長領域の赤外線を通過させる窓となる基板部１４１と、凹部を囲む筒部１４２と、筒部１４２の先端上に設けられたＡｌからなる環状膜１４４とを有するキャップ体１４０を準備する。そして、真空（減圧）雰囲気中にて、キャップ体１４０上の環状膜１４４と、Ｓｉ基板３０上の環状膜１１８とを位置合わせして、両者を互いに結合させて環状接合部１５を形成する。
【００４３】
ここで、各環状膜１１８，１４４は、Ａｌのスパッタリングにより形成されたＡｌ膜をパターニングすることにより形成される。そして、減圧（真空）雰囲気中で、環状膜１１８，１４４にＦＡＢ（First Atom Beam ）処理，つまりＡｒ原子を照射する処理を施して、Ａｌの表面に洗浄面を露出させてから、両者を圧着により接合する。
【００４４】
（赤外線センサ素子のキャップ体内の真空度）
ところで、各赤外線センサ素子が精度よく駆動するためには、その赤外線センサ素子の封入されている領域の真空度が重要であり、それについて、図５を参照しながら説明する。図５は、赤外線センサ素子の感度と雰囲気の真空度との関係を示したグラフ図である。
【００４５】
図５に示すように、真空度１．０×１０−２Ｔｏｒｒ（１．３Ｐａ）程度よりさらに減圧された真空度を有する雰囲気中の赤外線センサ素子の感度は、大気圧中の赤外線センサの感度と比較して１０倍程度向上している。つまり、赤外線センサの形成される領域の雰囲気を１０−２Ｔｏｒｒ（１．３Ｐａ）程度より減圧する場合には、大気圧中において駆動する赤外線センサの感度よりも１０倍高い感度を有する赤外線センサを実現できるのである。このことから、赤外線センサ素子を、真空度１０−２Ｔｏｒｒ（１．３Ｐａ）より高い真空度で封止して、封止後もこの真空度を維持することが可能な場合には、高感度なデバイスの実現が可能となる。
【００４６】
（真空度判定の方法）
上述のように、赤外線センサには一定以上の真空度が必要であるが、個々に減圧雰囲気中に封入されている赤外線センサ素子を用いたカメラにおいては、各キャップ体ごとに真空度の維持状態が異なるため、キャップ体ごとに真空度を判定することが好ましい。以下に、各赤外線センサ素子におけるボロメータを自己発熱させて一定時間放置した後に、各素子の熱保持状態を測定することによって、キャップ体ごとに真空度を判定する方法について述べる。なお、本明細書中においては、「測定」と「判定」とを区別している。キャップ体内の素子の温度に相当する出力電圧を「測定」して、その出力電圧の変化値を用いて真空度を「判定」しているのである。
【００４７】
図６は、赤外線センサ素子を封入するキャップ体の熱保持状態を説明するための模式図である。図６に示すようなキャップ体の熱の状態は、下式（１）
Ｃｄ（ΔＴ）／ｄｔ＋（Ｇ１（ΔＴ）＋Ｇ２（ΔＴ））＝Ｐ０ｅｘｐ（ｊωｔ）
・・・式（１）
（Ｃ：キャップ体内の熱容量、ΔＴ：温度変化、Ｇ１：支持柱の熱コンダクタンス、Ｐ０：入射熱量、Ｇ２：周囲空間の熱コンダクタンス、ω：周波数）
によって表される。
【００４８】
式（１）を、温度変化ΔＴについてまとめると、下式（２）
ΔＴ＝Ｐ０ｅｘｐ（ｊωｔ）／（（Ｇ１  ＋Ｇ２  ）＋ｊωＣ）  ・・・式（２）
のようになる。
【００４９】
ここで、支持柱をできるだけ少なくして、支持柱の熱コンダクタンスＧ１  を小さく抑制することにより、キャップ体内から外部への熱伝導は充分抑制された状態となっている。
【００５０】
このような状態下では、式（２）から、各キャップ体内におけるボロメータを自己発熱させると、発生した熱量Ｐ０  に比例して赤外線センサ素子の温度は上昇し、赤外線センサ素子の抵抗値Ｒは、Ｔに応じて変化する。
【００５１】
図７は、キャップ体内に封入された各赤外線センサ素子内のボロメータを自己発熱させ、一定期間放置した後のキャップ体の温度変化を示すグラフ図である。
なお、図７における赤外線センサ素子１，赤外線センサ素子２，赤外線センサ素子３は、例えば、図２における赤外線センサＡ１，赤外線センサＢ１，赤外線センサＣ１である。
【００５２】
図７において、加熱期間（II）後、保温期間（III） において一定期間放置すると、赤外線センサ素子３（Ｃ１）の温度変化を示すＰｒｏ３では、しきい値（設定温度）より高い温度を示しており、赤外線センサ素子２（Ｂ１）の温度変化を示すＰｒｏ２では、後述する方法により設定されたしきい値より低い温度を示しており、赤外線センサ素子１（Ａ１）の温度変化を示すＰｒｏ１では、Ｐｒｏ２よりさらに低い温度を示している。
【００５３】
ここで、図７に示すような各赤外線センサ素子の保温状態の良不良を判断する際に用いるしきい値は、様々な方法で定めることができる。
【００５４】
その方法の１つであるメディアンフィルター法とは、各赤外線センサ素子における、加熱期間前の測定温度と加熱期間後に一定期間放置した時の測定温度との差の値（以下では、変化温度と記す。）のうちから、最大値と最小値を除いた値の平均をとり、その平均値をしきい値（設定温度）として用いる方法である。
【００５５】
この方法によると、経年に伴って全体的な真空度の劣化が進行している赤外線センサ素子を搭載するデバイスにおいて、個々の赤外線センサ素子の真空度の劣化を検査する場合に、その時点における赤外線センサ素子の平均値を基準にすることができるという利点がある。
【００５６】
上述の方法の他にも、あらかじめ、赤外線センサ素子の特性の劣化が生じる真空度の値に対応する温度をしきい値（設定温度）として定めておいてもよい。
【００５７】
赤外線センサ素子が自己発熱することにより生じた熱量は、加熱期間後に一定期間放置すると、真空度が高い状態にある赤外線センサ素子３（Ｃ１）では、キャップ体内に保持されやすいのに対し、真空度が低い状態にある赤外線センサ素子２（Ｂ１）および赤外線センサ素子１（Ａ１）では、外部に放出されやすい。逆に言うと、赤外線センサ素子１（Ａ１），赤外線センサ素子２（Ｂ１）の温度が、赤外線センサ素子３（Ｃ１）の温度よりも低下していることから、赤外線センサ素子１（Ａ１），赤外線センサ素子２（Ｂ１）の真空度は、赤外線センサ素子３（Ｃ１）よりも低下していることがわかる。
【００５８】
さらに、素子の劣化を伴うおそれが生じ始める真空度（例えば、１０−２Ｔｏｒｒ（１．３Ｐａ））に対応させた温度をしきい値（設定温度）として設定し、しきい値（設定温度）と各赤外線センサ素子の温度とを比較することにより、真空度の劣化に起因して不具合の生じるおそれのある赤外線センサ素子を判定することができる。
【００５９】
以下に、具体的に赤外線センサ素子の温度を測定する方法について、図８および図２を参照しながら説明する。図８は、本実施形態の赤外線センサ素子における温度変化の測定方法を示すタイミングチャート図である。図８において、横軸は時間を示し、縦軸は駆動電圧を示している。なお、図８は、図２に示すような等価回路を用いて真空状態を判定する方法を示しており、以下の説明は、図２に対応させて行なう。以下の説明では、図７に示す素子１，素子２，素子３は、図２における赤外線センサ素子Ａ１，Ｂ１，Ｃ１であるとする。なお、水平期間とは、図８におけるＨＤのクロック間の期間であり、フレームとは、ＶＤのクロック間の期間をいう。
【００６０】
図８に示す判定方法を行うときには、図１に示すように、検査用遮光板９０を用いて光学系１０のうち赤外線が入射する部分を覆う方法などによって、赤外線センサ素子への赤外線入射を遮断した状態にしておく。そして、図８に示す定温状態(I）の前には、数フレームから数十フレームの間、ライン選択を行わない状態を維持して、各赤外線センサ素子Ａ１，Ｂ１・・を一定の温度で安定化させる。
【００６１】
そして、定温期間(I）において、図１に示すペルチェ素子５０を用いて、各赤外線センサ素子の温度を定常状態に保ちつつ、Ｖｄｄに５Ｖの電圧を印加した状態で縦方向走査回路２０９(Ｖ−ＳＣＡＮ）を駆動する。すると、ＳEL_１，ＳEL_２・・の順に電圧が印加され、ＳEL_１に電圧が印加された時には、各赤外線センサ素子Ａ１，Ｂ１，Ｃ１・・の出力信号Ｓｃｏ（第１の信号出力）が順次読み出されていく。そして、出力信号Ｓｃｏの値を、横方向走査回路２０８（Ｈ−ＳＣＡＮ）によって選択された順に、信号処理回路６０内の前フレームメモリに書き込んでいく。
【００６２】
続いて、加熱期間（II）において、Ｖｄｄに２５Ｖの電圧を印加した状態で縦方向走査回路２０９（Ｖ−ＳＣＡＮ）を駆動する。このとき、Ｖｄｄに印加する電圧の値は、定常状態（Ｉ）において印加した電圧の値よりも２０Ｖ以上大きな値であることが好ましい。縦方向走査回路２０９（Ｖ−ＳＣＡＮ）を駆動すると、ＳEL_１，ＳEL_２・・の順に選択されて、ＳEL_１ が選択された時には、各赤外線センサ素子Ａ１，Ｂ１，Ｃ１・・に電圧が印加される。このとき、赤外線センサ素子Ａ１，Ｂ１，Ｃ１・・の抵抗値はほぼ同じであることから、各赤外線センサ素子Ａ１，Ｂ１，Ｃ１・・内のボロメータは、自己発熱してほぼ同じ温度に達する。なお、図８では、加熱期間は３水平期間を示しているが、さらに加熱を数十フレーム延長してもよい。
【００６３】
加熱期間（II）の後に、一定期間放置してから、保温期間(III）において、Ｖｄｄに再び５Ｖの電圧を印加した状態で、縦方向走査回路２０９（Ｖ−ＳＣＡＮ）を駆動する。すると、ＳEL_１，ＳEL_２・・の順に電圧が印加され、ＳEL_１ が選択された時には、各赤外線センサ素子Ａ１，Ｂ１，Ｃ１・・の出力信号Ｓｒｅが順次読み出されていく。そして、出力信号Ｓｒｅ（第２の信号出力）の値を、横方向走査回路２０８（Ｈ−ＳＣＡＮ）によって選択された順に読み出していく。そして、信号処理回路６０において、加熱期間後の出力信号Ｓｒｅの値を、前フレームメモリに保存されている加熱期間前の出力信号Ｓｃｏの値と比較することにより、各赤外線センサ素子の温度変化の様子を測定する。
【００６４】
このように、加熱して一定時間放置した後に出力信号を読み出していくと、上述したように、真空度の劣化している赤外線センサ素子の温度は、真空度の良い赤外線センサ素子の温度より低くなる。このことから、加熱前後の温度変化値を測定することにより、各赤外線センサ素子の封入されたキャップ体の真空度の劣化の度合いを知ることができる。
【００６５】
以下に、加熱前後の温度変化値と、実際に出力される電圧信号である出力信号との関係を、赤外線センサ素子Ａ１を例にして述べる。
【００６６】
赤外線センサ素子Ａ１の出力電圧Ｖ(A1)は、図２からわかるように、赤外線センサ素子Ａ１の抵抗値Ｒ(A1)と、図２に示す基準抵抗Ｒの抵抗値Ｒ(ref) との分割抵抗値と、電源供給ライン２０５に印加される電圧Ｖｄｄとの積であるため、下式
Ｖ(A1)＝｛Ｒ(ref)／(Ｒ(A1)＋Ｒ(ref))｝・Ｖdd
によって表される。
【００６７】
一方、赤外線センサ素子Ａ１の温度Ｔ（ｔ）は、下式
Ｔ（ｔ）∝｛Ｒ(A1)／(Ｒ(A1)＋Ｒ(ref))｝・Ｖdd ∝ Ｖdd−Ｖ(A1)
によって表される。
【００６８】
このとき、赤外線センサ素子Ａ１において、定温期間（I）における温度Ｔ（ｔ０）と、保温時間（III）における温度Ｔ（ｔ１）との温度変化値ΔＴは、下式
ΔＴ＝Ｔ（ｔ１）−Ｔ（ｔ０）
によって表される。
【００６９】
出力電圧Ｖ(A1)がわかれば、抵抗値Ｒ(A1)、印加電圧Ｖｄｄの値は既知なので、温度変化値ΔＴは、赤外線センサ素子Ａ１の出力電圧Ｖ(A1)に依存して一意的に決定される。
【００７０】
なお、ペルチェ素子５０の温度を、温度検出＆ペルチェ素子駆動回路８０を用いて、常温より低く（例えば１０度以下）設定すると、キャップ体であるキャップ体の管壁からボロメータへの放射熱が低減するので、ボロメータは冷却されることとなる。
【００７１】
また、図８において、加熱期間（II）では、各ラインごとにそれぞれのスタートから読み出しまでのタイミングを合わせるために、ＳEL_１，ＳEL_２およびＳEL_３ ごとにスタートのタイミングをずらしているが、同時にスタートしてもよい。
【００７２】
また、図８に示す加熱期間（II）においては、ボロメータを自己発熱させる方法として、ボロメータに電圧を印加したが、他の方法として、加熱期間（II）において、ボロメータに電圧を印加することなくペルチェ素子の温度のみを上昇させて基板を加熱し、基板あるいはキャップ体の管壁からの熱放射でボロメータの温度を上昇させて、その後の読み出し期間において、ペルチェ素子の温度をもとの状態（例えば１０℃）に戻し、各ラインごとに読み出しを行なう方法がある。この方法においては、ペルチェ素子による加熱の前後における、ボロメータの変化温度が大きいものほど真空度は悪く、検出温度差が小さなものほど真空度は良いと判断できる。
【００７３】
また、図８に示す加熱期間（II）において、ボロメータとペルチェ素子とを併用することにより加熱を行なってもよい。
【００７４】
（信号の処理方法）
次に、図８に示す測定方法によって得られる出力信号ＳｃｏおよびＳｒｅを、信号処理回路６０において処理する方法について、図９を参照しながら述べる。図９は、真空度判定のための温度測定時において、赤外線センサ素子の出力信号を処理し、欠陥を補完する回路を示す図である。なお、図９における各回路、素子などは、図１、図２と対応している。
【００７５】
図９に示すように、温度測定時においては、図８に示すような定温期間(I）における赤外線センサ素子から出力された出力信号Ｓｃｏを、信号処理回路６０のうちのＡＤＣ６６においてＡＤ変換してデジタル信号Ｄｃｏとした後、前フレームメモリ６４に記録しておく。
【００７６】
次に、加熱期間（II）を経て、一定期間放置された後に赤外線センサ素子２０から出力された出力信号Ｓｒｅも、信号処理回路６０のうちのＡＤＣ６６においてＡＤ変換してデジタル信号Ｄｒｅとする。その後、出力信号差分検出部６５ａにおいて、前フレームメモリ６４に記録されている加熱期間前のデジタル信号Ｄｃｏと、加熱後のデジタル信号Ｄｒｅとの値の変化値を示す信号が生成される。
【００７７】
さらに、欠陥検出部６５ｂにおいて、上述の変化値を示す出力信号を、図７に示すしきい値（設定温度）を元に設定されたしきい値（設定電圧値）と比較することにより、赤外線センサ素子の真空度を判定する。
【００７８】
上述のように真空度を判定された結果、真空度が劣化しているとされた赤外線センサ素子の位置は、欠陥位置メモリ６３に記憶される。
【００７９】
（欠陥画素の補完方法）
次に、カメラを実際に使用する場合に、欠陥を有する赤外線センサ素子の補完を行なう方法について、図９を参照しながら説明する。
【００８０】
赤外線センサ素子を用いたカメラを実際に使用するときには、図１に示す光学系１０から検査用遮光板９０を外した状態で、被写体から発せられる赤外線を赤外線センサ素子２０に入射させて、赤外線センサ素子２０の出力信号を映像化する。この工程を繰り返すと、各赤外線センサ素子２０の封入されている領域では、真空度が徐々に劣化し、その劣化の進行度合いは、各赤外線センサ素子２０を封入するキャップ体ごとに異なるようになる。そのため、赤外線センサ素子２０のうちのいくつかでは、真空度の大きな劣化に起因して感度が低下しており、その赤外線センサ素子の位置は、上述の温度測定方法により知ることができる。
【００８１】
カメラが実際に使用されるとき、光学系１０に入射した赤外線は、赤外線センサ素子内を経て、出力信号Ｓとなる。そして、出力信号Ｓは、信号処理回路６０内の映像処理部６１に入力され、ＡＤＣ６６によって８ｂｉｔ以上のデジタル信号に変換される。その後、デジタル信号は、マルチプレクサＭｕｘ６７によって３ライン以上のラインメモリLine  Memory１〜３に入力されて、各ライン（図２におけるＳEL_１，ＳEL_２・・）の画素に対応した信号として一次的に記憶される。そして、各ラインの画素の信号は補完処理６８に入力され、欠陥位置メモリ６３において記憶されている欠陥を有する画素の信号に、その欠陥画素の信号を囲む周辺の８画素の信号を利用して内挿補完処理を施す。具体的には、欠陥位置メモリ６３からの情報により欠陥画素（図９に示すＢ２）であると判定された画素の信号を、その周辺画素（図９に示すＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｃ２、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３）である８画素の信号を加算して１／８した値の画素の信号に置き換えることで補完処理を行なう。補完処理を行った後のデータをデマルチプレクサＤｅ_ Ｍｕｘ６９に入力して、読み出しに必要なラインを選択し、そのラインを出力信号として外部に出力する。
【００８２】
（キャップ体の配置）
以下に、本実施形態のキャップ体の配置について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、図２に示すセルアレイにおけるキャップ体の配置について示した模式図である。
【００８３】
図１０に示すように、本実施形態のセルアレイには、キャップ体Ａと、キャップ体Ｂと、キャップ体Ｃとが配置されている。キャップ体Ａは、赤外線を透過するＳｉからなり、キャップ体内は、赤外線が遮光されることなく、減圧雰囲気になっている。キャップ体Ｂは、その表面に赤外線を遮断するＡｌなどがスパッタ形成されており、キャップ体内は、赤外線が遮光され、減圧雰囲気になっている。キャップ体Ｃは、赤外線を透過するＳｉからなり、一部に開口部（図１１に示す開口部１５３に対応する。）が形成されていることにより、キャップ体内は、赤外線が遮光されることなく、大気圧雰囲気になっている。
【００８４】
以下に、それぞれのキャップ体と、そのキャップ体に封入されている赤外線センサ素子との機能について述べる。
【００８５】
キャップ体Ａにより封止されている赤外線センサ素子（以下では、赤外線センサ素子Ａと記す。）は、減圧雰囲気下にあり、赤外線が入射する状態にある。赤外線センサ素子Ａは、被写体から発せられる赤外線を検知することにより、被写体からの赤外線強度に応じた出力信号を出力する。ここで、その出力信号には、赤外線が入射しない状況においても生じるオフセット値が含まれる。また、キャップ体Ａ内の真空度は、封止時点では基準値以上に保たれているが、その後の経年やデバイスの使用に伴って徐々に悪化すると考えれる。
【００８６】
キャップ体Ｂにより封止されている赤外線センサ素子（以下では、赤外線センサ素子Ｂと記す。）は、赤外線センサ素子Ａと同程度の減圧雰囲気下にあり、赤外線が入射しない状態にある。これにより、実際にカメラを使用する際に赤外線センサ素子Ｂが形成されている領域では、赤外線が入射しない暗時の出力を得ることができ、この測定値を用いることにより、上述の赤外線センサＡの出力信号におけるオフセット値を取り除くことができる。
【００８７】
キャップ体Ｃにより封止されている赤外線センサ素子（以下では、赤外線センサ素子Ｃと記す。）は、大気圧下にある。これにより、真空度判定のための検査を行なう際には、真空度が最も劣化した場合である大気圧下にある赤外線センサ素子Ｃの温度を知ることができる。この赤外線センサ素子Ｃの温度と、赤外線センサ素子Ａにおける温度の平均値とを比較することにより、セルアレイ全体として、どの程度劣化が進行しているかを判断することができる。
【００８８】
なお、本実施形態においては、キャップ体Ｂとキャップ体Ｃとが、セルアレイを構成する赤外線センサ素子のうち周囲部に位置する赤外線センサ素子の上に配置されているが、本発明においては、キャップ体Ｂとキャップ体Ｃとの配置は、これに限られるものではない。
【００８９】
具体的には、キャップ体Ｃは、１ラインにつき１つ設けられておれば上述の効果を得ることができる。キャップ体Ｂは、水平方向に５１０画素の信号を有するのセルアレイにつき２０〜３０画素程度の割合で設けられていることが好ましい。
【００９０】
また、本発明のセルアレイにおいては、必ずしもキャップ体Ｂとキャップ体Ｃとが形成されている必要はなく、２種のうち一方が形成されていてもよいし、２種のうち両方が形成されていなくてもよい。
【００９１】
次に、キャップ体Ａ〜Ｃを有するセルアレイにおけるキャップ体の封入方法について、図１１（ａ）〜（ｈ）を参照しながら説明する。図１１（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態のセルアレイを有する赤外線エリアセンサの製造工程を示す斜視図であり、図１１（ｇ），（ｈ）は、図１１（ｂ）に示す工程で形成するＡｌ膜の形状を示す平面図である。なお、以下の説明では、キャップ用ウエハ１５０のうちキャップ体の筒部を形成する側の面を筒部形成面１５４と呼び、筒部形成面１５４の裏面であり，赤外線が入射する側の面を基板形成面１５５と呼ぶ。
【００９２】
まず、図１１（ａ）に示す工程で、シリコンウェハの上にＧｅ層とＳｉ層とを順次エピタキシャル成長させてなるキャップ用ウェハ１５０を準備する。シリコンウェハの上に厚み約３μｍのＧｅ層をエピタキシャル成長させるには、上述のように、シリコンウェハの上にＳｉ１−ｘ Ｇｅｘ 層をＧｅ成分比ｘが０から１まで変化するようにエピタキシャル成長させた後、Ｇｅ層を所定の厚みだけエピタキシャル成長させ、キャップ体用の基板を準備する。
【００９３】
その後、Ｇｅ層の上にＳｉ１−ｘ Ｇｅｘ 層をＧｅ成分比ｘが１から０まで変化するようにエピタキシャル成長させた後、厚み約１μｍのＳｉ層をエピタキシャル成長させ、Ｓｉ層の表面に各赤外線センサに赤外線を集光させるための凸レンズとなるフレネルレンズを形成してもよい。
【００９４】
そして、キャップ用ウェハ１５０のうち、上述のＧｅ層，フレネルレンズなどを形成した面（基板形成面１５５）を下方にした状態で、図１１（ａ）に示すように、筒部形成面１５４の上に、蒸着法，スパッタリング法などにより、厚さ約６００ｎｍのＡｌ膜１５１を形成する。
【００９５】
次に、図１１（ｂ）に示す工程で、Ａｌ膜１５１上にレジストパターン（図示せず）を形成し、レジストパターンをマスクとしてＡｌ膜１５１をエッチングし、環状膜１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃを形成する。ここで、環状膜１４４ａ，１４４ｂおよび１４４ｃは、それぞれ、キャップ体Ａ，キャップ体Ｂおよびキャップ体Ｃが形成される部分に位置する。このとき、環状膜１４４ｃは、図１１（ｂ）に示すように、円周の一部を切断して形成する。
【００９６】
さらに、基板形成面１５５の上にも、Ａｌ膜（図示しない。）を形成する。そして、そのＡｌ膜の上にレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとしてＡｌ膜をエッチングする。これにより、図１１（ｇ）に示すように、基板形成面１５５のうち筒部形成面１５４上の環状膜１４４ｂに対向する部分はＡｌ膜で覆い、図１１（ｈ）に示すように、基板形成面１５５のうち筒部形成面１５４上の環状膜１４４ａ，１４４ｃに対向する部分は、Ａｌ膜を除去して露出させる。このとき、図１１（ｈ）に示すように、キャップ体の上面となる部分の角部にＡｌ膜を残すことにより、キャップ体の高さをそろえることができる。なお、ここで、キャップ体Ｃの上も、Ａｌ膜で覆ってもよい。
【００９７】
次に、図１１（ｃ）に示す工程で、筒部形成面１５４において、環状膜１４４ａ〜１４４ｃをマスク（ハードマスク）として、あるいはレジストパターンを残したままでドライエッチング（ＲＩＥ）を行なって、キャップ用ウェハ１５０に、各赤外線センサの空洞となる凹部を囲む筒部１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃを形成する。ここで、筒部１４２ａ，１４２ｂおよび１４２ｃは、それぞれ、キャップ体Ａ，キャップ体Ｂおよびキャップ体Ｃが形成される部分に位置する。このとき、キャップ用ウェハ１５０は、シリコンウェハの残部，Ｇｅ層，Ｓｉ層及びフレネルレンズなどを有する基板部１４１と、筒部１４２ａ〜１４２ｃとにより構成され、筒部１４２ａ〜１４２ｃの高さつまり凹部の深さは、数μｍ以上である。ここで、筒部１４２ｃには、環状膜１４４ｃをマスクとしてエッチングされることにより、スリット状の開口部１５３が形成される。
【００９８】
なお、キャップ体の作成方法として、バルクＳｉ基板に代えて、酸化絶縁層（例えばいわゆるＢＯＸ層）を有するＳＯＩ基板を用いることもできる。その場合、絶縁層とＳｉ基板とのエッチング選択比が高い条件でＳｉ基板をエッチングすることができるので、絶縁層の部分で凹部の形成を確実に停止させることが可能になる。
【００９９】
次に、図１１（ｄ）に示す工程で、キャップ用ウェハ１５０の基板部１４１を上に向けた状態で、ＩＣＰ−ＲＩＥを用いたドライエッチングにより、キャップ用ウェハ１５０の基板部１４１に、基板部１４１を分離して各赤外線センサのキャップ体を個別に形成するための切り込み部１５２を形成する。そして、図１に示すような構造を有する本体基板１００を準備し、本体基板１００の上にＡｌからなる環状膜１１８を形成する。
【０１００】
次に、図１１（ｅ）に示す工程で、例えば図４（ａ）〜（ｅ）に示す工程を経て赤外線センサが形成された本体ウェハ１００の上に、キャップ用ウェハ１５０を載置して、環状膜１１８，１４４同士を結合させることにより、図４（ｆ）に示すような環状接合部１５を形成するための圧着による接合工程を行なう。
【０１０１】
図１１（ｆ）に示す工程で、キャップ用ウェハ１５０を切り込み部１５２で割ることにより、セルアレイの各セルごとにキャップ体Ａ，ＢおよびＣを搭載した赤外線エリアセンサが得られる。このとき、赤外線センサ素子はキャップに覆われている。
【０１０２】
ここで、図１１（ｆ）に示す分割は、接合のための圧着力が加わった時点で自然に行なわれるように切り込み部１５２における残存部の厚みを設定してもよいし、圧着による接合が終了してから分割のための押圧力を切り込み部１５２に別途加えることにより、行なってもよい。
【０１０３】
また、セルアレイを有する赤外線エリアセンサの場合、本体ウェハ１００には、ボロメータ、各セル同士を接続する配線、電気回路などが設けられているが、図１１（ａ）〜（ｆ）においてはそれらの図示が省略されている。さらに、セルアレイを有する赤外線エリアセンサは、一般的には１つのウェハ上に複数個形成されるので、図１１（ｆ）に示す工程の後に、本体ウェハ１００を各チップに分割するためのダイシングなどが行なわれる。
【０１０４】
ここで、本発明においては、赤外線センサ素子Ｃの上にキャップ体Ｃを形成せず、検査時には、赤外線センサ素子Ｃを大気圧下に露出して、ボロメータの自己発熱と放熱の差分を計測することも可能である。なお、上記実施形態において、赤外線センサ素子Ｃの上に開口部１５３の入ったキャップ体Ｃを形成したのは、検査時の熱対流などの条件を赤外線センサ素子Ａ，Ｂの条件に近くして、より正確な測定を行うためである。
【０１０５】
ところで、上述の温度変化値測定および真空度の判定は、製造時および出荷時に行われることもあり、出荷後にユーザーによって行われることもある。それらについて以下に述べる
まず、製造時では、図１１（ｄ）に示す工程で、例えば１．３×１０−３    Ｐａの真空度を有する真空チャンバー内で赤外線センサ素子をキャップ体Ａ〜Ｃ内に封入する。この時点において、キャップ体Ｃにはスリット状の開口部１５３が形成されているため、キャップ体Ｃ内は真空チャンバー内における既知の真空度に保たれている。そのため、この時点において温度変化値測定を行った場合には、キャップ体Ｃ内の赤外線センサ素子Ｃの温度変化値を、既知値かつ最良値の真空度に対応する温度変化値として目安にすることができる。この対応関係は、しきい値の設定時などに用いることができる。
【０１０６】
次に、出荷時における真空度の判定として、製造時のキャップの接合不良などにより内部の真空度が劣化したキャップ体を検出するために行なうことができる。
【０１０７】
そして、デバイスの出荷後の真空度の判定は、時間の経過や、デバイスの使用に伴って内部の真空度が劣化したキャップ体を検出するために行なう。これらの真空度の判定において、上記の製造時における上記の対応関係を用いて算出したしきい値をあらかじめ定めておいてもよいし、真空度の判定を行なう時点において、キャップ体Ｃの形成された赤外線センサ素子Ｃの温度変化値の測定結果の平均値を大気圧下における基準としてしきい値を設定してもよい。
【０１０８】
なお、本実施形態の電子デバイスは、特願２００１−１７６１８４に記載の電子デバイスに適応することができる。
【０１０９】
（その他の実施形態）
上記実施形態においては、１つのキャップ体の中に１つの赤外線センサ素子を配置する場合について述べたが、本発明においては、複数の素子を１つのキャップ体の中に形成してもよい。
【０１１０】
上記実施形態においては、減圧雰囲気を必要とする素子としてボロメータを用いたが、本発明は、ボロメータの他に、ＰＮ接合ダイオードなどの熱電変換素子や，電子放出素子や、波長４０〜５０μｍのテラ波を検出または放出する素子など、減圧雰囲気を必要とするデバイス全般に適応することができる。また、この種の素子の数は単体でも複数でもよい。
【０１１１】
上記実施形態においては、赤外線センサをカメラに搭載する場合について述べたが、本発明の電子デバイスは、カメラの他に、各種赤外線センサや他の装置に適応することができる。
【０１１２】
上記実施形態においては、真空度の判定方法として、加熱期間後に一定期間放置して温度を測定する方法について述べたが、本発明においては、加熱期間後に、一定温度に到達するまでの時間を測定して、その時間をしきい値（設定時間）と比較することにより真空度の判定を行なってもよい。
【０１１３】
また、上記各実施形態においては、キャップ体によって封止される空洞部が真空ドームである場合を想定している。その場合、空洞部内の圧力は、製造工程中の圧着による環状膜の接合の容易性を考慮すると、１０−２Ｐａ〜１０−４Ｐａ程度が実用上では好ましいが、１０−７Ｐａに達する超高真空雰囲気下における接合も可能である。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明によると、少なくとも単体の素子が配置されたセルごとに減圧雰囲気を保持するためのキャップ体を設け、そのキャップ体ごとに真空度を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態における赤外線エリアセンサの構成を概略的に示す図である。
【図２】  図１における赤外線センサ素子を備える基板と、その周囲の外部回路とを示す等価回路図である。
【図３】  赤外線センサ素子における単位セルの構造を示す断面図である。
【図４】  （ａ）〜（ｆ）は、図３に示す赤外線センサ素子の製造工程を示す断面図である。
【図５】  赤外線センサ素子の感度と雰囲気の真空度との関係を示したグラフ図である。
【図６】  赤外線センサ素子を封入するキャップ体の熱保持状態を説明するための模式図である。
【図７】  キャップ体内に封入された各赤外線センサ素子内のボロメータを自己発熱させ、一定期間放置した後のキャップ体の温度変化を示すグラフ図である。
【図８】  実施形態の赤外線センサ素子における温度変化の測定方法を示すタイムチャート図である。
【図９】  赤外線センサ素子の出力信号を処理し、欠陥を補完する回路を示すフローチャート図である。
【図１０】  図２に示すセルアレイにおけるキャップ体の配置について示した模式図である。
【図１１】  （ａ）〜（ｈ）は、実施形態のセルアレイを有する赤外線エリアセンサの製造工程を示す斜視図および平面図である。
【符号の説明】
１０    光学系
１５    環状接合部
２０    赤外線センサ素子
３０    基板
５０    ペルチェ素子
６０    信号処理回路
６１    映像処理部
６３    欠陥位置メモリ
６４    前フレームメモリ
６５ａ  出力信号差分処理部
６５ｂ  欠陥検出部
６８    補完処理
６９    デマルチプレクサ
７０    素子駆動回路
８０    温度検出＆ペルチェ素子駆動回路
９０    検査用遮光板
１１２  シリコン窒化膜
１１３  シリコン酸化膜
１１６  ＢＰＳＧ膜
１１７  パッシベーション膜
１１８  環状膜
１１９  空洞部
１３１  ソース領域
１３２  ドレイン領域
１３３  ゲート電極
１４０  キャップ体
１４１  基板部
１４２  筒部
１４３  空洞部
１４４  環状膜
１４５  窓部
１５０  キャップ用ウエハ
１５１  Ａｌ膜
１５２  切り込み部
１５３  開口部
１５４  筒部形成面
１５５  基板形成面
２０１  抵抗体
２０２  スイッチングトランジスタ
２０４  データライン
２０５  電源供給ライン
２０６  出力アンプ
２０７  信号線
２０８  横方向走査回路
２０９  縦方向走査回路
【図１】
0004015859.tif 000002
【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】
0004015859.tif 000007
【図７】
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【図８】
0004015859.tif 000009
【図９】
0004015859.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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