(57)【要約】【課題】赤外線の放射率を向上させた赤外線光源を提供する。【解決手段】  赤外線光源１００は、支持基板２００の一主面側に絶縁膜２０３を介して形成された抵抗体２０４、この支持基板２００の一主面側に、支持基板２００をエッチング加工して形成された複数の突起部２０２、抵抗体２０４および突起部２０２の上層に積層された保護膜２０５を備えている。複数の突起部２０２および抵抗体２０４が形成された赤外線放射部１０１となる領域においては、抵抗体２０４が同一平面上に配置されるとともに、抵抗体２０４の通電による熱によって、突起部２０２が形成された領域から効率良く赤外線が放射される。【選択図】図２
2017098129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板、
上記支持基板の一主面側に絶縁膜を介して形成された抵抗体、
上記支持基板の一主面側に形成された複数の突起部、
上記抵抗体および上記突起部の上層に積層された保護膜を備え、
複数の上記突起部および上記抵抗体が形成された領域においては、上記抵抗体が同一平面上に配置されるとともに、上記抵抗体の通電による熱によって赤外線が放射されることを特徴とする赤外線光源。
【請求項２】
上記突起部は、上記支持基板の赤外線が放射される領域のうち、上記突起部以外の領域を一主面から上記突起部の高さだけ掘り下げた状態に形成された柱状体であることを特徴とする請求項１記載の赤外線光源。
【請求項３】
上記突起部は、上記絶縁膜の表面を粗面化して形成された凸部であることを特徴とする請求項１記載の赤外線光源。
【請求項４】
上記突起部は、上記抵抗体の表面を粗面化して形成された凸部であることを特徴とする請求項１または請求項３記載の赤外線光源。
【請求項５】
上記突起部は、上記絶縁膜と上記保護膜を積層する際の下地形状部であり、上記絶縁膜と上記保護膜を成膜後に除去されて形成された突起状空隙部であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の赤外線光源。
【請求項６】
上記支持基板として、SOI基板を用いたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の赤外線光源。
【請求項７】
上記支持基板の赤外線が放射される領域の下部に空隙部が設けられたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の赤外線光源。
【請求項８】
上記支持基板に設けられた上記空隙部は、上記支持基板の一主面側から掘り下げられ、裏面側に到達しない深さに形成されたことを特徴とする請求項７記載の赤外線光源。
【請求項９】
上記支持基板に設けられた上記空隙部は、上記支持基板の一主面側から裏面側にかけて、上記支持基板を貫通した状態に形成されたことを特徴とする請求項７記載の赤外線光源。
【請求項１０】
上記支持基板に設けられた上記空隙部は、上記支持基板の裏面側から掘り下げられ、一主面側に到達しない深さに形成されたことを特徴とする請求項７記載の赤外線光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗体に通電して発熱させ、赤外線を放射させる赤外線光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の赤外線光源として、支持基板である単結晶シリコン上に絶縁膜を介して抵抗体となるフィラメントを設けた構造が示されている。そして、この赤外線光源は、そのフィラメントに通電することで発生する熱エネルギーを用いて赤外線を放射する。さらに、フィラメント直下の単結晶シリコンをバルクMEMS（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いてエッチング除去し、発熱部を断熱構造として、エネルギー効率を高めた、赤外線光源が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、赤外線光源の発熱部直下の単結晶シリコンを特許文献１と同様にバルクMEMS技術を用いエッチング除去し、梁となる支持体を介して、発熱部と支持基板側に設けた電極パッド間を電気的に結合することで、断熱特性を改善させて発熱効率を向上させた赤外線光源が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
しかしながら、特許文献にて開示された赤外線光源の放射率は、発熱体となるフィラメント材や抵抗体の材料によって異なる。そのため、赤外線波長域において安定した高い熱放射とすべく、赤外線放射部となるフィラメントや抵抗体の直上に、放射率安定化部材（例えば、シリコニット（特許文献１））や高放射性膜（例えば、カーボンブラック、金、白金、クロム、炭化珪素（特許文献２））等を付加的に設ける必要があった。
【０００５】
すなわち、従来は、赤外線光源の構成要素として、発熱部と、放射率安定化部材または高放射性膜の２つの構成要素が必要であり、２階建て構造となっていた。そのため、所望の機能・性能を得るために、複雑で特殊な製造工程が必要であった。さらに、何れの構造においても、高効率な赤外線光源とするために、放射率安定化部材または高放射性膜を設ける必要があり光源の低コスト化には不向きな構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１-２２１６８９号公報
【特許文献２】特開２００５-１４０５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および特許文献２に開示された赤外線光源にあっては、熱放射を行う上で、発熱抵抗体（フィラメント（特許文献１）、多結晶シリコンや金属材料（特許文献２））の他に、放射率を向上する手段として放射率安定化部材（シリコニット（特許文献１））や高放射性膜（カーボンブラック、金、白金、クロム、炭化珪素（特許文献２））が必要であった。そのため、赤外線光源自体の構造が複雑となり、低コスト化には不向きな構造であった。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、赤外線光源の赤外線を放射する領域（赤外線放射部）の表面形状を工夫し、この赤外線放射部の表面に突起部を設けることで、高放射に寄与する膜を追加的に設けることなく、放射率を向上させることが可能な赤外線光源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】
【０００９】
この発明に係わる赤外線光源は、支持基板、上記支持基板の一主面側に絶縁膜を介して形成された抵抗体、上記支持基板の一主面側に形成された複数の突起部、上記抵抗体および上記突起部の上層に積層された保護膜を備え、上記支持基板の複数の上記突起部および上記抵抗体が形成された領域においては、上記抵抗体が同一平面上に配置されるとともに、上記抵抗体の通電による熱によって赤外線が放射されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の赤外線光源によれば、支持基板の赤外線が放射される領域（赤外線放射部）の突起部が可視領域において黒変し、黒体表面に近い高放射率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１による赤外線光源の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１の赤外線光源の製造フローを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１の赤外線光源の変形例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２の赤外線光源の製造フローを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２の赤外線光源の変形例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３の赤外線光源を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態３の赤外線光源の変形例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３の赤外線光源の変形例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３の赤外線光源の変形例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態３の赤外線光源の変形例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３の赤外線光源の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１の赤外線光源１００について、図１から図３を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１の赤外線光源１００の斜視図である。図２は、赤外線光源１００の製造フローを示した断面図である。また、図３は、赤外線光源１００の変形例を示した断面図である。
図１に示すように、赤外線光源１００は、ベアのシリコン基板よりなる支持基板２００の一主面側に赤外線放射部１０１が作り込まれた構造である。赤外線放射部１０１は、支持基板２００上の赤外線が放射される領域に相当する。そして、この赤外線放射部１０１は、支持基板２００上の所定範囲の平面部に作り込まれている。図１の例では、支持基板２００の紙面上側の一主面から、所定の深さだけ掘り下げられた平面部に対し、導電層や絶縁層等がパターニングされて、赤外線を放射する赤外線放射部１０１が形成されている。なお、後述する実施の形態２では、支持基板２００の表面である一主面の所定範囲を、赤外線放射部１０１を作り込む平面部とした例を示している。
【００１３】
そして、本発明の赤外線光源１００の特徴となる構成が、赤外線放射部１０１に設けられた複数の突起部である。この突起部は、赤外線放射部１０１の平面部から、赤外線を射出する側に突出する突起形状の部分であり、平面部から複数が突出した状態に形成されている。そして、赤外線放射部１０１にこれらの突起部を設けることで、赤外線放射部１０１の表面を荒らした構造としている。
この赤外線光源１００においては、赤外線放射部１０１に高放射性膜や放射率安定化部材と同等の機能を付加するために、赤外線放射部１０１の表面に複数の突起部を設けている。この赤外線放射部１０１の表面に設けられた突起部は可視領域において黒変し、突起部が設けられた部分は黒体表面に近い放射率となる。すなわち、高放射性膜や放射率安定化部材を用いることなく、赤外線光源１００の高性能化と構造の簡素化の両立が容易であり、高感度で製造が容易な赤外線光源１００を得ることができる。
【００１４】
なお、支持基板２００の赤外線放射部１０１以外の領域には、赤外線放射部１０１に形成する抵抗体と電気的に結合するボンディングパッド部が存在するが、本願は、赤外線放射部１０１の構造に関する発明であるため、図面へのボンディングパッド部の記載を省略している。
【００１５】
次に、図２を用いて、図１に示す実施の形態１の赤外線光源１００の製造方法、および、赤外線放射部１０１の断面構造について詳細に説明する。
図２は、図１の赤外線光源１００のＡ−Ａ部の断面を示した製造フローを示す図である。図２においては、図２（ａ）から図２（ｄ）に至る製造工程を示しており、最終的に得られる赤外線光源１００の断面構造は図２（ｄ）に相当している。以下順を追って、実施の形態１の赤外線光源１００の製造工程について説明する。
【００１６】
まず、図２（ａ）の工程においては、支持基板２００としてベアのシリコン基板を用意する。
次に、図２（ｂ）の工程においては、支持基板２００の、赤外線放射部１０１を作り込む領域に突起部２０２を形成するとともに、抵抗体となるメタル配線層を形成する平面部２０１を形成する。この工程では、例えば写真製版技術を用い、平面部２０１の形成と同時に突起部２０２を形成する。具体的には、支持基板２００の一主面上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをエッチングマスクとして選択的に支持基板２００をエッチング除去することによって、エッチングマスク直下となる位置にシリコン柱状構造体よりなる突起部２０２を残し、他の領域を所定の深さだけ掘り下げて、抵抗体等を作り込む平面部２０１を形成する。つまり、このエッチングにより、支持基板２００の一主面側に得られた平面部２０１は、表面が支持基板２００の一主面から所定の深さだけ基板内部側に掘り下げられており、平面部２０１の表面から突出する複数の突起部２０２は、最大で支持基板２００の一主面の高さに形成される。
【００１７】
なお、図２（ｂ）に示す工程で行うドライエッチング法として、例えばＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）エッチング装置を用いた、シリコン深堀エッチング等がある。さらに、このエッチング条件を最適化することで、レジストマスクを用いることなく、突起部２０２を形成することも可能である。
【００１８】
引き続き、図２（ｃ）の工程に移る。図２（ｃ）の工程においては、図２（ｂ）の工程で形成した突起部２０２を覆うように、支持基板２００の上面に絶縁膜２０３を堆積させる。この絶縁膜２０３は、例えばＣＶＤ（chemical vapor deposition）法を用いて形成する窒化シリコン膜やシリコン酸化膜等であり、保護膜としての機能も備えている。次に、絶縁膜２０３の直上に、通電によって発熱するメタル配線層である抵抗体２０４をパターニング形成する。このパターニングの工程では、絶縁膜２０３の上層に堆積させた導電膜に対し、メタル配線層（電極）となる部分のみを残して他をエッチング除去する写真製版技術等を用いることで、所望の形状の抵抗体２０４に加工することができる。ここで、メタル配線層となる抵抗体２０４の材料は、チタン、クロム等の高融点金属材料、さらには、比較的低抵抗なシリコン膜等であれば、特段限定するものではない。
なお、赤外線放射部１０１においては、抵抗体２０４を同一平面上に形成しているため、段差のある面部上へパターニングする場合と比較して、抵抗体２０４を精度良くパターニングすることができ、赤外線光源１００完成後の通電状態を安定化させることが可能である。
【００１９】
引き続き、図２（ｄ）の工程に移る。この図２（ｄ）に示す工程では、信号処理回路部（図示せず）を含む赤外線光源１００の全体を覆うように、保護膜２０５（パッシベーション膜）を形成し、赤外線光源１００の赤外線放射部１０１が完成する。
この段階で成膜される保護膜２０５は、例えば、窒化シリコン膜であり、ＣＶＤ法によって形成することができる。この保護膜２０５となる窒化シリコン膜は、赤外線光源１００を異物等の物理的な浮遊物から保護する、大気中の水分をブロックするという目的で形成される。保護膜２０５は、同じ機能を有する材料であれば、窒化シリコン膜に限定するものではない。なお、窒化シリコン膜は、特定域の波長を吸収するという特徴を持っている。そのため、保護膜２０５は、上記のような保護膜としての機能を損なわない範囲内で、可能な限り薄膜化して用いられる。なお、保護膜２０５として用いることができる材料は、窒化シリコン膜に限定されるものでは無く、赤外線領域において高い透過率を有し、保護膜としての機能を損なわない材料であれば、特段の制約を設けるものではないことは言うまでもない。
このようにして、赤外線光源１００が完成する。
【００２０】
本発明の実施の形態１における赤外線光源１００は、支持基板２００の赤外線放射部１０１となる平面部２０１内に、シリコン柱状構造体よりなる突起部２０２を形成し、絶縁膜２０３で表面を被覆した上、導電膜（メタル層）を積層し、所望のパターンにパターニングして抵抗体２０４を形成し、保護膜２０５で覆った構造である。
本構造においては、通電により抵抗体２０４が発熱すると、その熱が突起部２０２側に伝わって赤外線が放射され、突起部２０２が形成されていない構造のものよりも放射率を向上させることが可能となる。
つまり、本構造においては、従来必要であった、高放射性膜や放射率安定化部材が不要となる。そして、赤外線光源１００の高性能化と構造簡素化の両立が可能であり、高性能で製造が容易な赤外線光源を提供することが可能となる。
【００２１】
なお、図２（ｄ）に示した実施の形態１の赤外線光源１００の構造を、図３に示すように変化させて用いることも可能である。つまり、図２（ｄ）の例では、平面部２０１において、突起部２０２が形成されていない領域に抵抗体２０４が配線されていたが、図３の断面図に示すように、突起部２０２が形成された領域にも抵抗体２０４を形成し、突起部２０２の全面を抵抗体２０４が覆った状態としても良い。この図３の赤外線光源１００にあっても、図２のものに相当する効果を得ることができる。さらには、図示しないが、複数の突起部２０２のうちの一部を、抵抗体２０４が覆う構造とした場合においても、図２のものに相当する効果を得ることができる。
【００２２】
ここで、本発明によって得られた赤外線光源１００は、例えば、赤外線を用いて測定を行う赤外線ガス分析計などの赤外線検知センサ等の光源として使用することができ、また、赤外線による加熱を目的とした光源としても使用することができる。
【００２３】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２の赤外線光源１００について図４および図５を用いて説明する。
上述の実施の形態１では、支持基板２００の一主面から所定の深さだけ掘り下げた平面部２０１に赤外線放射部１０１を作り込む例について説明していた。この実施の形態２では、基板をエッチングせず、支持基板２００の一主面の所定範囲を平面部２０１に設定して用いている。そして、基板の選択的な除去によって突起部２０２を形成するのではなく、支持基板２００の一主面に積層した絶縁膜２０３または抵抗体２０４の上面に突起部と同様の効果を奏する凸部を形成することで突起部を形成することを特徴とする。なお、絶縁膜４００の表面に形成した突起部は、図４に凸部４０１として示しており、抵抗体２０４の表面に形成した突起部は、図５に凸部２０４ａとして示している。
【００２４】
次に、図４を用いて、支持基板２００の一主面に赤外線放射部１０１を作り込んだ、実施の形態２の赤外線光源１００の製造方法、および、赤外線放射部１０１の断面構造について詳細に説明する。
図４は、図１の赤外線光源１００のＡ−Ａ部に相当する断面を示した製造フローを示した図である。図４においては、図４（ａ）から図４（ｄ）に至る製造工程を示しており、最終的に得られる赤外線光源１００の断面構造は図４（ｄ）に相当している。以下順を追って、実施の形態２の赤外線光源１００の製造工程について説明する。
【００２５】
はじめに、図４（ａ）の工程では、支持基板２００としてベアのシリコン基板を用意する。そして、支持基板２００と次工程で形成する抵抗体２０４との電気的絶縁を確保するため、ＣＶＤ法等を用いて絶縁膜４００として窒化シリコン膜やシリコン酸化膜を、支持基板２００の一主面に堆積させる。ここで、絶縁膜４００は、電気的絶縁が確保できる材料であれば、窒化シリコン膜やシリコン酸化膜に限定されるものではない。また、絶縁膜４００の堆積方法についても、ＣＶＤ法に限定するものでは無く、例えば、熱処理法やスパッタ法を用いても何ら問題ない。
【００２６】
次に、図４（ｂ）の工程に移る。この図４（ｂ）の工程では、図４（ａ）の工程で支持基板２００の一主面上に堆積した絶縁膜４００の赤外線放射部１０１となる平面部２０１の領域に対し、例えば、ＩＢＥ（Ion Beam Etching）技術を用いて表面トリートメント処理を実施する。このＩＢＥ装置による絶縁膜４００の表面トリートメント処理では、イオン照射による物理加工が施され、絶縁膜４００の表面に、僅かに突出する多数の凸部４０１（マイクロ突起。突起部に相当する。）が形成される。
このようにして、赤外線放射部１０１となる平面部２０１には、絶縁膜４００の表面にミクロな凸部４０１が設けられる。
なお、上記の例では、突起部形成のための加工処理として、ＩＢＥ装置による表面トリートメント処理を例示したが、サンドブラスト処理等、絶縁膜４００の表面を荒らしてミクロな突起を形成可能な技術であれば、ＩＢＥ処理に限定することなく、他の手法を用いても問題ない。
【００２７】
引き続き、図４（ｃ）の工程に移る。この図４（ｃ）の工程においては、赤外線光源１００の抵抗体２０４となるメタル層をスパッタ法により堆積し、例えば、写真製版技術を用いレジストをエッチングマスクとし選択的に所望のパターンに加工する。ここで、抵抗体２０４は、チタン、クロム等の高融点金属材料の他、比較的低抵抗なシリコン膜等であれば、特段材料や堆積方法を限定するものではない。
【００２８】
引き続き、図４（ｄ）の工程に移る。この図４（ｄ）の工程では、赤外線光源１００の支持基板２００の一主面側全面を覆うように、保護膜２０５を積層し、赤外線光源１００の赤外線放射部１０１が完成する。この保護膜２０５は、上述の実施の形態１で示したように、例えば、ＣＶＤ法により窒化シリコン膜を堆積することで形成することができ、同等の性質を持つ他の材料で構成することも可能である。
このようにして実施の形態２の、支持基板２００の一主面に赤外線放射部１０１を作り込んだ赤外線光源１００を得ることができる。
【００２９】
このように、本発明の実施の形態２における赤外線光源１００では、支持基板２００の赤外線放射部１０１に堆積された絶縁膜４００の表面をトリートメント処理することにより、多数の凸部４０１（マイクロ突起、突起部に相当する。）を形成することができる。
なお、図４（ｃ）に示すように、赤外線放射部１０１となる平面部２０１において、この絶縁膜４００上の抵抗体２０４の形成領域以外の領域に凸部４０１が設けられている。本構造においては、従来必要であった、高放射性膜や放射率安定化部材を用いることなく、絶縁膜４００の表面に凸部４０１を形成したことで赤外線の放射率を向上させることができる。つまりは、この実施の形態２によっても、上述の実施の形態１の場合と同様に、赤外線光源１００の高性能化と構造簡素化の両立が可能であり、高性能で製造が容易な赤外線光源を提供することが可能となる。
【００３０】
また、図４（ｄ）に示した実施の形態２の赤外線光源１００の構造を、図５に示すように変化させて用いることも可能である。図５は、実施の形態２の赤外線光源１００の変形例を示す断面図である。図４（ｄ）の例では、突起部に相当する凸部４０１を絶縁膜４００の上面に形成していたが、変形例では、図５の断面図に示すように、抵抗体２０４の表面を粗面化する処理を施すことで、突起部に相当する凸部２０４ａ（マイクロ突起）を抵抗体２０４の上面に形成している。抵抗体２０４の上面に突起部となる凸部２０４ａを形成した場合、凸部２０４ａを形成しない場合よりも放射率を向上させることができることは言うまでもない。
また凸部４０１と凸部２０４ａを組み合わせて用いることも可能であり、抵抗体２０４の上面に凸部２０４ａを突起部として形成した上で、図４（ｄ）に示したように絶縁膜４００上面に凸部４０１を形成し、絶縁膜４００と抵抗体２０４の両方を粗面化させることで、いずれか一方を粗面化させた場合よりも、赤外線の放射率を向上させることができる。    
【００３１】
実施の形態３．
上述の実施の形態１および実施の形態２では、支持基板２００の一主面側に突起部を持つ赤外線放射部１０１を形成することで赤外線光源１００の放射率を向上させる構造について説明した。
この実施の形態３では、上述の実施の形態１および実施の形態２の赤外線光源１００の放射効率をより向上させることが可能な変形例について、図６から図１１を用いて説明する。この実施の形態３の赤外線光源１００は、赤外線放射部１０１となる支持基板２００の直下に空隙部２０６を形成することを特徴としており、抵抗体２０４の通電による発熱の効率を高めるとともに、熱伝導を抑えた断熱構造としている。
【００３２】
なお、この実施の形態３における赤外線光源１００の基本構成は、上述の実施の形態１および実施の形態２に記載した構造および製造方法と同じである。この実施の形態３では、実施の形態１および実施の形態２からの変更点に着目して説明する。
本発明の実施の形態３記載の赤外線光源１００は、図６から図１１に示す通り、支持基板２００に対し、例えばＴＭＡＨ（Tetra-Methyl-Ammonium-Hydroxide）を用いて、赤外線放射部１０１の直下となる領域に空隙部２０６を形成している。
【００３３】
この支持基板２００の赤外線放射部１０１の下部に形成される空隙部２０６の深さは、赤外線放射部１０１と支持基板２００を物理的に分離可能な深さであれば、如何なる深さであってもよく、特段制約を設けるものではない。更には、支持基板２００のエッチング方法についても、ＴＭＡＨに限定するものでは無く、フッ素系ガス等を用いた、ドライエッチング法であっても問題無い。
【００３４】
図６は、上述の実施の形態１の図２に示した赤外線光源１００に、空隙部２０６を形成した場合の断面図を示している。そして、図６では、支持基板２００に設けられた空隙部２０６は、支持基板２００の裏面側から、赤外線が放射される一主面側に向かってＴＭＡＨ等の方法でエッチングを施し、支持基板２００の一主面側に到達しない深さとなるように形成されている。
ここで、上述の実施の形態１では、支持基板２００としてベアのシリコン基板を用いるという説明をしていたが、ベアのシリコン基板に代えて、ＳＯＩ基板（Silicon on Insulator）を用いた場合、ＳＯＩ基板のＢＯＸ層（埋め込み酸化膜）がエッチングストッパーとなり、製造が容易になるという効果が得られる。
【００３５】
図７は、上述の実施の形態１の図２に示した赤外線光源１００に、図６とは異なる方向から空隙部２０６を形成した場合の断面図を示している。そして、図７では、支持基板２００に設けられた空隙部２０６は、支持基板２００の赤外線が放射される一主面側から裏面側に向かってＴＭＡＨ等の方法でエッチングを施し、支持基板２００の裏面側に到達しない深さとなるように形成されている。
支持基板２００をエッチング加工して形成されていた突起部２０２は、絶縁膜２０３および保護膜２０５の積層の際には下地形状部として用いられていたが、これらの膜を成膜後、空隙部２０６の形成時に除去され、突起状空隙部２０２ａとなっている。突起部２０２が除去されても、突起状に突き出した絶縁膜２０３および保護膜２０５が赤外線放射部１０１に設けられた構造には変わりなく、図６のものと同様に、効率の良く赤外線放射を実現できる赤外線光源１００を得ることができる。
【００３６】
図８は、上述の実施の形態２の図４に示した赤外線光源１００に、支持基板２００の一主面側から裏面側にかけて、この支持基板２００を貫通した状態に空隙部２０６を形成した場合の断面図を示している。このように、赤外線放射部１０１となる領域の支持基板２００を、支持基板２００を貫通する状態となるようにエッチング除去することによっても、支持基板２００への熱伝導を抑制するとともに、発熱効率化を向上させることができる分だけ、実施の形態２のものよりも赤外線の放射率を向上させることが可能である。
【００３７】
図９は、上述の実施の形態２の図４に示した赤外線光源１００に、図８とは異なる状態に空隙部２０６を形成した場合の断面図を示している。そして、図９では、支持基板２００に設けられた空隙部２０６は、支持基板２００の赤外線が放射される一主面側から裏面側に向かってTMAH等の方法でエッチングを施し、支持基板２００の裏面側に到達しない深さとなるように形成されている。
【００３８】
図１０は、上述の実施の形態２の図５に示した赤外線光源１００に、支持基板２００の裏面側から一主面側に向かって、一主面に至らない深さに掘り下げた形状の空隙部２０６を形成した場合の断面図を示している。この図１０に示す空隙部２０６は、TMAH等の方法を用い、支持基板２００の裏面側からエッチングを施すことで形成することができる。
さらに、図１０に示す赤外線光源１００は、図６に示したものと同様に、支持基板２００をＳＯＩ基板とすることによって、製造を容易化させることができる。
【００３９】
図１１は、上述の実施の形態２の図５に示した赤外線光源１００の断面図であり、支持基板２００の一主面側から裏面側に向かって、裏面に至らない深さに掘り下げた形状の空隙部２０６を形成した状態を示している。図１１に示すように、空隙部２０６は、TMAH等の方法で支持基板２００の一主面側からエッチングを施すことで形成することが可能である。
【００４０】
上述の図６から図１１に示す赤外線光源１００は、いずれも赤外線を放射する領域である赤外線放射部１０１の下部に位置する支持基板２００をエッチングにより除去して空隙部２０６を形成している。よって、支持基板２００に空隙部２０６を形成しないものと比較して、熱伝導を抑制することができ、発熱効率を高めることができるため、赤外線放射率を向上させることが可能となる。
よって、従来よりも、高性能で製造が容易な赤外線光源を提供することが可能となる。
【００４１】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１００  赤外線光源、１０１  赤外線放射部、２００  支持基板、２０１  平面部、２０２  突起部、２０２ａ  突起状空隙部、２０３、４００  絶縁膜、２０４  抵抗体、２０４ａ、４０１  凸部、２０５  保護膜、２０６  空隙部
【図１】
2017098129.tif 000003
【図２】
2017098129.tif 000004
【図３】
2017098129.tif 000005
【図４】
2017098129.tif 000006
【図５】
2017098129.tif 000007
【図６】
2017098129.tif 000008
【図７】
2017098129.tif 000009
【図８】
2017098129.tif 000010
【図９】
2017098129.tif 000011
【図１０】
2017098129.tif 000012
【図１１】
2017098129.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月21日(2016.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板、
上記支持基板の一主面側に絶縁膜を介して形成された抵抗体、
上記支持基板の一主面側に形成された複数の突起部、
上記抵抗体および上記突起部の上層に積層された保護膜を備え、
複数の上記突起部および上記抵抗体が形成された領域においては、上記抵抗体が同一平面上に配置されるとともに、上記抵抗体の通電による熱によって赤外線が放射され、
上記突起部は、上記支持基板の赤外線が放射される領域のうち、上記突起部以外の領域を上記支持基板の一主面から上記突起部の高さだけ掘り下げた状態に形成された柱状体であり、
上記抵抗体は、上記支持基板を上記突起部の高さだけ掘り下げてなる平面部に設けられたことを特徴とする赤外線光源。
【請求項２】
上記抵抗体として、メタル配線層を用いたことを特徴とする請求項１記載の赤外線光源。
【請求項３】
上記抵抗体として、シリコン膜を用い、上記シリコン膜は比較的低抵抗な材質のものであることを特徴とする請求項１記載の赤外線光源。
【請求項４】
上記突起部は、上記絶縁膜と上記保護膜を積層する際の下地形状部であり、上記絶縁膜と上記保護膜を成膜後に除去されて形成された突起状空隙部であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の赤外線光源。
【請求項５】
上記支持基板として、ベアのシリコン基板を用いたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の赤外線光源。
【請求項６】
上記支持基板として、SOI基板を用いたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の赤外線光源。
【請求項７】
上記支持基板の赤外線が放射される領域の下部に空隙部が設けられたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の赤外線光源。
【請求項８】
上記支持基板に設けられた上記空隙部は、上記支持基板の一主面側から掘り下げられ、裏面側に到達しない深さに形成されたことを特徴とする請求項７記載の赤外線光源。
【請求項９】
上記支持基板に設けられた上記空隙部は、上記支持基板の一主面側から裏面側にかけて、上記支持基板を貫通した状態に形成されたことを特徴とする請求項７記載の赤外線光源。
【請求項１０】
上記支持基板に設けられた上記空隙部は、上記支持基板の裏面側から掘り下げられ、一主面側に到達しない深さに形成されたことを特徴とする請求項７記載の赤外線光源。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この発明に係わる赤外線光源は、支持基板、上記支持基板の一主面側に絶縁膜を介して形成された抵抗体、上記支持基板の一主面側に形成された複数の突起部、上記抵抗体および上記突起部の上層に積層された保護膜を備え、複数の上記突起部および上記抵抗体が形成された領域においては、上記抵抗体が同一平面上に配置されるとともに、上記抵抗体の通電による熱によって赤外線が放射され、上記突起部は、上記支持基板の赤外線が放射される領域のうち、上記突起部以外の領域を上記支持基板の一主面から上記突起部の高さだけ掘り下げた状態に形成された柱状体であり、上記抵抗体は、上記支持基板を上記突起部の高さだけ掘り下げてなる平面部に設けられたことを特徴とするものである。