红外线阵列传感器制造技术

该红外线阵列传感器具有衬底基板和多个像素部。衬底基板设有下凹部。像素部按照覆盖下凹部的方式被配置于衬底基板。上述像素部具有薄膜构造体、多个第一红外线吸收层和多个感温元件。上述薄膜构造体设有第一狭缝，上述第一狭缝将上述薄膜构造体分割成多个悬臂。上述悬臂在长度方向的一端具有第一端，在另一端具有第二端。上述感温元件被设于上述悬臂。感温元件构成为上上述感温元件的温度发生了变化时，输出与温度变化相应的输出信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及红外线阵列传感器。
技术介绍
在日本公开专利公报特开2001-309122号公报(以下作为专利文献1进行说明) 中，公开了一种现有的红外线阵列传感器。以往，在各种领域中进行了红外线阵列传感器的研究和开发。该红外线阵列传感器利用显微机械加工(micromachining)技术等制造而成。 红外线阵列传感器具有衬底(base)和多个像素部。各个像素部具有红外线吸收部。而且， 多个像素部被阵列状排列在衬底基板的表面上。图23表示了专利文献1所公开的红外线阵列传感器。如图23所示，红外线阵列传感器具有衬底基板1、和多个像素部2。其中，在图23中只图示了 1个像素部。衬底基板1使用硅基板形成。多个像素部2被配置在衬底基板1的表面。各个像素部具有像素形成区域。该像素形成区域被十字状的边界部18分割成4个矩形状的小区域。而且，衬底形成有多个下凹部11。而且，像素部在衬底基板1上被配置成各小区域位于各下凹部11之上。另外，各小区域具有小薄膜构造部3aa。而且，在衬底基板2上，像素部2被配置成小薄膜构造部3aa位于各下凹部11的边缘内侧。小薄膜构造部3aa保持具有层叠构造的红外线吸收部33a。该红外线吸收部33a 由第一 S^2膜、感温元件、第二 S^2膜、和红外线吸收膜构成。如果具体说明，则感温元件由金属薄膜电阻(电阻测辐射热计(bolometer))构成。该金属薄膜电阻被配置在第一 SiO2 膜上。第二 SiO2膜被配置成覆盖感感温元件。红外线吸收膜被配置在第二 SiO2膜上。红外线吸收部通过2个桥!3bb与衬底基板1的下凹部的边缘连结。另外，在图23所示的构造中，感温元件由电阻测辐射热计构成。而且，像素部2具有通过将4个感温元件串联连接而构成的感温部，由此，与按每个感温元件取得输出的情况相比，被设定为相对温度变化的输出变化变大。而且，专利文献1还记载了各感温元件可以使用热电堆(thermo pile)或焦电元件。其中，作为红外线阵列传感器，不限于上述的构造，还公知具备MOS晶体管的红外线阵列传感器。MOS晶体管是用于读出感温部的输出的像素选择用开关元件。这里，具有像素形成区域被分成4个小区域的像素部2的红外线阵列传感器，与具有作为形成区域大的1个薄膜构造部的像素部2的红外线阵列传感器相比，响应速度快。如果更具体说明，则具有像素形成区域被分成4个小区域的像素部2的红外线阵列传感器的红外线吸收部，与具有作为形成区域大的1个薄膜构造部的像素部2的红外线阵列传感器的红外线吸收部相比，热容量降低，由此，降低了时间常数(热时间常数)。结果，响应速度提尚。但是，该红外线阵列传感器的像素部2的像素形成区域在边界部18未形成小薄膜构造部3aa。因此，各像素部2中的小薄膜构造部3aa所占的面积增大。由于这一点，难以提高红外线阵列传感器的灵敏度。而且，在图23所示的结构的红外线阵列传感器的情况下，如果增大红外线吸收部 33a的厚度尺寸，则红外线吸收部33a的热容量增加。结果，导致红外线阵列传感器的响应速度降低。对此，可考虑减小红外线吸收部33a的厚度尺寸。但是，如果减小红外线吸收部 33a的厚度尺寸，则灵敏度会下降。并且，如果减小红外线吸收部33a的厚度尺寸，则小薄膜构造部3aa容易发生翘曲。结果，导致制造时容易发生破损，降低了成品率。另外，导致构造的稳定性下降以及灵敏度下降。而且，在图23所示的结构的红外线阵列传感器中，小薄膜构造部3aa由2根直线状的桥31Λ从两方支承。因此，来自衬底基板1或外部(例如安装红外线阵列传感器的安装基板等)的应力、热应力，有可能使小薄膜构造部3aa发生变形。结果，导致红外线阵列传感器的灵敏度发生变化。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述问题而提出。本专利技术的第一目的在于，提供一种使构造的稳定性提高的红外线阵列传感器。而本专利技术的第二目的在于，提高红外线阵列传感器的响应速度和灵敏度。为了解决上述问题，本专利技术的红外线阵列传感器具有衬底基板和多个像素部。上述衬底基板具有表面。衬底基板的表面具有多个下凹部和位于上述各个下凹部的周围的多个边缘。各个下凹部具有由上述边缘定义的内周。上述像素部以覆盖上述下凹部的方式被配置在上述衬底基板的上述表面。上述像素部具有薄膜构造体、多个第一红外线吸收层和多个感温元件。上述薄膜构造体设有第一狭缝，上述第一狭缝从上述薄膜构造体的背面贯通到表面。由此，上述第一狭缝将上述薄膜构造体分割成多个悬臂。上述悬臂沿着边缘排列配置。悬臂具有长度和宽度。悬臂在长度方向的一端具有第一端，在另一端具有第二端。 悬臂的上述第一端被固定在上述边缘。上述第一红外线吸收层被各个悬臂保持成位于上述内周的内侧。第一红外线吸收层通过吸收红外线而发热。第一红外线吸收层发出的热被传导到感温元件。感温元件设于上述悬臂。感温元件构成为当上述感温元件的温度发生了变化时，产生与温度变化对应的输出信号。该情况下，可获得响应速度和灵敏度提高、且构造的稳定性提高的效果。优选全部的上述感温元件以规定的连接关系相互电连接。全部的上述感温元件基于上述规定的连接关系，对应温度变化的输出变化被设定为比各个感温元件所产生的输出信号大。该情况下，也可获得响应速度和灵敏度提高，并且构造的稳定性提高的效果。优选全部的上述感温元件以规定的连接关系相互电连接，由此构成为当上述感温元件的温度发生了变化时，相互协作输出第二输出信号。第二输出信号比上述输出信号大。优选上述感温元件是热电堆。优选上述规定的连接关系是串联连接。优选上述下凹部形成为四棱锥状。优选上述下凹部从上述衬底基板的背面形成。优选上述下凹部形成为内面成为凹曲面的形状。优选在上述衬底基板的其他表面侧形成有使多个下凹部连通的开口部。优选上述悬臂在上述第一端与上述第二端之间形成有第二狭缝。上述第二狭缝从上述悬臂的背面朝向表面贯通。上述第二狭缝形成为在上述衬底基板的厚度方向与上述下凹部重叠。上述第一红外线吸收层形成在第二狭缝与上述第二端之间。上述热电堆具有热电偶、位于上述热电偶的一端的温接点、和位于另一端的冷接点。温接点被配置在上述第二端与上述第二狭缝之间。冷接点被配置在上述第一端与上述第二狭缝之间。该情况下，也可获得响应速度和灵敏度提高，而且构造的稳定性提高的效果。上述悬臂在宽度方向的一端与上述第二狭缝之间具有桥部。该情况下，优选将上述热电偶配置在上述桥部。由此，上述温接点通过被配置在上述桥部的热电偶与上述冷接点连接。优选上述温接点被配置在上述第一红外线吸收部与上述第二狭缝之间。优选上述红外线阵列传感器还具有第二红外线吸收层。上述第二红外线吸收层被配置在上述第二狭缝与上述第二端之间。温接点被配置在上述第二红外线吸收层与上述第一红外线吸收层之间。优选上述第二狭缝沿着与上述悬臂的长度方向交叉的方向形成。也可以取而代之，优选上述悬臂由桥部、保持板、和副保持板构成。该情况下，桥部的第一端被安装于上述边缘。桥部从上述边缘向上述内周的内侧延伸，由此，具有位于与上述第一端相反侧的第二端。保持板按照在上述衬底基板的厚度方向与下凹部重叠的方式被保持在上述桥部的第二端。副保持板从上述保持板向上述悬臂的第一端延伸。副保持板与上述桥部分离，由此，悬臂具有U字状的第二狭缝。上述第二红外线吸收层上述副保持板被保持，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：辻幸司，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：