熱型光検出器、熱型光検出装置、電子機器および熱型光検出器の製造方法
【課題】 熱型光検出器の検出感度を向上させること。
【解決手段】 熱型光検出器は、基板１０と、基板との間に空洞部が形成されるように支持される支持部材２１５と、支持部材に支持される熱検出素子２３０と、熱検出素子上に設けられ、入射する光に対して光反射特性を有する材料で構成され、かつ、平面視で、支持部材の領域に入射する光の一部が支持部材２１５側に進入することを可能とするパターンを有する集熱部ＦＬと、集熱部と熱検出素子とを接続する接続部ＣＮと、を備える熱伝達部材２６０と、熱伝達部材と支持部材との間において、熱伝達部材に接して形成されている第１光吸収層２７０と、熱伝達部材上において、熱伝達部材と接して形成されている第２光吸収層２７２と、を含む。
【解決手段】 熱型光検出器は、基板１０と、基板との間に空洞部が形成されるように支持される支持部材２１５と、支持部材に支持される熱検出素子２３０と、熱検出素子上に設けられ、入射する光に対して光反射特性を有する材料で構成され、かつ、平面視で、支持部材の領域に入射する光の一部が支持部材２１５側に進入することを可能とするパターンを有する集熱部ＦＬと、集熱部と熱検出素子とを接続する接続部ＣＮと、を備える熱伝達部材２６０と、熱伝達部材と支持部材との間において、熱伝達部材に接して形成されている第１光吸収層２７０と、熱伝達部材上において、熱伝達部材と接して形成されている第２光吸収層２７２と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱型光検出器、熱型光検出装置、電子機器および熱型光検出器の製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
光センサーとして、熱型光検出器が知られている。熱型光検出器は、物体から放射された光を光吸収層によって吸収し、光を熱に変換し、温度の変化を熱検出素子によって測定する。熱型光検出器には、光吸収にともなう温度上昇を直接検出するサーモパイル、電気分極の変化として検出する焦電型素子、温度上昇を抵抗変化として検出するボロメータ等がある。熱型光検出器は、測定できる波長帯域が広い特徴がある。近年、半導体製造技術（ＭＥＭＳ技術等）を利用して、より小型の熱型光検出器を製造する試みがなされている。
【０００３】
熱型光検出器の検出感度の向上、ならびに応答性の改善のためには、光吸収層で発生した熱を、効率的に熱検出素子に伝達することが重要である。
【０００４】
熱伝達を効率化するための熱検出素子の構造は、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載される赤外線検出素子（ここではサーモパイル型の赤外線検出素子）は、赤外線感知部と赤外線吸収層との間に設けられた高熱伝導層を有している。具体的には、空洞部上にメンブレンが形成され、メンブレンは、四隅に設けられた突出する梁によって、周囲の基板に支持されている。メンブレンの中央部分には、赤外線吸収層層と高熱伝導層とが設けられており、また、梁の部分には、サーモパイル素子が設けられている。また、高熱伝導層は、アルミニウム、金などの赤外線反射性に優れる材料で構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３３３９２７６号公報
【特許文献２】再表９９／３１４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載される赤外線検出素子では、赤外線吸収層は、赤外線感知部から離れた位置にあることから、赤外線吸収層で発生した熱を直接的に赤外線感知部に供給することはできない。
【０００７】
特許文献２に記載される赤外線固体撮像素子では、赤外線吸収部を構成する絶縁層は、温度検出器から離れた位置にあることから、赤外線吸収部の絶縁層で発生した熱を直接的に温度検出器に供給することができない。
【０００８】
本発明の少なくとも一つの態様によれば、例えば、熱型光検出器の検出感度を向上させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の熱型光検出器の一態様は、基板と、前記基板との間に空洞部が形成されるように支持される支持部材と、前記支持部材に支持される熱検出素子と、前記熱検出素子上に設けられ、入射する光に対して光反射特性を有する材料で構成され、かつ、平面視で、前記支持部材の領域に入射する光の一部が前記支持部材側に進入することを可能とするパターンを有する集熱部と、前記集熱部と前記熱検出素子とを接続する接続部と、を備える熱伝達部材と、前記熱伝達部材と前記支持部材との間において、前記熱伝達部材に接して形成されている第１光吸収層と、前記熱伝達部材上において、前記熱伝達部材と接して形成されている第２光吸収層と、を含む。
【００１０】
本態様の熱型光検出器は、第１光吸収層と、第２光吸収層と、支持部材（メンブレン）上に支持される熱検出素子と、熱伝達素子上に設けられている熱伝達部材と、を有する。熱伝達部材は、集熱部と、集熱部を熱検出素子（具体的には、例えば熱検出素子の上部電極）に接続する接続部と、を有する。熱伝達部材は、入射する光に対して光反射特性を有し、また、熱伝導性が良好な材料で構成することができる。例えば、Ａｌ等の金属材料を使用することができる。熱伝導度が良好で、かつ光反射特性を有する金属材料は種々あり、特性の良好な材料を、製造プロセス等を考慮しつつ、適宜、選択することができる。よって、熱伝達部材の設計が容易である。
【００１１】
また、熱伝達部材の集熱部は、平面視で、支持部材の領域に入射する光の一部が支持部材側に進入することを可能とするパターンを有する。ここで、「パターン」という用語は、「面積を有する平面図形」の意味に広義に解釈する。この点は、以下の説明でも同様である。
【００１２】
例えば、集熱部のパターンとしては、平面視で、接続部から支持部材の外縁に向かう方向に延在する複数の延在部を備える十字状や放射状等のパターンとすることができる。また、例えば、平面視で、環状の形状（円や多角形を含む）を有する環状部を備えるパターンとすることができる。また、例えば、平面視で、閉じた形状をもつ外周によって決定される領域が少なくとも一つの切り欠き部（ホール部）を内包するパターン（形状）とすることができる。また、例えば、複数の孤立パターンを含むパターンとすることもできる。但し、これらのパターンに限定されるものではない。
【００１３】
このようなパターンを採用すると、熱検出素子の上方に光反射特性をもつ材料からなる集熱部を設けたとしても、例えば、平面視で、支持部材における載置部（熱検出素子を載置することが可能な領域）の全域が完全に覆われることがなく、つまり、部分的に覆われることになり、よって、入射光の一部は、集熱部が存在しない領域を経由して、支持部材側（熱検出素子側）に進入することができる。
【００１４】
また、第１光吸収層は、熱伝達部材と支持部材との間において、熱伝達部材に接して形成されている。また、第２光吸収層は、熱伝達部材上において、熱伝達部材と接して形成されている。
【００１５】
入射した光が、上述のような挙動を示す場合における、第１光吸収層および第２光吸収層における熱の発生、ならびに、発生した熱の、熱検出素子への伝達は、例えば、以下のように行われる。すなわち、熱型光検出器に入射した光の一部が、まず第２光吸収層で吸収され、第２光吸収層にて熱が発生する。また、熱伝達部材で反射した光は、第２光吸収層で吸収され、これによって第２光吸収層にて熱が発生する。
【００１６】
また、集熱部が存在しない領域を通過した光の一部は、第１光吸収層にて吸収されて熱が発生する。また、支持部材の表面（第１光吸収層と支持部材との界面）で反射した光は、第１光吸収層および第２光吸収層の少なくとも一方に吸収され、これによって、第１光吸収層あるいは第２光吸収層にて熱が発生する。
【００１７】
そして、第２光吸収層で発生した熱は、熱伝達部材を介して効率的に熱検出素子に伝達され、また、第１光吸収層で発生した熱は、直接的に、あるいは熱伝達部材を介して熱検出素子に効率的に伝達される。熱伝達部材の集熱部が、例えば、熱検出素子上を広く覆うように形成されている場合には、第１光吸収層ならびに第２光吸収層で発生した熱の多くを、その発生場所を問わずに、効率的に熱検出素子に伝達することができる。よって、例えば、熱検出素子から離れた箇所で発生した熱であっても、熱伝導率が高い熱伝達部材を経由して、熱検出素子に効率的に伝達することができる。
【００１８】
また、熱伝達部材の集熱部と、熱検出素子とは、熱伝達部材の接続部によって接続されていることから、熱伝達部材の集熱部を経由して伝達される熱を、接続部を介して、熱検出素子に直接的に伝達することができる。また、熱伝達部材の下に熱検出素子が位置する（平面視で重なる位置に設けられている）ことから、例えば、平面視における熱伝達部材の中央部と、熱検出素子とを最短で接続することが可能である。よって、熱伝達に伴うロスを減らすことができ、また、専有面積の増大を抑制することができる。
【００１９】
本態様の熱型光検出器によれば、２層（複数層）の光吸収層における広範囲で発生した熱を、熱検出素子に効率的に伝達することができ、よって、小型の熱型光検出器の光検出感度を大幅に向上させることができる。また、熱の伝達に要する時間が短縮されるため、熱型光検出器の応答速度を高めることができる。
【００２０】
本態様では、２層の光吸収膜によって熱を発生することから吸収効率が高まる。また、第１光吸収層を介して熱を直接的に熱検出素子に伝達することができる。よって、特許文献１に記載される赤外線検出素子ならびに特許文献２に記載される赤外線固体撮像素子と比較して、熱型光検出器の検出感度をより向上させることができる。また、本態様では、熱検出素子は熱伝達部材に接続されている。よって、応答速度は、特許文献１に記載される赤外線検出素子と同等に高い。また、本態様では、熱伝達部材が直接に熱検出素子に接続されているため、特許文献２に記載される赤外線固体撮像素子と比較して、より高い応答速度が得られる。
【００２１】
（２）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、前記接続部から前記支持部材の外縁に向かう方向に延在する複数の延在部を備える形状を有する。
【００２２】
本態様によれば、上方（つまり第２光吸収層側）から入射する光のかなり多くを、支持部材側に通過させることが容易にでき（よって、例えば、熱検出素子に近い第１光吸収層にて多くの熱を発生させることができ）、一方、延在部の長さを長くすることによって、平面視で、熱検出素子から遠い位置において発生した熱であっても、延在部を介して、効率的に熱検出素子に集熱することができる。
【００２３】
（３）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記複数の延在部は、前記接続部を始点とする延在方向に対して屈曲して延在する屈曲部、または前記延在部の線状部から分岐した分岐枝部を有する。
本態様では、延在部に、さらに、屈曲部や分岐枝部（分岐部）を設ける。屈曲部は、接続部を始点とする延在方向に対して屈曲して延在する。また、分岐枝部は、延在部の線状部から分岐して設けられる。
これによって、平面視で、熱検出素子から遠い位置において発生した熱であっても、屈曲部や分岐枝部、ならびに延在部を介して、効率的に熱検出素子に集熱することができる。また、屈曲部や分岐枝部を設けることによって、集熱部の全体の面積が増大する。よって、より広範な領域で発生した熱を、熱検出素子に集熱することができる。
【００２４】
（４）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記複数の延在部を備える形状は、平面視で、前記接続部を中心として点対称の形状である。
【００２５】
本態様では、集熱部が、平面視で、接続部を中心として点対称のパターンを有する。例えば、熱検出素子が、平面視で、略正方形や円形の形状を有する場合に、熱伝達部材の接続部（集熱部を熱検出素子に接続する部分）は、熱検出素子の略正方形や円の中心付近に設けることができる。集熱部のパターンは、この接続部に対して１８０度回転すると元の図形に重なるようなパターンとすることができる。本態様によれば、熱検出素子（あるいは接続部）の周囲（四方八方）において発生した熱を、効率的に、かつバランス良く、熱検出素子に集熱することができる。
【００２６】
（５）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、前記接続部を囲むように配設されている環状部を有する。
【００２７】
本態様では、集熱部のパターンとして、平面視で閉じた形状を有する環状部を有するパターンを採用する。環状部の形状は、例えば、多角形（四角形等を含む）や円とすることができる。本態様では、平面視で、熱検出素子の周囲領域（特に、熱検出素子からの距離が離れている周囲領域）において発生した熱を、環状部によって効率的に集熱することができる。
【００２８】
（６）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、環状部の内側の領域に、環状部の一部と他の一部とを結ぶ線状部を設ける。この線状部に接続部を接続することによって、環状部、線状部ならびに接続部を経由して、周辺で発生した熱を熱検出素子に伝達することができる。また、本態様では、環状部は、線状部の力学的な強度を高める補強部材としても機能する。よって、例えば、線状部の撓みや変形が効果的に防止される。例えば、線状部に撓みや変形が生じると、その表面で光が反射する際に乱反射等が生じやすくなる。環状部によって、線状部の撓みや変形が抑制されることによって、上述のような不都合が生じるにくくなる。
【００２９】
（７）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、前記環状部の一部から、前記環状部の外側に向かって延在する、環状部用の延在部を、有する。
【００３０】
本態様では、環状部の一部から、環状部の外側に向かって突出する、環状部用の延在部をさらに設ける。これによって、熱検出素子から、より遠い位置において発生した熱であっても、環状部用の延在部ならびに環状部を介して、効率的に熱検出素子に集熱することができる。また、環状部用の延在部を設けることによって、集熱部の全体の面積が増大する。よって、より広範な領域で発生した熱を、熱検出素子に集熱することができる。
【００３１】
（８）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、閉じた形状をもつ外周によって決定される領域が少なくとも一つの切り欠き部を内包する形状である。
【００３２】
本態様では、熱伝達部材の集熱部は、平面視で、閉じた形状をもつ外周によって決定される領域が少なくとも一つの切り欠き部を内包する形状(パターン)を有する。本態様では、集熱部における光を反射する領域（光反射面）の面積と切り欠き部（穴部）の面積との比を調整することによって、反射光と通過光の割合を決めることができる。また、切り欠き部（穴部）の形状や位置を調整することによって、支持部材側への光の進入が可能な領域を、熱検出素子上において、適宜、決定することができる。よって、第１光吸収層や第２光吸収層で発生した熱を、効率的に熱検出素子に伝達できる集熱部のパターンを、設計の自由度を確保しつつ、比較的容易に実現することができる。
【００３３】
（９）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、複数の孤立パターンと、各孤立パターン毎に設けられた前記接続部と、を有する。
【００３４】
本態様では、集熱部が、平面視で、複数の孤立パターンを含む形状を有している。各孤立パターン毎に接続部が設けられ、各孤立パターンで集熱された熱は、各接続部を経由して、熱検出素子に伝達される。各孤立パターンは、共通のパターンであってよく、また、各孤立バターン毎に異なるパターンとすることもできる。本態様では、熱伝達部材における集熱部のパターンのバリエーションを豊富化することが容易である。また、例えば、接続部を中心として、その周囲（例えば四隅）に孤立パターンを配置するレイアウト等を採用すれば、熱検出素子から遠い位置にある周辺領域で発生した熱を、バランス良く、かつ効率的に熱検出素子に伝達することができる。
【００３５】
（１０）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記第１光吸収層および前記第２光吸収層は、前記支持部材上であって前記熱検出素子の周囲に形成されている。
【００３６】
本態様では、第１光吸収層および第２光吸収層は、熱検出素子の周囲に形成される。第２光吸収層は、好ましくは全周囲に形成することができる。これによって、第１光吸収層および第２光吸収層の広範囲で発生した熱は、熱検出素子に、直接的に、あるいは熱伝達部材を経由して間接的に、効率的に伝達される。よって、熱型光検出器の光検出感度をさらに高めることができる。また、熱型光検出器の応答速度も、より向上する。なお、第２光吸収層は、熱検出素子と支持部材の双方に接することができる。
【００３７】
（１１）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記支持部材の、前記熱検出素子が載置される表面と前記第２光吸収層の上面との間で、第１波長の光が共振し、前記第２光吸収層の下面と、前記第２光吸収層の上面との間で、前記第１波長とは異なる第２波長の光が共振することを特徴とする熱型光検出器。
【００３８】
本態様では、各光吸収層の膜厚を調整して、異なる共振波長をもつ２個の光共振器を構成する。上述のとおり、第１波長に対する第１光共振器は、支持部材の表面と第２光吸収層の上面との間において形成される。上述のとおり、支持部材の表面（第１光吸収層と支持部材との界面）で反射した光は、第１光吸収層および第２光吸収層の少なくとも一方に吸収されるが、このとき、第１光共振器を構成することによって、各光吸収層における実効吸収率を高めることができる。
【００３９】
第１光共振器は、例えば、いわゆるλ／４光共振器とすることができる。すなわち、第１波長をλ１としたとき、支持部材の、熱検出素子が載置される表面と第２光吸収層の上面との間の距離（つまり、第１光吸収層および第２光吸収層の合計の膜厚）が、ｎ・（λ１／４）（ｎは１以上の整数）の関係を満足するように、第１光吸収層および第２光吸収層の膜厚を調整すればよい。これによって、入射した波長λ１の光と、支持部材の表面で反射した波長λ１の光とが相互干渉よって打ち消され、第１光吸収層ならびに第２光吸収層における実効吸収率が高まる。
【００４０】
また、上述のとおり、熱伝達部材で反射した光は、第２光吸収層で吸収されるが、このとき、第２光共振器を構成することによって、第２光吸収層における実効吸収率を高めることができる。第２光共振器は、例えば、いわゆるλ／４光共振器とすることができる。
【００４１】
すなわち、第２波長をλ２としたとき、第１光吸収層の下面と第２光吸収層の上面との間の距離（すなわち、第２光吸収層の膜厚）を、ｎ・（λ２／４）に設定することによって、第２光共振器を構成することができる。これによって、入射した波長λ２の光と、第２光吸収層の下面（第１光吸収層と第２光吸収層との界面）で反射した波長λ２の光とが相互干渉よって打ち消され、第２光吸収層における実効吸収率を高めることができる。
【００４２】
また、本態様によれば、異なる２つの波長において共振ピークが生じることから、熱型光検出器が検出可能な光の波長帯域（波長幅）を広げることができる。
【００４３】
なお、本態様では、集熱部は、支持部材に平行に設けるのが好ましい。つまり、集熱部の主面（上面または下面）と支持部材の主面（上面または下面）とを平行に配置するのが好ましい。
【００４４】
（１２）本発明の熱型光検出装置は、上記いずれかの熱型光検出器が複数、２次元配置されている。
【００４５】
これによって、複数の熱型光検出器（熱型光検出素子）が２次元に配置された（例えば、直交２軸の各々に沿ってアレイ状に配置された）、熱型光検出装置（熱型光アレイセンサー）が実現される。
【００４６】
（１３）本発明の電子機器は、上記いずれかの熱型光検出器と、前記熱型光検出器の出力を処理する制御部と、を有する。
【００４７】
上記いずれかの熱型光検出器は、光の検出感度が高い。よって、この熱型光検出器を搭載する電子機器の性能が高まる。電子機器としては、例えば、赤外線センサー装置、サーモグラフィー装置、車載用夜間カメラや監視カメラ等が挙げられる。
【００４８】
（１４）本発明の電子機器は、上記の熱型光検出装置と、前記熱型光検出装置の出力を処理する制御部と、を有する。
【００４９】
上記の熱型光検出装置は、光の検出感度が高い。よって、この熱型光検出装置を搭載する電子機器の性能が高まる。電子機器としては、例えば、赤外線センサー装置、サーモグラフィー装置、車載用夜間カメラや監視カメラ等が挙げられる。
【００５０】
（１５）本発明の熱型光検出器の製造方法の一態様は、基板の主面上に絶縁層を含む構造体を形成し、前記絶縁層を含む構造体上に犠牲層を形成し、前記犠牲層上に支持部材を形成する工程と、前記支持部材上に熱検出素子を形成する工程と、前記熱検出素子を覆うように第１光吸収層を形成し、前記第１光吸収層を平坦化する工程と、前記第１光吸収層の一部にコンタクトホールを形成した後、前記支持部材の領域に入射する光に対して光反射特性を有する材料で構成され、かつ、平面視で、前記支持部材の領域に入射する光の一部が前記支持部材側に進入することを可能とするパターンを有する集熱部と、前記コンタクトホールに埋め込み形成される前記集熱部と前記熱検出素子とを接続する接続部と、を備える熱伝達部材を形成する工程と、
前記第１光吸収層上に第２光吸収層を形成する工程と、前記第１光吸収層および前記第２光吸収層をパターニングする工程と、前記支持部材をパターニングする工程と、前記犠牲層をエッチングにより除去して、前記基板の主面上に形成された絶縁層を含む構造体と、前記支持部材との間に空洞部を形成する工程と、を含む。
【００５１】
本態様では、基板の主面に、層間絶縁層を含む多層構造、犠牲層、支持部材を積層形成し、また、支持部材上に、熱検出素子、第１光吸収層、熱伝達部材ならびに第２光吸収層を積層形成する。第１光吸収層の上面は、平坦化処理によって平坦化される。また、第１光吸収層にはコンタクトホールが設けられ、このコンタクトホールに、熱伝達部材の接続部が埋め込まれる。第１光吸収層上に設けられる、熱伝達部材の集熱部は、接続部を介して熱検出素子（例えば、焦電キャパシターの上側電極）に接続される。本態様によれば、半導体製造技術（例えばＭＥＭＳ技術）を用いて、小型かつ検出感度が高い熱型光検出器を実現することができる。
【００５２】
このように、本発明の少なくとも一つの態様によれば、例えば、熱型光検出器の検出感度を、格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、熱型光検出器の一例の平面図ならびに断面図
【図２】２つの光共振器が構成される場合における、熱型光検出器の検出感度の一例を示す図
【図３】図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの一例を示す図
【図４】図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図５】図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図６】図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図７】図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図８】図８（Ａ）および図８（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図９】図９（Ａ）および図９（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図１０】図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図１１】図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図１２】図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｅ）は、熱型光検出器の製造方法における、第１光吸収層を形成するまでの主要な工程を示す図
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は、熱型光検出器の製造方法における、第１光吸収層ならびに第２光吸収層をパターニングするまでの主要な工程を示す図
【図１５】図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）は、熱型光検出器の製造方法における、熱型光検出器が完成するまでの主要な工程を示す図
【図１６】熱型光検出器の他の例を示す図
【図１７】熱型光検出装置（熱型光検出アレイ）の回路構成の一例を示す回路図
【図１８】焦電型検出器または焦電型検出装置を含む赤外線カメラ（電子機器）のブロック図
【図１９】赤外線カメラを含む運転支援装置（電子機器）を示す図
【図２０】赤外線カメラを前部に搭載した車両を示す図
【図２１】赤外線カメラを含むセキュリティー機器（電子機器）を示す図
【図２２】セキュリティー機器の赤外線カメラ及び人感センサーの検知エリアを示す図
【図２３】センサーデバイスを含む、ゲーム機器に用いられるコントローラーを示す図
【図２４】コントローラーを含むゲーム機器を示す図
【図２５】赤外線カメラを含む体温測定装置（電子機器）を示す図
【図２６】センサーデバイスをテラヘルツセンサーデバイスとして用い、テラヘルツ照射ユニットと組み合わせて特定物質探知装置（電子機器）を構成した例を示す図
【図２７】図２７（Ａ）、図２７（Ｂ）は焦電型検出器を二次元配置した焦電型検出装置の構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００５５】
（第１の実施形態）
図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、熱型光検出器の一例の平面図ならびに断面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示される熱型光検出器のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図１（Ａ）および図１（Ｂ）では、単独の熱型光検出器を示しているが、複数の熱型光検出器を、例えばマトリクス状に配置して、熱型光検出器アレイ（すなわち熱型検出装置）を構成することもできる。
【００５６】
図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示される熱型光検出器は、焦電型赤外線検出器（光センサーの一種）２００である（但し、一例であり、これに限定されるものではない）。この焦電型赤外線検出器２００は、２層の光吸収膜２７０，２７２における光吸収によって発生する熱を、熱伝導が良好な熱伝達部材２６０を経由して、熱検出素子（ここでは焦電キャパシター２３０）に、効率的に伝達することができる。
【００５７】
熱伝達部材２６０は、例えば、高い熱伝導率を有すると共に、入射光（具体的には、熱型光検出器が検出感度を有する波長帯域の光）を反射する特性を有する材料（例えばＡｌ等の金属や合金、金属化合物等）によって構成することができる。熱伝導度が良好で、かつ光反射特性を有する金属材料は種々あり、特性の良好な材料を、製造プロセス等を考慮しつつ、適宜、選択することができる。よって、熱伝達部材２６０の設計が容易である。
【００５８】
熱検出素子としての焦電キャパシター２３０は、熱を電気信号に変換する。これによって、受光した光の強度に対応する検出信号（例えば電流信号）が得られる。以下、具体的に説明する。
【００５９】
（熱型光検出器としての焦電型赤外線検出器の構造の一例）
まず、図１（Ｂ）を参照して、断面構造について説明する。
【００６０】
（断面構造）
熱型光検出器としての焦電型赤外線検出器２００は、基板（シリコン基板）１０上に形成された多層の構造体によって構成されている。すなわち、熱型光検出器２００としての焦電型赤外線検出器は、基板（ここではシリコン基板とする）１０と、基板１０の第１主面（ここでは表面とする）上に形成された、絶縁層を含む構造体１００（例えば、層間絶縁層を含む多層構造：多層構造の具体例については図１６を参照）と、絶縁層を含む構造体１００の表面に形成されたエッチングストッパー膜１３０ａと、熱分離用の空洞部（熱分離空洞）１０２と、載置部２１０およびアーム部２１２ａ，２１２ｂとで構成される支持部材（メンブレン）２１５と、支持部材（メンブレン）２１５上に形成された熱検出素子としての焦電キャパシター２３０と、焦電キャパシター２３０の表面を覆う絶縁層２５０と、熱伝達部材２６０と支持部材（メンブレン）２１５との間において、熱伝達部材２６０（の集熱部ＦＬ）に接して形成されている第１光吸収層（例えばＳｉＯ２層）２７０と、熱伝達部材２６０（接続部ＣＮおよび集熱部ＦＬを有する）と、第２光吸収層（例えばＳｉＯ２層）２７２と、を有する。第２光吸収層２７２は、熱伝達部材２６０（の集熱部ＦＬ）上において、熱伝達部材２６０（の集熱部ＦＬ）と接して形成されている。
【００６１】
なお、基板１０および多層構造１００によって、基部（ベース）が構成される。この基部（ベース）は、空洞部１０２において、支持部材２１５や焦電キャパシター２３０を含む素子構造体１６０を支持する。また、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板１０の、平面視で熱検出素子としての焦電キャパシター２３０と重なる領域には、トランジスターや抵抗等の半導体素子を形成することができる（例えば、図１６の例を参照）。
【００６２】
基板１０上に形成される多層構造体１００の表面には、上述したとおり、エッチングストッパー膜（例えばＳｉ３Ｎ４膜）１３０ａが設けられており、また、支持部材（メンブレン）２１５の裏面には、エッチングストッパー膜（例えばＳｉ３Ｎ４膜）１３０ｂ〜１３０ｄが設けられている。このエッチングストッパー膜１３０ａ〜１３０ｄは、空洞部１０２を形成するために犠牲層（図１では不図示，図１３の参照符号１０１）を除去する工程において、エッチングの対象外の層が除去されるのを防止する役割を果たす。但し、エッチングストッパー膜は、支持部材（メンブレン）２１５を構成する材料によっては不要の場合がある。
【００６３】
また、素子構造体１６０に含まれる焦電キャパシター２３０は、同じく素子構造体１６０の構成要素である支持部材（メンブレン）２１５によって、空洞部１０２上において支持されている。
【００６４】
ここで、支持部材（メンブレン）２１５は、例えば、酸化シリコン膜（ＳｉＯ）／窒化シリコン膜（ＳｉＮ）／酸化シリコン膜（ＳｉＯ）の３層の積層膜をパターニングすることによって形成することができる（但し、一例であり、これに限定されるものではない）。支持部材（メンブレン）２１５は、焦電キャパシター２３０を安定的に支持する必要があり、よって、支持部材（メンブレン）２１５のトータルの厚みは、必要な機械強度を満足する厚みを有する。
【００６５】
支持部材（メンブレン）２１５の表面上には、配向膜（不図示）が形成されており、この配向膜上に、焦電キャパシター２３０が形成されている。焦電キャパシター２３０は、下部電極（第１電極）２３４と、下部電極上に形成される焦電材料層（例えば焦電体としてのＰＺＴ層：チタン酸ジルコン酸鉛層）２３２と、焦電材料層２３２上に形成される上部電極（第２電極）２３６と、を含む。
【００６６】
下部電極（第１電極）２３４ならびに上部電極（第２電極）２３６は共に、例えば、３層の金属膜を積層することによって形成することができる。例えば、焦電材料層（ＰＺＴ層）２３２から遠い位置から順に、例えばスパッタリングにて形成されるイリジウム（Ｉｒ）、イリジウム酸化物（ＩｒＯｘ）及びプラチナ（Ｐｔ）の三層構造とすることができる。また、焦電材料層２３２としては、上述のとおり、例えばＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｉ，Ｔｉ）Ｏ３：チタン酸ジルコン酸鉛）を用いることができる。
【００６７】
焦電材料層（焦電体）に熱が伝達されると、その結果、焦電効果（パイロ電子効果）によって、焦電材料層２３２に電気分極量の変化が生じる。この電気分極量の変化に伴う電流を検出することによって、入射した光の強度を検出することができる。
【００６８】
この焦電材料層２３２は、例えば、スパッタリング法やＭＯＣＶＤ法等で成膜することができる。下部電極（第１電極）２３４および上部電極（第２電極）２３６の膜厚は、例えば０．４μｍ程度であり、焦電材料層２３２の膜厚は、例えば０．１μｍ程度である。
【００６９】
焦電キャパシター２３０は、絶縁層２５０ならびに第１光吸収層２７０によって覆われている。絶縁層２５０には、第１コンタクトホール２５２が設けられている。第１コンタクトホール２５２は、上部電極（第２電極）２３６用の電極２２６を、上部電極（第２電極）２３６に接続するために使用される。
【００７０】
また、第１光吸収層２７０（および絶縁層２５０）には、第２コンタクトホール２５４が設けられている。第２コンタクトホール２５４は、第１光吸収層２７０および絶縁層２５０を貫通して設けられている。この第２コンタクトホール２５４は、熱伝達部材２６０を、焦電キャパシター２３０の上部電極２３６に接続するために使用される。すなわち、熱伝達部材２６０を構成する材料（例えば、アルミニウム等の金属）が、第２コンタクトホール２５４内に充填されており（充填部分は、図中、参照符号２２８で示されている）、これによって、熱伝達部材２６０における接続部ＣＮが構成される。
【００７１】
熱伝達部材２３０は、表面が平坦化されている第１光吸収層２７０上に延在する部分である集熱部ＦＬと、この集熱部ＦＬを、焦電キャパシター２３０における上部電極（第２電極）２３６に接続する部分である接続部ＣＮと、を有している。
【００７２】
ここで、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、例えば、広範囲な領域において発生した熱を集熱して、熱検出素子である焦電キャパシター２３０に伝達する役割を果たす。なお、集熱部ＦＬは、例えば、平坦化された第１光吸収層２７０上において、平坦面を有する態様にて形成される場合があり、この場合には、「集熱部」は、「平板部あるいは平坦部」と言い換えることができる。
【００７３】
上述のとおり、熱伝達部材２３０は、熱伝導率が高く、かつ入射光に対して光の反射特性を有する材料（例えば金属材料）で構成することができる。但し、窒化アルミニウムや酸化アルミニウムのように、熱型光検出器が感度を有する波長帯域のうちの、少なくとも一部の波長帯の光に対して光透過性を有する材料を用いることもできる。なお、集熱部ＦＬにおける材料と、接続部ＣＮにおける材料２２８（例えばコンタクトホール２５４に埋め込まれているコンタクトプラグの材料）とを異ならせることも可能である。また、熱伝達部材２６０における集熱部ＦＬは、平面視で、入射する光の一部が支持部材（メンブレン）２１５側に進入することを可能とするパターンを有する（この点については、図１（Ａ）を参照して後述する）。
【００７４】
また、図１（Ｂ）に示すように、接続部ＣＮの横幅をＷ０とし、焦電キャパシター２３０の横幅（ここでは、最も横幅が広い下部電極（第１電極）２３４の横幅）をＷ１とし、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬの横幅をＷ２とし、第２光吸収層２７２の上面における横幅をＷ３とし、第１光吸収層２７０の下面（底面）における横幅をＷ４としたとき、Ｗ０＜Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３＜Ｗ４の関係が成立する。
【００７５】
また、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２は、支持部材（メンブレン）２１５上であって熱検出素子としての焦電キャパシター２３０の周囲に（好ましくは全周囲に）形成されている。これによって、第１光吸収層および第２光吸収層の広範囲で発生した熱は、熱検出素子に、直接的に、あるいは熱伝達部材を経由して間接的に、効率的に伝達される。よって、熱型光検出器としての焦電型赤外線検出器２００の光検出感度をさらに高めることができる。また、焦電型赤外線検出器２００の応答速度も、より向上する。
【００７６】
また、図１（Ｂ）に示されるように、第１波長をλ１、第２波長をλ２としたとき、支持部材２１５の、焦電キャパシター２３０が載置される表面と、第２光吸収層２７２の上面との間の距離Ｈ１（つまり、第１光吸収層２７０の膜厚Ｈ２と第２光吸収層２７２の膜厚Ｈ３の合計の膜厚Ｈ１）は、ｎ・（λ１／４）（ｎは１以上の整数）に設定されている。これによって、支持部材２１５の、焦電キャパシター２３０が載置される表面と、第２光吸収層２７２の上面との間で、第１光共振器（λ１／４光共振器）が構成される。
【００７７】
また、第２光吸収層２７２の下面と、第２光吸収層２７２の上面との間の距離Ｈ３（すなわち、第２光吸収層２７２の膜厚Ｈ３）は、ｎ・（λ２／４）に設定されている。これによって、第２光吸収層２７２の下面と、第２光吸収層２７２の上面との間で第２光共振器（λ２／４光共振器）が構成されている。ここで、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、支持部材（メンブレン）２１５に平行に設けるのが好ましい。つまり、集熱部ＦＬの主面（上面または下面）と支持部材（メンブレン）２１５の主面（上面または下面）とを平行に配置するのが好ましい。第１光共振器および第２光共振器が構成されることの効果については後述する。
【００７８】
（レイアウト構成）
次に、図１（Ａ）を参照して、レイアウト構成について説明する。図１（Ａ）に示すように、支持部材（メンブレン）２１５は、焦電キャパシター２３０を載置する載置部２１０と、この載置部２１０を、空洞部（熱分離空洞部）２１２上にて保持する２本のアーム、すなわち第１アーム部２１２ａと第２アーム部２１２ｂと、を有している。焦電キャパシター２３０は、支持部材（メンブレン）２１５における載置部２１０上に形成されている。また、上述のとおり、支持部材（メンブレン）２１５、焦電キャパシター２３０、第１光吸収層２７０、熱伝達部材２６０ならびに第２光吸収層２７２を含めて、素子構造体１６０が構成される。
【００７９】
第１アーム部２１２ａならびに第２アーム部２１２ｂは、上述したように、例えば、酸化シリコン膜（ＳｉＯ）／窒化シリコン膜（ＳｉＮ）／酸化シリコン膜（ＳｉＯ）の３層の積層膜をパターニングして、細長い形状に加工することによって形成することができる。細長い形状とするのは、熱抵抗を大きくして、熱検出素子としての焦電キャパシター２３０からの放熱（熱の逃げ）を抑制するためである。
【００８０】
第１アーム部２１２ａにおける幅広の先端部２３２ａは、第１ポスト１０４ａ（図１（Ａ）において破線で示される、平面視で円形の部材）によって、空洞部１０２上において支持されている。また、第１アーム部２１２ａ上には、一端（参照符号２２８）が、焦電キャパシター２３０の下部電極（第１電極）２３４に接続され、他端２３１ａが、第１ポスト１０４ａに接続される配線２２９ａが形成されている。
【００８１】
第１ポスト１０４ａは、例えば、図１（Ｂ）に示される絶縁層を含む構造体１００と、第１アーム部２１２ａの先端部２３２ａとの間に設けられる。この第１ポスト１０４ａは、例えば、空洞部１０２に選択的に形成される、柱状に加工された多層配線構造（層間絶縁層と、焦電キャパシター２３０と下地のシリコン基板１０に設けられたトランジスター等の素子とを接続するための配線を構成する導電層とからなる）によって構成することができる。
【００８２】
同様に、第２アーム部２１２ｂは、第２ポスト１０４ｂ（図１（Ａ）において、破線で示される、平面視で円形の部材）によって、空洞部１０２上において支持されている。第２アーム部２１２ｂにおける幅広の先端部２３２ｂは、第２ポスト１０４ｂ（図１（Ａ）において破線で示される、平面視で円形の部材）によって、空洞部１０２上において支持されている。また、第２アーム部２１２ｂ上には、一端（参照符号２２６）が、焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続され、他端２３１ｂが、第２ポスト１０４ｂに接続される配線２２９ｂが形成されている。
【００８３】
第２ポスト１０４ｂは、図１（Ｂ）に示される絶縁層を含む構造体１００と、第２アーム部２１２ｂの先端部２３２ｂとの間に設けられる。また、第２ポスト１０４ｂは、例えば、空洞部１０２に選択的に形成される、柱状に加工された多層配線構造（層間絶縁層と、焦電キャパシター２３０と下地のシリコン基板１０に設けられたトランジスター等の素子とを接続するための配線を構成する導電層とからなる）によって構成することができる。
【００８４】
図１（Ａ）に示される例では、第１ポスト１０４ａならびに第２ポスト１０４ｂを用いて、支持部材２１５や焦電キャパシター２３０を含む素子構造体１６０を、空洞部１０２において保持している。この構成は、共通の空洞部１０２において、熱検出素子としての焦電キャパシター２３０を複数、高密度に配置する際（つまり、熱検出素子のアレイを形成する際）に有効である。但し、この構成は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、図１６に示される例のように、一つの熱検出素子２３０毎に一つの空洞１０２を形成し、支持部材（メンブレン）２１５を、空洞部１０２の周囲の、絶縁層を含む構造体１００にて支持するようにしてもよい。
【００８５】
また、図１（Ａ）において、焦電キャパシター２３０は、支持部材２１５における載置部２１０の中央領域に配置されており、焦電キャパシター２３０は、平面視で、略正方形の形状を有する。
【００８６】
また、熱伝達部材２６９の接続部ＣＮは、平面視で、焦電キャパシターの形状（略正方形）の中心に位置している。また、上述のとおり、Ｗ０＜Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３＜Ｗ４の関係が成立する。
【００８７】
また、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、上述のとおり、平面視で、入射する光の一部が支持部材（メンブレン）２１５側に進入することを可能とするパターンを有する（図１（Ａ）の例の他、例えば、図３〜図１２に示されるパターン例を含む）。
【００８８】
図１（Ａ）の例では、平面視で、接続部ＣＮを中心として、接続部ＣＮから支持部材（メンブレン）２１５の外縁に向かう方向に延在する８本の延在部（Ｋ１〜Ｋ８）を備える放射状のパターンが採用されている。但し、これは一例であり、このパターンに限定されるものではない。
【００８９】
例えば、集熱部のパターンとしては、平面視で、接続部ＣＮを中心として、支持部材（メンブレン）２１５の外縁に向かう方向に延在する複数の延在部を備える十字状等のパターンとすることができ（例えば図５（Ｂ）の例を参照）、また、例えば、平面視で、環状の形状（円や多角形を含む）を有する環状部を備えるパターンとすることができる（例えば図３（Ｂ），図４，図７，図８（Ｂ）の例を参照）。また、例えば、平面視で、閉じた形状をもつ外周によって決定される領域が少なくとも一つの切り欠き部（ホール部、穴部あるいは開口部）を内包する形状(パターン)とすることができる（例えば図１０〜図１２の例を参照）。また、複数の孤立パターンを含むパターンとすることもできる（例えば、図９の例を参照）。各パターンの特徴点等については後述する。
【００９０】
このようなパターンを採用すると、熱検出素子としての焦電キャパシター２３０の上方に光反射特性をもつ材料からなる集熱部ＦＬを設けたとしても、例えば、平面視で、支持部材における載置部（熱検出素子を載置することが可能な領域）の全域が完全に覆われることがなく、つまり、部分的に覆われることになる。よって、平面視で、支持部材（メンブレン）２１５の領域に入射する入射光の一部は、集熱部ＦＬが存在しない領域を経由して、支持部材（メンブレン）２１５側（熱検出素子２３０側ということもできる）に進入することができる。
【００９１】
焦電型赤外線検出器２００に入射した光の一部は、まず第２光吸収層２７２で吸収され、この第２光吸収層２７２にて熱が発生する。また、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬで反射した光は、第２光吸収層２７２で吸収され、これによって第２光吸収層２７２にて熱が発生する。
【００９２】
また、集熱部ＦＬが存在しない領域を通過した光の一部は、第１光吸収層２７０にて吸収されて熱が発生する。また、支持部材（メンブレン）２１５の表面（第１光吸収層２７０と支持部材２１５との界面）で反射した光は、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の少なくとも一方に吸収され、これによって、第１光吸収層２７０あるいは第２光吸収層２７２にて熱が発生する。
【００９３】
そして、第２光吸収層２７２で発生した熱は、熱伝達部材２６０を介して効率的に熱検出素子としての焦電キャパシター２３０に伝達され、また、第１光吸収層２７０で発生した熱は、直接的に、あるいは熱伝達部材２６０を介して焦電キャパシター２３０に効率的に伝達される。熱伝達部材２６０における集熱部ＦＬが、例えば、焦電キャパシター２３０上を広く覆うように形成されている場合には（つまり図１（Ａ）の例では）、第１光吸収層２７０ならびに第２光吸収層２７２で発生した熱の多くを、その発生場所を問わずに、効率的に焦電キャパシター２３０に伝達することができる。よって、例えば、焦電キャパシター２３０から離れた箇所で発生した熱であっても、熱伝導率が高い熱伝達部材２６０を経由して、焦電キャパシター２３０に効率的に伝達することができる。
【００９４】
また、熱伝達部材２６０における集熱部ＦＬと、熱検出素子である焦電キャパシター２３０とは、熱伝達部材２６０における接続部ＣＮによって接続されていることから、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬを経由して伝達される熱を、接続部ＣＮを介して、熱検出素子である焦電キャパシター２３０に直接的に伝達することができる。また、熱伝達部材２６０の下に熱検出素子である焦電キャパシター２３０が位置する（平面視で重なる位置に設けられている）ことから、例えば、平面視における熱伝達部材２６０の中央部と、熱検出素子とを最短で接続することが可能である。よって、熱伝達に伴うロスを減らすことができ、また、専有面積の増大を抑制することができる。
【００９５】
また、図１（Ａ）に示されるように、第１光吸収層２７０ならびに第２光吸収層２７２は、平面視で、支持部材２１５上であって、熱検出素子である焦電キャパシター２３０の周囲に形成されている。したがって、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の広範囲で発生した熱は、焦電キャパシター２３０に、直接的に、あるいは、広範囲をカバーする広い面積をもつ熱伝達部材２６０を経由して間接的に、効率的に伝達される。つまり、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の広範囲で発生した熱は、焦電キャパシター２３０に、あらゆる方向（つまり、四方八方から）集まってくる。ここで、焦電キャパシター２３０は、平面視で、略正方形の熱伝達部材２６０の中央の下に位置している。よって、あらゆる方向から、熱伝達部材２６０を経由して集まってくる熱は、接続部ＣＮを経由して、最短距離で、焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に伝達される。よって、広範囲から、多くの熱を効率的に集約し、かつ、それらの熱を、最短距離で、ロスを最小限に抑制しつつ、焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に伝達することができる。よって、熱型光検出器２００の光検出感度をさらに高めることができる。また、熱型光検出器の応答速度も、より向上する。
【００９６】
本実施形態では、２層の光吸収層２７０，２７２によって熱を発生することから吸収効率が高まる。また、第１光吸収層２７０を介して熱を直接的に熱検出素子２３０に伝達することができる。よって、特許文献１に記載される赤外線検出素子ならびに特許文献２に記載される赤外線固体撮像素子と比較して、熱型光検出器の検出感度をより向上させることができる。また、本実施形態では、熱検出素子２３０は熱伝達部材２６０に接続されている。よって、応答速度は、特許文献１に記載される赤外線検出素子と同等に高い。また、本実施形態では、熱伝達部材２６０が直接に熱検出素子２３０に接続されているため、特許文献２に記載される赤外線固体撮像素子と比較して、より高い応答速度が得られる。
【００９７】
（熱型光検出器の動作等について）
図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示される本実施形態にかかる熱型光検出器（熱型光検出器）２００は、以下のように動作する。
【００９８】
すなわち、熱型光検出器２００に入射した光、すなわち、平面視で、支持部材（メンブレン）２１５の領域に入射する入射光（例えば赤外線）の一部は、まず第２光吸収層２７２で吸収され、その他は吸収されずに熱伝達部材２６０に到達する。熱伝達部材２６０は光反射特性を有することから、所定パターンをもつ集熱部ＦＬによって光は反射される。一方、集熱部ＦＬのパターンが設けられない領域では、光は反射されることなく、支持部材（メンブレン）２１５側に進入する。熱伝達部材２６０を透過した光の一部は、第１光吸収層２７０で吸収され、その他は、支持部材２１５の表面（第１光吸収層２７０と、支持部材２１５における載置部２１０との界面）、ならびに支持部材２１５に載置されている熱検出素子としての焦電キャパシター２３０に到達する。
【００９９】
支持部材２１５の表面（第１光吸収層２７０と、支持部材２１５における載置部２１０との界面）に到達した光の大部分は、支持部材（メンブレン）２１５の表面で反射される。例えば、第１光吸収層２７０がＳｉＯ２層（屈折率：１．４５）で構成され、支持部材（メンブレン）２１５が、ＳｉＮ膜（屈折率２．０）で構成される場合、第１光吸収層２７０の屈折率よりも、支持部材（メンブレン）２１５を構成する膜の屈折率（つまり、支持部材２１５の屈折率）の方が大きいことから、支持部材（メンブレン）２１５に到達した光のほとんどは、支持部材（メンブレン）２１５の表面で反射されることになる。
【０１００】
また、支持部材（メンブレン）２１５の構成要素として、例えばチタン（Ｔｉ）膜等の金属膜を設けて（特に、光が反射する表面に設けるのが好ましい）、支持部材（メンブレン）２１５の表面における光の反射率を高めることも有効である。支持部材（メンブレン）２１５の表面で反射された光は、第１光吸収層２７０や第２光吸収層２７２にて吸収される。
【０１０１】
入射した光が、上述のような挙動を示す場合における、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２における熱の発生、ならびに、発生した熱の、熱検出素子である焦電キャパシター２３０への伝達は、例えば、以下のように行われる。すなわち、熱型光検出器２００に入射した光の一部が、まず第２光吸収層２７２で吸収され、第２光吸収層２７２にて熱が発生する。また、熱伝達部材２６０で反射した光は、第２光吸収層２７２で吸収され、これによって第２光吸収層２７２にて熱が発生する。
【０１０２】
また、熱伝達部材２６０が設けられない領域を通過した光の一部は、第１光吸収層２７０にて吸収されて熱が発生する。また、支持部材２１５の表面（第１光吸収層２７０と、支持部材における載置部２１０との界面）で反射した光は、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の少なくとも一方に吸収され、これによって、第１光吸収層２７０あるいは第２光吸収層２７２にて熱が発生する。
【０１０３】
そして、第２光吸収層２７２で発生した熱は、熱伝達部材２６０を介して効率的に熱検出素子である焦電キャパシター２３０に伝達され、また、第１光吸収層２７０で発生した熱は、直接的に、あるいは熱伝達部材２６０を介して焦電キャパシター２３０に効率的に伝達される。
【０１０４】
すなわち、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、熱検出素子（焦電キャパシター）２３０上を広く覆うように形成されており、よって、第１光吸収層２７０ならびに第２光吸収層２７２で発生した熱の多くを、その発生場所を問わずに、効率的に熱検出素子（焦電キャパシター）２３０に伝達することができる。例えば、熱検出素子２３０から離れた箇所で発生した熱であっても、熱伝導率が高い熱伝達部材２６０を経由して、熱検出素子（焦電キャパシター）２３０に効率的に伝達することができる。
【０１０５】
また、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬと、焦電キャパシター２３０とは、熱伝達部材２６０の接続部ＣＮによって接続されていることから、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬを経由して伝達される熱を、接続部ＣＮを介して、焦電キャパシター２３０に直接的に伝達することができる。また、熱伝達部材２６０の下（直下）に熱検出素子としての焦電キャパシター２３０が位置する（平面視で重なる位置に設けられている）ことから、例えば、平面視における熱伝達部材２６０の中央部と、焦電キャパシター２３０とを最短で接続することが可能である。よって、熱伝達に伴うロスを減らすことができ、また、専有面積の増大を抑制することができる。
【０１０６】
このように、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に記載される熱型光検出器（ここでは焦電型赤外線検出器）によれば、２層（複数層）の光吸収層２７０，２７２における広範囲で発生した熱を、熱検出素子である焦電キャパシター２３０に効率的に伝達することができ、よって、小型の熱型光検出器（焦電型赤外線検出器）の光検出感度を大幅に向上させることができる。また、熱の伝達に要する時間が短縮されるため、熱型光検出器（焦電型赤外線検出器）の応答速度を高めることができる。
【０１０７】
また、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に記載される熱型光検出器（焦電型赤外線検出器）では、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２は、支持部材２１５（の載置部２１０）上において、平面視で、熱検出素子である焦電キャパシター２３０の周囲に形成されている。これによって、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の広範囲で発生した熱は、熱検出素子である焦電キャパシター２３０に、直接的に、あるいは熱伝達部材２６０を経由して間接的に、きわめて効率的に伝達される。よって、熱型光検出器（焦電型赤外線検出器）の光検出感度をさらに高めることができる。また、熱型光検出器（焦電型赤外線検出器）の応答速度も、より向上する。
【０１０８】
また、上述のとおり、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に記載される熱型光検出器（焦電型赤外線検出器）では、支持部材２１５の、焦電キャパシター２３０が載置される表面と第２光吸収層２７２の上面との間で、第１波長λ１に対する第１光共振器が構成されており、また、第２光吸収層２７２の下面と、第２光吸収層２７２の上面との間で、第１の波長λ１とは異なる第２の波長λ２に対する第２光共振器が構成されている。すなわち、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の膜厚を調整することによって、異なる共振波長をもつ２個の光共振器が構成されている。
【０１０９】
上述したように、支持部材２１５の表面（第１光吸収層２７０と、支持部材２１５における載置部２１０との界面）で反射した光は、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の少なくとも一方に吸収されるが、このとき、第１光共振器を構成することによって、各光吸収層における実効吸収率を高めることができる。
【０１１０】
第１光共振器は、例えば、いわゆるλ／４光共振器とすることができる。すなわち、第１波長をλ１としたとき、支持部材２１５の、焦電キャパシター２３０が載置される表面と第２光吸収層２７２の上面との間の距離（つまり、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の合計の膜厚）が、ｎ・（λ１／４）（ｎは１以上の整数）の関係を満足するように、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の膜厚が調整されている。これによって、入射した波長λ１の光と、支持部材２１５の表面で反射した波長λ１の光とが相互干渉よって打ち消され、第１光吸収層２７０ならびに第２光吸収層２７２における実効吸収率が高まる。
【０１１１】
また、上述のとおり、熱伝達部材２６０で反射した光は、第２光吸収層２７２で吸収されるが、このとき、第２光共振器を構成することによって、第２光吸収層２７２における実効吸収率を高めることができる。第２光共振器は、例えば、いわゆるλ／４光共振器とすることができる。
【０１１２】
すなわち、第２波長をλ２としたとき、第２光吸収層２７２の下面と第２光吸収層２７２の上面との間の距離（すなわち、第２光吸収層の膜厚）を、ｎ・（λ２／４）に設定することによって、第２光共振器を構成することができる。これによって、入射した波長λ２の光と、第２光吸収層の下面（第１光吸収層２７０と第２光吸収層２７２との界面）で反射した波長λ２の光とが相互干渉よって打ち消され、第２光吸収層２７２における実効吸収率を高めることができる。
【０１１３】
すなわち、図２に示すように、熱型光検出器の検出感度を有する波長帯域を広げることができる。図２は、２つの光共振器が構成される場合における、熱型光検出器の検出感度の一例を示す図である。図２に示される例では、第１光共振器による共振ピークＰ１が波長λ１（例えばλ１＝４μｍ）に出現し、第２光共振器による共振ピークＰ２が波長λ２（例えばλ２＝１２μｍ）に出現している。これらのピーク特性が合成されることによって、熱型光検出器２００の検出感度Ｐ３が広がる。つまり、広い波長域において検出感度をもつ熱型光検出器２００が実現される。なお、熱伝達部材２６０の材料として、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用いた場合においても、同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
このように、本実施形態の熱型光検出器によれば、熱検出素子から遠い箇所で発生した熱を、熱伝達部材（熱伝達層）２６０の集熱部ＦＬを経由して、熱検出素子である焦電キャパシター２３０に高速かつ効率的に集めることができる。また、光の波長の相互干渉を利用する（光の共振を利用する）ことによって、第１光吸収層２７０ならびに第２光吸収層２７２における光の実効的な吸収効率を高めることができ、また、熱型光検出器が検出感度を有する波長帯域を広げることもできる。
【０１１５】
（熱伝達部材のバリエーションについて）
次に、図３〜図１２を参照して、熱伝達部材２６０のパターンのバリエーションについて説明する。図３〜図１２において、前掲の図面と共通する部分には、同じ参照符号を付してある。また、図３〜図１２では、焦電キャパシター２３０を構成する焦電層２３２は省略されている。
【０１１６】
（図３の例）
まず、図３を参照する。図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの一例を示す図である。図３（Ａ）に示される例は、図１（Ａ）に示される例と同じである。すなわち、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、平面視で、接続部ＣＮを中心として、接続部ＣＮから支持部材（メンブレン）２１５の外縁に向かう方向（八方）に延在する複数の延在部Ｋ１〜Ｋ８を備える放射状パターンを有している。
【０１１７】
延在部Ｋ１〜Ｋ８のうちの隣接する２つの延在部間には、光反射材料は存在しない。したがって、この領域から、光は、支持部材（メンブレン）２１５側に進入することができる。よって、第２熱吸収層２７２の下に位置する第１熱吸収層２７０においても、光吸収によって熱が発生する。また、各延在部Ｋ１〜Ｋ８は、平面視で、熱型検出素子としての焦電キャパシター２３０が設けられている領域を超えて延在している。よって、焦電キャパシター２３０から遠い位置にて発生した熱であっても、集熱部ＦＬにおける延在部Ｋ１〜Ｋ８を経由して、焦電キャパシター２３０に効率的に伝達することができる。
【０１１８】
図３（Ａ）の例によれば、上方（つまり第２光吸収層２７０側）から入射する光のかなり多くを、支持部材２１５側に通過させることが容易にできる。よって、例えば、熱検出素子としての焦電キャパシター２３０に近い第１光吸収層２７２にて多くの熱を発生させることができる。また、延在部Ｋ１〜Ｋ８の長さを長くすることによって、平面視で、熱検出素子としての焦電キャパシター２３０から遠い位置において発生した熱であっても、延在部を介して、効率的に熱検出素子に集熱することが可能となる。
【０１１９】
また、図３（Ａ）に示される、複数の延在部Ｋ１〜Ｋ８を備える形状は、平面視で、接続部ＣＮを中心として点対称の形状である。すなわち、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬが、平面視で、接続部ＣＮを中心として点対称のパターンを有する。
【０１２０】
熱検出素子としての焦電キャパシター２３０は、平面視で、略正方形や円形の形状を有することができ、熱伝達部材２６０の接続部ＣＮは、焦電キャパシター２３０の略正方形や円の中心付近に設けることができる。そして、集熱部ＦＬのパターンは、この接続部ＣＮに対して１８０度回転すると元の図形に重なるようなパターン（点対称パターン）とすることができる。点対称パターンの採用によって、焦電キャパシター２３０（あるいは接続部ＣＮ）の周囲（四方八方）において発生した熱を、効率的に、かつバランス良く、焦電キャパシター２３０に集熱することができる。
【０１２１】
図３（Ｂ）に示される例では、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、環状パターンと十字パターンとを組み合わせたパターンを有する。すなわち、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、平面視で、接続部ＣＮを中心として、接続部ＣＮから支持部材（メンブレン）２１５の外縁に向かう方向（四方）に延在する複数の延在部Ｋ１〜Ｋ４を備える十字状パターンと、延在部Ｋ１〜Ｋ４の先端部同士を共通に接続するように設けられた環状部（ここでは略正方形の環状部）ＣＬと、を有している。この環状部ＣＬは、平面視で、接続部ＣＮを囲むように配設されている。
【０１２２】
環状部ＣＬの形状は、例えば、多角形（四角形等を含む）や円を含むことができる。環状部ＣＬを設けることによって、焦電キャパシター２３０の周囲領域、特に、焦電キャパシター２３０からの距離が離れている周囲領域において発生した熱を、環状部ＣＬによって、焦電キャパシター２３０に効率的に集熱することができる。
【０１２３】
また、環状部ＣＬの内側の領域には、環状部ＣＬの一部と他の一部とを結ぶ線状部（Ｋ１とＫ３からなる直線部、ならびにＫ２とＫ４とからなる直線部）を有している。これら線状部は、熱伝達部材２６０の接続部ＣＮに接続されている。よって、環状部ＣＬ、線状部（Ｋ１とＫ２，Ｋ３とＫ４）ならびに接続部ＣＮを経由して、周辺で発生した熱を焦電キャパシター２３０に、効果的に伝達することができる。
【０１２４】
また、環状部ＣＬは、線状部（Ｋ１とＫ２，Ｋ３とＫ４）の力学的な強度を高める補強部材としても機能する。よって、例えば、線状部（Ｋ１とＫ２，Ｋ３とＫ４）の撓みや変形が効果的に防止される。例えば、線状部（Ｋ１とＫ２，Ｋ３とＫ４）に撓みや変形が生じると、その表面で光が反射する際に乱反射等が生じやすくなる。環状部ＣＬによって、線状部の撓みや変形が抑制されれば、上述のような不都合が生じるにくくなる。
【０１２５】
（図４の例）
図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示される例では、先に示した図３（Ｂ）の例と同様に、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、環状パターンＣＬと、複数の延在部（Ｋ１〜Ｋ４、Ｋ１〜Ｋ８）を有するパターンとを組み合わせてなるパターンを有している。
【０１２６】
但し、図４（Ａ）の例では、４本の延在部Ｋ１〜Ｋ４によって×形状が形成されている。また、図４（Ｂ）の例では、８本の延在部Ｋ１〜Ｋ８によって放射状の形状が形成されている。得られる効果は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）の例と同様である。
【０１２７】
なお、突起部の本数を変えることによって、熱伝達部材２６０における集熱部ＦＬの平面視における面積と、熱伝達部材２６０が設けられない領域の面積との比を変化させることができる。環状部ＣＬは、上述のとおり、環状部ＣＬの内側の領域に配置される線状部（Ｋ１〜Ｋ４あるいはＫ１〜Ｋ８）を力学的な強度を高める機能も有している。
【０１２８】
（図５および図６の例）
図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図５（Ａ）の例では、複数の延在部Ｋ１〜Ｋ４の先端には、各延在部Ｋ１〜Ｋ４の先端から枝分かれした複数本の枝部（ここでは３本の枝）を含む分岐枝部Ｇ１〜Ｇ４が設けられている。なお、分岐枝部は分岐部ということもできる。なお、分岐枝部Ｇ１〜Ｇ４を設ける箇所は、複数の延在部Ｋ１〜Ｋ４の先端には限定されない。また、好ましくは、複数の延在部Ｋ１〜Ｋ４の各々に延在部Ｋ１〜Ｋ４を設けるのがよいが、これに限定されない。分岐枝部は、複数の延在部Ｋ１〜Ｋ４の少なくとも一本に設けることができる。また、分岐枝部Ｇ１〜Ｇ４は、延在部Ｋ１〜Ｋ４の線状部から分岐して設けられる。
【０１２９】
また、図５（Ｂ）の例では、複数の延在部Ｋ１〜Ｋ４には、各延在部Ｋ１〜Ｋ４の、接続部ＣＮを始点とする延在方向に対して屈曲して延在する屈曲部（この屈曲部は二叉に分岐された分岐部とみることもできる）Ｊ１〜Ｊ４が設けられている。
【０１３０】
延在部Ｋ１〜Ｋ４の、例えば先端に、さらに、分岐枝部Ｇ１〜Ｇ４や屈曲部Ｊ１〜Ｊ４を接続する（設ける）ことによって、平面視で、焦電キャパシター２３０から遠い位置において発生した熱であっても、分岐枝部Ｇ１〜Ｇ４や屈曲部Ｊ１〜Ｊ４ならびに延在部Ｋ１〜Ｋ４を介して、効率的に焦電キャパシター２３０に、熱を伝達することができる。また、分岐枝部Ｇ１〜Ｇ４や屈曲部Ｊ１〜Ｊ４を設けることによって、熱伝達部材２６０における集熱部ＦＬの全体の面積が増大する。よって、より広範な領域で発生した熱を、焦電キャパシター２３０に集熱することができる。
【０１３１】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図６（Ａ）の例では、図５（Ａ）に示される集熱部ＦＬのパターンに、さらに、環状部ＣＬが追加されている。また、図６（Ｂ）の例では、複数の延在部Ｋ１〜Ｋ４の各々の先端（一例であってこれに限定されるものではない）には、各延在部Ｋ１〜Ｋ４の、接続部ＣＮを始点とする延在方向に対して屈曲して延在する屈曲部Ｊ５〜Ｊ８が接続されている。得られる効果は、図５（Ａ）および図５（Ｂ）の例と同様である。
【０１３２】
（図７の例）
図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図７（Ａ）の例では、図４（Ａ）の例における、平面視で四角形の環状部ＣＬを、平面視で円形の環状部ＣＬに置換したパターンが採用されている。図７（Ｂ）の例では、図７（Ａ）の例におけるパターンに、さらに、内側の環状部ＢＬを追加したパターンが採用されている。得られる効果は、前掲の例と同様である。
【０１３３】
（図８の例）
図８（Ａ）および図８（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図８（Ａ）の例では、平面視で、環状部ＣＬの一部から、支持部材（メンブレン）２１５の外縁に向かう方向に延在する、環状部用の延在部Ｑ１〜Ｑ４が設けられている。これによって、焦電キャパシター２３０から、より遠い位置において発生した熱であっても、環状部用の延在部Ｑ１〜Ｑ４，環状部ＣＬならびに４本の延在部Ｋ１〜Ｋ４（さらに内側の環状部ＢＬ）を経由して、効率的に、焦電キャパシター２３０に集熱することができる。また、環状部用の延在部Ｑ１〜Ｑ４を設けることによって、集熱部ＦＬの全体の面積が増大する。よって、より広範な領域で発生した熱を、焦電キャパシター２３０に集熱することができる。
【０１３４】
図８（Ｂ）は、環状部用の延在部Ｑ１〜Ｑ４を設ける例の変形例である。図８（Ｂ）の例では、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、中央部に位置する、比較的小面積の、円形の光反射面Ｘ１を有する。
【０１３５】
この光反射面Ｘ１は、外周が閉じた形状を有する点で、広義の環状部とみることもできる。図８の例では、広義の環状部としての光反射面Ｘ１に、環状部用の延在部Ｑ１〜Ｑ４を接続している。光反射面Ｘ１が小面積であることから、その周囲には、入射光を通過させる領域Ｙ１〜Ｙ４が存在し、この領域Ｙ１〜Ｙ４を経由して、入射光の一部は、支持部材（メンブレン）２１５側に進入することができる。
【０１３６】
環状部用の延在部Ｑ１〜Ｑ４が設けられていることによって、焦電キャパシター２３０から、より遠い位置において発生した熱であっても、焦電キャパシター２３０に集熱することができる。また、環状部用の延在部Ｑ１〜Ｑ４を設けることによって、集熱部ＦＬの全体の面積を増やすことができる。
【０１３７】
（図９の例）
図９（Ａ）および図９（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示される例では、熱伝達部材２６０における集熱部ＦＬのパターンとして、平面視で、複数の孤立パターンと、各孤立パターン毎に設けられた接続部と、を有するパターンが採用されている。
【０１３８】
図９（Ａ）の例では、集熱部ＦＬは、４つの孤立パターンＦＬａ１、ＦＬｂ１、ＦＬｃ１ならびにＦＬｄ１を有する。４つの孤立パターンＦＬａ１、ＦＬｂ１、ＦＬｃ１ならびにＦＬｄ１の各々は、接続部ＣＮ１〜ＣＮ４の各々から２分岐された、互いに直交する２本の枝部を有するパターンを有する。
【０１３９】
孤立パターンＦＬａ１に対応して接続部ＣＮ１が設けられている。孤立パターンＦＬａ１は、接続部ＣＮ１を介して焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続されている。同様に、孤立パターンＦＬｂ１に対応して接続部ＣＮ２が設けられている。孤立パターンＦＬｂ１は、接続部ＣＮ２を介して焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続されている。また、孤立パターンＦＬｃ１に対応して接続部ＣＮ３が設けられている。孤立パターンＦＬｃ１は、接続部ＣＮ３を介して焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続されている。また、孤立パターンＦＬｄ１に対応して接続部ＣＮ４が設けられている。孤立パターンＦＬｄ１は、接続部ＣＮ４を介して焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続されている。
【０１４０】
また、図９（Ｂ）の例では、集熱部ＦＬは、４つの孤立パターンＦＬａ２、ＦＬｂ２、ＦＬｃ２ならびにＦＬｄ２を有する。
【０１４１】
図９（Ｂ）の例では、集熱部ＦＬは、４つの孤立パターンＦＬａ２、ＦＬｂ２、ＦＬｃ２ならびにＦＬｄ２を有する。４つの孤立パターンＦＬａ２、ＦＬｂ２、ＦＬｃ２ならびにＦＬｄ２の各々は、接続部ＣＮ１〜ＣＮ４の各々から３分岐された３本の枝部を有するパターンを有する。
【０１４２】
孤立パターンＦＬａ２に対応して接続部ＣＮ１が設けられている。孤立パターンＦＬａ２は、接続部ＣＮ１を介して焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続されている。同様に、孤立パターンＦＬｂ２に対応して接続部ＣＮ２が設けられている。孤立パターンＦＬｂ２は、接続部ＣＮ２を介して焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続されている。また、孤立パターンＦＬｃ２に対応して接続部ＣＮ３が設けられている。孤立パターンＦＬｃ２は、接続部ＣＮ３を介して焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続されている。また、孤立パターンＦＬｄ２に対応して接続部ＣＮ４が設けられている。孤立パターンＦＬｄ２は、接続部ＣＮ４を介して焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続されている。
【０１４３】
このように、図９（Ａ）および図９（Ｂ）の例では、孤立パターン（Ｆｌａ１〜ＦＬｄ１，ＦＬａ２〜ＦＬｄ２）毎に接続部（Ｃ１〜Ｃ４）が設けられており、各孤立パターンで集熱された熱は、各接続部を経由して、焦電キャパシター２３０に伝達される。なお、各孤立パターンは、共通のパターンであってよく、また、各孤立バターン毎に異なるパターンとすることもできる。図９（Ａ）および図９（Ｂ）の例では、熱伝達部材２６０における集熱部ＦＬのパターンのバリエーションを豊富化することが容易である。
【０１４４】
また、例えば、接続部（ＣＮ１〜ＣＮ４）を中心として、その周囲（例えば四隅）に孤立パターンを配置するレイアウト（図９（Ａ），図９（Ｂ）に示されるようなレイアウト）を採用すれば、焦電キャパシター２３０から遠い位置にある周辺領域で発生した熱を、バランス良く、かつ効率的に焦電キャパシター２３０に伝達することができる。
【０１４５】
（図１０〜図１２の例）
図１０〜図１２に示される例では、熱伝達部材２６０における集熱部ＦＬのパターンとして、閉じた形状をもつ外周によって決定される領域が少なくとも一つの切り欠き部を内包する形状（パターン）を採用する。この例では、集熱部ＦＬにおける光を反射する領域（すなわち光反射面）の面積と切り欠き部（穴部）の面積との比を調整することによって、反射光と通過光の割合を決めることができる。
【０１４６】
図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図１０（Ａ）の例では、平面視で略正方形の光反射面Ｘ２には、焦電キャパシター２３０の四辺の各々に沿って、４つの、略正方形の切り欠き部Ｙ５〜Ｙ８が設けられている。また、図１０（Ｂ）の例では、光反射面Ｘ２には、平面視で、焦電キャパシター２３０の四隅に、４つの、略正方形の切り欠き部Ｙ９〜Ｙ１１が設けられている。
【０１４７】
図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図１１（Ａ）の例では、光反射面Ｘ２には、平面視で、焦電キャパシター２３０の四辺に沿って、かつ四隅において、８つの、略長方形の切り欠き部Ｙ１３〜Ｙ２０設けられている。また、図１１（Ｂ）の例では、光反射面Ｘ２には、平面視で、焦電キャパシター２３０の四隅において、８つの、略長方形の切り欠き部Ｙ２１〜Ｙ２８が設けられている。
【０１４８】
図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図１２（Ａ）の例では、平面視で略正方形の光反射面Ｘ２には、焦電キャパシター２３０の四辺に沿って４つの、三角形の切り欠き部Ｙ２９〜Ｙ３２設けられている。また、図１２（Ｂ）の例では、平面視で円形の光反射面Ｘ２には、焦電キャパシター２３０の四隅に、４つの、三角形の切り欠き部Ｙ３３〜Ｙ３６が設けられている。
【０１４９】
図１０〜図１２の例では、集熱部ＦＬにおける光を反射する領域（すなわち光反射面Ｘ２またはＸ３）の面積と、切り欠き部（Ｙ５〜Ｙ３６）の面積との比を調整することによって、反射光（入射光のうちの光反射面で反射する光）と通過光（切り欠き部を通過する光）の割合を決めることができる。また、切り欠き部（Ｙ５〜Ｙ３６）の形状や位置を調整することによって、支持部材２１５側への光の進入が可能な領域を、焦電キャパシター２３０上において、適宜、決定することができる。よって、第１光吸収層２７０や第２光吸収層２７２で発生した熱を、効率的に焦電キャパシター２３０に伝達できる集熱部ＦＬのパターンを、設計の自由度を確保しつつ、比較的容易に実現することができる。
【０１５０】
（第２の実施形態）
本実施形態では、図１３〜図１５を参照して、熱型光検出器の製造方法について説明する。まず、図１３（Ａ）〜図１３（Ｅ）を参照する。図１３（Ａ）〜図１３（Ｅ）は、熱型光検出器の製造方法における、第１光吸収層を形成するまでの主要な工程を示す図である。
【０１５１】
図１３（Ａ）に示される工程では、シリコン基板（トランジスター等の素子を有してもよい）を用意し、このシリコン基板１０上に、絶縁層を含む構造体（例えば、多層配線構造体）１００を形成する。絶縁層を含む構造体１００上に、エッチングストッパー膜１３０ａを形成し、さらに、犠牲層（例えば、ＳｉＯ２層）１０１を形成する。
【０１５２】
図１３（Ｂ）の工程では、犠牲層１０１上にエッチングストッパー膜１３０ｂを形成する。次に、支持部材（メンブレン）２１５となる厚膜（例えば、３層の積層膜で構成される厚膜）を形成する。
【０１５３】
図１３（Ｃ）の工程では、支持部材（メンブレン）２１５に、下部電極（第１電極）２３４、焦電材料層（ＰＺＴ層）２３２ならびに上部電極（第２電極）２３６を積層形成して、熱検出素子としての焦電キャパシター２３０を形成する。焦電キャパシター２３０の形成方法として、例えば、アトミックレイヤーＣＶＤ法を用いることができる。次に、焦電キャパシター２３０を覆うように絶縁層２５０を形成する。絶縁層２５０は、例えばＣＶＤ法によって形成することができる。続いて、絶縁層２５０をパターニングする。
【０１５４】
図１３（Ｅ）の工程では、焦電キャパシター２３０を覆う絶縁層２５０において、第１コンタクトホール２５２を形成し、続いて、金属材料層を堆積し、次に、その金属材料層をパターニングすることによって、上部電極（第２電極）２３６に接続される電極（ならびに配線）２２６を形成する。なお、図１３（Ｅ）の工程では、併せて、下部電極（第１電極）に接続される電極ならびに配線（不図示）も形成される。
【０１５５】
図１３（Ｅ）の工程では、ＣＶＤ法によって第１光吸収層（ＳｉＯ２層等）２７０を形成する。次に、その表面を、例えば、ＣＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリッシング）によって平坦化する。
【０１５６】
次に、図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）を参照する。図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は、熱型光検出器の製造方法における、第１光吸収層ならびに第２光吸収層をパターニングするまでの主要な工程を示す図である。図１４（Ａ）の工程では、第１光吸収層２７０に、第２コンタクトホール２５４を形成する。続いて、酸化アルミニウム（アルミナ：ＡｌＯｘ）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の、高い熱伝導率と光透過性を有する材料を堆積し、パターニングすることによって、熱伝達部材（熱伝達層）２６０を形成する。熱伝達部材２６０は、集熱部ＦＬおよび接続部ＣＮを有する。第２コンタクトホール２５４内には、アルミナ等の材料が充填される。アルミナ等の材料が充填された部分２３８によって接続部ＣＮが構成される。
【０１５７】
図１４（Ｂ）の工程では、第１光吸収層２７０上に、第２光吸収層となる材料層（ＳｉＯ２層等）を堆積した後、パターニングする。これによって、第２光吸収層２７２が形成される。図１４（Ｃ）の工程では、第１光吸収層２７０をパターニングする。
【０１５８】
次に、図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）を参照する。図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）は、熱型光検出器の製造方法における、熱型光検出器が完成するまでの主要な工程を示す図である。図１５（Ａ）の工程では、支持部材（メンブレン）２１５をパターニングする。これによって、載置部２１０、第１アーム部２１２ａならびに第２アーム部２１２ｂが形成される。図１５（Ａ）において、パターニングによって除去された部分（開口部）には参照符号ＯＰを付してある。
【０１５９】
図１５（Ｂ）の工程では、例えば、ウエットエッチングによって犠牲層１０１を選択的に除去する。これによって、空洞部（熱分離空洞部）１０２が形成される。支持部材２１５の載置部２１０は、空洞部１０２によって、基部（基板１０、絶縁層を含む構造体１００ならびにエッチングストッパー膜１３０ａからなる）から分離される。したがって、支持部材２１５を経由した放熱が抑制される。このようにして、熱型光検出器が完成する。
【０１６０】
（第３の実施形態）
図１６は、熱型光検出器の他の例を示す図である。図１６に示される熱型光検出器２００では、一つの熱検出素子毎に空洞部１０２が形成され、支持部材（メンブレン）２１５は、空洞部１０２の周囲の構造体（基部の一部）によって支持される。また、基板の、平面視で、熱検出素子に重なる領域には、回路構成要素（ここではＭＯＳトランジスター）が形成されており、このＭＯＳトランジスターは、多層配線を経由して、熱検出素子である焦電キャパシター２３０に接続される。また、図１６の例では、熱伝達部材２６０が、配線としても利用されている。
【０１６１】
すなわち、基板（シリコン基板）１０には、ソース層（Ｓ）ならびにドレイン（Ｄ）層が形成され、また、基板１０上に、ゲート絶縁膜ＩＮＳとゲート電極（例えばポリシリコンゲート電極）Ｇが形成されており、これらによって、回路構成要素であるＭＯＳトランジスターが形成されている。
【０１６２】
基板１０上には、絶縁層を含む構造体１００が形成されている。基板１０ならびに絶縁層を含む構造体１００によって基部（ベース）が構成される。
【０１６３】
絶縁層を含む構造体１００は、多層構造体で構成され、より具体的には、多層配線構造体で構成される。多層配線構造体は、第１絶縁層１００ａと、第２絶縁層１００ｂと、第３絶縁層１００ｃと、第１コンタクトプラグＣＰ１と、第１層目配線Ｍ１と、第２コンタクトプラグＣＰ２と、第２層目配線Ｍ２と、第３コンタクトプラグＣＰ３と、を含む。第３絶縁層１００ｃの一部が、選択的に除去されることによって、空洞部（熱分離空洞部）１０２が形成される。
【０１６４】
支持部材（メンブレン）２１５の載置部２１０上には、熱検出素子としての焦電キャパシター２３０が形成されている。また、熱伝達部材２６０は、第１光吸収層２７０と第２光吸収層２７２とによって挟まれて形成されている。
【０１６５】
支持部材（メンブレン）２１５と、焦電キャパシター２３０と、第１光吸収層２７０と第２光吸収層２７２と、熱伝達部材２６０と、第４コンタクトプラグＣＰ４と、第３層目配線Ｍ３と、第５コンタクトプラグＣＰ５と、によって素子構造体１６０が構成される。上述したとおり、熱伝達部材２６０は、熱検出素子である焦電キャパシター２３０を他の素子（ここでは、基板１０に形成されたＣＭＯＳトランジスター）に接続する配線の一部を兼ねている。
【０１６６】
すなわち、熱伝達部材２６０は、上述のとおり、例えば、ＡｌＮやＡｌＯｘ等の金属化合物で構成することができるが、金属を主成分とする材料は電気伝導も良好であることから、熱伝達部材２６０は、熱検出素子を他の素子に接続する配線（配線の一部を含む）としても利用することが可能である。熱伝達部材２６０を、配線としても利用することによって、配線を別途、設ける必要がなくなり、製造工程の簡素化を図ることができる。
【０１６７】
（第４の実施形態）
図１７は、熱型光検出装置（熱型光検出アレイ）の回路構成の一例を示す回路図である。図１７の例では、複数の光検出セル（すなわち、熱型光検出器２００ａ〜２００ｄ等）が、２次元的に配置されている。複数の光検出セル（熱型光検出器２００ａ〜２００ｄ等）の中から一つの光検出セルを選択するために、走査線（Ｗ１ａ，Ｗ１ｂ等）と、データ線（Ｄ１ａ，Ｄ１ｂ等）が設けられている。
【０１６８】
第１の光検出セルとしての熱型光検出器２００ａは、熱形光検出素子５としての圧電コンデンサーＺＣと、素子選択トランジスターＭ１ａと、を有する。圧電コンデンサーＺＣの両極の電位関係は、ＰＤｒ１に印加する電位を切り換えることによって反転することができる（この電位反転によって、機械的なチョッパーを設ける必要がなくなる）。なお、他の光検出セルも同様の構成である。１つの光検出セルが占める領域のサイズは、例えば２０μｍ×２０μｍである。
【０１６９】
データ線Ｄ１ａの電位は、リセットトランジスターＭ２をオンすることによって初期化することができる。検出信号の読み出し時には、読み出しトランジスターＭ３がオンする。焦電効果によって生じる電流は、Ｉ／Ｖ変換回路５１０によって電圧に変換され、アンプ６００によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器７００によってデジタルデータに変換される。
【０１７０】
本実施形態では、複数の熱型光検出器が２次元的に配置された（例えば、直交２軸（Ｘ軸およびＹ軸）の各々に沿ってアレイ状に配置された）、熱型光検出装置（熱型光アレイセンサー）が実現される。
【０１７１】
（第５の実施形態）
本実施形態では、電子機器について説明する。
【０１７２】
（赤外線カメラ）
図１８に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として赤外線カメラ４００Ａの構成例を示す。この赤外線カメラ４００Ａは、光学系４００、センサーデバイス（焦電型検出装置）４１０、画像処理部４２０、処理部４３０、記憶部４４０、操作部４５０、表示部４６０を含む。
【０１７３】
光学系４００は、例えば１又は複数のレンズや、これらのレンズを駆動する駆動部などを含む。そしてセンサーデバイス４１０への物体像の結像などを行う。また必要であればフォーカス調整なども行う。
【０１７４】
センサーデバイス４１０は、上述した本実施形態の焦電型検出器２００を二次元配列させて構成され、複数の行線（ワード線、走査線）と複数の列線（データ線）が設けられる。センサーデバイス４１０は、二次元配列された検出器に加えて、行選択回路（行ドライバー）と、列線を介して検出器からのデータを読み出す読み出し回路と、Ａ／Ｄ変換部等を含むことができる。二次元配列された各検出器からのデータを順次読み出すことで、物体像の撮像処理を行うことができる。
【０１７５】
画像処理部４２０は、センサーデバイス４１０からのデジタルの画像データ（画素データ）に基づいて、画像補正処理などの各種の画像処理を行う。
【０１７６】
処理部４３０は、赤外線カメラ４００Ａの全体の制御を行い、赤外線カメラ４００Ａ内の各ブロックの制御を行う。この処理部４３０は、例えばＣＰＵ等により実現される。記憶部４４０は、各種の情報を記憶するものであり、例えば処理部４３０や画像処理部４２０のワーク領域として機能する。操作部４５０は、ユーザーが赤外線カメラ４００Ａを操作するためのインターフェースとなるものであり、例えば各種ボタンやＧＵＩ（Graphical User Interface）画面などにより実現される。表示部４６０は、例えばセンサーデバイス４１０により取得された画像やＧＵＩ画面などを表示するものであり、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの各種のディスプレイにより実現される。
【０１７７】
このように、１セル分の焦電型検出器を赤外線センサー等のセンサーとして用いる他、１セル分の焦電型検出器を二軸方向例えば直交二軸方向に二次元配置することでセンサーデバイス４１０を構成することができ、こうすると熱（光）分布画像を提供することができる。このセンサーデバイス４１０を用いて、サーモグラフィー、車載用ナイトビジョンあるいは監視カメラなどの電子機器を構成することができる。
【０１７８】
もちろん、１セル分または複数セルの焦電型検出器をセンサーとして用いることで物体の物理情報の解析（測定）を行う解析機器（測定機器）、火や発熱を検知するセキュリティー機器、工場などに設けられるＦＡ（Factory Automation）機器などの各種の電子機器を構成することもできる。
【０１７９】
（運転支援装置）
図１９に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として、運転支援装置６００の構成例を示す。この運転支援装置６００は、運転支援装置６００を制御するＣＰＵを備えた処理ユニット６１０と、車両外部の所定撮像領域に対して赤外線を検出可能な赤外線カメラ６２０と、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサー６３０と、車両の走行速度を検出する車速センサー６４０と、運転者のブレーキ操作の有無を検出するブレーキセンサー６５０と、スピーカー６６０と、表示装置６７０とを備えて構成されている。
【０１８０】
この運転支援装置６００の処理ユニット６１０は、例えば赤外線カメラ６２０の撮像により得られる自車両周辺の赤外線画像と、各センサー６３０〜６５０により検出される自車両の走行状態に係る検出信号とから、自車両の進行方向前方に存在する物体及び歩行者などの対象物を検出し、検出した対象物と自車両との接触が発生する可能性があると判断したときに、スピーカー６６０または表示装置６７０により警報を出力する。
【０１８１】
また、たとえば図２０に示すように、赤外線カメラ６２０は、車両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６７０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）６７１などを備えて構成されている。
【０１８２】
（セキュリティー機器）
図２１に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として、セキュリティー機器７００の構成例を示す。
【０１８３】
セキュリティー機器７００は、少なくとも監視エリアを撮影する赤外線カメラ７１０と、監視エリアへの侵入者を検知する人感センサー７２０と、赤外線カメラ７１０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動き検知処理部７３０と、人感センサー７２０の検知処理を行う人感センサー検知処理部７４０と、赤外線カメラ７１０から出力された画像データを所定の方式で圧縮する画像圧縮部７５０と、圧縮された画像データや侵入者検知情報の送信や外部装置からセキュリティー機器７００への各種設定情報などを受信する通信処理部７６０と、セキュリティー機器７００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ＣＰＵで行う制御部７７０とを備えて構成されている。
【０１８４】
動き検知処理部７３０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。そして動き検出処理部７３０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。
【０１８５】
また、たとえば軒下に設置されているセキュリティー機器７００と、セキュリティー機器７００に組み込まれている赤外線カメラ７１０の撮像エリアＡ１と、人感センサー７２０の検知エリアＡ２を側面から示したものを図２２に示す。
【０１８６】
（ゲーム機器）
図２３および図２４に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として、前述のセンサーデバイス４１０を用いたコントローラー８２０を含むゲーム機器８００の構成例を示す。
【０１８７】
図２３に示すように、図２４のゲーム機器８００に用いられるコントローラー８２０は、撮像情報演算ユニット８３０と、操作スイッチ８４０と、加速度センサー８５０と、コネクター８６０と、プロセッサー８７０と、無線モジュール８８０と、を備えて構成される。
【０１８８】
撮像情報演算ユニット８３０は、撮像ユニット８３１と、この撮像ユニット８３１で撮像した画像データを処理するための画像処理回路８３５を有する。撮像ユニット８３１は、センサーデバイス８３２（図１８のセンサーデバイス４１０）を含み、その前方には、赤外線フィルター（赤外線だけを通すフィルター）８３３及び光学系（レンズ）８３４を配置している。そして、画像処理回路８３５は、撮像ユニット８３１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。
【０１８９】
プロセッサー８７０は、操作スイッチ８４０からの操作データと、加速度センサー８５０からの加速度データおよ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８８０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８９０から電波信号として出力する。
【０１９０】
なおコントローラー８２０に設けられているコネクター８６０を通して入力されたデータもプロセッサー８７０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８８０とアンテナ８９０を介して出力される。
【０１９１】
図２４に示すように、ゲーム機器８００は、コントローラー８２０と、ゲーム機本体８１０と、ディスプレイ８１１と、ＬＥＤモジュール８１２Ａおよび８１２Ｂとを備え、プレイヤー８０１が一方の手でコントローラー８２０を把持してゲームをプレイすることができる。そして、コントローラー８２０の撮像ユニット８３１をディスプレイ８１１の画面８１３を向くようにすると、ディスプレイ８１１の近傍に設置された二つのＬＥＤモジュール８１２Ａおよび８１２Ｂから出力される赤外線を撮像ユニット８３１が検知して、コントローラー８２０は、二つのＬＥＤモジュール８１２Ａ，８１２Ｂ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８２０から無線でゲーム機本体８１０に送信され、ゲーム機本体８１０で受信される。プレイヤー８０１がコントローラー８２０を動かすと、輝点の位置や大きさのデータが変化するため、それを利用して、ゲーム機本体８１０はコントローラー８２０の動きに対応した操作信号を取得できるので、それにしたがってゲームを進行させることができる。
【０１９２】
（体温測定装置）
図２５に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として、体温測定装置９００の構成例を示す。
【０１９３】
図２５に示すように、体温測定装置９００は、赤外線カメラ９１０と、体温分析装置９２０と、情報通信装置９３０と、ケーブル９４０とを備えて構成されている。赤外線カメラ９１０は、図示しないレンズなどの光学系と前述のセンサーデバイス４１０を含んで構成されている。
【０１９４】
赤外線カメラ９１０は所定の対象領域を撮影し、撮影された対象者９０１の画像情報を、ケーブル９４０を経由して体温分析装置９２０に送信する。体温分析装置９２０は、図示しないが、赤外線カメラ９１０からの熱分布画像を読み取る画像読取処理ユニットと、画像読取処理ユニットからのデータと画像分析設定テーブル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とを含み、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９３０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、撮影領域内に複数の対象者９０１を含んでいると判断した場合には、対象者９０１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。
【０１９５】
（特定物質探知装置）
図２６に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として、前述のセンサーデバイス４１０の焦電型検出器の光吸収材の吸収波長をテラヘルツ域としたセンサーデバイスをテラヘルツ光センサーデバイスとして用い、テラヘルツ光照射ユニットと組み合わせて特定物質探知装置１０００を構成した例を示す。
【０１９６】
特定物質探知装置１０００は、制御ユニット１０１０と、照射光ユニット１０２０と、光学フィルター１０３０と、撮像ユニット１０４０と、表示部１０５０とを備えて構成されている。撮像ユニット１０４０は、図示しないレンズなどの光学系と前述の焦電型検出器の光吸収材の吸収波長をテラヘルツ域としたセンサーデバイスを含んで構成されている。
【０１９７】
制御ユニット１０１０は、本装置全体を制御するシステムコントローラーを含み、該システムコントローラーは制御ユニットに含まれる光源駆動部および画像処理ユニットを制御する。照射光ユニット１０２０は、テラヘルツ光（波長が１００μｍ〜１０００μｍの範囲にある電磁波を指す。）出射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１０６０に照射する。人物１０６０からの反射テラヘルツ光は、探知対象である特定物質１０７０の分光スペクトルのみを通過させる光学フィルター１０３０を介して撮像ユニット１０４０に受光される。撮像ユニット１０４０で生成された画像信号は、制御ユニット１０１０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１０５０へ出力される。そして人物１０６０の衣服内等に特定物質１０７０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１０７０の存在が判別できる。
【０１９８】
以上、いくつかの電子機器の実施形態について説明したが、上記実施形態の電子機器は説明した構成に限定されず、その構成要素の一部（例えば光学系、操作部、表示部等）を省略し、あるいは他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【０１９９】
（センサーデバイス）
図２７（Ａ）に図１８のセンサーデバイス４１０の構成例を示す。このセンサーデバイスは、センサーアレイ５００と、行選択回路（行ドライバー）５１０と、読み出し回路５２０を含む。またＡ／Ｄ変換部５３０、制御回路５５０を含むことができる。行選択回路（行ドライバー）５１０と読み出し回路５２０を駆動回路と称する。このセンサーデバイスを用いることで、図５に示す、たとえばナイトビジョン機器などに用いられる赤外線カメラ４００Ａなどを実現できる。
【０２００】
センサーアレイ５００には、例えば図１７に示すように二軸方向に複数のセンサーセルが配列（配置）される。また複数の行線（ワード線、走査線）と複数の列線（データ線）が設けられる。なお行線及び列線の一方の本数が１本であってもよい。例えば行線が１本である場合には、図２７（Ａ）において行線に沿った方向（横方向）に複数のセンサーセルが配列される。一方、列線が１本である場合には、列線に沿った方向（縦方向）に複数のセンサーセルが配列される。
【０２０１】
図２７（Ｂ）に示すように、センサーアレイ５００の各センサーセルは、各行線と各列線の交差位置に対応する場所に配置（形成）される。例えば図２７（Ｂ）のセンサーセルは、行線ＷＬ１と列線ＤＬ１の交差位置に対応する場所に配置されている。他のセンサーセルも同様である。
【０２０２】
行選択回路５１０は、１又は複数の行線に接続される。そして各行線の選択動作を行う。例えば図２７（Ｂ）のようなＱＶＧＡ（３２０×２４０画素）のセンサーアレイ５００（焦点面アレイ）を例にとれば、行線ＷＬ０、ＷＬ１、ＷＬ２・・・・ＷＬ２３９を順次選択（走査）する動作を行う。即ちこれらの行線を選択する信号（ワード選択信号）をセンサーアレイ５００に出力する。
【０２０３】
読み出し回路５２０は、１又は複数の列線に接続される。そして各列線の読み出し動作を行う。ＱＶＧＡのセンサーアレイ５００を例にとれば、列線ＤＬ０、ＤＬ１、ＤＬ２・・・・ＤＬ３１９からの検出信号（検出電流、検出電荷）を読み出す動作を行う。
【０２０４】
Ａ／Ｄ変換部５３０は、読み出し回路５２０において取得された検出電圧（測定電圧、到達電圧）をデジタルデータにＡ／Ｄ変換する処理を行う。そしてＡ／Ｄ変換後のデジタルデータＤＯＵＴを出力する。具体的には、Ａ／Ｄ変換部５３０には、複数の列線の各列線に対応して各Ａ／Ｄ変換器が設けられる。そして、各Ａ／Ｄ変換器は、対応する列線において読み出し回路５２０により取得された検出電圧のＡ／Ｄ変換処理を行う。なお、複数の列線に対応して１つのＡ／Ｄ変換器を設け、この１つのＡ／Ｄ変換器を用いて、複数の列線の検出電圧を時分割にＡ／Ｄ変換してもよい。
【０２０５】
制御回路５５０（タイミング生成回路）は、各種の制御信号を生成して、行選択回路５１０、読み出し回路５２０、Ａ／Ｄ変換部５３０に出力する。例えば充電や放電（リセット）の制御信号を生成して出力する。或いは、各回路のタイミングを制御する信号を生成して出力する。
【０２０６】
以上、いくつかの実施形態について説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【０２０７】
本発明は、種々の焦電型検出器（例えば、熱伝対型素子（サーモパイル）、焦電型素子等）に広く適用することができる。検出する光の波長は問わない。また、焦電型検出器または焦電型検出装置、あるいはそれらを有する電子機器は、例えば、供給する熱量と流体が奪う熱量とが均衡する条件下にて流体の流量を検出するフローセンサーなどにも適用できる。このフローセンサーに設けられる熱伝対などに代えて本発明の焦電型検出器または焦電型検出装置を設けることができ、光以外を検出対象とすることができる。
【０２０８】
以上説明したように、本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、例えば、熱型光検出器の検出感度を、格段に向上させることができる。
【０２０９】
以上、いくつかの実施形態について説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【符号の説明】
【０２１０】
１０ 基板（例えばシリコン基板）、
１００ 絶縁層を含む構造体（例えば、少なくとも１層の層間絶縁層を含む多層構造体）、１０２ 空洞部（熱分離空洞部）、
１０４ａ，１０４ｂ 第１ポストならびに第２ポスト、
１３０ａ〜１３０ｄ エッチングストッパー膜
２００ 熱型光検出器、２１０ 支持部材の載置部、
２１２（２１２ａ，２１２ｂ） 支持部材のアーム部（第１アーム部，第２アーム部）、２１５ 支持部材（メンブレン）、
２２９ａ，２２９ｂ 配線（アーム部上に形成される配線）、
２２６ 電極（配線）、
２２８ 熱伝達部材を構成する材料の、第２コンタクトホールに充填されている部分、
２３０ 熱検出素子としての焦電キャパシター、
２３２ａ，２３２ｂ アーム部の端部、
２３４ 下部電極（第１電極）、２３６ 焦電材料層（ＰＺＴ層等）、
２３６ 上部電極（第２電極）、２５０ 絶縁層、
２５２、２５４ 第１コンタクトホールおよび第２コンタクトホール、
２６０ 熱伝達部材、
２７０ 第１光吸収層、２７２ 第２光吸収層、
ＦＬ 熱伝達部材の集熱部、
ＦＬａ１〜ＦＬｄ１，ＦＬａ２〜ＦＬｄ２ 集熱部を構成する孤立パターン、
ＣＮ（ＣＮ１〜ＣＮ４） 熱伝達部材の接続部、
Ｋ１〜Ｋ８ 集熱部のパターンにおける延在部、
Ｇ１〜Ｇ４ 集熱部のパターンにおける分岐枝部（分岐部）、
Ｊ１〜Ｊ８ 集熱部のパターンにおける屈曲部
ＣＬ 集熱部のパターンにおける環状部、ＢＬ 内側の環状部、
Ｑ１〜Ｑ４ 環状部用の延在部、
Ｘ２，Ｘ３ 集熱部によって構成される光反射面（外周の閉じた形状によって全体形状が決定される２次元の面）、
Ｙ５〜Ｙ３２ 切り欠き部（ホール部、穴部あるいは開口部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱型光検出器、熱型光検出装置、電子機器および熱型光検出器の製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
光センサーとして、熱型光検出器が知られている。熱型光検出器は、物体から放射された光を光吸収層によって吸収し、光を熱に変換し、温度の変化を熱検出素子によって測定する。熱型光検出器には、光吸収にともなう温度上昇を直接検出するサーモパイル、電気分極の変化として検出する焦電型素子、温度上昇を抵抗変化として検出するボロメータ等がある。熱型光検出器は、測定できる波長帯域が広い特徴がある。近年、半導体製造技術（ＭＥＭＳ技術等）を利用して、より小型の熱型光検出器を製造する試みがなされている。
【０００３】
熱型光検出器の検出感度の向上、ならびに応答性の改善のためには、光吸収層で発生した熱を、効率的に熱検出素子に伝達することが重要である。
【０００４】
熱伝達を効率化するための熱検出素子の構造は、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載される赤外線検出素子（ここではサーモパイル型の赤外線検出素子）は、赤外線感知部と赤外線吸収層との間に設けられた高熱伝導層を有している。具体的には、空洞部上にメンブレンが形成され、メンブレンは、四隅に設けられた突出する梁によって、周囲の基板に支持されている。メンブレンの中央部分には、赤外線吸収層層と高熱伝導層とが設けられており、また、梁の部分には、サーモパイル素子が設けられている。また、高熱伝導層は、アルミニウム、金などの赤外線反射性に優れる材料で構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３３３９２７６号公報
【特許文献２】再表９９／３１４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載される赤外線検出素子では、赤外線吸収層は、赤外線感知部から離れた位置にあることから、赤外線吸収層で発生した熱を直接的に赤外線感知部に供給することはできない。
【０００７】
特許文献２に記載される赤外線固体撮像素子では、赤外線吸収部を構成する絶縁層は、温度検出器から離れた位置にあることから、赤外線吸収部の絶縁層で発生した熱を直接的に温度検出器に供給することができない。
【０００８】
本発明の少なくとも一つの態様によれば、例えば、熱型光検出器の検出感度を向上させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の熱型光検出器の一態様は、基板と、前記基板との間に空洞部が形成されるように支持される支持部材と、前記支持部材に支持される熱検出素子と、前記熱検出素子上に設けられ、入射する光に対して光反射特性を有する材料で構成され、かつ、平面視で、前記支持部材の領域に入射する光の一部が前記支持部材側に進入することを可能とするパターンを有する集熱部と、前記集熱部と前記熱検出素子とを接続する接続部と、を備える熱伝達部材と、前記熱伝達部材と前記支持部材との間において、前記熱伝達部材に接して形成されている第１光吸収層と、前記熱伝達部材上において、前記熱伝達部材と接して形成されている第２光吸収層と、を含む。
【００１０】
本態様の熱型光検出器は、第１光吸収層と、第２光吸収層と、支持部材（メンブレン）上に支持される熱検出素子と、熱伝達素子上に設けられている熱伝達部材と、を有する。熱伝達部材は、集熱部と、集熱部を熱検出素子（具体的には、例えば熱検出素子の上部電極）に接続する接続部と、を有する。熱伝達部材は、入射する光に対して光反射特性を有し、また、熱伝導性が良好な材料で構成することができる。例えば、Ａｌ等の金属材料を使用することができる。熱伝導度が良好で、かつ光反射特性を有する金属材料は種々あり、特性の良好な材料を、製造プロセス等を考慮しつつ、適宜、選択することができる。よって、熱伝達部材の設計が容易である。
【００１１】
また、熱伝達部材の集熱部は、平面視で、支持部材の領域に入射する光の一部が支持部材側に進入することを可能とするパターンを有する。ここで、「パターン」という用語は、「面積を有する平面図形」の意味に広義に解釈する。この点は、以下の説明でも同様である。
【００１２】
例えば、集熱部のパターンとしては、平面視で、接続部から支持部材の外縁に向かう方向に延在する複数の延在部を備える十字状や放射状等のパターンとすることができる。また、例えば、平面視で、環状の形状（円や多角形を含む）を有する環状部を備えるパターンとすることができる。また、例えば、平面視で、閉じた形状をもつ外周によって決定される領域が少なくとも一つの切り欠き部（ホール部）を内包するパターン（形状）とすることができる。また、例えば、複数の孤立パターンを含むパターンとすることもできる。但し、これらのパターンに限定されるものではない。
【００１３】
このようなパターンを採用すると、熱検出素子の上方に光反射特性をもつ材料からなる集熱部を設けたとしても、例えば、平面視で、支持部材における載置部（熱検出素子を載置することが可能な領域）の全域が完全に覆われることがなく、つまり、部分的に覆われることになり、よって、入射光の一部は、集熱部が存在しない領域を経由して、支持部材側（熱検出素子側）に進入することができる。
【００１４】
また、第１光吸収層は、熱伝達部材と支持部材との間において、熱伝達部材に接して形成されている。また、第２光吸収層は、熱伝達部材上において、熱伝達部材と接して形成されている。
【００１５】
入射した光が、上述のような挙動を示す場合における、第１光吸収層および第２光吸収層における熱の発生、ならびに、発生した熱の、熱検出素子への伝達は、例えば、以下のように行われる。すなわち、熱型光検出器に入射した光の一部が、まず第２光吸収層で吸収され、第２光吸収層にて熱が発生する。また、熱伝達部材で反射した光は、第２光吸収層で吸収され、これによって第２光吸収層にて熱が発生する。
【００１６】
また、集熱部が存在しない領域を通過した光の一部は、第１光吸収層にて吸収されて熱が発生する。また、支持部材の表面（第１光吸収層と支持部材との界面）で反射した光は、第１光吸収層および第２光吸収層の少なくとも一方に吸収され、これによって、第１光吸収層あるいは第２光吸収層にて熱が発生する。
【００１７】
そして、第２光吸収層で発生した熱は、熱伝達部材を介して効率的に熱検出素子に伝達され、また、第１光吸収層で発生した熱は、直接的に、あるいは熱伝達部材を介して熱検出素子に効率的に伝達される。熱伝達部材の集熱部が、例えば、熱検出素子上を広く覆うように形成されている場合には、第１光吸収層ならびに第２光吸収層で発生した熱の多くを、その発生場所を問わずに、効率的に熱検出素子に伝達することができる。よって、例えば、熱検出素子から離れた箇所で発生した熱であっても、熱伝導率が高い熱伝達部材を経由して、熱検出素子に効率的に伝達することができる。
【００１８】
また、熱伝達部材の集熱部と、熱検出素子とは、熱伝達部材の接続部によって接続されていることから、熱伝達部材の集熱部を経由して伝達される熱を、接続部を介して、熱検出素子に直接的に伝達することができる。また、熱伝達部材の下に熱検出素子が位置する（平面視で重なる位置に設けられている）ことから、例えば、平面視における熱伝達部材の中央部と、熱検出素子とを最短で接続することが可能である。よって、熱伝達に伴うロスを減らすことができ、また、専有面積の増大を抑制することができる。
【００１９】
本態様の熱型光検出器によれば、２層（複数層）の光吸収層における広範囲で発生した熱を、熱検出素子に効率的に伝達することができ、よって、小型の熱型光検出器の光検出感度を大幅に向上させることができる。また、熱の伝達に要する時間が短縮されるため、熱型光検出器の応答速度を高めることができる。
【００２０】
本態様では、２層の光吸収膜によって熱を発生することから吸収効率が高まる。また、第１光吸収層を介して熱を直接的に熱検出素子に伝達することができる。よって、特許文献１に記載される赤外線検出素子ならびに特許文献２に記載される赤外線固体撮像素子と比較して、熱型光検出器の検出感度をより向上させることができる。また、本態様では、熱検出素子は熱伝達部材に接続されている。よって、応答速度は、特許文献１に記載される赤外線検出素子と同等に高い。また、本態様では、熱伝達部材が直接に熱検出素子に接続されているため、特許文献２に記載される赤外線固体撮像素子と比較して、より高い応答速度が得られる。
【００２１】
（２）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、前記接続部から前記支持部材の外縁に向かう方向に延在する複数の延在部を備える形状を有する。
【００２２】
本態様によれば、上方（つまり第２光吸収層側）から入射する光のかなり多くを、支持部材側に通過させることが容易にでき（よって、例えば、熱検出素子に近い第１光吸収層にて多くの熱を発生させることができ）、一方、延在部の長さを長くすることによって、平面視で、熱検出素子から遠い位置において発生した熱であっても、延在部を介して、効率的に熱検出素子に集熱することができる。
【００２３】
（３）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記複数の延在部は、前記接続部を始点とする延在方向に対して屈曲して延在する屈曲部、または前記延在部の線状部から分岐した分岐枝部を有する。
本態様では、延在部に、さらに、屈曲部や分岐枝部（分岐部）を設ける。屈曲部は、接続部を始点とする延在方向に対して屈曲して延在する。また、分岐枝部は、延在部の線状部から分岐して設けられる。
これによって、平面視で、熱検出素子から遠い位置において発生した熱であっても、屈曲部や分岐枝部、ならびに延在部を介して、効率的に熱検出素子に集熱することができる。また、屈曲部や分岐枝部を設けることによって、集熱部の全体の面積が増大する。よって、より広範な領域で発生した熱を、熱検出素子に集熱することができる。
【００２４】
（４）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記複数の延在部を備える形状は、平面視で、前記接続部を中心として点対称の形状である。
【００２５】
本態様では、集熱部が、平面視で、接続部を中心として点対称のパターンを有する。例えば、熱検出素子が、平面視で、略正方形や円形の形状を有する場合に、熱伝達部材の接続部（集熱部を熱検出素子に接続する部分）は、熱検出素子の略正方形や円の中心付近に設けることができる。集熱部のパターンは、この接続部に対して１８０度回転すると元の図形に重なるようなパターンとすることができる。本態様によれば、熱検出素子（あるいは接続部）の周囲（四方八方）において発生した熱を、効率的に、かつバランス良く、熱検出素子に集熱することができる。
【００２６】
（５）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、前記接続部を囲むように配設されている環状部を有する。
【００２７】
本態様では、集熱部のパターンとして、平面視で閉じた形状を有する環状部を有するパターンを採用する。環状部の形状は、例えば、多角形（四角形等を含む）や円とすることができる。本態様では、平面視で、熱検出素子の周囲領域（特に、熱検出素子からの距離が離れている周囲領域）において発生した熱を、環状部によって効率的に集熱することができる。
【００２８】
（６）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、環状部の内側の領域に、環状部の一部と他の一部とを結ぶ線状部を設ける。この線状部に接続部を接続することによって、環状部、線状部ならびに接続部を経由して、周辺で発生した熱を熱検出素子に伝達することができる。また、本態様では、環状部は、線状部の力学的な強度を高める補強部材としても機能する。よって、例えば、線状部の撓みや変形が効果的に防止される。例えば、線状部に撓みや変形が生じると、その表面で光が反射する際に乱反射等が生じやすくなる。環状部によって、線状部の撓みや変形が抑制されることによって、上述のような不都合が生じるにくくなる。
【００２９】
（７）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、前記環状部の一部から、前記環状部の外側に向かって延在する、環状部用の延在部を、有する。
【００３０】
本態様では、環状部の一部から、環状部の外側に向かって突出する、環状部用の延在部をさらに設ける。これによって、熱検出素子から、より遠い位置において発生した熱であっても、環状部用の延在部ならびに環状部を介して、効率的に熱検出素子に集熱することができる。また、環状部用の延在部を設けることによって、集熱部の全体の面積が増大する。よって、より広範な領域で発生した熱を、熱検出素子に集熱することができる。
【００３１】
（８）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、閉じた形状をもつ外周によって決定される領域が少なくとも一つの切り欠き部を内包する形状である。
【００３２】
本態様では、熱伝達部材の集熱部は、平面視で、閉じた形状をもつ外周によって決定される領域が少なくとも一つの切り欠き部を内包する形状(パターン)を有する。本態様では、集熱部における光を反射する領域（光反射面）の面積と切り欠き部（穴部）の面積との比を調整することによって、反射光と通過光の割合を決めることができる。また、切り欠き部（穴部）の形状や位置を調整することによって、支持部材側への光の進入が可能な領域を、熱検出素子上において、適宜、決定することができる。よって、第１光吸収層や第２光吸収層で発生した熱を、効率的に熱検出素子に伝達できる集熱部のパターンを、設計の自由度を確保しつつ、比較的容易に実現することができる。
【００３３】
（９）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、複数の孤立パターンと、各孤立パターン毎に設けられた前記接続部と、を有する。
【００３４】
本態様では、集熱部が、平面視で、複数の孤立パターンを含む形状を有している。各孤立パターン毎に接続部が設けられ、各孤立パターンで集熱された熱は、各接続部を経由して、熱検出素子に伝達される。各孤立パターンは、共通のパターンであってよく、また、各孤立バターン毎に異なるパターンとすることもできる。本態様では、熱伝達部材における集熱部のパターンのバリエーションを豊富化することが容易である。また、例えば、接続部を中心として、その周囲（例えば四隅）に孤立パターンを配置するレイアウト等を採用すれば、熱検出素子から遠い位置にある周辺領域で発生した熱を、バランス良く、かつ効率的に熱検出素子に伝達することができる。
【００３５】
（１０）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記第１光吸収層および前記第２光吸収層は、前記支持部材上であって前記熱検出素子の周囲に形成されている。
【００３６】
本態様では、第１光吸収層および第２光吸収層は、熱検出素子の周囲に形成される。第２光吸収層は、好ましくは全周囲に形成することができる。これによって、第１光吸収層および第２光吸収層の広範囲で発生した熱は、熱検出素子に、直接的に、あるいは熱伝達部材を経由して間接的に、効率的に伝達される。よって、熱型光検出器の光検出感度をさらに高めることができる。また、熱型光検出器の応答速度も、より向上する。なお、第２光吸収層は、熱検出素子と支持部材の双方に接することができる。
【００３７】
（１１）本発明の熱型光検出器の他の態様では、前記支持部材の、前記熱検出素子が載置される表面と前記第２光吸収層の上面との間で、第１波長の光が共振し、前記第２光吸収層の下面と、前記第２光吸収層の上面との間で、前記第１波長とは異なる第２波長の光が共振することを特徴とする熱型光検出器。
【００３８】
本態様では、各光吸収層の膜厚を調整して、異なる共振波長をもつ２個の光共振器を構成する。上述のとおり、第１波長に対する第１光共振器は、支持部材の表面と第２光吸収層の上面との間において形成される。上述のとおり、支持部材の表面（第１光吸収層と支持部材との界面）で反射した光は、第１光吸収層および第２光吸収層の少なくとも一方に吸収されるが、このとき、第１光共振器を構成することによって、各光吸収層における実効吸収率を高めることができる。
【００３９】
第１光共振器は、例えば、いわゆるλ／４光共振器とすることができる。すなわち、第１波長をλ１としたとき、支持部材の、熱検出素子が載置される表面と第２光吸収層の上面との間の距離（つまり、第１光吸収層および第２光吸収層の合計の膜厚）が、ｎ・（λ１／４）（ｎは１以上の整数）の関係を満足するように、第１光吸収層および第２光吸収層の膜厚を調整すればよい。これによって、入射した波長λ１の光と、支持部材の表面で反射した波長λ１の光とが相互干渉よって打ち消され、第１光吸収層ならびに第２光吸収層における実効吸収率が高まる。
【００４０】
また、上述のとおり、熱伝達部材で反射した光は、第２光吸収層で吸収されるが、このとき、第２光共振器を構成することによって、第２光吸収層における実効吸収率を高めることができる。第２光共振器は、例えば、いわゆるλ／４光共振器とすることができる。
【００４１】
すなわち、第２波長をλ２としたとき、第１光吸収層の下面と第２光吸収層の上面との間の距離（すなわち、第２光吸収層の膜厚）を、ｎ・（λ２／４）に設定することによって、第２光共振器を構成することができる。これによって、入射した波長λ２の光と、第２光吸収層の下面（第１光吸収層と第２光吸収層との界面）で反射した波長λ２の光とが相互干渉よって打ち消され、第２光吸収層における実効吸収率を高めることができる。
【００４２】
また、本態様によれば、異なる２つの波長において共振ピークが生じることから、熱型光検出器が検出可能な光の波長帯域（波長幅）を広げることができる。
【００４３】
なお、本態様では、集熱部は、支持部材に平行に設けるのが好ましい。つまり、集熱部の主面（上面または下面）と支持部材の主面（上面または下面）とを平行に配置するのが好ましい。
【００４４】
（１２）本発明の熱型光検出装置は、上記いずれかの熱型光検出器が複数、２次元配置されている。
【００４５】
これによって、複数の熱型光検出器（熱型光検出素子）が２次元に配置された（例えば、直交２軸の各々に沿ってアレイ状に配置された）、熱型光検出装置（熱型光アレイセンサー）が実現される。
【００４６】
（１３）本発明の電子機器は、上記いずれかの熱型光検出器と、前記熱型光検出器の出力を処理する制御部と、を有する。
【００４７】
上記いずれかの熱型光検出器は、光の検出感度が高い。よって、この熱型光検出器を搭載する電子機器の性能が高まる。電子機器としては、例えば、赤外線センサー装置、サーモグラフィー装置、車載用夜間カメラや監視カメラ等が挙げられる。
【００４８】
（１４）本発明の電子機器は、上記の熱型光検出装置と、前記熱型光検出装置の出力を処理する制御部と、を有する。
【００４９】
上記の熱型光検出装置は、光の検出感度が高い。よって、この熱型光検出装置を搭載する電子機器の性能が高まる。電子機器としては、例えば、赤外線センサー装置、サーモグラフィー装置、車載用夜間カメラや監視カメラ等が挙げられる。
【００５０】
（１５）本発明の熱型光検出器の製造方法の一態様は、基板の主面上に絶縁層を含む構造体を形成し、前記絶縁層を含む構造体上に犠牲層を形成し、前記犠牲層上に支持部材を形成する工程と、前記支持部材上に熱検出素子を形成する工程と、前記熱検出素子を覆うように第１光吸収層を形成し、前記第１光吸収層を平坦化する工程と、前記第１光吸収層の一部にコンタクトホールを形成した後、前記支持部材の領域に入射する光に対して光反射特性を有する材料で構成され、かつ、平面視で、前記支持部材の領域に入射する光の一部が前記支持部材側に進入することを可能とするパターンを有する集熱部と、前記コンタクトホールに埋め込み形成される前記集熱部と前記熱検出素子とを接続する接続部と、を備える熱伝達部材を形成する工程と、
前記第１光吸収層上に第２光吸収層を形成する工程と、前記第１光吸収層および前記第２光吸収層をパターニングする工程と、前記支持部材をパターニングする工程と、前記犠牲層をエッチングにより除去して、前記基板の主面上に形成された絶縁層を含む構造体と、前記支持部材との間に空洞部を形成する工程と、を含む。
【００５１】
本態様では、基板の主面に、層間絶縁層を含む多層構造、犠牲層、支持部材を積層形成し、また、支持部材上に、熱検出素子、第１光吸収層、熱伝達部材ならびに第２光吸収層を積層形成する。第１光吸収層の上面は、平坦化処理によって平坦化される。また、第１光吸収層にはコンタクトホールが設けられ、このコンタクトホールに、熱伝達部材の接続部が埋め込まれる。第１光吸収層上に設けられる、熱伝達部材の集熱部は、接続部を介して熱検出素子（例えば、焦電キャパシターの上側電極）に接続される。本態様によれば、半導体製造技術（例えばＭＥＭＳ技術）を用いて、小型かつ検出感度が高い熱型光検出器を実現することができる。
【００５２】
このように、本発明の少なくとも一つの態様によれば、例えば、熱型光検出器の検出感度を、格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、熱型光検出器の一例の平面図ならびに断面図
【図２】２つの光共振器が構成される場合における、熱型光検出器の検出感度の一例を示す図
【図３】図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの一例を示す図
【図４】図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図５】図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図６】図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図７】図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図８】図８（Ａ）および図８（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図９】図９（Ａ）および図９（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図１０】図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図１１】図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図１２】図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｅ）は、熱型光検出器の製造方法における、第１光吸収層を形成するまでの主要な工程を示す図
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は、熱型光検出器の製造方法における、第１光吸収層ならびに第２光吸収層をパターニングするまでの主要な工程を示す図
【図１５】図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）は、熱型光検出器の製造方法における、熱型光検出器が完成するまでの主要な工程を示す図
【図１６】熱型光検出器の他の例を示す図
【図１７】熱型光検出装置（熱型光検出アレイ）の回路構成の一例を示す回路図
【図１８】焦電型検出器または焦電型検出装置を含む赤外線カメラ（電子機器）のブロック図
【図１９】赤外線カメラを含む運転支援装置（電子機器）を示す図
【図２０】赤外線カメラを前部に搭載した車両を示す図
【図２１】赤外線カメラを含むセキュリティー機器（電子機器）を示す図
【図２２】セキュリティー機器の赤外線カメラ及び人感センサーの検知エリアを示す図
【図２３】センサーデバイスを含む、ゲーム機器に用いられるコントローラーを示す図
【図２４】コントローラーを含むゲーム機器を示す図
【図２５】赤外線カメラを含む体温測定装置（電子機器）を示す図
【図２６】センサーデバイスをテラヘルツセンサーデバイスとして用い、テラヘルツ照射ユニットと組み合わせて特定物質探知装置（電子機器）を構成した例を示す図
【図２７】図２７（Ａ）、図２７（Ｂ）は焦電型検出器を二次元配置した焦電型検出装置の構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００５５】
（第１の実施形態）
図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、熱型光検出器の一例の平面図ならびに断面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示される熱型光検出器のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図１（Ａ）および図１（Ｂ）では、単独の熱型光検出器を示しているが、複数の熱型光検出器を、例えばマトリクス状に配置して、熱型光検出器アレイ（すなわち熱型検出装置）を構成することもできる。
【００５６】
図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示される熱型光検出器は、焦電型赤外線検出器（光センサーの一種）２００である（但し、一例であり、これに限定されるものではない）。この焦電型赤外線検出器２００は、２層の光吸収膜２７０，２７２における光吸収によって発生する熱を、熱伝導が良好な熱伝達部材２６０を経由して、熱検出素子（ここでは焦電キャパシター２３０）に、効率的に伝達することができる。
【００５７】
熱伝達部材２６０は、例えば、高い熱伝導率を有すると共に、入射光（具体的には、熱型光検出器が検出感度を有する波長帯域の光）を反射する特性を有する材料（例えばＡｌ等の金属や合金、金属化合物等）によって構成することができる。熱伝導度が良好で、かつ光反射特性を有する金属材料は種々あり、特性の良好な材料を、製造プロセス等を考慮しつつ、適宜、選択することができる。よって、熱伝達部材２６０の設計が容易である。
【００５８】
熱検出素子としての焦電キャパシター２３０は、熱を電気信号に変換する。これによって、受光した光の強度に対応する検出信号（例えば電流信号）が得られる。以下、具体的に説明する。
【００５９】
（熱型光検出器としての焦電型赤外線検出器の構造の一例）
まず、図１（Ｂ）を参照して、断面構造について説明する。
【００６０】
（断面構造）
熱型光検出器としての焦電型赤外線検出器２００は、基板（シリコン基板）１０上に形成された多層の構造体によって構成されている。すなわち、熱型光検出器２００としての焦電型赤外線検出器は、基板（ここではシリコン基板とする）１０と、基板１０の第１主面（ここでは表面とする）上に形成された、絶縁層を含む構造体１００（例えば、層間絶縁層を含む多層構造：多層構造の具体例については図１６を参照）と、絶縁層を含む構造体１００の表面に形成されたエッチングストッパー膜１３０ａと、熱分離用の空洞部（熱分離空洞）１０２と、載置部２１０およびアーム部２１２ａ，２１２ｂとで構成される支持部材（メンブレン）２１５と、支持部材（メンブレン）２１５上に形成された熱検出素子としての焦電キャパシター２３０と、焦電キャパシター２３０の表面を覆う絶縁層２５０と、熱伝達部材２６０と支持部材（メンブレン）２１５との間において、熱伝達部材２６０（の集熱部ＦＬ）に接して形成されている第１光吸収層（例えばＳｉＯ２層）２７０と、熱伝達部材２６０（接続部ＣＮおよび集熱部ＦＬを有する）と、第２光吸収層（例えばＳｉＯ２層）２７２と、を有する。第２光吸収層２７２は、熱伝達部材２６０（の集熱部ＦＬ）上において、熱伝達部材２６０（の集熱部ＦＬ）と接して形成されている。
【００６１】
なお、基板１０および多層構造１００によって、基部（ベース）が構成される。この基部（ベース）は、空洞部１０２において、支持部材２１５や焦電キャパシター２３０を含む素子構造体１６０を支持する。また、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板１０の、平面視で熱検出素子としての焦電キャパシター２３０と重なる領域には、トランジスターや抵抗等の半導体素子を形成することができる（例えば、図１６の例を参照）。
【００６２】
基板１０上に形成される多層構造体１００の表面には、上述したとおり、エッチングストッパー膜（例えばＳｉ３Ｎ４膜）１３０ａが設けられており、また、支持部材（メンブレン）２１５の裏面には、エッチングストッパー膜（例えばＳｉ３Ｎ４膜）１３０ｂ〜１３０ｄが設けられている。このエッチングストッパー膜１３０ａ〜１３０ｄは、空洞部１０２を形成するために犠牲層（図１では不図示，図１３の参照符号１０１）を除去する工程において、エッチングの対象外の層が除去されるのを防止する役割を果たす。但し、エッチングストッパー膜は、支持部材（メンブレン）２１５を構成する材料によっては不要の場合がある。
【００６３】
また、素子構造体１６０に含まれる焦電キャパシター２３０は、同じく素子構造体１６０の構成要素である支持部材（メンブレン）２１５によって、空洞部１０２上において支持されている。
【００６４】
ここで、支持部材（メンブレン）２１５は、例えば、酸化シリコン膜（ＳｉＯ）／窒化シリコン膜（ＳｉＮ）／酸化シリコン膜（ＳｉＯ）の３層の積層膜をパターニングすることによって形成することができる（但し、一例であり、これに限定されるものではない）。支持部材（メンブレン）２１５は、焦電キャパシター２３０を安定的に支持する必要があり、よって、支持部材（メンブレン）２１５のトータルの厚みは、必要な機械強度を満足する厚みを有する。
【００６５】
支持部材（メンブレン）２１５の表面上には、配向膜（不図示）が形成されており、この配向膜上に、焦電キャパシター２３０が形成されている。焦電キャパシター２３０は、下部電極（第１電極）２３４と、下部電極上に形成される焦電材料層（例えば焦電体としてのＰＺＴ層：チタン酸ジルコン酸鉛層）２３２と、焦電材料層２３２上に形成される上部電極（第２電極）２３６と、を含む。
【００６６】
下部電極（第１電極）２３４ならびに上部電極（第２電極）２３６は共に、例えば、３層の金属膜を積層することによって形成することができる。例えば、焦電材料層（ＰＺＴ層）２３２から遠い位置から順に、例えばスパッタリングにて形成されるイリジウム（Ｉｒ）、イリジウム酸化物（ＩｒＯｘ）及びプラチナ（Ｐｔ）の三層構造とすることができる。また、焦電材料層２３２としては、上述のとおり、例えばＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｉ，Ｔｉ）Ｏ３：チタン酸ジルコン酸鉛）を用いることができる。
【００６７】
焦電材料層（焦電体）に熱が伝達されると、その結果、焦電効果（パイロ電子効果）によって、焦電材料層２３２に電気分極量の変化が生じる。この電気分極量の変化に伴う電流を検出することによって、入射した光の強度を検出することができる。
【００６８】
この焦電材料層２３２は、例えば、スパッタリング法やＭＯＣＶＤ法等で成膜することができる。下部電極（第１電極）２３４および上部電極（第２電極）２３６の膜厚は、例えば０．４μｍ程度であり、焦電材料層２３２の膜厚は、例えば０．１μｍ程度である。
【００６９】
焦電キャパシター２３０は、絶縁層２５０ならびに第１光吸収層２７０によって覆われている。絶縁層２５０には、第１コンタクトホール２５２が設けられている。第１コンタクトホール２５２は、上部電極（第２電極）２３６用の電極２２６を、上部電極（第２電極）２３６に接続するために使用される。
【００７０】
また、第１光吸収層２７０（および絶縁層２５０）には、第２コンタクトホール２５４が設けられている。第２コンタクトホール２５４は、第１光吸収層２７０および絶縁層２５０を貫通して設けられている。この第２コンタクトホール２５４は、熱伝達部材２６０を、焦電キャパシター２３０の上部電極２３６に接続するために使用される。すなわち、熱伝達部材２６０を構成する材料（例えば、アルミニウム等の金属）が、第２コンタクトホール２５４内に充填されており（充填部分は、図中、参照符号２２８で示されている）、これによって、熱伝達部材２６０における接続部ＣＮが構成される。
【００７１】
熱伝達部材２３０は、表面が平坦化されている第１光吸収層２７０上に延在する部分である集熱部ＦＬと、この集熱部ＦＬを、焦電キャパシター２３０における上部電極（第２電極）２３６に接続する部分である接続部ＣＮと、を有している。
【００７２】
ここで、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、例えば、広範囲な領域において発生した熱を集熱して、熱検出素子である焦電キャパシター２３０に伝達する役割を果たす。なお、集熱部ＦＬは、例えば、平坦化された第１光吸収層２７０上において、平坦面を有する態様にて形成される場合があり、この場合には、「集熱部」は、「平板部あるいは平坦部」と言い換えることができる。
【００７３】
上述のとおり、熱伝達部材２３０は、熱伝導率が高く、かつ入射光に対して光の反射特性を有する材料（例えば金属材料）で構成することができる。但し、窒化アルミニウムや酸化アルミニウムのように、熱型光検出器が感度を有する波長帯域のうちの、少なくとも一部の波長帯の光に対して光透過性を有する材料を用いることもできる。なお、集熱部ＦＬにおける材料と、接続部ＣＮにおける材料２２８（例えばコンタクトホール２５４に埋め込まれているコンタクトプラグの材料）とを異ならせることも可能である。また、熱伝達部材２６０における集熱部ＦＬは、平面視で、入射する光の一部が支持部材（メンブレン）２１５側に進入することを可能とするパターンを有する（この点については、図１（Ａ）を参照して後述する）。
【００７４】
また、図１（Ｂ）に示すように、接続部ＣＮの横幅をＷ０とし、焦電キャパシター２３０の横幅（ここでは、最も横幅が広い下部電極（第１電極）２３４の横幅）をＷ１とし、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬの横幅をＷ２とし、第２光吸収層２７２の上面における横幅をＷ３とし、第１光吸収層２７０の下面（底面）における横幅をＷ４としたとき、Ｗ０＜Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３＜Ｗ４の関係が成立する。
【００７５】
また、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２は、支持部材（メンブレン）２１５上であって熱検出素子としての焦電キャパシター２３０の周囲に（好ましくは全周囲に）形成されている。これによって、第１光吸収層および第２光吸収層の広範囲で発生した熱は、熱検出素子に、直接的に、あるいは熱伝達部材を経由して間接的に、効率的に伝達される。よって、熱型光検出器としての焦電型赤外線検出器２００の光検出感度をさらに高めることができる。また、焦電型赤外線検出器２００の応答速度も、より向上する。
【００７６】
また、図１（Ｂ）に示されるように、第１波長をλ１、第２波長をλ２としたとき、支持部材２１５の、焦電キャパシター２３０が載置される表面と、第２光吸収層２７２の上面との間の距離Ｈ１（つまり、第１光吸収層２７０の膜厚Ｈ２と第２光吸収層２７２の膜厚Ｈ３の合計の膜厚Ｈ１）は、ｎ・（λ１／４）（ｎは１以上の整数）に設定されている。これによって、支持部材２１５の、焦電キャパシター２３０が載置される表面と、第２光吸収層２７２の上面との間で、第１光共振器（λ１／４光共振器）が構成される。
【００７７】
また、第２光吸収層２７２の下面と、第２光吸収層２７２の上面との間の距離Ｈ３（すなわち、第２光吸収層２７２の膜厚Ｈ３）は、ｎ・（λ２／４）に設定されている。これによって、第２光吸収層２７２の下面と、第２光吸収層２７２の上面との間で第２光共振器（λ２／４光共振器）が構成されている。ここで、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、支持部材（メンブレン）２１５に平行に設けるのが好ましい。つまり、集熱部ＦＬの主面（上面または下面）と支持部材（メンブレン）２１５の主面（上面または下面）とを平行に配置するのが好ましい。第１光共振器および第２光共振器が構成されることの効果については後述する。
【００７８】
（レイアウト構成）
次に、図１（Ａ）を参照して、レイアウト構成について説明する。図１（Ａ）に示すように、支持部材（メンブレン）２１５は、焦電キャパシター２３０を載置する載置部２１０と、この載置部２１０を、空洞部（熱分離空洞部）２１２上にて保持する２本のアーム、すなわち第１アーム部２１２ａと第２アーム部２１２ｂと、を有している。焦電キャパシター２３０は、支持部材（メンブレン）２１５における載置部２１０上に形成されている。また、上述のとおり、支持部材（メンブレン）２１５、焦電キャパシター２３０、第１光吸収層２７０、熱伝達部材２６０ならびに第２光吸収層２７２を含めて、素子構造体１６０が構成される。
【００７９】
第１アーム部２１２ａならびに第２アーム部２１２ｂは、上述したように、例えば、酸化シリコン膜（ＳｉＯ）／窒化シリコン膜（ＳｉＮ）／酸化シリコン膜（ＳｉＯ）の３層の積層膜をパターニングして、細長い形状に加工することによって形成することができる。細長い形状とするのは、熱抵抗を大きくして、熱検出素子としての焦電キャパシター２３０からの放熱（熱の逃げ）を抑制するためである。
【００８０】
第１アーム部２１２ａにおける幅広の先端部２３２ａは、第１ポスト１０４ａ（図１（Ａ）において破線で示される、平面視で円形の部材）によって、空洞部１０２上において支持されている。また、第１アーム部２１２ａ上には、一端（参照符号２２８）が、焦電キャパシター２３０の下部電極（第１電極）２３４に接続され、他端２３１ａが、第１ポスト１０４ａに接続される配線２２９ａが形成されている。
【００８１】
第１ポスト１０４ａは、例えば、図１（Ｂ）に示される絶縁層を含む構造体１００と、第１アーム部２１２ａの先端部２３２ａとの間に設けられる。この第１ポスト１０４ａは、例えば、空洞部１０２に選択的に形成される、柱状に加工された多層配線構造（層間絶縁層と、焦電キャパシター２３０と下地のシリコン基板１０に設けられたトランジスター等の素子とを接続するための配線を構成する導電層とからなる）によって構成することができる。
【００８２】
同様に、第２アーム部２１２ｂは、第２ポスト１０４ｂ（図１（Ａ）において、破線で示される、平面視で円形の部材）によって、空洞部１０２上において支持されている。第２アーム部２１２ｂにおける幅広の先端部２３２ｂは、第２ポスト１０４ｂ（図１（Ａ）において破線で示される、平面視で円形の部材）によって、空洞部１０２上において支持されている。また、第２アーム部２１２ｂ上には、一端（参照符号２２６）が、焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続され、他端２３１ｂが、第２ポスト１０４ｂに接続される配線２２９ｂが形成されている。
【００８３】
第２ポスト１０４ｂは、図１（Ｂ）に示される絶縁層を含む構造体１００と、第２アーム部２１２ｂの先端部２３２ｂとの間に設けられる。また、第２ポスト１０４ｂは、例えば、空洞部１０２に選択的に形成される、柱状に加工された多層配線構造（層間絶縁層と、焦電キャパシター２３０と下地のシリコン基板１０に設けられたトランジスター等の素子とを接続するための配線を構成する導電層とからなる）によって構成することができる。
【００８４】
図１（Ａ）に示される例では、第１ポスト１０４ａならびに第２ポスト１０４ｂを用いて、支持部材２１５や焦電キャパシター２３０を含む素子構造体１６０を、空洞部１０２において保持している。この構成は、共通の空洞部１０２において、熱検出素子としての焦電キャパシター２３０を複数、高密度に配置する際（つまり、熱検出素子のアレイを形成する際）に有効である。但し、この構成は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、図１６に示される例のように、一つの熱検出素子２３０毎に一つの空洞１０２を形成し、支持部材（メンブレン）２１５を、空洞部１０２の周囲の、絶縁層を含む構造体１００にて支持するようにしてもよい。
【００８５】
また、図１（Ａ）において、焦電キャパシター２３０は、支持部材２１５における載置部２１０の中央領域に配置されており、焦電キャパシター２３０は、平面視で、略正方形の形状を有する。
【００８６】
また、熱伝達部材２６９の接続部ＣＮは、平面視で、焦電キャパシターの形状（略正方形）の中心に位置している。また、上述のとおり、Ｗ０＜Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３＜Ｗ４の関係が成立する。
【００８７】
また、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、上述のとおり、平面視で、入射する光の一部が支持部材（メンブレン）２１５側に進入することを可能とするパターンを有する（図１（Ａ）の例の他、例えば、図３〜図１２に示されるパターン例を含む）。
【００８８】
図１（Ａ）の例では、平面視で、接続部ＣＮを中心として、接続部ＣＮから支持部材（メンブレン）２１５の外縁に向かう方向に延在する８本の延在部（Ｋ１〜Ｋ８）を備える放射状のパターンが採用されている。但し、これは一例であり、このパターンに限定されるものではない。
【００８９】
例えば、集熱部のパターンとしては、平面視で、接続部ＣＮを中心として、支持部材（メンブレン）２１５の外縁に向かう方向に延在する複数の延在部を備える十字状等のパターンとすることができ（例えば図５（Ｂ）の例を参照）、また、例えば、平面視で、環状の形状（円や多角形を含む）を有する環状部を備えるパターンとすることができる（例えば図３（Ｂ），図４，図７，図８（Ｂ）の例を参照）。また、例えば、平面視で、閉じた形状をもつ外周によって決定される領域が少なくとも一つの切り欠き部（ホール部、穴部あるいは開口部）を内包する形状(パターン)とすることができる（例えば図１０〜図１２の例を参照）。また、複数の孤立パターンを含むパターンとすることもできる（例えば、図９の例を参照）。各パターンの特徴点等については後述する。
【００９０】
このようなパターンを採用すると、熱検出素子としての焦電キャパシター２３０の上方に光反射特性をもつ材料からなる集熱部ＦＬを設けたとしても、例えば、平面視で、支持部材における載置部（熱検出素子を載置することが可能な領域）の全域が完全に覆われることがなく、つまり、部分的に覆われることになる。よって、平面視で、支持部材（メンブレン）２１５の領域に入射する入射光の一部は、集熱部ＦＬが存在しない領域を経由して、支持部材（メンブレン）２１５側（熱検出素子２３０側ということもできる）に進入することができる。
【００９１】
焦電型赤外線検出器２００に入射した光の一部は、まず第２光吸収層２７２で吸収され、この第２光吸収層２７２にて熱が発生する。また、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬで反射した光は、第２光吸収層２７２で吸収され、これによって第２光吸収層２７２にて熱が発生する。
【００９２】
また、集熱部ＦＬが存在しない領域を通過した光の一部は、第１光吸収層２７０にて吸収されて熱が発生する。また、支持部材（メンブレン）２１５の表面（第１光吸収層２７０と支持部材２１５との界面）で反射した光は、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の少なくとも一方に吸収され、これによって、第１光吸収層２７０あるいは第２光吸収層２７２にて熱が発生する。
【００９３】
そして、第２光吸収層２７２で発生した熱は、熱伝達部材２６０を介して効率的に熱検出素子としての焦電キャパシター２３０に伝達され、また、第１光吸収層２７０で発生した熱は、直接的に、あるいは熱伝達部材２６０を介して焦電キャパシター２３０に効率的に伝達される。熱伝達部材２６０における集熱部ＦＬが、例えば、焦電キャパシター２３０上を広く覆うように形成されている場合には（つまり図１（Ａ）の例では）、第１光吸収層２７０ならびに第２光吸収層２７２で発生した熱の多くを、その発生場所を問わずに、効率的に焦電キャパシター２３０に伝達することができる。よって、例えば、焦電キャパシター２３０から離れた箇所で発生した熱であっても、熱伝導率が高い熱伝達部材２６０を経由して、焦電キャパシター２３０に効率的に伝達することができる。
【００９４】
また、熱伝達部材２６０における集熱部ＦＬと、熱検出素子である焦電キャパシター２３０とは、熱伝達部材２６０における接続部ＣＮによって接続されていることから、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬを経由して伝達される熱を、接続部ＣＮを介して、熱検出素子である焦電キャパシター２３０に直接的に伝達することができる。また、熱伝達部材２６０の下に熱検出素子である焦電キャパシター２３０が位置する（平面視で重なる位置に設けられている）ことから、例えば、平面視における熱伝達部材２６０の中央部と、熱検出素子とを最短で接続することが可能である。よって、熱伝達に伴うロスを減らすことができ、また、専有面積の増大を抑制することができる。
【００９５】
また、図１（Ａ）に示されるように、第１光吸収層２７０ならびに第２光吸収層２７２は、平面視で、支持部材２１５上であって、熱検出素子である焦電キャパシター２３０の周囲に形成されている。したがって、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の広範囲で発生した熱は、焦電キャパシター２３０に、直接的に、あるいは、広範囲をカバーする広い面積をもつ熱伝達部材２６０を経由して間接的に、効率的に伝達される。つまり、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の広範囲で発生した熱は、焦電キャパシター２３０に、あらゆる方向（つまり、四方八方から）集まってくる。ここで、焦電キャパシター２３０は、平面視で、略正方形の熱伝達部材２６０の中央の下に位置している。よって、あらゆる方向から、熱伝達部材２６０を経由して集まってくる熱は、接続部ＣＮを経由して、最短距離で、焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に伝達される。よって、広範囲から、多くの熱を効率的に集約し、かつ、それらの熱を、最短距離で、ロスを最小限に抑制しつつ、焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に伝達することができる。よって、熱型光検出器２００の光検出感度をさらに高めることができる。また、熱型光検出器の応答速度も、より向上する。
【００９６】
本実施形態では、２層の光吸収層２７０，２７２によって熱を発生することから吸収効率が高まる。また、第１光吸収層２７０を介して熱を直接的に熱検出素子２３０に伝達することができる。よって、特許文献１に記載される赤外線検出素子ならびに特許文献２に記載される赤外線固体撮像素子と比較して、熱型光検出器の検出感度をより向上させることができる。また、本実施形態では、熱検出素子２３０は熱伝達部材２６０に接続されている。よって、応答速度は、特許文献１に記載される赤外線検出素子と同等に高い。また、本実施形態では、熱伝達部材２６０が直接に熱検出素子２３０に接続されているため、特許文献２に記載される赤外線固体撮像素子と比較して、より高い応答速度が得られる。
【００９７】
（熱型光検出器の動作等について）
図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示される本実施形態にかかる熱型光検出器（熱型光検出器）２００は、以下のように動作する。
【００９８】
すなわち、熱型光検出器２００に入射した光、すなわち、平面視で、支持部材（メンブレン）２１５の領域に入射する入射光（例えば赤外線）の一部は、まず第２光吸収層２７２で吸収され、その他は吸収されずに熱伝達部材２６０に到達する。熱伝達部材２６０は光反射特性を有することから、所定パターンをもつ集熱部ＦＬによって光は反射される。一方、集熱部ＦＬのパターンが設けられない領域では、光は反射されることなく、支持部材（メンブレン）２１５側に進入する。熱伝達部材２６０を透過した光の一部は、第１光吸収層２７０で吸収され、その他は、支持部材２１５の表面（第１光吸収層２７０と、支持部材２１５における載置部２１０との界面）、ならびに支持部材２１５に載置されている熱検出素子としての焦電キャパシター２３０に到達する。
【００９９】
支持部材２１５の表面（第１光吸収層２７０と、支持部材２１５における載置部２１０との界面）に到達した光の大部分は、支持部材（メンブレン）２１５の表面で反射される。例えば、第１光吸収層２７０がＳｉＯ２層（屈折率：１．４５）で構成され、支持部材（メンブレン）２１５が、ＳｉＮ膜（屈折率２．０）で構成される場合、第１光吸収層２７０の屈折率よりも、支持部材（メンブレン）２１５を構成する膜の屈折率（つまり、支持部材２１５の屈折率）の方が大きいことから、支持部材（メンブレン）２１５に到達した光のほとんどは、支持部材（メンブレン）２１５の表面で反射されることになる。
【０１００】
また、支持部材（メンブレン）２１５の構成要素として、例えばチタン（Ｔｉ）膜等の金属膜を設けて（特に、光が反射する表面に設けるのが好ましい）、支持部材（メンブレン）２１５の表面における光の反射率を高めることも有効である。支持部材（メンブレン）２１５の表面で反射された光は、第１光吸収層２７０や第２光吸収層２７２にて吸収される。
【０１０１】
入射した光が、上述のような挙動を示す場合における、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２における熱の発生、ならびに、発生した熱の、熱検出素子である焦電キャパシター２３０への伝達は、例えば、以下のように行われる。すなわち、熱型光検出器２００に入射した光の一部が、まず第２光吸収層２７２で吸収され、第２光吸収層２７２にて熱が発生する。また、熱伝達部材２６０で反射した光は、第２光吸収層２７２で吸収され、これによって第２光吸収層２７２にて熱が発生する。
【０１０２】
また、熱伝達部材２６０が設けられない領域を通過した光の一部は、第１光吸収層２７０にて吸収されて熱が発生する。また、支持部材２１５の表面（第１光吸収層２７０と、支持部材における載置部２１０との界面）で反射した光は、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の少なくとも一方に吸収され、これによって、第１光吸収層２７０あるいは第２光吸収層２７２にて熱が発生する。
【０１０３】
そして、第２光吸収層２７２で発生した熱は、熱伝達部材２６０を介して効率的に熱検出素子である焦電キャパシター２３０に伝達され、また、第１光吸収層２７０で発生した熱は、直接的に、あるいは熱伝達部材２６０を介して焦電キャパシター２３０に効率的に伝達される。
【０１０４】
すなわち、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、熱検出素子（焦電キャパシター）２３０上を広く覆うように形成されており、よって、第１光吸収層２７０ならびに第２光吸収層２７２で発生した熱の多くを、その発生場所を問わずに、効率的に熱検出素子（焦電キャパシター）２３０に伝達することができる。例えば、熱検出素子２３０から離れた箇所で発生した熱であっても、熱伝導率が高い熱伝達部材２６０を経由して、熱検出素子（焦電キャパシター）２３０に効率的に伝達することができる。
【０１０５】
また、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬと、焦電キャパシター２３０とは、熱伝達部材２６０の接続部ＣＮによって接続されていることから、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬを経由して伝達される熱を、接続部ＣＮを介して、焦電キャパシター２３０に直接的に伝達することができる。また、熱伝達部材２６０の下（直下）に熱検出素子としての焦電キャパシター２３０が位置する（平面視で重なる位置に設けられている）ことから、例えば、平面視における熱伝達部材２６０の中央部と、焦電キャパシター２３０とを最短で接続することが可能である。よって、熱伝達に伴うロスを減らすことができ、また、専有面積の増大を抑制することができる。
【０１０６】
このように、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に記載される熱型光検出器（ここでは焦電型赤外線検出器）によれば、２層（複数層）の光吸収層２７０，２７２における広範囲で発生した熱を、熱検出素子である焦電キャパシター２３０に効率的に伝達することができ、よって、小型の熱型光検出器（焦電型赤外線検出器）の光検出感度を大幅に向上させることができる。また、熱の伝達に要する時間が短縮されるため、熱型光検出器（焦電型赤外線検出器）の応答速度を高めることができる。
【０１０７】
また、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に記載される熱型光検出器（焦電型赤外線検出器）では、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２は、支持部材２１５（の載置部２１０）上において、平面視で、熱検出素子である焦電キャパシター２３０の周囲に形成されている。これによって、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の広範囲で発生した熱は、熱検出素子である焦電キャパシター２３０に、直接的に、あるいは熱伝達部材２６０を経由して間接的に、きわめて効率的に伝達される。よって、熱型光検出器（焦電型赤外線検出器）の光検出感度をさらに高めることができる。また、熱型光検出器（焦電型赤外線検出器）の応答速度も、より向上する。
【０１０８】
また、上述のとおり、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に記載される熱型光検出器（焦電型赤外線検出器）では、支持部材２１５の、焦電キャパシター２３０が載置される表面と第２光吸収層２７２の上面との間で、第１波長λ１に対する第１光共振器が構成されており、また、第２光吸収層２７２の下面と、第２光吸収層２７２の上面との間で、第１の波長λ１とは異なる第２の波長λ２に対する第２光共振器が構成されている。すなわち、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の膜厚を調整することによって、異なる共振波長をもつ２個の光共振器が構成されている。
【０１０９】
上述したように、支持部材２１５の表面（第１光吸収層２７０と、支持部材２１５における載置部２１０との界面）で反射した光は、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の少なくとも一方に吸収されるが、このとき、第１光共振器を構成することによって、各光吸収層における実効吸収率を高めることができる。
【０１１０】
第１光共振器は、例えば、いわゆるλ／４光共振器とすることができる。すなわち、第１波長をλ１としたとき、支持部材２１５の、焦電キャパシター２３０が載置される表面と第２光吸収層２７２の上面との間の距離（つまり、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の合計の膜厚）が、ｎ・（λ１／４）（ｎは１以上の整数）の関係を満足するように、第１光吸収層２７０および第２光吸収層２７２の膜厚が調整されている。これによって、入射した波長λ１の光と、支持部材２１５の表面で反射した波長λ１の光とが相互干渉よって打ち消され、第１光吸収層２７０ならびに第２光吸収層２７２における実効吸収率が高まる。
【０１１１】
また、上述のとおり、熱伝達部材２６０で反射した光は、第２光吸収層２７２で吸収されるが、このとき、第２光共振器を構成することによって、第２光吸収層２７２における実効吸収率を高めることができる。第２光共振器は、例えば、いわゆるλ／４光共振器とすることができる。
【０１１２】
すなわち、第２波長をλ２としたとき、第２光吸収層２７２の下面と第２光吸収層２７２の上面との間の距離（すなわち、第２光吸収層の膜厚）を、ｎ・（λ２／４）に設定することによって、第２光共振器を構成することができる。これによって、入射した波長λ２の光と、第２光吸収層の下面（第１光吸収層２７０と第２光吸収層２７２との界面）で反射した波長λ２の光とが相互干渉よって打ち消され、第２光吸収層２７２における実効吸収率を高めることができる。
【０１１３】
すなわち、図２に示すように、熱型光検出器の検出感度を有する波長帯域を広げることができる。図２は、２つの光共振器が構成される場合における、熱型光検出器の検出感度の一例を示す図である。図２に示される例では、第１光共振器による共振ピークＰ１が波長λ１（例えばλ１＝４μｍ）に出現し、第２光共振器による共振ピークＰ２が波長λ２（例えばλ２＝１２μｍ）に出現している。これらのピーク特性が合成されることによって、熱型光検出器２００の検出感度Ｐ３が広がる。つまり、広い波長域において検出感度をもつ熱型光検出器２００が実現される。なお、熱伝達部材２６０の材料として、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用いた場合においても、同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
このように、本実施形態の熱型光検出器によれば、熱検出素子から遠い箇所で発生した熱を、熱伝達部材（熱伝達層）２６０の集熱部ＦＬを経由して、熱検出素子である焦電キャパシター２３０に高速かつ効率的に集めることができる。また、光の波長の相互干渉を利用する（光の共振を利用する）ことによって、第１光吸収層２７０ならびに第２光吸収層２７２における光の実効的な吸収効率を高めることができ、また、熱型光検出器が検出感度を有する波長帯域を広げることもできる。
【０１１５】
（熱伝達部材のバリエーションについて）
次に、図３〜図１２を参照して、熱伝達部材２６０のパターンのバリエーションについて説明する。図３〜図１２において、前掲の図面と共通する部分には、同じ参照符号を付してある。また、図３〜図１２では、焦電キャパシター２３０を構成する焦電層２３２は省略されている。
【０１１６】
（図３の例）
まず、図３を参照する。図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの一例を示す図である。図３（Ａ）に示される例は、図１（Ａ）に示される例と同じである。すなわち、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、平面視で、接続部ＣＮを中心として、接続部ＣＮから支持部材（メンブレン）２１５の外縁に向かう方向（八方）に延在する複数の延在部Ｋ１〜Ｋ８を備える放射状パターンを有している。
【０１１７】
延在部Ｋ１〜Ｋ８のうちの隣接する２つの延在部間には、光反射材料は存在しない。したがって、この領域から、光は、支持部材（メンブレン）２１５側に進入することができる。よって、第２熱吸収層２７２の下に位置する第１熱吸収層２７０においても、光吸収によって熱が発生する。また、各延在部Ｋ１〜Ｋ８は、平面視で、熱型検出素子としての焦電キャパシター２３０が設けられている領域を超えて延在している。よって、焦電キャパシター２３０から遠い位置にて発生した熱であっても、集熱部ＦＬにおける延在部Ｋ１〜Ｋ８を経由して、焦電キャパシター２３０に効率的に伝達することができる。
【０１１８】
図３（Ａ）の例によれば、上方（つまり第２光吸収層２７０側）から入射する光のかなり多くを、支持部材２１５側に通過させることが容易にできる。よって、例えば、熱検出素子としての焦電キャパシター２３０に近い第１光吸収層２７２にて多くの熱を発生させることができる。また、延在部Ｋ１〜Ｋ８の長さを長くすることによって、平面視で、熱検出素子としての焦電キャパシター２３０から遠い位置において発生した熱であっても、延在部を介して、効率的に熱検出素子に集熱することが可能となる。
【０１１９】
また、図３（Ａ）に示される、複数の延在部Ｋ１〜Ｋ８を備える形状は、平面視で、接続部ＣＮを中心として点対称の形状である。すなわち、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬが、平面視で、接続部ＣＮを中心として点対称のパターンを有する。
【０１２０】
熱検出素子としての焦電キャパシター２３０は、平面視で、略正方形や円形の形状を有することができ、熱伝達部材２６０の接続部ＣＮは、焦電キャパシター２３０の略正方形や円の中心付近に設けることができる。そして、集熱部ＦＬのパターンは、この接続部ＣＮに対して１８０度回転すると元の図形に重なるようなパターン（点対称パターン）とすることができる。点対称パターンの採用によって、焦電キャパシター２３０（あるいは接続部ＣＮ）の周囲（四方八方）において発生した熱を、効率的に、かつバランス良く、焦電キャパシター２３０に集熱することができる。
【０１２１】
図３（Ｂ）に示される例では、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、環状パターンと十字パターンとを組み合わせたパターンを有する。すなわち、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、平面視で、接続部ＣＮを中心として、接続部ＣＮから支持部材（メンブレン）２１５の外縁に向かう方向（四方）に延在する複数の延在部Ｋ１〜Ｋ４を備える十字状パターンと、延在部Ｋ１〜Ｋ４の先端部同士を共通に接続するように設けられた環状部（ここでは略正方形の環状部）ＣＬと、を有している。この環状部ＣＬは、平面視で、接続部ＣＮを囲むように配設されている。
【０１２２】
環状部ＣＬの形状は、例えば、多角形（四角形等を含む）や円を含むことができる。環状部ＣＬを設けることによって、焦電キャパシター２３０の周囲領域、特に、焦電キャパシター２３０からの距離が離れている周囲領域において発生した熱を、環状部ＣＬによって、焦電キャパシター２３０に効率的に集熱することができる。
【０１２３】
また、環状部ＣＬの内側の領域には、環状部ＣＬの一部と他の一部とを結ぶ線状部（Ｋ１とＫ３からなる直線部、ならびにＫ２とＫ４とからなる直線部）を有している。これら線状部は、熱伝達部材２６０の接続部ＣＮに接続されている。よって、環状部ＣＬ、線状部（Ｋ１とＫ２，Ｋ３とＫ４）ならびに接続部ＣＮを経由して、周辺で発生した熱を焦電キャパシター２３０に、効果的に伝達することができる。
【０１２４】
また、環状部ＣＬは、線状部（Ｋ１とＫ２，Ｋ３とＫ４）の力学的な強度を高める補強部材としても機能する。よって、例えば、線状部（Ｋ１とＫ２，Ｋ３とＫ４）の撓みや変形が効果的に防止される。例えば、線状部（Ｋ１とＫ２，Ｋ３とＫ４）に撓みや変形が生じると、その表面で光が反射する際に乱反射等が生じやすくなる。環状部ＣＬによって、線状部の撓みや変形が抑制されれば、上述のような不都合が生じるにくくなる。
【０１２５】
（図４の例）
図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示される例では、先に示した図３（Ｂ）の例と同様に、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、環状パターンＣＬと、複数の延在部（Ｋ１〜Ｋ４、Ｋ１〜Ｋ８）を有するパターンとを組み合わせてなるパターンを有している。
【０１２６】
但し、図４（Ａ）の例では、４本の延在部Ｋ１〜Ｋ４によって×形状が形成されている。また、図４（Ｂ）の例では、８本の延在部Ｋ１〜Ｋ８によって放射状の形状が形成されている。得られる効果は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）の例と同様である。
【０１２７】
なお、突起部の本数を変えることによって、熱伝達部材２６０における集熱部ＦＬの平面視における面積と、熱伝達部材２６０が設けられない領域の面積との比を変化させることができる。環状部ＣＬは、上述のとおり、環状部ＣＬの内側の領域に配置される線状部（Ｋ１〜Ｋ４あるいはＫ１〜Ｋ８）を力学的な強度を高める機能も有している。
【０１２８】
（図５および図６の例）
図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図５（Ａ）の例では、複数の延在部Ｋ１〜Ｋ４の先端には、各延在部Ｋ１〜Ｋ４の先端から枝分かれした複数本の枝部（ここでは３本の枝）を含む分岐枝部Ｇ１〜Ｇ４が設けられている。なお、分岐枝部は分岐部ということもできる。なお、分岐枝部Ｇ１〜Ｇ４を設ける箇所は、複数の延在部Ｋ１〜Ｋ４の先端には限定されない。また、好ましくは、複数の延在部Ｋ１〜Ｋ４の各々に延在部Ｋ１〜Ｋ４を設けるのがよいが、これに限定されない。分岐枝部は、複数の延在部Ｋ１〜Ｋ４の少なくとも一本に設けることができる。また、分岐枝部Ｇ１〜Ｇ４は、延在部Ｋ１〜Ｋ４の線状部から分岐して設けられる。
【０１２９】
また、図５（Ｂ）の例では、複数の延在部Ｋ１〜Ｋ４には、各延在部Ｋ１〜Ｋ４の、接続部ＣＮを始点とする延在方向に対して屈曲して延在する屈曲部（この屈曲部は二叉に分岐された分岐部とみることもできる）Ｊ１〜Ｊ４が設けられている。
【０１３０】
延在部Ｋ１〜Ｋ４の、例えば先端に、さらに、分岐枝部Ｇ１〜Ｇ４や屈曲部Ｊ１〜Ｊ４を接続する（設ける）ことによって、平面視で、焦電キャパシター２３０から遠い位置において発生した熱であっても、分岐枝部Ｇ１〜Ｇ４や屈曲部Ｊ１〜Ｊ４ならびに延在部Ｋ１〜Ｋ４を介して、効率的に焦電キャパシター２３０に、熱を伝達することができる。また、分岐枝部Ｇ１〜Ｇ４や屈曲部Ｊ１〜Ｊ４を設けることによって、熱伝達部材２６０における集熱部ＦＬの全体の面積が増大する。よって、より広範な領域で発生した熱を、焦電キャパシター２３０に集熱することができる。
【０１３１】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図６（Ａ）の例では、図５（Ａ）に示される集熱部ＦＬのパターンに、さらに、環状部ＣＬが追加されている。また、図６（Ｂ）の例では、複数の延在部Ｋ１〜Ｋ４の各々の先端（一例であってこれに限定されるものではない）には、各延在部Ｋ１〜Ｋ４の、接続部ＣＮを始点とする延在方向に対して屈曲して延在する屈曲部Ｊ５〜Ｊ８が接続されている。得られる効果は、図５（Ａ）および図５（Ｂ）の例と同様である。
【０１３２】
（図７の例）
図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図７（Ａ）の例では、図４（Ａ）の例における、平面視で四角形の環状部ＣＬを、平面視で円形の環状部ＣＬに置換したパターンが採用されている。図７（Ｂ）の例では、図７（Ａ）の例におけるパターンに、さらに、内側の環状部ＢＬを追加したパターンが採用されている。得られる効果は、前掲の例と同様である。
【０１３３】
（図８の例）
図８（Ａ）および図８（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図８（Ａ）の例では、平面視で、環状部ＣＬの一部から、支持部材（メンブレン）２１５の外縁に向かう方向に延在する、環状部用の延在部Ｑ１〜Ｑ４が設けられている。これによって、焦電キャパシター２３０から、より遠い位置において発生した熱であっても、環状部用の延在部Ｑ１〜Ｑ４，環状部ＣＬならびに４本の延在部Ｋ１〜Ｋ４（さらに内側の環状部ＢＬ）を経由して、効率的に、焦電キャパシター２３０に集熱することができる。また、環状部用の延在部Ｑ１〜Ｑ４を設けることによって、集熱部ＦＬの全体の面積が増大する。よって、より広範な領域で発生した熱を、焦電キャパシター２３０に集熱することができる。
【０１３４】
図８（Ｂ）は、環状部用の延在部Ｑ１〜Ｑ４を設ける例の変形例である。図８（Ｂ）の例では、熱伝達部材２６０の集熱部ＦＬは、中央部に位置する、比較的小面積の、円形の光反射面Ｘ１を有する。
【０１３５】
この光反射面Ｘ１は、外周が閉じた形状を有する点で、広義の環状部とみることもできる。図８の例では、広義の環状部としての光反射面Ｘ１に、環状部用の延在部Ｑ１〜Ｑ４を接続している。光反射面Ｘ１が小面積であることから、その周囲には、入射光を通過させる領域Ｙ１〜Ｙ４が存在し、この領域Ｙ１〜Ｙ４を経由して、入射光の一部は、支持部材（メンブレン）２１５側に進入することができる。
【０１３６】
環状部用の延在部Ｑ１〜Ｑ４が設けられていることによって、焦電キャパシター２３０から、より遠い位置において発生した熱であっても、焦電キャパシター２３０に集熱することができる。また、環状部用の延在部Ｑ１〜Ｑ４を設けることによって、集熱部ＦＬの全体の面積を増やすことができる。
【０１３７】
（図９の例）
図９（Ａ）および図９（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示される例では、熱伝達部材２６０における集熱部ＦＬのパターンとして、平面視で、複数の孤立パターンと、各孤立パターン毎に設けられた接続部と、を有するパターンが採用されている。
【０１３８】
図９（Ａ）の例では、集熱部ＦＬは、４つの孤立パターンＦＬａ１、ＦＬｂ１、ＦＬｃ１ならびにＦＬｄ１を有する。４つの孤立パターンＦＬａ１、ＦＬｂ１、ＦＬｃ１ならびにＦＬｄ１の各々は、接続部ＣＮ１〜ＣＮ４の各々から２分岐された、互いに直交する２本の枝部を有するパターンを有する。
【０１３９】
孤立パターンＦＬａ１に対応して接続部ＣＮ１が設けられている。孤立パターンＦＬａ１は、接続部ＣＮ１を介して焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続されている。同様に、孤立パターンＦＬｂ１に対応して接続部ＣＮ２が設けられている。孤立パターンＦＬｂ１は、接続部ＣＮ２を介して焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続されている。また、孤立パターンＦＬｃ１に対応して接続部ＣＮ３が設けられている。孤立パターンＦＬｃ１は、接続部ＣＮ３を介して焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続されている。また、孤立パターンＦＬｄ１に対応して接続部ＣＮ４が設けられている。孤立パターンＦＬｄ１は、接続部ＣＮ４を介して焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続されている。
【０１４０】
また、図９（Ｂ）の例では、集熱部ＦＬは、４つの孤立パターンＦＬａ２、ＦＬｂ２、ＦＬｃ２ならびにＦＬｄ２を有する。
【０１４１】
図９（Ｂ）の例では、集熱部ＦＬは、４つの孤立パターンＦＬａ２、ＦＬｂ２、ＦＬｃ２ならびにＦＬｄ２を有する。４つの孤立パターンＦＬａ２、ＦＬｂ２、ＦＬｃ２ならびにＦＬｄ２の各々は、接続部ＣＮ１〜ＣＮ４の各々から３分岐された３本の枝部を有するパターンを有する。
【０１４２】
孤立パターンＦＬａ２に対応して接続部ＣＮ１が設けられている。孤立パターンＦＬａ２は、接続部ＣＮ１を介して焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続されている。同様に、孤立パターンＦＬｂ２に対応して接続部ＣＮ２が設けられている。孤立パターンＦＬｂ２は、接続部ＣＮ２を介して焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続されている。また、孤立パターンＦＬｃ２に対応して接続部ＣＮ３が設けられている。孤立パターンＦＬｃ２は、接続部ＣＮ３を介して焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続されている。また、孤立パターンＦＬｄ２に対応して接続部ＣＮ４が設けられている。孤立パターンＦＬｄ２は、接続部ＣＮ４を介して焦電キャパシター２３０の上部電極（第２電極）２３６に接続されている。
【０１４３】
このように、図９（Ａ）および図９（Ｂ）の例では、孤立パターン（Ｆｌａ１〜ＦＬｄ１，ＦＬａ２〜ＦＬｄ２）毎に接続部（Ｃ１〜Ｃ４）が設けられており、各孤立パターンで集熱された熱は、各接続部を経由して、焦電キャパシター２３０に伝達される。なお、各孤立パターンは、共通のパターンであってよく、また、各孤立バターン毎に異なるパターンとすることもできる。図９（Ａ）および図９（Ｂ）の例では、熱伝達部材２６０における集熱部ＦＬのパターンのバリエーションを豊富化することが容易である。
【０１４４】
また、例えば、接続部（ＣＮ１〜ＣＮ４）を中心として、その周囲（例えば四隅）に孤立パターンを配置するレイアウト（図９（Ａ），図９（Ｂ）に示されるようなレイアウト）を採用すれば、焦電キャパシター２３０から遠い位置にある周辺領域で発生した熱を、バランス良く、かつ効率的に焦電キャパシター２３０に伝達することができる。
【０１４５】
（図１０〜図１２の例）
図１０〜図１２に示される例では、熱伝達部材２６０における集熱部ＦＬのパターンとして、閉じた形状をもつ外周によって決定される領域が少なくとも一つの切り欠き部を内包する形状（パターン）を採用する。この例では、集熱部ＦＬにおける光を反射する領域（すなわち光反射面）の面積と切り欠き部（穴部）の面積との比を調整することによって、反射光と通過光の割合を決めることができる。
【０１４６】
図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図１０（Ａ）の例では、平面視で略正方形の光反射面Ｘ２には、焦電キャパシター２３０の四辺の各々に沿って、４つの、略正方形の切り欠き部Ｙ５〜Ｙ８が設けられている。また、図１０（Ｂ）の例では、光反射面Ｘ２には、平面視で、焦電キャパシター２３０の四隅に、４つの、略正方形の切り欠き部Ｙ９〜Ｙ１１が設けられている。
【０１４７】
図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図１１（Ａ）の例では、光反射面Ｘ２には、平面視で、焦電キャパシター２３０の四辺に沿って、かつ四隅において、８つの、略長方形の切り欠き部Ｙ１３〜Ｙ２０設けられている。また、図１１（Ｂ）の例では、光反射面Ｘ２には、平面視で、焦電キャパシター２３０の四隅において、８つの、略長方形の切り欠き部Ｙ２１〜Ｙ２８が設けられている。
【０１４８】
図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）は、熱伝達部材のパターンの他の例を示す図である。図１２（Ａ）の例では、平面視で略正方形の光反射面Ｘ２には、焦電キャパシター２３０の四辺に沿って４つの、三角形の切り欠き部Ｙ２９〜Ｙ３２設けられている。また、図１２（Ｂ）の例では、平面視で円形の光反射面Ｘ２には、焦電キャパシター２３０の四隅に、４つの、三角形の切り欠き部Ｙ３３〜Ｙ３６が設けられている。
【０１４９】
図１０〜図１２の例では、集熱部ＦＬにおける光を反射する領域（すなわち光反射面Ｘ２またはＸ３）の面積と、切り欠き部（Ｙ５〜Ｙ３６）の面積との比を調整することによって、反射光（入射光のうちの光反射面で反射する光）と通過光（切り欠き部を通過する光）の割合を決めることができる。また、切り欠き部（Ｙ５〜Ｙ３６）の形状や位置を調整することによって、支持部材２１５側への光の進入が可能な領域を、焦電キャパシター２３０上において、適宜、決定することができる。よって、第１光吸収層２７０や第２光吸収層２７２で発生した熱を、効率的に焦電キャパシター２３０に伝達できる集熱部ＦＬのパターンを、設計の自由度を確保しつつ、比較的容易に実現することができる。
【０１５０】
（第２の実施形態）
本実施形態では、図１３〜図１５を参照して、熱型光検出器の製造方法について説明する。まず、図１３（Ａ）〜図１３（Ｅ）を参照する。図１３（Ａ）〜図１３（Ｅ）は、熱型光検出器の製造方法における、第１光吸収層を形成するまでの主要な工程を示す図である。
【０１５１】
図１３（Ａ）に示される工程では、シリコン基板（トランジスター等の素子を有してもよい）を用意し、このシリコン基板１０上に、絶縁層を含む構造体（例えば、多層配線構造体）１００を形成する。絶縁層を含む構造体１００上に、エッチングストッパー膜１３０ａを形成し、さらに、犠牲層（例えば、ＳｉＯ２層）１０１を形成する。
【０１５２】
図１３（Ｂ）の工程では、犠牲層１０１上にエッチングストッパー膜１３０ｂを形成する。次に、支持部材（メンブレン）２１５となる厚膜（例えば、３層の積層膜で構成される厚膜）を形成する。
【０１５３】
図１３（Ｃ）の工程では、支持部材（メンブレン）２１５に、下部電極（第１電極）２３４、焦電材料層（ＰＺＴ層）２３２ならびに上部電極（第２電極）２３６を積層形成して、熱検出素子としての焦電キャパシター２３０を形成する。焦電キャパシター２３０の形成方法として、例えば、アトミックレイヤーＣＶＤ法を用いることができる。次に、焦電キャパシター２３０を覆うように絶縁層２５０を形成する。絶縁層２５０は、例えばＣＶＤ法によって形成することができる。続いて、絶縁層２５０をパターニングする。
【０１５４】
図１３（Ｅ）の工程では、焦電キャパシター２３０を覆う絶縁層２５０において、第１コンタクトホール２５２を形成し、続いて、金属材料層を堆積し、次に、その金属材料層をパターニングすることによって、上部電極（第２電極）２３６に接続される電極（ならびに配線）２２６を形成する。なお、図１３（Ｅ）の工程では、併せて、下部電極（第１電極）に接続される電極ならびに配線（不図示）も形成される。
【０１５５】
図１３（Ｅ）の工程では、ＣＶＤ法によって第１光吸収層（ＳｉＯ２層等）２７０を形成する。次に、その表面を、例えば、ＣＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリッシング）によって平坦化する。
【０１５６】
次に、図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）を参照する。図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は、熱型光検出器の製造方法における、第１光吸収層ならびに第２光吸収層をパターニングするまでの主要な工程を示す図である。図１４（Ａ）の工程では、第１光吸収層２７０に、第２コンタクトホール２５４を形成する。続いて、酸化アルミニウム（アルミナ：ＡｌＯｘ）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の、高い熱伝導率と光透過性を有する材料を堆積し、パターニングすることによって、熱伝達部材（熱伝達層）２６０を形成する。熱伝達部材２６０は、集熱部ＦＬおよび接続部ＣＮを有する。第２コンタクトホール２５４内には、アルミナ等の材料が充填される。アルミナ等の材料が充填された部分２３８によって接続部ＣＮが構成される。
【０１５７】
図１４（Ｂ）の工程では、第１光吸収層２７０上に、第２光吸収層となる材料層（ＳｉＯ２層等）を堆積した後、パターニングする。これによって、第２光吸収層２７２が形成される。図１４（Ｃ）の工程では、第１光吸収層２７０をパターニングする。
【０１５８】
次に、図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）を参照する。図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）は、熱型光検出器の製造方法における、熱型光検出器が完成するまでの主要な工程を示す図である。図１５（Ａ）の工程では、支持部材（メンブレン）２１５をパターニングする。これによって、載置部２１０、第１アーム部２１２ａならびに第２アーム部２１２ｂが形成される。図１５（Ａ）において、パターニングによって除去された部分（開口部）には参照符号ＯＰを付してある。
【０１５９】
図１５（Ｂ）の工程では、例えば、ウエットエッチングによって犠牲層１０１を選択的に除去する。これによって、空洞部（熱分離空洞部）１０２が形成される。支持部材２１５の載置部２１０は、空洞部１０２によって、基部（基板１０、絶縁層を含む構造体１００ならびにエッチングストッパー膜１３０ａからなる）から分離される。したがって、支持部材２１５を経由した放熱が抑制される。このようにして、熱型光検出器が完成する。
【０１６０】
（第３の実施形態）
図１６は、熱型光検出器の他の例を示す図である。図１６に示される熱型光検出器２００では、一つの熱検出素子毎に空洞部１０２が形成され、支持部材（メンブレン）２１５は、空洞部１０２の周囲の構造体（基部の一部）によって支持される。また、基板の、平面視で、熱検出素子に重なる領域には、回路構成要素（ここではＭＯＳトランジスター）が形成されており、このＭＯＳトランジスターは、多層配線を経由して、熱検出素子である焦電キャパシター２３０に接続される。また、図１６の例では、熱伝達部材２６０が、配線としても利用されている。
【０１６１】
すなわち、基板（シリコン基板）１０には、ソース層（Ｓ）ならびにドレイン（Ｄ）層が形成され、また、基板１０上に、ゲート絶縁膜ＩＮＳとゲート電極（例えばポリシリコンゲート電極）Ｇが形成されており、これらによって、回路構成要素であるＭＯＳトランジスターが形成されている。
【０１６２】
基板１０上には、絶縁層を含む構造体１００が形成されている。基板１０ならびに絶縁層を含む構造体１００によって基部（ベース）が構成される。
【０１６３】
絶縁層を含む構造体１００は、多層構造体で構成され、より具体的には、多層配線構造体で構成される。多層配線構造体は、第１絶縁層１００ａと、第２絶縁層１００ｂと、第３絶縁層１００ｃと、第１コンタクトプラグＣＰ１と、第１層目配線Ｍ１と、第２コンタクトプラグＣＰ２と、第２層目配線Ｍ２と、第３コンタクトプラグＣＰ３と、を含む。第３絶縁層１００ｃの一部が、選択的に除去されることによって、空洞部（熱分離空洞部）１０２が形成される。
【０１６４】
支持部材（メンブレン）２１５の載置部２１０上には、熱検出素子としての焦電キャパシター２３０が形成されている。また、熱伝達部材２６０は、第１光吸収層２７０と第２光吸収層２７２とによって挟まれて形成されている。
【０１６５】
支持部材（メンブレン）２１５と、焦電キャパシター２３０と、第１光吸収層２７０と第２光吸収層２７２と、熱伝達部材２６０と、第４コンタクトプラグＣＰ４と、第３層目配線Ｍ３と、第５コンタクトプラグＣＰ５と、によって素子構造体１６０が構成される。上述したとおり、熱伝達部材２６０は、熱検出素子である焦電キャパシター２３０を他の素子（ここでは、基板１０に形成されたＣＭＯＳトランジスター）に接続する配線の一部を兼ねている。
【０１６６】
すなわち、熱伝達部材２６０は、上述のとおり、例えば、ＡｌＮやＡｌＯｘ等の金属化合物で構成することができるが、金属を主成分とする材料は電気伝導も良好であることから、熱伝達部材２６０は、熱検出素子を他の素子に接続する配線（配線の一部を含む）としても利用することが可能である。熱伝達部材２６０を、配線としても利用することによって、配線を別途、設ける必要がなくなり、製造工程の簡素化を図ることができる。
【０１６７】
（第４の実施形態）
図１７は、熱型光検出装置（熱型光検出アレイ）の回路構成の一例を示す回路図である。図１７の例では、複数の光検出セル（すなわち、熱型光検出器２００ａ〜２００ｄ等）が、２次元的に配置されている。複数の光検出セル（熱型光検出器２００ａ〜２００ｄ等）の中から一つの光検出セルを選択するために、走査線（Ｗ１ａ，Ｗ１ｂ等）と、データ線（Ｄ１ａ，Ｄ１ｂ等）が設けられている。
【０１６８】
第１の光検出セルとしての熱型光検出器２００ａは、熱形光検出素子５としての圧電コンデンサーＺＣと、素子選択トランジスターＭ１ａと、を有する。圧電コンデンサーＺＣの両極の電位関係は、ＰＤｒ１に印加する電位を切り換えることによって反転することができる（この電位反転によって、機械的なチョッパーを設ける必要がなくなる）。なお、他の光検出セルも同様の構成である。１つの光検出セルが占める領域のサイズは、例えば２０μｍ×２０μｍである。
【０１６９】
データ線Ｄ１ａの電位は、リセットトランジスターＭ２をオンすることによって初期化することができる。検出信号の読み出し時には、読み出しトランジスターＭ３がオンする。焦電効果によって生じる電流は、Ｉ／Ｖ変換回路５１０によって電圧に変換され、アンプ６００によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器７００によってデジタルデータに変換される。
【０１７０】
本実施形態では、複数の熱型光検出器が２次元的に配置された（例えば、直交２軸（Ｘ軸およびＹ軸）の各々に沿ってアレイ状に配置された）、熱型光検出装置（熱型光アレイセンサー）が実現される。
【０１７１】
（第５の実施形態）
本実施形態では、電子機器について説明する。
【０１７２】
（赤外線カメラ）
図１８に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として赤外線カメラ４００Ａの構成例を示す。この赤外線カメラ４００Ａは、光学系４００、センサーデバイス（焦電型検出装置）４１０、画像処理部４２０、処理部４３０、記憶部４４０、操作部４５０、表示部４６０を含む。
【０１７３】
光学系４００は、例えば１又は複数のレンズや、これらのレンズを駆動する駆動部などを含む。そしてセンサーデバイス４１０への物体像の結像などを行う。また必要であればフォーカス調整なども行う。
【０１７４】
センサーデバイス４１０は、上述した本実施形態の焦電型検出器２００を二次元配列させて構成され、複数の行線（ワード線、走査線）と複数の列線（データ線）が設けられる。センサーデバイス４１０は、二次元配列された検出器に加えて、行選択回路（行ドライバー）と、列線を介して検出器からのデータを読み出す読み出し回路と、Ａ／Ｄ変換部等を含むことができる。二次元配列された各検出器からのデータを順次読み出すことで、物体像の撮像処理を行うことができる。
【０１７５】
画像処理部４２０は、センサーデバイス４１０からのデジタルの画像データ（画素データ）に基づいて、画像補正処理などの各種の画像処理を行う。
【０１７６】
処理部４３０は、赤外線カメラ４００Ａの全体の制御を行い、赤外線カメラ４００Ａ内の各ブロックの制御を行う。この処理部４３０は、例えばＣＰＵ等により実現される。記憶部４４０は、各種の情報を記憶するものであり、例えば処理部４３０や画像処理部４２０のワーク領域として機能する。操作部４５０は、ユーザーが赤外線カメラ４００Ａを操作するためのインターフェースとなるものであり、例えば各種ボタンやＧＵＩ（Graphical User Interface）画面などにより実現される。表示部４６０は、例えばセンサーデバイス４１０により取得された画像やＧＵＩ画面などを表示するものであり、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの各種のディスプレイにより実現される。
【０１７７】
このように、１セル分の焦電型検出器を赤外線センサー等のセンサーとして用いる他、１セル分の焦電型検出器を二軸方向例えば直交二軸方向に二次元配置することでセンサーデバイス４１０を構成することができ、こうすると熱（光）分布画像を提供することができる。このセンサーデバイス４１０を用いて、サーモグラフィー、車載用ナイトビジョンあるいは監視カメラなどの電子機器を構成することができる。
【０１７８】
もちろん、１セル分または複数セルの焦電型検出器をセンサーとして用いることで物体の物理情報の解析（測定）を行う解析機器（測定機器）、火や発熱を検知するセキュリティー機器、工場などに設けられるＦＡ（Factory Automation）機器などの各種の電子機器を構成することもできる。
【０１７９】
（運転支援装置）
図１９に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として、運転支援装置６００の構成例を示す。この運転支援装置６００は、運転支援装置６００を制御するＣＰＵを備えた処理ユニット６１０と、車両外部の所定撮像領域に対して赤外線を検出可能な赤外線カメラ６２０と、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサー６３０と、車両の走行速度を検出する車速センサー６４０と、運転者のブレーキ操作の有無を検出するブレーキセンサー６５０と、スピーカー６６０と、表示装置６７０とを備えて構成されている。
【０１８０】
この運転支援装置６００の処理ユニット６１０は、例えば赤外線カメラ６２０の撮像により得られる自車両周辺の赤外線画像と、各センサー６３０〜６５０により検出される自車両の走行状態に係る検出信号とから、自車両の進行方向前方に存在する物体及び歩行者などの対象物を検出し、検出した対象物と自車両との接触が発生する可能性があると判断したときに、スピーカー６６０または表示装置６７０により警報を出力する。
【０１８１】
また、たとえば図２０に示すように、赤外線カメラ６２０は、車両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６７０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）６７１などを備えて構成されている。
【０１８２】
（セキュリティー機器）
図２１に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として、セキュリティー機器７００の構成例を示す。
【０１８３】
セキュリティー機器７００は、少なくとも監視エリアを撮影する赤外線カメラ７１０と、監視エリアへの侵入者を検知する人感センサー７２０と、赤外線カメラ７１０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動き検知処理部７３０と、人感センサー７２０の検知処理を行う人感センサー検知処理部７４０と、赤外線カメラ７１０から出力された画像データを所定の方式で圧縮する画像圧縮部７５０と、圧縮された画像データや侵入者検知情報の送信や外部装置からセキュリティー機器７００への各種設定情報などを受信する通信処理部７６０と、セキュリティー機器７００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ＣＰＵで行う制御部７７０とを備えて構成されている。
【０１８４】
動き検知処理部７３０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。そして動き検出処理部７３０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。
【０１８５】
また、たとえば軒下に設置されているセキュリティー機器７００と、セキュリティー機器７００に組み込まれている赤外線カメラ７１０の撮像エリアＡ１と、人感センサー７２０の検知エリアＡ２を側面から示したものを図２２に示す。
【０１８６】
（ゲーム機器）
図２３および図２４に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として、前述のセンサーデバイス４１０を用いたコントローラー８２０を含むゲーム機器８００の構成例を示す。
【０１８７】
図２３に示すように、図２４のゲーム機器８００に用いられるコントローラー８２０は、撮像情報演算ユニット８３０と、操作スイッチ８４０と、加速度センサー８５０と、コネクター８６０と、プロセッサー８７０と、無線モジュール８８０と、を備えて構成される。
【０１８８】
撮像情報演算ユニット８３０は、撮像ユニット８３１と、この撮像ユニット８３１で撮像した画像データを処理するための画像処理回路８３５を有する。撮像ユニット８３１は、センサーデバイス８３２（図１８のセンサーデバイス４１０）を含み、その前方には、赤外線フィルター（赤外線だけを通すフィルター）８３３及び光学系（レンズ）８３４を配置している。そして、画像処理回路８３５は、撮像ユニット８３１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。
【０１８９】
プロセッサー８７０は、操作スイッチ８４０からの操作データと、加速度センサー８５０からの加速度データおよ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８８０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８９０から電波信号として出力する。
【０１９０】
なおコントローラー８２０に設けられているコネクター８６０を通して入力されたデータもプロセッサー８７０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８８０とアンテナ８９０を介して出力される。
【０１９１】
図２４に示すように、ゲーム機器８００は、コントローラー８２０と、ゲーム機本体８１０と、ディスプレイ８１１と、ＬＥＤモジュール８１２Ａおよび８１２Ｂとを備え、プレイヤー８０１が一方の手でコントローラー８２０を把持してゲームをプレイすることができる。そして、コントローラー８２０の撮像ユニット８３１をディスプレイ８１１の画面８１３を向くようにすると、ディスプレイ８１１の近傍に設置された二つのＬＥＤモジュール８１２Ａおよび８１２Ｂから出力される赤外線を撮像ユニット８３１が検知して、コントローラー８２０は、二つのＬＥＤモジュール８１２Ａ，８１２Ｂ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８２０から無線でゲーム機本体８１０に送信され、ゲーム機本体８１０で受信される。プレイヤー８０１がコントローラー８２０を動かすと、輝点の位置や大きさのデータが変化するため、それを利用して、ゲーム機本体８１０はコントローラー８２０の動きに対応した操作信号を取得できるので、それにしたがってゲームを進行させることができる。
【０１９２】
（体温測定装置）
図２５に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として、体温測定装置９００の構成例を示す。
【０１９３】
図２５に示すように、体温測定装置９００は、赤外線カメラ９１０と、体温分析装置９２０と、情報通信装置９３０と、ケーブル９４０とを備えて構成されている。赤外線カメラ９１０は、図示しないレンズなどの光学系と前述のセンサーデバイス４１０を含んで構成されている。
【０１９４】
赤外線カメラ９１０は所定の対象領域を撮影し、撮影された対象者９０１の画像情報を、ケーブル９４０を経由して体温分析装置９２０に送信する。体温分析装置９２０は、図示しないが、赤外線カメラ９１０からの熱分布画像を読み取る画像読取処理ユニットと、画像読取処理ユニットからのデータと画像分析設定テーブル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とを含み、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９３０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、撮影領域内に複数の対象者９０１を含んでいると判断した場合には、対象者９０１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。
【０１９５】
（特定物質探知装置）
図２６に本実施形態の焦電型検出器または焦電型検出装置を含む電子機器の例として、前述のセンサーデバイス４１０の焦電型検出器の光吸収材の吸収波長をテラヘルツ域としたセンサーデバイスをテラヘルツ光センサーデバイスとして用い、テラヘルツ光照射ユニットと組み合わせて特定物質探知装置１０００を構成した例を示す。
【０１９６】
特定物質探知装置１０００は、制御ユニット１０１０と、照射光ユニット１０２０と、光学フィルター１０３０と、撮像ユニット１０４０と、表示部１０５０とを備えて構成されている。撮像ユニット１０４０は、図示しないレンズなどの光学系と前述の焦電型検出器の光吸収材の吸収波長をテラヘルツ域としたセンサーデバイスを含んで構成されている。
【０１９７】
制御ユニット１０１０は、本装置全体を制御するシステムコントローラーを含み、該システムコントローラーは制御ユニットに含まれる光源駆動部および画像処理ユニットを制御する。照射光ユニット１０２０は、テラヘルツ光（波長が１００μｍ〜１０００μｍの範囲にある電磁波を指す。）出射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１０６０に照射する。人物１０６０からの反射テラヘルツ光は、探知対象である特定物質１０７０の分光スペクトルのみを通過させる光学フィルター１０３０を介して撮像ユニット１０４０に受光される。撮像ユニット１０４０で生成された画像信号は、制御ユニット１０１０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１０５０へ出力される。そして人物１０６０の衣服内等に特定物質１０７０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１０７０の存在が判別できる。
【０１９８】
以上、いくつかの電子機器の実施形態について説明したが、上記実施形態の電子機器は説明した構成に限定されず、その構成要素の一部（例えば光学系、操作部、表示部等）を省略し、あるいは他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【０１９９】
（センサーデバイス）
図２７（Ａ）に図１８のセンサーデバイス４１０の構成例を示す。このセンサーデバイスは、センサーアレイ５００と、行選択回路（行ドライバー）５１０と、読み出し回路５２０を含む。またＡ／Ｄ変換部５３０、制御回路５５０を含むことができる。行選択回路（行ドライバー）５１０と読み出し回路５２０を駆動回路と称する。このセンサーデバイスを用いることで、図５に示す、たとえばナイトビジョン機器などに用いられる赤外線カメラ４００Ａなどを実現できる。
【０２００】
センサーアレイ５００には、例えば図１７に示すように二軸方向に複数のセンサーセルが配列（配置）される。また複数の行線（ワード線、走査線）と複数の列線（データ線）が設けられる。なお行線及び列線の一方の本数が１本であってもよい。例えば行線が１本である場合には、図２７（Ａ）において行線に沿った方向（横方向）に複数のセンサーセルが配列される。一方、列線が１本である場合には、列線に沿った方向（縦方向）に複数のセンサーセルが配列される。
【０２０１】
図２７（Ｂ）に示すように、センサーアレイ５００の各センサーセルは、各行線と各列線の交差位置に対応する場所に配置（形成）される。例えば図２７（Ｂ）のセンサーセルは、行線ＷＬ１と列線ＤＬ１の交差位置に対応する場所に配置されている。他のセンサーセルも同様である。
【０２０２】
行選択回路５１０は、１又は複数の行線に接続される。そして各行線の選択動作を行う。例えば図２７（Ｂ）のようなＱＶＧＡ（３２０×２４０画素）のセンサーアレイ５００（焦点面アレイ）を例にとれば、行線ＷＬ０、ＷＬ１、ＷＬ２・・・・ＷＬ２３９を順次選択（走査）する動作を行う。即ちこれらの行線を選択する信号（ワード選択信号）をセンサーアレイ５００に出力する。
【０２０３】
読み出し回路５２０は、１又は複数の列線に接続される。そして各列線の読み出し動作を行う。ＱＶＧＡのセンサーアレイ５００を例にとれば、列線ＤＬ０、ＤＬ１、ＤＬ２・・・・ＤＬ３１９からの検出信号（検出電流、検出電荷）を読み出す動作を行う。
【０２０４】
Ａ／Ｄ変換部５３０は、読み出し回路５２０において取得された検出電圧（測定電圧、到達電圧）をデジタルデータにＡ／Ｄ変換する処理を行う。そしてＡ／Ｄ変換後のデジタルデータＤＯＵＴを出力する。具体的には、Ａ／Ｄ変換部５３０には、複数の列線の各列線に対応して各Ａ／Ｄ変換器が設けられる。そして、各Ａ／Ｄ変換器は、対応する列線において読み出し回路５２０により取得された検出電圧のＡ／Ｄ変換処理を行う。なお、複数の列線に対応して１つのＡ／Ｄ変換器を設け、この１つのＡ／Ｄ変換器を用いて、複数の列線の検出電圧を時分割にＡ／Ｄ変換してもよい。
【０２０５】
制御回路５５０（タイミング生成回路）は、各種の制御信号を生成して、行選択回路５１０、読み出し回路５２０、Ａ／Ｄ変換部５３０に出力する。例えば充電や放電（リセット）の制御信号を生成して出力する。或いは、各回路のタイミングを制御する信号を生成して出力する。
【０２０６】
以上、いくつかの実施形態について説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【０２０７】
本発明は、種々の焦電型検出器（例えば、熱伝対型素子（サーモパイル）、焦電型素子等）に広く適用することができる。検出する光の波長は問わない。また、焦電型検出器または焦電型検出装置、あるいはそれらを有する電子機器は、例えば、供給する熱量と流体が奪う熱量とが均衡する条件下にて流体の流量を検出するフローセンサーなどにも適用できる。このフローセンサーに設けられる熱伝対などに代えて本発明の焦電型検出器または焦電型検出装置を設けることができ、光以外を検出対象とすることができる。
【０２０８】
以上説明したように、本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、例えば、熱型光検出器の検出感度を、格段に向上させることができる。
【０２０９】
以上、いくつかの実施形態について説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【符号の説明】
【０２１０】
１０ 基板（例えばシリコン基板）、
１００ 絶縁層を含む構造体（例えば、少なくとも１層の層間絶縁層を含む多層構造体）、１０２ 空洞部（熱分離空洞部）、
１０４ａ，１０４ｂ 第１ポストならびに第２ポスト、
１３０ａ〜１３０ｄ エッチングストッパー膜
２００ 熱型光検出器、２１０ 支持部材の載置部、
２１２（２１２ａ，２１２ｂ） 支持部材のアーム部（第１アーム部，第２アーム部）、２１５ 支持部材（メンブレン）、
２２９ａ，２２９ｂ 配線（アーム部上に形成される配線）、
２２６ 電極（配線）、
２２８ 熱伝達部材を構成する材料の、第２コンタクトホールに充填されている部分、
２３０ 熱検出素子としての焦電キャパシター、
２３２ａ，２３２ｂ アーム部の端部、
２３４ 下部電極（第１電極）、２３６ 焦電材料層（ＰＺＴ層等）、
２３６ 上部電極（第２電極）、２５０ 絶縁層、
２５２、２５４ 第１コンタクトホールおよび第２コンタクトホール、
２６０ 熱伝達部材、
２７０ 第１光吸収層、２７２ 第２光吸収層、
ＦＬ 熱伝達部材の集熱部、
ＦＬａ１〜ＦＬｄ１，ＦＬａ２〜ＦＬｄ２ 集熱部を構成する孤立パターン、
ＣＮ（ＣＮ１〜ＣＮ４） 熱伝達部材の接続部、
Ｋ１〜Ｋ８ 集熱部のパターンにおける延在部、
Ｇ１〜Ｇ４ 集熱部のパターンにおける分岐枝部（分岐部）、
Ｊ１〜Ｊ８ 集熱部のパターンにおける屈曲部
ＣＬ 集熱部のパターンにおける環状部、ＢＬ 内側の環状部、
Ｑ１〜Ｑ４ 環状部用の延在部、
Ｘ２，Ｘ３ 集熱部によって構成される光反射面（外周の閉じた形状によって全体形状が決定される２次元の面）、
Ｙ５〜Ｙ３２ 切り欠き部（ホール部、穴部あるいは開口部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板との間に空洞部が形成されるように支持される支持部材と、
前記支持部材に支持される熱検出素子と、
前記熱検出素子上に設けられ、入射する光に対して光反射特性を有する材料で構成され、かつ、平面視で、前記支持部材の領域に入射する光の一部が前記支持部材側に進入することを可能とするパターンを有する集熱部と、前記集熱部と前記熱検出素子とを接続する接続部と、を備える熱伝達部材と、
前記熱伝達部材と前記支持部材との間において、前記熱伝達部材に接して形成されている第１光吸収層と、
前記熱伝達部材上において、前記熱伝達部材と接して形成されている第２光吸収層と、
を含むことを特徴とする熱型光検出器。
【請求項２】
請求項１記載の熱型光検出器であって、
前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、前記接続部から前記支持部材の外縁に向かう方向に延在する複数の延在部を備える形状を有することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項３】
請求項２記載の熱型光検出器であって、
前記複数の延在部は、前記接続部を始点とする延在方向に対して屈曲して延在する屈曲部、または前記延在部の線状部から分岐した分岐枝部を有することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項４】
請求項２または請求項３記載の熱型光検出器であって、
前記複数の延在部を備える形状は、平面視で、前記接続部を中心として点対称の形状であることを特徴とする熱型光検出器。
【請求項５】
請求項１記載の熱型光検出器であって、
前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、前記接続部を囲むように配設されている環状部を有することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項６】
請求項５記載の熱型光検出器であって、
前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、前記環状部の内側の領域に設けられている、前記環状部の一部と他の一部とを結ぶ線状部を有することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項７】
請求項５または請求項６記載の熱型光検出器であって、
前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、前記環状部の一部から、前記環状部の外側に向かって延在する、環状部用の延在部を、有することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項８】
請求項１記載の熱型光検出器であって、
前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、閉じた形状をもつ外周によって決定される領域が少なくとも一つの切り欠き部を内包する形状であることを特徴とする熱型光検出器。
【請求項９】
請求項１記載の熱型光検出器であって、
前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、複数の孤立パターンと、各孤立パターン毎に設けられた前記接続部と、を有することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載の熱型光検出器であって、
前記第１光吸収層は、前記支持部材上であって前記熱検出素子の周囲に形成され、
前記第２光吸収層は、前記支持部材と前記検出素子に接して形成されていることを特徴とする熱型光検出器。
【請求項１１】
請求項１０記載の熱型光検出器であって、
前記支持部材の、前記熱検出素子が載置される表面と前記第２光吸収層の上面との間で、第１波長の光が共振し、前記第２光吸収層の下面と、前記第２光吸収層の上面との間で、前記第１波長とは異なる第２波長の光が共振することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の熱型光検出器が複数、２次元配置されていることを特徴とする熱型光検出装置。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の熱型光検出器と、前記熱型光検出器の出力を処理する制御部と、を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１４】
請求項１２に記載の熱型光検出装置と、前記熱型光検出装置の出力を処理する制御部と、を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１５】
基板の主面上に絶縁層を含む構造体を形成し、前記絶縁層を含む構造体上に犠牲層を形成し、前記犠牲層上に支持部材を形成する工程と、
前記支持部材上に熱検出素子を形成する工程と、
前記熱検出素子を覆うように第１光吸収層を形成し、前記第１光吸収層を平坦化する工程と、
前記第１光吸収層の一部にコンタクトホールを形成した後、前記支持部材の領域に入射する光に対して光反射特性を有する材料で構成され、かつ、平面視で、前記支持部材の領域に入射する光の一部が前記支持部材側に進入することを可能とするパターンを有する集熱部と、前記コンタクトホールに埋め込み形成される前記集熱部と前記熱検出素子とを接続する接続部と、を備える熱伝達部材を形成する工程と、
前記第１光吸収層上に第２光吸収層を形成する工程と、
前記第１光吸収層および前記第２光吸収層をパターニングする工程と、
前記支持部材をパターニングする工程と、
前記犠牲層をエッチングにより除去して、前記基板の主面上に形成された絶縁層を含む構造体と、前記支持部材との間に空洞部を形成する工程と、
を含むことを特徴とする熱型光検出器の製造方法。
【請求項１】
基板と、
前記基板との間に空洞部が形成されるように支持される支持部材と、
前記支持部材に支持される熱検出素子と、
前記熱検出素子上に設けられ、入射する光に対して光反射特性を有する材料で構成され、かつ、平面視で、前記支持部材の領域に入射する光の一部が前記支持部材側に進入することを可能とするパターンを有する集熱部と、前記集熱部と前記熱検出素子とを接続する接続部と、を備える熱伝達部材と、
前記熱伝達部材と前記支持部材との間において、前記熱伝達部材に接して形成されている第１光吸収層と、
前記熱伝達部材上において、前記熱伝達部材と接して形成されている第２光吸収層と、
を含むことを特徴とする熱型光検出器。
【請求項２】
請求項１記載の熱型光検出器であって、
前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、前記接続部から前記支持部材の外縁に向かう方向に延在する複数の延在部を備える形状を有することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項３】
請求項２記載の熱型光検出器であって、
前記複数の延在部は、前記接続部を始点とする延在方向に対して屈曲して延在する屈曲部、または前記延在部の線状部から分岐した分岐枝部を有することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項４】
請求項２または請求項３記載の熱型光検出器であって、
前記複数の延在部を備える形状は、平面視で、前記接続部を中心として点対称の形状であることを特徴とする熱型光検出器。
【請求項５】
請求項１記載の熱型光検出器であって、
前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、前記接続部を囲むように配設されている環状部を有することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項６】
請求項５記載の熱型光検出器であって、
前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、前記環状部の内側の領域に設けられている、前記環状部の一部と他の一部とを結ぶ線状部を有することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項７】
請求項５または請求項６記載の熱型光検出器であって、
前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、前記環状部の一部から、前記環状部の外側に向かって延在する、環状部用の延在部を、有することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項８】
請求項１記載の熱型光検出器であって、
前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、閉じた形状をもつ外周によって決定される領域が少なくとも一つの切り欠き部を内包する形状であることを特徴とする熱型光検出器。
【請求項９】
請求項１記載の熱型光検出器であって、
前記熱伝達部材における前記集熱部のパターンは、平面視で、複数の孤立パターンと、各孤立パターン毎に設けられた前記接続部と、を有することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載の熱型光検出器であって、
前記第１光吸収層は、前記支持部材上であって前記熱検出素子の周囲に形成され、
前記第２光吸収層は、前記支持部材と前記検出素子に接して形成されていることを特徴とする熱型光検出器。
【請求項１１】
請求項１０記載の熱型光検出器であって、
前記支持部材の、前記熱検出素子が載置される表面と前記第２光吸収層の上面との間で、第１波長の光が共振し、前記第２光吸収層の下面と、前記第２光吸収層の上面との間で、前記第１波長とは異なる第２波長の光が共振することを特徴とする熱型光検出器。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の熱型光検出器が複数、２次元配置されていることを特徴とする熱型光検出装置。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の熱型光検出器と、前記熱型光検出器の出力を処理する制御部と、を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１４】
請求項１２に記載の熱型光検出装置と、前記熱型光検出装置の出力を処理する制御部と、を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１５】
基板の主面上に絶縁層を含む構造体を形成し、前記絶縁層を含む構造体上に犠牲層を形成し、前記犠牲層上に支持部材を形成する工程と、
前記支持部材上に熱検出素子を形成する工程と、
前記熱検出素子を覆うように第１光吸収層を形成し、前記第１光吸収層を平坦化する工程と、
前記第１光吸収層の一部にコンタクトホールを形成した後、前記支持部材の領域に入射する光に対して光反射特性を有する材料で構成され、かつ、平面視で、前記支持部材の領域に入射する光の一部が前記支持部材側に進入することを可能とするパターンを有する集熱部と、前記コンタクトホールに埋め込み形成される前記集熱部と前記熱検出素子とを接続する接続部と、を備える熱伝達部材を形成する工程と、
前記第１光吸収層上に第２光吸収層を形成する工程と、
前記第１光吸収層および前記第２光吸収層をパターニングする工程と、
前記支持部材をパターニングする工程と、
前記犠牲層をエッチングにより除去して、前記基板の主面上に形成された絶縁層を含む構造体と、前記支持部材との間に空洞部を形成する工程と、
を含むことを特徴とする熱型光検出器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
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【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
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【図２２】
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【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１２−１７３１９５（Ｐ２０１２−１７３１９５Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３６８８６（Ｐ２０１１−３６８８６）
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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