赤外線検出素子、赤外線検出素子の製造方法及び電子機器
【課題】赤外線検出部が配置された支持部が凹部と対向する場所に位置し、支持部が凹部の底に張り付くのを防止できる赤外線検出素子を提供する。
【解決手段】基板２と、基板２上に設置され空隙１７を囲む凹部１５を備えた絶縁膜１４と、一端が基板２に固定される梁２２によって保持され空隙１７と対向する場所に位置する支持部２３と、支持部２３上に設置され赤外線を検出する赤外線検出部４と、を備え、凹部１５はポリシリコンを含む撥水膜１６に覆われ、梁２２及び支持部２３は窒化シリコンまたは炭窒化シリコンを含む。
【解決手段】基板２と、基板２上に設置され空隙１７を囲む凹部１５を備えた絶縁膜１４と、一端が基板２に固定される梁２２によって保持され空隙１７と対向する場所に位置する支持部２３と、支持部２３上に設置され赤外線を検出する赤外線検出部４と、を備え、凹部１５はポリシリコンを含む撥水膜１６に覆われ、梁２２及び支持部２３は窒化シリコンまたは炭窒化シリコンを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線検出素子にかかわり、特に、赤外線の照射量を検出する素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコン基板にマイクロマシーニング技術を用いた赤外線検出素子が研究されている。赤外線検出素子には赤外線による温度変化を検出するボロメーター型赤外線検出素子がある。赤外線検出素子は赤外線によって加熱された後、放熱しない断熱構造にすることにより感度良く赤外線を検出することができる。
【０００３】
赤外線を検出する検出部をシリコン基板から浮かせた場所に作成したボロメーター型赤外線検出素子が特許文献１に開示されている。それによると、ダイアモンドライクカーボンにて犠牲層を形成し、犠牲層の上に支持部及び検出部を形成していた。そして、酸素を含んだプラズマ処理により犠牲層をエッチングし空洞を形成していた。これにより検出部を断熱構造にすることができる。このとき、検出部が加熱される状態に長時間曝され、プラズマ放電の環境に長時間曝される。これにより、検出部が損傷を受ける可能性が高くなっていた。
【０００４】
犠牲層をエッチングするときウェットプロセスにて行うことにより、検出部が熱やプラズマに長時間さらされることを防止することができる。その方法として、まず凹部を形成し凹部の表面にエッチング液から保護する保護膜を形成する。次に、凹部に犠牲層を配置し、犠牲層上に支持部及び検出部を配置する。続いて、犠牲層をエッチング液に浸漬して除去する方法が考えられる。エッチング液はエッチャントとも称す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１９２３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
犠牲層を除去した後、基板を純水に浸漬してエッチング液を凹部から排出する。次に、凹部から純水を排出する。凹部と対向する場所には支持部が位置する。そして、純水が徐々に排出されるとき、純水の表面張力が支持部に作用することにより支持部が凹部の底に張り付く。この現象をスティッキングと称す。このとき、支持部や支持部を保持する梁が変形する。そして、支持部が凹部に接触する為、検出部の熱が凹部に伝導する。これにより、赤外線の検出感度が悪くなる。そこで、支持部が凹部の底に張り付くのを防止することができる赤外線検出素子が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
本適用例にかかる赤外線検出素子であって、基板と、前記基板上に設置され凹部を備えた絶縁膜と、前記基板に一端が固定される梁によって保持され前記凹部の上方に空隙を介して位置する支持部と、前記支持部上に設置され赤外線を検出する赤外線検出部と、を備え、前記凹部はポリシリコンを含む撥水膜に覆われ、前記梁及び前記支持部は窒化シリコンまたは炭窒化シリコンを含むことを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、基板上に絶縁膜が設置されている。そして、絶縁膜には凹部が形成されている。凹部と対向する場所には空隙を介して支持部が位置し、支持部は、基板に一端が固定される梁によって保持されている。支持部上には赤外線検出部が設置され、赤外線検出部は赤外線を検出する。赤外線が赤外線検出部及び支持部を照射するとき、赤外線検出部は加熱されて温度が高くなる。赤外線検出部は赤外線検出部の温度変化を検出することにより赤外線の照射量を検出する。そして、赤外線検出部及び支持部が赤外線によって加熱された熱量は空隙により断熱される為、赤外線検出部は感度良く赤外線の照射量を検出することができる。
【００１０】
凹部に空隙を形成する工程で基板が純水にて洗浄される。純水を凹部から排出するとき純水の表面張力が作用することにより凹部と支持部とが張り付き易くなる。凹部はポリシリコンの撥水膜に覆われている。ポリシリコンの撥水膜は撥水性を有することから、凹部から純水が排出され易くなっている。そして、梁及び支持部は窒化シリコンまたは炭窒化シリコンを含んでいる。窒化シリコンまたは炭窒化シリコンはシリコンや酸化シリコンに比べて剛性が高い材料である。従って、凹部から純水を排出するとき支持部が凹部の底に張り付くのを防止することができる。
【００１１】
［適用例２］
上記適用例にかかる赤外線検出素子において、前記赤外線検出部は前記支持部上に下部電極、焦電体、上部電極が重ねて配置され、前記支持部は窒化シリコンを含み、前記焦電体は優先配向していることを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、赤外線検出部は支持部上に下部電極、焦電体、上部電極が重ねて配置されている。そして、焦電体は優先配向しているので感度良く赤外線を検出することができる。下部電極は窒化シリコンを含む支持部上に配置されている。窒化シリコンの膜は表面粗さを小さく成膜することができる為、平坦な支持部上に下部電極を配置することができる。従って、精度良く下部電極を形成し、焦電体を優先配向させることができる。その結果、赤外線検出素子の感度をさらに良くすることができる。
【００１３】
［適用例３］
本適用例にかかる赤外線検出素子の製造方法であって、基板上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜に凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部を覆って撥水膜を形成する撥水膜形成工程と、前記凹部に犠牲膜を形成する犠牲膜形成工程と、前記犠牲膜上に支持部材を成膜する支持部材形成工程と、前記支持部材上に赤外線検出部を形成する検出部形成工程と、前記支持部材を、前記赤外線検出部を支持する支持部及び前記支持部を保持する梁の形状にパターニングする支持部形成工程と、前記犠牲膜をエッチングするエッチング工程と、を有し、前記撥水膜はポリシリコンを含み、前記支持部材は窒化シリコンまたは炭窒化シリコンを含むことを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、絶縁膜形成工程において基板上に絶縁膜を形成する。次に、凹部形成工程において絶縁膜に凹部を形成する。撥水膜形成工程では凹部を覆って撥水膜を形成する。犠牲膜形成工程では凹部に犠牲膜を形成している。支持部材形成工程では犠牲膜上に支持部材を成膜する。そして、検出部形成工程では支持部材上に赤外線検出部を形成する。支持部形成工程では支持部材を支持部及び梁の形状にパターニングする。そして、エッチング工程では犠牲膜をエッチングして除去している。これにより、凹部の犠牲膜があった場所には空隙が形成され、凹部と対向する場所に支持部が位置する。赤外線検出部及び支持部が赤外線を照射されるとき、赤外線検出部は赤外線検出部の温度変化を検出することにより赤外線の照射量を検出する。そして、赤外線検出部及び支持部が赤外線によって加熱された熱量は空隙により断熱される為、赤外線検出部は感度良く赤外線の照射量を検出することができる。
【００１５】
エッチング工程において基板を純水に浸漬させて洗浄する。このとき、純水が凹部に侵入する。純水を凹部から排出するとき純水の表面張力が作用することにより凹部と支持部とが張り付き易くなる。ポリシリコンを含む撥水膜が凹部を覆っている。ポリシリコンの撥水膜は撥水性を有することから、基板は凹部から純水を排出し易くすることができる。そして、支持部材は窒化シリコンまたは炭窒化シリコンを含んでいる為、支持部材をシリコンや酸化シリコンにするときに比べて支持部及び梁は剛性を高くすることができる。従って、支持部が凹部の底に張り付くのを防止することができる。
【００１６】
［適用例４］
上記適用例にかかる赤外線検出素子の製造方法において、前記犠牲膜形成工程において前記撥水膜の一部を露出させ、前記支持部材形成工程において露出された前記撥水膜の表面をエッチングして、前記撥水膜上に前記支持部材を重ねて配置することを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、犠牲膜形成工程で撥水膜の一部を露出させている。露出された撥水膜はポリシリコンであり、ポリシリコンは酸化して酸化シリコンとなる。酸化シリコンはエッチング工程にてエッチングされ易いためエッチング液が漏洩する危険性が生ずる。本実施形態では露出したポリシリコンの表面をエッチングして、支持部材を重ねて配置している。従って、酸化シリコンが形成されているときにも除去できる為、エッチング工程にてエッチング液が凹部から絶縁膜に漏洩することを防止できる。
【００１８】
さらに、露出したポリシリコンの表面をエッチングするとき犠牲層がエッチングされるため、ポリシリコンの表面が犠牲層の表面に比べて凸状になる。従って、撥水膜と支持部材との接触面積を増やすことができる。撥水膜と支持部材との接触面積が広いとき、接触面積が狭いときに比べて、エッチング液が漏洩するのにかかる時間が長くなる。従って、エッチング液を凹部から絶縁膜に漏洩し難くすることができる。
【００１９】
［適用例５］
本適用例にかかる電子機器は、赤外線を検出する光検出部を備える電子機器であって、前記光検出部に上記に記載の赤外線検出素子を備えることを特徴とする。
【００２０】
本適用例によれば、電子機器は赤外線を検出する光検出部を備えている。そして、光検出部は上記適用例に記載の赤外線検出素子を備えている。上記適用例に記載の赤外線検出素子は基板を洗浄するときにも支持部が凹部の底に張り付くのを防止され、感度良く赤外線を検出する素子である。従って、本適用例の電子機器は光検出部に感度の良い赤外線検出素子を備えた電子機器とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態にかかわり、（ａ）は、赤外線検出装置の構成を示す模式平面図、（ｂ）は、赤外線検出装置の構成を示す模式断面図。
【図２】（ａ）は、赤外線検出素子の構成を示す要部模式平面図、（ｂ）は、赤外線検出素子の構成を示す要部模式側断面図。
【図３】赤外線検出素子の製造方法を示すフローチャート。
【図４】赤外線検出素子の製造方法を説明するための模式図。
【図５】赤外線検出素子の製造方法を説明するための模式図。
【図６】赤外線検出素子の製造方法を説明するための模式図。
【図７】比較例にかかわり、支持部材の材質にポリシリコンを用いたときとＳｉＮを用いたときの（１１１）面配向率を比較したグラフ。
【図８】第２の実施形態にかかわり、（ａ）は、赤外線検出装置の構成を示すブロック図、（ｂ）は、赤外線検出素子の配列を説明するための模式図。
【図９】第３の実施形態にかかわる赤外線カメラの構成を示すブロック図。
【図１０】第４の実施形態にかかわる運転支援装置の構成を示すブロック図。
【図１１】運転支援装置を搭載した自動車を示す概略斜視図。
【図１２】第５の実施形態にかかわるセキュリティー機器の構成を示すブロック図。
【図１３】キュリティー機器が設置された家を示す模式図。
【図１４】第６の実施形態にかかわるゲーム機器のコントローラーの構成を示すブロック図。
【図１５】コントローラーの使用方法を説明するための模式図。
【図１６】第７の実施形態にかかわる体温測定装置の構成を示すブロック図。
【図１７】第８の実施形態にかかわる特定物質探知装置の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、構造に特徴のある赤外線検出素子の実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
本実施形態では、赤外線検出素子と赤外線検出素子の製造方法の特徴的な例について図１〜図６に従って説明する。
【００２３】
（赤外線検出装置）
図１（ａ）は、赤外線検出装置の構成を示す模式平面図であり、図１（ｂ）は、赤外線検出装置の構成を示す模式断面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。図１に示すように、赤外線検出装置１は平面視が四角形の基板２を備えている。基板２の４辺のうち直交する２辺の方向をＸ方向及びＹ方向とする。そして、鉛直方向を−Ｚ方向とする。基板２のＺ方向の面を基板表面２ａとし、基板２の−Ｚ方向の面を基板裏面２ｂとする。つまり、基板表面２ａと基板裏面２ｂとは互いに反対側を向く面となっている。
【００２４】
基板２には２０個の赤外線検出素子３が５行４列の格子状に配列して配置されている。赤外線検出素子３の個数や配列の数は特に限定されない。赤外線検出素子３は１個〜１９個でも良く、２１個以上でも良い。赤外線検出素子３の個数が多い程空間分解能を高くすることができる。
【００２５】
基板２の基板表面２ａ側には赤外線検出素子３毎に赤外線を検出する赤外線検出部４が設置されている。赤外線検出部４と接続して上電極配線５と下電極配線６とが設置されている。基板２の基板表面２ａには図示しない膜が積層され、この膜を貫通する上貫通電極７と下貫通電極８とが形成されている。そして、上電極配線５は上貫通電極７と接続され、下電極配線６は下貫通電極８と接続されている。
【００２６】
（赤外線検出素子）
図２（ａ）は、赤外線検出素子の構成を示す要部模式平面図であり。図２（ｂ）は、赤外線検出素子の構成を示す要部模式側断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。図２に示すように、赤外線検出素子３は基板２を備え、基板２はシリコン基板である。基板２の基板表面２ａには駆動回路９が形成されている。駆動回路９は半導体素子が集積された回路である。基板２上には配線層１０が設置されている。配線層１０には配線層絶縁膜１１が積層されており、各配線層絶縁膜１１の間、基板表面２ａ、配線層１０の上面には配線１２が設置されている。そして、各配線層絶縁膜１１を貫通する貫通電極１３が配置され、貫通電極１３は各配線層絶縁膜１１の間や基板２上に位置する配線１２を接続する。
【００２７】
配線層絶縁膜１１の材質は絶縁性があり薄膜が形成可能であれば良く特に限定されず例えばＳｉＯ2（酸化シリコン）等を用いることができる。配線１２及び貫通電極１３の材質は導電性があり微細なパターンが形成可能であれば良く特に限定されないが例えばＴｉ（チタン）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属を用いることができる。
【００２８】
配線層１０上には絶縁膜１４が設置されている。図を見やすくするために基板２は絶縁膜１４より薄く図示されているが、基板２は絶縁膜１４より厚い板となっている。絶縁膜１４の図中上側の面には凹部１５が形成されている。絶縁膜１４の材質は絶縁性があり薄膜が形成可能であれば良く特に限定されず例えばＳｉＯ2（酸化シリコン）、ＳｉＮ（窒化シリコン）またはＳｉＣＮ（炭窒化シリコン）を用いることができる。本実施形態では絶縁膜１４の材質にＳｉＯ2を用いている。
【００２９】
凹部１５の表面を覆って撥水膜１６が形成され、凹部１５の中は空隙１７となっている。絶縁膜１４及び空隙１７の上には支持部材２０が設置されている。支持部材２０は本体部２１、梁２２、支持部２３から構成されている。本体部２１は絶縁膜１４上に設置されている。支持部２３は空隙１７上に位置し四角形に形成されており支持部２３上には赤外線検出部４が設置されている。梁２２は一端が本体部２１に固定され他端が支持部２３を保持している。図２（ｂ）では見やすくするために梁２２が短く記載されているが図２（ａ）に示すように梁２２はＹ方向に長く形成されている。そして、梁２２が長く形成されていることにより、本体部２１と支持部２３との間の熱伝導が小さくなっている。所定の範囲の中に支持部２３及び梁２２を配置するために梁２２は２箇所で曲げられた形状となっている。梁２２の形状及び長さは特に限定されないが、長い梁２２は短いときに比べて熱が移動し難い。従って、梁２２が長い方が赤外線検出部４は精度良く赤外線を検出できる。
【００３０】
撥水膜１６は空隙１７を形成するときに使用するエッチング液から絶縁膜１４を保護する機能を有する。撥水膜１６の材質はエッチング液に対して耐食性があり、洗浄に用いる純水に対して撥水性があれば良く特に限定されない。本実施形態では、例えば、撥水膜１６の材質にポリシリコンを用いている。支持部材２０の材質は剛性があって絶縁性があり、空隙１７を形成するときに用いるエッチング液に対して耐食性があればよい。支持部材２０の材料には例えば、ＳｉＮ（窒化シリコン）やＳｉＣＮ（炭窒化シリコン）を用いることができる。支持部材２０は単層でも良く多層構造でもよい。多層構造にすることにより内部応力のバランスをとっても良い。単層にするときには多層にするより少ない工程にできるので生産性を良くすることができる。本実施形態では、例えば、支持部材２０の材質にはＳｉＮを用いている。
【００３１】
支持部２３上には下部電極２４が設置され、下部電極２４に重ねて焦電体２５が設置されている。さらに、焦電体２５上には上部電極２６が重ねて設置されている。下部電極２４、焦電体２５、上部電極２６等によりキャパシター２７が構成され、キャパシター２７は温度変化に対応して分極量が変化する。従って、キャパシター２７の分極量を検出することにより温度を推定することができる。
【００３２】
下部電極２４の材質は電導性の良い金属であればよく、さらには耐熱性のある金属が好ましい。本実施形態では、例えば、下部電極２４の材質にＩｒ（イリジウム）、ＩｒＯｘ（酸化イリジウム）、Ｐｔ（白金）をこの順に積層している。Ｉｒは配向制御、ＩｒＯｘは還元ガスバリア、Ｐｔはシード層としての機能を備えている。
【００３３】
焦電体２５はＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）またはＰＺＴにＮｂ（ニオブ）を添加したＰＺＴＮを用いることができる。上部電極２６の材質は電導性の良い金属であればよく、さらには耐熱性のある金属が好ましい。本実施形態では、例えば、上部電極２６の材質にＰｔ（白金）、ＩｒＯｘ（酸化イリジウム）、Ｉｒ（イリジウム）、をこの順に積層している。Ｐｔは配向整合、ＩｒＯｘは還元ガスバリア、Ｉｒは低抵抗層、としての機能を備えている。
【００３４】
キャパシター２７を覆って絶縁膜２８が設置されている。絶縁膜２８には下部電極２４に通ずる第１コンタクトホール２８ａと、上部電極２６に通ずる第２コンタクトホール２８ｂとが形成されている。支持部材２０上及び絶縁膜２８上には下電極配線６及び上電極配線５が設置されている。下電極配線６は第１コンタクトホール２８ａを通じて下部電極２４に接続されている。同様に、上電極配線５は第２コンタクトホール２８ｂを通じて上部電極２６に接続されている。
【００３５】
絶縁膜２８の材料は絶縁性があり、成膜し易い材料であれば良い。本実施形態では、例えば、絶縁膜２８はＡｌ2Ｏ3（アルミナ）の層とＳｉＯ2またはＳｉＮの層とが積層された膜となっている。Ａｌ2Ｏ3の層はガスバリアの機能を有し、ＳｉＯ2またはＳｉＮの層は絶縁性の機能を有している。下電極配線６及び上電極配線５の材質は、導電性が良く成膜し易い材料であれば良く、Ｗ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）またはＡｌ（アルミニウム）等を用いることができる。本実施形態では、例えば、下電極配線６及び上電極配線５の材質には、Ａｌを用いている。
【００３６】
上電極配線５、下電極配線６及びキャパシター２７と重ねて絶縁膜２９が形成されている。絶縁膜２９は絶縁膜２８と同様な材質であり、同様な性能を持った膜である。絶縁膜２９は電気的に絶縁させるとともに、覆われた場所を保護する機能も備えている。
【００３７】
キャパシター２７と重ねて赤外線吸収膜３０が設置されている。これにより、赤外線吸収膜３０は赤外線を反射させずに吸収するので、赤外線検出素子３は感度をさらに良くすることができる。赤外線検出部４はキャパシター２７、絶縁膜２８、下電極配線６、上電極配線５、絶縁膜２９、赤外線吸収膜３０等から構成されている。
【００３８】
赤外線吸収膜３０は赤外線の吸収率の良い材料からなる膜であれば良く、特に限定されない。赤外線吸収膜３０は例えば、シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、金黒膜を用いることができる。金黒膜は多孔性の金の膜をガス中蒸着法にて形成したものである。本実施形態では例えば赤外線吸収膜３０にＳｉＮ膜とＳｉＯ2膜の積層膜を採用している。
【００３９】
絶縁膜１４及び支持部材２０にはビアホール１４ａが形成されている。ビアホール１４ａ内には導電体が設置され、ビアホール１４ａ及び導電体により上貫通電極７及び下貫通電極８が構成されている。下電極配線６と下貫通電極８とが接続し、上電極配線５と上貫通電極７とが接続している。上貫通電極７及び下貫通電極８の材質は、導電性が良く成膜し易い材料であれば良く、Ｗ、ＴｉまたはＡｌ等を用いることができる。本実施形態では、例えば、上貫通電極７及び下貫通電極８の材質には、Ｗを用いている。
【００４０】
上貫通電極７及び下貫通電極８は配線層１０の配線１２と接続されている。従って、キャパシター２７の下部電極２４は下電極配線６、下貫通電極８、配線１２、貫通電極１３を介して駆動回路９と接続されている。同様に、キャパシター２７の上部電極２６は上電極配線５、上貫通電極７、配線１２、貫通電極１３を介して駆動回路９と接続されている。従って、駆動回路９は配線１２から信号を入力してキャパシター２７の分極量を検出することが可能になっている。
【００４１】
基板２の基板裏面２ｂには反り抑制膜３１が設置されている。反り抑制膜３１は絶縁膜１４及び支持部材２０等の膜により基板２が反ることを抑制するために設けられた膜である。従って、反り抑制膜３１の膜厚は基板２が反る量に合わせて調整するのが好ましい。反り抑制膜３１の材質はＳｉＯ2、ＳｉＮ、ＳｉＣＮ等を用いることができる。反り抑制膜３１は単層でも良く多層構造でもよい。本実施形態では、例えば、反り抑制膜３１の材質にＳｉＮを用いている。
【００４２】
赤外線検出素子３に赤外線が照射されるとき、赤外線検出部４は赤外線を吸収して温度が上昇する。赤外線検出部４において赤外線が照射される面には赤外線吸収膜３０が設置されている。従って、赤外線検出部４は効率的に赤外線を吸収して温度を上げることができる。赤外線検出部４が備える焦電体２５は温度変化に応じて分極量が変化する。従って、キャパシター２７に電圧を印加し焦電体２５の分極量を検出することにより赤外線検出部４の温度を検出することができる。そして、赤外線検出部４における温度変化の検出結果を用いて赤外線検出部４に照射された赤外線の照射量を検出することができる。
【００４３】
（赤外線検出素子の製造方法）
次に、上述した赤外線検出素子３の製造方法について図３〜図６にて説明する。図３は、赤外線検出素子の製造方法を示すフローチャートであり、図４〜図６は赤外線検出素子の製造方法を説明するための模式図である。
【００４４】
図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１は絶縁膜形成工程に相当する。配線層上に絶縁膜を形成し、基板裏面に反り抑制膜を形成する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は凹部形成工程に相当し、絶縁膜に凹部を形成する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は撥水膜形成工程に相当し、凹部を覆って撥水膜を形成する工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は犠牲膜形成工程に相当し、凹部内を犠牲膜で埋める工程である。犠牲膜は後工程にて除去する予定の膜である。次にステップＳ５に移行する。
【００４５】
ステップＳ５は支持部材形成工程に相当し、絶縁膜及び犠牲膜と重ねて支持部材を形成する工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は貫通電極形成工程に相当し、絶縁膜を貫通する貫通電極を形成する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７はキャパシター形成工程に相当し、支持部材上にキャパシターを形成する工程である。次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８は配線形成工程に相当し、キャパシターに接続する配線を形成する工程である。次にステップＳ９に移行する。ステップＳ９は支持部形成工程に相当し、支持部及び梁の形状を形成する工程である。次にステップＳ１０に移行する。
【００４６】
ステップＳ１０は赤外線吸収膜形成工程に相当する。配線及びキャパシターと重ねて絶縁膜を形成し、キャパシターを覆って赤外線吸収膜を形成する工程である。次にステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１はエッチング工程に相当し、凹部と支持部との間に空隙を形成する工程である。以上の製造工程にて赤外線検出素子が完成する。尚、ステップＳ７のキャパシター形成工程及びステップＳ８の配線形成工程によりステップＳ１２の検出部形成工程が構成されている。
【００４７】
次に、図４〜図６を用いて図３に示したステップと対応させて製造方法を詳細に説明する。図４（ａ）はステップＳ１の絶縁膜形成工程及びステップＳ２の凹部形成工程に対応する図である。図４（ａ）に示すように、駆動回路９及び配線層１０が形成された基板２を用意する。駆動回路９は半導体回路であり公知の方法にて製造することができる。配線層１０においても配線１２の形成方法、配線層絶縁膜１１の成膜方法、貫通電極１３の形成方法は公知である。駆動回路９及び配線層１０の形成方法は公知であり、説明を省略する。
【００４８】
ステップＳ１において、配線層１０上に絶縁膜１４を成膜し、基板裏面２ｂに反り抑制膜３１を成膜する。このとき、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて絶縁膜１４にはＳｉＯ2膜を形成し、反り抑制膜３１にはＳｉＮ膜を形成する。次に、ステップＳ２においてフォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いて凹部１５を形成する。ドライエッチング法の製造条件を調整して凹部１５の側面１５ａを基板表面２ａに対して斜面にする。次に、マスクを除去して凹部１５が完成する。
【００４９】
図４（ｂ）はステップＳ３の撥水膜形成工程に対応する図である。図４（ｂ）に示すように、凹部１５及び絶縁膜１４上に減圧ＣＶＤ法を用いてポリシリコンの膜からなる撥水膜１６を成膜する。減圧ＣＶＤにて成膜することによりステップカバリッジ可能な膜を成膜できるため側面１５ａにも確実に成膜することができる。次に、フォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いて凹部１５以外の撥水膜１６を除去する。
【００５０】
図４（ｃ）はステップＳ４の犠牲膜形成工程に対応する図である。図４（ｃ）に示すように、ステップＳ４において絶縁膜１４にＣＶＤ法を用いてＳｉＯ2の膜からなる犠牲膜３２を形成する。このとき、凹部１５に加えて絶縁膜１４上にもＳｉＯ2の膜を形成し、膜厚を凹部１５の深さより厚くする。次に、ＣＭＰ法（Chemical Mechanical Polishing）を用いて犠牲膜３２の上面を平坦にし、絶縁膜１４の面と犠牲膜３２の面とを同一の面とする。このとき、撥水膜１６の一部である面１６ａが露出する。
【００５１】
図４（ｄ）はステップＳ５の支持部材形成工程に対応する図である。図４（ｄ）に示すように、ステップＳ５において絶縁膜１４、撥水膜１６及び犠牲膜３２上に支持部材２０を形成する。まず、絶縁膜１４、撥水膜１６及び犠牲膜３２の表面をエッチングする。これにより、撥水膜１６の酸化した部分が除去される。さらに、絶縁膜１４と犠牲膜３２とがエッチングされることで撥水膜１６の露出している面１６ａが凸状になるので、面１６ａの表面積を広くすることができる。次に、ＣＶＤ法を用いてＳｉＮの膜を形成する。
【００５２】
図５（ａ）はステップＳ６の貫通電極形成工程に対応する図である。図５（ａ）に示すように、ステップＳ６において絶縁膜１４及び支持部材２０を貫通する上貫通電極７及び下貫通電極８を形成する。まず、フォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いてビアホール１４ａを形成する。次に、タングステン等の金属を埋め込むことで上貫通電極７及び下貫通電極８が形成される。
【００５３】
続いて、上貫通電極７の図中上側の端に端子７ａを形成する。端子７ａは上貫通電極７を形成するときにできる膜を用いても良く、別途、成膜しても良い。同様に、下貫通電極８の図中上側の端に端子８ａを形成する。フォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いて端子７ａ及び端子８ａを形成する。
【００５４】
図５（ｂ）はステップＳ７のキャパシター形成工程に対応する図である。図５（ｂ）に示すように、ステップＳ７において、まず、下部電極２４となる膜を形成する。Ｉｒ（イリジウム）、ＩｒＯｘ（酸化イリジウム）、Ｐｔ（白金）をこの順にスパッタ法を用いて積層する。次に、フォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いて下部電極２４を形成する。
【００５５】
キャパシター２７の焦電体２５、下部電極２４及び上部電極２６の結晶配向は、その優先配向方位が例えば（１１１）面方位で揃えられている。（１１１）面方位に優先配向されることで、全ての面方位に対して（１１１）配向の配向率が例えば９０％以上に制御される。焦電係数を大きくするには（１１１）配向よりもむしろ（１００）配向等が好ましいが、印加電界方向に対して分極を制御しやくするために（１１１）配向としている。そして、Ｉｒの配向制御層を例えば（１１１）面に優先配向するように成膜する。ただし、優先配向方位はこれに限定されない。
【００５６】
支持部材２０はＳｉＮの膜である。ＳｉＮの膜は表面粗さの小さい平坦な膜を形成することができる。従って、支持部材２０上に成膜された下部電極２４は設計した通りの表面にすることができる。これにより、下部電極２４は精度良く焦電体２５を配向制御することができる。
【００５７】
次に、焦電体２５を形成する。焦電体２５の材料となる物質を塗布して加熱し、例えば（１１１）方位で優先配向させて結晶成長させる。下部電極２４が配向制御しているので、焦電体２５は下部電極２４に倣って配向される。そして、焦電体２５の材料を加熱するとき支持部材２０側からの還元性の阻害要因により焦電体２５の材料が還元されるのを下部電極２４のＩｒＯｘ（酸化イリジウム）が防止する。
【００５８】
次に、上部電極２６となる膜を形成する。Ｐｔ（白金）、ＩｒＯｘ（酸化イリジウム）、Ｉｒ（イリジウム）をこの順にスパッタ法を用いて積層する。次に、加熱してＰｔ（白金）を再結晶化する。これにより、Ｐｔ（白金）の層は焦電体２５と結晶配向が整合する。続いて、フォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いて焦電体２５及び上部電極２６を形成する。下部電極２４、焦電体２５、上部電極２６の側面はエッチング条件を調整して斜面にするのが好ましい。これにより、キャパシター２７上に絶縁膜２８を品質良く成膜することができる。
【００５９】
次に、下部電極２４、焦電体２５、上部電極２６と積層して還元ガスバリア層を成膜する。バリア層は、例えば酸化アルミニウムＡｌ2Ｏ3をスパッタ法もしくはＣＶＤ法により成膜して形成する。続いて、絶縁膜２８を成膜する。絶縁膜２８はＳｉＯ2またはＳｉＮをＣＶＤ法にて成膜する。次に、フォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いて還元ガスバリア層及び絶縁膜２８をパターニングする。パターニングでは還元ガスバリア層及び絶縁膜２８の外形形状と第１コンタクトホール２８ａ及び第２コンタクトホール２８ｂを形成する。
【００６０】
図５（ｃ）はステップＳ８の配線形成工程に対応する図である。図５（ｃ）に示すように、ステップＳ８において絶縁膜２８に重ねて上電極配線５及び下電極配線６を形成する。まず、Ａｌ（アルミニウム）等の配線材料をスパッタにて膜付けしてパターニングする。上電極配線５は第２コンタクトホール２８ｂから端子７ａまで繋げて配線する。下電極配線６は第１コンタクトホール２８ａから端子８ａまで繋げて配線する。
【００６１】
図６（ａ）はステップＳ９の支持部形成工程に対応する図である。図６（ａ）に示すように、ステップＳ９において梁２２及び支持部２３を形成する。フォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いて支持部材２０をパターニングする。これにより支持部材２０の平面形状は支持部２３、梁２２、本体部２１の形状に形成される。
【００６２】
図６（ｂ）はステップＳ１０の赤外線吸収膜形成工程に対応する図であり、図６（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿った模式断面図である。図６（ｂ）に示すようにステップＳ１０においてキャパシター２７上の絶縁膜２９と重ねて赤外線吸収膜３０を形成する。ＳｉＮ及びＳｉＯ2をＣＶＤ法にて成膜する。そして、フォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いて赤外線吸収膜３０をパターニングする。
【００６３】
図６（ｃ）はステップＳ１１のエッチング工程に対応する図であり、図６（ａ）のＤ−Ｄ’線に沿った模式断面図である。図６（ｃ）に示すようにステップＳ１１において犠牲膜３２をエッチングして除去し犠牲膜３２があった場所を空隙１７にする。フォトリソグラフィ法を用いて支持部材２０及び赤外線検出部４を覆ってマスクを形成しパターニングする。レジストはフッ化水素のエッチング液に耐性の高いものを使用する。次に、基板２をフッ化水素のエッチング液に浸漬することにより支持部材２０の本体部２１と支持部２３との間からエッチング液を犠牲膜３２に触れさせる。そして、犠牲膜３２のＳｉＯ2が腐食され除去されて空隙１７が形成される。支持部材２０及び撥水膜１６はエッチング液に対して耐食性がある膜となっている。従って、エッチング液は支持部材２０及び撥水膜１６をエッチングすることなく犠牲膜３２のみエッチングする。その後、純水にて洗浄して乾燥する。撥水膜１６は純水をはじくので、純水は凹部１５から排除され易くなっている。そして、支持部材２０の材質はＳｉＮであることから剛性が高いので、支持部２３は凹部１５の底に張り付き難くなっている。そして、凹部１５から純水が排出されて乾燥される。続いて、マスクを除去することにより赤外線検出素子３が完成する。
【００６４】
（比較例）
続いて、支持部材２０の材質にポリシリコンを用いたときとＳｉＮを用いたときの（１１１）面配向率を比較した例を紹介する。（１１１）面配向率は次の数式（数１）のように表すことができる。尚、（１１１）面ピーク強度はＰＺＴ薄膜の結晶面（１１１）のＸ線回折ピーク強度を示す。
【００６５】
【数１】
【００６６】
図７は支持部材の材質にポリシリコンを用いたときとＳｉＮを用いたときの（１１１）面配向率を比較したグラフである。図７に示すように、支持部材２０をポリシリコンにしたときの（１１１）面配向率は７３％程度である。一方、支持部材２０をＳｉＮにしたときの（１１１）面配向率は９８％程度である。従って、支持部材２０をＳｉＮにする方が、支持部材２０をポリシリコンにするときに比べて明らかに（１１１）面配向率を高くすることができる。その結果、支持部材２０の材質をＳｉＮにすることにより赤外線検出部４の感度を良くすることができる。
【００６７】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、空隙１７を形成するステップＳ１１のエッチング工程で基板２が純水にて洗浄される。凹部１５はポリシリコンの撥水膜１６に覆われている。撥水膜１６は撥水性を有することから、凹部１５から純水が排出され易くなっている。さらに、凹部１５から純水が排出されるとき、支持部２３と凹部１５との間に表面張力が作用し難くすることができる。そして、梁２２及び支持部２３の材質は窒化シリコンである。窒化シリコンはシリコンや酸化シリコンに比べて剛性が高い材料である。従って、純水を凹部１５から排出するときに支持部２３が凹部１５の底に張り付くのを防止することができる。
【００６８】
（２）本実施形態によれば、赤外線検出部４は支持部２３上に下部電極２４、焦電体２５、上部電極２６が重ねて配置されている。そして、焦電体２５は下部電極２４によって優先配向されているので感度良く赤外線を検出することができる。下部電極２４は窒化シリコンの支持部２３上に配置されている。窒化シリコンの膜は表面粗さを小さく成膜することができる為、平坦な支持部２３上に下部電極２４を配置することができる。従って、精度良く下部電極２４を形成し、焦電体２５を優先配向させることができる。その結果、赤外線検出素子３の感度をさらに良くすることができる。
【００６９】
（３）本実施形態によれば、ステップＳ４の犠牲膜形成工程で撥水膜１６の一部の面１６ａを露出させている。露出された撥水膜１６はポリシリコンであり、ポリシリコンは酸化して酸化シリコンとなる。酸化シリコンはステップＳ１１のエッチング工程にてエッチングされ易いためエッチング液が漏洩する危険性が生ずる。本実施形態ではステップＳ５の支持部材形成工程にて露出したポリシリコンの面１６ａをエッチングして、支持部材２０を重ねて配置している。従って、ステップＳ４にて酸化シリコンが形成されているときにもステップＳ５にて除去される為、ステップＳ１１のエッチング工程にてエッチング液が漏洩することを防止できる。
【００７０】
さらに、ステップＳ５にてポリシリコンの面１６ａをエッチングするとき絶縁膜１４と犠牲膜３２とがエッチングされることにより撥水膜１６の面１６ａが凸状になる。従って、撥水膜１６と支持部材２０との接触面積を増やすことができる為、ステップＳ１１のエッチング工程でエッチング液を漏洩し難くすることができる。
【００７１】
（４）本実施形態によれば、ステップＳ１１のエッチング工程においてウエットエッチングを行って空隙１７を形成している。特許文献１にて開示されたドライエッチングを用いた方法では赤外線検出部４が高温の環境及びプラズマが生じている環境に長時間さらされる。これにより赤外線検出部４が損傷を受ける可能性が高い。一方、本実施形態の方法では高温の環境やプラズマが生じている環境に赤外線検出部４が長時間さらされないので、赤外線検出部４が損傷を受け難くすることができる。
【００７２】
（５）本実施形態によれば、ステップＳ１１のエッチング工程においてウエットエッチングを用いて空隙１７を形成している。ウエットエッチングではエッチング液に基板２を浸漬して行うので、多数の基板２を並行してエッチングすることができる。従って、ドライエッチングを用いた方法に比べて生産性良く空隙１７を形成することができる。
【００７３】
（第２の実施形態）
次に、赤外線検出装置の一実施形態について図８を用いて説明する。図８（ａ）は、赤外線検出装置の構成を示すブロック図であり、図８（ｂ）は、赤外線検出素子の配列を説明するための模式図である。本実施形態では第１の実施形態における駆動回路９の駆動内容の例を詳しく説明する。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００７４】
すなわち、本実施形態では、図８（ａ）に示したように電子機器としてのセンサーデバイス３５は、センサーアレイ３６と、行選択回路３７と、読み出し回路３８を含む。さらに、センサーデバイス３５はＡ／Ｄ変換部３９、制御回路４０を含む。行選択回路３７を行ドライバーとも称す。第１の実施形態における駆動回路９は行選択回路３７、読み出し回路３８、Ａ／Ｄ変換部３９、制御回路４０等を備えている。センサーデバイス３５を用いることで例えばナイトビジョン機器等に用いられる赤外線カメラ等を実現できる。
【００７５】
図８（ａ）に示すように、センサーデバイス３５はセンサーアレイ３６を備えている。図８（ｂ）に示すように、センサーアレイ３６には複数の赤外線検出素子３が格子状に配列される。複数の行線と複数の列線との配線が設けられている。行線はワード線や走査線とも称し、列線はデータ線とも称す。尚、行線及び列線の一方の本数は１本であってもよい。例えば行線が１本である場合には行線に沿った方向（図中横方向）に複数の赤外線検出素子３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（図中縦方向）に複数の赤外線検出素子３が配列される。
【００７６】
センサーアレイ３６の各赤外線検出素子３は、各行線と各列線の交差位置に対応する場所に配置される。例えば、行線ＷＬ１と列線ＤＬ１の交差位置に対応する場所に赤外線検出素子３の１つが配置されている。他の赤外線検出素子３も同様に配置されている。センサーアレイ３６のサイズは特に限定されない。本実施形態では例えばセンサーアレイ３６は３２０×２４０画素のＱＶＧＡ（Quarter Video Graphics Array）となっている。そして、行線ＷＬ０、ＷＬ１、ＷＬ２・・・・ＷＬ２３９及び列線ＤＬ０、ＤＬ１、ＤＬ２・・・・ＤＬ３１９が配置されている。
【００７７】
図８（ａ）に戻って、行選択回路３７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。つまり、行線ＷＬ０、ＷＬ１、ＷＬ２・・・・ＷＬ２３９を順次選択して走査する動作を行う。即ちこれらの行線を選択する信号であるワード選択信号をセンサーアレイ３６に出力する。
【００７８】
読み出し回路３８は、複数の列線に接続され、各列線の読み出し動作を行う。ＱＶＧＡのセンサーアレイ３６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。
【００７９】
Ａ／Ｄ変換部３９は、読み出し回路３８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３９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３８により取得された検出電圧のＡ／Ｄ変換処理を行う。尚、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。
【００８０】
制御回路４０は、各種の制御信号を生成して、行選択回路３７、読み出し回路３８、Ａ／Ｄ変換部３９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。第１の実施形態における駆動回路９は行選択回路３７、読み出し回路３８、Ａ／Ｄ変換部３９及び制御回路４０等により構成されている。
【００８１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、センサーデバイス３５は格子状に配列した赤外線検出素子３を備えている。そして、行選択回路３７及び読み出し回路３８が順次赤外線検出素子３を選択して赤外線の受光量を検出して出力する。赤外線検出素子３は支持部２３が凹部１５に張り付かずに感度良く赤外線の受光量を検出する。従って、センサーデバイス３５は照射される赤外線の分布を感度良く検出する赤外線検出素子３を備えた装置とすることができる。
【００８２】
（第３の実施形態）
次に、赤外線検出部に赤外線検出素子を備える電子機器の１つである赤外線カメラの一実施形態について図９の赤外線カメラの構成を示すブロック図を用いて説明する。図９に示すように、電子機器としての赤外線カメラ４１は、光学系４２、光検出部４３、画像処理部４４、処理部４５、記憶部４６、操作部４７、表示部４８を含んで構成されている。
【００８３】
光学系４２は、例えば１枚または複数枚のレンズやレンズの位置を移動させる駆動部等を含んで構成されている。そして、光学系４２は光検出部４３への物体像の結像を行う。必要に応じて光学系４２はフォーカス調整や絞り調整等の機能も備えても良い。
【００８４】
光検出部４３には上記実施形態の赤外線検出素子３が二次元配列された検出器が用いられている。光検出部４３は、検出器に加えて行選択回路（行ドライバー）、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及びＡ／Ｄ変換部等を備えている。そして、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、被写体の画像データを形成することができる。
【００８５】
画像処理部４４は、光検出部４３からのデジタルの画像データに基づいて、画像補正処理等の各種の画像処理を行う。画像データは画素データとも称す。
【００８６】
処理部４５は、赤外線カメラ４１の全体の制御を行い、赤外線カメラ４１内の各ブロックの制御を行う。この処理部４５は例えばＣＰＵ等により実現される。記憶部４６は各種の情報を記憶するものであり、例えば処理部４５や画像処理部４４のワーク領域として機能する。操作部４７は、操作者が赤外線カメラ４１を操作するためのインターフェイスとなるものであり、例えば、各種ボタンやＧＵＩ（Graphical User Interface）画面等により実現される。表示部４８は、例えば光検出部４３により取得された画像やＧＵＩ画面等を表示するものであり、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の各種のディスプレイにより実現される。
【００８７】
このように、直交する二方向に赤外線検出素子３を二次元配置された光検出部４３を用いて熱（光）分布画像を提供することができる。この光検出部４３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等の電子機器を構成することができる。
【００８８】
もちろん、１セル分または複数セルの赤外線検出素子３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、工場等に設けられるＦＡ（Factory Automation）機器等の各種の電子機器を構成することもできる。
【００８９】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、赤外線カメラ４１は光検出部４３を備え、光検出部４３には赤外線検出素子３が用いられている。赤外線検出素子３は支持部２３が凹部１５に張り付かずに感度良く赤外線の受光量を検出する。光検出部４３の赤外線検出素子３は感度良く赤外線を検出するので、赤外線カメラ４１は感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子を備えた電子機器とすることができる。
【００９０】
（第４の実施形態）
次に、光検出部に赤外線検出素子を備えた赤外線カメラを用いた電子機器の１つである運転支援装置の一実施形態について図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、運転支援装置の構成を示すブロック図であり、図１１は、運転支援装置を搭載した自動車を示す概略斜視図である。
【００９１】
図１０に示すように、電子機器としての運転支援装置５１は、運転支援装置５１を制御するＣＰＵを備えた処理ユニット５２と、車両外部の所定の撮像領域における赤外線を検出可能な赤外線カメラ４１と、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサー５４とを備えている。さらに、運転支援装置５１は、車両の走行速度を検出する車速センサー５５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５６と、スピーカー５７と、表示装置５８とを備えて構成されている。そして、本実施形態の赤外線カメラ４１は上記実施形態における赤外線カメラ４１と同じカメラが用いられている。従って、赤外線カメラ４１は光検出部に赤外線検出素子３を備えている。
【００９２】
この運転支援装置５１の処理ユニット５２は、例えば、赤外線カメラ４１の撮像により得られる自車両周辺の赤外線画像と、ヨーレートセンサー５４、車速センサー５５、ブレーキセンサー５６により検出される自車両の走行状態にかかる検出信号を用いる。そして、処理ユニット５２は赤外線画像及び検出信号を用いて自車両の進行方向前方に存在する物体及び歩行者等の対象物を検出する。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は、スピーカー５７または表示装置５８により警報を出力する。
【００９３】
図１１に示すように、赤外線カメラ４１は、自動車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５８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）５９等を備えて構成されている。
【００９４】
（１）本実施形態によれば、運転支援装置５１は赤外線カメラ４１を備えている。赤外線カメラ４１は光検出部４３を備え、光検出部４３には上記実施形態の赤外線検出素子３が用いられている。赤外線検出素子３は支持部２３が凹部１５に張り付かずに感度良く赤外線の受光量を検出する。従って、運転支援装置５１は感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子を有する赤外線カメラ４１を備えた電子機器とすることができる。
【００９５】
（第５の実施形態）
次に、赤外線検出部に赤外線検出素子を備えた赤外線カメラを用いた電子機器の１つであるセキュリティー機器の一実施形態について図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は、セキュリティー機器の構成を示すブロック図であり、図１３はセキュリティー機器が設置された家を示す模式図である。
【００９６】
図１２に示すように、電子機器としてのセキュリティー機器６２は、監視エリアを撮影する赤外線カメラ４１と、監視エリアへの侵入者を検知する人感センサー６３を備える。人感センサー６３は光検出部を備え、光検出部に赤外線検出素子３を備えている。そして、本実施形態の赤外線カメラ４１は上記実施形態における赤外線カメラ４１と同じカメラが用いられている。従って、赤外線カメラ４１は光検出部に赤外線検出素子３を備えている。
【００９７】
さらに、セキュリティー機器６２は、赤外線カメラ４１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６４を備える。さらに、セキュリティー機器６２は人感センサー６３が出力する信号を用いて侵入者の検知処理を行う人感センサー検知処理部６５を備える。さらに、セキュリティー機器６２は画像圧縮部６６を備え、画像圧縮部６６は赤外線カメラ４１から出力された画像データを所定の方式で圧縮する。さらに、セキュリティー機器６２は通信処理部６７を備え、通信処理部６７は圧縮された画像データや侵入者検知情報を外部装置に送信し、セキュリティー機器６２への各種設定情報等を外部装置から受信する。さらに、セキュリティー機器６２は制御部６８等を備え、制御部６８はセキュリティー機器６２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（Central Processing Unit）にて行う。セキュリティー機器６２は以上の要素等で構成されている。そして、本実施形態の赤外線カメラ４１は上記実施形態における赤外線カメラ４１と同じカメラが用いられている。従って、赤外線カメラ４１は光検出部に赤外線検出素子３を備えている。
【００９８】
動き検知処理部６４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信号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信号が入力される状態変化検出部とを備える。そして、状態変化検出部は撮影した動画の画像であるフレームを比較する。そして、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が同一画像の画像データとなり、移動体の侵入による状態変化があるときフレーム間の画像データで差が生じる。フレーム間の画像データで差を利用して状態変化検出部は状態変化を検知する。
【００９９】
図１３に示すように、セキュリティー機器６２は軒下に赤外線カメラ４１及び人感センサー６３が設置されている。そして、赤外線カメラ４１は撮像エリア６９を検出し、人感センサー６３は検知エリア７０を検出する。
【０１００】
（１）本実施形態によれば、セキュリティー機器６２は人感センサー６３及び赤外線カメラ４１を備えている。人感センサー６３及び赤外線カメラ４１は光検出部を備え、光検出部には赤外線検出素子３が用いられている。赤外線検出素子３は支持部２３が凹部１５に張り付かずに感度良く赤外線の受光量を検出する。従って、セキュリティー機器６２は感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子を有する人感センサー６３及び赤外線カメラ４１を備えた電子機器とすることができる。
【０１０１】
（第６の実施形態）
次に、赤外線検出部に赤外線検出素子を備えた赤外線カメラを用いた電子機器の１つであるゲーム機器の一実施形態について図１４及び図１５を用いて説明する。図１４は、ゲーム機器のコントローラーの構成を示すブロック図であり、図１５はコントローラーの使用方法を説明するための模式図である。
【０１０２】
図１４に示すように、ゲーム機器に用いられる電子機器としてのコントローラー７３は、撮像情報演算ユニット７４と、操作スイッチ７５と、加速度センサー７６と、コネクター７７と、プロセッサー７８と、無線モジュール７９と、を備えて構成される。
【０１０３】
撮像情報演算ユニット７４は、撮像ユニット８０と、この撮像ユニット８０で撮像した画像データを処理するための画像処理回路８１とを有する。撮像ユニット８０は光検出部８２を備え、さらに、光検出部８２と接続して赤外線だけを通すフィルターである赤外線フィルター８３及びレンズ等の光学系８４を備えている。そして、画像処理回路８１は、撮像ユニット８０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、高輝度部分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。光検出部８２には上記実施形態の赤外線検出素子３が用いられている。
【０１０４】
プロセッサー７８は、操作スイッチ７５からの操作データと、加速度センサー７６からの加速度データ及び赤外線画像の高輝度部分データを一連のコントロールデータとして無線モジュール７９に出力する。無線モジュール７９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する。無線モジュール７９はアンテナ８５を備え、アンテナ８５から搬送波を電波信号にして出力する。
【０１０５】
尚、コントローラー７３に設けられているコネクター７７を通して入力されたデータもプロセッサー７８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７９とアンテナ８５を介して出力される。
【０１０６】
図１５に示すように、電子機器としてのゲーム機器８６は、コントローラー７３と、ゲーム機本体８７と、ディスプレイ８８と、ＬＥＤモジュール８９及びＬＥＤモジュール９０とを備えている。ゲーム機器８６を操作するプレイヤー９１は一方の手でコントローラー７３を操作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７３の撮像ユニット８０をディスプレイ８８の画面９２を向くようにすると、ディスプレイ８８の近傍に設置された二つのＬＥＤモジュール８９及びＬＥＤモジュール９０から出力される赤外線を撮像ユニット８０が検知する。そして、コントローラー７３は、二つのＬＥＤモジュール８９，９０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７３から無線でゲーム機本体８７に送信され、ゲーム機本体８７に受信される。プレイヤー９１がコントローラー７３を動かすと、輝点の位置や大きさのデータが変化する。それを利用して、ゲーム機本体８７はコントローラー７３の動きに対応した操作信号を取得できる。そして、操作信号にしたがってゲーム機器８６はゲームを進行させることができる。
【０１０７】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、ゲーム機器８６のコントローラー７３は光検出部８２を備え、光検出部８２には上記実施形態の赤外線検出素子３が用いられている。赤外線検出素子３は支持部２３が凹部１５に張り付かずに感度良く赤外線の受光量を検出する。光検出部８２の赤外線検出素子３は感度良く赤外線を検出するので、ゲーム機器８６は感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子３が設置されたコントローラー７３を有する電子機器とすることができる。
【０１０８】
（第７の実施形態）
次に、赤外線検出部に赤外線検出素子を備えた赤外線カメラを用いた電子機器の１つである体温測定装置の一実施形態について図１６を用いて説明する。図１６は、体温測定装置の構成を示すブロック図である。
【０１０９】
図１６に示すように、電子機器としての体温測定装置９５は、赤外線カメラ４１と、体温分析装置９６と、情報通信装置９７と、ケーブル９８とを備えて構成されている。本実施形態の赤外線カメラ４１は上記の実施形態の赤外線カメラ４１と同じカメラが用いられている。
【０１１０】
赤外線カメラ４１は所定の対象領域を撮影し、撮影された対象者９９の画像情報をケーブル９８を経由して体温分析装置９６に送信する。体温分析装置９６は、赤外線カメラ４１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９７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９９を含んでいると判断した場合には、対象者９９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。
【０１１１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、体温測定装置９５は赤外線カメラ４１を備えている。赤外線カメラ４１は光検出部を備え、光検出部には赤外線検出素子３が用いられている。赤外線検出素子３は支持部２３が凹部１５に張り付かずに感度良く赤外線の受光量を検出する。従って、体温測定装置９５は感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子を有する赤外線カメラ４１を備えた電子機器とすることができる。
【０１１２】
（第８の実施形態）
次に、光検出部に赤外線検出素子を備える電子機器の１つである特定物質探知装置の一実施形態について図１７の特定物質探知装置の構成を示すブロック図を用いて説明する。
【０１１３】
図１７に示すように電子機器としての特定物質探知装置１０２は、制御ユニット１０３と、照射光ユニット１０４と、光学フィルター１０５と、撮像ユニット１０６と、表示部１０７とを備えて構成されている。撮像ユニット１０６は、図示しないレンズ等の光学系と光検出部を備え、該光検出部は第１の実施形態の赤外線検出素子３を備えている。そして、赤外線検出素子３の赤外線検出部４が備える赤外線吸収膜３０の吸収波長はテラヘルツ域となっている。
【０１１４】
制御ユニット１０３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及び画像処理ユニットを制御する。照射光ユニット１０４は、波長が１００μｍ〜１０００μｍの範囲にある電磁波であるテラヘルツ光を射出するレーザー装置と光学系を含み、テラヘルツ光を検査対象の人物１０８に照射する。
【０１１５】
人物１０８と撮像ユニット１０６との間には光学フィルター１０５が配置されている。光学フィルター１０５は探知対象である特定物質１０９の分光スペクトルのみを通過させる。人物１０８から反射するテラヘルツ光は、光学フィルター１０５にて分離されて特定物質１０９の分光スペクトルのみ撮像ユニット１０６に受光される。撮像ユニット１０６で生成された画像信号は、制御ユニット１０３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１０７へ出力される。そして人物１０８の衣服内等に特定物質１０９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１０９の存在が判別できる。
【０１１６】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、特定物質探知装置１０２は撮像ユニット１０６に光検出部を備え、光検出部には上記実施形態の赤外線検出素子３が用いられている。赤外線検出素子３は支持部２３が凹部１５に張り付かずに感度良く赤外線の受光量を検出する。光検出部の赤外線検出素子３は感度良く赤外線を検出するので、特定物質探知装置１０２は撮像ユニット１０６に感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子を備えた電子機器とすることができる。
【０１１７】
以上、いくつかの実施形態について説明したが、本発明の新規事項及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総て本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書または図面において、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、明細書また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。
【０１１８】
本発明は、種々の焦電型検出器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等にも適用できる。このフローセンサーに設けられる熱電対等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。
【０１１９】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
【０１２０】
（変形例１）
前記第１の実施形態では、２つの梁２２が設置されたが、梁２２の個数は限定されない。梁２２の個数は１個でも良く、３個以上でも良い。支持部２３を安定して支持できれば良い。また、梁２２は折れ曲がった角柱状であったが、梁２２の形状は曲線でも良く、真直ぐでもよい。支持部２３を安定して支持できれば良く、設計し易い形状にしても良い。また、梁２２を長くすることにより梁２２を介して熱伝導する熱量を減らすことができる。
【０１２１】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、基板２上に駆動回路９を設置し、同じ基板２上に赤外線検出素子３を配列して形成した。駆動回路９は基板２でなく外部基板に設置しても良い。バンプを接点に用いて基板２と外部基板との間で通信しても良い。良品の駆動回路９と赤外線検出素子３が配列した良品のセンサーアレイとを組み立ててセンサーデバイスとする。従って、歩留まり良くセンサーデバイスを製造できるので、生産性良くセンサーデバイスを製造することできる。
【０１２２】
（変形例３）
前記第１の実施形態では、ステップＳ１２の検出部形成工程の後にステップＳ９の支持部形成工程を行った。ステップＳ９はステップＳ５の支持部材形成工程とステップＳ６の貫通電極形成工程との間に行われても良い。また、ステップＳ９はステップＳ６の貫通電極形成工程とステップＳ１２の検出部形成工程との間に行われても良い。製造し易いステップ順にて行っても良い。
【０１２３】
（変形例４）
前記第１の実施形態では、支持部材２０をＳｉＮの膜にした。支持部材２０の空隙１７側にはポリシリコンの膜を配置しても良い。これにより、空隙１７と接する場所を純水に対して撥水性を良くすることができる。従って、空隙１７から純水を排出しやすくなるので、支持部２３が凹部１５の底に吸着することをさらに防止することができる。
【０１２４】
（変形例５）
前記第１の実施形態では、ステップＳ３の撥水膜形成工程にて撥水膜１６を成膜した。続けて撥水膜１６をパターニングした。撥水膜１６のパターニングはステップＳ４の犠牲膜形成工程にてＣＭＰ法を用いて犠牲膜３２の上面を平坦にする工程にて行っても良い。撥水膜１６のパターニングは凹部１５以外の場所の撥水膜１６を除去する内容であり、犠牲膜３２の上面を平坦にすることによりパターニングすることができる。この方法を用いることにより、マスクを形成する工程とドライエッチングする工程とを削減することができる。その結果、生産性良く赤外線検出素子３を製造することができる。
【０１２５】
（変形例６）
前記第１の実施形態では、ステップＳ９の支持部形成工程の後にステップＳ１０の赤外線吸収膜形成工程を行った。ステップＳ１０の後にステップＳ９を行っても良い。つまり、赤外線検出部４に赤外線吸収膜３０を成膜した後で梁２２及び支持部２３の形状をパターニングしても良い。製造し易い工程順にて製造しても良い。
【０１２６】
（変形例７）
前記第１の実施形態では、ステップＳ１１のエッチング工程において純水を用いて洗浄し乾燥した。純水にて洗浄した後にアルコール等の沸点の低い液体で水置換しても良い。さらに、凹部１５から液体が早く排出されるので支持部２３を凹部１５の底に張り付き難くすることができる。
【０１２７】
（変形例８）
前記第１の実施形態では、ステップＳ１１のエッチング工程において、基板２をフッ化水素のエッチング液に浸漬した。尚、エッチング液はフッ化水素酸とフッ化アンモニウムとを混合したバッファードフッ酸を用いても良い。
【符号の説明】
【０１２８】
２…基板、４…赤外線検出部、１４…絶縁膜、１５…凹部、１６…撥水膜、１７…空隙、２２…梁、２３…支持部、２４…下部電極、２５…焦電体、２６…上部電極、３２…犠牲膜、３５…電子機器としてのセンサーデバイス、４１…電子機器としての赤外線カメラ、４３，８２…光検出部、５１…電子機器としての運転支援装置、６２…電子機器としてのセキュリティー機器、７３…電子機器としてのコントローラー、８６…電子機器としてのゲーム機器、９５…電子機器としての体温測定装置、１０２…電子機器としての特定物質探知装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線検出素子にかかわり、特に、赤外線の照射量を検出する素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコン基板にマイクロマシーニング技術を用いた赤外線検出素子が研究されている。赤外線検出素子には赤外線による温度変化を検出するボロメーター型赤外線検出素子がある。赤外線検出素子は赤外線によって加熱された後、放熱しない断熱構造にすることにより感度良く赤外線を検出することができる。
【０００３】
赤外線を検出する検出部をシリコン基板から浮かせた場所に作成したボロメーター型赤外線検出素子が特許文献１に開示されている。それによると、ダイアモンドライクカーボンにて犠牲層を形成し、犠牲層の上に支持部及び検出部を形成していた。そして、酸素を含んだプラズマ処理により犠牲層をエッチングし空洞を形成していた。これにより検出部を断熱構造にすることができる。このとき、検出部が加熱される状態に長時間曝され、プラズマ放電の環境に長時間曝される。これにより、検出部が損傷を受ける可能性が高くなっていた。
【０００４】
犠牲層をエッチングするときウェットプロセスにて行うことにより、検出部が熱やプラズマに長時間さらされることを防止することができる。その方法として、まず凹部を形成し凹部の表面にエッチング液から保護する保護膜を形成する。次に、凹部に犠牲層を配置し、犠牲層上に支持部及び検出部を配置する。続いて、犠牲層をエッチング液に浸漬して除去する方法が考えられる。エッチング液はエッチャントとも称す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１９２３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
犠牲層を除去した後、基板を純水に浸漬してエッチング液を凹部から排出する。次に、凹部から純水を排出する。凹部と対向する場所には支持部が位置する。そして、純水が徐々に排出されるとき、純水の表面張力が支持部に作用することにより支持部が凹部の底に張り付く。この現象をスティッキングと称す。このとき、支持部や支持部を保持する梁が変形する。そして、支持部が凹部に接触する為、検出部の熱が凹部に伝導する。これにより、赤外線の検出感度が悪くなる。そこで、支持部が凹部の底に張り付くのを防止することができる赤外線検出素子が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
本適用例にかかる赤外線検出素子であって、基板と、前記基板上に設置され凹部を備えた絶縁膜と、前記基板に一端が固定される梁によって保持され前記凹部の上方に空隙を介して位置する支持部と、前記支持部上に設置され赤外線を検出する赤外線検出部と、を備え、前記凹部はポリシリコンを含む撥水膜に覆われ、前記梁及び前記支持部は窒化シリコンまたは炭窒化シリコンを含むことを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、基板上に絶縁膜が設置されている。そして、絶縁膜には凹部が形成されている。凹部と対向する場所には空隙を介して支持部が位置し、支持部は、基板に一端が固定される梁によって保持されている。支持部上には赤外線検出部が設置され、赤外線検出部は赤外線を検出する。赤外線が赤外線検出部及び支持部を照射するとき、赤外線検出部は加熱されて温度が高くなる。赤外線検出部は赤外線検出部の温度変化を検出することにより赤外線の照射量を検出する。そして、赤外線検出部及び支持部が赤外線によって加熱された熱量は空隙により断熱される為、赤外線検出部は感度良く赤外線の照射量を検出することができる。
【００１０】
凹部に空隙を形成する工程で基板が純水にて洗浄される。純水を凹部から排出するとき純水の表面張力が作用することにより凹部と支持部とが張り付き易くなる。凹部はポリシリコンの撥水膜に覆われている。ポリシリコンの撥水膜は撥水性を有することから、凹部から純水が排出され易くなっている。そして、梁及び支持部は窒化シリコンまたは炭窒化シリコンを含んでいる。窒化シリコンまたは炭窒化シリコンはシリコンや酸化シリコンに比べて剛性が高い材料である。従って、凹部から純水を排出するとき支持部が凹部の底に張り付くのを防止することができる。
【００１１】
［適用例２］
上記適用例にかかる赤外線検出素子において、前記赤外線検出部は前記支持部上に下部電極、焦電体、上部電極が重ねて配置され、前記支持部は窒化シリコンを含み、前記焦電体は優先配向していることを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、赤外線検出部は支持部上に下部電極、焦電体、上部電極が重ねて配置されている。そして、焦電体は優先配向しているので感度良く赤外線を検出することができる。下部電極は窒化シリコンを含む支持部上に配置されている。窒化シリコンの膜は表面粗さを小さく成膜することができる為、平坦な支持部上に下部電極を配置することができる。従って、精度良く下部電極を形成し、焦電体を優先配向させることができる。その結果、赤外線検出素子の感度をさらに良くすることができる。
【００１３】
［適用例３］
本適用例にかかる赤外線検出素子の製造方法であって、基板上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜に凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部を覆って撥水膜を形成する撥水膜形成工程と、前記凹部に犠牲膜を形成する犠牲膜形成工程と、前記犠牲膜上に支持部材を成膜する支持部材形成工程と、前記支持部材上に赤外線検出部を形成する検出部形成工程と、前記支持部材を、前記赤外線検出部を支持する支持部及び前記支持部を保持する梁の形状にパターニングする支持部形成工程と、前記犠牲膜をエッチングするエッチング工程と、を有し、前記撥水膜はポリシリコンを含み、前記支持部材は窒化シリコンまたは炭窒化シリコンを含むことを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、絶縁膜形成工程において基板上に絶縁膜を形成する。次に、凹部形成工程において絶縁膜に凹部を形成する。撥水膜形成工程では凹部を覆って撥水膜を形成する。犠牲膜形成工程では凹部に犠牲膜を形成している。支持部材形成工程では犠牲膜上に支持部材を成膜する。そして、検出部形成工程では支持部材上に赤外線検出部を形成する。支持部形成工程では支持部材を支持部及び梁の形状にパターニングする。そして、エッチング工程では犠牲膜をエッチングして除去している。これにより、凹部の犠牲膜があった場所には空隙が形成され、凹部と対向する場所に支持部が位置する。赤外線検出部及び支持部が赤外線を照射されるとき、赤外線検出部は赤外線検出部の温度変化を検出することにより赤外線の照射量を検出する。そして、赤外線検出部及び支持部が赤外線によって加熱された熱量は空隙により断熱される為、赤外線検出部は感度良く赤外線の照射量を検出することができる。
【００１５】
エッチング工程において基板を純水に浸漬させて洗浄する。このとき、純水が凹部に侵入する。純水を凹部から排出するとき純水の表面張力が作用することにより凹部と支持部とが張り付き易くなる。ポリシリコンを含む撥水膜が凹部を覆っている。ポリシリコンの撥水膜は撥水性を有することから、基板は凹部から純水を排出し易くすることができる。そして、支持部材は窒化シリコンまたは炭窒化シリコンを含んでいる為、支持部材をシリコンや酸化シリコンにするときに比べて支持部及び梁は剛性を高くすることができる。従って、支持部が凹部の底に張り付くのを防止することができる。
【００１６】
［適用例４］
上記適用例にかかる赤外線検出素子の製造方法において、前記犠牲膜形成工程において前記撥水膜の一部を露出させ、前記支持部材形成工程において露出された前記撥水膜の表面をエッチングして、前記撥水膜上に前記支持部材を重ねて配置することを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、犠牲膜形成工程で撥水膜の一部を露出させている。露出された撥水膜はポリシリコンであり、ポリシリコンは酸化して酸化シリコンとなる。酸化シリコンはエッチング工程にてエッチングされ易いためエッチング液が漏洩する危険性が生ずる。本実施形態では露出したポリシリコンの表面をエッチングして、支持部材を重ねて配置している。従って、酸化シリコンが形成されているときにも除去できる為、エッチング工程にてエッチング液が凹部から絶縁膜に漏洩することを防止できる。
【００１８】
さらに、露出したポリシリコンの表面をエッチングするとき犠牲層がエッチングされるため、ポリシリコンの表面が犠牲層の表面に比べて凸状になる。従って、撥水膜と支持部材との接触面積を増やすことができる。撥水膜と支持部材との接触面積が広いとき、接触面積が狭いときに比べて、エッチング液が漏洩するのにかかる時間が長くなる。従って、エッチング液を凹部から絶縁膜に漏洩し難くすることができる。
【００１９】
［適用例５］
本適用例にかかる電子機器は、赤外線を検出する光検出部を備える電子機器であって、前記光検出部に上記に記載の赤外線検出素子を備えることを特徴とする。
【００２０】
本適用例によれば、電子機器は赤外線を検出する光検出部を備えている。そして、光検出部は上記適用例に記載の赤外線検出素子を備えている。上記適用例に記載の赤外線検出素子は基板を洗浄するときにも支持部が凹部の底に張り付くのを防止され、感度良く赤外線を検出する素子である。従って、本適用例の電子機器は光検出部に感度の良い赤外線検出素子を備えた電子機器とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態にかかわり、（ａ）は、赤外線検出装置の構成を示す模式平面図、（ｂ）は、赤外線検出装置の構成を示す模式断面図。
【図２】（ａ）は、赤外線検出素子の構成を示す要部模式平面図、（ｂ）は、赤外線検出素子の構成を示す要部模式側断面図。
【図３】赤外線検出素子の製造方法を示すフローチャート。
【図４】赤外線検出素子の製造方法を説明するための模式図。
【図５】赤外線検出素子の製造方法を説明するための模式図。
【図６】赤外線検出素子の製造方法を説明するための模式図。
【図７】比較例にかかわり、支持部材の材質にポリシリコンを用いたときとＳｉＮを用いたときの（１１１）面配向率を比較したグラフ。
【図８】第２の実施形態にかかわり、（ａ）は、赤外線検出装置の構成を示すブロック図、（ｂ）は、赤外線検出素子の配列を説明するための模式図。
【図９】第３の実施形態にかかわる赤外線カメラの構成を示すブロック図。
【図１０】第４の実施形態にかかわる運転支援装置の構成を示すブロック図。
【図１１】運転支援装置を搭載した自動車を示す概略斜視図。
【図１２】第５の実施形態にかかわるセキュリティー機器の構成を示すブロック図。
【図１３】キュリティー機器が設置された家を示す模式図。
【図１４】第６の実施形態にかかわるゲーム機器のコントローラーの構成を示すブロック図。
【図１５】コントローラーの使用方法を説明するための模式図。
【図１６】第７の実施形態にかかわる体温測定装置の構成を示すブロック図。
【図１７】第８の実施形態にかかわる特定物質探知装置の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、構造に特徴のある赤外線検出素子の実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
本実施形態では、赤外線検出素子と赤外線検出素子の製造方法の特徴的な例について図１〜図６に従って説明する。
【００２３】
（赤外線検出装置）
図１（ａ）は、赤外線検出装置の構成を示す模式平面図であり、図１（ｂ）は、赤外線検出装置の構成を示す模式断面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。図１に示すように、赤外線検出装置１は平面視が四角形の基板２を備えている。基板２の４辺のうち直交する２辺の方向をＸ方向及びＹ方向とする。そして、鉛直方向を−Ｚ方向とする。基板２のＺ方向の面を基板表面２ａとし、基板２の−Ｚ方向の面を基板裏面２ｂとする。つまり、基板表面２ａと基板裏面２ｂとは互いに反対側を向く面となっている。
【００２４】
基板２には２０個の赤外線検出素子３が５行４列の格子状に配列して配置されている。赤外線検出素子３の個数や配列の数は特に限定されない。赤外線検出素子３は１個〜１９個でも良く、２１個以上でも良い。赤外線検出素子３の個数が多い程空間分解能を高くすることができる。
【００２５】
基板２の基板表面２ａ側には赤外線検出素子３毎に赤外線を検出する赤外線検出部４が設置されている。赤外線検出部４と接続して上電極配線５と下電極配線６とが設置されている。基板２の基板表面２ａには図示しない膜が積層され、この膜を貫通する上貫通電極７と下貫通電極８とが形成されている。そして、上電極配線５は上貫通電極７と接続され、下電極配線６は下貫通電極８と接続されている。
【００２６】
（赤外線検出素子）
図２（ａ）は、赤外線検出素子の構成を示す要部模式平面図であり。図２（ｂ）は、赤外線検出素子の構成を示す要部模式側断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。図２に示すように、赤外線検出素子３は基板２を備え、基板２はシリコン基板である。基板２の基板表面２ａには駆動回路９が形成されている。駆動回路９は半導体素子が集積された回路である。基板２上には配線層１０が設置されている。配線層１０には配線層絶縁膜１１が積層されており、各配線層絶縁膜１１の間、基板表面２ａ、配線層１０の上面には配線１２が設置されている。そして、各配線層絶縁膜１１を貫通する貫通電極１３が配置され、貫通電極１３は各配線層絶縁膜１１の間や基板２上に位置する配線１２を接続する。
【００２７】
配線層絶縁膜１１の材質は絶縁性があり薄膜が形成可能であれば良く特に限定されず例えばＳｉＯ2（酸化シリコン）等を用いることができる。配線１２及び貫通電極１３の材質は導電性があり微細なパターンが形成可能であれば良く特に限定されないが例えばＴｉ（チタン）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属を用いることができる。
【００２８】
配線層１０上には絶縁膜１４が設置されている。図を見やすくするために基板２は絶縁膜１４より薄く図示されているが、基板２は絶縁膜１４より厚い板となっている。絶縁膜１４の図中上側の面には凹部１５が形成されている。絶縁膜１４の材質は絶縁性があり薄膜が形成可能であれば良く特に限定されず例えばＳｉＯ2（酸化シリコン）、ＳｉＮ（窒化シリコン）またはＳｉＣＮ（炭窒化シリコン）を用いることができる。本実施形態では絶縁膜１４の材質にＳｉＯ2を用いている。
【００２９】
凹部１５の表面を覆って撥水膜１６が形成され、凹部１５の中は空隙１７となっている。絶縁膜１４及び空隙１７の上には支持部材２０が設置されている。支持部材２０は本体部２１、梁２２、支持部２３から構成されている。本体部２１は絶縁膜１４上に設置されている。支持部２３は空隙１７上に位置し四角形に形成されており支持部２３上には赤外線検出部４が設置されている。梁２２は一端が本体部２１に固定され他端が支持部２３を保持している。図２（ｂ）では見やすくするために梁２２が短く記載されているが図２（ａ）に示すように梁２２はＹ方向に長く形成されている。そして、梁２２が長く形成されていることにより、本体部２１と支持部２３との間の熱伝導が小さくなっている。所定の範囲の中に支持部２３及び梁２２を配置するために梁２２は２箇所で曲げられた形状となっている。梁２２の形状及び長さは特に限定されないが、長い梁２２は短いときに比べて熱が移動し難い。従って、梁２２が長い方が赤外線検出部４は精度良く赤外線を検出できる。
【００３０】
撥水膜１６は空隙１７を形成するときに使用するエッチング液から絶縁膜１４を保護する機能を有する。撥水膜１６の材質はエッチング液に対して耐食性があり、洗浄に用いる純水に対して撥水性があれば良く特に限定されない。本実施形態では、例えば、撥水膜１６の材質にポリシリコンを用いている。支持部材２０の材質は剛性があって絶縁性があり、空隙１７を形成するときに用いるエッチング液に対して耐食性があればよい。支持部材２０の材料には例えば、ＳｉＮ（窒化シリコン）やＳｉＣＮ（炭窒化シリコン）を用いることができる。支持部材２０は単層でも良く多層構造でもよい。多層構造にすることにより内部応力のバランスをとっても良い。単層にするときには多層にするより少ない工程にできるので生産性を良くすることができる。本実施形態では、例えば、支持部材２０の材質にはＳｉＮを用いている。
【００３１】
支持部２３上には下部電極２４が設置され、下部電極２４に重ねて焦電体２５が設置されている。さらに、焦電体２５上には上部電極２６が重ねて設置されている。下部電極２４、焦電体２５、上部電極２６等によりキャパシター２７が構成され、キャパシター２７は温度変化に対応して分極量が変化する。従って、キャパシター２７の分極量を検出することにより温度を推定することができる。
【００３２】
下部電極２４の材質は電導性の良い金属であればよく、さらには耐熱性のある金属が好ましい。本実施形態では、例えば、下部電極２４の材質にＩｒ（イリジウム）、ＩｒＯｘ（酸化イリジウム）、Ｐｔ（白金）をこの順に積層している。Ｉｒは配向制御、ＩｒＯｘは還元ガスバリア、Ｐｔはシード層としての機能を備えている。
【００３３】
焦電体２５はＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）またはＰＺＴにＮｂ（ニオブ）を添加したＰＺＴＮを用いることができる。上部電極２６の材質は電導性の良い金属であればよく、さらには耐熱性のある金属が好ましい。本実施形態では、例えば、上部電極２６の材質にＰｔ（白金）、ＩｒＯｘ（酸化イリジウム）、Ｉｒ（イリジウム）、をこの順に積層している。Ｐｔは配向整合、ＩｒＯｘは還元ガスバリア、Ｉｒは低抵抗層、としての機能を備えている。
【００３４】
キャパシター２７を覆って絶縁膜２８が設置されている。絶縁膜２８には下部電極２４に通ずる第１コンタクトホール２８ａと、上部電極２６に通ずる第２コンタクトホール２８ｂとが形成されている。支持部材２０上及び絶縁膜２８上には下電極配線６及び上電極配線５が設置されている。下電極配線６は第１コンタクトホール２８ａを通じて下部電極２４に接続されている。同様に、上電極配線５は第２コンタクトホール２８ｂを通じて上部電極２６に接続されている。
【００３５】
絶縁膜２８の材料は絶縁性があり、成膜し易い材料であれば良い。本実施形態では、例えば、絶縁膜２８はＡｌ2Ｏ3（アルミナ）の層とＳｉＯ2またはＳｉＮの層とが積層された膜となっている。Ａｌ2Ｏ3の層はガスバリアの機能を有し、ＳｉＯ2またはＳｉＮの層は絶縁性の機能を有している。下電極配線６及び上電極配線５の材質は、導電性が良く成膜し易い材料であれば良く、Ｗ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）またはＡｌ（アルミニウム）等を用いることができる。本実施形態では、例えば、下電極配線６及び上電極配線５の材質には、Ａｌを用いている。
【００３６】
上電極配線５、下電極配線６及びキャパシター２７と重ねて絶縁膜２９が形成されている。絶縁膜２９は絶縁膜２８と同様な材質であり、同様な性能を持った膜である。絶縁膜２９は電気的に絶縁させるとともに、覆われた場所を保護する機能も備えている。
【００３７】
キャパシター２７と重ねて赤外線吸収膜３０が設置されている。これにより、赤外線吸収膜３０は赤外線を反射させずに吸収するので、赤外線検出素子３は感度をさらに良くすることができる。赤外線検出部４はキャパシター２７、絶縁膜２８、下電極配線６、上電極配線５、絶縁膜２９、赤外線吸収膜３０等から構成されている。
【００３８】
赤外線吸収膜３０は赤外線の吸収率の良い材料からなる膜であれば良く、特に限定されない。赤外線吸収膜３０は例えば、シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、金黒膜を用いることができる。金黒膜は多孔性の金の膜をガス中蒸着法にて形成したものである。本実施形態では例えば赤外線吸収膜３０にＳｉＮ膜とＳｉＯ2膜の積層膜を採用している。
【００３９】
絶縁膜１４及び支持部材２０にはビアホール１４ａが形成されている。ビアホール１４ａ内には導電体が設置され、ビアホール１４ａ及び導電体により上貫通電極７及び下貫通電極８が構成されている。下電極配線６と下貫通電極８とが接続し、上電極配線５と上貫通電極７とが接続している。上貫通電極７及び下貫通電極８の材質は、導電性が良く成膜し易い材料であれば良く、Ｗ、ＴｉまたはＡｌ等を用いることができる。本実施形態では、例えば、上貫通電極７及び下貫通電極８の材質には、Ｗを用いている。
【００４０】
上貫通電極７及び下貫通電極８は配線層１０の配線１２と接続されている。従って、キャパシター２７の下部電極２４は下電極配線６、下貫通電極８、配線１２、貫通電極１３を介して駆動回路９と接続されている。同様に、キャパシター２７の上部電極２６は上電極配線５、上貫通電極７、配線１２、貫通電極１３を介して駆動回路９と接続されている。従って、駆動回路９は配線１２から信号を入力してキャパシター２７の分極量を検出することが可能になっている。
【００４１】
基板２の基板裏面２ｂには反り抑制膜３１が設置されている。反り抑制膜３１は絶縁膜１４及び支持部材２０等の膜により基板２が反ることを抑制するために設けられた膜である。従って、反り抑制膜３１の膜厚は基板２が反る量に合わせて調整するのが好ましい。反り抑制膜３１の材質はＳｉＯ2、ＳｉＮ、ＳｉＣＮ等を用いることができる。反り抑制膜３１は単層でも良く多層構造でもよい。本実施形態では、例えば、反り抑制膜３１の材質にＳｉＮを用いている。
【００４２】
赤外線検出素子３に赤外線が照射されるとき、赤外線検出部４は赤外線を吸収して温度が上昇する。赤外線検出部４において赤外線が照射される面には赤外線吸収膜３０が設置されている。従って、赤外線検出部４は効率的に赤外線を吸収して温度を上げることができる。赤外線検出部４が備える焦電体２５は温度変化に応じて分極量が変化する。従って、キャパシター２７に電圧を印加し焦電体２５の分極量を検出することにより赤外線検出部４の温度を検出することができる。そして、赤外線検出部４における温度変化の検出結果を用いて赤外線検出部４に照射された赤外線の照射量を検出することができる。
【００４３】
（赤外線検出素子の製造方法）
次に、上述した赤外線検出素子３の製造方法について図３〜図６にて説明する。図３は、赤外線検出素子の製造方法を示すフローチャートであり、図４〜図６は赤外線検出素子の製造方法を説明するための模式図である。
【００４４】
図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１は絶縁膜形成工程に相当する。配線層上に絶縁膜を形成し、基板裏面に反り抑制膜を形成する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は凹部形成工程に相当し、絶縁膜に凹部を形成する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は撥水膜形成工程に相当し、凹部を覆って撥水膜を形成する工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は犠牲膜形成工程に相当し、凹部内を犠牲膜で埋める工程である。犠牲膜は後工程にて除去する予定の膜である。次にステップＳ５に移行する。
【００４５】
ステップＳ５は支持部材形成工程に相当し、絶縁膜及び犠牲膜と重ねて支持部材を形成する工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は貫通電極形成工程に相当し、絶縁膜を貫通する貫通電極を形成する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７はキャパシター形成工程に相当し、支持部材上にキャパシターを形成する工程である。次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８は配線形成工程に相当し、キャパシターに接続する配線を形成する工程である。次にステップＳ９に移行する。ステップＳ９は支持部形成工程に相当し、支持部及び梁の形状を形成する工程である。次にステップＳ１０に移行する。
【００４６】
ステップＳ１０は赤外線吸収膜形成工程に相当する。配線及びキャパシターと重ねて絶縁膜を形成し、キャパシターを覆って赤外線吸収膜を形成する工程である。次にステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１はエッチング工程に相当し、凹部と支持部との間に空隙を形成する工程である。以上の製造工程にて赤外線検出素子が完成する。尚、ステップＳ７のキャパシター形成工程及びステップＳ８の配線形成工程によりステップＳ１２の検出部形成工程が構成されている。
【００４７】
次に、図４〜図６を用いて図３に示したステップと対応させて製造方法を詳細に説明する。図４（ａ）はステップＳ１の絶縁膜形成工程及びステップＳ２の凹部形成工程に対応する図である。図４（ａ）に示すように、駆動回路９及び配線層１０が形成された基板２を用意する。駆動回路９は半導体回路であり公知の方法にて製造することができる。配線層１０においても配線１２の形成方法、配線層絶縁膜１１の成膜方法、貫通電極１３の形成方法は公知である。駆動回路９及び配線層１０の形成方法は公知であり、説明を省略する。
【００４８】
ステップＳ１において、配線層１０上に絶縁膜１４を成膜し、基板裏面２ｂに反り抑制膜３１を成膜する。このとき、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて絶縁膜１４にはＳｉＯ2膜を形成し、反り抑制膜３１にはＳｉＮ膜を形成する。次に、ステップＳ２においてフォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いて凹部１５を形成する。ドライエッチング法の製造条件を調整して凹部１５の側面１５ａを基板表面２ａに対して斜面にする。次に、マスクを除去して凹部１５が完成する。
【００４９】
図４（ｂ）はステップＳ３の撥水膜形成工程に対応する図である。図４（ｂ）に示すように、凹部１５及び絶縁膜１４上に減圧ＣＶＤ法を用いてポリシリコンの膜からなる撥水膜１６を成膜する。減圧ＣＶＤにて成膜することによりステップカバリッジ可能な膜を成膜できるため側面１５ａにも確実に成膜することができる。次に、フォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いて凹部１５以外の撥水膜１６を除去する。
【００５０】
図４（ｃ）はステップＳ４の犠牲膜形成工程に対応する図である。図４（ｃ）に示すように、ステップＳ４において絶縁膜１４にＣＶＤ法を用いてＳｉＯ2の膜からなる犠牲膜３２を形成する。このとき、凹部１５に加えて絶縁膜１４上にもＳｉＯ2の膜を形成し、膜厚を凹部１５の深さより厚くする。次に、ＣＭＰ法（Chemical Mechanical Polishing）を用いて犠牲膜３２の上面を平坦にし、絶縁膜１４の面と犠牲膜３２の面とを同一の面とする。このとき、撥水膜１６の一部である面１６ａが露出する。
【００５１】
図４（ｄ）はステップＳ５の支持部材形成工程に対応する図である。図４（ｄ）に示すように、ステップＳ５において絶縁膜１４、撥水膜１６及び犠牲膜３２上に支持部材２０を形成する。まず、絶縁膜１４、撥水膜１６及び犠牲膜３２の表面をエッチングする。これにより、撥水膜１６の酸化した部分が除去される。さらに、絶縁膜１４と犠牲膜３２とがエッチングされることで撥水膜１６の露出している面１６ａが凸状になるので、面１６ａの表面積を広くすることができる。次に、ＣＶＤ法を用いてＳｉＮの膜を形成する。
【００５２】
図５（ａ）はステップＳ６の貫通電極形成工程に対応する図である。図５（ａ）に示すように、ステップＳ６において絶縁膜１４及び支持部材２０を貫通する上貫通電極７及び下貫通電極８を形成する。まず、フォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いてビアホール１４ａを形成する。次に、タングステン等の金属を埋め込むことで上貫通電極７及び下貫通電極８が形成される。
【００５３】
続いて、上貫通電極７の図中上側の端に端子７ａを形成する。端子７ａは上貫通電極７を形成するときにできる膜を用いても良く、別途、成膜しても良い。同様に、下貫通電極８の図中上側の端に端子８ａを形成する。フォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いて端子７ａ及び端子８ａを形成する。
【００５４】
図５（ｂ）はステップＳ７のキャパシター形成工程に対応する図である。図５（ｂ）に示すように、ステップＳ７において、まず、下部電極２４となる膜を形成する。Ｉｒ（イリジウム）、ＩｒＯｘ（酸化イリジウム）、Ｐｔ（白金）をこの順にスパッタ法を用いて積層する。次に、フォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いて下部電極２４を形成する。
【００５５】
キャパシター２７の焦電体２５、下部電極２４及び上部電極２６の結晶配向は、その優先配向方位が例えば（１１１）面方位で揃えられている。（１１１）面方位に優先配向されることで、全ての面方位に対して（１１１）配向の配向率が例えば９０％以上に制御される。焦電係数を大きくするには（１１１）配向よりもむしろ（１００）配向等が好ましいが、印加電界方向に対して分極を制御しやくするために（１１１）配向としている。そして、Ｉｒの配向制御層を例えば（１１１）面に優先配向するように成膜する。ただし、優先配向方位はこれに限定されない。
【００５６】
支持部材２０はＳｉＮの膜である。ＳｉＮの膜は表面粗さの小さい平坦な膜を形成することができる。従って、支持部材２０上に成膜された下部電極２４は設計した通りの表面にすることができる。これにより、下部電極２４は精度良く焦電体２５を配向制御することができる。
【００５７】
次に、焦電体２５を形成する。焦電体２５の材料となる物質を塗布して加熱し、例えば（１１１）方位で優先配向させて結晶成長させる。下部電極２４が配向制御しているので、焦電体２５は下部電極２４に倣って配向される。そして、焦電体２５の材料を加熱するとき支持部材２０側からの還元性の阻害要因により焦電体２５の材料が還元されるのを下部電極２４のＩｒＯｘ（酸化イリジウム）が防止する。
【００５８】
次に、上部電極２６となる膜を形成する。Ｐｔ（白金）、ＩｒＯｘ（酸化イリジウム）、Ｉｒ（イリジウム）をこの順にスパッタ法を用いて積層する。次に、加熱してＰｔ（白金）を再結晶化する。これにより、Ｐｔ（白金）の層は焦電体２５と結晶配向が整合する。続いて、フォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いて焦電体２５及び上部電極２６を形成する。下部電極２４、焦電体２５、上部電極２６の側面はエッチング条件を調整して斜面にするのが好ましい。これにより、キャパシター２７上に絶縁膜２８を品質良く成膜することができる。
【００５９】
次に、下部電極２４、焦電体２５、上部電極２６と積層して還元ガスバリア層を成膜する。バリア層は、例えば酸化アルミニウムＡｌ2Ｏ3をスパッタ法もしくはＣＶＤ法により成膜して形成する。続いて、絶縁膜２８を成膜する。絶縁膜２８はＳｉＯ2またはＳｉＮをＣＶＤ法にて成膜する。次に、フォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いて還元ガスバリア層及び絶縁膜２８をパターニングする。パターニングでは還元ガスバリア層及び絶縁膜２８の外形形状と第１コンタクトホール２８ａ及び第２コンタクトホール２８ｂを形成する。
【００６０】
図５（ｃ）はステップＳ８の配線形成工程に対応する図である。図５（ｃ）に示すように、ステップＳ８において絶縁膜２８に重ねて上電極配線５及び下電極配線６を形成する。まず、Ａｌ（アルミニウム）等の配線材料をスパッタにて膜付けしてパターニングする。上電極配線５は第２コンタクトホール２８ｂから端子７ａまで繋げて配線する。下電極配線６は第１コンタクトホール２８ａから端子８ａまで繋げて配線する。
【００６１】
図６（ａ）はステップＳ９の支持部形成工程に対応する図である。図６（ａ）に示すように、ステップＳ９において梁２２及び支持部２３を形成する。フォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いて支持部材２０をパターニングする。これにより支持部材２０の平面形状は支持部２３、梁２２、本体部２１の形状に形成される。
【００６２】
図６（ｂ）はステップＳ１０の赤外線吸収膜形成工程に対応する図であり、図６（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿った模式断面図である。図６（ｂ）に示すようにステップＳ１０においてキャパシター２７上の絶縁膜２９と重ねて赤外線吸収膜３０を形成する。ＳｉＮ及びＳｉＯ2をＣＶＤ法にて成膜する。そして、フォトリソグラフィ法を用いてマスクを形成しドライエッチング法を用いて赤外線吸収膜３０をパターニングする。
【００６３】
図６（ｃ）はステップＳ１１のエッチング工程に対応する図であり、図６（ａ）のＤ−Ｄ’線に沿った模式断面図である。図６（ｃ）に示すようにステップＳ１１において犠牲膜３２をエッチングして除去し犠牲膜３２があった場所を空隙１７にする。フォトリソグラフィ法を用いて支持部材２０及び赤外線検出部４を覆ってマスクを形成しパターニングする。レジストはフッ化水素のエッチング液に耐性の高いものを使用する。次に、基板２をフッ化水素のエッチング液に浸漬することにより支持部材２０の本体部２１と支持部２３との間からエッチング液を犠牲膜３２に触れさせる。そして、犠牲膜３２のＳｉＯ2が腐食され除去されて空隙１７が形成される。支持部材２０及び撥水膜１６はエッチング液に対して耐食性がある膜となっている。従って、エッチング液は支持部材２０及び撥水膜１６をエッチングすることなく犠牲膜３２のみエッチングする。その後、純水にて洗浄して乾燥する。撥水膜１６は純水をはじくので、純水は凹部１５から排除され易くなっている。そして、支持部材２０の材質はＳｉＮであることから剛性が高いので、支持部２３は凹部１５の底に張り付き難くなっている。そして、凹部１５から純水が排出されて乾燥される。続いて、マスクを除去することにより赤外線検出素子３が完成する。
【００６４】
（比較例）
続いて、支持部材２０の材質にポリシリコンを用いたときとＳｉＮを用いたときの（１１１）面配向率を比較した例を紹介する。（１１１）面配向率は次の数式（数１）のように表すことができる。尚、（１１１）面ピーク強度はＰＺＴ薄膜の結晶面（１１１）のＸ線回折ピーク強度を示す。
【００６５】
【数１】
【００６６】
図７は支持部材の材質にポリシリコンを用いたときとＳｉＮを用いたときの（１１１）面配向率を比較したグラフである。図７に示すように、支持部材２０をポリシリコンにしたときの（１１１）面配向率は７３％程度である。一方、支持部材２０をＳｉＮにしたときの（１１１）面配向率は９８％程度である。従って、支持部材２０をＳｉＮにする方が、支持部材２０をポリシリコンにするときに比べて明らかに（１１１）面配向率を高くすることができる。その結果、支持部材２０の材質をＳｉＮにすることにより赤外線検出部４の感度を良くすることができる。
【００６７】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、空隙１７を形成するステップＳ１１のエッチング工程で基板２が純水にて洗浄される。凹部１５はポリシリコンの撥水膜１６に覆われている。撥水膜１６は撥水性を有することから、凹部１５から純水が排出され易くなっている。さらに、凹部１５から純水が排出されるとき、支持部２３と凹部１５との間に表面張力が作用し難くすることができる。そして、梁２２及び支持部２３の材質は窒化シリコンである。窒化シリコンはシリコンや酸化シリコンに比べて剛性が高い材料である。従って、純水を凹部１５から排出するときに支持部２３が凹部１５の底に張り付くのを防止することができる。
【００６８】
（２）本実施形態によれば、赤外線検出部４は支持部２３上に下部電極２４、焦電体２５、上部電極２６が重ねて配置されている。そして、焦電体２５は下部電極２４によって優先配向されているので感度良く赤外線を検出することができる。下部電極２４は窒化シリコンの支持部２３上に配置されている。窒化シリコンの膜は表面粗さを小さく成膜することができる為、平坦な支持部２３上に下部電極２４を配置することができる。従って、精度良く下部電極２４を形成し、焦電体２５を優先配向させることができる。その結果、赤外線検出素子３の感度をさらに良くすることができる。
【００６９】
（３）本実施形態によれば、ステップＳ４の犠牲膜形成工程で撥水膜１６の一部の面１６ａを露出させている。露出された撥水膜１６はポリシリコンであり、ポリシリコンは酸化して酸化シリコンとなる。酸化シリコンはステップＳ１１のエッチング工程にてエッチングされ易いためエッチング液が漏洩する危険性が生ずる。本実施形態ではステップＳ５の支持部材形成工程にて露出したポリシリコンの面１６ａをエッチングして、支持部材２０を重ねて配置している。従って、ステップＳ４にて酸化シリコンが形成されているときにもステップＳ５にて除去される為、ステップＳ１１のエッチング工程にてエッチング液が漏洩することを防止できる。
【００７０】
さらに、ステップＳ５にてポリシリコンの面１６ａをエッチングするとき絶縁膜１４と犠牲膜３２とがエッチングされることにより撥水膜１６の面１６ａが凸状になる。従って、撥水膜１６と支持部材２０との接触面積を増やすことができる為、ステップＳ１１のエッチング工程でエッチング液を漏洩し難くすることができる。
【００７１】
（４）本実施形態によれば、ステップＳ１１のエッチング工程においてウエットエッチングを行って空隙１７を形成している。特許文献１にて開示されたドライエッチングを用いた方法では赤外線検出部４が高温の環境及びプラズマが生じている環境に長時間さらされる。これにより赤外線検出部４が損傷を受ける可能性が高い。一方、本実施形態の方法では高温の環境やプラズマが生じている環境に赤外線検出部４が長時間さらされないので、赤外線検出部４が損傷を受け難くすることができる。
【００７２】
（５）本実施形態によれば、ステップＳ１１のエッチング工程においてウエットエッチングを用いて空隙１７を形成している。ウエットエッチングではエッチング液に基板２を浸漬して行うので、多数の基板２を並行してエッチングすることができる。従って、ドライエッチングを用いた方法に比べて生産性良く空隙１７を形成することができる。
【００７３】
（第２の実施形態）
次に、赤外線検出装置の一実施形態について図８を用いて説明する。図８（ａ）は、赤外線検出装置の構成を示すブロック図であり、図８（ｂ）は、赤外線検出素子の配列を説明するための模式図である。本実施形態では第１の実施形態における駆動回路９の駆動内容の例を詳しく説明する。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００７４】
すなわち、本実施形態では、図８（ａ）に示したように電子機器としてのセンサーデバイス３５は、センサーアレイ３６と、行選択回路３７と、読み出し回路３８を含む。さらに、センサーデバイス３５はＡ／Ｄ変換部３９、制御回路４０を含む。行選択回路３７を行ドライバーとも称す。第１の実施形態における駆動回路９は行選択回路３７、読み出し回路３８、Ａ／Ｄ変換部３９、制御回路４０等を備えている。センサーデバイス３５を用いることで例えばナイトビジョン機器等に用いられる赤外線カメラ等を実現できる。
【００７５】
図８（ａ）に示すように、センサーデバイス３５はセンサーアレイ３６を備えている。図８（ｂ）に示すように、センサーアレイ３６には複数の赤外線検出素子３が格子状に配列される。複数の行線と複数の列線との配線が設けられている。行線はワード線や走査線とも称し、列線はデータ線とも称す。尚、行線及び列線の一方の本数は１本であってもよい。例えば行線が１本である場合には行線に沿った方向（図中横方向）に複数の赤外線検出素子３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（図中縦方向）に複数の赤外線検出素子３が配列される。
【００７６】
センサーアレイ３６の各赤外線検出素子３は、各行線と各列線の交差位置に対応する場所に配置される。例えば、行線ＷＬ１と列線ＤＬ１の交差位置に対応する場所に赤外線検出素子３の１つが配置されている。他の赤外線検出素子３も同様に配置されている。センサーアレイ３６のサイズは特に限定されない。本実施形態では例えばセンサーアレイ３６は３２０×２４０画素のＱＶＧＡ（Quarter Video Graphics Array）となっている。そして、行線ＷＬ０、ＷＬ１、ＷＬ２・・・・ＷＬ２３９及び列線ＤＬ０、ＤＬ１、ＤＬ２・・・・ＤＬ３１９が配置されている。
【００７７】
図８（ａ）に戻って、行選択回路３７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。つまり、行線ＷＬ０、ＷＬ１、ＷＬ２・・・・ＷＬ２３９を順次選択して走査する動作を行う。即ちこれらの行線を選択する信号であるワード選択信号をセンサーアレイ３６に出力する。
【００７８】
読み出し回路３８は、複数の列線に接続され、各列線の読み出し動作を行う。ＱＶＧＡのセンサーアレイ３６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。
【００７９】
Ａ／Ｄ変換部３９は、読み出し回路３８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３９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３８により取得された検出電圧のＡ／Ｄ変換処理を行う。尚、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。
【００８０】
制御回路４０は、各種の制御信号を生成して、行選択回路３７、読み出し回路３８、Ａ／Ｄ変換部３９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。第１の実施形態における駆動回路９は行選択回路３７、読み出し回路３８、Ａ／Ｄ変換部３９及び制御回路４０等により構成されている。
【００８１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、センサーデバイス３５は格子状に配列した赤外線検出素子３を備えている。そして、行選択回路３７及び読み出し回路３８が順次赤外線検出素子３を選択して赤外線の受光量を検出して出力する。赤外線検出素子３は支持部２３が凹部１５に張り付かずに感度良く赤外線の受光量を検出する。従って、センサーデバイス３５は照射される赤外線の分布を感度良く検出する赤外線検出素子３を備えた装置とすることができる。
【００８２】
（第３の実施形態）
次に、赤外線検出部に赤外線検出素子を備える電子機器の１つである赤外線カメラの一実施形態について図９の赤外線カメラの構成を示すブロック図を用いて説明する。図９に示すように、電子機器としての赤外線カメラ４１は、光学系４２、光検出部４３、画像処理部４４、処理部４５、記憶部４６、操作部４７、表示部４８を含んで構成されている。
【００８３】
光学系４２は、例えば１枚または複数枚のレンズやレンズの位置を移動させる駆動部等を含んで構成されている。そして、光学系４２は光検出部４３への物体像の結像を行う。必要に応じて光学系４２はフォーカス調整や絞り調整等の機能も備えても良い。
【００８４】
光検出部４３には上記実施形態の赤外線検出素子３が二次元配列された検出器が用いられている。光検出部４３は、検出器に加えて行選択回路（行ドライバー）、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及びＡ／Ｄ変換部等を備えている。そして、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、被写体の画像データを形成することができる。
【００８５】
画像処理部４４は、光検出部４３からのデジタルの画像データに基づいて、画像補正処理等の各種の画像処理を行う。画像データは画素データとも称す。
【００８６】
処理部４５は、赤外線カメラ４１の全体の制御を行い、赤外線カメラ４１内の各ブロックの制御を行う。この処理部４５は例えばＣＰＵ等により実現される。記憶部４６は各種の情報を記憶するものであり、例えば処理部４５や画像処理部４４のワーク領域として機能する。操作部４７は、操作者が赤外線カメラ４１を操作するためのインターフェイスとなるものであり、例えば、各種ボタンやＧＵＩ（Graphical User Interface）画面等により実現される。表示部４８は、例えば光検出部４３により取得された画像やＧＵＩ画面等を表示するものであり、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の各種のディスプレイにより実現される。
【００８７】
このように、直交する二方向に赤外線検出素子３を二次元配置された光検出部４３を用いて熱（光）分布画像を提供することができる。この光検出部４３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等の電子機器を構成することができる。
【００８８】
もちろん、１セル分または複数セルの赤外線検出素子３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、工場等に設けられるＦＡ（Factory Automation）機器等の各種の電子機器を構成することもできる。
【００８９】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、赤外線カメラ４１は光検出部４３を備え、光検出部４３には赤外線検出素子３が用いられている。赤外線検出素子３は支持部２３が凹部１５に張り付かずに感度良く赤外線の受光量を検出する。光検出部４３の赤外線検出素子３は感度良く赤外線を検出するので、赤外線カメラ４１は感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子を備えた電子機器とすることができる。
【００９０】
（第４の実施形態）
次に、光検出部に赤外線検出素子を備えた赤外線カメラを用いた電子機器の１つである運転支援装置の一実施形態について図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、運転支援装置の構成を示すブロック図であり、図１１は、運転支援装置を搭載した自動車を示す概略斜視図である。
【００９１】
図１０に示すように、電子機器としての運転支援装置５１は、運転支援装置５１を制御するＣＰＵを備えた処理ユニット５２と、車両外部の所定の撮像領域における赤外線を検出可能な赤外線カメラ４１と、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサー５４とを備えている。さらに、運転支援装置５１は、車両の走行速度を検出する車速センサー５５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５６と、スピーカー５７と、表示装置５８とを備えて構成されている。そして、本実施形態の赤外線カメラ４１は上記実施形態における赤外線カメラ４１と同じカメラが用いられている。従って、赤外線カメラ４１は光検出部に赤外線検出素子３を備えている。
【００９２】
この運転支援装置５１の処理ユニット５２は、例えば、赤外線カメラ４１の撮像により得られる自車両周辺の赤外線画像と、ヨーレートセンサー５４、車速センサー５５、ブレーキセンサー５６により検出される自車両の走行状態にかかる検出信号を用いる。そして、処理ユニット５２は赤外線画像及び検出信号を用いて自車両の進行方向前方に存在する物体及び歩行者等の対象物を検出する。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は、スピーカー５７または表示装置５８により警報を出力する。
【００９３】
図１１に示すように、赤外線カメラ４１は、自動車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５８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）５９等を備えて構成されている。
【００９４】
（１）本実施形態によれば、運転支援装置５１は赤外線カメラ４１を備えている。赤外線カメラ４１は光検出部４３を備え、光検出部４３には上記実施形態の赤外線検出素子３が用いられている。赤外線検出素子３は支持部２３が凹部１５に張り付かずに感度良く赤外線の受光量を検出する。従って、運転支援装置５１は感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子を有する赤外線カメラ４１を備えた電子機器とすることができる。
【００９５】
（第５の実施形態）
次に、赤外線検出部に赤外線検出素子を備えた赤外線カメラを用いた電子機器の１つであるセキュリティー機器の一実施形態について図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は、セキュリティー機器の構成を示すブロック図であり、図１３はセキュリティー機器が設置された家を示す模式図である。
【００９６】
図１２に示すように、電子機器としてのセキュリティー機器６２は、監視エリアを撮影する赤外線カメラ４１と、監視エリアへの侵入者を検知する人感センサー６３を備える。人感センサー６３は光検出部を備え、光検出部に赤外線検出素子３を備えている。そして、本実施形態の赤外線カメラ４１は上記実施形態における赤外線カメラ４１と同じカメラが用いられている。従って、赤外線カメラ４１は光検出部に赤外線検出素子３を備えている。
【００９７】
さらに、セキュリティー機器６２は、赤外線カメラ４１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６４を備える。さらに、セキュリティー機器６２は人感センサー６３が出力する信号を用いて侵入者の検知処理を行う人感センサー検知処理部６５を備える。さらに、セキュリティー機器６２は画像圧縮部６６を備え、画像圧縮部６６は赤外線カメラ４１から出力された画像データを所定の方式で圧縮する。さらに、セキュリティー機器６２は通信処理部６７を備え、通信処理部６７は圧縮された画像データや侵入者検知情報を外部装置に送信し、セキュリティー機器６２への各種設定情報等を外部装置から受信する。さらに、セキュリティー機器６２は制御部６８等を備え、制御部６８はセキュリティー機器６２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（Central Processing Unit）にて行う。セキュリティー機器６２は以上の要素等で構成されている。そして、本実施形態の赤外線カメラ４１は上記実施形態における赤外線カメラ４１と同じカメラが用いられている。従って、赤外線カメラ４１は光検出部に赤外線検出素子３を備えている。
【００９８】
動き検知処理部６４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信号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信号が入力される状態変化検出部とを備える。そして、状態変化検出部は撮影した動画の画像であるフレームを比較する。そして、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が同一画像の画像データとなり、移動体の侵入による状態変化があるときフレーム間の画像データで差が生じる。フレーム間の画像データで差を利用して状態変化検出部は状態変化を検知する。
【００９９】
図１３に示すように、セキュリティー機器６２は軒下に赤外線カメラ４１及び人感センサー６３が設置されている。そして、赤外線カメラ４１は撮像エリア６９を検出し、人感センサー６３は検知エリア７０を検出する。
【０１００】
（１）本実施形態によれば、セキュリティー機器６２は人感センサー６３及び赤外線カメラ４１を備えている。人感センサー６３及び赤外線カメラ４１は光検出部を備え、光検出部には赤外線検出素子３が用いられている。赤外線検出素子３は支持部２３が凹部１５に張り付かずに感度良く赤外線の受光量を検出する。従って、セキュリティー機器６２は感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子を有する人感センサー６３及び赤外線カメラ４１を備えた電子機器とすることができる。
【０１０１】
（第６の実施形態）
次に、赤外線検出部に赤外線検出素子を備えた赤外線カメラを用いた電子機器の１つであるゲーム機器の一実施形態について図１４及び図１５を用いて説明する。図１４は、ゲーム機器のコントローラーの構成を示すブロック図であり、図１５はコントローラーの使用方法を説明するための模式図である。
【０１０２】
図１４に示すように、ゲーム機器に用いられる電子機器としてのコントローラー７３は、撮像情報演算ユニット７４と、操作スイッチ７５と、加速度センサー７６と、コネクター７７と、プロセッサー７８と、無線モジュール７９と、を備えて構成される。
【０１０３】
撮像情報演算ユニット７４は、撮像ユニット８０と、この撮像ユニット８０で撮像した画像データを処理するための画像処理回路８１とを有する。撮像ユニット８０は光検出部８２を備え、さらに、光検出部８２と接続して赤外線だけを通すフィルターである赤外線フィルター８３及びレンズ等の光学系８４を備えている。そして、画像処理回路８１は、撮像ユニット８０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、高輝度部分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。光検出部８２には上記実施形態の赤外線検出素子３が用いられている。
【０１０４】
プロセッサー７８は、操作スイッチ７５からの操作データと、加速度センサー７６からの加速度データ及び赤外線画像の高輝度部分データを一連のコントロールデータとして無線モジュール７９に出力する。無線モジュール７９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する。無線モジュール７９はアンテナ８５を備え、アンテナ８５から搬送波を電波信号にして出力する。
【０１０５】
尚、コントローラー７３に設けられているコネクター７７を通して入力されたデータもプロセッサー７８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７９とアンテナ８５を介して出力される。
【０１０６】
図１５に示すように、電子機器としてのゲーム機器８６は、コントローラー７３と、ゲーム機本体８７と、ディスプレイ８８と、ＬＥＤモジュール８９及びＬＥＤモジュール９０とを備えている。ゲーム機器８６を操作するプレイヤー９１は一方の手でコントローラー７３を操作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７３の撮像ユニット８０をディスプレイ８８の画面９２を向くようにすると、ディスプレイ８８の近傍に設置された二つのＬＥＤモジュール８９及びＬＥＤモジュール９０から出力される赤外線を撮像ユニット８０が検知する。そして、コントローラー７３は、二つのＬＥＤモジュール８９，９０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７３から無線でゲーム機本体８７に送信され、ゲーム機本体８７に受信される。プレイヤー９１がコントローラー７３を動かすと、輝点の位置や大きさのデータが変化する。それを利用して、ゲーム機本体８７はコントローラー７３の動きに対応した操作信号を取得できる。そして、操作信号にしたがってゲーム機器８６はゲームを進行させることができる。
【０１０７】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、ゲーム機器８６のコントローラー７３は光検出部８２を備え、光検出部８２には上記実施形態の赤外線検出素子３が用いられている。赤外線検出素子３は支持部２３が凹部１５に張り付かずに感度良く赤外線の受光量を検出する。光検出部８２の赤外線検出素子３は感度良く赤外線を検出するので、ゲーム機器８６は感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子３が設置されたコントローラー７３を有する電子機器とすることができる。
【０１０８】
（第７の実施形態）
次に、赤外線検出部に赤外線検出素子を備えた赤外線カメラを用いた電子機器の１つである体温測定装置の一実施形態について図１６を用いて説明する。図１６は、体温測定装置の構成を示すブロック図である。
【０１０９】
図１６に示すように、電子機器としての体温測定装置９５は、赤外線カメラ４１と、体温分析装置９６と、情報通信装置９７と、ケーブル９８とを備えて構成されている。本実施形態の赤外線カメラ４１は上記の実施形態の赤外線カメラ４１と同じカメラが用いられている。
【０１１０】
赤外線カメラ４１は所定の対象領域を撮影し、撮影された対象者９９の画像情報をケーブル９８を経由して体温分析装置９６に送信する。体温分析装置９６は、赤外線カメラ４１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９７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９９を含んでいると判断した場合には、対象者９９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。
【０１１１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、体温測定装置９５は赤外線カメラ４１を備えている。赤外線カメラ４１は光検出部を備え、光検出部には赤外線検出素子３が用いられている。赤外線検出素子３は支持部２３が凹部１５に張り付かずに感度良く赤外線の受光量を検出する。従って、体温測定装置９５は感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子を有する赤外線カメラ４１を備えた電子機器とすることができる。
【０１１２】
（第８の実施形態）
次に、光検出部に赤外線検出素子を備える電子機器の１つである特定物質探知装置の一実施形態について図１７の特定物質探知装置の構成を示すブロック図を用いて説明する。
【０１１３】
図１７に示すように電子機器としての特定物質探知装置１０２は、制御ユニット１０３と、照射光ユニット１０４と、光学フィルター１０５と、撮像ユニット１０６と、表示部１０７とを備えて構成されている。撮像ユニット１０６は、図示しないレンズ等の光学系と光検出部を備え、該光検出部は第１の実施形態の赤外線検出素子３を備えている。そして、赤外線検出素子３の赤外線検出部４が備える赤外線吸収膜３０の吸収波長はテラヘルツ域となっている。
【０１１４】
制御ユニット１０３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及び画像処理ユニットを制御する。照射光ユニット１０４は、波長が１００μｍ〜１０００μｍの範囲にある電磁波であるテラヘルツ光を射出するレーザー装置と光学系を含み、テラヘルツ光を検査対象の人物１０８に照射する。
【０１１５】
人物１０８と撮像ユニット１０６との間には光学フィルター１０５が配置されている。光学フィルター１０５は探知対象である特定物質１０９の分光スペクトルのみを通過させる。人物１０８から反射するテラヘルツ光は、光学フィルター１０５にて分離されて特定物質１０９の分光スペクトルのみ撮像ユニット１０６に受光される。撮像ユニット１０６で生成された画像信号は、制御ユニット１０３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１０７へ出力される。そして人物１０８の衣服内等に特定物質１０９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１０９の存在が判別できる。
【０１１６】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、特定物質探知装置１０２は撮像ユニット１０６に光検出部を備え、光検出部には上記実施形態の赤外線検出素子３が用いられている。赤外線検出素子３は支持部２３が凹部１５に張り付かずに感度良く赤外線の受光量を検出する。光検出部の赤外線検出素子３は感度良く赤外線を検出するので、特定物質探知装置１０２は撮像ユニット１０６に感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子を備えた電子機器とすることができる。
【０１１７】
以上、いくつかの実施形態について説明したが、本発明の新規事項及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総て本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書または図面において、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、明細書また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。
【０１１８】
本発明は、種々の焦電型検出器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等にも適用できる。このフローセンサーに設けられる熱電対等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。
【０１１９】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
【０１２０】
（変形例１）
前記第１の実施形態では、２つの梁２２が設置されたが、梁２２の個数は限定されない。梁２２の個数は１個でも良く、３個以上でも良い。支持部２３を安定して支持できれば良い。また、梁２２は折れ曲がった角柱状であったが、梁２２の形状は曲線でも良く、真直ぐでもよい。支持部２３を安定して支持できれば良く、設計し易い形状にしても良い。また、梁２２を長くすることにより梁２２を介して熱伝導する熱量を減らすことができる。
【０１２１】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、基板２上に駆動回路９を設置し、同じ基板２上に赤外線検出素子３を配列して形成した。駆動回路９は基板２でなく外部基板に設置しても良い。バンプを接点に用いて基板２と外部基板との間で通信しても良い。良品の駆動回路９と赤外線検出素子３が配列した良品のセンサーアレイとを組み立ててセンサーデバイスとする。従って、歩留まり良くセンサーデバイスを製造できるので、生産性良くセンサーデバイスを製造することできる。
【０１２２】
（変形例３）
前記第１の実施形態では、ステップＳ１２の検出部形成工程の後にステップＳ９の支持部形成工程を行った。ステップＳ９はステップＳ５の支持部材形成工程とステップＳ６の貫通電極形成工程との間に行われても良い。また、ステップＳ９はステップＳ６の貫通電極形成工程とステップＳ１２の検出部形成工程との間に行われても良い。製造し易いステップ順にて行っても良い。
【０１２３】
（変形例４）
前記第１の実施形態では、支持部材２０をＳｉＮの膜にした。支持部材２０の空隙１７側にはポリシリコンの膜を配置しても良い。これにより、空隙１７と接する場所を純水に対して撥水性を良くすることができる。従って、空隙１７から純水を排出しやすくなるので、支持部２３が凹部１５の底に吸着することをさらに防止することができる。
【０１２４】
（変形例５）
前記第１の実施形態では、ステップＳ３の撥水膜形成工程にて撥水膜１６を成膜した。続けて撥水膜１６をパターニングした。撥水膜１６のパターニングはステップＳ４の犠牲膜形成工程にてＣＭＰ法を用いて犠牲膜３２の上面を平坦にする工程にて行っても良い。撥水膜１６のパターニングは凹部１５以外の場所の撥水膜１６を除去する内容であり、犠牲膜３２の上面を平坦にすることによりパターニングすることができる。この方法を用いることにより、マスクを形成する工程とドライエッチングする工程とを削減することができる。その結果、生産性良く赤外線検出素子３を製造することができる。
【０１２５】
（変形例６）
前記第１の実施形態では、ステップＳ９の支持部形成工程の後にステップＳ１０の赤外線吸収膜形成工程を行った。ステップＳ１０の後にステップＳ９を行っても良い。つまり、赤外線検出部４に赤外線吸収膜３０を成膜した後で梁２２及び支持部２３の形状をパターニングしても良い。製造し易い工程順にて製造しても良い。
【０１２６】
（変形例７）
前記第１の実施形態では、ステップＳ１１のエッチング工程において純水を用いて洗浄し乾燥した。純水にて洗浄した後にアルコール等の沸点の低い液体で水置換しても良い。さらに、凹部１５から液体が早く排出されるので支持部２３を凹部１５の底に張り付き難くすることができる。
【０１２７】
（変形例８）
前記第１の実施形態では、ステップＳ１１のエッチング工程において、基板２をフッ化水素のエッチング液に浸漬した。尚、エッチング液はフッ化水素酸とフッ化アンモニウムとを混合したバッファードフッ酸を用いても良い。
【符号の説明】
【０１２８】
２…基板、４…赤外線検出部、１４…絶縁膜、１５…凹部、１６…撥水膜、１７…空隙、２２…梁、２３…支持部、２４…下部電極、２５…焦電体、２６…上部電極、３２…犠牲膜、３５…電子機器としてのセンサーデバイス、４１…電子機器としての赤外線カメラ、４３，８２…光検出部、５１…電子機器としての運転支援装置、６２…電子機器としてのセキュリティー機器、７３…電子機器としてのコントローラー、８６…電子機器としてのゲーム機器、９５…電子機器としての体温測定装置、１０２…電子機器としての特定物質探知装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設置され凹部を備えた絶縁膜と、
前記基板に一端が固定される梁によって保持され前記凹部の上方に空隙を介して位置する支持部と、
前記支持部上に設置され赤外線を検出する赤外線検出部と、を備え、
前記凹部はポリシリコンを含む撥水膜に覆われ、前記梁及び前記支持部は窒化シリコンまたは炭窒化シリコンを含むことを特徴とする赤外線検出素子。
【請求項２】
請求項１に記載の赤外線検出素子であって、
前記赤外線検出部は前記支持部上に下部電極、焦電体、上部電極が重ねて配置され、
前記支持部は窒化シリコンを含み、前記焦電体は優先配向していることを特徴とする赤外線検出素子。
【請求項３】
基板上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜に凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部を覆って撥水膜を形成する撥水膜形成工程と、
前記凹部に犠牲膜を形成する犠牲膜形成工程と、
前記犠牲膜上に支持部材を成膜する支持部材形成工程と、
前記支持部材上に赤外線検出部を形成する検出部形成工程と、
前記支持部材を、前記赤外線検出部を支持する支持部及び前記支持部を保持する梁の形状にパターニングする支持部形成工程と、
前記犠牲膜をエッチングするエッチング工程と、を有し、
前記撥水膜はポリシリコンを含み、前記支持部材は窒化シリコンまたは炭窒化シリコンを含むことを特徴とする赤外線検出素子の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の赤外線検出素子の製造方法であって、
前記犠牲膜形成工程において前記撥水膜の一部を露出させ、
前記支持部材形成工程において露出された前記撥水膜の表面をエッチングして、前記撥水膜上に前記支持部材を重ねて配置することを特徴とする赤外線検出素子の製造方法。
【請求項５】
赤外線を検出する光検出部を備える電子機器であって、
前記光検出部に請求項１または２に記載の赤外線検出素子を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設置され凹部を備えた絶縁膜と、
前記基板に一端が固定される梁によって保持され前記凹部の上方に空隙を介して位置する支持部と、
前記支持部上に設置され赤外線を検出する赤外線検出部と、を備え、
前記凹部はポリシリコンを含む撥水膜に覆われ、前記梁及び前記支持部は窒化シリコンまたは炭窒化シリコンを含むことを特徴とする赤外線検出素子。
【請求項２】
請求項１に記載の赤外線検出素子であって、
前記赤外線検出部は前記支持部上に下部電極、焦電体、上部電極が重ねて配置され、
前記支持部は窒化シリコンを含み、前記焦電体は優先配向していることを特徴とする赤外線検出素子。
【請求項３】
基板上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜に凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部を覆って撥水膜を形成する撥水膜形成工程と、
前記凹部に犠牲膜を形成する犠牲膜形成工程と、
前記犠牲膜上に支持部材を成膜する支持部材形成工程と、
前記支持部材上に赤外線検出部を形成する検出部形成工程と、
前記支持部材を、前記赤外線検出部を支持する支持部及び前記支持部を保持する梁の形状にパターニングする支持部形成工程と、
前記犠牲膜をエッチングするエッチング工程と、を有し、
前記撥水膜はポリシリコンを含み、前記支持部材は窒化シリコンまたは炭窒化シリコンを含むことを特徴とする赤外線検出素子の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の赤外線検出素子の製造方法であって、
前記犠牲膜形成工程において前記撥水膜の一部を露出させ、
前記支持部材形成工程において露出された前記撥水膜の表面をエッチングして、前記撥水膜上に前記支持部材を重ねて配置することを特徴とする赤外線検出素子の製造方法。
【請求項５】
赤外線を検出する光検出部を備える電子機器であって、
前記光検出部に請求項１または２に記載の赤外線検出素子を備えることを特徴とする電子機器。
【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】
【公開番号】特開２０１３−５７５２６（Ｐ２０１３−５７５２６Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９４６５８（Ｐ２０１１−１９４６５８）
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【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２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【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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