赤外線検出装置およびその製造方法
【課題】赤外線レンズの位置決め精度が高く、低コスト化が可能な赤外線検出装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】赤外線レンズ３は、レンズ部３ａと当該レンズ部３ａの周部から外方に延設されパッケージ２における窓部２ａの周部に固着されるフランジ部３ｂとを有する半導体レンズにより構成されている。赤外線レンズ３は、レンズ部３ａおよびフランジ部３ｂの各形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように形成した後に、半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液からなる電解液中で半導体ウェハの他表面側を陽極酸化することで除去部位となる多孔質部を形成してから、当該多孔質部を除去することにより製造された半導体レンズを半導体ウェハから分割することにより形成されている。
【解決手段】赤外線レンズ３は、レンズ部３ａと当該レンズ部３ａの周部から外方に延設されパッケージ２における窓部２ａの周部に固着されるフランジ部３ｂとを有する半導体レンズにより構成されている。赤外線レンズ３は、レンズ部３ａおよびフランジ部３ｂの各形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように形成した後に、半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液からなる電解液中で半導体ウェハの他表面側を陽極酸化することで除去部位となる多孔質部を形成してから、当該多孔質部を除去することにより製造された半導体レンズを半導体ウェハから分割することにより形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線検出装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図３０に示すように、赤外線検出素子１０１と、当該赤外線検出素子１０１を収納するパッケージであって赤外線検出素子１０１の受光面の前方に窓部１０２ａが形成された金属製のパッケージ１０２と、窓部１０２ａを覆うようにパッケージ１０２に固着され赤外線検出素子１０１の受光面へ赤外線を集光する赤外線レンズ１０３とを備えた赤外線検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここにおいて、図３０に示した構成の赤外線検出装置における赤外線レンズ１０３は、シリコンからなる母材により平凸型のレンズ部１０３ａと当該レンズ部１０３ａの周部から外方に延設されパッケージ１０２における窓部１０２ａの周部に固着されるフランジ部１０３ｂとが形成され、レンズ部１０３ａにおける光入射面側の凸曲面からなるレンズ面に赤外線反射防止膜１０３ｅが形成されるとともに、レンズ部１０３ａにおける光出射面側の平面からなる非レンズ面に光学フィルタ１０３ｆが形成されており、フランジ部１０３ｂの外周面と光学フィルタ１０３ｆの周部表面とに跨って金属層１０３ｄが形成されている。
【特許文献１】特開平９−３１１０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に開示された赤外線検出装置では、赤外線レンズ１０３を当該赤外線レンズ１０３のフランジ部１０３ｂを利用してパッケージ１０２に固着することができるので、赤外線レンズ１０３の光軸方向における赤外線レンズ１０３と赤外線検出素子１０１との距離の精度を高めることができるという利点があり、また、金属層１０３ｄとパッケージ１０２とを電気的に接続することで電磁シールド効果を高めることができるという利点がある。
【０００５】
しかしながら、この種の赤外線検出装置に用いられる赤外線レンズ１０３は、シリコン基板からなる母材を研磨して製造されているのが一般的であり、個々の赤外線レンズ１０３ごとに、シリコン基板を研磨してレンズ部１０３ａを形成する工程とフランジ部１０３ｂを形成する工程とを各別に行う必要があるので、赤外線レンズ１０３の製造に手間がかかるとともに、コストが高くなり、赤外線検出装置のコストアップの大きな要因となっていた。また、上述の金属層１０３ｄを備えた赤外線レンズ１０３の形成にあたっては、個々の赤外線レンズ１０３ごとに金属層１０３ｄを蒸着する必要があり、金属層１０３ｄの位置精度の確保が難しく、コストも高いという問題もあった。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、赤外線レンズの位置決め精度が高く、低コスト化が可能な赤外線検出装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、赤外線検出素子と、当該赤外線検出素子を収納するパッケージであって赤外線検出素子の受光面の前方に窓部が形成されたパッケージと、窓部を覆うようにパッケージに固着され赤外線検出素子の受光面へ赤外線を集光する赤外線レンズとを備え、赤外線レンズは、レンズ部と当該レンズ部の周部から外方に延設されパッケージにおける窓部の周部に固着されるフランジ部とを有する半導体レンズからなり、レンズ部およびフランジ部の各形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように形成した後に半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液からなる電解液中で半導体ウェハの他表面側を陽極酸化することで除去部位となる多孔質部を形成してから当該多孔質部を除去することにより製造された半導体レンズを半導体ウェハから分割することにより形成されてなることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、赤外線レンズが、レンズ部およびフランジ部の各形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように形成した後に半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液からなる電解液中で半導体ウェハの他表面側を陽極酸化することで除去部位となる多孔質部を形成してから当該多孔質部を除去することにより製造された半導体レンズを半導体ウェハから分割することにより形成されているので、多数の赤外線レンズが１枚の半導体ウェハに形成されるだけでなく、赤外線レンズにおけるレンズ部とフランジ部とが半導体ウェハにおいて陽極酸化により形成された多孔質部を除去することにより同時に形成されるから、赤外線レンズの低コスト化を図れ、結果的に、赤外線レンズの位置決め精度を高めつつ低コスト化を図れる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記パッケージが金属製であり、前記赤外線レンズは、前記パッケージと電気的に接続されてなることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、電磁シールド効果を高めることができ、前記赤外線検出素子への電磁ノイズの影響を防止できる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記赤外線レンズは、前記フランジ部に、前記パッケージにおける前記窓部の内周面および周部に位置決めされる段差部が前記半導体ウェハから分割する前に形成されてなることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、前記赤外線レンズの前記フランジ部に、前記パッケージにおける前記窓部の内周面および周部に位置決めされる段差部が前記半導体ウェハから分割する前に形成されているので、前記半導体ウェハを動かさずに段差部を形成するダイシングと前記赤外線レンズを分割するためのダイシングとの２回のダイシングを行うことにより段差部を位置精度良く容易に形成することができ、前記赤外線レンズの光軸方向における前記赤外線レンズと前記赤外線検出素子との距離精度を高めることができるとともに、前記赤外線レンズの光軸と前記赤外線検出素子の受光面の光軸との合わせ精度を高めることができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記パッケージは、前記赤外線レンズの前記フランジ部を位置決めする段差部が形成されてなることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、前記パッケージに前記赤外線レンズの前記フランジ部を位置決めする段差部が形成されているので、前記赤外線レンズの光軸方向における前記赤外線レンズと前記赤外線検出素子との距離精度を高めることができるとともに、前記赤外線レンズの光軸と前記赤外線検出素子の受光面の光軸との合わせ精度を高めることができる。また、請求項３の発明のように前記赤外線レンズの前記フランジ部に段差部を形成する場合に比べて前記赤外線レンズの製造プロセスを簡略化でき、前記赤外線レンズの低コスト化を図れる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記赤外線レンズにおける前記レンズ部の凸曲面と前記フランジ部の平面との境界により前記窓部の光軸方向に直交する面内での前記レンズ部の位置が規定されてなることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、前記赤外線レンズにおける前記レンズ部の凸曲面と前記フランジ部の平面との境界により前記窓部の光軸方向に直交する面内での前記レンズ部の位置が規定されるので、前記フランジ部や前記パッケージに段差部を形成することなく、前記赤外線レンズの光軸方向における前記赤外線レンズと前記赤外線検出素子との距離精度を高めることができるとともに、前記赤外線レンズの光軸と前記赤外線検出素子の受光面の光軸との合わせ精度を高めることができ、請求項３，４の発明に比べて製造工程の簡略化を図れ、低コスト化を図れる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５の発明において、前記赤外線レンズは、前記パッケージの内側から前記パッケージに固着されてなることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、前記赤外線レンズが前記パッケージの外側から前記パッケージに固着されている場合に比べて、外観が良くなる。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項５の発明において、前記赤外線レンズは、前記パッケージの外側から前記パッケージに固着されてなることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、前記赤外線レンズが前記パッケージの内側から前記パッケージに固着されるものに比べて、前記赤外線レンズを前記パッケージに固着する接合工程が容易になるとともに、当該接合工程の歩留まり向上による低コスト化を図れる。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７の発明において、前記赤外線レンズは、前記フランジ部を通して前記赤外線検出素子の前記受光面へ入射しようとする赤外線を阻止する赤外線阻止部を有し、当該赤外線阻止部が前記陽極により構成されてなることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、前記赤外線レンズが、前記フランジ部を通して前記赤外線検出素子の前記受光面へ入射しようとする赤外線を阻止する赤外線阻止部を有しているので、検知エリア外からの不要な赤外線の前記赤外線検出素子への入射を防止することができ、感度が高くなり、しかも、当該赤外線阻止部が前記陽極により構成されているので、赤外線阻止部を別途に形成する場合に比べて、製造工程の簡略化を図れるとともに、赤外線阻止部の位置精度が高くなり高感度化を図れる。
【００２３】
請求項９の発明は、請求項１ないし請求項８の発明において、前記赤外線レンズの前方に配置され前記赤外線検出素子の検知エリアを調整する検知エリア調整用光学部材を備え、検知エリア調整用光学部材は、前記赤外線レンズの光軸に交差する方向から入射する赤外線を前記赤外線レンズに向かって変向させる複数のプリズム小体の集合体からなることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、前記赤外線レンズの前方に配置され前記赤外線検出素子の検知エリアを調整する検知エリア調整用光学部材を備えているので、検知エリア調整用光学部材により前記赤外線検出素子の検知エリアを調整することができ、また、検知エリア調整用光学部材が、前記赤外線レンズの光軸に交差する方向から入射する赤外線を前記赤外線レンズに向かって変向させる複数のプリズム小体の集合体により構成されているので、検知エリア調整用光学部材を１つのプリズムにより構成する場合に比べて、検知エリア調整用光学部材の薄型化を図れ、検知エリア調整用光学部材での赤外線の透過率を高めることができ高感度化を図れる。
【００２５】
請求項１０の発明は、請求項９の発明において、前記検知エリア調整用光学部材は、前記各プリズム小体が１つの面に沿って並設され、前記各プリズム小体の光入射面が同一面上に揃うように形成されてなることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、前記検知エリア調整用光学部材における前記赤外線レンズ側とは反対側に凹凸が形成されていないので、前記検知エリア調整用光学部材に塵や埃などの異物が付着しにくくなる。
【００２７】
請求項１１の発明は、請求項９の発明において、前記検知エリア調整用光学部材は、前記各プリズム小体が１つの面に沿って並設され、前記各プリズム小体の光出射面が同一面上に揃うように形成されてなることを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、請求項１０の発明に比べて、視野角を大きくすることが可能となる。
【００２９】
請求項１２の発明は、請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の赤外線検出装置の製造方法であって、赤外線レンズの形成にあたっては、所望のレンズ部および所望のフランジ部の形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に形成する陽極形成工程と、電解液中で半導体ウェハの他表面側に対向配置した陰極と陽極との間に通電して半導体ウェハの前記他表面側に除去部位となる多孔質部を形成する陽極酸化工程と、多孔質部を除去することにより半導体レンズを形成する多孔質部除去工程と、半導体レンズを半導体ウェハから分割するダイシング工程とを有し、陽極形成工程では、陽極と半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように陽極を形成し、陽極酸化工程では、電解液として、半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、陽極形成工程にて形成する陽極と半導体ウェハとの接触パターンをレンズ部およびフランジ部それぞれの所望の形状に応じて決定することにより、半導体ウェハの前記他表面側の多孔質部の形成に寄与するホールの供給量の面内分布が決まり、陽極酸化工程において半導体ウェハに流れる電流の電流密度の面内分布が決まるから、陽極酸化工程にて形成する多孔質部の厚みの面内分布を制御することができて厚みが連続的に変化した部分と厚みが一様な部分とを有する多孔質部を形成することが可能であり、しかも、陽極形成工程では、陽極と半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように陽極を形成し、陽極酸化工程では、電解液として、半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いるので、所望の厚さ分布の多孔質部を１回の陽極酸化工程で容易に形成することができ、当該多孔質部を多孔質部除去工程にて除去することで所望形状のレンズ部およびフランジ部を有する半導体レンズが半導体ウェハに多数形成されるから、レンズ部およびフランジ部を有する半導体レンズからなる赤外線レンズを従来に比べて低コストで形成することができ、赤外線レンズの位置決め精度が高く、低コストの赤外線検出装置を提供することが可能となる。
【００３１】
請求項１３の発明は、請求項３記載の赤外線検出装置の製造方法であって、赤外線レンズの形成にあたっては、所望のレンズ部および所望のフランジ部の形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に形成する陽極形成工程と、電解液中で半導体ウェハの他表面側に対向配置した陰極と陽極との間に通電して半導体ウェハの前記他表面側に除去部位となる多孔質部を形成する陽極酸化工程と、多孔質部を除去することにより半導体レンズを形成する多孔質部除去工程と、多孔質部除去工程の後で隣り合う半導体レンズのフランジ部に跨る切り込み溝を形成することにより各フランジ部に段差部を形成する段差部形成工程と、段差部形成工程の後で半導体レンズを半導体ウェハから分割するダイシング工程とを有し、陽極形成工程では、陽極と半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように陽極を形成し、陽極酸化工程では、電解液として、半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いることを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、陽極形成工程にて形成する陽極と半導体ウェハとの接触パターンをレンズ部およびフランジ部それぞれの所望の形状に応じて決定することにより、半導体ウェハの前記他表面側の多孔質部の形成に寄与するホールの供給量の面内分布が決まり、陽極酸化工程において半導体ウェハに流れる電流の電流密度の面内分布が決まるから、陽極酸化工程にて形成する多孔質部の厚みの面内分布を制御することができて厚みが連続的に変化した部分と厚みが一様な部分とを有する多孔質部を形成することが可能であり、しかも、多孔質部除去工程とダイシング工程と間の段差部形成工程において、隣り合う半導体レンズのフランジ部に跨る切り込み溝を形成することにより各フランジ部に段差部を形成しているので、段差部を位置精度良く且つ容易に形成することができ、また、陽極形成工程では、陽極と半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように陽極を形成し、陽極酸化工程では、電解液として、半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いるので、所望の厚さ分布の多孔質部を１回の陽極酸化工程で容易に形成することができ、当該多孔質部を多孔質部除去工程にて除去することで所望形状のレンズ部およびフランジ部を有する半導体レンズが半導体ウェハに多数形成されるから、レンズ部およびフランジ部を有する半導体レンズからなる赤外線レンズを従来に比べて低コストで形成することができ、赤外線レンズの位置決め精度が高く、低コストの赤外線検出装置を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
請求項１の発明では、従来に比べて赤外線レンズの低コスト化を図れ、赤外線レンズの位置決め精度の向上および低コスト化を図れるという効果がある。
【００３４】
請求項１２，１３の発明では、レンズ部およびフランジ部を有する半導体レンズからなる赤外線レンズを従来に比べて低コストで形成することができ、赤外線レンズの位置決め精度が高く、低コストの赤外線検出装置を提供することが可能となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（実施形態１）
以下、本実施形態の赤外線検出装置について図１および図２を参照しながら説明する。
【００３６】
本実施形態の赤外線検出装置は、焦電素子からなる赤外線検出素子１および赤外線検出素子１の出力を信号処理する信号処理回路が設けられた回路ブロック６と、回路ブロック６を収納するキャンパッケージからなるパッケージ２とを備えている。
【００３７】
パッケージ２は、回路ブロック６が絶縁材料からなるスペーサ７を介して実装される金属製のステム２１と、回路ブロック６を覆うようにステム２１に固着される金属製のキャップ２２とを備え、回路ブロック６の適宜部位と電気的に接続される複数本（ここでは、３本）の端子ピン２５がステム２１を貫通する形で設けられている。ここにおいて、ステム２１は、円盤状に形成され、キャップ２２は、後面が開放された有底円筒状の形状に形成されており、後面がステム２１により閉塞されている。なお、スペーサ７と回路ブロック６およびステム２１とは接着剤により固着されている。
【００３８】
また、キャップ２２において赤外線検出素子１の前方に位置する前壁には、矩形状（本実施形態では、正方形状）の窓部２ａが形成されており、赤外線検出素子１の受光面へ赤外線を集光する光学部材として、赤外線レンズ３が窓部２ａを覆うようにキャップ２２の内側から配設されている。
【００３９】
ステム２１は、上述の各端子ピン２５それぞれが挿通される複数の端子用孔２１ｂが厚み方向に貫設されており、各端子ピン２５が端子用孔２１ｂに挿通された形で封止部２４により封着されている。
【００４０】
上述のキャップ２２およびステム２１は鋼板により形成されており、ステム２１の周部に形成されたフランジ部２１ｃに対して、キャップ２２の後端縁から外方に延設された外鍔部２２ｃを溶接により封着してある。
【００４１】
回路ブロック６は、上述の信号処理回路の構成要素であるＩＣ６３およびチップ状の電子部品６４が互いに異なる面に実装されたプリント配線板（例えば、コンポジット銅張積層板など）からなる第１の回路基板６２と、第１の回路基板６２における電子部品６４の実装面側に積層された樹脂層６５と、ガラスエポキシなどからなる絶縁性基材の表面に金属材料（例えば、銅など）からなる金属層（以下、シールド層と称す）が形成され樹脂層６５に積層されたシールド板６６と、赤外線検出素子１が実装されるとともにシールド板６６に積層されたプリント配線板（例えば、コンポジット銅張積層板）からなる第２の回路基板６７とで構成されている。なお、シールド板６６の代わりに、銅箔や金属板のみでシールド層を形成してもよい。
【００４２】
第１の回路基板６２は、図２における下面側にＩＣ６３がフリップチップ実装され、図２における上面側に複数の電子部品６４が半田リフローにより実装されている。なお、本実施形態の赤外線検出装置は、人体から放射される赤外線を検出することで人の動きを検知する用途に用いるものであり、ＩＣ６３は、赤外線検出素子１の所定周波数帯域（例えば、０．１〜１０Ｈｚ程度）の出力を増幅する増幅回路（バンドパスアンプ）や当該増幅回路の後段のウインドウコンパレータなどが集積化されている。ここで、本実施形態における回路ブロック６では、上述のシールド板６６が設けられているので、赤外線検出素子１と上記増幅回路との容量結合などに起因した発振現象の発生を防止することができる。ただし、上記増幅回路の増幅度が比較的小さく上記容量結合などに起因した発振現象が起こりにくい場合には、シールド板６６を省略してもよい。
【００４３】
第２の回路基板６７には、赤外線検出素子１のセンシングエレメントと第２の回路基板６７とを熱絶縁するための熱絶縁用孔６７ａが厚み方向に貫設されているので、赤外線検出素子１のセンシングエレメントとシールド板６６との間に空気層が形成され、感度が高くなる。なお、第２の回路基板６７に熱絶縁用孔６７を貫設する代わりに、第２の回路基板６７に、赤外線検出素子１のセンシングエレメントと第２の回路基板６７との間に空気層が形成される形で赤外線検出素子１を支持する支持部を突設してもよい。
【００４４】
回路ブロック６は、第１の回路基板６２、樹脂層６５、シールド板６６、第２の回路基板６７それぞれに、上述の端子ピン２５が挿通されるスルーホール６２ｂ，６５ｂ，６６ｂ，６７ｂが厚み方向に貫設されており、赤外線検出素子１と信号処理回路とが端子ピン２５を介して電気的に接続されている。なお、第１の回路基板６２、樹脂層６５、シールド板６６、第２の回路基板６７を積層し、回路ブロック６の厚み方向に貫通する貫通孔を形成する１回の孔あけ加工でスルーホール６２ｂ，６５ｂ，６６ｂ，６７ｂを形成するような部品内蔵基板工法を採用すれば、製造工程の簡略化を図れるとともに回路ブロック６内の電気的な接続が容易になる。
【００４５】
上述の３本の端子ピン２５は、１本が給電用の端子ピン２５（２５ａ）、他の１本が信号出力用の端子ピン２５（２５ｂ）、残りの１本がグランド用の端子ピン２５（２５ｃ）であり、シールド板６６におけるシールド層はグランド用の端子ピン２５ｃと電気的に接続されている。ここで、端子ピン２５ａ，２５ｂを封着する封止部２４，２４（２４ａ，２４ｂ）は、絶縁性を有する封着用のガラスにより形成されており、端子ピン２５ｃを封着する封止部２４（２４ｃ）は、金属材料により形成されている。要するに、端子ピン２５ａ，２５ｂはステム２１と電気的に絶縁されているのに対し、グランド用の端子ピン２５ｃはステム２１と同電位となっている。要するに、シールド板６６の電位はグランド電位に設定されるが、シールド機能を果たすことが可能な特定の電位であれば、グランド電位以外の電位に設定してもよい。
【００４６】
本実施形態の赤外線検出装置の製造にあたっては、赤外線検出素子１が搭載された回路ブロック６をステム２１にスペーサ７を介して実装した後、赤外線レンズ３が窓部２ａを閉塞する形で固着されたキャップ２２の外鍔部２２ｃとステム２１のフランジ部２１ｃとを溶接することにより、キャップ２２とステム２１とからなる金属製のパッケージ２内を封止すればよい。なお、本実施形態におけるパッケージ２は、いわゆるＣＡＮパッケージであり、外来ノイズに対するシールド効果を高めるとともに、気密性の向上による耐候性の向上を図れる。また、赤外線検出素子１のセンシングエレメントは、焦電型のセンシングエレメントに限らず、サーミスタ型のセンシングエレメント、サーモパイル型のセンシングエレメント、抵抗ボロメータ型のセンシングエレメントなどのように、温度変化を電気信号変化に変換できるものであればよい。
【００４７】
ところで、上述の赤外線レンズ３は、赤外線検出素子１の受光面へ赤外線を集光するレンズ部３ａと当該レンズ部３ａの周部から外方に延設されキャップ２２における窓部２ａの周部に固着されるフランジ部３ｂとを有している。
【００４８】
ここにおいて、赤外線レンズ３は、シリコンレンズからなる半導体レンズであり、レンズ部３ａが、平凸型の非球面レンズの形状に形成されており、レンズ部３ａ以外の部位であるフランジ部３ｂの外周形状が矩形状（本実施形態では、正方形状）に形成されている。
【００４９】
また、赤外線レンズ３は、窓部２ａの内側に位置するレンズ部３ａ以外の部位であるフランジ部３ｂを通して赤外線検出素子１の受光面へ入射しようとする赤外線を阻止する赤外線阻止部３ｄが設けられている。ここで、赤外線阻止部３ｄは、金属材料（例えば、Ａｌ，Ａｌ−Ｓｉなど）からなる赤外線反射膜により構成してあるが、当該赤外線反射膜の材料は、ＡｌやＡｌ−Ｓｉなどに限らず、薄膜形成時に光沢があり凹凸を小さくできる材料であればよく、特に、赤外線の反射率が０．９よりも高いＡｕ、Ａｇ、Ａｌなどの金属材料や、これらの金属材料を主成分とする材料を採用することが好ましい。また、赤外線阻止部３ｄを構成する赤外線反射膜としては、誘電体膜や、誘電体多層膜を採用してもよい。なお、赤外線阻止部３ｄは、赤外線を反射する赤外線反射膜に限らず、赤外線を散乱させる機能を有する膜により構成してもよい。
【００５０】
また、赤外線阻止部３ｄは、上述のように赤外線を反射または散乱させる機能を有する膜に限らず、赤外線を吸収する機能を有する赤外線吸収層により構成してもよい。ここで、赤外線吸収層は、例えば、ＳｉＯ２層により構成すればよいが、赤外線吸収層の材料は、ＳｉＯ２に限らず、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯＮ、セラミック（例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＣなど）などの非金属（絶縁性材料）や、ＮｉＣｒ、グラファイト、グラファイトライクカーボンなどの反射率の低い金属（導電性材料）や、金属酸化物（例えば、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｌなどの金属酸化物）などを採用してもよく、赤外線吸収層として上述の絶縁性材料や金属を採用した場合には、赤外線吸収層の耐熱性が高くて信頼性が高い。なお、赤外線吸収層の材料として金属酸化物を採用する場合には、例えば、金属酸化物膜をスパッタ法やＣＶＤ法などにより成膜するようにしてもよいし、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｌなどの金属材料からなる金属膜を成膜した後で当該金属膜の少なくとも一部（例えば、当該金属膜の表面側の部分）を酸化することにより金属酸化物膜を形成するようにしてもよい。
【００５１】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３におけるレンズ部３ａ以外の部位であるフランジ部３ｂを通して赤外線検出素子１へ入射しようとする赤外線を赤外線阻止部３ｄにより阻止することが可能となり、レンズ部３ａの形状などにより決まる検知エリア以外からの不要な赤外線の赤外線検出素子１への入射を防止することができ、高感度化を図れる。また、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３をキャップ２２に対して導電性の接合材料（例えば、銀ペースト、半田など）を用いて接合して電気的に接続することで外来ノイズなどに対する電磁シールド効果を高めることができ、赤外線検出素子１への電磁ノイズの影響を防止できる。
【００５２】
また、本実施形態の赤外線検出装置では、キャップ２２の窓部２ａが矩形状に開口されるとともに、赤外線レンズ３のフランジ部３ｂに、キャップ２２における窓部２ａの内周面および周部に位置決めされる段差部３ｃが形成されており、赤外線レンズ３のフランジ部３ｂにおける段差部３ｃを上記接合材料からなる接合部５８を介してキャップ２２に固着してある。したがって、赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との平行度を高めることができ、赤外線レンズ３の光軸方向における赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との距離精度を高めることができるとともに、赤外線レンズ３の光軸と赤外線検出素子１の受光面の光軸との合わせ精度を高めることができる。また、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３のレンズ部３ａとして球面レンズよりも短焦点で薄型の非球面レンズを形成することができるから、赤外線検出装置全体の薄型化（小型化）を図れるという利点がある。
【００５３】
以下、上述の赤外線レンズ３の形成方法について図３（ａ）〜（ｅ）を参照しながら説明するが、具体的には、導電形がｐ形のシリコンウェハからなる半導体ウェハ３０の一部を陽極酸化工程において多孔質化することにより形成した多孔質シリコンからなる多孔質部３４（図３（ｄ）参照）を除去してシリコンレンズからなる半導体レンズを赤外線レンズ３として製造する製造方法を説明する。なお、本実施形態では、半導体ウェハ３０の抵抗率を８０Ωｃｍに設定してあるが、この数値は特に限定するものではない。ただし、半導体ウェハ３０の抵抗率は、好ましくは０．１〜１０００Ωｃｍ、より好ましくは数Ωｃｍ〜数１００Ωｃｍである。
【００５４】
まず、図３（ａ）に示すシリコンウェハからなる半導体ウェハ３０を洗浄する洗浄工程、半導体ウェハ３０の一表面（図３（ａ）における下面）にマークを設けるマーキング工程を行ってから、半導体ウェハ３０の上記一表面側に陽極酸化工程で利用する陽極３２（図３（ｃ）参照）の基礎となる所定膜厚（例えば、１μｍ）の金属膜（本実施形態では、Ａｌ膜）からなる導電性層３１を形成する導電性層形成工程を行うことによって、図３（ｂ）に示す構造を得る。ここにおいて、導電性層形成工程では、例えばスパッタ法によって半導体ウェハ３０の上記一表面上に導電性層３１を成膜した後、Ｎ２ガスおよびＨ２ガス雰囲気中で導電性層３１のシンタ（熱処理）を行うことにより半導体ウェハ３０との接触がオーミック接触をなす導電性層３１を形成する。なお、導電性層３１の成膜方法はスパッタ法に限らず、例えば蒸着法などの他の周知の薄膜形成方法を採用してもよい。また、導電性層３１の材料もＡｌに限定するものではなく、半導体ウェハ３０とオーミック接触が可能な材料であればよく、例えばＡｌを主成分とするＡｌ−Ｓｉなどを採用してもよい。
【００５５】
導電性層形成工程の後、導電性層３１に円形状の開孔部３３を設けるように導電性層３１をパターニングするパターニング工程を行うことによって、図３（ｃ）に示す構造を得る。ここにおいて、パターニング工程では、フォトリソグラフィ技術を利用して半導体ウェハ３０の上記一表面側に上記開孔部３３に対応する部位が開孔されたレジスト層（図示せず）を形成した後、レジスト層をマスクとして導電性層３１の不要部分を例えばウェットエッチング技術あるいはドライエッチング技術によってエッチング除去して開孔部３３を設けることにより導電性層３１の残りの部分からなる陽極３２を形成し、その後、上記レジスト層を除去する。なお、導電性層３１がＡｌ膜であれば、導電性層３１の不要部分をウェットエッチング技術によりエッチング除去する場合には、例えば燐酸系エッチャントを用いればよく、導電性層３１の不要部分をドライエッチング技術によりエッチング除去する場合には、例えば反応性イオンエッチング装置などを用いればよい。また、本実施形態では、上述の導電性層形成工程とパターニング工程とで、所望のレンズ形状（所望のレンズ部３ａおよび所望のフランジ部３ｂの形状）に応じて半導体ウェハ３０との接触パターンを設計した陽極３２を半導体ウェハ３０の上記一表面側に形成する陽極形成工程を構成している。
【００５６】
パターニング工程の後、陽極酸化用の電解液中で半導体ウェハ３０の他表面側（図３（ａ）の上面側）に対向配置される陰極と上記陽極３２との間に通電して半導体ウェハ３０の上記他表面側に除去部位となる多孔質半導体（本実施形態では、多孔質シリコン）からなる多孔質部３４を形成する陽極酸化工程（陽極酸化処理）を行うことによって、図３（ｄ）に示す構造を得る。なお、本実施形態では、半導体ウェハ３０として、導電形がｐ形のものを用いているので、陽極酸化工程において半導体ウェハ３０の上記他表面側に光を照射する必要はないが、半導体ウェハ３０として導電形がｎ形のものを用いる場合には光を照射する必要がある。また、電解液としては、５５ｗｔ％のフッ化水素水溶液とエタノールとを１：１で混合した混合溶液を用いているが、フッ化水素水溶液の濃度やフッ化水素水溶液とエタノールとの混合比は特に限定するものではない。また、フッ化水素水溶液と混合する液体もエタノールに限らず、メタノール、プロパノール、イソプロパノール（ＩＰＡ）などのアルコールなど、陽極酸化反応で発生した気泡を除去できる液体であれば、特に限定するものではない。
【００５７】
ところで、ｐ形のシリコンウェハからなる半導体ウェハ３０の一部を陽極酸化工程において多孔質化する際には、ホールをｈ＋、電子をｅ−とすると、以下の反応が起こっていると考えられる。
Ｓｉ＋２ＨＦ＋（２−ｎ）ｈ＋→ＳｉＦ２＋２Ｈ＋＋ｎｅ−
ＳｉＦ２＋２ＨＦ→ＳｉＦ４＋Ｈ２
ＳｉＦ４＋２ＨＦ→ＳｉＨ２Ｆ６
すなわち、シリコンウェハからなる半導体ウェハ３０の陽極酸化では、Ｆイオンの供給量とホールｈ＋の供給量との兼ね合いで多孔質化あるいは電解研磨が起こることが知られており、Ｆイオンの供給量の方がホールの供給量よりも多い場合には多孔質化が起こり、ホールｈ＋の供給量がＦイオンの供給量よりも多い場合には電解研磨が起こる。したがって、本実施形態のように半導体ウェハ３０としてｐ形のシリコンウェハを用いている場合には、陽極酸化による多孔質化の速度はホールｈ＋の供給量で決まるから、半導体ウェハ３０中を流れる電流の電流密度で多孔質化の速度が決まり、多孔質部３４の厚みが決まることになる。ここで、半導体ウェハ３０の上記他表面側では、陽極３２の厚み方向に沿った開孔部３３の中心線から離れるほど電流密度が徐々に大きくなるような電流密度の面内分布を有することとなり、半導体ウェハ３０の上記他表面側に形成される多孔質部３４は、陽極３２の開孔部３３の上記中心線に近くなるほど徐々に薄くなっている。
【００５８】
上述の陽極酸化工程の終了後、多孔質部３４を除去する多孔質部除去工程を行うことでレンズ部３ａおよびフランジ部３ｂを形成することによって、図３（ｅ）に示す構造を得る。ここにおいて、本実施形態における赤外線レンズ３の製造方法においては、陽極形成工程で陽極３２の材料として赤外線を反射する金属材料（例えば、Ａｌ）を採用し、多孔質部除去工程で陽極３２が赤外線阻止部３ｄとして残存するように多孔質部３４を選択的に除去するようにしている。したがって、多孔質部除去工程が終了した後の半導体ウェハ３０は、図４に示すような状態となる。図４は、（ａ）が半導体ウェハ３０の上記他表面側の概略平面図を示し、（ｂ）が半導体ウェハ３０の上記一表面側の概略平面図を示し、（ｃ）が半導体ウェハ３０の概略断面図を示している。なお、図４（ａ），（ｂ）から分かるように半導体ウェハ３０にはオリエンテーションフラットＯＦに平行な方向およびオリエンテーションフラットＯＦに直交する方向にレンズ部３ａが並設されている。
【００５９】
多孔質部除去工程の後は、段差部３ｃを形成する段差部形成工程を行ってから、個々の赤外線レンズ３に分離するダイシング工程を行えばよい。ここにおいて、段差部形成工程およびダイシング工程はダイシング装置を用いて行う。さらに説明すれば、多孔質部除去工程後に、図５（ａ）に示すように半導体ウェハ３０の上記他表面側（つまり、赤外線レンズ３のレンズ面側）を上側とした状態で、ダイシング装置を用いて図５（ｂ）に示すように隣り合う赤外線レンズ３に跨る段差部３ｃ用の切削溝３０ｃを形成し、続いて、ダイシング装置を利用して図５（ｃ）に示すように赤外線レンズ３の個片に分割する。なお、段差部形成工程およびダイシング工程においては、例えば、レンズ部３ａとフランジ部３ｂとの境界や半導体ウェハ３０のオリエンテーションフラットＯＦなどを基準として、切削位置を設定することが可能である。ただし、レンズ部３ａとフランジ部３ｂとの境界はレンズ部３ａの曲率半径が大きい場合には観測が難しく、オリエンテーションフラットＯＦについては加工精度が低いことがあるので、赤外線カメラなどを用いて半導体ウェハ３０の上記一表面側の陽極３２を観測して陽極３２の位置を基準として、切削位置を設定するようにしてもよい。
【００６０】
上述の段差部形成工程において形成する第１の切削溝３０ｃの幅寸法をＨ１、切削深さ寸法をＤ１、上述のダイシング工程において形成する第２の切削溝の幅寸法をＨ２とすれば、ダイシング工程において形成する上記第２の切削溝の幅寸法Ｈ２を段差部形成工程において形成する上記第１の切削溝３０ｃの幅寸法Ｈ１よりも小さくすることで、ダイシング工程前に各赤外線レンズ３に形成した段差部３ｃをダイシング工程後にも各赤外線センサ３の個片ごとに残存させることができる。なお、ダイシング工程において上記第２の切削溝を形成する部位は半導体ウェハ３０の当初の厚みよりも薄くなっているので、ダイシング工程では、ハーフカット方式に限らず、半導体ウェハ３０を完全に切断するフルカット方式を採用してもよい。また、段差部形成工程およびダイシング工程において、ダイシングソー方式を採用し、段差部形成工程とダイシング工程とでブレードの幅を変えることにより、上記第１の切削溝３０ｃの幅寸法Ｈ１と上記第２の切削溝の幅寸法Ｈ２とを変えることができ、しかも、上記第１の切削溝３０ｃの深さ寸法Ｄ１の寸法精度を高めることができ、結果的に、赤外線レンズ３の光軸方向における赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との距離精度を高めることができるとともに、赤外線レンズ３の光軸と赤外線検出素子１の受光面の光軸との合わせ精度を高めることが可能となる。
【００６１】
以上説明した赤外線レンズ３の製造方法によれば、陽極形成工程にて形成する陽極３２と半導体ウェハ３０との接触パターンにより陽極酸化工程において半導体ウェハ３０に流れる電流の電流密度の面内分布が決まるので、陽極酸化工程にて形成する多孔質部３４の厚みの面内分布を制御することができて厚みが連続的に変化した多孔質部３４を形成することが可能であり、当該多孔質部３４を多孔質部除去工程にて選択的に除去することで所望の形状のレンズ部３ａおよびフランジ部３ｂおよび赤外線阻止部３ｄを有する赤外線レンズ３が形成されるから、赤外線阻止部３ｄを形成するために別途の工程を必要とせず、赤外線阻止部３ｄを別途に形成する場合に比べて、製造プロセスの簡略化を図れるとともに、赤外線阻止部３ｄの位置精度を高めることができて遮光性が向上する。
【００６２】
また、上述の赤外線レンズ３の製造方法では、レンズ径が数ｍｍ程度のレンズ形状でも１回の陽極酸化工程と１回の多孔質部除去工程とで形成することができるという利点もある。
【００６３】
なお、本実施形態では、半導体ウェハ３０としてシリコンウェハを採用しているが、半導体ウェハ３０の材料はＳｉに限らず、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰなどの陽極酸化処理による多孔質化が可能な他の材料でもよく、導電形もｐ形に限らず、ｎ形でもよい。ここで、陽極酸化工程において用いる電解液であって半導体ウェハ３０の構成元素の酸化物を除去する電解液としては、例えば、下記表１のような電解液を用いればよい。
【００６４】
【表１】
【００６５】
また、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３が、レンズ部３ａおよびフランジ部３ｂの各形状に応じて半導体ウェハ３０との接触パターンを設計した陽極３２を半導体ウェハ３０の上記一表面側に半導体ウェハ３０との接触がオーミック接触となるように形成した後に半導体ウェハ３０の構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液からなる電解液中で半導体ウェハ３０の他表面側を陽極酸化することで除去部位となる多孔質部３４を形成してから当該多孔質部３４を除去することにより製造された半導体レンズを半導体ウェハ３０から分割することにより形成されているので、多数の赤外線レンズ３が１枚の半導体ウェハ３０に形成されるだけでなく、赤外線レンズ３におけるレンズ部３ａとフランジ部３ｂとが半導体ウェハ３０において陽極酸化により形成された多孔質部３４を除去することにより同時に形成されるから、赤外線レンズ３の低コスト化を図れ、結果的に、赤外線レンズ３の位置決め精度の向上および低コスト化を図れ、赤外線レンズ３の位置決め精度の向上による高感度化を図れる。
【００６６】
また、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３のフランジ部３ｂに、パッケージ２における窓部２ａの内周面および周部に位置決めされる段差部３ｃが当該赤外線レンズ３を半導体ウェハ３０から分割する前に形成されているので、半導体ウェハ３０を動かさずに段差部３ｃを形成するダイシングと赤外線レンズ３を分割するためのダイシングとの２回のダイシングを行うことにより段差部３ｃを位置精度良く容易に形成することができ、当該赤外線レンズ３の段差部３ｃとキャップ２２の窓部２ａとでパッケージ２に対する赤外線レンズ３の位置を規定することができるから、赤外線レンズ３の光軸方向における赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との距離精度を高めることができるとともに、赤外線レンズ３の光軸と赤外線検出素子１の受光面の光軸との合わせ精度を高めることができる。また、本実施形態の赤外線検出装置では、パッケージ２における窓部２ａの開口形状および赤外線レンズ３の外周形状が矩形状なので、パッケージ２に対する赤外線レンズ３の位置決め精度のより一層の向上を図れる。また、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３がパッケージ２の内側から窓部２ａを覆うようにパッケージ２に固着されているので、赤外線レンズ３がパッケージ２の外側からパッケージ２に固着されている場合に比べて、外観が良くなり、赤外線レンズ３の厚みによってはレンズ部３ａがパッケージ２から突出するのを防止できてレンズ部３ａの凸曲面からなるレンズ面に傷がつきにくくなるという利点がある。
【００６７】
ところで、上述の赤外線レンズ３の製造方法においては、陽極酸化工程において半導体ウェハ３０に流れる電流の電流密度の面内分布によってレンズ部３ａの形状（本実施形態では、平凸型の非球面レンズ状のレンズ部３ａにおける非球面の曲率半径やレンズ径）が決まるので、半導体ウェハ３０の抵抗率や厚み、陽極酸化工程にて用いる電解液の電気抵抗値や、半導体ウェハ３０と陰極との間の距離、陰極の平面形状（半導体ウェハ３０に対向配置した状態において半導体ウェハ３０に平行な面内での形状）、陽極３２における円形状の開孔部３３の内径などを適宜設定することにより、レンズ部３ａの形状を制御することができる。ここにおいて、電解液の電気抵抗値は、例えば、フッ化水素水溶液の濃度や、フッ化水素水溶液とエタノールとの混合比などを変えることにより調整することができるので、陽極３２の形状（つまり、陽極３２と半導体ウェハ３０との接触パターン）の他に、陽極３２の形状以外の条件（例えば、電解液の電気抵抗値）を適宜設定することによって、赤外線レンズ３のレンズ部３ａの形状をより制御しやすくなる。
【００６８】
なお、赤外線レンズ３のレンズ部３ａの形状を平凹型の非球面レンズ状の形状とする場合には、上述の赤外線レンズ３の製造方法において、陽極形成工程において円形状の陽極３２を形成する必要があり、陽極３２がレンズ部３ａに対応する部位にあるので、多孔質部除去工程において陽極３２を除去するようにし、キャップ２２の窓部２２の開口形状をレンズ部３ａに合致する円形状の開口形状とすればよい。
【００６９】
また、上述の赤外線レンズ３としては、図６に示すように、レンズ部３ａの両面に、所望の波長域（例えば、８μｍ〜１３μｍ）の赤外線を透過し不要な波長域（例えば、５μｍ以下）の赤外線を反射する多層干渉フィルタ３ｅ，３ｆを形成した構成を採用してもよい。図６に示した構成の赤外線レンズ３では、レンズ部３ａの両面に、所望の波長域の赤外線を透過し不要な波長域の赤外線を反射する多層干渉フィルタ３ｅ，３ｆが形成されているので、不要な波長域の赤外線をカットすることができ（太陽光によるノイズを除去することができ）、高感度化を図れる。なお、後述の各実施形態で説明する赤外線レンズ３においても、図６と同様の多層干渉フィルタ３ｅ，３ｆを設けることが好ましい。
【００７０】
ここで、図６に示す構成の赤外線レンズ３を採用する場合には、上述の赤外線レンズ３の製造方法において、多孔質部除去工程と段差部形成工程との間に、多層干渉フィルタ３ｅ，３ｆを周知の薄膜形成技術を利用して形成するフィルタ形成工程を行うようにすれば多層干渉フィルタ３ｅ，３ｆをウェハレベルで多数のレンズ部３ａに同時に形成することができ、しかも、段差部形成工程で段差部３ｃを形成することにより、フランジ部３ｂ表面に形成されている多層干渉フィルタ３ｅおよびフランジ部３ｂの一部が除去されてフランジ部３ｂに半導体表面が露出することとなる。また、段差部形成工程の後のダイシング工程を行うことにより赤外線レンズ３における切断面（フランジ部３ｂの外周面）に半導体表面が露出することとなる。したがって、赤外線レンズ３においてフランジ部３ｂのうち半導体表面が露出した部分を銀ペーストなどかなる接合部５８（図１参照）を介してキャップ２２と接合して電気的に接続することにより、赤外線検出装置全体の電磁シールド効果を高めることが可能となる。ここにおいて、本実施形態のように赤外線検出素子として焦電素子を用いた赤外線検出装置では、特に外来ノイズが大きく影響するので、赤外線検出装置全体をグランド電位でシールドする効果が非常に大きい。なお、図６に示した例では、レンズ部３ａの両面に多層干渉フィルタ３ｅ，３ｆを形成してあるが、少なくとも一面に形成してあればよい。また、図６に例示した赤外線レンズ３は、赤外線レンズ３の非レンズ面側に多層干渉フィルタ３ｆを形成する際に、赤外線阻止部３ｄの外周部上に多層干渉フィルタ３ｆが形成されないように遮蔽マスクを配置した状態で多層干渉フィルタ３ｆを形成したものであり、赤外線阻止部３ｄの外周部が露出しているので、当該赤外線阻止部３ｄとパッケージ２とを上記接合材料により接合することで当該赤外線レンズ３とパッケージ２とを電気的に接続してもよい。
【００７１】
（実施形態２）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、図７に示すように、赤外線レンズ３が、当該赤外線レンズ３のレンズ面を赤外線検出素子１に向けた形でパッケージ２の外側からパッケージ２に固着されている点が相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７２】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３とパッケージ２との接合工程をパッケージ２の外側で行うことができるので、実施形態１に比べて、赤外線レンズ３をパッケージ２のキャップ２２に固着する接合工程が容易になるとともに赤外線レンズ３とパッケージ２との接合部５８の確認が容易になり、当該接合工程の歩留まり向上による低コスト化を図れる。
【００７３】
（実施形態３）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、図８に示すように、赤外線レンズ３とパッケージ２とを接合する接合部５８が、赤外線阻止部３ｄの表面とフランジ部３ｂの外周面とキャップ２とに跨って形成されている点が相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７４】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３の段差部３ｃとパッケージ２における窓部２ａの内周面および周部との間に接合部５８を介在させる必要がないので、実施形態１に比べて、赤外線レンズ３の光軸方向における赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との距離精度を高めることが可能となるとともに、赤外線レンズ３の光軸と赤外線検出素子１の受光面の光軸との合わせ精度を高めることが可能となる。
【００７５】
（実施形態４）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態２と略同じであって、図９に示すように、赤外線レンズ３とパッケージ２とを接合する接合部５８が、赤外線阻止部３ｄの表面とフランジ部３ｂの外周面とキャップ２とに跨って形成されている点が相違する。なお、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７６】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３の段差部３ｃとパッケージ２における窓部２ａの内周面および周部との間に接合部５８を介在させる必要がないので、実施形態２に比べて、赤外線レンズ３の光軸方向における赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との距離精度を高めることが可能となるとともに、赤外線レンズ３の光軸と赤外線検出素子１の受光面の光軸との合わせ精度を高めることが可能となる。
【００７７】
（実施形態５）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、図１０に示すように、赤外線レンズ３のフランジ部３ｂにおける段差部３ｃが、赤外線レンズ３の非レンズ面側に形成されており、赤外線レンズ３が、当該赤外線レンズ３の非レンズ面を赤外線検出素子１側としてパッケージ２の外側からパッケージ２に固着されている点が相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７８】
本実施形態における赤外線レンズ３の製造方法は、実施形態１と略同じであって、多孔質部除去工程の後に段差部３ｃを形成する段差部形成工程と、個々の赤外線レンズ３に分離するダイシング工程とが相違している。
【００７９】
本実施形態では、多孔質部除去工程後に、図１１（ａ）に示すように半導体ウェハ３０の上記一表面側（つまり、赤外線レンズ３の非レンズ面側）を上側とした状態で、ダイシング装置を用いて図１１（ｂ）に示すように隣り合う赤外線レンズ３に跨る段差部３ｃ用の切削溝３０ｃを形成し、続いて、ダイシング装置を利用して図１１（ｃ）に示すように赤外線レンズ３の個片に分割する。なお、段差部形成工程およびダイシング工程においては、例えば、半導体ウェハ３０の上記一表面側の陽極３２を観測し、陽極３２の位置を基準として、切削位置を設定するようにすることで、加工精度を高めることができる。
【００８０】
上述の段差部形成工程において形成する第１の切削溝３０ｃの幅寸法をＨ１、切削深さ寸法をＤ１、上述のダイシング工程において形成する第２の切削溝の幅寸法をＨ２とすれば、ダイシング工程において形成する上記第２の切削溝の幅寸法Ｈ２を段差部形成工程において形成する上記第１の切削溝３０ｃの幅寸法Ｈ１よりも小さくすることで、ダイシング工程前に各赤外線レンズ３に形成した段差部３ｃをダイシング工程後にも各赤外線センサ３の個片ごとに残存させることができる。なお、ダイシング工程において上記第２の切削溝を形成する部位は半導体ウェハ３０の当初の厚みよりも薄くなっているので、ダイシング工程では、ハーフカット方式に限らず、半導体ウェハ３０を完全に切断するフルカット方式を採用してもよい。また、段差部形成工程およびダイシング工程において、ダイシングソー方式を採用し、段差部形成工程とダイシング工程とでブレードの幅を変えることにより、上記第１の切削溝３０ｃの幅寸法Ｈ１と上記第２の切削溝の幅寸法Ｈ２とを変えることができ、しかも、上記第１の切削溝３０ｃの深さ寸法Ｄ１の寸法精度を高めることができる。
【００８１】
以上説明した本実施形態の赤外線検出装置においても、赤外線レンズ３の段差部３ｃとパッケージ２における窓部２ａの内周面および周部とで赤外線レンズ３を位置決めすることにより、赤外線レンズ３の光軸方向における赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との距離精度を高めることができるとともに、赤外線レンズ３の光軸と赤外線検出素子１の受光面の光軸との合わせ精度を高めることが可能となる。なお、図１０では、赤外線レンズ３とパッケージ２とを接合して電気的に接続する接合部の図示を省略してある。
【００８２】
（実施形態６）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態５と略同じであって、図１２に示すように、赤外線レンズ３が、当該赤外線レンズ３のレンズ面を赤外線検出素子１側としてパッケージ２の内側からパッケージ２に固着されている点が相違する。なお、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８３】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３がパッケージ２の外側に突出することがないので、外観が良くなるとともに、赤外線レンズ３に傷がつきにくくなるという利点がある。なお、図１１においても、赤外線レンズ３とパッケージ２とを接合して電気的に接続する接合部の図示を省略してある。
【００８４】
（実施形態７）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、実施形態１で赤外線レンズ３に段差部３ｃを形成していたのに対して、本実施形態では、図１３に示すように、パッケージ２の一部を構成するキャップ２２における窓部２ａの周部に、赤外線レンズ３のフランジ部３ｂを位置決めする段差部２２ａを形成してある点が相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態では、赤外線レンズ３とパッケージ２とを接合して電気的に接続する接合部の図示を省略してある。
【００８５】
本実施形態における赤外線レンズ３の製造方法は、実施形態１と略同じであって、多孔質部除去工程の後に、実施形態１で説明した段差部形成工程を行わずに、個々の赤外線レンズ３に分離するダイシング工程を行う点が相違している。
【００８６】
本実施形態では、多孔質部除去工程後に、例えば、図１４（ａ）に示すように半導体ウェハ３０の上記一他面側（つまり、赤外線レンズ３のレンズ面側）を上側とした状態で、ダイシング装置を用いて図１４（ｂ）に示すように赤外線レンズ３の個片に分割するようにしてもよいし、例えば、図１５（ａ）に示すように半導体ウェハ３０の上記一表面側（つまり、赤外線レンズ３の非レンズ面側）を上側とした状態で、ダイシング装置を用いて図１５（ｂ）に示すように赤外線レンズ３の個片に分割するようにしてもよい。なお、図１４に示した例では、ダイシング工程において、例えば、赤外線カメラなどを用いて半導体ウェハ３０の上記一表面側の陽極３２を観測し、陽極３２の位置を基準として、切削位置を設定するようにすることで、加工精度を高めることができる。また、図１５に示した例では、ダイシング工程において、陽極３２を目印として切削位置を設定することにより、加工精度を高めることができる。
【００８７】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、パッケージ２に赤外線レンズ３のフランジ部３ｂを位置決めする段差部２２ａが形成されているので、赤外線レンズ３の光軸方向における赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との距離精度を高めることができるとともに、赤外線レンズ３の光軸と赤外線検出素子１の受光面の光軸との合わせ精度を高めることができる。また、実施形態１のように赤外線レンズ３のフランジ部３ｂに段差部３ｃを形成する場合に比べて赤外線レンズ３の製造プロセスを簡略化でき、赤外線レンズ３の低コスト化を図れる。なお、パッケージ２の窓部２ａの開口形状は矩形状に限らず、円形状でもよく、円形状の開口形状とした場合には、赤外線阻止部３ｄによる遮光の効果を持たせなくても、パッケージ２における窓部２ａの周部で遮光の効果を持たせることが可能となる。
【００８８】
（実施形態８）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態７と略同じであって、図１６に示すように、赤外線レンズ３が、当該赤外線レンズ３のレンズ面を赤外線検出素子１側としてパッケージ２の内側からパッケージ２に固着されている点が相違する。なお、実施形態７と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８９】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３がパッケージ２の外側に突出することがないので、外観が良くなるとともに、赤外線レンズ３に傷がつきにくくなるという利点がある。なお、図１６においても、赤外線レンズ３とパッケージ２とを接合して電気的に接続する接合部の図示を省略してある。
【００９０】
（実施形態９）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態７と略同じであって、図１７に示すように、赤外線レンズ３に実施形態１と同じ段差部３ｃ（図１参照）が形成されている点が相違し、他の構成は実施形態７と同じである。
【００９１】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、実施形態７に比べて、赤外線レンズ３の位置決め精度をより高めることが可能となる。
【００９２】
（実施形態１０）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態８と略同じであって、図１８に示すように、赤外線レンズ３に実施形態５，６と同じ段差部３ｃ（図１０，図１２参照）が形成されている点が相違する。なお、実施形態７と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９３】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、実施形態８に比べて、赤外線レンズ３の位置決め精度をより高めることが可能となる。
【００９４】
（実施形態１１）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態７と略同じであって、図１９に示すように、赤外線レンズ３に実施形態５，６と同じ段差部３ｃ（図１０，図１２参照）が形成されている点が相違する。なお、実施形態７と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９５】
本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３における段差部３ｃの形成により露出した半導体表面全体をパッケージ２との電気的な接続に利用することが可能となるので、シールド効果が高くなる。なお、図１９においても、赤外線レンズ３とパッケージ２とを接合して電気的に接続する接合部の図示を省略してある。
【００９６】
（実施形態１２）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、図２０に示すように、赤外線レンズ３におけるレンズ部３ａの凸曲面とフランジ部３ｂの平面との境界により窓部２ａの光軸方向に直交する面内でのレンズ部３ａの位置が規定されている点が相違する。ここにおいて、本実施形態の赤外線検出装置では、窓部２ａの開口形状が正方形状であり、窓部２ａの各辺の寸法とレンズ部３ａのレンズ径とを略一致させるように設計してある。また、本実施形態における赤外線レンズ３の構造は実施形態７と略同じである。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９７】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３におけるレンズ部３ａの凸曲面とフランジ部３ｂの平面との境界により窓部２ａの光軸方向に直交する面内でのレンズ部３ａの位置が規定されるので、フランジ部３ｂやパッケージ２に段差部を形成することなく、赤外線レンズ３の光軸方向における赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との距離精度を高めることができるとともに、赤外線レンズ３の光軸と赤外線検出素子１の受光面の光軸との合わせ精度を高めることができ、製造工程の簡略化を図れ、低コスト化を図れる。なお、図２０においても、赤外線レンズ３とパッケージ２とを接合して電気的に接続する接合部の図示を省略してある。
【００９８】
（実施形態１３）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１２と略同じであって、図２１に示すように、窓部２ａの開口形状が円形状であり、窓部２ａの内径とレンズ部３ａのレンズ径とを略一致させるように設計してある。なお、実施形態１２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９９】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、パッケージ２の一部を構成するキャップ２２に形成する窓部２ａの開口形状が円形状なので、実施形態１２のように窓部２ａの開口形状が正方形状である場合に比べて、窓部２ａの加工が容易になるとともに加工精度が高くなる。また、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３のフランジ部３ｂ全体がキャップ２２における窓部２ａの周部で覆われており、パッケージ２の外側からの赤外線が赤外線レンズ３のフランジ部３ｂへ入射するのをキャップ２２により阻止することができるので、実施形態１２の赤外線レンズ３における赤外線阻止部３ｄ（図２０参照）を設けていない（実施形態１にて説明した多孔質部除去工程において陽極３２（図３参照）も除去している）が、赤外線阻止部３ｄを備えていてもよい。
【０１００】
（実施形態１４）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１３と略同じであって、図２２に示すように、赤外線レンズ３がレンズ面を赤外線検出素子１側としてパッケージ２の外側からパッケージ２に固着されている点が相違する。なお、実施形態１３と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０１】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３とパッケージ２との接合工程をパッケージ２の外側で行うことができるので、実施形態１３に比べて、赤外線レンズ３をパッケージ２のキャップ２２に固着する接合工程が容易になる（組立作業が容易になる）とともに赤外線レンズ３とパッケージ２との接合部（図示せず）の確認が容易になり、当該接合工程の歩留まり向上による低コスト化を図れる。
【０１０２】
（実施形態１５）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、図２３に示すように、赤外線レンズ３の前方に配置され赤外線検出素子１の検知エリアを調整する検知エリア調整用光学部材８を備えている点が相違する。ここにおいて、検知エリア調整用光学部材８は、例えば、パッケージ２を収納するハウジング（図示せず）に取り付けたり、パッケージ２を保護するカバー部材に形成するようにしてもよい。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０３】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、検知エリア調整用光学部材８により赤外線検出素子１の検知エリアを調整することができる。図２４に、本実施形態の赤外線検出装置において赤外線レンズ３により赤外線検出素子１へ集光される赤外線の進行経路のシミュレーション結果を示し、図２５に、検知エリア調整用光学部材８を設けていない比較例において赤外線レンズ３により赤外線検出素子１へ集光される赤外線の進行経路のシミュレーション結果を示す。図２４と図２５とを比較すれば、検知エリア調整用光学部材８を設けたことにより、検知エリアが広くなっていることが分かる。
【０１０４】
ここにおいて、本実施形態の赤外線検出装置では、検知エリア調整用光学部材８を、赤外線レンズ３の光軸に交差する方向から入射する赤外線を赤外線レンズ３に向かって変向させる複数のプリズム小体８１の集合体８１により構成してあるので、図２６に示すように検知エリア調整用光学部材９を１つのプリズム９１により構成する場合に比べて、検知エリア調整用光学部材８の薄型化を図れ、検知エリア調整用光学部材８での赤外線の透過率を高めることができ高感度化を図れる。なお、図２６にも、赤外線レンズ３により赤外線検出素子１へ集光される赤外線の進行経路のシミュレーション結果を示してある。
【０１０５】
また、本実施形態における検知エリア調整用光学部材８は、各プリズム小体８１が１つの面に沿って並設され、各プリズム小体８１の光入射面が同一面上に揃うように形成されており、検知エリア調整用光学部材８における赤外線レンズ３側とは反対側に凹凸が形成されていないので、検知エリア調整用光学部材８に塵や埃などの異物が付着しにくくなる。なお、検知エリア調整用光学部材８は、ポリエチレンにより形成されている。また、プリズム小体８１は、断面二等辺三角形状の形状に形成されている。
【０１０６】
なお、本実施形態では、検知エリア調整用光学部材８を設けることによって検知エリアを広げてあるが、検知エリア調整用光学部材８のプリズム小体８１の形状や配置を適宜設計することにより、複数の検知エリアを設定したり、検知エリアの視野角を設定することも可能である。また、本実施形態では、検知エリア調整用光学部材８全体としての光入射面が平面となっているが、当該光入射面を曲面とすれば、赤外線レンズ３の収差を小さくすることも可能である。
【０１０７】
（実施形態１６）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１５と略同じであって、図２７および図２８に示すように、検知エリア調整用光学部材８における各プリズム小体８１の形状が相違するだけで、他の構成は実施形態１５と同じである。
【０１０８】
本実施形態における検知エリア調整用光学部材８は、プリズム小体８１が実施形態１５のような断面二等辺三角形状の形状ではなく、非対称の断面三角形状の形状となっている。
【０１０９】
（実施形態１７）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１５と略同じであって、図２９に示すように、赤外線レンズ３の前方に配置される検知エリア調整用光学部材８の形状が相違するだけである。なお、他の構成要素は実施形態１５と同じなので、図示および説明を省略する。
【０１１０】
本実施形態における検知エリア調整用光学部材８は、各プリズム小体８１が１つの面に沿って並設され、各プリズム小体８１の光出射面が同一面上に揃うように形成されており、検知エリア調整用光学部材８における赤外線レンズ３側とは反対側に凹凸が形成されているので、実施形態１５に比べて、視野角を大きくすることができ、１８０度以上の視野角を持たせることも可能となる。なお、図２９にも、赤外線レンズ３により赤外線検出素子１へ集光される赤外線の進行経路のシミュレーション結果を示してある。また、本実施形態では、検知エリア調整用光学部材８全体としての光出射面が平面となっているが、当該光出射面を曲面とすれば、赤外線レンズ３の収差を小さくすることも可能である。
【０１１１】
ところで、上記各実施形態では、パッケージ２内に収納する回路ブロック６として部品内蔵基板工法により形成したものを例示したが、回路ブロック６は、基板単体で構成してもよいし、例えば特許第３２１１０７４号公報に記載されているような３次元回路ブロックで構成してもよい。また、赤外線検出素子１以外の回路部品（図２に示した電子部品６４およびＩＣ６３）を外付け部品として、赤外線検出素子１のみをパッケージ２内に収納するようにしてもよい。
【０１１２】
また、上記各実施形態では、赤外線レンズ３のレンズ部３ａが平凸レンズとなっているが、平凸レンズに限らず、凹レンズや両凸レンズなど他の単レンズでもよいし、隣り合う単レンズが互いに重なりあった所謂マルチレンズや、上述の単レンズをアレー状に設けた所謂アレーレンズや上述の複数種類の単レンズを複合させたレンズでもよく、いずれも実施形態１にて説明した赤外線レンズ３の製造方法の技術思想を適用して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】実施形態１における赤外線検出装置を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図２】同上の赤外線検出装置の概略分解斜視図である。
【図３】同上における赤外線レンズの製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図４】同上における赤外線レンズの製造方法の説明図である。
【図５】同上における赤外線レンズの製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図６】同上における赤外線レンズの他の構成例を示す概略断面図である。
【図７】実施形態２における赤外線検出装置を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図８】実施形態３における赤外線検出装置を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図９】実施形態４における赤外線検出装置を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図１０】実施形態における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図１１】同上における赤外線レンズの製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図１２】実施形態６における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図１３】実施形態７における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図１４】同上における赤外線レンズの製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図１５】同上における赤外線レンズの製造方法の他の例を説明するための主要工程断面図である。
【図１６】実施形態８における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図１７】実施形態９における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図１８】実施形態１０における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図１９】実施形態１１における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図２０】実施形態１２における赤外線検出装置を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図２１】実施形態１３における赤外線検出装置を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図２２】実施形態１４における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図２３】実施形態１５における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図２４】同上における外部からの赤外線の進行経路の説明図である。
【図２５】同上の比較例における外部からの赤外線の進行経路の説明図である。
【図２６】同上の他の比較例における外部からの赤外線の進行経路の説明図である。
【図２７】実施形態１６における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図２８】同上における外部からの赤外線の進行経路の説明図である。
【図２９】実施形態１７における外部からの赤外線の進行経路の説明図である。
【図３０】従来例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１ 赤外線検出素子
２ パッケージ
２ａ 窓部
３ 赤外線レンズ（半導体レンズ）
３ａ レンズ部
３ｂ フランジ部
３ｃ 段差部
３ｄ 赤外線阻止部
８ 検知エリア調整用光学部材
３０ 半導体ウェハ
３２ 陽極
３４ 多孔質部
８１ プリズム小体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線検出装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図３０に示すように、赤外線検出素子１０１と、当該赤外線検出素子１０１を収納するパッケージであって赤外線検出素子１０１の受光面の前方に窓部１０２ａが形成された金属製のパッケージ１０２と、窓部１０２ａを覆うようにパッケージ１０２に固着され赤外線検出素子１０１の受光面へ赤外線を集光する赤外線レンズ１０３とを備えた赤外線検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここにおいて、図３０に示した構成の赤外線検出装置における赤外線レンズ１０３は、シリコンからなる母材により平凸型のレンズ部１０３ａと当該レンズ部１０３ａの周部から外方に延設されパッケージ１０２における窓部１０２ａの周部に固着されるフランジ部１０３ｂとが形成され、レンズ部１０３ａにおける光入射面側の凸曲面からなるレンズ面に赤外線反射防止膜１０３ｅが形成されるとともに、レンズ部１０３ａにおける光出射面側の平面からなる非レンズ面に光学フィルタ１０３ｆが形成されており、フランジ部１０３ｂの外周面と光学フィルタ１０３ｆの周部表面とに跨って金属層１０３ｄが形成されている。
【特許文献１】特開平９−３１１０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に開示された赤外線検出装置では、赤外線レンズ１０３を当該赤外線レンズ１０３のフランジ部１０３ｂを利用してパッケージ１０２に固着することができるので、赤外線レンズ１０３の光軸方向における赤外線レンズ１０３と赤外線検出素子１０１との距離の精度を高めることができるという利点があり、また、金属層１０３ｄとパッケージ１０２とを電気的に接続することで電磁シールド効果を高めることができるという利点がある。
【０００５】
しかしながら、この種の赤外線検出装置に用いられる赤外線レンズ１０３は、シリコン基板からなる母材を研磨して製造されているのが一般的であり、個々の赤外線レンズ１０３ごとに、シリコン基板を研磨してレンズ部１０３ａを形成する工程とフランジ部１０３ｂを形成する工程とを各別に行う必要があるので、赤外線レンズ１０３の製造に手間がかかるとともに、コストが高くなり、赤外線検出装置のコストアップの大きな要因となっていた。また、上述の金属層１０３ｄを備えた赤外線レンズ１０３の形成にあたっては、個々の赤外線レンズ１０３ごとに金属層１０３ｄを蒸着する必要があり、金属層１０３ｄの位置精度の確保が難しく、コストも高いという問題もあった。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、赤外線レンズの位置決め精度が高く、低コスト化が可能な赤外線検出装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、赤外線検出素子と、当該赤外線検出素子を収納するパッケージであって赤外線検出素子の受光面の前方に窓部が形成されたパッケージと、窓部を覆うようにパッケージに固着され赤外線検出素子の受光面へ赤外線を集光する赤外線レンズとを備え、赤外線レンズは、レンズ部と当該レンズ部の周部から外方に延設されパッケージにおける窓部の周部に固着されるフランジ部とを有する半導体レンズからなり、レンズ部およびフランジ部の各形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように形成した後に半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液からなる電解液中で半導体ウェハの他表面側を陽極酸化することで除去部位となる多孔質部を形成してから当該多孔質部を除去することにより製造された半導体レンズを半導体ウェハから分割することにより形成されてなることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、赤外線レンズが、レンズ部およびフランジ部の各形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように形成した後に半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液からなる電解液中で半導体ウェハの他表面側を陽極酸化することで除去部位となる多孔質部を形成してから当該多孔質部を除去することにより製造された半導体レンズを半導体ウェハから分割することにより形成されているので、多数の赤外線レンズが１枚の半導体ウェハに形成されるだけでなく、赤外線レンズにおけるレンズ部とフランジ部とが半導体ウェハにおいて陽極酸化により形成された多孔質部を除去することにより同時に形成されるから、赤外線レンズの低コスト化を図れ、結果的に、赤外線レンズの位置決め精度を高めつつ低コスト化を図れる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記パッケージが金属製であり、前記赤外線レンズは、前記パッケージと電気的に接続されてなることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、電磁シールド効果を高めることができ、前記赤外線検出素子への電磁ノイズの影響を防止できる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記赤外線レンズは、前記フランジ部に、前記パッケージにおける前記窓部の内周面および周部に位置決めされる段差部が前記半導体ウェハから分割する前に形成されてなることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、前記赤外線レンズの前記フランジ部に、前記パッケージにおける前記窓部の内周面および周部に位置決めされる段差部が前記半導体ウェハから分割する前に形成されているので、前記半導体ウェハを動かさずに段差部を形成するダイシングと前記赤外線レンズを分割するためのダイシングとの２回のダイシングを行うことにより段差部を位置精度良く容易に形成することができ、前記赤外線レンズの光軸方向における前記赤外線レンズと前記赤外線検出素子との距離精度を高めることができるとともに、前記赤外線レンズの光軸と前記赤外線検出素子の受光面の光軸との合わせ精度を高めることができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記パッケージは、前記赤外線レンズの前記フランジ部を位置決めする段差部が形成されてなることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、前記パッケージに前記赤外線レンズの前記フランジ部を位置決めする段差部が形成されているので、前記赤外線レンズの光軸方向における前記赤外線レンズと前記赤外線検出素子との距離精度を高めることができるとともに、前記赤外線レンズの光軸と前記赤外線検出素子の受光面の光軸との合わせ精度を高めることができる。また、請求項３の発明のように前記赤外線レンズの前記フランジ部に段差部を形成する場合に比べて前記赤外線レンズの製造プロセスを簡略化でき、前記赤外線レンズの低コスト化を図れる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記赤外線レンズにおける前記レンズ部の凸曲面と前記フランジ部の平面との境界により前記窓部の光軸方向に直交する面内での前記レンズ部の位置が規定されてなることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、前記赤外線レンズにおける前記レンズ部の凸曲面と前記フランジ部の平面との境界により前記窓部の光軸方向に直交する面内での前記レンズ部の位置が規定されるので、前記フランジ部や前記パッケージに段差部を形成することなく、前記赤外線レンズの光軸方向における前記赤外線レンズと前記赤外線検出素子との距離精度を高めることができるとともに、前記赤外線レンズの光軸と前記赤外線検出素子の受光面の光軸との合わせ精度を高めることができ、請求項３，４の発明に比べて製造工程の簡略化を図れ、低コスト化を図れる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５の発明において、前記赤外線レンズは、前記パッケージの内側から前記パッケージに固着されてなることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、前記赤外線レンズが前記パッケージの外側から前記パッケージに固着されている場合に比べて、外観が良くなる。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項５の発明において、前記赤外線レンズは、前記パッケージの外側から前記パッケージに固着されてなることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、前記赤外線レンズが前記パッケージの内側から前記パッケージに固着されるものに比べて、前記赤外線レンズを前記パッケージに固着する接合工程が容易になるとともに、当該接合工程の歩留まり向上による低コスト化を図れる。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７の発明において、前記赤外線レンズは、前記フランジ部を通して前記赤外線検出素子の前記受光面へ入射しようとする赤外線を阻止する赤外線阻止部を有し、当該赤外線阻止部が前記陽極により構成されてなることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、前記赤外線レンズが、前記フランジ部を通して前記赤外線検出素子の前記受光面へ入射しようとする赤外線を阻止する赤外線阻止部を有しているので、検知エリア外からの不要な赤外線の前記赤外線検出素子への入射を防止することができ、感度が高くなり、しかも、当該赤外線阻止部が前記陽極により構成されているので、赤外線阻止部を別途に形成する場合に比べて、製造工程の簡略化を図れるとともに、赤外線阻止部の位置精度が高くなり高感度化を図れる。
【００２３】
請求項９の発明は、請求項１ないし請求項８の発明において、前記赤外線レンズの前方に配置され前記赤外線検出素子の検知エリアを調整する検知エリア調整用光学部材を備え、検知エリア調整用光学部材は、前記赤外線レンズの光軸に交差する方向から入射する赤外線を前記赤外線レンズに向かって変向させる複数のプリズム小体の集合体からなることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、前記赤外線レンズの前方に配置され前記赤外線検出素子の検知エリアを調整する検知エリア調整用光学部材を備えているので、検知エリア調整用光学部材により前記赤外線検出素子の検知エリアを調整することができ、また、検知エリア調整用光学部材が、前記赤外線レンズの光軸に交差する方向から入射する赤外線を前記赤外線レンズに向かって変向させる複数のプリズム小体の集合体により構成されているので、検知エリア調整用光学部材を１つのプリズムにより構成する場合に比べて、検知エリア調整用光学部材の薄型化を図れ、検知エリア調整用光学部材での赤外線の透過率を高めることができ高感度化を図れる。
【００２５】
請求項１０の発明は、請求項９の発明において、前記検知エリア調整用光学部材は、前記各プリズム小体が１つの面に沿って並設され、前記各プリズム小体の光入射面が同一面上に揃うように形成されてなることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、前記検知エリア調整用光学部材における前記赤外線レンズ側とは反対側に凹凸が形成されていないので、前記検知エリア調整用光学部材に塵や埃などの異物が付着しにくくなる。
【００２７】
請求項１１の発明は、請求項９の発明において、前記検知エリア調整用光学部材は、前記各プリズム小体が１つの面に沿って並設され、前記各プリズム小体の光出射面が同一面上に揃うように形成されてなることを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、請求項１０の発明に比べて、視野角を大きくすることが可能となる。
【００２９】
請求項１２の発明は、請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の赤外線検出装置の製造方法であって、赤外線レンズの形成にあたっては、所望のレンズ部および所望のフランジ部の形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に形成する陽極形成工程と、電解液中で半導体ウェハの他表面側に対向配置した陰極と陽極との間に通電して半導体ウェハの前記他表面側に除去部位となる多孔質部を形成する陽極酸化工程と、多孔質部を除去することにより半導体レンズを形成する多孔質部除去工程と、半導体レンズを半導体ウェハから分割するダイシング工程とを有し、陽極形成工程では、陽極と半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように陽極を形成し、陽極酸化工程では、電解液として、半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、陽極形成工程にて形成する陽極と半導体ウェハとの接触パターンをレンズ部およびフランジ部それぞれの所望の形状に応じて決定することにより、半導体ウェハの前記他表面側の多孔質部の形成に寄与するホールの供給量の面内分布が決まり、陽極酸化工程において半導体ウェハに流れる電流の電流密度の面内分布が決まるから、陽極酸化工程にて形成する多孔質部の厚みの面内分布を制御することができて厚みが連続的に変化した部分と厚みが一様な部分とを有する多孔質部を形成することが可能であり、しかも、陽極形成工程では、陽極と半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように陽極を形成し、陽極酸化工程では、電解液として、半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いるので、所望の厚さ分布の多孔質部を１回の陽極酸化工程で容易に形成することができ、当該多孔質部を多孔質部除去工程にて除去することで所望形状のレンズ部およびフランジ部を有する半導体レンズが半導体ウェハに多数形成されるから、レンズ部およびフランジ部を有する半導体レンズからなる赤外線レンズを従来に比べて低コストで形成することができ、赤外線レンズの位置決め精度が高く、低コストの赤外線検出装置を提供することが可能となる。
【００３１】
請求項１３の発明は、請求項３記載の赤外線検出装置の製造方法であって、赤外線レンズの形成にあたっては、所望のレンズ部および所望のフランジ部の形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に形成する陽極形成工程と、電解液中で半導体ウェハの他表面側に対向配置した陰極と陽極との間に通電して半導体ウェハの前記他表面側に除去部位となる多孔質部を形成する陽極酸化工程と、多孔質部を除去することにより半導体レンズを形成する多孔質部除去工程と、多孔質部除去工程の後で隣り合う半導体レンズのフランジ部に跨る切り込み溝を形成することにより各フランジ部に段差部を形成する段差部形成工程と、段差部形成工程の後で半導体レンズを半導体ウェハから分割するダイシング工程とを有し、陽極形成工程では、陽極と半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように陽極を形成し、陽極酸化工程では、電解液として、半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いることを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、陽極形成工程にて形成する陽極と半導体ウェハとの接触パターンをレンズ部およびフランジ部それぞれの所望の形状に応じて決定することにより、半導体ウェハの前記他表面側の多孔質部の形成に寄与するホールの供給量の面内分布が決まり、陽極酸化工程において半導体ウェハに流れる電流の電流密度の面内分布が決まるから、陽極酸化工程にて形成する多孔質部の厚みの面内分布を制御することができて厚みが連続的に変化した部分と厚みが一様な部分とを有する多孔質部を形成することが可能であり、しかも、多孔質部除去工程とダイシング工程と間の段差部形成工程において、隣り合う半導体レンズのフランジ部に跨る切り込み溝を形成することにより各フランジ部に段差部を形成しているので、段差部を位置精度良く且つ容易に形成することができ、また、陽極形成工程では、陽極と半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように陽極を形成し、陽極酸化工程では、電解液として、半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いるので、所望の厚さ分布の多孔質部を１回の陽極酸化工程で容易に形成することができ、当該多孔質部を多孔質部除去工程にて除去することで所望形状のレンズ部およびフランジ部を有する半導体レンズが半導体ウェハに多数形成されるから、レンズ部およびフランジ部を有する半導体レンズからなる赤外線レンズを従来に比べて低コストで形成することができ、赤外線レンズの位置決め精度が高く、低コストの赤外線検出装置を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
請求項１の発明では、従来に比べて赤外線レンズの低コスト化を図れ、赤外線レンズの位置決め精度の向上および低コスト化を図れるという効果がある。
【００３４】
請求項１２，１３の発明では、レンズ部およびフランジ部を有する半導体レンズからなる赤外線レンズを従来に比べて低コストで形成することができ、赤外線レンズの位置決め精度が高く、低コストの赤外線検出装置を提供することが可能となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（実施形態１）
以下、本実施形態の赤外線検出装置について図１および図２を参照しながら説明する。
【００３６】
本実施形態の赤外線検出装置は、焦電素子からなる赤外線検出素子１および赤外線検出素子１の出力を信号処理する信号処理回路が設けられた回路ブロック６と、回路ブロック６を収納するキャンパッケージからなるパッケージ２とを備えている。
【００３７】
パッケージ２は、回路ブロック６が絶縁材料からなるスペーサ７を介して実装される金属製のステム２１と、回路ブロック６を覆うようにステム２１に固着される金属製のキャップ２２とを備え、回路ブロック６の適宜部位と電気的に接続される複数本（ここでは、３本）の端子ピン２５がステム２１を貫通する形で設けられている。ここにおいて、ステム２１は、円盤状に形成され、キャップ２２は、後面が開放された有底円筒状の形状に形成されており、後面がステム２１により閉塞されている。なお、スペーサ７と回路ブロック６およびステム２１とは接着剤により固着されている。
【００３８】
また、キャップ２２において赤外線検出素子１の前方に位置する前壁には、矩形状（本実施形態では、正方形状）の窓部２ａが形成されており、赤外線検出素子１の受光面へ赤外線を集光する光学部材として、赤外線レンズ３が窓部２ａを覆うようにキャップ２２の内側から配設されている。
【００３９】
ステム２１は、上述の各端子ピン２５それぞれが挿通される複数の端子用孔２１ｂが厚み方向に貫設されており、各端子ピン２５が端子用孔２１ｂに挿通された形で封止部２４により封着されている。
【００４０】
上述のキャップ２２およびステム２１は鋼板により形成されており、ステム２１の周部に形成されたフランジ部２１ｃに対して、キャップ２２の後端縁から外方に延設された外鍔部２２ｃを溶接により封着してある。
【００４１】
回路ブロック６は、上述の信号処理回路の構成要素であるＩＣ６３およびチップ状の電子部品６４が互いに異なる面に実装されたプリント配線板（例えば、コンポジット銅張積層板など）からなる第１の回路基板６２と、第１の回路基板６２における電子部品６４の実装面側に積層された樹脂層６５と、ガラスエポキシなどからなる絶縁性基材の表面に金属材料（例えば、銅など）からなる金属層（以下、シールド層と称す）が形成され樹脂層６５に積層されたシールド板６６と、赤外線検出素子１が実装されるとともにシールド板６６に積層されたプリント配線板（例えば、コンポジット銅張積層板）からなる第２の回路基板６７とで構成されている。なお、シールド板６６の代わりに、銅箔や金属板のみでシールド層を形成してもよい。
【００４２】
第１の回路基板６２は、図２における下面側にＩＣ６３がフリップチップ実装され、図２における上面側に複数の電子部品６４が半田リフローにより実装されている。なお、本実施形態の赤外線検出装置は、人体から放射される赤外線を検出することで人の動きを検知する用途に用いるものであり、ＩＣ６３は、赤外線検出素子１の所定周波数帯域（例えば、０．１〜１０Ｈｚ程度）の出力を増幅する増幅回路（バンドパスアンプ）や当該増幅回路の後段のウインドウコンパレータなどが集積化されている。ここで、本実施形態における回路ブロック６では、上述のシールド板６６が設けられているので、赤外線検出素子１と上記増幅回路との容量結合などに起因した発振現象の発生を防止することができる。ただし、上記増幅回路の増幅度が比較的小さく上記容量結合などに起因した発振現象が起こりにくい場合には、シールド板６６を省略してもよい。
【００４３】
第２の回路基板６７には、赤外線検出素子１のセンシングエレメントと第２の回路基板６７とを熱絶縁するための熱絶縁用孔６７ａが厚み方向に貫設されているので、赤外線検出素子１のセンシングエレメントとシールド板６６との間に空気層が形成され、感度が高くなる。なお、第２の回路基板６７に熱絶縁用孔６７を貫設する代わりに、第２の回路基板６７に、赤外線検出素子１のセンシングエレメントと第２の回路基板６７との間に空気層が形成される形で赤外線検出素子１を支持する支持部を突設してもよい。
【００４４】
回路ブロック６は、第１の回路基板６２、樹脂層６５、シールド板６６、第２の回路基板６７それぞれに、上述の端子ピン２５が挿通されるスルーホール６２ｂ，６５ｂ，６６ｂ，６７ｂが厚み方向に貫設されており、赤外線検出素子１と信号処理回路とが端子ピン２５を介して電気的に接続されている。なお、第１の回路基板６２、樹脂層６５、シールド板６６、第２の回路基板６７を積層し、回路ブロック６の厚み方向に貫通する貫通孔を形成する１回の孔あけ加工でスルーホール６２ｂ，６５ｂ，６６ｂ，６７ｂを形成するような部品内蔵基板工法を採用すれば、製造工程の簡略化を図れるとともに回路ブロック６内の電気的な接続が容易になる。
【００４５】
上述の３本の端子ピン２５は、１本が給電用の端子ピン２５（２５ａ）、他の１本が信号出力用の端子ピン２５（２５ｂ）、残りの１本がグランド用の端子ピン２５（２５ｃ）であり、シールド板６６におけるシールド層はグランド用の端子ピン２５ｃと電気的に接続されている。ここで、端子ピン２５ａ，２５ｂを封着する封止部２４，２４（２４ａ，２４ｂ）は、絶縁性を有する封着用のガラスにより形成されており、端子ピン２５ｃを封着する封止部２４（２４ｃ）は、金属材料により形成されている。要するに、端子ピン２５ａ，２５ｂはステム２１と電気的に絶縁されているのに対し、グランド用の端子ピン２５ｃはステム２１と同電位となっている。要するに、シールド板６６の電位はグランド電位に設定されるが、シールド機能を果たすことが可能な特定の電位であれば、グランド電位以外の電位に設定してもよい。
【００４６】
本実施形態の赤外線検出装置の製造にあたっては、赤外線検出素子１が搭載された回路ブロック６をステム２１にスペーサ７を介して実装した後、赤外線レンズ３が窓部２ａを閉塞する形で固着されたキャップ２２の外鍔部２２ｃとステム２１のフランジ部２１ｃとを溶接することにより、キャップ２２とステム２１とからなる金属製のパッケージ２内を封止すればよい。なお、本実施形態におけるパッケージ２は、いわゆるＣＡＮパッケージであり、外来ノイズに対するシールド効果を高めるとともに、気密性の向上による耐候性の向上を図れる。また、赤外線検出素子１のセンシングエレメントは、焦電型のセンシングエレメントに限らず、サーミスタ型のセンシングエレメント、サーモパイル型のセンシングエレメント、抵抗ボロメータ型のセンシングエレメントなどのように、温度変化を電気信号変化に変換できるものであればよい。
【００４７】
ところで、上述の赤外線レンズ３は、赤外線検出素子１の受光面へ赤外線を集光するレンズ部３ａと当該レンズ部３ａの周部から外方に延設されキャップ２２における窓部２ａの周部に固着されるフランジ部３ｂとを有している。
【００４８】
ここにおいて、赤外線レンズ３は、シリコンレンズからなる半導体レンズであり、レンズ部３ａが、平凸型の非球面レンズの形状に形成されており、レンズ部３ａ以外の部位であるフランジ部３ｂの外周形状が矩形状（本実施形態では、正方形状）に形成されている。
【００４９】
また、赤外線レンズ３は、窓部２ａの内側に位置するレンズ部３ａ以外の部位であるフランジ部３ｂを通して赤外線検出素子１の受光面へ入射しようとする赤外線を阻止する赤外線阻止部３ｄが設けられている。ここで、赤外線阻止部３ｄは、金属材料（例えば、Ａｌ，Ａｌ−Ｓｉなど）からなる赤外線反射膜により構成してあるが、当該赤外線反射膜の材料は、ＡｌやＡｌ−Ｓｉなどに限らず、薄膜形成時に光沢があり凹凸を小さくできる材料であればよく、特に、赤外線の反射率が０．９よりも高いＡｕ、Ａｇ、Ａｌなどの金属材料や、これらの金属材料を主成分とする材料を採用することが好ましい。また、赤外線阻止部３ｄを構成する赤外線反射膜としては、誘電体膜や、誘電体多層膜を採用してもよい。なお、赤外線阻止部３ｄは、赤外線を反射する赤外線反射膜に限らず、赤外線を散乱させる機能を有する膜により構成してもよい。
【００５０】
また、赤外線阻止部３ｄは、上述のように赤外線を反射または散乱させる機能を有する膜に限らず、赤外線を吸収する機能を有する赤外線吸収層により構成してもよい。ここで、赤外線吸収層は、例えば、ＳｉＯ２層により構成すればよいが、赤外線吸収層の材料は、ＳｉＯ２に限らず、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯＮ、セラミック（例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＣなど）などの非金属（絶縁性材料）や、ＮｉＣｒ、グラファイト、グラファイトライクカーボンなどの反射率の低い金属（導電性材料）や、金属酸化物（例えば、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｌなどの金属酸化物）などを採用してもよく、赤外線吸収層として上述の絶縁性材料や金属を採用した場合には、赤外線吸収層の耐熱性が高くて信頼性が高い。なお、赤外線吸収層の材料として金属酸化物を採用する場合には、例えば、金属酸化物膜をスパッタ法やＣＶＤ法などにより成膜するようにしてもよいし、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｌなどの金属材料からなる金属膜を成膜した後で当該金属膜の少なくとも一部（例えば、当該金属膜の表面側の部分）を酸化することにより金属酸化物膜を形成するようにしてもよい。
【００５１】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３におけるレンズ部３ａ以外の部位であるフランジ部３ｂを通して赤外線検出素子１へ入射しようとする赤外線を赤外線阻止部３ｄにより阻止することが可能となり、レンズ部３ａの形状などにより決まる検知エリア以外からの不要な赤外線の赤外線検出素子１への入射を防止することができ、高感度化を図れる。また、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３をキャップ２２に対して導電性の接合材料（例えば、銀ペースト、半田など）を用いて接合して電気的に接続することで外来ノイズなどに対する電磁シールド効果を高めることができ、赤外線検出素子１への電磁ノイズの影響を防止できる。
【００５２】
また、本実施形態の赤外線検出装置では、キャップ２２の窓部２ａが矩形状に開口されるとともに、赤外線レンズ３のフランジ部３ｂに、キャップ２２における窓部２ａの内周面および周部に位置決めされる段差部３ｃが形成されており、赤外線レンズ３のフランジ部３ｂにおける段差部３ｃを上記接合材料からなる接合部５８を介してキャップ２２に固着してある。したがって、赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との平行度を高めることができ、赤外線レンズ３の光軸方向における赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との距離精度を高めることができるとともに、赤外線レンズ３の光軸と赤外線検出素子１の受光面の光軸との合わせ精度を高めることができる。また、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３のレンズ部３ａとして球面レンズよりも短焦点で薄型の非球面レンズを形成することができるから、赤外線検出装置全体の薄型化（小型化）を図れるという利点がある。
【００５３】
以下、上述の赤外線レンズ３の形成方法について図３（ａ）〜（ｅ）を参照しながら説明するが、具体的には、導電形がｐ形のシリコンウェハからなる半導体ウェハ３０の一部を陽極酸化工程において多孔質化することにより形成した多孔質シリコンからなる多孔質部３４（図３（ｄ）参照）を除去してシリコンレンズからなる半導体レンズを赤外線レンズ３として製造する製造方法を説明する。なお、本実施形態では、半導体ウェハ３０の抵抗率を８０Ωｃｍに設定してあるが、この数値は特に限定するものではない。ただし、半導体ウェハ３０の抵抗率は、好ましくは０．１〜１０００Ωｃｍ、より好ましくは数Ωｃｍ〜数１００Ωｃｍである。
【００５４】
まず、図３（ａ）に示すシリコンウェハからなる半導体ウェハ３０を洗浄する洗浄工程、半導体ウェハ３０の一表面（図３（ａ）における下面）にマークを設けるマーキング工程を行ってから、半導体ウェハ３０の上記一表面側に陽極酸化工程で利用する陽極３２（図３（ｃ）参照）の基礎となる所定膜厚（例えば、１μｍ）の金属膜（本実施形態では、Ａｌ膜）からなる導電性層３１を形成する導電性層形成工程を行うことによって、図３（ｂ）に示す構造を得る。ここにおいて、導電性層形成工程では、例えばスパッタ法によって半導体ウェハ３０の上記一表面上に導電性層３１を成膜した後、Ｎ２ガスおよびＨ２ガス雰囲気中で導電性層３１のシンタ（熱処理）を行うことにより半導体ウェハ３０との接触がオーミック接触をなす導電性層３１を形成する。なお、導電性層３１の成膜方法はスパッタ法に限らず、例えば蒸着法などの他の周知の薄膜形成方法を採用してもよい。また、導電性層３１の材料もＡｌに限定するものではなく、半導体ウェハ３０とオーミック接触が可能な材料であればよく、例えばＡｌを主成分とするＡｌ−Ｓｉなどを採用してもよい。
【００５５】
導電性層形成工程の後、導電性層３１に円形状の開孔部３３を設けるように導電性層３１をパターニングするパターニング工程を行うことによって、図３（ｃ）に示す構造を得る。ここにおいて、パターニング工程では、フォトリソグラフィ技術を利用して半導体ウェハ３０の上記一表面側に上記開孔部３３に対応する部位が開孔されたレジスト層（図示せず）を形成した後、レジスト層をマスクとして導電性層３１の不要部分を例えばウェットエッチング技術あるいはドライエッチング技術によってエッチング除去して開孔部３３を設けることにより導電性層３１の残りの部分からなる陽極３２を形成し、その後、上記レジスト層を除去する。なお、導電性層３１がＡｌ膜であれば、導電性層３１の不要部分をウェットエッチング技術によりエッチング除去する場合には、例えば燐酸系エッチャントを用いればよく、導電性層３１の不要部分をドライエッチング技術によりエッチング除去する場合には、例えば反応性イオンエッチング装置などを用いればよい。また、本実施形態では、上述の導電性層形成工程とパターニング工程とで、所望のレンズ形状（所望のレンズ部３ａおよび所望のフランジ部３ｂの形状）に応じて半導体ウェハ３０との接触パターンを設計した陽極３２を半導体ウェハ３０の上記一表面側に形成する陽極形成工程を構成している。
【００５６】
パターニング工程の後、陽極酸化用の電解液中で半導体ウェハ３０の他表面側（図３（ａ）の上面側）に対向配置される陰極と上記陽極３２との間に通電して半導体ウェハ３０の上記他表面側に除去部位となる多孔質半導体（本実施形態では、多孔質シリコン）からなる多孔質部３４を形成する陽極酸化工程（陽極酸化処理）を行うことによって、図３（ｄ）に示す構造を得る。なお、本実施形態では、半導体ウェハ３０として、導電形がｐ形のものを用いているので、陽極酸化工程において半導体ウェハ３０の上記他表面側に光を照射する必要はないが、半導体ウェハ３０として導電形がｎ形のものを用いる場合には光を照射する必要がある。また、電解液としては、５５ｗｔ％のフッ化水素水溶液とエタノールとを１：１で混合した混合溶液を用いているが、フッ化水素水溶液の濃度やフッ化水素水溶液とエタノールとの混合比は特に限定するものではない。また、フッ化水素水溶液と混合する液体もエタノールに限らず、メタノール、プロパノール、イソプロパノール（ＩＰＡ）などのアルコールなど、陽極酸化反応で発生した気泡を除去できる液体であれば、特に限定するものではない。
【００５７】
ところで、ｐ形のシリコンウェハからなる半導体ウェハ３０の一部を陽極酸化工程において多孔質化する際には、ホールをｈ＋、電子をｅ−とすると、以下の反応が起こっていると考えられる。
Ｓｉ＋２ＨＦ＋（２−ｎ）ｈ＋→ＳｉＦ２＋２Ｈ＋＋ｎｅ−
ＳｉＦ２＋２ＨＦ→ＳｉＦ４＋Ｈ２
ＳｉＦ４＋２ＨＦ→ＳｉＨ２Ｆ６
すなわち、シリコンウェハからなる半導体ウェハ３０の陽極酸化では、Ｆイオンの供給量とホールｈ＋の供給量との兼ね合いで多孔質化あるいは電解研磨が起こることが知られており、Ｆイオンの供給量の方がホールの供給量よりも多い場合には多孔質化が起こり、ホールｈ＋の供給量がＦイオンの供給量よりも多い場合には電解研磨が起こる。したがって、本実施形態のように半導体ウェハ３０としてｐ形のシリコンウェハを用いている場合には、陽極酸化による多孔質化の速度はホールｈ＋の供給量で決まるから、半導体ウェハ３０中を流れる電流の電流密度で多孔質化の速度が決まり、多孔質部３４の厚みが決まることになる。ここで、半導体ウェハ３０の上記他表面側では、陽極３２の厚み方向に沿った開孔部３３の中心線から離れるほど電流密度が徐々に大きくなるような電流密度の面内分布を有することとなり、半導体ウェハ３０の上記他表面側に形成される多孔質部３４は、陽極３２の開孔部３３の上記中心線に近くなるほど徐々に薄くなっている。
【００５８】
上述の陽極酸化工程の終了後、多孔質部３４を除去する多孔質部除去工程を行うことでレンズ部３ａおよびフランジ部３ｂを形成することによって、図３（ｅ）に示す構造を得る。ここにおいて、本実施形態における赤外線レンズ３の製造方法においては、陽極形成工程で陽極３２の材料として赤外線を反射する金属材料（例えば、Ａｌ）を採用し、多孔質部除去工程で陽極３２が赤外線阻止部３ｄとして残存するように多孔質部３４を選択的に除去するようにしている。したがって、多孔質部除去工程が終了した後の半導体ウェハ３０は、図４に示すような状態となる。図４は、（ａ）が半導体ウェハ３０の上記他表面側の概略平面図を示し、（ｂ）が半導体ウェハ３０の上記一表面側の概略平面図を示し、（ｃ）が半導体ウェハ３０の概略断面図を示している。なお、図４（ａ），（ｂ）から分かるように半導体ウェハ３０にはオリエンテーションフラットＯＦに平行な方向およびオリエンテーションフラットＯＦに直交する方向にレンズ部３ａが並設されている。
【００５９】
多孔質部除去工程の後は、段差部３ｃを形成する段差部形成工程を行ってから、個々の赤外線レンズ３に分離するダイシング工程を行えばよい。ここにおいて、段差部形成工程およびダイシング工程はダイシング装置を用いて行う。さらに説明すれば、多孔質部除去工程後に、図５（ａ）に示すように半導体ウェハ３０の上記他表面側（つまり、赤外線レンズ３のレンズ面側）を上側とした状態で、ダイシング装置を用いて図５（ｂ）に示すように隣り合う赤外線レンズ３に跨る段差部３ｃ用の切削溝３０ｃを形成し、続いて、ダイシング装置を利用して図５（ｃ）に示すように赤外線レンズ３の個片に分割する。なお、段差部形成工程およびダイシング工程においては、例えば、レンズ部３ａとフランジ部３ｂとの境界や半導体ウェハ３０のオリエンテーションフラットＯＦなどを基準として、切削位置を設定することが可能である。ただし、レンズ部３ａとフランジ部３ｂとの境界はレンズ部３ａの曲率半径が大きい場合には観測が難しく、オリエンテーションフラットＯＦについては加工精度が低いことがあるので、赤外線カメラなどを用いて半導体ウェハ３０の上記一表面側の陽極３２を観測して陽極３２の位置を基準として、切削位置を設定するようにしてもよい。
【００６０】
上述の段差部形成工程において形成する第１の切削溝３０ｃの幅寸法をＨ１、切削深さ寸法をＤ１、上述のダイシング工程において形成する第２の切削溝の幅寸法をＨ２とすれば、ダイシング工程において形成する上記第２の切削溝の幅寸法Ｈ２を段差部形成工程において形成する上記第１の切削溝３０ｃの幅寸法Ｈ１よりも小さくすることで、ダイシング工程前に各赤外線レンズ３に形成した段差部３ｃをダイシング工程後にも各赤外線センサ３の個片ごとに残存させることができる。なお、ダイシング工程において上記第２の切削溝を形成する部位は半導体ウェハ３０の当初の厚みよりも薄くなっているので、ダイシング工程では、ハーフカット方式に限らず、半導体ウェハ３０を完全に切断するフルカット方式を採用してもよい。また、段差部形成工程およびダイシング工程において、ダイシングソー方式を採用し、段差部形成工程とダイシング工程とでブレードの幅を変えることにより、上記第１の切削溝３０ｃの幅寸法Ｈ１と上記第２の切削溝の幅寸法Ｈ２とを変えることができ、しかも、上記第１の切削溝３０ｃの深さ寸法Ｄ１の寸法精度を高めることができ、結果的に、赤外線レンズ３の光軸方向における赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との距離精度を高めることができるとともに、赤外線レンズ３の光軸と赤外線検出素子１の受光面の光軸との合わせ精度を高めることが可能となる。
【００６１】
以上説明した赤外線レンズ３の製造方法によれば、陽極形成工程にて形成する陽極３２と半導体ウェハ３０との接触パターンにより陽極酸化工程において半導体ウェハ３０に流れる電流の電流密度の面内分布が決まるので、陽極酸化工程にて形成する多孔質部３４の厚みの面内分布を制御することができて厚みが連続的に変化した多孔質部３４を形成することが可能であり、当該多孔質部３４を多孔質部除去工程にて選択的に除去することで所望の形状のレンズ部３ａおよびフランジ部３ｂおよび赤外線阻止部３ｄを有する赤外線レンズ３が形成されるから、赤外線阻止部３ｄを形成するために別途の工程を必要とせず、赤外線阻止部３ｄを別途に形成する場合に比べて、製造プロセスの簡略化を図れるとともに、赤外線阻止部３ｄの位置精度を高めることができて遮光性が向上する。
【００６２】
また、上述の赤外線レンズ３の製造方法では、レンズ径が数ｍｍ程度のレンズ形状でも１回の陽極酸化工程と１回の多孔質部除去工程とで形成することができるという利点もある。
【００６３】
なお、本実施形態では、半導体ウェハ３０としてシリコンウェハを採用しているが、半導体ウェハ３０の材料はＳｉに限らず、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰなどの陽極酸化処理による多孔質化が可能な他の材料でもよく、導電形もｐ形に限らず、ｎ形でもよい。ここで、陽極酸化工程において用いる電解液であって半導体ウェハ３０の構成元素の酸化物を除去する電解液としては、例えば、下記表１のような電解液を用いればよい。
【００６４】
【表１】
【００６５】
また、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３が、レンズ部３ａおよびフランジ部３ｂの各形状に応じて半導体ウェハ３０との接触パターンを設計した陽極３２を半導体ウェハ３０の上記一表面側に半導体ウェハ３０との接触がオーミック接触となるように形成した後に半導体ウェハ３０の構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液からなる電解液中で半導体ウェハ３０の他表面側を陽極酸化することで除去部位となる多孔質部３４を形成してから当該多孔質部３４を除去することにより製造された半導体レンズを半導体ウェハ３０から分割することにより形成されているので、多数の赤外線レンズ３が１枚の半導体ウェハ３０に形成されるだけでなく、赤外線レンズ３におけるレンズ部３ａとフランジ部３ｂとが半導体ウェハ３０において陽極酸化により形成された多孔質部３４を除去することにより同時に形成されるから、赤外線レンズ３の低コスト化を図れ、結果的に、赤外線レンズ３の位置決め精度の向上および低コスト化を図れ、赤外線レンズ３の位置決め精度の向上による高感度化を図れる。
【００６６】
また、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３のフランジ部３ｂに、パッケージ２における窓部２ａの内周面および周部に位置決めされる段差部３ｃが当該赤外線レンズ３を半導体ウェハ３０から分割する前に形成されているので、半導体ウェハ３０を動かさずに段差部３ｃを形成するダイシングと赤外線レンズ３を分割するためのダイシングとの２回のダイシングを行うことにより段差部３ｃを位置精度良く容易に形成することができ、当該赤外線レンズ３の段差部３ｃとキャップ２２の窓部２ａとでパッケージ２に対する赤外線レンズ３の位置を規定することができるから、赤外線レンズ３の光軸方向における赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との距離精度を高めることができるとともに、赤外線レンズ３の光軸と赤外線検出素子１の受光面の光軸との合わせ精度を高めることができる。また、本実施形態の赤外線検出装置では、パッケージ２における窓部２ａの開口形状および赤外線レンズ３の外周形状が矩形状なので、パッケージ２に対する赤外線レンズ３の位置決め精度のより一層の向上を図れる。また、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３がパッケージ２の内側から窓部２ａを覆うようにパッケージ２に固着されているので、赤外線レンズ３がパッケージ２の外側からパッケージ２に固着されている場合に比べて、外観が良くなり、赤外線レンズ３の厚みによってはレンズ部３ａがパッケージ２から突出するのを防止できてレンズ部３ａの凸曲面からなるレンズ面に傷がつきにくくなるという利点がある。
【００６７】
ところで、上述の赤外線レンズ３の製造方法においては、陽極酸化工程において半導体ウェハ３０に流れる電流の電流密度の面内分布によってレンズ部３ａの形状（本実施形態では、平凸型の非球面レンズ状のレンズ部３ａにおける非球面の曲率半径やレンズ径）が決まるので、半導体ウェハ３０の抵抗率や厚み、陽極酸化工程にて用いる電解液の電気抵抗値や、半導体ウェハ３０と陰極との間の距離、陰極の平面形状（半導体ウェハ３０に対向配置した状態において半導体ウェハ３０に平行な面内での形状）、陽極３２における円形状の開孔部３３の内径などを適宜設定することにより、レンズ部３ａの形状を制御することができる。ここにおいて、電解液の電気抵抗値は、例えば、フッ化水素水溶液の濃度や、フッ化水素水溶液とエタノールとの混合比などを変えることにより調整することができるので、陽極３２の形状（つまり、陽極３２と半導体ウェハ３０との接触パターン）の他に、陽極３２の形状以外の条件（例えば、電解液の電気抵抗値）を適宜設定することによって、赤外線レンズ３のレンズ部３ａの形状をより制御しやすくなる。
【００６８】
なお、赤外線レンズ３のレンズ部３ａの形状を平凹型の非球面レンズ状の形状とする場合には、上述の赤外線レンズ３の製造方法において、陽極形成工程において円形状の陽極３２を形成する必要があり、陽極３２がレンズ部３ａに対応する部位にあるので、多孔質部除去工程において陽極３２を除去するようにし、キャップ２２の窓部２２の開口形状をレンズ部３ａに合致する円形状の開口形状とすればよい。
【００６９】
また、上述の赤外線レンズ３としては、図６に示すように、レンズ部３ａの両面に、所望の波長域（例えば、８μｍ〜１３μｍ）の赤外線を透過し不要な波長域（例えば、５μｍ以下）の赤外線を反射する多層干渉フィルタ３ｅ，３ｆを形成した構成を採用してもよい。図６に示した構成の赤外線レンズ３では、レンズ部３ａの両面に、所望の波長域の赤外線を透過し不要な波長域の赤外線を反射する多層干渉フィルタ３ｅ，３ｆが形成されているので、不要な波長域の赤外線をカットすることができ（太陽光によるノイズを除去することができ）、高感度化を図れる。なお、後述の各実施形態で説明する赤外線レンズ３においても、図６と同様の多層干渉フィルタ３ｅ，３ｆを設けることが好ましい。
【００７０】
ここで、図６に示す構成の赤外線レンズ３を採用する場合には、上述の赤外線レンズ３の製造方法において、多孔質部除去工程と段差部形成工程との間に、多層干渉フィルタ３ｅ，３ｆを周知の薄膜形成技術を利用して形成するフィルタ形成工程を行うようにすれば多層干渉フィルタ３ｅ，３ｆをウェハレベルで多数のレンズ部３ａに同時に形成することができ、しかも、段差部形成工程で段差部３ｃを形成することにより、フランジ部３ｂ表面に形成されている多層干渉フィルタ３ｅおよびフランジ部３ｂの一部が除去されてフランジ部３ｂに半導体表面が露出することとなる。また、段差部形成工程の後のダイシング工程を行うことにより赤外線レンズ３における切断面（フランジ部３ｂの外周面）に半導体表面が露出することとなる。したがって、赤外線レンズ３においてフランジ部３ｂのうち半導体表面が露出した部分を銀ペーストなどかなる接合部５８（図１参照）を介してキャップ２２と接合して電気的に接続することにより、赤外線検出装置全体の電磁シールド効果を高めることが可能となる。ここにおいて、本実施形態のように赤外線検出素子として焦電素子を用いた赤外線検出装置では、特に外来ノイズが大きく影響するので、赤外線検出装置全体をグランド電位でシールドする効果が非常に大きい。なお、図６に示した例では、レンズ部３ａの両面に多層干渉フィルタ３ｅ，３ｆを形成してあるが、少なくとも一面に形成してあればよい。また、図６に例示した赤外線レンズ３は、赤外線レンズ３の非レンズ面側に多層干渉フィルタ３ｆを形成する際に、赤外線阻止部３ｄの外周部上に多層干渉フィルタ３ｆが形成されないように遮蔽マスクを配置した状態で多層干渉フィルタ３ｆを形成したものであり、赤外線阻止部３ｄの外周部が露出しているので、当該赤外線阻止部３ｄとパッケージ２とを上記接合材料により接合することで当該赤外線レンズ３とパッケージ２とを電気的に接続してもよい。
【００７１】
（実施形態２）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、図７に示すように、赤外線レンズ３が、当該赤外線レンズ３のレンズ面を赤外線検出素子１に向けた形でパッケージ２の外側からパッケージ２に固着されている点が相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７２】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３とパッケージ２との接合工程をパッケージ２の外側で行うことができるので、実施形態１に比べて、赤外線レンズ３をパッケージ２のキャップ２２に固着する接合工程が容易になるとともに赤外線レンズ３とパッケージ２との接合部５８の確認が容易になり、当該接合工程の歩留まり向上による低コスト化を図れる。
【００７３】
（実施形態３）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、図８に示すように、赤外線レンズ３とパッケージ２とを接合する接合部５８が、赤外線阻止部３ｄの表面とフランジ部３ｂの外周面とキャップ２とに跨って形成されている点が相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７４】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３の段差部３ｃとパッケージ２における窓部２ａの内周面および周部との間に接合部５８を介在させる必要がないので、実施形態１に比べて、赤外線レンズ３の光軸方向における赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との距離精度を高めることが可能となるとともに、赤外線レンズ３の光軸と赤外線検出素子１の受光面の光軸との合わせ精度を高めることが可能となる。
【００７５】
（実施形態４）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態２と略同じであって、図９に示すように、赤外線レンズ３とパッケージ２とを接合する接合部５８が、赤外線阻止部３ｄの表面とフランジ部３ｂの外周面とキャップ２とに跨って形成されている点が相違する。なお、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７６】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３の段差部３ｃとパッケージ２における窓部２ａの内周面および周部との間に接合部５８を介在させる必要がないので、実施形態２に比べて、赤外線レンズ３の光軸方向における赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との距離精度を高めることが可能となるとともに、赤外線レンズ３の光軸と赤外線検出素子１の受光面の光軸との合わせ精度を高めることが可能となる。
【００７７】
（実施形態５）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、図１０に示すように、赤外線レンズ３のフランジ部３ｂにおける段差部３ｃが、赤外線レンズ３の非レンズ面側に形成されており、赤外線レンズ３が、当該赤外線レンズ３の非レンズ面を赤外線検出素子１側としてパッケージ２の外側からパッケージ２に固着されている点が相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７８】
本実施形態における赤外線レンズ３の製造方法は、実施形態１と略同じであって、多孔質部除去工程の後に段差部３ｃを形成する段差部形成工程と、個々の赤外線レンズ３に分離するダイシング工程とが相違している。
【００７９】
本実施形態では、多孔質部除去工程後に、図１１（ａ）に示すように半導体ウェハ３０の上記一表面側（つまり、赤外線レンズ３の非レンズ面側）を上側とした状態で、ダイシング装置を用いて図１１（ｂ）に示すように隣り合う赤外線レンズ３に跨る段差部３ｃ用の切削溝３０ｃを形成し、続いて、ダイシング装置を利用して図１１（ｃ）に示すように赤外線レンズ３の個片に分割する。なお、段差部形成工程およびダイシング工程においては、例えば、半導体ウェハ３０の上記一表面側の陽極３２を観測し、陽極３２の位置を基準として、切削位置を設定するようにすることで、加工精度を高めることができる。
【００８０】
上述の段差部形成工程において形成する第１の切削溝３０ｃの幅寸法をＨ１、切削深さ寸法をＤ１、上述のダイシング工程において形成する第２の切削溝の幅寸法をＨ２とすれば、ダイシング工程において形成する上記第２の切削溝の幅寸法Ｈ２を段差部形成工程において形成する上記第１の切削溝３０ｃの幅寸法Ｈ１よりも小さくすることで、ダイシング工程前に各赤外線レンズ３に形成した段差部３ｃをダイシング工程後にも各赤外線センサ３の個片ごとに残存させることができる。なお、ダイシング工程において上記第２の切削溝を形成する部位は半導体ウェハ３０の当初の厚みよりも薄くなっているので、ダイシング工程では、ハーフカット方式に限らず、半導体ウェハ３０を完全に切断するフルカット方式を採用してもよい。また、段差部形成工程およびダイシング工程において、ダイシングソー方式を採用し、段差部形成工程とダイシング工程とでブレードの幅を変えることにより、上記第１の切削溝３０ｃの幅寸法Ｈ１と上記第２の切削溝の幅寸法Ｈ２とを変えることができ、しかも、上記第１の切削溝３０ｃの深さ寸法Ｄ１の寸法精度を高めることができる。
【００８１】
以上説明した本実施形態の赤外線検出装置においても、赤外線レンズ３の段差部３ｃとパッケージ２における窓部２ａの内周面および周部とで赤外線レンズ３を位置決めすることにより、赤外線レンズ３の光軸方向における赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との距離精度を高めることができるとともに、赤外線レンズ３の光軸と赤外線検出素子１の受光面の光軸との合わせ精度を高めることが可能となる。なお、図１０では、赤外線レンズ３とパッケージ２とを接合して電気的に接続する接合部の図示を省略してある。
【００８２】
（実施形態６）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態５と略同じであって、図１２に示すように、赤外線レンズ３が、当該赤外線レンズ３のレンズ面を赤外線検出素子１側としてパッケージ２の内側からパッケージ２に固着されている点が相違する。なお、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８３】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３がパッケージ２の外側に突出することがないので、外観が良くなるとともに、赤外線レンズ３に傷がつきにくくなるという利点がある。なお、図１１においても、赤外線レンズ３とパッケージ２とを接合して電気的に接続する接合部の図示を省略してある。
【００８４】
（実施形態７）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、実施形態１で赤外線レンズ３に段差部３ｃを形成していたのに対して、本実施形態では、図１３に示すように、パッケージ２の一部を構成するキャップ２２における窓部２ａの周部に、赤外線レンズ３のフランジ部３ｂを位置決めする段差部２２ａを形成してある点が相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態では、赤外線レンズ３とパッケージ２とを接合して電気的に接続する接合部の図示を省略してある。
【００８５】
本実施形態における赤外線レンズ３の製造方法は、実施形態１と略同じであって、多孔質部除去工程の後に、実施形態１で説明した段差部形成工程を行わずに、個々の赤外線レンズ３に分離するダイシング工程を行う点が相違している。
【００８６】
本実施形態では、多孔質部除去工程後に、例えば、図１４（ａ）に示すように半導体ウェハ３０の上記一他面側（つまり、赤外線レンズ３のレンズ面側）を上側とした状態で、ダイシング装置を用いて図１４（ｂ）に示すように赤外線レンズ３の個片に分割するようにしてもよいし、例えば、図１５（ａ）に示すように半導体ウェハ３０の上記一表面側（つまり、赤外線レンズ３の非レンズ面側）を上側とした状態で、ダイシング装置を用いて図１５（ｂ）に示すように赤外線レンズ３の個片に分割するようにしてもよい。なお、図１４に示した例では、ダイシング工程において、例えば、赤外線カメラなどを用いて半導体ウェハ３０の上記一表面側の陽極３２を観測し、陽極３２の位置を基準として、切削位置を設定するようにすることで、加工精度を高めることができる。また、図１５に示した例では、ダイシング工程において、陽極３２を目印として切削位置を設定することにより、加工精度を高めることができる。
【００８７】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、パッケージ２に赤外線レンズ３のフランジ部３ｂを位置決めする段差部２２ａが形成されているので、赤外線レンズ３の光軸方向における赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との距離精度を高めることができるとともに、赤外線レンズ３の光軸と赤外線検出素子１の受光面の光軸との合わせ精度を高めることができる。また、実施形態１のように赤外線レンズ３のフランジ部３ｂに段差部３ｃを形成する場合に比べて赤外線レンズ３の製造プロセスを簡略化でき、赤外線レンズ３の低コスト化を図れる。なお、パッケージ２の窓部２ａの開口形状は矩形状に限らず、円形状でもよく、円形状の開口形状とした場合には、赤外線阻止部３ｄによる遮光の効果を持たせなくても、パッケージ２における窓部２ａの周部で遮光の効果を持たせることが可能となる。
【００８８】
（実施形態８）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態７と略同じであって、図１６に示すように、赤外線レンズ３が、当該赤外線レンズ３のレンズ面を赤外線検出素子１側としてパッケージ２の内側からパッケージ２に固着されている点が相違する。なお、実施形態７と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８９】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３がパッケージ２の外側に突出することがないので、外観が良くなるとともに、赤外線レンズ３に傷がつきにくくなるという利点がある。なお、図１６においても、赤外線レンズ３とパッケージ２とを接合して電気的に接続する接合部の図示を省略してある。
【００９０】
（実施形態９）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態７と略同じであって、図１７に示すように、赤外線レンズ３に実施形態１と同じ段差部３ｃ（図１参照）が形成されている点が相違し、他の構成は実施形態７と同じである。
【００９１】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、実施形態７に比べて、赤外線レンズ３の位置決め精度をより高めることが可能となる。
【００９２】
（実施形態１０）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態８と略同じであって、図１８に示すように、赤外線レンズ３に実施形態５，６と同じ段差部３ｃ（図１０，図１２参照）が形成されている点が相違する。なお、実施形態７と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９３】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、実施形態８に比べて、赤外線レンズ３の位置決め精度をより高めることが可能となる。
【００９４】
（実施形態１１）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態７と略同じであって、図１９に示すように、赤外線レンズ３に実施形態５，６と同じ段差部３ｃ（図１０，図１２参照）が形成されている点が相違する。なお、実施形態７と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９５】
本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３における段差部３ｃの形成により露出した半導体表面全体をパッケージ２との電気的な接続に利用することが可能となるので、シールド効果が高くなる。なお、図１９においても、赤外線レンズ３とパッケージ２とを接合して電気的に接続する接合部の図示を省略してある。
【００９６】
（実施形態１２）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、図２０に示すように、赤外線レンズ３におけるレンズ部３ａの凸曲面とフランジ部３ｂの平面との境界により窓部２ａの光軸方向に直交する面内でのレンズ部３ａの位置が規定されている点が相違する。ここにおいて、本実施形態の赤外線検出装置では、窓部２ａの開口形状が正方形状であり、窓部２ａの各辺の寸法とレンズ部３ａのレンズ径とを略一致させるように設計してある。また、本実施形態における赤外線レンズ３の構造は実施形態７と略同じである。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９７】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３におけるレンズ部３ａの凸曲面とフランジ部３ｂの平面との境界により窓部２ａの光軸方向に直交する面内でのレンズ部３ａの位置が規定されるので、フランジ部３ｂやパッケージ２に段差部を形成することなく、赤外線レンズ３の光軸方向における赤外線レンズ３と赤外線検出素子１との距離精度を高めることができるとともに、赤外線レンズ３の光軸と赤外線検出素子１の受光面の光軸との合わせ精度を高めることができ、製造工程の簡略化を図れ、低コスト化を図れる。なお、図２０においても、赤外線レンズ３とパッケージ２とを接合して電気的に接続する接合部の図示を省略してある。
【００９８】
（実施形態１３）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１２と略同じであって、図２１に示すように、窓部２ａの開口形状が円形状であり、窓部２ａの内径とレンズ部３ａのレンズ径とを略一致させるように設計してある。なお、実施形態１２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９９】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、パッケージ２の一部を構成するキャップ２２に形成する窓部２ａの開口形状が円形状なので、実施形態１２のように窓部２ａの開口形状が正方形状である場合に比べて、窓部２ａの加工が容易になるとともに加工精度が高くなる。また、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３のフランジ部３ｂ全体がキャップ２２における窓部２ａの周部で覆われており、パッケージ２の外側からの赤外線が赤外線レンズ３のフランジ部３ｂへ入射するのをキャップ２２により阻止することができるので、実施形態１２の赤外線レンズ３における赤外線阻止部３ｄ（図２０参照）を設けていない（実施形態１にて説明した多孔質部除去工程において陽極３２（図３参照）も除去している）が、赤外線阻止部３ｄを備えていてもよい。
【０１００】
（実施形態１４）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１３と略同じであって、図２２に示すように、赤外線レンズ３がレンズ面を赤外線検出素子１側としてパッケージ２の外側からパッケージ２に固着されている点が相違する。なお、実施形態１３と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０１】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、赤外線レンズ３とパッケージ２との接合工程をパッケージ２の外側で行うことができるので、実施形態１３に比べて、赤外線レンズ３をパッケージ２のキャップ２２に固着する接合工程が容易になる（組立作業が容易になる）とともに赤外線レンズ３とパッケージ２との接合部（図示せず）の確認が容易になり、当該接合工程の歩留まり向上による低コスト化を図れる。
【０１０２】
（実施形態１５）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、図２３に示すように、赤外線レンズ３の前方に配置され赤外線検出素子１の検知エリアを調整する検知エリア調整用光学部材８を備えている点が相違する。ここにおいて、検知エリア調整用光学部材８は、例えば、パッケージ２を収納するハウジング（図示せず）に取り付けたり、パッケージ２を保護するカバー部材に形成するようにしてもよい。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０３】
しかして、本実施形態の赤外線検出装置では、検知エリア調整用光学部材８により赤外線検出素子１の検知エリアを調整することができる。図２４に、本実施形態の赤外線検出装置において赤外線レンズ３により赤外線検出素子１へ集光される赤外線の進行経路のシミュレーション結果を示し、図２５に、検知エリア調整用光学部材８を設けていない比較例において赤外線レンズ３により赤外線検出素子１へ集光される赤外線の進行経路のシミュレーション結果を示す。図２４と図２５とを比較すれば、検知エリア調整用光学部材８を設けたことにより、検知エリアが広くなっていることが分かる。
【０１０４】
ここにおいて、本実施形態の赤外線検出装置では、検知エリア調整用光学部材８を、赤外線レンズ３の光軸に交差する方向から入射する赤外線を赤外線レンズ３に向かって変向させる複数のプリズム小体８１の集合体８１により構成してあるので、図２６に示すように検知エリア調整用光学部材９を１つのプリズム９１により構成する場合に比べて、検知エリア調整用光学部材８の薄型化を図れ、検知エリア調整用光学部材８での赤外線の透過率を高めることができ高感度化を図れる。なお、図２６にも、赤外線レンズ３により赤外線検出素子１へ集光される赤外線の進行経路のシミュレーション結果を示してある。
【０１０５】
また、本実施形態における検知エリア調整用光学部材８は、各プリズム小体８１が１つの面に沿って並設され、各プリズム小体８１の光入射面が同一面上に揃うように形成されており、検知エリア調整用光学部材８における赤外線レンズ３側とは反対側に凹凸が形成されていないので、検知エリア調整用光学部材８に塵や埃などの異物が付着しにくくなる。なお、検知エリア調整用光学部材８は、ポリエチレンにより形成されている。また、プリズム小体８１は、断面二等辺三角形状の形状に形成されている。
【０１０６】
なお、本実施形態では、検知エリア調整用光学部材８を設けることによって検知エリアを広げてあるが、検知エリア調整用光学部材８のプリズム小体８１の形状や配置を適宜設計することにより、複数の検知エリアを設定したり、検知エリアの視野角を設定することも可能である。また、本実施形態では、検知エリア調整用光学部材８全体としての光入射面が平面となっているが、当該光入射面を曲面とすれば、赤外線レンズ３の収差を小さくすることも可能である。
【０１０７】
（実施形態１６）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１５と略同じであって、図２７および図２８に示すように、検知エリア調整用光学部材８における各プリズム小体８１の形状が相違するだけで、他の構成は実施形態１５と同じである。
【０１０８】
本実施形態における検知エリア調整用光学部材８は、プリズム小体８１が実施形態１５のような断面二等辺三角形状の形状ではなく、非対称の断面三角形状の形状となっている。
【０１０９】
（実施形態１７）
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態１５と略同じであって、図２９に示すように、赤外線レンズ３の前方に配置される検知エリア調整用光学部材８の形状が相違するだけである。なお、他の構成要素は実施形態１５と同じなので、図示および説明を省略する。
【０１１０】
本実施形態における検知エリア調整用光学部材８は、各プリズム小体８１が１つの面に沿って並設され、各プリズム小体８１の光出射面が同一面上に揃うように形成されており、検知エリア調整用光学部材８における赤外線レンズ３側とは反対側に凹凸が形成されているので、実施形態１５に比べて、視野角を大きくすることができ、１８０度以上の視野角を持たせることも可能となる。なお、図２９にも、赤外線レンズ３により赤外線検出素子１へ集光される赤外線の進行経路のシミュレーション結果を示してある。また、本実施形態では、検知エリア調整用光学部材８全体としての光出射面が平面となっているが、当該光出射面を曲面とすれば、赤外線レンズ３の収差を小さくすることも可能である。
【０１１１】
ところで、上記各実施形態では、パッケージ２内に収納する回路ブロック６として部品内蔵基板工法により形成したものを例示したが、回路ブロック６は、基板単体で構成してもよいし、例えば特許第３２１１０７４号公報に記載されているような３次元回路ブロックで構成してもよい。また、赤外線検出素子１以外の回路部品（図２に示した電子部品６４およびＩＣ６３）を外付け部品として、赤外線検出素子１のみをパッケージ２内に収納するようにしてもよい。
【０１１２】
また、上記各実施形態では、赤外線レンズ３のレンズ部３ａが平凸レンズとなっているが、平凸レンズに限らず、凹レンズや両凸レンズなど他の単レンズでもよいし、隣り合う単レンズが互いに重なりあった所謂マルチレンズや、上述の単レンズをアレー状に設けた所謂アレーレンズや上述の複数種類の単レンズを複合させたレンズでもよく、いずれも実施形態１にて説明した赤外線レンズ３の製造方法の技術思想を適用して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】実施形態１における赤外線検出装置を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図２】同上の赤外線検出装置の概略分解斜視図である。
【図３】同上における赤外線レンズの製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図４】同上における赤外線レンズの製造方法の説明図である。
【図５】同上における赤外線レンズの製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図６】同上における赤外線レンズの他の構成例を示す概略断面図である。
【図７】実施形態２における赤外線検出装置を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図８】実施形態３における赤外線検出装置を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図９】実施形態４における赤外線検出装置を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図１０】実施形態における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図１１】同上における赤外線レンズの製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図１２】実施形態６における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図１３】実施形態７における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図１４】同上における赤外線レンズの製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図１５】同上における赤外線レンズの製造方法の他の例を説明するための主要工程断面図である。
【図１６】実施形態８における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図１７】実施形態９における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図１８】実施形態１０における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図１９】実施形態１１における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図２０】実施形態１２における赤外線検出装置を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図２１】実施形態１３における赤外線検出装置を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図２２】実施形態１４における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図２３】実施形態１５における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図２４】同上における外部からの赤外線の進行経路の説明図である。
【図２５】同上の比較例における外部からの赤外線の進行経路の説明図である。
【図２６】同上の他の比較例における外部からの赤外線の進行経路の説明図である。
【図２７】実施形態１６における赤外線検出装置の概略断面図である。
【図２８】同上における外部からの赤外線の進行経路の説明図である。
【図２９】実施形態１７における外部からの赤外線の進行経路の説明図である。
【図３０】従来例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１ 赤外線検出素子
２ パッケージ
２ａ 窓部
３ 赤外線レンズ（半導体レンズ）
３ａ レンズ部
３ｂ フランジ部
３ｃ 段差部
３ｄ 赤外線阻止部
８ 検知エリア調整用光学部材
３０ 半導体ウェハ
３２ 陽極
３４ 多孔質部
８１ プリズム小体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線検出素子と、当該赤外線検出素子を収納するパッケージであって赤外線検出素子の受光面の前方に窓部が形成されたパッケージと、窓部を覆うようにパッケージに固着され赤外線検出素子の受光面へ赤外線を集光する赤外線レンズとを備え、赤外線レンズは、レンズ部と当該レンズ部の周部から外方に延設されパッケージにおける窓部の周部に固着されるフランジ部とを有する半導体レンズからなり、レンズ部およびフランジ部の各形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように形成した後に半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液からなる電解液中で半導体ウェハの他表面側を陽極酸化することで除去部位となる多孔質部を形成してから当該多孔質部を除去することにより製造された半導体レンズを半導体ウェハから分割することにより形成されてなることを特徴とする赤外線検出装置。
【請求項２】
前記パッケージが金属製であり、前記赤外線レンズは、前記パッケージと電気的に接続されてなることを特徴とする請求項１記載の赤外線検出装置。
【請求項３】
前記赤外線レンズは、前記フランジ部に、前記パッケージにおける前記窓部の内周面および周部に位置決めされる段差部が前記半導体ウェハから分割する前に形成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の赤外線検出装置。
【請求項４】
前記パッケージは、前記赤外線レンズの前記フランジ部を位置決めする段差部が形成されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の赤外線検出装置。
【請求項５】
前記赤外線レンズにおける前記レンズ部の凸曲面と前記フランジ部の平面との境界により前記窓部の光軸方向に直交する面内での前記レンズ部の位置が規定されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の赤外線検出装置。
【請求項６】
前記赤外線レンズは、前記パッケージの内側から前記パッケージに固着されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の赤外線検出装置。
【請求項７】
前記赤外線レンズは、前記パッケージの外側から前記パッケージに固着されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の赤外線検出装置。
【請求項８】
前記赤外線レンズは、前記フランジ部を通して前記赤外線検出素子の前記受光面へ入射しようとする赤外線を阻止する赤外線阻止部を有し、当該赤外線阻止部が前記陽極により構成されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の赤外線検出装置。
【請求項９】
前記赤外線レンズの前方に配置され前記赤外線検出素子の検知エリアを調整する検知エリア調整用光学部材を備え、検知エリア調整用光学部材は、前記赤外線レンズの光軸に交差する方向から入射する赤外線を前記赤外線レンズに向かって変向させる複数のプリズム小体の集合体からなることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の赤外線検出装置。
【請求項１０】
前記検知エリア調整用光学部材は、前記各プリズム小体が１つの面に沿って並設され、前記各プリズム小体の光入射面が同一面上に揃うように形成されてなることを特徴とする請求項９記載の赤外線検出装置。
【請求項１１】
前記検知エリア調整用光学部材は、前記各プリズム小体が１つの面に沿って並設され、前記各プリズム小体の光出射面が同一面上に揃うように形成されてなることを特徴とする請求項９記載の赤外線検出装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の赤外線検出装置の製造方法であって、赤外線レンズの形成にあたっては、所望のレンズ部および所望のフランジ部の形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に形成する陽極形成工程と、電解液中で半導体ウェハの他表面側に対向配置した陰極と陽極との間に通電して半導体ウェハの前記他表面側に除去部位となる多孔質部を形成する陽極酸化工程と、多孔質部を除去することにより半導体レンズを形成する多孔質部除去工程と、半導体レンズを半導体ウェハから分割するダイシング工程とを有し、陽極形成工程では、陽極と半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように陽極を形成し、陽極酸化工程では、電解液として、半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いることを特徴とする赤外線検出装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項３記載の赤外線検出装置の製造方法であって、赤外線レンズの形成にあたっては、所望のレンズ部および所望のフランジ部の形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に形成する陽極形成工程と、電解液中で半導体ウェハの他表面側に対向配置した陰極と陽極との間に通電して半導体ウェハの前記他表面側に除去部位となる多孔質部を形成する陽極酸化工程と、多孔質部を除去することにより半導体レンズを形成する多孔質部除去工程と、多孔質部除去工程の後で隣り合う半導体レンズのフランジ部に跨る切り込み溝を形成することにより各フランジ部に段差部を形成する段差部形成工程と、段差部形成工程の後で半導体レンズを半導体ウェハから分割するダイシング工程とを有し、陽極形成工程では、陽極と半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように陽極を形成し、陽極酸化工程では、電解液として、半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いることを特徴とする赤外線検出装置の製造方法。
【請求項１】
赤外線検出素子と、当該赤外線検出素子を収納するパッケージであって赤外線検出素子の受光面の前方に窓部が形成されたパッケージと、窓部を覆うようにパッケージに固着され赤外線検出素子の受光面へ赤外線を集光する赤外線レンズとを備え、赤外線レンズは、レンズ部と当該レンズ部の周部から外方に延設されパッケージにおける窓部の周部に固着されるフランジ部とを有する半導体レンズからなり、レンズ部およびフランジ部の各形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように形成した後に半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液からなる電解液中で半導体ウェハの他表面側を陽極酸化することで除去部位となる多孔質部を形成してから当該多孔質部を除去することにより製造された半導体レンズを半導体ウェハから分割することにより形成されてなることを特徴とする赤外線検出装置。
【請求項２】
前記パッケージが金属製であり、前記赤外線レンズは、前記パッケージと電気的に接続されてなることを特徴とする請求項１記載の赤外線検出装置。
【請求項３】
前記赤外線レンズは、前記フランジ部に、前記パッケージにおける前記窓部の内周面および周部に位置決めされる段差部が前記半導体ウェハから分割する前に形成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の赤外線検出装置。
【請求項４】
前記パッケージは、前記赤外線レンズの前記フランジ部を位置決めする段差部が形成されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の赤外線検出装置。
【請求項５】
前記赤外線レンズにおける前記レンズ部の凸曲面と前記フランジ部の平面との境界により前記窓部の光軸方向に直交する面内での前記レンズ部の位置が規定されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の赤外線検出装置。
【請求項６】
前記赤外線レンズは、前記パッケージの内側から前記パッケージに固着されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の赤外線検出装置。
【請求項７】
前記赤外線レンズは、前記パッケージの外側から前記パッケージに固着されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の赤外線検出装置。
【請求項８】
前記赤外線レンズは、前記フランジ部を通して前記赤外線検出素子の前記受光面へ入射しようとする赤外線を阻止する赤外線阻止部を有し、当該赤外線阻止部が前記陽極により構成されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の赤外線検出装置。
【請求項９】
前記赤外線レンズの前方に配置され前記赤外線検出素子の検知エリアを調整する検知エリア調整用光学部材を備え、検知エリア調整用光学部材は、前記赤外線レンズの光軸に交差する方向から入射する赤外線を前記赤外線レンズに向かって変向させる複数のプリズム小体の集合体からなることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の赤外線検出装置。
【請求項１０】
前記検知エリア調整用光学部材は、前記各プリズム小体が１つの面に沿って並設され、前記各プリズム小体の光入射面が同一面上に揃うように形成されてなることを特徴とする請求項９記載の赤外線検出装置。
【請求項１１】
前記検知エリア調整用光学部材は、前記各プリズム小体が１つの面に沿って並設され、前記各プリズム小体の光出射面が同一面上に揃うように形成されてなることを特徴とする請求項９記載の赤外線検出装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の赤外線検出装置の製造方法であって、赤外線レンズの形成にあたっては、所望のレンズ部および所望のフランジ部の形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に形成する陽極形成工程と、電解液中で半導体ウェハの他表面側に対向配置した陰極と陽極との間に通電して半導体ウェハの前記他表面側に除去部位となる多孔質部を形成する陽極酸化工程と、多孔質部を除去することにより半導体レンズを形成する多孔質部除去工程と、半導体レンズを半導体ウェハから分割するダイシング工程とを有し、陽極形成工程では、陽極と半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように陽極を形成し、陽極酸化工程では、電解液として、半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いることを特徴とする赤外線検出装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項３記載の赤外線検出装置の製造方法であって、赤外線レンズの形成にあたっては、所望のレンズ部および所望のフランジ部の形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に形成する陽極形成工程と、電解液中で半導体ウェハの他表面側に対向配置した陰極と陽極との間に通電して半導体ウェハの前記他表面側に除去部位となる多孔質部を形成する陽極酸化工程と、多孔質部を除去することにより半導体レンズを形成する多孔質部除去工程と、多孔質部除去工程の後で隣り合う半導体レンズのフランジ部に跨る切り込み溝を形成することにより各フランジ部に段差部を形成する段差部形成工程と、段差部形成工程の後で半導体レンズを半導体ウェハから分割するダイシング工程とを有し、陽極形成工程では、陽極と半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように陽極を形成し、陽極酸化工程では、電解液として、半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いることを特徴とする赤外線検出装置の製造方法。
【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２８】
【図２９】
【図３０】
【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２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２００８−１２８９１２（Ｐ２００８−１２８９１２Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１６２１６（Ｐ２００６−３１６２１６）
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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