赤外線温度センサおよびその製造方法

【課題】赤外線透過窓と赤外線感応部との距離を自由に小さくできるとともに、赤外線透過窓の径を自由に小さくできるようにして、ナノ領域の温度計測に好適な赤外線温度センサを提供する。
【解決手段】段差部の低い領域２１に赤外線通過窓２２が設けられた遮蔽基板２と、赤外線検出部１１が設けられたセンサ基板１とが対向している。赤外線通過窓２２の延長線上に赤外線検出部１１が位置し、センサ基板１と遮蔽基板２とが接合されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノテクノロジー分野における材料やデバイス等の微小領域の温度計測を行う赤外線温度センサおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノテクノロジーの進展につれて、バイオ研究分野、材料研究分野あるいは電子デバイス研究分野などにおいて、生体・材料の熱物性評価や電子デバイスの熱問題の解決等に多くの取り組みがなされており、微小領域の温度分布を高精度に計測できる温度センサが強く求められている。
【０００３】
このような微小領域の温度分布を計測する場合、計測対象に熱伝導による影響や変形・破壊などを与えないようにすることが重要であり、非接触式の温度計測法が必要とされる。
【０００４】
非接触式の温度センサとしては、特許文献１に開示されているシリコン基板を用いた非接触式の赤外線センサが知られている。特許文献１に開示されている赤外線センサは、図２３に示すように、シリコン基板１０２の両面にシリコンオキシナイトライド膜１０５が形成され、一方のシリコンオキシナイトライド膜１０５に赤外線感応部１０６ｂが設けられ、他方のシリコンオキシナイトライド膜１０５に赤外線透過窓１０７が設けられている。
【０００５】
シリコン基板１０２は、赤外線透過窓１０７と赤外線感応部１０６ｂとの間が部分的にエッチング除去されて空洞部１０３が形成されており、赤外線透過窓１０７と赤外線感応部１０６ｂとの距離がシリコン基板１０２の厚さに等しくなっている。さらに、シリコン基板１０２は、空洞部１０３の周辺部が温度センサ全体の筐体となっている。
【０００６】
このような赤外線センサは、温度センサ全体の強度を確保するために、厚さが数百μm以上のシリコン基板１０２を用いており、赤外線透過窓１０７と赤外線感応部１０６ｂとの距離も数百μm以上となる。そのため、微弱放射エネルギーの測定、すなわち径が1μm程度以下のナノ領域の温度あるいは数十℃程度の低温領域の温度を測定する場合には、赤外線感応部１０６ｂに到達するエネルギーが不十分で、感度不足となり、温度計測ができないという欠点があった。
【０００７】
また、赤外線感応部１０６ｂの赤外線吸収膜１０８が赤外線吸収窓１０７を通して蒸着により形成されるので、赤外線吸収窓１０７の径は蒸着が行える１００μm程度の大きさを確保しなければならない。そのため、径が数十μm程度より微小な領域の温度分布を計測できないという欠点があった。
【特許文献１】特開平６−１６０１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来の赤外線センサのように赤外線透過窓と赤外線感応部との距離がシリコン基板の厚さに規制されるのを解消し、赤外線透過窓と赤外線感応部との距離を自由に近づけることができるようにするとともに、赤外線透過窓の径を自由に小さくできるようにして、ナノ領域の温度計測に好適な赤外線温度センサを提供することを目的としている。
また、ＭＥＭＳ技術等を用いて高精度にかつ簡便に製造することが可能な赤外線温度センサの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、一方の面に段差部が形成され、該段差部の低い領域に赤外線通過窓が設けられた遮蔽基板と、一方の面に赤外線検出部が設けられたセンサ基板とを備え、前記遮蔽基板の段差部が形成された面と前記センサ基板の赤外線検出部が設けられた面とが対向し、かつ前記赤外線検出部が前記赤外線通過窓の延長線上に位置して、前記遮蔽基板と前記センサ基板とが接合されたことを特徴とする赤外線温度センサが得られる。
【００１０】
また、前記遮蔽基板がシリコンまたはゲルマニウムからなることを特徴とする赤外線温度センを提供する。さらに、前記赤外線検出部が焦電効果素子を有することを特徴とする赤外線温度センサを提供する。
【００１１】
また、前記赤外線検出部が前記センサ基板に架橋部を介して支持されていることを特徴とする赤外線温度センサを提供する。
【００１２】
さらに本発明によれば、第一基板の一方の面に段差部を形成するとともに、該段差部の低い領域に赤外線通過窓を形成する第一基板工程と、第二基板の一方の面に赤外線検出部を形成する第二基板工程と、前記第一基板工程で得られた前記第一基板の段差部が形成された面と前記第二基板工程で得られた前記第二基板の赤外線検出部が形成された面とを対向させ、前記赤外線通過窓の延長線上に前記赤外線検出部を位置づけして前記第一基板と前記第二基板とを接合する接合工程とを有することを特徴とする赤外線温度センサの製造方法が得られる。
【００１３】
また、前記第一基板工程が、第一基板の一方の面に段差部をエッチングにより形成する工程と、該段差部の低い領域に赤外線通過窓を集束イオンビーム加工により形成する工程とを有することを特徴とする赤外線温度センサの製造方法を提供する。
【００１４】
さらに、前記第二基板工程が、第二基板の一方の面に導電性薄膜により第一電極を形成する工程と、該工程にて形成された第一電極上に焦電効果薄膜と導電性薄膜とを積層して焦電素子と第二電極を形成する工程とを有することを特徴とする赤外線温度センサの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、段差部の低い領域に赤外線通過窓が設けられた遮蔽基板と、一方の面に赤外線検出部が設けられたセンサ基板とが対向し、赤外線検出部が赤外線通過窓の延長線上に位置して接合されているので、温度センサ全体の強度をセンサ基板により確保しつつ赤外線通過窓と赤外線検出部との距離は、段差部の段差に合わせて任意に設定できる。また、赤外線通過窓の大きさは、赤外線検出部の形成工程に規制されることなく、自由に選択することができる。
【００１６】
従って、段差部の段差を必要に応じて小さくし、赤外線透過窓と赤外線感応部との距離を近づけて温度測定の感度を高めることができるとともに、赤外線透過窓の径の大きさを所望のサイズとしてナノ領域の温度計測を高精度に行うことが可能となる。
【００１７】
段差部の段差が１０μm以下であると、径が1μm程度以下の微小領域の温度あるいは数十℃程度の低温領域の細胞等の温度を測定が容易になる。
【００１８】
また、赤外線透過窓の径が１μm以下であると、径が数十μm程度以下の微小領域の温度分布を正確に計測できる。
【００１９】
また、遮蔽基板がシリコンまたはゲルマニウムであると、MEMS技術を用いて、段差の小さな段差部を容易に形成できるとともに、小さな赤外線透過窓を容易に形成できる。遮蔽基板は、赤外線が入射する面にアルミニウム等の金属薄膜を蒸着したものであると赤外線遮蔽効果を高めることができる。
【００２０】
さらに、赤外線検出部が焦電効果素子を有するものであると、自発分極の変化に応じて発生する電位により温度が観測できるので、赤外線検出部の通電電流は不要になる。従って、赤外線検出部は、通電電流による発熱がなく、抵抗値変化に応じて生ずる電流変化により温度を観測するものに比べて、低温化が実現でき、ノイズを抑えて測定感度を高めることができる。また、測定時の応答速度を速めることも可能となる。
【００２１】
焦電効果素子としては、PZTあるいは酸化亜鉛を利用したものが焦電効果が大きいので好ましい。
【００２２】
焦電効果素子の電極材料は、Au、Pt、AgあるいはCuが好ましい。これらは、電気抵抗が小さく、かつ熱抵抗が小さいので、測定感度を高めることができる。Niは、熱吸収が大きい点で、電極材料として好ましい。
【００２３】
また、赤外線検出部がセンサ基板に架橋部を介して支持されていると、赤外線感応部とセンサ基板との熱伝導を抑え、応答速度が速く、高感度な温度計測が可能となる。センサ基板がシリコンまたはゲルマニウムであると、異方性エッチングにより架橋部の形成が容易である。
【００２４】
さらに本発明によれば、第一基板に段差部を形成するとともに、段差部の低い領域に赤外線通過窓を形成し、第二基板の一方の面に赤外線検出部を形成し、第一基板の段差部が形成された面と前記第二基板の赤外線検出部が形成された面とを対向させ、赤外線通過窓の延長線上に赤外線検出部を位置づけして接合したので、赤外線通過窓と赤外線検出部との距離が段差部の段差によって設定される。しかも、赤外線通過窓を利用することなく赤外線検出部が形成できるので、赤外線通過窓の大きさを自由に小さくできる。
【００２５】
また、第一基板工程において、第一基板の一方の面に段差部をエッチングにより形成すると、１０nmないし数十μmの段差を容易に形成できる。特に、第一基板がシリコンまたはゲルマニウムであると、異方性エッチングを適用して段差部をテーパー状に形成できる。従って、第一基板が薄いものであってもテーパー状段差部により第一基板のたわみが抑えられ、次工程以下において精度を保って加工を行うことができる。また、赤外線通過窓を集束イオンビーム加工により形成すると、径が１０nmないし数十μmの赤外線通過窓を容易に、かつ精度よく形成できる。
【００２６】
さらに、第二基板工程において、第二基板の一方の面に第一電極を形成し、第一電極上に焦電効果薄膜と導電性薄膜とを積層して焦電素子と第二電極を形成すると焦電素子と第二電極とを同一レジストパターンで形成することができ、工程が簡略化できる。
【００２７】
焦電素子と第二電極とを形成する工程の後に、第二基板の焦電効果素子が形成された面を、適宜パターンエッチングすることにより、焦電効果素子を支持する架橋部を形成することが可能となる。
【００２８】
第二基板がシリコンまたはゲルマニウムであると、エッチング技術により架橋部の形成が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態の赤外線温度センサの要部構成を示す部分斜視図であり、図１において、１はセンサ基板であるシリコン基板、２は遮蔽基板であるシリコン基板である。シリコン基板１のシリコン基板２と対向する面には、図２以下に説明するように、赤外線検出部１１が設けられている。
【００３０】
シリコン基板２のシリコン基板１と対向する面には段差ｔ１の段差部が形成され、その低い領域２１が赤外線検出部１１と距離ｔ１を保って対向しており、シリコン基板２の赤外線検出部１１の直下には赤外線通過窓２２が設けられている。
また、シリコン基板２は、その段差の高い領域２３においてシリコン基板１と接合されている。尚、図1では、説明の都合上、シリコン基板１およびシリコン基板２の要部のみを図示したものである。
【００３１】
図２は、図1に示した赤外線温度センサのセンサ中心を通るＳ−Ｓ'線に沿った要部断面図である。シリコン基板１に設けられた赤外線検出部１１は、直下のシリコン基板２に設けられた径がΦ１の赤外線通過窓２２と対向しており、シリコン基板２の下側を測定対象物３に近づけると、測定対象物３から放射される赤外線が赤外線通過窓２２を介して赤外線検出部１１に入射し、赤外線検出部１１にて測定対象物３の温度が測定できる構成となっている。
【００３２】
次に、シリコン基板１の詳細について、図３を用いて説明する。図３は、図１に示したシリコン基板１の要部平面図および要部断面図である。
【００３３】
図３（ｈ）はシリコン基板１の要部平面図、図３（ｖ）は図３（ｈ）のＡ−Ａ'線に沿った断面図、図３（ｔ）は図３（ｈ）のＢ−Ｂ'線に沿った断面図である。
【００３４】
赤外線検出部１１は、シリコン基板１上にＳｉＯ２薄膜１２を介して形成されており、下部電極１３、焦電効果素子であるPZT素子１４、上部電極１５が順次積層された構成になっている。下部電極１３は、下部電極１３と同一導電膜で形成された引出し電極１６に引出し線を介して接続されている。
【００３５】
また、上部電極１５は、引出し電極１６とＡ−Ａ'線に対して対称な位置に形成された引出し電極１７に引出し線を介して接続されている。尚、引出し電極１７およびそれに接続される引出し線は、PZT素子１４および上部電極１５を形成する膜が積層されたものである。
【００３６】
続いてシリコン基板２の詳細について、図４を用いて説明する。図４はシリコン基板２の要部斜視図であり、同図に示すようにシリコン基板２は赤外線検出部１１と対向する側の一部２１を深さｔ１だけエッチング加工して段差を設けたもので、その低い領域２１の赤外線検出部１１の直下には径がΦ１の赤外線通過窓２２が設けられている。
【００３７】
シリコン基板２は、赤外線が入射する面にアルミニウム等の金属薄膜２４が蒸着されていて、赤外線遮蔽効果を高めている。
【００３８】
尚、シリコン基板２の低い領域２１と高い領域２３の境界部は傾斜状の段差となっている。
【００３９】
このような赤外線温度センサにおいて、赤外線通過窓２２の径Φ１を１０nmないし１０００nmの範囲で適宜設定し、赤外線検出部１１の一辺を１μｍないし１０００μｍの範囲で適宜設定すると、径が数十μm程度以下の測定対象物３の微小領域の温度分布を正確に計測できる。
【００４０】
また、シリコン基板２の段差ｔ１が１０μm以下であると、径が1μm程度以下の微小領域の温度あるいは数十℃程度の低温領域の細胞等の温度を測定が容易になる。
【００４１】
尚、赤外線通過窓２２が設けられたシリコン基板２の厚さは、１０μm以下であることが望ましい。続いて、このような赤外線温度センサの製造方法について、図面を用いて説明する。
【００４２】
図５ないし図１６は、本発明の実施の形態の赤外線温度センサを構成するシリコン基板１の製造工程を示す要部工程図である。図５において、図５（ｈ）は、図３（ｈ）に示したシリコン基板１と同じ位置におけるシリコン基板１の要部平面図であり、図５（ｖ）は、図３のＡ−Ａ'線と同じ位置で図５（ｈ）引いた線に沿う断面図であり、図５（ｔ）は図３のＢ−Ｂ'線と同じ位置で図５（ｈ）引いた線に沿う断面図であり、各々引いた線を省略したものである。
【００４３】
以下、図６（ｈ）、図６（ｖ）および図６（ｔ）ないし図１６（ｈ）、図１６（ｖ）および図１６（ｔ）についても同様である。
【００４４】
まず、図５（ｈ）、図５（ｖ）および図５（ｔ）に示すように所定の厚さのシリコン基板１を用意する。次に、図６（ｈ）、図６（ｖ）および図６（ｔ）に示すように、シリコン基板１の一方の面に所定の厚さにSiO2薄膜３１を熱酸化により形成する。
【００４５】
その後、全面にポジレジストを塗布するとともに露光して、図７（ｈ）、図７（ｖ）および図７（ｔ）に示すように、レジストパターン４１を形成する。
【００４６】
次に、パターン４１に従ってSiO2薄膜３１をドライエッチングし、図８（ｈ）、図８（ｖ）および図８（ｔ）に示すように、SiO2薄膜１２のパターンを作る。さらに、全面にポジレジストを塗布するとともに露光して、図９（ｈ）、図９（ｖ）および図９（ｔ）に示すように、レジストパターン４２を形成する。
【００４７】
続いて、図１０（ｈ）、図１０（ｖ）および図１０（ｔ）に示すように、全面にTi／Pt薄膜３２をスパッタにより所定厚さに形成する。その後、レジストパターン４２に従ってTi／Pt薄膜３２をリフトオフし、図１１（ｈ）、図１１（ｖ）および図１１（ｔ）に示すように、SiO2薄膜１２の上に赤外線検出部１１の下部電極１３、引出し電極１６およびそれらを接続する引出し線を形成する。
【００４８】
次に、図１２（ｈ）、図１２（ｖ）および図１２（ｔ）に示すように、全面にPZT薄膜３３をスパッタにより所定厚さに形成するとともに、図１３（ｈ）、図１３（ｖ）および図１３（ｔ）に示すように、その上全面にNi薄膜３４をスパッタにより所定厚さに形成する。
【００４９】
ここで、PZT薄膜３３のスパッタ蒸着は、例えばマグネトロンスパッタリングにて行い、PZT(Pb(Zr0.48Ti0.52)O3)よりもPbリッチターゲットを用いて行うことができる。その条件は例えば、基板温度が700℃、圧力が3mTorr、電力が200Wであり、雰囲気ガスとしてはArガスを使用する。
【００５０】
さらに、Ni薄膜３４の上全面にネガレジストを塗布するとともに露光して、図１４（ｈ）、図１４（ｖ）および図１４（ｔ）に示すように、レジストパターン４３を形成する。
【００５１】
次いで、レジストパターン４３に覆われていない領域のPZT薄膜３３およびNi薄膜３４をＲＩＥ（リアクテイブイオンエッチング）法により取り除き、図１５（ｈ）、図１５（ｖ）および図１５（ｔ）に示すように、焦電効果素子１４、上部電極１５およびそれらを接続するその引き出し線を形成する。
【００５２】
その後、レジストパターン４３を除去し、図１６（ｈ）、図１６（ｖ）および図１６（ｔ）に示すようにセンサ基板であるシリコン基板１を完成させる。図１７ないし図２２は、本発明の実施の形態の赤外線温度センサを構成するシリコン基板２の製造工程を示す要部工程図である。
【００５３】
図１７において図１７（ｈ）は、図４に示したシリコン基板２と同じ位置におけるシリコン基板２の要部平面図であり、図１７（ｖ）は、図４のＣ−Ｃ'線と同じ位置で図１７（ｈ）引いた線に沿う断面図であり、引いた線を省略したものである。以下、図１８（ｈ）、図１８（ｖ）ないし図２２（ｈ）、図２２（ｖ）についても同様である。
【００５４】
まず、図１７（ｈ）、図１７（ｖ）に示すように、所定の厚さのシリコン基板２を用意し、続いて、図１８（ｈ）、図１８（ｖ）に示すように、シリコン基板２の一方の表面に所定の厚さのアルミニウムの金属薄膜２４をスパッタ蒸着により形成する。
【００５５】
次に、図１９（ｈ）、図１９（ｖ）に示すように、シリコン基板２の他方の表面にレジストを塗布し、露光してレジストパターン６１を形成する。ここでレジストパターン６１は、シリコン基板２に段差部を形成するもので、段差部の低い領域を露出させる形状となっている。
【００５６】
次いで、図２０（ｈ）、図２０（ｖ）に示すように、シリコン基板２の露出面に異方性エッチングを行い、深さｔ１だけエッチングした時点でエッチングを終了し、シリコン基板２に段差を形成する。
【００５７】
シリコン基板２は、異方性エッチングにより、レジストパターン６１の境界線から段差部の低い領域２１に向かう傾斜面が形成される。次に、レジストパターン６１を除去し、図２１（ｈ）、図２１（ｖ）に示すように、シリコン基板２の段差部の高い領域２３を露出させる。
【００５８】
次いで、シリコン基板２の段差部の低い領域２１の所定位置に、集束イオンビーム加工により、図２２（ｈ）、図２２（ｖ）に示すように、シリコン基板２と金属薄膜２４を貫通する径Φ１の赤外線通過窓２２を形成する。
【００５９】
その後、図１６に示すシリコン基板１の赤外線検出部１１が形成された側と、図２２に示すシリコン基板２の段差部が形成された側とを対向させ、赤外線通過窓２２の延長線上に赤外線検出部１１の中心が位置するように位置合わせを行い、シリコン基板２の段差部の高い領域２３とシリコン基板１とを接合し、図１に示すような一体構造とする。
【００６０】
これにより、赤外線温度センサが完成する。シリコン基板２とシリコン基板１との接合は、例えば、常温接合により行う。
【００６１】
また、詳細な説明は省略するが、引出し電極１６および引出し電極１７と外部とを接続する配線は、シリコン基板１あるいはシリコン基板２に適宜形成される。
【００６２】
尚、図１に示した赤外線温度センサにおいて、シリコン基板１とシリコン基板２の間の赤外線検出部１１が形成された空間は、説明の便宜上シリコン基板１とシリコン基板２の周辺部を切り取ったものを図示しているので、３側面が開放されている。しかし、シリコン基板２の段差の高い領域が段差の低い領域の周囲を取り囲む構成となっており、赤外線検出部１１が形成された空間は、赤外線通過窓２２を除いて、シリコン基板１とシリコン基板２により遮蔽され、外部の光が入らない構造となっている。
【００６３】
また、図１６（ｈ）、図１６（ｖ）および図１６（ｔ）に示すようにセンサ基板であるシリコン基板１を完成させた後に、適宜焦電効果素子１４周辺および焦電効果素子１４の引き出し線周辺などを覆うレジストパターンを形成して異方性エッチングを行うことにより、焦電効果素子１４とシリコン基板１を架橋する架橋部を形成することができる。
【００６４】
さらに、上述の実施の形態の赤外線温度センサにおいては、赤外線検出部が１個設けられているが、赤外線検出部を２個並べて設け、一方の赤外線検出部のみに赤外線通過窓を対向させ、他方に赤外線を入射させないようにすると、それら赤外線検出部の差動出力により赤外線を検出することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明に係る赤外線温度センサは、ナノ領域の温度計測を高感度にしかも高速で行うことが可能であり、バイオ研究分野、材料研究分野あるいは電子デバイス研究分野などにおいて、熱物性評価や電子デバイスの熱問題の解決等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態の赤外線温度センサの構成を示す要部斜視図である。
【図２】図１に示した赤外線温度センサの要部断面図である。
【図３】図１に示した赤外線温度センサに係わるシリコン基板１の要部平面図および要部断面図である。
【図４】図１に示した赤外線温度センサに係わるシリコン基板２の要部斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板１の製造工程を示す第１の要部工程図である。
【図６】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板１の製造工程を示す第２の要部工程図である。
【図７】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板１の製造工程を示す第３の要部工程図である。
【図８】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板１の製造工程を示す第４の要部工程図である。
【図９】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板１の製造工程を示す第５の要部工程図である。
【図１０】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板１の製造工程を示す第６の要部工程図である。
【図１１】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板１の製造工程を示す第７の要部工程図である。
【図１２】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板１の製造工程を示す第８の要部工程図である。
【図１３】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板１の製造工程を示す第９の要部工程図である。
【図１４】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板１の製造工程を示す第１０の要部工程図である。
【図１５】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板１の製造工程を示す第１１の要部工程図である。
【図１６】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板１の製造工程を示す第１２の要部工程図である。
【図１７】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板２の製造工程を示す第１の要部工程図である。
【図１８】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板２の製造工程を示す第２の要部工程図である。
【図１９】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板２の製造工程を示す第３の要部工程図である。
【図２０】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板２の製造工程を示す第４の要部工程図である。
【図２１】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板２の製造工程を示す第５の要部工程図である。
【図２２】本発明の実施の形態の赤外線温度センサに係わるシリコン基板２の製造工程を示す第６の要部工程図である。
【図２３】特許文献１に掲載の従来の赤外線温度センサの説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１シリコン基板
２シリコン基板
３測定対象物
１１赤外線検出部
１２、３１ SiO2薄膜
ＳｉＯ２薄膜
１３下部電極
１４ PZT素子
１５上部電極
１６、１７引出し電極
２１段差部の低い領域
２２赤外線通過窓
２３段差部の高い領域
２４金属薄膜
３２ Ti／Pt薄膜
３３ PZT薄膜
３４ Ni薄膜

【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に段差部が形成され、該段差部の低い領域に赤外線通過窓が設けられた遮蔽基板と、一方の面に赤外線検出部が設けられたセンサ基板とを備え、前記遮蔽基板の段差部が形成された面と前記センサ基板の赤外線検出部が設けられた面とが対向し、かつ前記赤外線検出部が前記赤外線通過窓の延長線上に位置して、前記遮蔽基板と前記センサ基板とが接合されたことを特徴とする赤外線温度センサ。
【請求項２】
前記遮蔽基板がシリコンまたはゲルマニウムからなることを特徴とする請求項１記載の赤外線温度センサ。
【請求項３】
前記赤外線検出部が焦電効果素子を有することを特徴とする請求項１記載の赤外線温度センサ。
【請求項４】
前記赤外線検出部が前記センサ基板に架橋部を介して支持されていることを特徴とする請求項１記載の赤外線温度センサ。
【請求項５】
第一基板の一方の面に段差部を形成するとともに、該段差部の低い領域に赤外線通過窓を形成する第一基板工程と、第二基板の一方の面に赤外線検出部を形成する第二基板工程と、前記第一基板工程で得られた前記第一基板の段差部が形成された面と前記第二基板工程で得られた前記第二基板の赤外線検出部が形成された面とを対向させ、前記赤外線通過窓の延長線上に前記赤外線検出部を位置づけして前記第一基板と前記第二基板とを接合する接合工程とを有することを特徴とする赤外線温度センサの製造方法。
【請求項６】
前記第一基板工程が、第一基板の一方の面に段差部をエッチングにより形成する工程と、該段差部の低い領域に赤外線通過窓を集束イオンビーム加工により形成する工程とを有することを特徴とする請求項５記載の赤外線温度センサの製造方法。
【請求項７】
前記第二基板工程が、第二基板の一方の面に導電性薄膜により第一電極を形成する工程と、該工程にて形成された第一電極上に焦電効果薄膜と導電性薄膜とを積層して焦電素子と第二電極を形成する工程とを有することを特徴とする請求項５記載の赤外線温度センサの製造方法。

【図１】