赤外線測定器、および赤外線測定器の製造方法
【課題】歩留まりを向上させた赤外線測定器とその製造方法の提供。
【解決手段】基板１０とセンサ（強誘電体層１３）とを有するセンサ部２を備え、基板２０と赤外線透過薄膜積層体２２，２４とを有して両積層体２２，２４の間に電圧が印加された状態において両積層体２２，２４が光学的に一体化し、かつ、両積層体２２，２４の間に電圧が印加されない状態において両積層体２２，２４の間にギャップ２７が形成されるように構成されたシャッター機構部３を備え、基板１０，２０が対向するようにセンサ部２およびシャッター機構部３が一体化して、両積層体２２，２４が厚み方向で光学的に一体化した状態において厚み方向に赤外線ＩＲを透過させてセンサ本体に対する赤外線ＩＲの入射を許容すると共に両積層体２２，２４の間にギャップ２７が形成された状態において赤外線ＩＲを反射してセンサ本体に対する赤外線ＩＲの入射を規制するように構成している。
【解決手段】基板１０とセンサ（強誘電体層１３）とを有するセンサ部２を備え、基板２０と赤外線透過薄膜積層体２２，２４とを有して両積層体２２，２４の間に電圧が印加された状態において両積層体２２，２４が光学的に一体化し、かつ、両積層体２２，２４の間に電圧が印加されない状態において両積層体２２，２４の間にギャップ２７が形成されるように構成されたシャッター機構部３を備え、基板１０，２０が対向するようにセンサ部２およびシャッター機構部３が一体化して、両積層体２２，２４が厚み方向で光学的に一体化した状態において厚み方向に赤外線ＩＲを透過させてセンサ本体に対する赤外線ＩＲの入射を許容すると共に両積層体２２，２４の間にギャップ２７が形成された状態において赤外線ＩＲを反射してセンサ本体に対する赤外線ＩＲの入射を規制するように構成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線をチョッピングする赤外線シャッター機構部と赤外線センサ部とを備えて構成された赤外線測定器、およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
出願人は、この種の赤外線測定器、およびその製造方法を下記の先行出願１に開示している。この場合、出願人が開示している赤外線測定器は、赤外線センサと、赤外線をチョッピングする赤外線シャッター機構とが公知の半導体製造プロセスに従って一体的に形成されている。具体的には、まず、板状の赤外線センサにおける赤外線の入射面（発熱膜の形成面）に、高屈折率層、保護膜、空気層形成層、保護膜、高屈折率層、保護膜、空気層形成層、保護膜、高屈折率層および反射率低減層をこの順で形成して積層体を製造する。次いで、製造した積層体に対して、反射率低減層の側から現像処理を実行することにより、上記の空気層形成層を消失させて、赤外線センサの厚み方向で対向する２組の高屈折率層の間に空気層をそれぞれ形成する。これにより、赤外線シャッター機構と赤外線センサとが一体化した赤外線測定器が完成する。
【０００３】
この場合、この種の赤外線測定器によって赤外線センサに対する赤外線の入射量を測定する際には、赤外線センサに対して赤外線が入射している状態、および入射していない状態を交互に生じさせて、赤外線が入射していないときに検出されるノイズ等をキャンセルするのが一般的となっている。一方、出願人が開示している赤外線測定器では、厚み方向で対向する２組の高屈折率層の間に電圧がそれぞれ印加された状態においてその３つの高屈折率層（２組の高屈折率層）が光学的に一体化すると共に、２組の高屈折率層の間に電圧が印加されない状態においてその３つの高屈折率層の間に空気層が形成されるように各高屈折率層がそれぞれ配設されている。これにより、出願人が開示している赤外線測定器では、各高屈折率層が光学的に一体化した状態において赤外線が赤外線シャッター機構を透過して赤外線センサに入射すると共に、各高屈折率層の間に空気層が形成された状態において赤外線が赤外線シャッター機構によって反射されて赤外線センサに対する赤外線の入射が規制される結果、ノイズ等をキャンセルして、赤外線の入射量を正確に測定することが可能となっている。
【先行出願１】
【０００４】
特願２０１０−２０７４８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、出願人が開示している赤外線測定器およびその製造方法には、以下の改善すべき課題が存在する。すなわち、出願人が開示している赤外線測定器の製造方法では、赤外線シャッター機構を構成する各層を板状の赤外線センサにおける赤外線の入射面に順次形成した後に、現像処理によって空気層形成層を消失させて空気層（ギャップ）を形成することによって、赤外線センサと赤外線シャッター機構とを一体的に形成している。したがって、この製造方法では、赤外線センサにおける赤外線の入射面に対して、赤外線シャッター機構を構成する各層のうちの第１層目（この例では、１つ目の高屈折率層）の形成処理を開始してから、製造した積層体に対する現像処理（空気層の形成処理）を完了するまでの間の製造工程が非常に多くなっている。このため、出願人が開示している赤外線測定器の製造方法では、例えば、積層体に対する現像処理において現像不良が生じたときには、その現像処理に先立って実行した各層の形成処理のすべてが無駄となってしまうため、その歩留まりを向上させるのが困難となっている。
【０００６】
また、出願人が開示している赤外線測定器の製造方法では、赤外線センサにおける赤外線の入射面（発熱膜の形成面）に、赤外線シャッター機構を構成する各層を順次形成している。このような製造方法においては、赤外線センサの表面に、赤外線シャッター機構を構成する各層を形成する過程において、発熱膜を介してセンサ本体が過熱されるため、この熱に起因して、赤外線センサの劣化を招くおそれがある。この場合、赤外線センサが劣化したときには、赤外線シャッター機構を形成する工程の完了後に、赤外線センサを結晶化温度で熱処理することで、劣化した赤外線センサの特性を復元できる可能性がある。しかしながら、結晶化温度での熱処理時には、赤外線シャッター機構を構成する各層も加熱されることとなるため、この熱に起因して、赤外線シャッター機構を構成する各層の特性が劣化するおそれがある。したがって、出願人が開示している赤外線測定器の製造方法では、赤外線シャッター機構を構成する各層の形成時や、赤外線センサを結晶化温度で熱処理する際の温度管理が難しく、歩留まりを向上させるのが困難な要因の１つとなっている。
【０００７】
本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、その歩留まりを十分に向上し得る赤外線測定器およびその製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成すべく請求項１記載の赤外線測定器は、第１の支持基板と、当該第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって当該第１の支持基板に対して非接触状態で支持されたセンサ本体とを有する赤外線センサ部を備えると共に、赤外線を透過可能な材料で形成された第２の支持基板と、当該第２の支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記第２の支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第２の支持膜によって当該第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第２の高屈折率層とを有して、当該両高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、当該両高屈折率層の間に電圧が印加された状態において当該両高屈折率層が光学的に一体化し、かつ、当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されない状態において当該両高屈折率層の間にギャップが形成されるように構成された赤外線シャッター機構部を備え、前記第１の支持基板における前記一方の面と前記第２の支持基板における前記一方の面とが対向するように前記赤外線センサ部および前記赤外線シャッター機構部が一体化されて、前記両高屈折率層の間に前記電圧が印加されて当該両高屈折率層が前記厚み方向で光学的に一体化した状態において当該厚み方向に前記赤外線を透過させて前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を許容すると共に当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されずに当該両高屈折率層の間に前記ギャップが形成された状態において当該赤外線を反射して前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を規制するように構成されている。
【０００９】
なお、「光学的に一体化した状態」とは、各高屈折率層が光学的に「連続する１つの層」として捉えることができる状態を意味する。したがって、「光学的に一体化した状態」には、各高屈折率層が物理的に接して厚み方向において物理的に連続している状態だけでなく、例えば、各高屈折率層の間に、光学的には殆ど影響のない極く薄厚の薄膜や、光学的には殆ど影響のない極く薄厚の空気の層が存在している状態がこれに含まれる。
【００１０】
また、請求項２記載の赤外線測定器は、第１の支持基板と、当該第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって当該第１の支持基板に対して非接触状態で支持されたセンサ本体とを有する赤外線センサ部を備えると共に、赤外線を透過可能な材料で形成された第２の支持基板と、当該第２の支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記第２の支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第２の支持膜によって当該第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第２の高屈折率層と、前記第１の高屈折率層および前記第２の高屈折率層の間に配置されて第３の支持膜によって前記第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第３の高屈折率層とを有して、当該各高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、対向する２組の当該各高屈折率層の間に電圧がそれぞれ印加された状態において当該３つの高屈折率層が光学的に一体化し、かつ、当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されない状態において当該２組の各高屈折率層の間にギャップがそれぞれ形成されるように構成された赤外線シャッター機構部を備え、前記第１の支持基板における前記一方の面と前記第２の支持基板における前記一方の面とが対向するように前記赤外線センサ部および前記赤外線シャッター機構部が一体化されて、前記２組の各高屈折率層の間に前記電圧がそれぞれ印加されて当該各高屈折率層が前記厚み方向で光学的に一体化した状態において当該厚み方向に前記赤外線を透過させて前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を許容すると共に当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されずに当該２組の各高屈折率層の間に前記ギャップがそれぞれ形成された状態において当該赤外線を反射して前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を規制するように構成されている。
【００１１】
また、請求項３記載の赤外線測定器は、請求項１または２記載の赤外線測定器において、前記赤外線センサ部は、前記センサ本体としての焦電型赤外線センサを備えて構成されている。
【００１２】
さらに、請求項４記載の赤外線測定器は、請求項１から３のいずれかに記載の赤外線測定器において、前記赤外線シャッター機構部は、前記第２の支持基板を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって当該第２の支持基板における他方の面に形成された反射率低減層を備えて構成されている。
【００１３】
また、請求項５記載の赤外線測定器の製造方法は、第１の支持基板と、当該第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって当該第１の支持基板に対して非接触状態で支持されたセンサ本体とを有する赤外線センサ部を製造すると共に、赤外線を透過可能な材料で形成された第２の支持基板と、当該第２の支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記第２の支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第２の支持膜によって当該第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第２の高屈折率層とを有して、当該両高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、当該両高屈折率層の間に電圧が印加された状態において当該両高屈折率層が光学的に一体化し、かつ、当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されない状態において当該両高屈折率層の間にギャップが形成されるように構成された赤外線シャッター機構部を製造した後に、前記第１の支持基板における前記一方の面と前記第２の支持基板における前記一方の面とが対向するように前記赤外線センサ部および前記赤外線シャッター機構部を一体化することによって、前記両高屈折率層の間に前記電圧が印加されて当該両高屈折率層が前記厚み方向で光学的に一体化した状態において当該厚み方向に前記赤外線を透過させて前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を許容すると共に、当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されずに当該両高屈折率層の間に前記ギャップが形成された状態において当該赤外線を反射して前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を規制する構成の赤外線測定器を製造する。
【００１４】
また、請求項６記載の赤外線測定器の製造方法は、第１の支持基板と、当該第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって当該第１の支持基板に対して非接触状態で支持されたセンサ本体とを有する赤外線センサ部を製造すると共に、赤外線を透過可能な材料で形成された第２の支持基板と、当該第２の支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記第２の支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第２の支持膜によって当該第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第２の高屈折率層と、前記第１の高屈折率層および前記第２の高屈折率層の間に配置されて第３の支持膜によって前記第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第３の高屈折率層とを有して、当該各高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、対向する２組の当該各高屈折率層の間に電圧がそれぞれ印加された状態において当該３つの高屈折率層が光学的に一体化し、かつ、当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されない状態において当該２組の各高屈折率層の間にギャップがそれぞれ形成されるように構成された赤外線シャッター機構部を製造した後に、前記第１の支持基板における前記一方の面と前記第２の支持基板における前記一方の面とが対向するように前記赤外線センサ部および前記赤外線シャッター機構部を一体化することによって、前記２組の各高屈折率層の間に前記電圧がそれぞれ印加されて当該各高屈折率層が前記厚み方向で光学的に一体化した状態において当該厚み方向に前記赤外線を透過させて前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を許容すると共に、当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されずに当該２組の各高屈折率層の間に前記ギャップがそれぞれ形成された状態において当該赤外線を反射して前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を規制する構成の赤外線測定器を製造する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の赤外線測定器、および請求項２記載の赤外線測定器では、第１の支持基板における一方の面と第２の支持基板における一方の面とが対向するように赤外線センサ部および赤外線シャッター機構部が一体化されて、各高屈折率層の間に電圧が印加されて各高屈折率層が厚み方向で光学的に一体化した状態において厚み方向に赤外線を透過させてセンサ本体に対する赤外線の入射を許容すると共に各高屈折率層の間に電圧が印加されずに各高屈折率層の間にギャップが形成された状態において赤外線を反射してセンサ本体に対する赤外線の入射を規制するように構成されている。
【００１６】
また、請求項５記載の赤外線測定器の製造方法、および請求項６記載の赤外線測定器の製造方法では、赤外線センサ部および赤外線シャッター機構部をそれぞれ製造した後に、第１の支持基板における一方の面と第２の支持基板における一方の面とが対向するように赤外線センサ部および赤外線シャッター機構部を一体化することによって、各高屈折率層の間に電圧が印加されて各高屈折率層が厚み方向で光学的に一体化した状態において厚み方向に赤外線を透過させてセンサ本体に対する赤外線の入射を許容すると共に、各高屈折率層の間に電圧が印加されずに各高屈折率層の間にギャップが形成された状態において赤外線を反射してセンサ本体に対する赤外線の入射を規制する構成の赤外線測定器を製造する。
【００１７】
したがって、請求項１，２記載の赤外線測定器、および請求項５，６記載の赤外線測定器の製造方法によれば、例えば、赤外線センサ部の製造時における現像処理において現像不良が生じたとしても、製造途中の赤外線センサ部が無駄となるだけで、既に製造した赤外線シャッター機構部、或いは、その後に製造する赤外線シャッター機構部が無駄となる事態を回避できると共に、赤外線シャッター機構部の製造に際してギャップを形成するための現像処理において現像不良が生じたとしても、製造途中の赤外線シャッター機構部が無駄となるだけで、既に製造した赤外線センサ部、或いは、その後に製造する赤外線センサ部が無駄となる事態を回避できるため、赤外線測定器の歩留まりを十分に向上させることができる。また、赤外線シャッター機構部を構成する高屈折率層等の形成処理の影響が赤外線センサ部を構成する各層に及ぶことがないため、この点においても、赤外線測定器の歩留まりを十分に向上させることができるだけでなく、製造過程における温度管理が難しい焦電型赤外線センサを採用しても、赤外線の検出感度を低下させるおそれがないため、赤外線の検出精度が高い赤外線測定器を安価に製造することができる。
【００１８】
また、請求項３記載の赤外線測定器によれば、センサ本体としての焦電型赤外線センサを備えて赤外線センサ部を構成したことにより、サーモパイル型赤外線センサやサーミスタ等のセンサ本体と比較して赤外線の検出感度が十分に高い赤外線センサ部を備えたことで、赤外線の検出感度を十分に高めることができる。
【００１９】
また、請求項４記載の赤外線測定器によれば、第２の支持基板を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって第２の支持基板における他方の面に形成された反射率低減層を備えて赤外線シャッター機構部を構成したことにより、第２の支持基板における高屈折率層の形成面とは反対側の面（赤外線の入射面）において赤外線が大きく反射されて赤外線シャッター機構部の赤外線の透過率が低下する事態を回避して、開状態において赤外線センサ部に対して十分な量の赤外線を入射させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】赤外線測定器１における赤外線センサ部２を赤外線の入射面側から見た平面図である。
【図２】赤外線測定器１における赤外線シャッター機構部３を赤外線の出射面側から見た平面図である。
【図３】図１，２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１，２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】赤外線センサ部２の製造に際して支持基板１０の一面に絶縁層１１、導体層１２、強誘電体層１３および導体層１４を形成した状態の断面図である。
【図６】図５に示す状態の支持基板１０に対して保護膜１５および導体層１６を形成した状態の断面図である。
【図７】図６に示す状態の支持基板１０に対して赤外線吸収膜１７およびバンプ１９を形成した状態の断面図である。
【図８】赤外線シャッター機構部３の製造に際して支持基板２０の一面に絶縁層２１および赤外線透過薄膜積層体２２を形成した状態の断面図である。
【図９】図８に示す状態の支持基板２０に対して犠牲層２３および赤外線透過薄膜積層体２４を形成した状態の断面図である。
【図１０】図９に示す状態の支持基板２０に対して支持層２５および導体層２６を形成した状態の断面図である。
【図１１】図１０に示す状態の支持基板２０における犠牲層２３に対するエッチング処理によって赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間にギャップ２７を形成した状態の断面図である。
【図１２】赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３を一体化させる工程について説明するための断面図である。
【図１３】赤外線測定器１Ａにおける赤外線センサ部２ａを赤外線の入射面側から見た平面図である。
【図１４】赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構部３ａを赤外線の出射面側から見た平面図である。
【図１５】図１３，１４におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図１６】図１３，１４におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、赤外線測定器、および赤外線測定器の製造方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２２】
図１〜４に示す赤外線測定器１は、赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３を備えて構成された測定器であって、後述するように、赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３がそれぞれ別個に製造された後に一体化されて構成されている。
【００２３】
赤外線センサ部２は、図３，４に示すように、支持基板１０、絶縁層１１、導体層１２，１４，１６、強誘電体層１３、保護膜１５および赤外線吸収膜１７を備えて、図１に示すように、平面視略方形状に形成されている。なお、図３，４、および後に参照する図５〜１２や、図１５，１６においては、発明についての理解を容易とするために、「基板」や「層」の厚みの比率を実際の比率とは相違させて図示している。支持基板１０は、「第１の支持基板」に相当し、一例として、シリコンや酸化マグネシウム等によって、物理的な厚みが数十μｍ〜数ｍｍ程度で、一辺の長さが数ｍｍ〜数ｃｍ程度ｍｍ程度の平板状に形成されている。絶縁層１１は、導体層１２等によって支持基板１０上に形成される各種電極等を支持基板１０に対して相互に絶縁するための層であって、酸化シリコンや酸化アルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。この場合、本例の赤外線測定器１（赤外線センサ部２）では、この絶縁層１１が導体層１２，１４，１６や保護膜１５と相まって「第１の支持膜」を構成する。なお、上記の支持基板１０として酸化マグネシウム等の絶縁性材料製の基板を使用する場合には、この絶縁層１１を不要とすることができる。
【００２４】
導体層１２，１４，１６は、強誘電体層１３によって構成される「センサ本体」に接続するための電極Ｐ１，Ｐ２（図１，３，４参照）、この電極Ｐ１，Ｐ２を図示しない信号ケーブルに接続するための信号線接続部Ｐ１ａ，Ｐ２ａ（図１，４参照）、後述するように赤外線シャッター機構部３を接続するためのバンプ１９を接続するためのバンプ接続部Ｐ３ａ，Ｐ４ａ（図１，３参照）、およびこのバンプ接続部Ｐ３ａ，Ｐ４ａを図示しない信号ケーブルに接続するための信号線接続部Ｐ３ｂ，Ｐ４ｂ（図１，３参照）などを構成する層であって、一例として、白金やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。強誘電体層１３は、「センサ本体」としての「焦電型赤外線センサ」を構成する層であって、一例として、チタン酸ジルコン酸鉛やタンタル酸リチウム等によって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されている。
【００２５】
保護膜１５は、酸化シリコンやポリイミド等によって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されて、上記したように絶縁層１１や導体層１２，１４，１６と相まって「第１の支持膜」を構成すると共に、導体層１６によって構成される信号線接続部Ｐ２ａなどを支持基板１０に対して絶縁する絶縁層として機能する。赤外線吸収膜１７は、各種金属材料や有機材料（カーボン、ポリイミドおよびアルミニウム等）によって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されると共に、表面平滑性がある程度低下させられている。この場合、この赤外線測定器１（赤外線センサ部２）では、図１，３，４に示すように、赤外線ＩＲの受光時に赤外線吸収膜１７に生じて強誘電体層１３（「センサ本体」）に伝熱した熱が支持基板１０に奪われてしまうことのないように、支持基板１０の中央部に凹部が形成されて強誘電体層１３、電極Ｐ１，Ｐ２および赤外線吸収膜１７と支持基板１０との間に空隙１８が形成されている（「センサ本体」が「第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって第１の支持基板に対して非接触状態で支持されている」との構成の一例）。
【００２６】
一方、赤外線シャッター機構部３は、赤外線センサ部２による検出対象の波長領域（一例として、１００００ｎｍ±２０００ｎｍの範囲：以下、「対象波長領域」ともいう）の赤外線ＩＲをチョッピングするチョッピング機構として機能するシャッター機構（赤外線変調器）であって、図３，４に示すように、支持基板２０、絶縁層２１、赤外線透過薄膜積層体２２，２４、犠牲層２３、支持層２５、導体層２６および反射率低減層２８を備えると共に、赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間にギャップ（空隙）２７が形成されて構成されている。支持基板２０は、「第２の支持基板」に相当し、一例として、シリコンやゲルマニウム等（「赤外線を透過可能な材料」の一例）によって、物理的な厚みが数十μｍ〜数ｍｍ程度で、一辺の長さが数ｍｍ〜数ｃｍ程度の平板状に形成されている。絶縁層２１は、導体層２６によって支持基板１０上に形成される導体パターンを支持基板２０に対して相互に絶縁するための層であって、酸化シリコンやポリイミド等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。
【００２７】
赤外線透過薄膜積層体２２は、「第１の高屈折率層」に相当し、支持基板２０における赤外線ＩＲの入射面の裏面（図３，４における下面：「第２の支持基板における一方の面」の一例）に、高屈折率材料で形成した薄膜および低屈折率材料で形成した薄膜を交互に積層した薄膜積層体（「赤外線を透過可能な導電性材料」の一例）で構成されている。また、赤外線透過薄膜積層体２４は、「第２の高屈折率層」に相当し、赤外線透過薄膜積層体２２と同様にして、高屈折率材料で形成した薄膜および低屈折率材料で形成した薄膜を交互に積層した薄膜積層体（「赤外線を透過可能な導電性材料」の一例）で構成されている。なお、上記の高屈折率材料としては、ゲルマニウムやシリコン等を使用し、低屈折率材料としては、硫化亜鉛やセレン化亜鉛等を使用することができる。
【００２８】
この場合、赤外線透過薄膜積層体２２，２４については、その光学的厚み（ｎｄ）が上記の対象波長領域の中心波長に対する１／４の奇数倍となる条件を満たすことを条件として、各種屈折率の材料で任意の厚みに形成することができる。なお、赤外線透過薄膜積層体２２，２４は、単体において（光学的に分離した状態：互いに接していない状態において）赤外線ＩＲを反射するミラー層として機能し、互いに接して光学的に一体化した状態において、赤外線ＩＲを透過させるように構成されている。また、本例の赤外線シャッター機構部３では、上記の赤外線透過薄膜積層体２４が、支持基板２０の厚み方向で赤外線透過薄膜積層体２２に対向配置された状態で、後述するように支持層２５等（「第２の支持膜」の一例）によって支持基板２０に対して非接触状態で支持されている。
【００２９】
犠牲層２３は、後述する赤外線シャッター機構部３の製造時に赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間にギャップ２７を形成するための層であると共に、導体層２６によって支持基板１０上に形成される各種電極等を支持基板２０に対して相互に絶縁するための層として機能する。この場合、この犠牲層２３については、酸化シリコン、シリコンおよび各種有機物等で形成することができ、また、その厚みｄ（すなわち、ギャップ２７の高さ：赤外線透過薄膜積層体２２，２４の常態における離間距離）については、ギャップ２７内に満たされる気体（各種のガスや空気など：一例として、空気）、或いは真空の屈折率ｎとの積（ｎｄ）が、上記の対象波長領域の中心波長に対する１／４となる条件を満たすことを条件として、任意に規定することができる。支持層２５は、「第２の支持膜」を構成する層であって、一例として、酸化シリコンやポリイミドによって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されている。
【００３０】
導体層２６は、バンプ１９を介して赤外線透過薄膜積層体２２や赤外線透過薄膜積層体２４を赤外線センサ部２のバンプ接続部Ｐ３ａ，Ｐ４ａに接続するための導体パターンやバンプ接続部Ｐ５，Ｐ６（図２，３参照）を構成する層であって、一例として、上記の赤外線透過薄膜積層体２２，２４を構成する各薄膜の形成に使用した導電材料（例えば、ゲルマニウムやシリコン）やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。
【００３１】
反射率低減層２８は、いわゆる「無反射コーティング層（ＡＲ層）」であって、赤外線シャッター機構部３における赤外線ＩＲの入射面（支持基板２０における赤外線透過薄膜積層体２２の形成面の裏面：「第２の支持基板における他方の面」の一例）において、赤外線シャッター機構部３に入射しようとする赤外線ＩＲが大きく反射されるのを阻止する。この反射率低減層２８は、ゲルマニウムやシリコン等の高屈折率材料で形成した薄膜（対象波長領域を透過可能な薄膜）と、硫化亜鉛やセレン化亜鉛等の低屈折率材料で形成した薄膜（対象波長領域を透過可能な薄膜）とを積層した積層体で構成されている。この場合、反射率低減層２８の光学的厚み（ｎｄ）は、対象波長領域の中心波長に対する１／２となる条件を満たすことを条件として、各種屈折率の材料で任意の厚みで形成することができる。
【００３２】
この赤外線測定器１の製造に際しては、まず、赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３をそれぞれ製造する。なお、一例として、赤外線センサ部２についての製造方法、および赤外線シャッター機構部３の製造方法についてこの順で説明するが、赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３の製造順序は特に限定されるものではない。
【００３３】
赤外線センサ部２の製造に際しては、図５に示すように、まず、公知の半導体製造プロセスに従い、支持基板１０の一面（後に、赤外線シャッター機構部３に対向させられる面：図３，４における上面）に、絶縁層１１、導体層１２、強誘電体層１３および導体層１４をこの順で形成する。この際には、各層１１〜１４毎に、これらを支持基板１０上の所望の領域に形成するためのマスクパターン（図示せず）を形成することで、マスクパターンから露出している部位だけに所望の層を形成する。これにより、支持基板１０の厚み方向において強誘電体層１３と重なっている部位に導体層１２，１４によって電極Ｐ１，Ｐ２がそれぞれ形成される。次いで、図６に示すように、保護膜１５を形成する。この際には、導体層１２において信号線接続部Ｐ１ａとすべき部位や導体層１４などが保護膜１５によって覆われることのないようにマスクパターン（図示せず）によって覆った状態で保護膜１５を形成する。
【００３４】
なお、以下に説明する各層の形成工程においてもマスクパターンを使用するが、マスクパターンを用いて所望の領域だけに所望の層を形成する技術については公知のため、このマスクパターンについての詳細な説明を省略する。続いて、保護膜１５上に導体層１６を形成する。これにより、導体層１４，１６が相互に電気的に接続された状態となる。次いで、図７に示すように、導体層１４の表面を覆うようにして赤外線吸収膜１７を形成すると共に、導体層１２におけるバンプ接続部Ｐ３ａ，Ｐ４ａにバンプ１９をそれぞれ形成する。なお、バンプ１９については、赤外線センサ部２側に形成せずに、赤外線シャッター機構部３におけるバンプ接続部Ｐ５，Ｐ６に形成することもできる。また、赤外線センサ部２におけるバンプ接続部Ｐ３ａ，Ｐ４ａ、および赤外線シャッター機構部３におけるバンプ接続部Ｐ５，Ｐ６の双方にバンプ１９をそれぞれ形成することもできる。
【００３５】
次いで、各要素１１〜１７（およびバンプ１９）を形成した面の側から、マスクパターン（図示せず）を用いた現像処理（例えば、エッチングガスを用いたエッチング処理）を実行することにより、強誘電体層１３や導体層１４に対して厚み方向で重なる位置の支持基板１０を除去して、空隙１８（図３，４参照）を形成する。これにより、強誘電体層１３や導体層１４（および導体層１２，１４で構成された電極Ｐ１，Ｐ２）が支持基板１０に対して非接触の状態で絶縁層１１、導体層１２，１４および保護膜１５（「第１の支持膜」）によって支持された状態となり、赤外線センサ部２が完成する。
【００３６】
一方、赤外線シャッター機構部３の製造に際しては、図８に示すように、まず、公知の半導体製造プロセスに従い、支持基板２０の一面（後に、赤外線センサ部２に対向させられる面：図３，４における下面）に、絶縁層２１および赤外線透過薄膜積層体２２を形成する。次いで、図９に示すように、絶縁層２１および赤外線透過薄膜積層体２２を覆うようにして犠牲層２３を形成した後に、犠牲層２３の表面において支持基板２０の厚み方向で赤外線透過薄膜積層体２２に重なる位置に赤外線透過薄膜積層体２４を形成する。続いて、犠牲層２３の一部（パンプ接続部Ｐ６等を形成すべき部位から、赤外線透過薄膜積層体２２の端面に及ぶ領域）をエッチングによって除去して絶縁層２１を露出させる。次いで、図１０に示すように、犠牲層２３から露出している絶縁層２１、および犠牲層２３上のバンプ接続部Ｐ５を形成すべき部位から赤外線透過薄膜積層体２２の端面に及ぶ領域に導体層２６を形成する。また、赤外線透過薄膜積層体２４や導体層２６の形成領域を除いて支持層２５を形成する。
【００３７】
続いて、図１１に示すように、赤外線透過薄膜積層体２４を形成した面の側から、マスクパターン（図示せず）を用いた現像処理（例えば、エッチングガスを用いたエッチング処理）を実行することにより、赤外線透過薄膜積層体２４と赤外線透過薄膜積層体２２との間の犠牲層２３を除去してギャップ２７を形成する。これにより、赤外線透過薄膜積層体２４が赤外線透過薄膜積層体２２や支持基板２０に対して非接触の状態で支持層２５や導体層２６によって支持されて赤外線透過薄膜積層体２２，２４が対向した状態となる。この後、支持基板２０における赤外線ＩＲの入射面（赤外線透過薄膜積層体２２，２４等を形成した面の裏面）に反射率低減層２８を形成することにより、赤外線シャッター機構部３が完成する。
【００３８】
次いで、図１２に示すように、赤外線センサ部２における強誘電体層１３や赤外線吸収膜１７等の形成面と、赤外線シャッター機構部３における赤外線透過薄膜積層体２２，２４等の形成面とを対向させると共に、赤外線センサ部２に形成したバンプ１９，１９が赤外線シャッター機構部３の導体層２６におけるバンプ接続部Ｐ５，Ｐ６に接するように赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３を重ねた状態において、赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３を加熱しつつ、超音波を印加する。これにより、バンプ１９，１９が溶融して赤外線シャッター機構部３のバンプ接続部Ｐ５，Ｐ６に溶着する結果、赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３が一体化した状態となる。また、この状態においては、赤外線シャッター機構部３の赤外線透過薄膜積層体２４が犠牲層２３上の導体層２６およびバンプ１９を介して赤外線センサ部２の導体層１２に電気的に接続されると共に、赤外線シャッター機構部３の赤外線透過薄膜積層体２２が絶縁層２１上の導体層２６およびバンプ１９を介して赤外線センサ部２の他の導体層１２に電気的に接続される。これにより、赤外線測定器１が完成する。
【００３９】
この赤外線測定器１では、赤外線シャッター機構部３における支持基板２０に入射した赤外線ＩＲを赤外線透過薄膜積層体２２，２４によって反射または透過させることで、赤外線センサ部２の赤外線吸収膜１７に入射する赤外線ＩＲをチョッピングする構成が採用されている。具体的には、この赤外線測定器１の使用に際しては、赤外線センサ部２の信号線接続部Ｐ３ｂ，Ｐ４ｂを、図示しない信号線を介して、図示しない駆動制御部に電気的に接続すると共に、赤外線センサ部２の信号線接続部Ｐ１ａ，Ｐ２ａを、図示しない信号線を介して、図示しない測定回路に電気的に接続する。
【００４０】
この場合、この赤外線測定器１における赤外線シャッター機構部３は、上記の駆動制御部によって赤外線透過薄膜積層体２２，２４に対して電圧が印加されていない状態において、赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間に、その光学的厚み（ｎｄ）が上記の対象波長領域の中心波長（この例では、１００００ｎｍ）に対する１／４である２５００ｎｍ程度（「ｎｄ＝１／４λ」に対する１倍の例（奇数倍の一例））のギャップ２７が形成される（ギャップ２７を挟んで赤外線透過薄膜積層体２２，２４が厚み方向で重なるように）構成されている。このように、ギャップ２７（本例では、空気で形成された「低屈折率層」）が形成された状態（「各高屈折率層の間に電圧が印加されずに各高屈折率層の間にギャップが形成された状態」の一例）では、赤外線透過薄膜積層体２２における赤外線透過薄膜積層体２４側の面、および赤外線透過薄膜積層体２４における赤外線透過薄膜積層体２２側の面において赤外線ＩＲが反射される結果、赤外線ＩＲの透過が規制される。以下、この状態を「閉状態」ともいう。
【００４１】
また、この赤外線測定器１における赤外線シャッター機構部３では、赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間に駆動制御部によって数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧が印加されたときに、赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間に静電引力が生じて、赤外線透過薄膜積層体２２，２４が面的に接触して光学的に一体化するように構成されている。このように、各赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間に電圧が印加されて両赤外線透過薄膜積層体２２，２４が厚み方向で光学的に一体化した状態では、赤外線透過薄膜積層体２２における赤外線透過薄膜積層体２４側の面、および赤外線透過薄膜積層体２４における赤外線透過薄膜積層体２２側の面における赤外線ＩＲの反射が極く小さなものとなる結果、各赤外線透過薄膜積層体２２，２４の厚み方向への赤外線ＩＲの透過が許容される。以下、この状態を「開状態」ともいう。
【００４２】
これにより、この赤外線測定器１における赤外線シャッター機構部３では、駆動制御部によって電圧を印加する状態と電圧を印加しない状態との２種類の状態を一定周期で交互に繰り返すことにより、赤外線ＩＲを一定周期でチョッピングすることが可能となっている。また、赤外線シャッター機構部３が開状態となって赤外線ＩＲの透過が許容された状態においては、赤外線センサ部２に対する赤外線ＩＲの入射量に応じて赤外線吸収膜１７が発熱し、この熱によって強誘電体層１３が加熱される。これにより、赤外線吸収膜１７に生じた熱量、すなわち、赤外線シャッター機構部３を透過して赤外線センサ部２の入射面に入射した赤外線ＩＲの照射量に応じた電流値の検出信号が強誘電体層１３から出力される。
【００４３】
この場合、この赤外線測定器１では、赤外線センサ部２に対する赤外線ＩＲの入射を許容するときには、赤外線シャッター機構部３の赤外線透過薄膜積層体２２，２４を光学的に一体化させ、赤外線センサ部２に対する赤外線ＩＲの入射を規制するときには、赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間にギャップ２７を形成するだけの簡単な制御でよいため、赤外線ＩＲを確実かつ容易にチョッピングして赤外線センサ部２（赤外線吸収膜１７）に対して入射させることが可能となっている。また、この赤外線測定器１によれば、赤外線シャッター機構部３の赤外線透過薄膜積層体２２，２４を導電性材料で形成したことにより、「高屈折率層」とは別個に駆動用電極を形成した構成と比較して、赤外線シャッター機構部３を閉状態にするための（赤外線透過薄膜積層体２２，２４に電圧を印加するための）専用の電極の形成が不要となる分だけ、赤外線測定器１の製造コストを低減できると共に、赤外線透過薄膜積層体２２，２４の質量を十分に小さくすることができるため、赤外線シャッター機構部３を高速に、しかも安定して駆動することが可能となっている。
【００４４】
このように、この赤外線測定器１では、支持基板１０における一方の面と支持基板２０における一方の面とが対向するように赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３が一体化されて、両赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間に電圧が印加されて両赤外線透過薄膜積層体２２，２４が厚み方向で光学的に一体化した状態において厚み方向に赤外線ＩＲを透過させて「センサ本体（この例では、強誘電体層１３および赤外線吸収膜１７）」に対する赤外線ＩＲの入射を許容すると共に両赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間に電圧が印加されずに両赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間にギャップ２７が形成された状態において赤外線ＩＲを反射して「センサ本体」に対する赤外線ＩＲの入射を規制するように構成されている。
【００４５】
また、この赤外線測定器１の製造方法では、赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３をそれぞれ製造した後に、支持基板１０における一方の面と支持基板２０における一方の面とが対向するように赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３を一体化することによって、両赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間に電圧が印加されて両赤外線透過薄膜積層体２２，２４が厚み方向で光学的に一体化した状態において厚み方向に赤外線ＩＲを透過させて「センサ本体」に対する赤外線ＩＲの入射を許容すると共に、両赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間に電圧が印加されずに両赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間にギャップ２７が形成された状態において赤外線ＩＲを反射して「センサ本体」に対する赤外線ＩＲの入射を規制する構成の赤外線測定器１を製造する。
【００４６】
したがって、この赤外線測定器１、および赤外線測定器１の製造方法によれば、例えば、赤外線センサ部２の製造に際して空隙１８を形成するための現像処理において現像不良が生じたとしても、製造途中の赤外線センサ部２が無駄となるだけで、既に製造した赤外線シャッター機構部３、或いは、その後に製造する赤外線シャッター機構部３が無駄となる事態を回避できると共に、赤外線シャッター機構部３の製造に際してギャップ２７を形成するための現像処理において現像不良が生じたとしても、製造途中の赤外線シャッター機構部３が無駄となるだけで、既に製造した赤外線センサ部２、或いは、その後に製造する赤外線センサ部２が無駄となる事態を回避できるため、赤外線測定器１の歩留まりを十分に向上させることができる。また、赤外線シャッター機構部３を構成する赤外線透過薄膜積層体２２，２４等の形成処理の影響が赤外線センサ部２を構成する各層に及ぶことがないため、この点においても、赤外線測定器１の歩留まりを十分に向上させることができるだけでなく、製造過程における温度管理が難しい焦電型赤外線センサ（この例では、強誘電体層１３によって形成されたセンサ）を採用しても、赤外線ＩＲの検出感度を低下させるおそれがないため、赤外線ＩＲの検出精度が高い赤外線測定器１を安価に製造することができる。
【００４７】
また、この赤外線測定器１によれば、「センサ本体」としての「焦電型赤外線センサ（この例では、強誘電体層１３によって形成されたセンサ）」を備えて赤外線センサ部２を構成したことにより、サーモパイル型赤外線センサやサーミスタ等のセンサ本体と比較して赤外線ＩＲの検出感度が十分に高い赤外線センサ部２を備えたことで、赤外線ＩＲの検出感度を十分に高めることができる。
【００４８】
また、この赤外線測定器１によれば、支持基板２０を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって支持基板２０における他方の面に形成された反射率低減層２８を備えて赤外線シャッター機構部３を構成したことにより、支持基板２０における赤外線透過薄膜積層体２２，２４等の形成面とは反対側の面（赤外線ＩＲの入射面）において赤外線ＩＲが大きく反射されて赤外線シャッター機構部３の赤外線ＩＲの透過率が低下する事態を回避して、開状態において赤外線センサ部２に対して十分な量の赤外線ＩＲを入射させることができる。
【００４９】
次に、「赤外線測定器」の他の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、前述した赤外線測定器１と同一の機能を有する構成要素や、同一の機能を有する構成要素の製作工程については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００５０】
図１３〜１６に示す赤外線測定器１Ａは、上記の赤外線測定器１における赤外線センサ部２に代えて、「赤外線センサ部」の他の一例である赤外線センサ部２ａを備えると共に、赤外線測定器１における赤外線シャッター機構部３に代えて、「赤外線シャッター機構部」の他の一例である赤外線シャッター機構部３ａを備えて構成されている。この赤外線測定器１Ａは、前述した赤外線測定器１と同様にして、公知の半導体製造プロセスに従って赤外線センサ部２ａおよび赤外線シャッター機構部３ａをそれぞれ別個に製造した後に、これらを一体化することで製造されている。
【００５１】
この場合、この赤外線測定器１Ａでは、図１５，１６に示すように、赤外線シャッター機構部３ａが、「第１の高屈折率層」に相当する赤外線透過薄膜積層体２２、「第２の高屈折率層」に相当する赤外線透過薄膜積層体２９、および「第３の高屈折率層」に相当する赤外線透過薄膜積層体２４の３つの赤外線透過薄膜積層体（高屈折率層）を備えている点において赤外線シャッター機構部３とは相違している。また、この赤外線測定器１Ａでは、赤外線センサ部２ａが、赤外線シャッター機構部３ａにおける３つの赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９を図示しない駆動制御部に電気的に接続するために、図１３に示すように、赤外線測定器１の赤外線センサ部２におけるバンプ接続部Ｐ３ａ，Ｐ４ａや信号線接続部Ｐ３ｂ，Ｐ４ｂに加えて、バンプ接続部Ｐ７ａや信号線接続部Ｐ７ｂが赤外線センサ部２ａに設けられている点において赤外線センサ部２とは相違している。なお、赤外線センサ部２ａにおけるバンプ接続部Ｐ７ａや信号線接続部Ｐ７ｂを構成する絶縁層１１および導体層１２の形成工程については、前述した赤外線センサ部２におけるバンプ接続部Ｐ３ａ，Ｐ４ａや信号線接続部Ｐ３ｂ，Ｐ４ｂを構成する絶縁層１１および導体層１２の形成工程と同様のため、赤外線センサ部２ａの製造方法に関する説明を省略する。
【００５２】
一方、赤外線シャッター機構部３ａの製造に際しては、前述した赤外線シャッター機構部３の製造工程と同様の手順に従って、支持基板２０の一面（後に、赤外線センサ部２ａに対向させられる面：図１５，１６における下面）に、絶縁層２１および赤外線透過薄膜積層体２２を形成する。次いで、絶縁層２１および赤外線透過薄膜積層体２２を覆うようにして犠牲層２３を形成した後に、犠牲層２３の表面において支持基板２０の厚み方向で赤外線透過薄膜積層体２２に重なる位置に赤外線透過薄膜積層体２４を形成する。続いて、犠牲層２３の一部（パンプ接続部Ｐ６等を形成すべき部位から、赤外線透過薄膜積層体２２の端面に及ぶ領域）をエッチングによって除去して絶縁層２１を露出させる。次いで、犠牲層２３から露出している絶縁層２１、および犠牲層２３上のバンプ接続部Ｐ５を形成すべき部位から赤外線透過薄膜積層体２２の端面に及ぶ領域に導体層２６を形成すると共に、赤外線透過薄膜積層体２４や導体層２６の形成領域を除いて支持層２５を形成する。
【００５３】
続いて、支持層２５を覆うようにして犠牲層２３ａを形成した後に、犠牲層２３ａの表面において支持基板２０の厚み方向で赤外線透過薄膜積層体２２，２４に重なる位置に赤外線透過薄膜積層体２９を形成する。次いで、犠牲層２３ａの一部（パンプ接続部Ｐ８（図１４参照）等を形成すべき部位から、赤外線透過薄膜積層体２９の端面に及ぶ領域）をエッチングによって除去して支持層２５を露出させる。次いで、犠牲層２３ａから露出している支持層２５の上のバンプ接続部Ｐ８を形成すべき部位から赤外線透過薄膜積層体２９の端面に及ぶ領域に導体層２６ａ（図１４参照）を形成すると共に、赤外線透過薄膜積層体２９や導体層２６ａの形成領域を除いて支持層２５ａを形成する。
【００５４】
続いて、赤外線透過薄膜積層体２９を形成した面の側から、マスクパターン（図示せず）を用いた現像処理（例えば、エッチングガスを用いたエッチング処理）を実行することにより、赤外線透過薄膜積層体２４と赤外線透過薄膜積層体２２との間の犠牲層２３、および赤外線透過薄膜積層体２９と赤外線透過薄膜積層体２４との間の犠牲層２３ａを除去してギャップ２７，２７ａをそれぞれ形成する。これにより、赤外線透過薄膜積層体２４が赤外線透過薄膜積層体２２や支持基板２０に対して非接触の状態で支持層２５や導体層２６によって支持されて赤外線透過薄膜積層体２２，２４が対向した状態になると共に、赤外線透過薄膜積層体２９が赤外線透過薄膜積層体２４や支持基板２０に対して非接触の状態で支持層２５ａや導体層２６ａによって支持されて赤外線透過薄膜積層体２４，２９が対向した状態となる（支持基板２０の厚み方向で対向する赤外線透過薄膜積層体２２，２９の間に赤外線透過薄膜積層体２４が位置した状態）。この後、支持基板２０における赤外線ＩＲの入射面（赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９等を形成した面の裏面）に反射率低減層２８を形成することにより、赤外線シャッター機構部３ａが完成する。
【００５５】
次いで、赤外線センサ部２ａにおける強誘電体層１３や赤外線吸収膜１７等の形成面と、赤外線シャッター機構部３ａにおける赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９等の形成面とを対向させると共に、赤外線センサ部２ａに形成したバンプ１９，１９，１９が赤外線シャッター機構部３ａの導体層２６，２６ａにおけるバンプ接続部Ｐ５，Ｐ６，Ｐ８に接するように赤外線センサ部２ａおよび赤外線シャッター機構部３ａを重ねた状態において、赤外線センサ部２ａおよび赤外線シャッター機構部３ａを加熱しつつ、超音波を印加する。これにより、バンプ１９，１９，１９が溶融して赤外線シャッター機構部３ａのバンプ接続部Ｐ５，Ｐ６，Ｐ８に溶着する結果、赤外線センサ部２ａおよび赤外線シャッター機構部３ａが一体化した状態となる。また、この状態においては、赤外線シャッター機構部３ａの赤外線透過薄膜積層体２４が犠牲層２３上の導体層２６およびバンプ１９を介して赤外線センサ部２ａの導体層１２に電気的に接続され、赤外線シャッター機構部３ａの赤外線透過薄膜積層体２２が絶縁層２１上の導体層２６およびバンプ１９を介して赤外線センサ部２ａの他の導体層１２に電気的に接続されると共に、赤外線シャッター機構部３ａの赤外線透過薄膜積層体２９が絶縁層２１上の導体層２６およびバンプ１９を介して赤外線センサ部２ａの他の導体層１２に電気的に接続される。これにより、赤外線測定器１Ａが完成する。
【００５６】
この赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構部３ａは、図示しない駆動制御部によって赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９に対して電圧が印加されていない状態において、赤外線透過薄膜積層体２２，２４（「２組の高屈折率層」のうちの一方）の間、および赤外線透過薄膜積層体２４，２９（「２組の高屈折率層」のうちの他方）の間に、その光学的厚み（ｎｄ）が上記の対象波長領域の中心波長（この例では、１００００ｎｍ）に対する１／４である２５００ｎｍ程度（「ｎｄ＝１／４λ」に対する１倍の例（奇数倍の一例））のギャップ２７，２７ａがそれぞれ形成される（ギャップ２７を挟んで赤外線透過薄膜積層体２２，２４が厚み方向で重なると共に、ギャップ２７ａを挟んで赤外線透過薄膜積層体２４，２９が厚み方向で重なるように）構成されている。このように、ギャップ２７，２７ａ（一例として、空気で形成された「低屈折率層」）が形成された状態（「各高屈折率層の間に電圧が印加されずに各高屈折率層の間にギャップが形成された状態」の一例）では、赤外線透過薄膜積層体２２における赤外線透過薄膜積層体２４側の面、赤外線透過薄膜積層体２４における赤外線透過薄膜積層体２２側の面、赤外線透過薄膜積層体２４における赤外線透過薄膜積層体２９側の面、および赤外線透過薄膜積層体２９における赤外線透過薄膜積層体２４側の面において赤外線ＩＲが反射される結果、赤外線ＩＲの透過が規制される。以下、この状態を「閉状態」ともいう。
【００５７】
また、この赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構部３ａでは、赤外線透過薄膜積層体２２，２４（「２組の高屈折率層」のうちの一方）の間、および赤外線透過薄膜積層体２４，２９（「２組の高屈折率層」のうちの他方）の間に駆動制御部によって数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧がそれぞれ印加されたときに、赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間、および赤外線透過薄膜積層体２４，２９の間に静電引力が生じて、赤外線透過薄膜積層体２２，２４が面的に接触して光学的に一体化すると共に、赤外線透過薄膜積層体２４，２９が面的に接触して光学的に一体化する結果、赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９のすべてが光学的に一体化するように構成されている（「３つの高屈折率層が光学的に一体化し」との状態の一例）。このように、各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９の間に電圧が印加されて両赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９が厚み方向で光学的に一体化した状態では、赤外線透過薄膜積層体２２における赤外線透過薄膜積層体２４側の面、赤外線透過薄膜積層体２４における赤外線透過薄膜積層体２２側の面、赤外線透過薄膜積層体２４における赤外線透過薄膜積層体２９側の面、および赤外線透過薄膜積層体２９における赤外線透過薄膜積層体２４側の面における赤外線ＩＲの反射が極く小さなものとなる結果、各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９の厚み方向への赤外線ＩＲの透過が許容される。以下、この状態を「開状態」ともいう。
【００５８】
これにより、この赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構部３ａでは、駆動制御部によって電圧を印加する状態と電圧を印加しない状態との２種類の状態を一定周期で交互に繰り返すことにより、赤外線ＩＲを一定周期でチョッピングすることが可能となっている。また、赤外線シャッター機構部３ａが開状態となって赤外線ＩＲの透過が許容された状態においては、赤外線センサ部２ａに対する赤外線ＩＲの入射量に応じて赤外線吸収膜１７が発熱し、この熱によって強誘電体層１３が加熱される。これにより、赤外線吸収膜１７に生じた熱量、すなわち、赤外線シャッター機構部３ａを透過して赤外線センサ部２ａの入射面に入射した赤外線ＩＲの照射量に応じた電流値の検出信号が強誘電体層１３から出力される。
【００５９】
このように、この赤外線測定器１Ａでは、支持基板１０における一方の面と支持基板２０における一方の面とが対向するように赤外線センサ部２ａおよび赤外線シャッター機構部３ａが一体化されて、各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９の間に電圧が印加されて各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９が厚み方向で光学的に一体化した状態において厚み方向に赤外線ＩＲを透過させて「センサ本体（この例では、強誘電体層１３および赤外線吸収膜１７）」に対する赤外線ＩＲの入射を許容すると共に各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９の間に電圧が印加されずに各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９の間にギャップ２７が形成された状態において赤外線ＩＲを反射して「センサ本体」に対する赤外線ＩＲの入射を規制するように構成されている。
【００６０】
また、この赤外線測定器１Ａの製造方法では、赤外線センサ部２ａおよび赤外線シャッター機構部３ａをそれぞれ製造した後に、支持基板１０における一方の面と支持基板２０における一方の面とが対向するように赤外線センサ部２ａおよび赤外線シャッター機構部３ａを一体化することによって、各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９の間に電圧が印加されて各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９が厚み方向で光学的に一体化した状態において厚み方向に赤外線ＩＲを透過させて「センサ本体」に対する赤外線ＩＲの入射を許容すると共に、各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９の間に電圧が印加されずに各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９の間にギャップ２７が形成された状態において赤外線ＩＲを反射して「センサ本体」に対する赤外線ＩＲの入射を規制する構成の赤外線測定器１Ａを製造する。
【００６１】
したがって、この赤外線測定器１Ａ、および赤外線測定器１Ａの製造方法によれば、前述した赤外線測定器１、および赤外線測定器１の製造方法と同様の効果を奏することができる。
【００６２】
なお、焦電型赤外線センサの一例である強誘電体層１３を有する赤外線センサ部２，２ａを備えた赤外線測定器１，１Ａを例に挙げて説明したが、「赤外線センサ」は、焦電型赤外線センサに限定されず、サーモパイル型赤外線センサやサーミスタ等の各種熱型センサ、および量子型赤外線センサなどを採用して赤外線測定器を構成することができる。このように、焦電型赤外線センサ以外の「赤外線センサ」を採用する場合においても、「赤外線センサ部」を、「赤外線シャッター機構部」とは別個に製造して、後に、「赤外線センサ部」および「赤外線シャッター機構部」を一体化することにより、前述した赤外線測定器１，１Ａと同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１，１Ａ 赤外線測定器
２，２ａ 赤外線センサ部
３，３ａ 赤外線シャッター機構部
１０，２０ 支持基板
１１，２１ 絶縁層
１２，１４，１６，２６，２６ａ 導体層
１３ 強誘電体層
１５ 保護膜
１７ 赤外線吸収膜
１８ 空隙
１９ バンプ
２２，２４，２９ 赤外線透過薄膜積層体
２３，２３ａ 犠牲層
２５，２５ａ 支持層
２７，２７ａ ギャップ
２８ 反射率低減層
ＩＲ 赤外線
Ｐ１，Ｐ２ 電極
Ｐ１ａ，Ｐ２ａ，Ｐ３ｂ，Ｐ４ｂ，Ｐ７ｂ 信号線接続部
Ｐ３ａ，Ｐ４ａ，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７ａ，Ｐ８ パンプ接続部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線をチョッピングする赤外線シャッター機構部と赤外線センサ部とを備えて構成された赤外線測定器、およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
出願人は、この種の赤外線測定器、およびその製造方法を下記の先行出願１に開示している。この場合、出願人が開示している赤外線測定器は、赤外線センサと、赤外線をチョッピングする赤外線シャッター機構とが公知の半導体製造プロセスに従って一体的に形成されている。具体的には、まず、板状の赤外線センサにおける赤外線の入射面（発熱膜の形成面）に、高屈折率層、保護膜、空気層形成層、保護膜、高屈折率層、保護膜、空気層形成層、保護膜、高屈折率層および反射率低減層をこの順で形成して積層体を製造する。次いで、製造した積層体に対して、反射率低減層の側から現像処理を実行することにより、上記の空気層形成層を消失させて、赤外線センサの厚み方向で対向する２組の高屈折率層の間に空気層をそれぞれ形成する。これにより、赤外線シャッター機構と赤外線センサとが一体化した赤外線測定器が完成する。
【０００３】
この場合、この種の赤外線測定器によって赤外線センサに対する赤外線の入射量を測定する際には、赤外線センサに対して赤外線が入射している状態、および入射していない状態を交互に生じさせて、赤外線が入射していないときに検出されるノイズ等をキャンセルするのが一般的となっている。一方、出願人が開示している赤外線測定器では、厚み方向で対向する２組の高屈折率層の間に電圧がそれぞれ印加された状態においてその３つの高屈折率層（２組の高屈折率層）が光学的に一体化すると共に、２組の高屈折率層の間に電圧が印加されない状態においてその３つの高屈折率層の間に空気層が形成されるように各高屈折率層がそれぞれ配設されている。これにより、出願人が開示している赤外線測定器では、各高屈折率層が光学的に一体化した状態において赤外線が赤外線シャッター機構を透過して赤外線センサに入射すると共に、各高屈折率層の間に空気層が形成された状態において赤外線が赤外線シャッター機構によって反射されて赤外線センサに対する赤外線の入射が規制される結果、ノイズ等をキャンセルして、赤外線の入射量を正確に測定することが可能となっている。
【先行出願１】
【０００４】
特願２０１０−２０７４８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、出願人が開示している赤外線測定器およびその製造方法には、以下の改善すべき課題が存在する。すなわち、出願人が開示している赤外線測定器の製造方法では、赤外線シャッター機構を構成する各層を板状の赤外線センサにおける赤外線の入射面に順次形成した後に、現像処理によって空気層形成層を消失させて空気層（ギャップ）を形成することによって、赤外線センサと赤外線シャッター機構とを一体的に形成している。したがって、この製造方法では、赤外線センサにおける赤外線の入射面に対して、赤外線シャッター機構を構成する各層のうちの第１層目（この例では、１つ目の高屈折率層）の形成処理を開始してから、製造した積層体に対する現像処理（空気層の形成処理）を完了するまでの間の製造工程が非常に多くなっている。このため、出願人が開示している赤外線測定器の製造方法では、例えば、積層体に対する現像処理において現像不良が生じたときには、その現像処理に先立って実行した各層の形成処理のすべてが無駄となってしまうため、その歩留まりを向上させるのが困難となっている。
【０００６】
また、出願人が開示している赤外線測定器の製造方法では、赤外線センサにおける赤外線の入射面（発熱膜の形成面）に、赤外線シャッター機構を構成する各層を順次形成している。このような製造方法においては、赤外線センサの表面に、赤外線シャッター機構を構成する各層を形成する過程において、発熱膜を介してセンサ本体が過熱されるため、この熱に起因して、赤外線センサの劣化を招くおそれがある。この場合、赤外線センサが劣化したときには、赤外線シャッター機構を形成する工程の完了後に、赤外線センサを結晶化温度で熱処理することで、劣化した赤外線センサの特性を復元できる可能性がある。しかしながら、結晶化温度での熱処理時には、赤外線シャッター機構を構成する各層も加熱されることとなるため、この熱に起因して、赤外線シャッター機構を構成する各層の特性が劣化するおそれがある。したがって、出願人が開示している赤外線測定器の製造方法では、赤外線シャッター機構を構成する各層の形成時や、赤外線センサを結晶化温度で熱処理する際の温度管理が難しく、歩留まりを向上させるのが困難な要因の１つとなっている。
【０００７】
本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、その歩留まりを十分に向上し得る赤外線測定器およびその製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成すべく請求項１記載の赤外線測定器は、第１の支持基板と、当該第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって当該第１の支持基板に対して非接触状態で支持されたセンサ本体とを有する赤外線センサ部を備えると共に、赤外線を透過可能な材料で形成された第２の支持基板と、当該第２の支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記第２の支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第２の支持膜によって当該第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第２の高屈折率層とを有して、当該両高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、当該両高屈折率層の間に電圧が印加された状態において当該両高屈折率層が光学的に一体化し、かつ、当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されない状態において当該両高屈折率層の間にギャップが形成されるように構成された赤外線シャッター機構部を備え、前記第１の支持基板における前記一方の面と前記第２の支持基板における前記一方の面とが対向するように前記赤外線センサ部および前記赤外線シャッター機構部が一体化されて、前記両高屈折率層の間に前記電圧が印加されて当該両高屈折率層が前記厚み方向で光学的に一体化した状態において当該厚み方向に前記赤外線を透過させて前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を許容すると共に当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されずに当該両高屈折率層の間に前記ギャップが形成された状態において当該赤外線を反射して前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を規制するように構成されている。
【０００９】
なお、「光学的に一体化した状態」とは、各高屈折率層が光学的に「連続する１つの層」として捉えることができる状態を意味する。したがって、「光学的に一体化した状態」には、各高屈折率層が物理的に接して厚み方向において物理的に連続している状態だけでなく、例えば、各高屈折率層の間に、光学的には殆ど影響のない極く薄厚の薄膜や、光学的には殆ど影響のない極く薄厚の空気の層が存在している状態がこれに含まれる。
【００１０】
また、請求項２記載の赤外線測定器は、第１の支持基板と、当該第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって当該第１の支持基板に対して非接触状態で支持されたセンサ本体とを有する赤外線センサ部を備えると共に、赤外線を透過可能な材料で形成された第２の支持基板と、当該第２の支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記第２の支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第２の支持膜によって当該第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第２の高屈折率層と、前記第１の高屈折率層および前記第２の高屈折率層の間に配置されて第３の支持膜によって前記第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第３の高屈折率層とを有して、当該各高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、対向する２組の当該各高屈折率層の間に電圧がそれぞれ印加された状態において当該３つの高屈折率層が光学的に一体化し、かつ、当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されない状態において当該２組の各高屈折率層の間にギャップがそれぞれ形成されるように構成された赤外線シャッター機構部を備え、前記第１の支持基板における前記一方の面と前記第２の支持基板における前記一方の面とが対向するように前記赤外線センサ部および前記赤外線シャッター機構部が一体化されて、前記２組の各高屈折率層の間に前記電圧がそれぞれ印加されて当該各高屈折率層が前記厚み方向で光学的に一体化した状態において当該厚み方向に前記赤外線を透過させて前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を許容すると共に当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されずに当該２組の各高屈折率層の間に前記ギャップがそれぞれ形成された状態において当該赤外線を反射して前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を規制するように構成されている。
【００１１】
また、請求項３記載の赤外線測定器は、請求項１または２記載の赤外線測定器において、前記赤外線センサ部は、前記センサ本体としての焦電型赤外線センサを備えて構成されている。
【００１２】
さらに、請求項４記載の赤外線測定器は、請求項１から３のいずれかに記載の赤外線測定器において、前記赤外線シャッター機構部は、前記第２の支持基板を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって当該第２の支持基板における他方の面に形成された反射率低減層を備えて構成されている。
【００１３】
また、請求項５記載の赤外線測定器の製造方法は、第１の支持基板と、当該第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって当該第１の支持基板に対して非接触状態で支持されたセンサ本体とを有する赤外線センサ部を製造すると共に、赤外線を透過可能な材料で形成された第２の支持基板と、当該第２の支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記第２の支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第２の支持膜によって当該第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第２の高屈折率層とを有して、当該両高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、当該両高屈折率層の間に電圧が印加された状態において当該両高屈折率層が光学的に一体化し、かつ、当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されない状態において当該両高屈折率層の間にギャップが形成されるように構成された赤外線シャッター機構部を製造した後に、前記第１の支持基板における前記一方の面と前記第２の支持基板における前記一方の面とが対向するように前記赤外線センサ部および前記赤外線シャッター機構部を一体化することによって、前記両高屈折率層の間に前記電圧が印加されて当該両高屈折率層が前記厚み方向で光学的に一体化した状態において当該厚み方向に前記赤外線を透過させて前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を許容すると共に、当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されずに当該両高屈折率層の間に前記ギャップが形成された状態において当該赤外線を反射して前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を規制する構成の赤外線測定器を製造する。
【００１４】
また、請求項６記載の赤外線測定器の製造方法は、第１の支持基板と、当該第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって当該第１の支持基板に対して非接触状態で支持されたセンサ本体とを有する赤外線センサ部を製造すると共に、赤外線を透過可能な材料で形成された第２の支持基板と、当該第２の支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記第２の支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第２の支持膜によって当該第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第２の高屈折率層と、前記第１の高屈折率層および前記第２の高屈折率層の間に配置されて第３の支持膜によって前記第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第３の高屈折率層とを有して、当該各高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、対向する２組の当該各高屈折率層の間に電圧がそれぞれ印加された状態において当該３つの高屈折率層が光学的に一体化し、かつ、当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されない状態において当該２組の各高屈折率層の間にギャップがそれぞれ形成されるように構成された赤外線シャッター機構部を製造した後に、前記第１の支持基板における前記一方の面と前記第２の支持基板における前記一方の面とが対向するように前記赤外線センサ部および前記赤外線シャッター機構部を一体化することによって、前記２組の各高屈折率層の間に前記電圧がそれぞれ印加されて当該各高屈折率層が前記厚み方向で光学的に一体化した状態において当該厚み方向に前記赤外線を透過させて前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を許容すると共に、当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されずに当該２組の各高屈折率層の間に前記ギャップがそれぞれ形成された状態において当該赤外線を反射して前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を規制する構成の赤外線測定器を製造する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の赤外線測定器、および請求項２記載の赤外線測定器では、第１の支持基板における一方の面と第２の支持基板における一方の面とが対向するように赤外線センサ部および赤外線シャッター機構部が一体化されて、各高屈折率層の間に電圧が印加されて各高屈折率層が厚み方向で光学的に一体化した状態において厚み方向に赤外線を透過させてセンサ本体に対する赤外線の入射を許容すると共に各高屈折率層の間に電圧が印加されずに各高屈折率層の間にギャップが形成された状態において赤外線を反射してセンサ本体に対する赤外線の入射を規制するように構成されている。
【００１６】
また、請求項５記載の赤外線測定器の製造方法、および請求項６記載の赤外線測定器の製造方法では、赤外線センサ部および赤外線シャッター機構部をそれぞれ製造した後に、第１の支持基板における一方の面と第２の支持基板における一方の面とが対向するように赤外線センサ部および赤外線シャッター機構部を一体化することによって、各高屈折率層の間に電圧が印加されて各高屈折率層が厚み方向で光学的に一体化した状態において厚み方向に赤外線を透過させてセンサ本体に対する赤外線の入射を許容すると共に、各高屈折率層の間に電圧が印加されずに各高屈折率層の間にギャップが形成された状態において赤外線を反射してセンサ本体に対する赤外線の入射を規制する構成の赤外線測定器を製造する。
【００１７】
したがって、請求項１，２記載の赤外線測定器、および請求項５，６記載の赤外線測定器の製造方法によれば、例えば、赤外線センサ部の製造時における現像処理において現像不良が生じたとしても、製造途中の赤外線センサ部が無駄となるだけで、既に製造した赤外線シャッター機構部、或いは、その後に製造する赤外線シャッター機構部が無駄となる事態を回避できると共に、赤外線シャッター機構部の製造に際してギャップを形成するための現像処理において現像不良が生じたとしても、製造途中の赤外線シャッター機構部が無駄となるだけで、既に製造した赤外線センサ部、或いは、その後に製造する赤外線センサ部が無駄となる事態を回避できるため、赤外線測定器の歩留まりを十分に向上させることができる。また、赤外線シャッター機構部を構成する高屈折率層等の形成処理の影響が赤外線センサ部を構成する各層に及ぶことがないため、この点においても、赤外線測定器の歩留まりを十分に向上させることができるだけでなく、製造過程における温度管理が難しい焦電型赤外線センサを採用しても、赤外線の検出感度を低下させるおそれがないため、赤外線の検出精度が高い赤外線測定器を安価に製造することができる。
【００１８】
また、請求項３記載の赤外線測定器によれば、センサ本体としての焦電型赤外線センサを備えて赤外線センサ部を構成したことにより、サーモパイル型赤外線センサやサーミスタ等のセンサ本体と比較して赤外線の検出感度が十分に高い赤外線センサ部を備えたことで、赤外線の検出感度を十分に高めることができる。
【００１９】
また、請求項４記載の赤外線測定器によれば、第２の支持基板を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって第２の支持基板における他方の面に形成された反射率低減層を備えて赤外線シャッター機構部を構成したことにより、第２の支持基板における高屈折率層の形成面とは反対側の面（赤外線の入射面）において赤外線が大きく反射されて赤外線シャッター機構部の赤外線の透過率が低下する事態を回避して、開状態において赤外線センサ部に対して十分な量の赤外線を入射させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】赤外線測定器１における赤外線センサ部２を赤外線の入射面側から見た平面図である。
【図２】赤外線測定器１における赤外線シャッター機構部３を赤外線の出射面側から見た平面図である。
【図３】図１，２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１，２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】赤外線センサ部２の製造に際して支持基板１０の一面に絶縁層１１、導体層１２、強誘電体層１３および導体層１４を形成した状態の断面図である。
【図６】図５に示す状態の支持基板１０に対して保護膜１５および導体層１６を形成した状態の断面図である。
【図７】図６に示す状態の支持基板１０に対して赤外線吸収膜１７およびバンプ１９を形成した状態の断面図である。
【図８】赤外線シャッター機構部３の製造に際して支持基板２０の一面に絶縁層２１および赤外線透過薄膜積層体２２を形成した状態の断面図である。
【図９】図８に示す状態の支持基板２０に対して犠牲層２３および赤外線透過薄膜積層体２４を形成した状態の断面図である。
【図１０】図９に示す状態の支持基板２０に対して支持層２５および導体層２６を形成した状態の断面図である。
【図１１】図１０に示す状態の支持基板２０における犠牲層２３に対するエッチング処理によって赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間にギャップ２７を形成した状態の断面図である。
【図１２】赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３を一体化させる工程について説明するための断面図である。
【図１３】赤外線測定器１Ａにおける赤外線センサ部２ａを赤外線の入射面側から見た平面図である。
【図１４】赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構部３ａを赤外線の出射面側から見た平面図である。
【図１５】図１３，１４におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図１６】図１３，１４におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、赤外線測定器、および赤外線測定器の製造方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２２】
図１〜４に示す赤外線測定器１は、赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３を備えて構成された測定器であって、後述するように、赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３がそれぞれ別個に製造された後に一体化されて構成されている。
【００２３】
赤外線センサ部２は、図３，４に示すように、支持基板１０、絶縁層１１、導体層１２，１４，１６、強誘電体層１３、保護膜１５および赤外線吸収膜１７を備えて、図１に示すように、平面視略方形状に形成されている。なお、図３，４、および後に参照する図５〜１２や、図１５，１６においては、発明についての理解を容易とするために、「基板」や「層」の厚みの比率を実際の比率とは相違させて図示している。支持基板１０は、「第１の支持基板」に相当し、一例として、シリコンや酸化マグネシウム等によって、物理的な厚みが数十μｍ〜数ｍｍ程度で、一辺の長さが数ｍｍ〜数ｃｍ程度ｍｍ程度の平板状に形成されている。絶縁層１１は、導体層１２等によって支持基板１０上に形成される各種電極等を支持基板１０に対して相互に絶縁するための層であって、酸化シリコンや酸化アルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。この場合、本例の赤外線測定器１（赤外線センサ部２）では、この絶縁層１１が導体層１２，１４，１６や保護膜１５と相まって「第１の支持膜」を構成する。なお、上記の支持基板１０として酸化マグネシウム等の絶縁性材料製の基板を使用する場合には、この絶縁層１１を不要とすることができる。
【００２４】
導体層１２，１４，１６は、強誘電体層１３によって構成される「センサ本体」に接続するための電極Ｐ１，Ｐ２（図１，３，４参照）、この電極Ｐ１，Ｐ２を図示しない信号ケーブルに接続するための信号線接続部Ｐ１ａ，Ｐ２ａ（図１，４参照）、後述するように赤外線シャッター機構部３を接続するためのバンプ１９を接続するためのバンプ接続部Ｐ３ａ，Ｐ４ａ（図１，３参照）、およびこのバンプ接続部Ｐ３ａ，Ｐ４ａを図示しない信号ケーブルに接続するための信号線接続部Ｐ３ｂ，Ｐ４ｂ（図１，３参照）などを構成する層であって、一例として、白金やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。強誘電体層１３は、「センサ本体」としての「焦電型赤外線センサ」を構成する層であって、一例として、チタン酸ジルコン酸鉛やタンタル酸リチウム等によって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されている。
【００２５】
保護膜１５は、酸化シリコンやポリイミド等によって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されて、上記したように絶縁層１１や導体層１２，１４，１６と相まって「第１の支持膜」を構成すると共に、導体層１６によって構成される信号線接続部Ｐ２ａなどを支持基板１０に対して絶縁する絶縁層として機能する。赤外線吸収膜１７は、各種金属材料や有機材料（カーボン、ポリイミドおよびアルミニウム等）によって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されると共に、表面平滑性がある程度低下させられている。この場合、この赤外線測定器１（赤外線センサ部２）では、図１，３，４に示すように、赤外線ＩＲの受光時に赤外線吸収膜１７に生じて強誘電体層１３（「センサ本体」）に伝熱した熱が支持基板１０に奪われてしまうことのないように、支持基板１０の中央部に凹部が形成されて強誘電体層１３、電極Ｐ１，Ｐ２および赤外線吸収膜１７と支持基板１０との間に空隙１８が形成されている（「センサ本体」が「第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって第１の支持基板に対して非接触状態で支持されている」との構成の一例）。
【００２６】
一方、赤外線シャッター機構部３は、赤外線センサ部２による検出対象の波長領域（一例として、１００００ｎｍ±２０００ｎｍの範囲：以下、「対象波長領域」ともいう）の赤外線ＩＲをチョッピングするチョッピング機構として機能するシャッター機構（赤外線変調器）であって、図３，４に示すように、支持基板２０、絶縁層２１、赤外線透過薄膜積層体２２，２４、犠牲層２３、支持層２５、導体層２６および反射率低減層２８を備えると共に、赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間にギャップ（空隙）２７が形成されて構成されている。支持基板２０は、「第２の支持基板」に相当し、一例として、シリコンやゲルマニウム等（「赤外線を透過可能な材料」の一例）によって、物理的な厚みが数十μｍ〜数ｍｍ程度で、一辺の長さが数ｍｍ〜数ｃｍ程度の平板状に形成されている。絶縁層２１は、導体層２６によって支持基板１０上に形成される導体パターンを支持基板２０に対して相互に絶縁するための層であって、酸化シリコンやポリイミド等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。
【００２７】
赤外線透過薄膜積層体２２は、「第１の高屈折率層」に相当し、支持基板２０における赤外線ＩＲの入射面の裏面（図３，４における下面：「第２の支持基板における一方の面」の一例）に、高屈折率材料で形成した薄膜および低屈折率材料で形成した薄膜を交互に積層した薄膜積層体（「赤外線を透過可能な導電性材料」の一例）で構成されている。また、赤外線透過薄膜積層体２４は、「第２の高屈折率層」に相当し、赤外線透過薄膜積層体２２と同様にして、高屈折率材料で形成した薄膜および低屈折率材料で形成した薄膜を交互に積層した薄膜積層体（「赤外線を透過可能な導電性材料」の一例）で構成されている。なお、上記の高屈折率材料としては、ゲルマニウムやシリコン等を使用し、低屈折率材料としては、硫化亜鉛やセレン化亜鉛等を使用することができる。
【００２８】
この場合、赤外線透過薄膜積層体２２，２４については、その光学的厚み（ｎｄ）が上記の対象波長領域の中心波長に対する１／４の奇数倍となる条件を満たすことを条件として、各種屈折率の材料で任意の厚みに形成することができる。なお、赤外線透過薄膜積層体２２，２４は、単体において（光学的に分離した状態：互いに接していない状態において）赤外線ＩＲを反射するミラー層として機能し、互いに接して光学的に一体化した状態において、赤外線ＩＲを透過させるように構成されている。また、本例の赤外線シャッター機構部３では、上記の赤外線透過薄膜積層体２４が、支持基板２０の厚み方向で赤外線透過薄膜積層体２２に対向配置された状態で、後述するように支持層２５等（「第２の支持膜」の一例）によって支持基板２０に対して非接触状態で支持されている。
【００２９】
犠牲層２３は、後述する赤外線シャッター機構部３の製造時に赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間にギャップ２７を形成するための層であると共に、導体層２６によって支持基板１０上に形成される各種電極等を支持基板２０に対して相互に絶縁するための層として機能する。この場合、この犠牲層２３については、酸化シリコン、シリコンおよび各種有機物等で形成することができ、また、その厚みｄ（すなわち、ギャップ２７の高さ：赤外線透過薄膜積層体２２，２４の常態における離間距離）については、ギャップ２７内に満たされる気体（各種のガスや空気など：一例として、空気）、或いは真空の屈折率ｎとの積（ｎｄ）が、上記の対象波長領域の中心波長に対する１／４となる条件を満たすことを条件として、任意に規定することができる。支持層２５は、「第２の支持膜」を構成する層であって、一例として、酸化シリコンやポリイミドによって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されている。
【００３０】
導体層２６は、バンプ１９を介して赤外線透過薄膜積層体２２や赤外線透過薄膜積層体２４を赤外線センサ部２のバンプ接続部Ｐ３ａ，Ｐ４ａに接続するための導体パターンやバンプ接続部Ｐ５，Ｐ６（図２，３参照）を構成する層であって、一例として、上記の赤外線透過薄膜積層体２２，２４を構成する各薄膜の形成に使用した導電材料（例えば、ゲルマニウムやシリコン）やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。
【００３１】
反射率低減層２８は、いわゆる「無反射コーティング層（ＡＲ層）」であって、赤外線シャッター機構部３における赤外線ＩＲの入射面（支持基板２０における赤外線透過薄膜積層体２２の形成面の裏面：「第２の支持基板における他方の面」の一例）において、赤外線シャッター機構部３に入射しようとする赤外線ＩＲが大きく反射されるのを阻止する。この反射率低減層２８は、ゲルマニウムやシリコン等の高屈折率材料で形成した薄膜（対象波長領域を透過可能な薄膜）と、硫化亜鉛やセレン化亜鉛等の低屈折率材料で形成した薄膜（対象波長領域を透過可能な薄膜）とを積層した積層体で構成されている。この場合、反射率低減層２８の光学的厚み（ｎｄ）は、対象波長領域の中心波長に対する１／２となる条件を満たすことを条件として、各種屈折率の材料で任意の厚みで形成することができる。
【００３２】
この赤外線測定器１の製造に際しては、まず、赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３をそれぞれ製造する。なお、一例として、赤外線センサ部２についての製造方法、および赤外線シャッター機構部３の製造方法についてこの順で説明するが、赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３の製造順序は特に限定されるものではない。
【００３３】
赤外線センサ部２の製造に際しては、図５に示すように、まず、公知の半導体製造プロセスに従い、支持基板１０の一面（後に、赤外線シャッター機構部３に対向させられる面：図３，４における上面）に、絶縁層１１、導体層１２、強誘電体層１３および導体層１４をこの順で形成する。この際には、各層１１〜１４毎に、これらを支持基板１０上の所望の領域に形成するためのマスクパターン（図示せず）を形成することで、マスクパターンから露出している部位だけに所望の層を形成する。これにより、支持基板１０の厚み方向において強誘電体層１３と重なっている部位に導体層１２，１４によって電極Ｐ１，Ｐ２がそれぞれ形成される。次いで、図６に示すように、保護膜１５を形成する。この際には、導体層１２において信号線接続部Ｐ１ａとすべき部位や導体層１４などが保護膜１５によって覆われることのないようにマスクパターン（図示せず）によって覆った状態で保護膜１５を形成する。
【００３４】
なお、以下に説明する各層の形成工程においてもマスクパターンを使用するが、マスクパターンを用いて所望の領域だけに所望の層を形成する技術については公知のため、このマスクパターンについての詳細な説明を省略する。続いて、保護膜１５上に導体層１６を形成する。これにより、導体層１４，１６が相互に電気的に接続された状態となる。次いで、図７に示すように、導体層１４の表面を覆うようにして赤外線吸収膜１７を形成すると共に、導体層１２におけるバンプ接続部Ｐ３ａ，Ｐ４ａにバンプ１９をそれぞれ形成する。なお、バンプ１９については、赤外線センサ部２側に形成せずに、赤外線シャッター機構部３におけるバンプ接続部Ｐ５，Ｐ６に形成することもできる。また、赤外線センサ部２におけるバンプ接続部Ｐ３ａ，Ｐ４ａ、および赤外線シャッター機構部３におけるバンプ接続部Ｐ５，Ｐ６の双方にバンプ１９をそれぞれ形成することもできる。
【００３５】
次いで、各要素１１〜１７（およびバンプ１９）を形成した面の側から、マスクパターン（図示せず）を用いた現像処理（例えば、エッチングガスを用いたエッチング処理）を実行することにより、強誘電体層１３や導体層１４に対して厚み方向で重なる位置の支持基板１０を除去して、空隙１８（図３，４参照）を形成する。これにより、強誘電体層１３や導体層１４（および導体層１２，１４で構成された電極Ｐ１，Ｐ２）が支持基板１０に対して非接触の状態で絶縁層１１、導体層１２，１４および保護膜１５（「第１の支持膜」）によって支持された状態となり、赤外線センサ部２が完成する。
【００３６】
一方、赤外線シャッター機構部３の製造に際しては、図８に示すように、まず、公知の半導体製造プロセスに従い、支持基板２０の一面（後に、赤外線センサ部２に対向させられる面：図３，４における下面）に、絶縁層２１および赤外線透過薄膜積層体２２を形成する。次いで、図９に示すように、絶縁層２１および赤外線透過薄膜積層体２２を覆うようにして犠牲層２３を形成した後に、犠牲層２３の表面において支持基板２０の厚み方向で赤外線透過薄膜積層体２２に重なる位置に赤外線透過薄膜積層体２４を形成する。続いて、犠牲層２３の一部（パンプ接続部Ｐ６等を形成すべき部位から、赤外線透過薄膜積層体２２の端面に及ぶ領域）をエッチングによって除去して絶縁層２１を露出させる。次いで、図１０に示すように、犠牲層２３から露出している絶縁層２１、および犠牲層２３上のバンプ接続部Ｐ５を形成すべき部位から赤外線透過薄膜積層体２２の端面に及ぶ領域に導体層２６を形成する。また、赤外線透過薄膜積層体２４や導体層２６の形成領域を除いて支持層２５を形成する。
【００３７】
続いて、図１１に示すように、赤外線透過薄膜積層体２４を形成した面の側から、マスクパターン（図示せず）を用いた現像処理（例えば、エッチングガスを用いたエッチング処理）を実行することにより、赤外線透過薄膜積層体２４と赤外線透過薄膜積層体２２との間の犠牲層２３を除去してギャップ２７を形成する。これにより、赤外線透過薄膜積層体２４が赤外線透過薄膜積層体２２や支持基板２０に対して非接触の状態で支持層２５や導体層２６によって支持されて赤外線透過薄膜積層体２２，２４が対向した状態となる。この後、支持基板２０における赤外線ＩＲの入射面（赤外線透過薄膜積層体２２，２４等を形成した面の裏面）に反射率低減層２８を形成することにより、赤外線シャッター機構部３が完成する。
【００３８】
次いで、図１２に示すように、赤外線センサ部２における強誘電体層１３や赤外線吸収膜１７等の形成面と、赤外線シャッター機構部３における赤外線透過薄膜積層体２２，２４等の形成面とを対向させると共に、赤外線センサ部２に形成したバンプ１９，１９が赤外線シャッター機構部３の導体層２６におけるバンプ接続部Ｐ５，Ｐ６に接するように赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３を重ねた状態において、赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３を加熱しつつ、超音波を印加する。これにより、バンプ１９，１９が溶融して赤外線シャッター機構部３のバンプ接続部Ｐ５，Ｐ６に溶着する結果、赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３が一体化した状態となる。また、この状態においては、赤外線シャッター機構部３の赤外線透過薄膜積層体２４が犠牲層２３上の導体層２６およびバンプ１９を介して赤外線センサ部２の導体層１２に電気的に接続されると共に、赤外線シャッター機構部３の赤外線透過薄膜積層体２２が絶縁層２１上の導体層２６およびバンプ１９を介して赤外線センサ部２の他の導体層１２に電気的に接続される。これにより、赤外線測定器１が完成する。
【００３９】
この赤外線測定器１では、赤外線シャッター機構部３における支持基板２０に入射した赤外線ＩＲを赤外線透過薄膜積層体２２，２４によって反射または透過させることで、赤外線センサ部２の赤外線吸収膜１７に入射する赤外線ＩＲをチョッピングする構成が採用されている。具体的には、この赤外線測定器１の使用に際しては、赤外線センサ部２の信号線接続部Ｐ３ｂ，Ｐ４ｂを、図示しない信号線を介して、図示しない駆動制御部に電気的に接続すると共に、赤外線センサ部２の信号線接続部Ｐ１ａ，Ｐ２ａを、図示しない信号線を介して、図示しない測定回路に電気的に接続する。
【００４０】
この場合、この赤外線測定器１における赤外線シャッター機構部３は、上記の駆動制御部によって赤外線透過薄膜積層体２２，２４に対して電圧が印加されていない状態において、赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間に、その光学的厚み（ｎｄ）が上記の対象波長領域の中心波長（この例では、１００００ｎｍ）に対する１／４である２５００ｎｍ程度（「ｎｄ＝１／４λ」に対する１倍の例（奇数倍の一例））のギャップ２７が形成される（ギャップ２７を挟んで赤外線透過薄膜積層体２２，２４が厚み方向で重なるように）構成されている。このように、ギャップ２７（本例では、空気で形成された「低屈折率層」）が形成された状態（「各高屈折率層の間に電圧が印加されずに各高屈折率層の間にギャップが形成された状態」の一例）では、赤外線透過薄膜積層体２２における赤外線透過薄膜積層体２４側の面、および赤外線透過薄膜積層体２４における赤外線透過薄膜積層体２２側の面において赤外線ＩＲが反射される結果、赤外線ＩＲの透過が規制される。以下、この状態を「閉状態」ともいう。
【００４１】
また、この赤外線測定器１における赤外線シャッター機構部３では、赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間に駆動制御部によって数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧が印加されたときに、赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間に静電引力が生じて、赤外線透過薄膜積層体２２，２４が面的に接触して光学的に一体化するように構成されている。このように、各赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間に電圧が印加されて両赤外線透過薄膜積層体２２，２４が厚み方向で光学的に一体化した状態では、赤外線透過薄膜積層体２２における赤外線透過薄膜積層体２４側の面、および赤外線透過薄膜積層体２４における赤外線透過薄膜積層体２２側の面における赤外線ＩＲの反射が極く小さなものとなる結果、各赤外線透過薄膜積層体２２，２４の厚み方向への赤外線ＩＲの透過が許容される。以下、この状態を「開状態」ともいう。
【００４２】
これにより、この赤外線測定器１における赤外線シャッター機構部３では、駆動制御部によって電圧を印加する状態と電圧を印加しない状態との２種類の状態を一定周期で交互に繰り返すことにより、赤外線ＩＲを一定周期でチョッピングすることが可能となっている。また、赤外線シャッター機構部３が開状態となって赤外線ＩＲの透過が許容された状態においては、赤外線センサ部２に対する赤外線ＩＲの入射量に応じて赤外線吸収膜１７が発熱し、この熱によって強誘電体層１３が加熱される。これにより、赤外線吸収膜１７に生じた熱量、すなわち、赤外線シャッター機構部３を透過して赤外線センサ部２の入射面に入射した赤外線ＩＲの照射量に応じた電流値の検出信号が強誘電体層１３から出力される。
【００４３】
この場合、この赤外線測定器１では、赤外線センサ部２に対する赤外線ＩＲの入射を許容するときには、赤外線シャッター機構部３の赤外線透過薄膜積層体２２，２４を光学的に一体化させ、赤外線センサ部２に対する赤外線ＩＲの入射を規制するときには、赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間にギャップ２７を形成するだけの簡単な制御でよいため、赤外線ＩＲを確実かつ容易にチョッピングして赤外線センサ部２（赤外線吸収膜１７）に対して入射させることが可能となっている。また、この赤外線測定器１によれば、赤外線シャッター機構部３の赤外線透過薄膜積層体２２，２４を導電性材料で形成したことにより、「高屈折率層」とは別個に駆動用電極を形成した構成と比較して、赤外線シャッター機構部３を閉状態にするための（赤外線透過薄膜積層体２２，２４に電圧を印加するための）専用の電極の形成が不要となる分だけ、赤外線測定器１の製造コストを低減できると共に、赤外線透過薄膜積層体２２，２４の質量を十分に小さくすることができるため、赤外線シャッター機構部３を高速に、しかも安定して駆動することが可能となっている。
【００４４】
このように、この赤外線測定器１では、支持基板１０における一方の面と支持基板２０における一方の面とが対向するように赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３が一体化されて、両赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間に電圧が印加されて両赤外線透過薄膜積層体２２，２４が厚み方向で光学的に一体化した状態において厚み方向に赤外線ＩＲを透過させて「センサ本体（この例では、強誘電体層１３および赤外線吸収膜１７）」に対する赤外線ＩＲの入射を許容すると共に両赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間に電圧が印加されずに両赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間にギャップ２７が形成された状態において赤外線ＩＲを反射して「センサ本体」に対する赤外線ＩＲの入射を規制するように構成されている。
【００４５】
また、この赤外線測定器１の製造方法では、赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３をそれぞれ製造した後に、支持基板１０における一方の面と支持基板２０における一方の面とが対向するように赤外線センサ部２および赤外線シャッター機構部３を一体化することによって、両赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間に電圧が印加されて両赤外線透過薄膜積層体２２，２４が厚み方向で光学的に一体化した状態において厚み方向に赤外線ＩＲを透過させて「センサ本体」に対する赤外線ＩＲの入射を許容すると共に、両赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間に電圧が印加されずに両赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間にギャップ２７が形成された状態において赤外線ＩＲを反射して「センサ本体」に対する赤外線ＩＲの入射を規制する構成の赤外線測定器１を製造する。
【００４６】
したがって、この赤外線測定器１、および赤外線測定器１の製造方法によれば、例えば、赤外線センサ部２の製造に際して空隙１８を形成するための現像処理において現像不良が生じたとしても、製造途中の赤外線センサ部２が無駄となるだけで、既に製造した赤外線シャッター機構部３、或いは、その後に製造する赤外線シャッター機構部３が無駄となる事態を回避できると共に、赤外線シャッター機構部３の製造に際してギャップ２７を形成するための現像処理において現像不良が生じたとしても、製造途中の赤外線シャッター機構部３が無駄となるだけで、既に製造した赤外線センサ部２、或いは、その後に製造する赤外線センサ部２が無駄となる事態を回避できるため、赤外線測定器１の歩留まりを十分に向上させることができる。また、赤外線シャッター機構部３を構成する赤外線透過薄膜積層体２２，２４等の形成処理の影響が赤外線センサ部２を構成する各層に及ぶことがないため、この点においても、赤外線測定器１の歩留まりを十分に向上させることができるだけでなく、製造過程における温度管理が難しい焦電型赤外線センサ（この例では、強誘電体層１３によって形成されたセンサ）を採用しても、赤外線ＩＲの検出感度を低下させるおそれがないため、赤外線ＩＲの検出精度が高い赤外線測定器１を安価に製造することができる。
【００４７】
また、この赤外線測定器１によれば、「センサ本体」としての「焦電型赤外線センサ（この例では、強誘電体層１３によって形成されたセンサ）」を備えて赤外線センサ部２を構成したことにより、サーモパイル型赤外線センサやサーミスタ等のセンサ本体と比較して赤外線ＩＲの検出感度が十分に高い赤外線センサ部２を備えたことで、赤外線ＩＲの検出感度を十分に高めることができる。
【００４８】
また、この赤外線測定器１によれば、支持基板２０を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって支持基板２０における他方の面に形成された反射率低減層２８を備えて赤外線シャッター機構部３を構成したことにより、支持基板２０における赤外線透過薄膜積層体２２，２４等の形成面とは反対側の面（赤外線ＩＲの入射面）において赤外線ＩＲが大きく反射されて赤外線シャッター機構部３の赤外線ＩＲの透過率が低下する事態を回避して、開状態において赤外線センサ部２に対して十分な量の赤外線ＩＲを入射させることができる。
【００４９】
次に、「赤外線測定器」の他の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、前述した赤外線測定器１と同一の機能を有する構成要素や、同一の機能を有する構成要素の製作工程については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００５０】
図１３〜１６に示す赤外線測定器１Ａは、上記の赤外線測定器１における赤外線センサ部２に代えて、「赤外線センサ部」の他の一例である赤外線センサ部２ａを備えると共に、赤外線測定器１における赤外線シャッター機構部３に代えて、「赤外線シャッター機構部」の他の一例である赤外線シャッター機構部３ａを備えて構成されている。この赤外線測定器１Ａは、前述した赤外線測定器１と同様にして、公知の半導体製造プロセスに従って赤外線センサ部２ａおよび赤外線シャッター機構部３ａをそれぞれ別個に製造した後に、これらを一体化することで製造されている。
【００５１】
この場合、この赤外線測定器１Ａでは、図１５，１６に示すように、赤外線シャッター機構部３ａが、「第１の高屈折率層」に相当する赤外線透過薄膜積層体２２、「第２の高屈折率層」に相当する赤外線透過薄膜積層体２９、および「第３の高屈折率層」に相当する赤外線透過薄膜積層体２４の３つの赤外線透過薄膜積層体（高屈折率層）を備えている点において赤外線シャッター機構部３とは相違している。また、この赤外線測定器１Ａでは、赤外線センサ部２ａが、赤外線シャッター機構部３ａにおける３つの赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９を図示しない駆動制御部に電気的に接続するために、図１３に示すように、赤外線測定器１の赤外線センサ部２におけるバンプ接続部Ｐ３ａ，Ｐ４ａや信号線接続部Ｐ３ｂ，Ｐ４ｂに加えて、バンプ接続部Ｐ７ａや信号線接続部Ｐ７ｂが赤外線センサ部２ａに設けられている点において赤外線センサ部２とは相違している。なお、赤外線センサ部２ａにおけるバンプ接続部Ｐ７ａや信号線接続部Ｐ７ｂを構成する絶縁層１１および導体層１２の形成工程については、前述した赤外線センサ部２におけるバンプ接続部Ｐ３ａ，Ｐ４ａや信号線接続部Ｐ３ｂ，Ｐ４ｂを構成する絶縁層１１および導体層１２の形成工程と同様のため、赤外線センサ部２ａの製造方法に関する説明を省略する。
【００５２】
一方、赤外線シャッター機構部３ａの製造に際しては、前述した赤外線シャッター機構部３の製造工程と同様の手順に従って、支持基板２０の一面（後に、赤外線センサ部２ａに対向させられる面：図１５，１６における下面）に、絶縁層２１および赤外線透過薄膜積層体２２を形成する。次いで、絶縁層２１および赤外線透過薄膜積層体２２を覆うようにして犠牲層２３を形成した後に、犠牲層２３の表面において支持基板２０の厚み方向で赤外線透過薄膜積層体２２に重なる位置に赤外線透過薄膜積層体２４を形成する。続いて、犠牲層２３の一部（パンプ接続部Ｐ６等を形成すべき部位から、赤外線透過薄膜積層体２２の端面に及ぶ領域）をエッチングによって除去して絶縁層２１を露出させる。次いで、犠牲層２３から露出している絶縁層２１、および犠牲層２３上のバンプ接続部Ｐ５を形成すべき部位から赤外線透過薄膜積層体２２の端面に及ぶ領域に導体層２６を形成すると共に、赤外線透過薄膜積層体２４や導体層２６の形成領域を除いて支持層２５を形成する。
【００５３】
続いて、支持層２５を覆うようにして犠牲層２３ａを形成した後に、犠牲層２３ａの表面において支持基板２０の厚み方向で赤外線透過薄膜積層体２２，２４に重なる位置に赤外線透過薄膜積層体２９を形成する。次いで、犠牲層２３ａの一部（パンプ接続部Ｐ８（図１４参照）等を形成すべき部位から、赤外線透過薄膜積層体２９の端面に及ぶ領域）をエッチングによって除去して支持層２５を露出させる。次いで、犠牲層２３ａから露出している支持層２５の上のバンプ接続部Ｐ８を形成すべき部位から赤外線透過薄膜積層体２９の端面に及ぶ領域に導体層２６ａ（図１４参照）を形成すると共に、赤外線透過薄膜積層体２９や導体層２６ａの形成領域を除いて支持層２５ａを形成する。
【００５４】
続いて、赤外線透過薄膜積層体２９を形成した面の側から、マスクパターン（図示せず）を用いた現像処理（例えば、エッチングガスを用いたエッチング処理）を実行することにより、赤外線透過薄膜積層体２４と赤外線透過薄膜積層体２２との間の犠牲層２３、および赤外線透過薄膜積層体２９と赤外線透過薄膜積層体２４との間の犠牲層２３ａを除去してギャップ２７，２７ａをそれぞれ形成する。これにより、赤外線透過薄膜積層体２４が赤外線透過薄膜積層体２２や支持基板２０に対して非接触の状態で支持層２５や導体層２６によって支持されて赤外線透過薄膜積層体２２，２４が対向した状態になると共に、赤外線透過薄膜積層体２９が赤外線透過薄膜積層体２４や支持基板２０に対して非接触の状態で支持層２５ａや導体層２６ａによって支持されて赤外線透過薄膜積層体２４，２９が対向した状態となる（支持基板２０の厚み方向で対向する赤外線透過薄膜積層体２２，２９の間に赤外線透過薄膜積層体２４が位置した状態）。この後、支持基板２０における赤外線ＩＲの入射面（赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９等を形成した面の裏面）に反射率低減層２８を形成することにより、赤外線シャッター機構部３ａが完成する。
【００５５】
次いで、赤外線センサ部２ａにおける強誘電体層１３や赤外線吸収膜１７等の形成面と、赤外線シャッター機構部３ａにおける赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９等の形成面とを対向させると共に、赤外線センサ部２ａに形成したバンプ１９，１９，１９が赤外線シャッター機構部３ａの導体層２６，２６ａにおけるバンプ接続部Ｐ５，Ｐ６，Ｐ８に接するように赤外線センサ部２ａおよび赤外線シャッター機構部３ａを重ねた状態において、赤外線センサ部２ａおよび赤外線シャッター機構部３ａを加熱しつつ、超音波を印加する。これにより、バンプ１９，１９，１９が溶融して赤外線シャッター機構部３ａのバンプ接続部Ｐ５，Ｐ６，Ｐ８に溶着する結果、赤外線センサ部２ａおよび赤外線シャッター機構部３ａが一体化した状態となる。また、この状態においては、赤外線シャッター機構部３ａの赤外線透過薄膜積層体２４が犠牲層２３上の導体層２６およびバンプ１９を介して赤外線センサ部２ａの導体層１２に電気的に接続され、赤外線シャッター機構部３ａの赤外線透過薄膜積層体２２が絶縁層２１上の導体層２６およびバンプ１９を介して赤外線センサ部２ａの他の導体層１２に電気的に接続されると共に、赤外線シャッター機構部３ａの赤外線透過薄膜積層体２９が絶縁層２１上の導体層２６およびバンプ１９を介して赤外線センサ部２ａの他の導体層１２に電気的に接続される。これにより、赤外線測定器１Ａが完成する。
【００５６】
この赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構部３ａは、図示しない駆動制御部によって赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９に対して電圧が印加されていない状態において、赤外線透過薄膜積層体２２，２４（「２組の高屈折率層」のうちの一方）の間、および赤外線透過薄膜積層体２４，２９（「２組の高屈折率層」のうちの他方）の間に、その光学的厚み（ｎｄ）が上記の対象波長領域の中心波長（この例では、１００００ｎｍ）に対する１／４である２５００ｎｍ程度（「ｎｄ＝１／４λ」に対する１倍の例（奇数倍の一例））のギャップ２７，２７ａがそれぞれ形成される（ギャップ２７を挟んで赤外線透過薄膜積層体２２，２４が厚み方向で重なると共に、ギャップ２７ａを挟んで赤外線透過薄膜積層体２４，２９が厚み方向で重なるように）構成されている。このように、ギャップ２７，２７ａ（一例として、空気で形成された「低屈折率層」）が形成された状態（「各高屈折率層の間に電圧が印加されずに各高屈折率層の間にギャップが形成された状態」の一例）では、赤外線透過薄膜積層体２２における赤外線透過薄膜積層体２４側の面、赤外線透過薄膜積層体２４における赤外線透過薄膜積層体２２側の面、赤外線透過薄膜積層体２４における赤外線透過薄膜積層体２９側の面、および赤外線透過薄膜積層体２９における赤外線透過薄膜積層体２４側の面において赤外線ＩＲが反射される結果、赤外線ＩＲの透過が規制される。以下、この状態を「閉状態」ともいう。
【００５７】
また、この赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構部３ａでは、赤外線透過薄膜積層体２２，２４（「２組の高屈折率層」のうちの一方）の間、および赤外線透過薄膜積層体２４，２９（「２組の高屈折率層」のうちの他方）の間に駆動制御部によって数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧がそれぞれ印加されたときに、赤外線透過薄膜積層体２２，２４の間、および赤外線透過薄膜積層体２４，２９の間に静電引力が生じて、赤外線透過薄膜積層体２２，２４が面的に接触して光学的に一体化すると共に、赤外線透過薄膜積層体２４，２９が面的に接触して光学的に一体化する結果、赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９のすべてが光学的に一体化するように構成されている（「３つの高屈折率層が光学的に一体化し」との状態の一例）。このように、各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９の間に電圧が印加されて両赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９が厚み方向で光学的に一体化した状態では、赤外線透過薄膜積層体２２における赤外線透過薄膜積層体２４側の面、赤外線透過薄膜積層体２４における赤外線透過薄膜積層体２２側の面、赤外線透過薄膜積層体２４における赤外線透過薄膜積層体２９側の面、および赤外線透過薄膜積層体２９における赤外線透過薄膜積層体２４側の面における赤外線ＩＲの反射が極く小さなものとなる結果、各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９の厚み方向への赤外線ＩＲの透過が許容される。以下、この状態を「開状態」ともいう。
【００５８】
これにより、この赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構部３ａでは、駆動制御部によって電圧を印加する状態と電圧を印加しない状態との２種類の状態を一定周期で交互に繰り返すことにより、赤外線ＩＲを一定周期でチョッピングすることが可能となっている。また、赤外線シャッター機構部３ａが開状態となって赤外線ＩＲの透過が許容された状態においては、赤外線センサ部２ａに対する赤外線ＩＲの入射量に応じて赤外線吸収膜１７が発熱し、この熱によって強誘電体層１３が加熱される。これにより、赤外線吸収膜１７に生じた熱量、すなわち、赤外線シャッター機構部３ａを透過して赤外線センサ部２ａの入射面に入射した赤外線ＩＲの照射量に応じた電流値の検出信号が強誘電体層１３から出力される。
【００５９】
このように、この赤外線測定器１Ａでは、支持基板１０における一方の面と支持基板２０における一方の面とが対向するように赤外線センサ部２ａおよび赤外線シャッター機構部３ａが一体化されて、各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９の間に電圧が印加されて各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９が厚み方向で光学的に一体化した状態において厚み方向に赤外線ＩＲを透過させて「センサ本体（この例では、強誘電体層１３および赤外線吸収膜１７）」に対する赤外線ＩＲの入射を許容すると共に各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９の間に電圧が印加されずに各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９の間にギャップ２７が形成された状態において赤外線ＩＲを反射して「センサ本体」に対する赤外線ＩＲの入射を規制するように構成されている。
【００６０】
また、この赤外線測定器１Ａの製造方法では、赤外線センサ部２ａおよび赤外線シャッター機構部３ａをそれぞれ製造した後に、支持基板１０における一方の面と支持基板２０における一方の面とが対向するように赤外線センサ部２ａおよび赤外線シャッター機構部３ａを一体化することによって、各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９の間に電圧が印加されて各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９が厚み方向で光学的に一体化した状態において厚み方向に赤外線ＩＲを透過させて「センサ本体」に対する赤外線ＩＲの入射を許容すると共に、各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９の間に電圧が印加されずに各赤外線透過薄膜積層体２２，２４，２９の間にギャップ２７が形成された状態において赤外線ＩＲを反射して「センサ本体」に対する赤外線ＩＲの入射を規制する構成の赤外線測定器１Ａを製造する。
【００６１】
したがって、この赤外線測定器１Ａ、および赤外線測定器１Ａの製造方法によれば、前述した赤外線測定器１、および赤外線測定器１の製造方法と同様の効果を奏することができる。
【００６２】
なお、焦電型赤外線センサの一例である強誘電体層１３を有する赤外線センサ部２，２ａを備えた赤外線測定器１，１Ａを例に挙げて説明したが、「赤外線センサ」は、焦電型赤外線センサに限定されず、サーモパイル型赤外線センサやサーミスタ等の各種熱型センサ、および量子型赤外線センサなどを採用して赤外線測定器を構成することができる。このように、焦電型赤外線センサ以外の「赤外線センサ」を採用する場合においても、「赤外線センサ部」を、「赤外線シャッター機構部」とは別個に製造して、後に、「赤外線センサ部」および「赤外線シャッター機構部」を一体化することにより、前述した赤外線測定器１，１Ａと同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１，１Ａ 赤外線測定器
２，２ａ 赤外線センサ部
３，３ａ 赤外線シャッター機構部
１０，２０ 支持基板
１１，２１ 絶縁層
１２，１４，１６，２６，２６ａ 導体層
１３ 強誘電体層
１５ 保護膜
１７ 赤外線吸収膜
１８ 空隙
１９ バンプ
２２，２４，２９ 赤外線透過薄膜積層体
２３，２３ａ 犠牲層
２５，２５ａ 支持層
２７，２７ａ ギャップ
２８ 反射率低減層
ＩＲ 赤外線
Ｐ１，Ｐ２ 電極
Ｐ１ａ，Ｐ２ａ，Ｐ３ｂ，Ｐ４ｂ，Ｐ７ｂ 信号線接続部
Ｐ３ａ，Ｐ４ａ，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７ａ，Ｐ８ パンプ接続部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の支持基板と、当該第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって当該第１の支持基板に対して非接触状態で支持されたセンサ本体とを有する赤外線センサ部を備えると共に、
赤外線を透過可能な材料で形成された第２の支持基板と、当該第２の支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記第２の支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第２の支持膜によって当該第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第２の高屈折率層とを有して、当該両高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、当該両高屈折率層の間に電圧が印加された状態において当該両高屈折率層が光学的に一体化し、かつ、当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されない状態において当該両高屈折率層の間にギャップが形成されるように構成された赤外線シャッター機構部を備え、
前記第１の支持基板における前記一方の面と前記第２の支持基板における前記一方の面とが対向するように前記赤外線センサ部および前記赤外線シャッター機構部が一体化されて、前記両高屈折率層の間に前記電圧が印加されて当該両高屈折率層が前記厚み方向で光学的に一体化した状態において当該厚み方向に前記赤外線を透過させて前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を許容すると共に当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されずに当該両高屈折率層の間に前記ギャップが形成された状態において当該赤外線を反射して前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を規制するように構成されている赤外線測定器。
【請求項２】
第１の支持基板と、当該第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって当該第１の支持基板に対して非接触状態で支持されたセンサ本体とを有する赤外線センサ部を備えると共に、
赤外線を透過可能な材料で形成された第２の支持基板と、当該第２の支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記第２の支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第２の支持膜によって当該第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第２の高屈折率層と、前記第１の高屈折率層および前記第２の高屈折率層の間に配置されて第３の支持膜によって前記第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第３の高屈折率層とを有して、当該各高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、対向する２組の当該各高屈折率層の間に電圧がそれぞれ印加された状態において当該３つの高屈折率層が光学的に一体化し、かつ、当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されない状態において当該２組の各高屈折率層の間にギャップがそれぞれ形成されるように構成された赤外線シャッター機構部を備え、
前記第１の支持基板における前記一方の面と前記第２の支持基板における前記一方の面とが対向するように前記赤外線センサ部および前記赤外線シャッター機構部が一体化されて、前記２組の各高屈折率層の間に前記電圧がそれぞれ印加されて当該各高屈折率層が前記厚み方向で光学的に一体化した状態において当該厚み方向に前記赤外線を透過させて前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を許容すると共に当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されずに当該２組の各高屈折率層の間に前記ギャップがそれぞれ形成された状態において当該赤外線を反射して前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を規制するように構成されている赤外線測定器。
【請求項３】
前記赤外線センサ部は、前記センサ本体としての焦電型赤外線センサを備えて構成されている請求項１または２記載の赤外線測定器。
【請求項４】
前記赤外線シャッター機構部は、前記第２の支持基板を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって当該第２の支持基板における他方の面に形成された反射率低減層を備えて構成されている請求項１から３のいずれかに記載の赤外線測定器。
【請求項５】
第１の支持基板と、当該第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって当該第１の支持基板に対して非接触状態で支持されたセンサ本体とを有する赤外線センサ部を製造すると共に、
赤外線を透過可能な材料で形成された第２の支持基板と、当該第２の支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記第２の支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第２の支持膜によって当該第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第２の高屈折率層とを有して、当該両高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、当該両高屈折率層の間に電圧が印加された状態において当該両高屈折率層が光学的に一体化し、かつ、当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されない状態において当該両高屈折率層の間にギャップが形成されるように構成された赤外線シャッター機構部を製造した後に、
前記第１の支持基板における前記一方の面と前記第２の支持基板における前記一方の面とが対向するように前記赤外線センサ部および前記赤外線シャッター機構部を一体化することによって、前記両高屈折率層の間に前記電圧が印加されて当該両高屈折率層が前記厚み方向で光学的に一体化した状態において当該厚み方向に前記赤外線を透過させて前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を許容すると共に、当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されずに当該両高屈折率層の間に前記ギャップが形成された状態において当該赤外線を反射して前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を規制する構成の赤外線測定器を製造する赤外線測定器の製造方法。
【請求項６】
第１の支持基板と、当該第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって当該第１の支持基板に対して非接触状態で支持されたセンサ本体とを有する赤外線センサ部を製造すると共に、
赤外線を透過可能な材料で形成された第２の支持基板と、当該第２の支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記第２の支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第２の支持膜によって当該第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第２の高屈折率層と、前記第１の高屈折率層および前記第２の高屈折率層の間に配置されて第３の支持膜によって前記第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第３の高屈折率層とを有して、当該各高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、対向する２組の当該各高屈折率層の間に電圧がそれぞれ印加された状態において当該３つの高屈折率層が光学的に一体化し、かつ、当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されない状態において当該２組の各高屈折率層の間にギャップがそれぞれ形成されるように構成された赤外線シャッター機構部を製造した後に、
前記第１の支持基板における前記一方の面と前記第２の支持基板における前記一方の面とが対向するように前記赤外線センサ部および前記赤外線シャッター機構部を一体化することによって、前記２組の各高屈折率層の間に前記電圧がそれぞれ印加されて当該各高屈折率層が前記厚み方向で光学的に一体化した状態において当該厚み方向に前記赤外線を透過させて前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を許容すると共に、当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されずに当該２組の各高屈折率層の間に前記ギャップがそれぞれ形成された状態において当該赤外線を反射して前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を規制する構成の赤外線測定器を製造する赤外線測定器の製造方法。
【請求項１】
第１の支持基板と、当該第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって当該第１の支持基板に対して非接触状態で支持されたセンサ本体とを有する赤外線センサ部を備えると共に、
赤外線を透過可能な材料で形成された第２の支持基板と、当該第２の支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記第２の支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第２の支持膜によって当該第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第２の高屈折率層とを有して、当該両高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、当該両高屈折率層の間に電圧が印加された状態において当該両高屈折率層が光学的に一体化し、かつ、当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されない状態において当該両高屈折率層の間にギャップが形成されるように構成された赤外線シャッター機構部を備え、
前記第１の支持基板における前記一方の面と前記第２の支持基板における前記一方の面とが対向するように前記赤外線センサ部および前記赤外線シャッター機構部が一体化されて、前記両高屈折率層の間に前記電圧が印加されて当該両高屈折率層が前記厚み方向で光学的に一体化した状態において当該厚み方向に前記赤外線を透過させて前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を許容すると共に当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されずに当該両高屈折率層の間に前記ギャップが形成された状態において当該赤外線を反射して前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を規制するように構成されている赤外線測定器。
【請求項２】
第１の支持基板と、当該第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって当該第１の支持基板に対して非接触状態で支持されたセンサ本体とを有する赤外線センサ部を備えると共に、
赤外線を透過可能な材料で形成された第２の支持基板と、当該第２の支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記第２の支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第２の支持膜によって当該第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第２の高屈折率層と、前記第１の高屈折率層および前記第２の高屈折率層の間に配置されて第３の支持膜によって前記第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第３の高屈折率層とを有して、当該各高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、対向する２組の当該各高屈折率層の間に電圧がそれぞれ印加された状態において当該３つの高屈折率層が光学的に一体化し、かつ、当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されない状態において当該２組の各高屈折率層の間にギャップがそれぞれ形成されるように構成された赤外線シャッター機構部を備え、
前記第１の支持基板における前記一方の面と前記第２の支持基板における前記一方の面とが対向するように前記赤外線センサ部および前記赤外線シャッター機構部が一体化されて、前記２組の各高屈折率層の間に前記電圧がそれぞれ印加されて当該各高屈折率層が前記厚み方向で光学的に一体化した状態において当該厚み方向に前記赤外線を透過させて前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を許容すると共に当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されずに当該２組の各高屈折率層の間に前記ギャップがそれぞれ形成された状態において当該赤外線を反射して前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を規制するように構成されている赤外線測定器。
【請求項３】
前記赤外線センサ部は、前記センサ本体としての焦電型赤外線センサを備えて構成されている請求項１または２記載の赤外線測定器。
【請求項４】
前記赤外線シャッター機構部は、前記第２の支持基板を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって当該第２の支持基板における他方の面に形成された反射率低減層を備えて構成されている請求項１から３のいずれかに記載の赤外線測定器。
【請求項５】
第１の支持基板と、当該第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって当該第１の支持基板に対して非接触状態で支持されたセンサ本体とを有する赤外線センサ部を製造すると共に、
赤外線を透過可能な材料で形成された第２の支持基板と、当該第２の支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記第２の支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第２の支持膜によって当該第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第２の高屈折率層とを有して、当該両高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、当該両高屈折率層の間に電圧が印加された状態において当該両高屈折率層が光学的に一体化し、かつ、当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されない状態において当該両高屈折率層の間にギャップが形成されるように構成された赤外線シャッター機構部を製造した後に、
前記第１の支持基板における前記一方の面と前記第２の支持基板における前記一方の面とが対向するように前記赤外線センサ部および前記赤外線シャッター機構部を一体化することによって、前記両高屈折率層の間に前記電圧が印加されて当該両高屈折率層が前記厚み方向で光学的に一体化した状態において当該厚み方向に前記赤外線を透過させて前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を許容すると共に、当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されずに当該両高屈折率層の間に前記ギャップが形成された状態において当該赤外線を反射して前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を規制する構成の赤外線測定器を製造する赤外線測定器の製造方法。
【請求項６】
第１の支持基板と、当該第１の支持基板における一方の面側に配置されて第１の支持膜によって当該第１の支持基板に対して非接触状態で支持されたセンサ本体とを有する赤外線センサ部を製造すると共に、
赤外線を透過可能な材料で形成された第２の支持基板と、当該第２の支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記第２の支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第２の支持膜によって当該第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第２の高屈折率層と、前記第１の高屈折率層および前記第２の高屈折率層の間に配置されて第３の支持膜によって前記第２の支持基板に対して非接触状態で支持された第３の高屈折率層とを有して、当該各高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、対向する２組の当該各高屈折率層の間に電圧がそれぞれ印加された状態において当該３つの高屈折率層が光学的に一体化し、かつ、当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されない状態において当該２組の各高屈折率層の間にギャップがそれぞれ形成されるように構成された赤外線シャッター機構部を製造した後に、
前記第１の支持基板における前記一方の面と前記第２の支持基板における前記一方の面とが対向するように前記赤外線センサ部および前記赤外線シャッター機構部を一体化することによって、前記２組の各高屈折率層の間に前記電圧がそれぞれ印加されて当該各高屈折率層が前記厚み方向で光学的に一体化した状態において当該厚み方向に前記赤外線を透過させて前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を許容すると共に、当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されずに当該２組の各高屈折率層の間に前記ギャップがそれぞれ形成された状態において当該赤外線を反射して前記センサ本体に対する当該赤外線の入射を規制する構成の赤外線測定器を製造する赤外線測定器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図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】
【公開番号】特開２０１２−１８９４７３（Ｐ２０１２−１８９４７３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３８７３（Ｐ２０１１−５３８７３）
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【出願人】（０００２２７１８０）日置電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【出願人】（０００２２７１８０）日置電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
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