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JP3309957B2 - Infrared detector - Google Patents
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JP3309957B2 - Infrared detector - Google Patents

Infrared detector

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JP3309957B2
JP3309957B2 JP32407597A JP32407597A JP3309957B2 JP 3309957 B2 JP3309957 B2 JP 3309957B2 JP 32407597 A JP32407597 A JP 32407597A JP 32407597 A JP32407597 A JP 32407597A JP 3309957 B2 JP3309957 B2 JP 3309957B2
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measuring resistor
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temperature measuring
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秀章 山岸
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外光を熱にして
その温度変化を測温抵抗体により検出する赤外線検出素
子に関し、特に赤外光の集光手段の制作が容易で、波長
依存性の少ない赤外線検出素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared detecting element for detecting a temperature change by using infrared light as heat and detecting a temperature change with a resistance temperature detector. The present invention relates to an infrared detecting element having low resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の赤外線検出素子としてはボロメー
タ等がある。ボロメータは赤外線を吸収することにより
赤外線を熱に変換し、この温度変化を測温抵抗体を用い
て検出して赤外線を検出するものである。
2. Description of the Related Art As a conventional infrared detecting element, there is a bolometer and the like. The bolometer converts infrared rays into heat by absorbing the infrared rays, and detects a temperature change using a resistance temperature detector to detect the infrared rays.

【0003】前記温度変化を大きくさせ検出感度を向上
させるためには赤外光の受光面積を大きくする必要性が
ある。
In order to increase the temperature change and improve the detection sensitivity, it is necessary to increase the infrared light receiving area.

【0004】但し、基板上に測温抵抗体を形成した構造
の従来の赤外線検出素子では赤外光を受光する受光面積
は前記測温抵抗体の面積になるので、測温抵抗体の面積
を大きくすれば受光面積は広がるものの、同時に測温抵
抗体の熱コンダクタンスや熱容量が増加して応答速度が
遅くなってしまう。
However, in a conventional infrared detecting element having a structure in which a resistance thermometer is formed on a substrate, the light receiving area for receiving infrared light is the area of the resistance thermometer. Increasing the size increases the light receiving area, but at the same time increases the thermal conductance and heat capacity of the resistance temperature detector, resulting in a slow response speed.

【0005】そこで、測温抵抗体の面積を小さくして熱
コンダクタンスや熱容量を小さくすると共にレンズ等の
集光手段を設けて、入射する赤外光を測温抵抗体に集光
して温度変化を大きくさせる工夫がなされている。
Therefore, the area of the RTD is reduced to reduce the thermal conductance and the heat capacity, and a focusing means such as a lens is provided. The incident infrared light is focused on the RTD to change the temperature. It is devised to increase the size.

【0006】図5はこのような従来のボロメータの一例
を示す断面図である。図5において1及び7はボロメー
タが収納される円盤状及び円筒状の金属製の容器、2は
Si等の基板、3は赤外線吸収体であるサーミスタ等の
測温抵抗体、4a、4b、6a及び6bは電極、5a及
び5bは内部配線、8はレンズ、100は入射赤外光で
ある。
FIG. 5 is a sectional view showing an example of such a conventional bolometer. In FIG. 5, reference numerals 1 and 7 denote disc-shaped and cylindrical metal containers for accommodating bolometers, 2 denotes a substrate made of Si or the like, 3 denotes a temperature measuring resistor such as a thermistor which is an infrared absorber, 4a, 4b, 6a. And 6b are electrodes, 5a and 5b are internal wirings, 8 is a lens, and 100 is incident infrared light.

【0007】Si等の基板2上に赤外線吸収体であるサ
ーミスタ等の測温抵抗体3が形成され、基板2上であっ
て測温抵抗体3の両端にはアルミニウム等により電極4
a及び4bが形成される。
A temperature measuring resistor 3 such as a thermistor, which is an infrared absorber, is formed on a substrate 2 made of Si or the like, and electrodes 4 made of aluminum or the like are formed on both ends of the temperature measuring resistor 3 on the substrate 2.
a and 4b are formed.

【0008】基板2は円盤状の容器1の中央部に固定さ
れると共に基板2上に形成された電極4a及び4bが内
部配線5a及び5bによって容器1に設けられた電極6
a及び6bに接続される。
The substrate 2 is fixed to the center of the disk-shaped container 1 and the electrodes 4a and 4b formed on the substrate 2 are provided on the container 1 by internal wirings 5a and 5b.
a and 6b.

【0009】一方、円筒状の容器7の一方の開口部分に
はレンズ8が固定され、レンズ8の焦点が測温抵抗体3
に一致するように光軸を合わせながら容器7の他方の開
口部分が容器1に固定される。
On the other hand, a lens 8 is fixed to one opening of the cylindrical container 7, and the focal point of the lens 8 is
The other opening of the container 7 is fixed to the container 1 while aligning the optical axis so as to coincide with the above.

【0010】ここで、図5に示す従来例の動作を説明す
る。入射赤外光100はレンズ8により赤外線吸収体で
ある測温抵抗体3に集光される。このため、赤外線吸収
体である測温抵抗体3は赤外線を吸収することにより赤
外線が熱に変換され、この温度変化が抵抗値変化として
出力される。
Now, the operation of the conventional example shown in FIG. 5 will be described. The incident infrared light 100 is condensed by the lens 8 on the temperature measuring resistor 3 which is an infrared absorber. Therefore, the temperature measuring resistor 3, which is an infrared absorber, absorbs the infrared light and converts the infrared light into heat, and this temperature change is output as a resistance value change.

【0011】この抵抗値変化を電極4a、内部配線5a
及び電極6aと電極4b、内部配線5b及び電極6bを
介して取り出すことにより赤外線を検出することが可能
になる。
The change in the resistance is measured by the electrode 4a and the internal wiring 5a.
In addition, infrared rays can be detected by taking out through the electrodes 6a and 4b, the internal wiring 5b and the electrode 6b.

【0012】この結果、測温抵抗体の面積を小さくして
熱コンダクタンスや熱容量を小さくすると共に集光手段
であるレンズ8を用いて入射赤外線を赤外線吸収体であ
る測温抵抗体に集光して温度変化を大きくさせることに
より、応答速度を犠牲にすることなく検出感度を向上さ
せることが可能になる。
As a result, the area of the resistance thermometer is reduced to reduce the thermal conductance and the heat capacity, and the incident infrared rays are condensed on the resistance thermometer as an infrared absorber by using the lens 8 as the light condensing means. As a result, the detection sensitivity can be improved without sacrificing the response speed.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかし、検出対象が赤
外線であるので集光手段として用いられるレンズ8は赤
外波長領域を透過させる必要があり、一般に、赤外波長
領域透過のレンズは高価で制作も困難であると言った問
題点があった。
However, since the object to be detected is infrared light, the lens 8 used as the light condensing means must transmit the infrared wavelength region. Generally, a lens that transmits the infrared wavelength region is expensive. There was a problem that production was difficult.

【0014】また、レンズ8の材質の透過率や屈折率に
は赤外波長領域に波長依存性があるので赤外線検出素子
自体に波長依存性が生じてしまうと言った問題点があっ
た。
In addition, there is a problem that the transmittance and the refractive index of the material of the lens 8 have wavelength dependence in the infrared wavelength region, so that the infrared detection element itself has wavelength dependence.

【0015】さらに、容器1と容器7とを固定する際に
はレンズ8の焦点が測温抵抗体3に一致するように光軸
を合わせながら作業をする必要性があり制作が容易では
ないと言った問題点があった。従って本発明が解決しよ
うとする課題は、制作が容易で、赤外波長領域での波長
依存性の少ない赤外線検出素子を実現することにある。
Further, when the container 1 and the container 7 are fixed, it is necessary to work while adjusting the optical axis so that the focal point of the lens 8 coincides with the resistance temperature detector 3, so that production is not easy. There was the problem I mentioned. Accordingly, an object of the present invention is to realize an infrared detecting element which is easy to manufacture and has little wavelength dependence in an infrared wavelength region.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明のうち請求項1記載の発明は、赤外光
を赤外線吸収体で熱にしてその温度変化を測温抵抗体に
より検出する赤外線検出素子において、凹曲面である窪
みが形成されその窪み部分に第1の反射膜が形成された
第1の基板と、絶縁膜が形成されこの絶縁膜の上に測温
抵抗体が形成されると共に前記絶縁膜上であって前記測
温抵抗体の両端に電極が形成され、前記絶縁膜が形成さ
れた側と反対の側に形成された曲面の窪みに第2の反射
膜を形成し、この第2の反射膜からの反射光が前記測温
抵抗体に入射するようにした第2の基板とを備え、前記
第1の反射膜で構成される凹面鏡の焦点が前記測温抵抗
体に一致するように前記第1及び第2の基板を接合した
ことにより、制作が容易で、赤外波長領域での波長依存
性の少ない赤外線検出素子が実現できる。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an infrared light is heated by an infrared absorber and the temperature change is measured by a temperature measuring resistor. In the infrared detecting element, a first substrate in which a concave which is a concave curved surface is formed and a first reflective film is formed in the concave portion, and an insulating film is formed, and a temperature measuring resistor is formed on the insulating film. Are formed and electrodes are formed at both ends of the resistance temperature detector on the insulating film, and a second reflection is formed in a concave of a curved surface formed on a side opposite to a side on which the insulating film is formed.
Forming a film, and the reflected light from the second reflection film is used for measuring the temperature.
A second substrate adapted to be incident on the resistor ,
Since the first and second substrates are joined so that the focal point of the concave mirror constituted by the first reflection film coincides with the resistance temperature detector, the production is easy and the wavelength dependence in the infrared wavelength region is improved. It is possible to realize an infrared detecting element having low resistance.

【0017】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明である赤外線検出素子において、前記絶縁膜の一部を
削除して梁を形成して前記測温抵抗体が形成された絶縁
膜が前記梁により空中に支持されるエアブリッジ構造に
することにより、応答速度を向上させることが可能にな
る。
According to a second aspect of the present invention, in the infrared detecting element according to the first aspect of the present invention, a part of the insulating film is deleted to form a beam and the temperature measuring resistor is formed. By using an air bridge structure supported in the air by the beams, it is possible to improve the response speed.

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下本発明を図面を用いて詳細に
説明する。図1は本発明に係る赤外線検出素子の一実施
例を示す構成断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of an embodiment of the infrared detecting element according to the present invention.

【0021】図1において9及び14はSi等の基板、
10は反射膜、11は接合面、12a及び12bは電
極、13はSiO2 等の絶縁膜、15は赤外線吸収体で
ある測温抵抗体、16a及び16bは反射防止膜、10
0aは入射赤外光である。
In FIG. 1, reference numerals 9 and 14 denote substrates such as Si,
10 is a reflection film, 11 is a bonding surface, 12a and 12b are electrodes, 13 is an insulating film such as SiO 2 , 15 is a temperature measuring resistor which is an infrared absorber, 16a and 16b are antireflection films,
0a is incident infrared light.

【0022】基板9には図1中”イ”に示すような凹曲
面である窪みが形成されその窪み部分には反射膜10が
形成される。また、この反射膜10により構成される凹
面鏡の焦点は基板9の上端、且つ、中央部に位置するよ
うに形成される。
A depression having a concave curved surface as shown in FIG. 1A is formed in the substrate 9, and a reflection film 10 is formed in the depression. The focal point of the concave mirror constituted by the reflection film 10 is formed so as to be located at the upper end and the center of the substrate 9.

【0023】また、基板14上には絶縁膜13が形成さ
れ、さらに、絶縁膜13の上には測温抵抗体15が形成
される。絶縁膜13上であって測温抵抗体15の両端に
はアルミニウム等の金属により電極12a及び12bが
形成される。
An insulating film 13 is formed on the substrate 14, and a resistance temperature detector 15 is formed on the insulating film 13. Electrodes 12a and 12b are formed on the insulating film 13 and at both ends of the resistance temperature detector 15 with a metal such as aluminum.

【0024】また、基板14の絶縁膜13等が形成され
た側と反対の側であって測温抵抗体15の裏側部分に
は、図1中”ロ”に示すような円筒状の窪みが形成され
てこの窪みの底部分及び絶縁膜13等が形成された側と
反対の側の基板14の表面には反射防止膜16a及び1
6bが形成される。
On the other side of the substrate 14 on the side opposite to the side on which the insulating film 13 and the like are formed, and on the back side of the resistance temperature detector 15, there is provided a cylindrical hollow as shown in FIG. The anti-reflection films 16a and 16a are provided on the surface of the substrate 14 which is formed and the bottom of the dent and the side opposite to the side where the insulating film 13 and the like are formed.
6b is formed.

【0025】最後に、基板9と基板14上の絶縁膜13
並びに電極12a及び12bは接合面11において接合
されて一体化する。この時、反射膜10により構成され
る凹面鏡の焦点は基板14に形成された測温抵抗体15
になるように位置合わせがなされる。
Finally, the insulating film 13 on the substrate 9 and the substrate 14
The electrodes 12a and 12b are joined at the joining surface 11 to be integrated. At this time, the focal point of the concave mirror constituted by the reflection film 10 is set at the temperature measuring resistor 15 formed on the substrate 14.
Is adjusted so that

【0026】ここで、図1に示す実施例の動作を説明す
る。赤外線検出素子では赤外線吸収体である測温抵抗体
15の面積を極力小さくし、電極12a及び12bはそ
の配線抵抗が大きくならない程度に出来るだけ細くし
て、熱コンダクタンスや熱容量を小さくする。
Here, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described. In the infrared detecting element, the area of the temperature measuring resistor 15 which is an infrared absorber is made as small as possible, and the electrodes 12a and 12b are made as thin as possible so as not to increase the wiring resistance, thereby reducing the thermal conductance and the heat capacity.

【0027】この状態で、入射赤外光100aは反射防
止膜16a及び絶縁膜13を透過して反射膜10に入射
される。反射膜10に入射された入射赤外光100aは
反射されて反射膜10により構成される凹面鏡の焦点で
ある測温抵抗体15に集光される。
In this state, the incident infrared light 100a passes through the antireflection film 16a and the insulating film 13 and is incident on the reflection film 10. The incident infrared light 100a incident on the reflection film 10 is reflected and condensed on the temperature measuring resistor 15 which is the focal point of the concave mirror formed by the reflection film 10.

【0028】すなわち、絶縁膜13を一旦透過した入射
赤外光100aが反射膜10で反射され入射方向とは逆
側、言い換えれば測温抵抗体15の後ろ側から入射され
ることになる。
That is, the incident infrared light 100a once transmitted through the insulating film 13 is reflected by the reflective film 10 and is incident on the opposite side to the incident direction, in other words, from the rear side of the resistance temperature detector 15.

【0029】このため、赤外線吸収体である測温抵抗体
15はその両面で赤外線を吸収することにより赤外線が
熱に変換され、この温度変化が抵抗値変化として出力さ
れる。この抵抗値変化を電極12a及び12bを介して
取り出すことにより赤外線を検出することが可能にな
る。
For this reason, the temperature measuring resistor 15 which is an infrared absorber absorbs infrared rays on both surfaces thereof, thereby converting the infrared rays into heat, and this temperature change is output as a resistance value change. By extracting this change in the resistance value through the electrodes 12a and 12b, infrared rays can be detected.

【0030】この結果、赤外線吸収体である測温抵抗体
15の面積を極力小さくし、電極12a及び12bはそ
の配線抵抗が大きくならない程度に出来るだけ細くし
て、熱コンダクタンスや熱容量を小さくすると共に集光
手段として反射膜10により構成される凹面鏡で透過し
た入射赤外光100aを測温抵抗体15の裏面から集光
することにより、応答速度を犠牲にすることなく検出感
度を向上させることが可能になる。
As a result, the area of the temperature measuring resistor 15 which is an infrared absorber is made as small as possible, and the electrodes 12a and 12b are made as thin as possible so as not to increase the wiring resistance, thereby reducing the thermal conductance and the heat capacity. By condensing the incident infrared light 100a transmitted by the concave mirror constituted by the reflection film 10 from the back surface of the resistance temperature detector 15 as a light condensing means, the detection sensitivity can be improved without sacrificing the response speed. Will be possible.

【0031】また、高価であり、その光軸合わせが難し
い従来例のようなレンズを用いる必要がなくなるので制
作が容易になる。さらに、赤外波長領域で波長依存性の
あるレンズを用いないので赤外線検出素子の波長依存性
が少なくなる。
Further, since it is not necessary to use a lens which is expensive and difficult to align the optical axis as in the conventional example, the production becomes easy. Furthermore, since a lens having wavelength dependency in the infrared wavelength region is not used, the wavelength dependency of the infrared detecting element is reduced.

【0032】ここで、さらに、図1に示す実施例の製造
方法を図2及び図3を用いて説明する。図2及び図3は
実施例の製造工程を示す工程図であり、図中の符号は図
1と同一符号を付してある。
Here, the manufacturing method of the embodiment shown in FIG. 1 will be further described with reference to FIGS. 2 and 3 are process diagrams showing the manufacturing process of the embodiment, and the reference numerals in the drawings are the same as those in FIG.

【0033】図2(a)に示す工程において基板14上
には赤外波長領域を透過させる絶縁膜13を形成し、図
2(b)に示す工程において先に形成した絶縁膜13上
に測温抵抗体15を形成する。この時、熱コンダクタン
スや熱容量を小さくするために測温抵抗体15の面積は
出来るだけ小さくする。
In the step shown in FIG. 2A, an insulating film 13 transmitting the infrared wavelength region is formed on the substrate 14, and the measurement is performed on the insulating film 13 formed earlier in the step shown in FIG. The thermal resistor 15 is formed. At this time, the area of the resistance temperature detector 15 is made as small as possible to reduce the thermal conductance and the heat capacity.

【0034】また、図2(c)に示す工程において絶縁
膜13上の測温抵抗体15の両端にアルミニウム等によ
り電極12a及び12bを形成する。この時、電極12
a及び12bはその配線抵抗が大きくならない程度に出
来るだけ細くする。
In the step shown in FIG. 2C, electrodes 12a and 12b are formed at both ends of the resistance temperature detector 15 on the insulating film 13 by using aluminum or the like. At this time, the electrode 12
a and 12b are made as thin as possible without increasing the wiring resistance.

【0035】図2(d)に示す工程において基板14の
絶縁膜13等を形成した側と反対の側であって測温抵抗
体15の裏側部分に図2中”ロ”に示すような円筒状の
窪みをエッチング等を用いて形成する。
In the step shown in FIG. 2D, a cylinder as shown in "b" in FIG. 2 is provided on the back side of the resistance bulb 15 opposite to the side on which the insulating film 13 and the like of the substrate 14 are formed. A concave is formed by etching or the like.

【0036】さらに、図2(e)に示す工程において図
2中”ロ”に示す窪みの底部分及び基板14のエッチン
グされなかった表面部分に反射防止膜16a及び16b
を形成する。
Further, in the step shown in FIG. 2E, anti-reflection films 16a and 16b are formed on the bottom portion of the dent indicated by "b" in FIG.
To form

【0037】一方、図3(a)、(b)、(c)及び
(d)等に示すようにその工程毎に複数のマスクパター
ンによるエッチング等により基板9を順次加工して図3
中”イ”に示すような凹曲面である窪みを形成する。
On the other hand, as shown in FIGS. 3 (a), 3 (b), 3 (c) and 3 (d), the substrate 9 is sequentially processed by etching or the like with a plurality of mask patterns in each step.
A concave is formed as a concave curved surface as shown in “a”.

【0038】そして、図3(e)に示す工程において図
3中”イ”に示す窪み部分に反射膜9を形成する。この
時、この反射膜10により構成される凹面鏡の焦点は基
板9の上端、且つ、中央部に位置するように形成され
る。
Then, in the step shown in FIG. 3E, a reflection film 9 is formed in the recessed portion shown by "A" in FIG. At this time, the focal point of the concave mirror constituted by the reflection film 10 is formed so as to be located at the upper end and the center of the substrate 9.

【0039】最後の工程において図2及び図3の各工程
で形成された基板14及び基板9とを反射膜10により
構成される凹面鏡の焦点が基板14に形成された測温抵
抗体15になるようにアライナーにより位置合わせして
接合炉等を用いて両者を接合することにより、図1に示
すような赤外線検出素子を製造することができる。この
時、基板14及び基板9の接合面11は鏡面レベルで平
坦であるためSiとSiが酸素を介して強力に結合す
る。
In the last step, the focal point of the concave mirror formed by the reflection film 10 becomes the temperature measuring resistor 15 formed on the substrate 14 with the substrate 14 and the substrate 9 formed in the respective steps of FIGS. In this way, by aligning with an aligner and joining them together using a joining furnace or the like, an infrared detecting element as shown in FIG. 1 can be manufactured. At this time, since the bonding surface 11 between the substrate 14 and the substrate 9 is flat at the mirror level, Si and Si are strongly bonded via oxygen.

【0040】この結果、図2及び図3に示す工程を経る
ことにより、図1に示す赤外線検出素子を製造すること
が可能になる。
As a result, through the steps shown in FIGS. 2 and 3, the infrared detecting element shown in FIG. 1 can be manufactured.

【0041】なお、図1に示す実施例では鉛直方向から
入射された入射赤外光100aのみが測温抵抗体15に
集光される構成にすれば、入射赤外光100aの入射角
が制限されるので、赤外線検出素子の前に干渉フィルタ
等の分光手段を設けることにより、分光強度測定用の検
出器として用いることが可能になる。
In the embodiment shown in FIG. 1, if only the incident infrared light 100a incident from the vertical direction is condensed on the resistance bulb 15, the incident angle of the incident infrared light 100a is limited. Therefore, by providing a spectral unit such as an interference filter in front of the infrared detecting element, it is possible to use the detector as a detector for measuring the spectral intensity.

【0042】また、図1に示す実施例では基板14の絶
縁膜13等が形成された側と反対の側の基板14の表面
には反射防止膜16bを形成しているがなくても構わな
い。
In the embodiment shown in FIG. 1, the antireflection film 16b is not formed on the surface of the substrate 14 on the side opposite to the side on which the insulating film 13 and the like are formed. .

【0043】また、図4は本発明に係る他の赤外線検出
素子の一実施例を示す構成断面図である。図4において
9〜11,12a、12b及び15は図1と同一符号を
付してあり、13aは絶縁膜、14aはSi等の基板、
17は反射膜、100bは入射赤外光である。
FIG. 4 is a sectional view showing the structure of an embodiment of another infrared detecting element according to the present invention. In FIG. 4, reference numerals 9 to 11, 12a, 12b and 15 denote the same reference numerals as in FIG. 1, 13a denotes an insulating film, 14a denotes a substrate of Si or the like,
Reference numeral 17 denotes a reflection film, and 100b denotes incident infrared light.

【0044】また、基板9の構成については図1に示す
実施例と同一であり、基板14aの構成についても図1
に示す実施例とほぼ同一である。但し、異なる点は絶縁
層13aの一部をパターンニングにより削除して数本の
梁を形成して測温抵抗体15が形成された絶縁膜13a
が前記梁により空中に支持されるエアブリッジ構造にす
る。
The structure of the substrate 9 is the same as that of the embodiment shown in FIG. 1, and the structure of the substrate 14a is the same as that of FIG.
This is almost the same as the embodiment shown in FIG. However, the difference is that a part of the insulating layer 13a is removed by patterning to form several beams, and the insulating film 13a on which the resistance temperature detector 15 is formed.
Is an air bridge structure supported in the air by the beams.

【0045】さらに、基板14aには図1中”ロ”に示
すような円筒状の窪みではなく、基板9に形成された図
1中”イ”に示すような凹曲面である窪みと連続する曲
面の窪みが形成され、この窪みに反射膜17が形成され
る点である。この時、反射膜17により反射された入射
赤外光100bは測温抵抗体15に入射するように形成
される。
Further, the substrate 14a is not a cylindrical depression as shown by "b" in FIG. 1, but is continuous with a depression having a concave curved surface as shown by "a" in FIG. The point is that a concave of a curved surface is formed, and the reflection film 17 is formed in this concave. At this time, the incident infrared light 100 b reflected by the reflection film 17 is formed so as to be incident on the resistance bulb 15.

【0046】ここで、図4に示す実施例の動作を説明す
る。測温抵抗体15が形成された絶縁膜13aがエアブ
リッジ構造であるため熱コンダクタンスや熱容量を小さ
くなる。
The operation of the embodiment shown in FIG. 4 will now be described. Since the insulating film 13a on which the resistance temperature detector 15 is formed has an air bridge structure, heat conductance and heat capacity are reduced.

【0047】また、図1に示す実施例と比較して絶縁膜
13を透過した入射赤外光のみならず、反射膜17によ
り絶縁膜13を透過しない入射赤外光を測温抵抗体15
の前面に集光することにより入射赤外光100bを効率
的に測温抵抗体に集光することが可能になるので温度変
化を大きくすることができる。
In addition to the incident infrared light transmitted through the insulating film 13 as compared with the embodiment shown in FIG.
By condensing the incident infrared light 100b on the front surface of the temperature measuring resistor, the temperature change can be increased.

【0048】この結果、赤外線吸収体である測温抵抗体
15の面積を極力小さくし、電極12a及び12bはそ
の配線抵抗が大きくならない程度に出来るだけ細くする
と共にエアブリッジ構造にして、熱コンダクタンスや熱
容量を小さくし、集光手段として反射膜10及び反射膜
17により入射赤外光100bを測温抵抗体15の両面
から集光することにより、応答速度及び検出感度を向上
させることが可能になる。
As a result, the area of the temperature measuring resistor 15 which is an infrared absorber is made as small as possible, and the electrodes 12a and 12b are made as thin as possible so as not to increase the wiring resistance, and are formed into an air bridge structure, so that the thermal conductance and the like are reduced. The response speed and the detection sensitivity can be improved by reducing the heat capacity and condensing the incident infrared light 100b from both surfaces of the resistance temperature detector 15 by the reflection films 10 and 17 as the light condensing means. .

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。請求項1の発明
によれば、赤外線吸収体である測温抵抗体の面積を極力
小さくし、電極はその配線抵抗が大きくならない程度に
出来るだけ細くして、熱コンダクタンスや熱容量を小さ
くすると共に集光手段として第1の反射膜により構成さ
れる凹面鏡で透過した入射赤外光を測温抵抗体の裏面か
ら集光し、第2の反射膜により入射赤外光を測温抵抗体
に集光することにより、制作が容易で、赤外波長領域で
の波長依存性の少ない赤外線検出素子が実現でき、検出
感度を向上させることができる。
As is apparent from the above description,
According to the present invention, the following effects can be obtained. According to the first aspect of the present invention, the area of the temperature measuring resistor which is an infrared absorber is made as small as possible, and the electrodes are made as thin as possible so as not to increase the wiring resistance, so that the heat conductance and heat capacity are reduced and the electrodes are collected. The incident infrared light transmitted by the concave mirror constituted by the first reflection film is condensed from the back surface of the resistance temperature detector as the light means, and the incident infrared light is reflected by the second reflection film by the resistance temperature detector.
The by condensing, production is easy, can be realized depends on the wavelength less infrared detector of the infrared wavelength region, detected
Sensitivity can be improved.

【0050】また、請求項2の発明によれば、赤外線吸
収体である測温抵抗体の面積を極力小さくし、電極はそ
の配線抵抗が大きくならない程度に出来るだけ細くする
と共にエアブリッジ構造にして、熱コンダクタンスや熱
容量を小さくし、集光手段として第1の反射膜により構
成される凹面鏡で透過した入射赤外光を測温抵抗体に集
光し、第2の反射膜により入射赤外光を測温抵抗体に集
光することにより、応答速度を向上させることが可能に
なる。
According to the second aspect of the present invention, the area of the temperature measuring resistor which is an infrared absorber is made as small as possible, and the electrodes are made as thin as possible so that the wiring resistance is not increased, and the air bridge structure is used. In addition, the thermal conductance and the heat capacity are reduced, and the incident infrared light transmitted by the concave mirror constituted by the first reflecting film is condensed on the temperature measuring resistor as a condensing means, and the incident infrared light is condensed by the second reflecting film. To the RTD
Lighting makes it possible to improve the response speed.

【0051】[0051]

【0052】[0052]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る赤外線検出素子の一実施例を示す
構成断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of an embodiment of an infrared detecting element according to the present invention.

【図2】実施例の製造工程を示す工程図である。FIG. 2 is a process chart showing a manufacturing process of an example.

【図3】実施例の製造工程を示す工程図である。FIG. 3 is a process chart showing a manufacturing process of the example.

【図4】本発明に係る他の赤外線検出素子の一実施例を
示す構成断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing the configuration of an embodiment of another infrared detecting element according to the present invention.

【図5】従来のボロメータの一例を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing an example of a conventional bolometer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,7 容器 2,9,14,14a 基板 3,15 測温抵抗体 4a,4b,6a,6b,12a,12b 電極 5a,5b 内部配線 8 レンズ 10,17 反射膜 11 接合面 13,13a 絶縁膜 16a,16b 反射防止膜 100,100a,100b 入射赤外光 1,7 container 2,9,14,14a substrate 3,15 resistance temperature detector 4a, 4b, 6a, 6b, 12a, 12b electrode 5a, 5b internal wiring 8 lens 10,17 reflective film 11 bonding surface 13,13a insulation Film 16a, 16b Anti-reflection film 100, 100a, 100b Incident infrared light

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−229821(JP,A) 特開 昭63−108762(JP,A) 特開 平7−318420(JP,A) 特開 平9−218088(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01J 1/00 - 1/60 G01J 5/00 - 5/62 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-229821 (JP, A) JP-A-63-108762 (JP, A) JP-A-7-318420 (JP, A) JP-A-9-209 218088 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01J 1/00-1/60 G01J 5/00-5/62

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】赤外光を赤外線吸収体で熱にしてその温度
変化を測温抵抗体により検出する赤外線検出素子におい
て、 凹曲面である窪みが形成されその窪み部分に第1の反射
膜が形成された第1の基板と、 絶縁膜が形成されこの絶縁膜の上に測温抵抗体が形成さ
れると共に前記絶縁膜上であって前記測温抵抗体の両端
に電極が形成され、前記絶縁膜が形成された側と反対の
側に形成された曲面の窪みに第2の反射膜を形成し、こ
の第2の反射膜からの反射光が前記測温抵抗体に入射す
るようにした第2の基板とを備え、 前記第1の反射膜で構成される凹面鏡の焦点が前記測温
抵抗体に一致するように前記第1及び第2の基板を接合
したことを特徴とする赤外線検出素子。
1. An infrared detecting element for converting infrared light into heat by an infrared absorber and detecting a temperature change thereof by a temperature measuring resistor, wherein a concave which is a concave curved surface is formed, and a first reflective film is formed in the concave portion . An insulating film is formed on the formed first substrate, a temperature measuring resistor is formed on the insulating film, and electrodes are formed on the insulating film at both ends of the temperature measuring resistor; A second reflective film is formed in a concave portion of a curved surface formed on the side opposite to the side on which the insulating film is formed , and
The reflected light from the second reflective film is incident on the resistance temperature detector.
And a second substrate bonded to the first and second substrates such that a focal point of a concave mirror formed of the first reflection film coincides with the temperature measuring resistor. Infrared detecting element.
【請求項2】前記絶縁膜の一部を削除して梁を形成して
前記測温抵抗体が形成された絶縁膜が前記梁により空中
に支持されるエアブリッジ構造にしたことを特徴とする
請求項1記載の赤外線検出素子。
2. An air bridge structure in which a part of the insulating film is removed to form a beam, and the insulating film on which the temperature measuring resistor is formed is supported in the air by the beam. The infrared detecting element according to claim 1.
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