JP4122583B2

JP4122583B2 - Infrared detector

Info

Publication number: JP4122583B2
Application number: JP21933698A
Authority: JP
Inventors: 日出樹下澤; 靖和岩崎
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-08-03
Filing date: 1998-08-03
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2018-08-03
Also published as: JP2000055731A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、赤外線検出素子に係わり、特に赤外線を熱に変換し、その熱による温度変化を電気信号として検出する赤外線検出素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体マイクロマシーンニング技術を用いた赤外線検出素子の開発が進められている。熱型赤外線検出素子も、その例外ではない。図９は、従来の赤外線検出素子の平面構成図である。図９に示すように従来の赤外線検出素子１は、方形状の受光部２と、受光部２を支持する接続部３と、接続部３を支持する基板５と、受光部２と基板５との温度差を検出する温度検出素子４とから構成される。受光部２は基板５に対し、接続部３を介してのみ接触し、その他の熱的な接触は断たれている。
【０００３】
接続部３の一方の端部は、受光部２の一辺２３の右端付近で基板５と連結されている。そして、接続部３は辺２３に沿うように延ばされ、辺２３の左端で９０度だけ方向を変えて、さらに受光部２の別の辺２４に沿うように延ばされている。そして、接続部３の他方の端部は辺２４の上端付近で受光部２と連結されている。したがって、接続部３はＬ字型の形状を有することになる。また、図９には示さないが、受光部２はその表面全体に受光した赤外線を吸収し熱に変換するための赤外線吸収膜を有する。
【０００４】
この赤外線吸収膜は、入射する赤外線を吸収し、吸収された赤外線を熱に変換する。この変換された熱により受光部２の温度が変化する。温度検出素子４は、受光部２と基板５間の温度差を電気信号に変換し、この電気信号を基板５上に出力する。赤外線の検出感度を向上させるためには、接続部３の熱抵抗が大きいことが必要である。この赤外線検出感度の向上に関しては、特表平７−５０８０９５号公報に開示された技術等が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
接続部３は、図９に示すように３つの曲部（５１，５２，５３）を有する。この３つの曲部において、種々の熱処理を伴う製造工程中に熱膨張係数の相違に起因したねじれモーメントが発生する。このねじれモーメントは接続部３の形状が非対称的であるため、複雑に重ね合わされて接続部３全体として大きなねじれ角を生じさせる。したがって、受光部２の主表面（以下において「受光面」という）を基板５の表面に対して平行に保持することが難しくなる。つまり、受光面に赤外線が垂直に入射するように保持することが困難になる。特に、３つの曲部を有するため、ねじれ角は３つの自由度で変化する。ねじれ角が３つの自由度で変化するために、接続部３全体としてのねじれ角の制御が困難である。受光面が傾けば、赤外線を吸収することができる面積が実際の受光部２の面積よりも小さくなってしまい、赤外線検出感度もこれに応じて変化する。このようなねじれ角のばらつきにより、従来の赤外線検出素子は赤外線検出感度のばらつきが大きく、また製造歩留まりが低いという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、したがってその目的は、受光面を赤外線の入射角度に対し垂直に保持することができる赤外線検出素子を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、受光面の角度の制御が容易で、検出感度のばらつきの少ない赤外線検出素子を提供することである。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、赤外線検出感度やその他の特性の均一性およびその制御性が良く、かつ製造歩留まりが高い赤外線検出素子を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため、本発明の第１の特徴は、赤外線を熱に変換する第１および第２の受光部と、第１および第２の受光部の中心を通る中心線に対して対称な形状を有し、この中心線に対して対称な位置でそれぞれ第１および第２の受光部を支持する接続部と、接続部を支持する基板と、第１および第２の受光部と基板との温度差を検出する温度検出素子とから少なくとも構成されている赤外線検出素子であることである。
【００１０】
本発明の第１の特徴によれば、接続部が有する曲部の数を従来技術で示した場合に比べ少なくすることができ、各局部で発生するねじれモーメントの重ね合わせによる接続部のねじれ角を小さく抑えることができる。また、接続部が対称的な形状を有するため、ねじれモーメントが左右均等に接続部に加わり、接続部のねじれ角を小さく抑えることができる。
【００１１】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴を有する赤外線検出素子であって、さらに接続部が以下に示す３つの部分から構成されていることである。つまり、
（１）第１および第２の受光部の中心を通る中心線が基板上を通る点でこの基板に支持された一方の端部を有し、実質的にこの中心線上に配置された第１の部分、
（２）第１の部分の他方の端部からこの中心線に対して所定の分岐角で左方向に分岐し第１の受光部を支持する第２の部分、
（３）第１の部分の他方の端部からこの中心線に対してこの所定の分岐角で右方向に分岐し第２の受光部を支持する第３の部分、
とから受光部が構成されていることである。
【００１２】
本発明の第２の特徴によれば、第１の部分から第２および第３の部分に分岐する部分（曲部）で発生するねじれモーメントは左右均等に接続部に加わり、接続部のねじれ角を小さく抑えることができる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、受光面を赤外線の入射角度に対し垂直に保持することができ、もしくはその角度の変化を制御することが容易になり、検出感度のばらつきを少なくすることができる。
【００１４】
また本発明によれば、赤外線検出感度やその他の特性の均一性や制御性が高くなり、その製造歩留まりを向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わる赤外線検出素子の平面構成図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係わる赤外線検出素子５４は、赤外線を熱に変換する第１および第２の受光部１６、１７と、第１および第２の受光部１６、１７の中心を通る中心線に対して対称な形状を有し、この中心線に対して対称な位置でそれぞれ第１および第２の受光部１６、１７を支持する接続部３と、接続部３を支持する基板５と、第１および第２の受光部１６、１７と基板５との温度差を検出する温度検出素子４とから少なくとも構成されている。第１の受光部１６は辺３２、３４、４４、４５を有し、第２の受光部１７は辺３６、３８、４６、４７を有する。さらに図１には示さないが、第１および第２の受光部１６、１７はそれぞれその表面に、入射する赤外線を熱に変換する赤外線吸収膜を有する（後述の図２参照）。なおここでは、第１および第２の受光部１６、１７の２つの受光部がある場合について説明をするが、本発明の赤外線検出素子はさらに第３および第４の受光部等があっても構わないことはもちろんである。
【００１７】
接続部３は第１乃至第３の部分３３、３５、３７から構成されている。第１の部分３３の一方の端部は第１の受光部１６の辺３２と第２の受光部１７の辺３６との中央部付近で基板５に連結されている。第１の部分３３は、第１の受光部１６の辺４４と第２の受光部１７の辺４６に平行に延ばされている。その後、辺４４、４６の上端部周辺の他方の端部（Ｄ部）において、同じ大きさで方向の異なる分岐角で第２の部分３５および第３の部分３７に分岐されている。接続部３の第２の部分３５は第１の部分３３の他方の端部（Ｄ部）において分岐角θ＝９０度だけ左方向に分岐し、第１の受光部１６の辺３４に沿うように延ばされている。接続部３の第３の部分３７は第１の部分３３の他方の端部（Ｄ部）において同一の分岐角θで右方向、すなわち−９０度だけ右方向に分岐し、第２の受光部１７の辺３８に沿うように延ばされている。そして、第２の部分３５は辺３４の左端で、第３の部分３７は辺３８の右端で、それぞれ第１の受光部１６および第２の受光部１７に連結されている。
【００１８】
温度検出素子４は、例えばゼーベック効果を用いたサーモパイル（熱電対列）が使用される。サーモパイルは例えばｐ型ポリシリコン抵抗配線４１とｎ型ポリシリコン抵抗配線４２とアルミ配線４３とで構成される。ただし、ゼーベック効果が顕著であれば、ｐ型ポリシリコン抵抗配線４１とｎ型ポリシリコン抵抗配線４２との組み合わせ以外の他の金属の組み合わせ等を採用可能であることはもちろんである。第１の受光部１６には第１の温接点１８が、第２の受光部１７には第２の温接点１９がそれぞれ配置されている。冷接点２０は第１および第２の受光部１６、１７の中心を通る中心線が基板５を通る点で、この基板５上に配置されている。第１および第２の受光部１６、１７、接続部３および基板５はエッチング孔６および後述するような受光部１６、１７の下部に設けられた空洞部分を用いて互いに熱的に絶縁されている。
【００１９】
図２は図１のＡ−Ａ方向での断面構成図である。図２に示すように、（１００）面の単結晶シリコンの基板５の上に窒化珪素膜（Ｓｉ₃Ｎ₄膜）７が形成されている。窒化珪素膜７の下には、（１１０）面の結晶面１２が表出した空洞部分からなる熱分離領域１３が形成されている。ただし、（１００）面以外の他の面方位の単結晶基板を用いて、空洞部分に表出する結晶面を（１１０）面以外としてもよいことはもちろんである。窒化珪素膜７の上には温度検出素子４を構成するポリシリコン抵抗配線４１，４２が配置されている。ポリシリコン抵抗配線４１、４２は窒化珪素膜７により基板５との電気的絶縁が図られている。窒化珪素膜７は例えば３００ｎｍの厚さで形成されている。ポリシリコン抵抗配線４１，４２の上には第１の層間絶縁膜８が形成されている。第１の層間絶縁膜８は例えば厚さ４μｍの酸化珪素膜（ＳｉＯ₂膜）で形成されている。第１の層間絶縁膜８の上には第２の層間絶縁膜９が形成されている。第２の層間絶縁膜９は例えば厚さ１μｍの酸化珪素膜（ＳｉＯ₂膜）で形成されている。第２の層間絶縁膜９の上には保護膜１０が形成されている。保護膜１０は例えば厚さ３００ｎｍのプラズマ窒化珪素膜（Ｓｉ₃Ｎ₄膜）で形成されている。保護膜１０の上には第１および第２の受光部１６、１７に相当する部分の領域に、それぞれ赤外線を吸収して熱に変換する第１および第２の赤外線吸収膜６１、６２が形成されている。赤外線吸収膜６１、６２は例えば厚さ数μｍの金黒（Ａｕ−Ｂｌａｃｋ）の膜で形成されている。基板５の空洞部分の上に形成されている各層（７〜１０、６１、６２）がメンブレン領域を形成している。このメンブレン領域の下部の熱分離領域１３とエッチング孔６とにより、第１の受光部１６、第２の受光部１７および接続部３（図２では第１の部分３３のみが示されているが）が分離形成され、熱的に絶縁されている。
【００２０】
次に図３に示す図１のＢ−Ｂ方向の断面構成図について説明する。熱分離領域１３を有した（１００）面の基板５の上には窒化珪素膜７が形成されている。切断面が異なるので図２とは熱分離領域１３の形状が異なって表れているが、図２に示した熱分離領域１３と連続した同一の領域であることはもちろんである。すなわち、図２においては熱分離領域１３が３角形の形状を有しているのに対して、図３および後述する図４においては台形の形状を有しているのは、熱分離領域１３の立体形状が直線Ａ−Ａ上にあるが直線Ｂ−Ｂおよび直線Ｃ−Ｃ上にはない点を頂点とする４角錐であるからである。窒化珪素膜７の上にはｐ型ポリシリコン抵抗配線４１が配置されているのは図２と同様である。ｐ型ポリシリコン抵抗配線４１の上には第１の層間絶縁膜８が形成されている。第１の層間絶縁膜８の上には図１に示した第１の温接点と第２の温接点とを互いに接続するアルミ配線４３が配置されている。第１の層間絶縁膜８にはｐ型ポリシリコン抵抗配線４１とアルミ配線４３とを電気的に接触させ、第１の温接点１８を形成するためのコンタクトホールが形成されている。このコンタクトホールは例えば１μｍ×１μｍの孔が形成されている。なお図３の断面Ｂ−Ｂ上には示さないが、ｎ型ポリシリコン抵抗配線４２とアルミ配線４３とを電気的に接触させ、第２の温接点１９を形成するためのコンタクトホールについても同様である。アルミ配線４３の上には第２の層間絶縁膜９が形成されている。第２の層間絶縁膜９の上には保護膜１０が形成されている。保護膜１０の上には、第１の受光部１６に相当する部分の領域に第１の赤外線吸収膜６１が形成されている。図２からも明らかなように、第２の受光部１７側も同様な構造であることはもちろんである。第１の受光部１６と第２の部分３５とはこの断面上では連続して形成されている。窒化珪素膜７から第１の赤外線吸収膜６１までの各層（７〜１０、６１）を貫通したエッチング孔６および熱分離領域１３により、第１の受光部１５および第２の部分３５は基板５に対して中空状態で保持されて、熱的に絶縁されている。
【００２１】
図４は図１のＣ−Ｃ方向の断面構成図である。図２および図３の場合と同様に、熱分離領域１３を有した（１００）面の基板５の上に窒化珪素膜７、ポリシリコン抵抗配線４１、４２、第１の層間絶縁膜８、アルミ配線４３、第２の層間絶縁膜９、保護膜１０が配置・形成されている。但し、直線Ｃ−Ｃ上には第１および第２の受光部１６、１７が存在しないので、保護膜１０の上には赤外線吸収膜６１、６２は形成されていない。第２の部分３５と第３の部分３７とはこの断面上では連続して形成されている。窒化珪素膜７から保護膜１０までの各層（７〜１０）を貫通したエッチング孔６および熱分離領域１３により、第２の部分３５と第３の部分３７は基板５に対して中空状態で保持され、熱的に絶縁されている。熱分離領域１３は図３の場合と同様に図２で示す熱分離領域１３の形状とは異なるが、連続した同一の領域を形成する。
【００２２】
次に、このような構成を有する赤外線検出素子５４の動作について説明する。図２に示す第１および第２の赤外線吸収膜６１、６２に入射した赤外線はこの膜に吸収され熱に変換される。この変換された熱は第１および第２の赤外線吸収膜６１、６２の下にそれぞれ配置されている第１および第２の温接点１８、１９に伝わり、第１および第２の温接点１８、１９の温度が上昇する。したがって、第１の温接点１８と冷接点２０との間および第２の温接点１９と冷接点２０との間に温度差が生じ、ゼーベック効果により冷接点２０に配置された２つの端子３９、４０の間に熱起電力が生じる。第１および第２の温接点１８、１９は、図１に示すようにアルミ配線４３で互いに電気的に接続されている。
【００２３】
サーモパイル全体の熱起電力Ｓは、個々のポリシリコン抵抗配線４１、４２の熱起電力の和になり、一般的に次の式で表される。
【００２４】
Ｓ＝ｎ・（α_p＋α_n）・Ｒ_th・Ｐ・・・（１）
ここで、ｎはサーモカップの対数、α_pとα_nは、それぞれｐ型ポリシリコン抵抗配線４１とｎ型ポリシリコン抵抗配線４２のゼーベック係数、Ｒ_thは受光部２と接続部３の合成熱抵抗、Ｐは赤外線の入射エネルギーを示す。
【００２５】
この熱起電力Ｓは冷接点２０に配置された２つの端子３９、４０の間に検出電圧として表れる。したがって、端子３９、４０の間に適当な測定器を接続することで第１および第２の受光部１６、１７に入射した赤外線を電気信号として検出することができる。
【００２６】
次に第１の実施の形態に係わる赤外線検出素子５４の製造方法について図５乃至図７を参照して説明する。図５乃至図７は図１のＢ−Ｂ方向に対応した断面図である。
【００２７】
（イ）まず、ｐ型またはｎ型の単結晶シリコンで形成された基板５の全面にＣＶＤ法を用いて窒化珪素膜７と、不純物を添加していないポリシリコン膜（アンドープポリシリコン膜）を形成する。フォトリソグラフィ法により所定のイオン注入用マスクを形成し、このマスクを介してｐ型ポリシリコン抵抗配線４１が形成される部分のアンドープポリシリコン膜にボロン（¹¹Ｂ⁺）等のｐ型不純物イオンを選択的にイオン注入する。図５には示さないが、ｎ型ポリシリコン抵抗配線４２が形成される部分のアンドープポリシリコン膜についても同様にして、燐（³¹Ｐ⁺）等のｎ型不純物イオンを選択的にイオン注入する。その後、熱処理により注入された不純物イオンを活性化しｐ型ポリシリコン膜（ドープドポリシリコン膜）およびｎ型ポリシリコン膜（ドープドポリシリコン膜）を形成する。その後、フォトリソグラフィ法によりフォトレジスト等の所定のエッチング用マスクを形成し、このマスクを用いてＲＩＥ法等のエッチングにより、サーモパイル形状（図１の平面図参照）にパターンニングを行い、図５に示すようなｐ型のポリシリコン抵抗配線４１を形成する。図５には示さないが、ｎ型ポリシリコン抵抗配線４２についても同様にして形成される。なお、エッチングによるサーモパイル形状のパターンニングを先にしてからイオン注入してもよい。
【００２８】
（ロ）次に、図６に示すようにＣＶＤ法を用いて第１の層間絶縁膜８を全面に形成する。その後、フォトリソグラフィ法によりフォトレジスト等の所定のエッチング用マスクを形成し、このマスクを用いてＲＩＥ法等のエッチングにより第１の温接点１８の部分の第１の層間絶縁膜８を選択的に除去し、ｐ型ポリシリコン抵抗配線４１の上にコンタクトホールを開口する。図６には示さないが、第２の温接点１９についても同様にして、第２の温接点１９の部分の第１の層間絶縁膜８を選択的に除去し、ｎ型ポリシリコン抵抗４２の上にコンタクトホールを開口する。スパッタ法や真空蒸着法等を用いて、これらのコンタクトホールにアルミニウムを満たし、且つアルミニウム膜を全面に形成する。フォトリソグラフィ法によりフォトレジスト等の所定のエッチング用マスクを形成し、このマスクを用いてＲＩＥ法等のエッチングによりアルミニウム膜を図１に示すようなアルミ配線４３の形状にパターンニングし、アルミ配線４３を形成する。その後、ＣＶＤ法を用いて第２の層間絶縁膜９および保護膜１０を全面に形成する。さらに図６に示すように第１の受光部１６となる領域の保護膜１０の上に第１の赤外線吸収膜６１を選択的に形成する。図２に示すように、第２の受光部１７の部分についても同様にして、第２の赤外線吸収膜６２を選択的に形成する。第１および第２の赤外線吸収膜６１、６２の選択的な形成はリフトオフ法を用いればよい。あるいは、スパッタ法や真空蒸着法等を用いて赤外線吸収膜を全面に形成し、フォトリソグラフィ法により所定のエッチング用マスクを形成し、このマスクを用いてＲＩＥ法により第１および第２の赤外線吸収膜６１、６２をパターンニングしてもよい。
【００２９】
（ハ）次に、基板５の上に形成した各層（７〜１０、６１、６２）の上に、フォトリソグラフィ法によりフォトレジスト等の所定のエッチング用マスクを形成し、このマスクを用いてＲＩＥ法等のエッチングによりエッチング孔６を選択的に形成する。エッチング孔６により露出したシリコン基板５に対してＫＯＨまたはヒドラジン等のエッチング液を導入し、基板５の異方性エッチングを行う。その結果、図７に示すような（１１０）面の結晶面１２が表出した熱分離領域１３が形成される。以上の過程を経て、図１の平面図に示すような赤外線検出素子５４が完成する。
【００３０】
以上説明したように、第１の実施の形態では、接続部３の形状を第１乃至第３の部分３３、３５、３７からなるＴ字型にすることで、第１の部分３３から第２および第３の部分３５、３７に分岐する部分で生じる熱膨脹率の相違に起因したねじれモーメントが左右均等に接続部３の分岐部分に加わり、接続部３全体のねじれ角を小さく抑えることができる。
【００３１】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、分岐角θが９０度の場合について述べた。しかし、分岐角は９０度以外の角度も採用できる。本発明の第２の実施の形態では他の分岐角の場合について説明する。また、本発明の第２の実施の形態では、第１の実施の形態と比しメンブレンの平面形状が異なる。対応する断面構造は実質的には第１の実施の形態と類似な構造である。また動作及び製造方法においても第１の実施の形態と基本的には違いはない。以下に、メンブレンの平面形状について図８の平面構成図を参照して説明する。
【００３２】
図８に示すように本発明の第２の実施の形態に係わる赤外線検出素子５５は、赤外線を熱に変換する第１および第２の受光部１６、１７と、第１および第２の受光部１６、１７の中心を通る中心線に対して対称な形状を有し、この中心線に対して対称な位置でそれぞれ第１および第２の受光部１６、１７を支持する接続部３と、接続部３を支持する基板５と、第１および第２の受光部１６、１７と基板５との温度差を検出する温度検出素子４とから少なくとも構成されている。第１の受光部１６は辺３２、３４、４４、４５を有し、第２の受光部１７は辺３６、３８、４６、４７を有する。ここでは本発明の第１の実施の形態と同様に、第１および第２の受光部の２つの受光部１６、１７がある場合について説明をするが、さらに第３および第４の受光部等があっても構わないことはもちろんである。
【００３３】
接続部３は第１乃至第３の部分３３、３５、３７から構成されている。第１の部分３３の一方の端部は第１の受光部１６の辺３２と第２の受光部１７の辺３６との中央部付近で基板５に連結されている。この第１の部分３３は、第１の受光部１６の辺４４と第２の受光部１７の辺４６に平行に延ばされている。そして、辺４４、４６の中央部近傍の他方の端部（Ｅ部）において、第２の部分３５および第３の部分３７に分岐されている。分岐角θは約３０度乃至６０度程度でよい。第２の部分３５は第１の部分３３に対して約３０度乃至６０度程度左方向へ、第３の部分３７は第１の部分３３に対して同じ分岐角θで右方向へ、すなわち−３０度乃至−６０度程度とすればよい。他の分岐角θでも構わない。いずれにしても両者の分岐角θが左右対称になっていればよい。ここでは、接続部３の第２の部分３５は第１の受光部１６の辺４５の上端の方向に向きを変えて延ばされている。一方、接続部３の第３の部分３７は第２の受光部１７の辺４７の上端の方向に向きを変えて延ばされている。そして、第２の部分３５は辺３４の左端部周辺で、第３の部分３７は辺３８の右端部周辺でそれぞれ第１の受光部１６および第２の受光部１７に連結されている。
【００３４】
第２の実施の形態によれば、接続部３の平面形状が上述したようなＹ字型のものであるので、第１の実施の形態の場合と同様に、分岐部分のねじれモーメントが左右均等に接続部に加わり、接続部３全体のねじれ角を小さく抑えることができる。また、第１の実施の形態に比し、接続部３の曲部は分岐部分だけであり、接続部３が有する曲部の数が少ない。曲部の数を少なくすることで、第１の実施の形態に比し接続部３の全体としてのねじれ角やばらつきを、より小さく抑えることができる。
【００３５】
なお、第２の実施の形態において、第１の部分３３の長さが実質的に零、すなわち、Ｖ字型形状の接続部３としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる赤外線検出素子の平面構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ方向での断面構成図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ方向での断面構成図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ方向での断面構成図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ方向に対応した製造工程を示す断面構成図（その１）である。
【図６】図１のＢ−Ｂ方向に対応した製造工程を示す断面構成図（その２）である。
【図７】図１のＢ−Ｂ方向に対応した製造工程を示す断面構成図（その３）である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係わる赤外線検出素子の平面構成図である。
【図９】従来技術に係わる赤外線検出素子の平面構成図である。
【符号の説明】
１、５４、５５赤外線検出素子
２受光部
３接続部
４温度検出素子
５基板
６エッチング孔
７窒化珪素膜
８第１の酸化珪素膜
９第２の酸化珪素膜
１０保護膜
１１赤外線吸収膜
１２結晶面（（１１０）面）
１３熱分離領域
１６第１の受光部
１７第２の受光部
１８第１の温接点
１９第２の温接点
２０冷接点
２３、２４、３２、３４、３６、３８、４４、４５、４６、４７辺
３３第１の部分
３５第２の部分
３７第３の部分
３９、４０端子
４１ｐ型ポリシリコン抵抗配線
４２ｎ型ポリシリコン抵抗配線
４３アルミ配線
５１第１の曲部
５２第２の曲部
５３第３の曲部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an infrared detection element, and more particularly to an infrared detection element that converts infrared rays into heat and detects a temperature change due to the heat as an electrical signal.
[0002]
[Prior art]
In recent years, development of infrared detection elements using semiconductor micromachining technology has been promoted. The thermal infrared detection element is no exception. FIG. 9 is a plan view of a conventional infrared detection element. As shown in FIG. 9, the conventional infrared detection element 1 includes a rectangular light receiving unit 2, a connection unit 3 that supports the light reception unit 2, a substrate 5 that supports the connection unit 3, a light reception unit 2, and a substrate 5. And a temperature detecting element 4 for detecting the temperature difference. The light receiving unit 2 is in contact with the substrate 5 only through the connection unit 3 and other thermal contacts are cut off.
[0003]
One end of the connecting portion 3 is connected to the substrate 5 in the vicinity of the right end of one side 23 of the light receiving portion 2. The connecting portion 3 is extended along the side 23, changed in direction by 90 degrees at the left end of the side 23, and further extended along another side 24 of the light receiving unit 2. The other end of the connecting portion 3 is connected to the light receiving portion 2 near the upper end of the side 24. Therefore, the connecting portion 3 has an L-shape. Although not shown in FIG. 9, the light receiving unit 2 has an infrared absorbing film for absorbing infrared rays received on the entire surface thereof and converting them into heat.
[0004]
The infrared absorbing film absorbs incident infrared rays and converts the absorbed infrared rays into heat. The temperature of the light receiving unit 2 changes due to the converted heat. The temperature detection element 4 converts a temperature difference between the light receiving unit 2 and the substrate 5 into an electrical signal and outputs the electrical signal onto the substrate 5. In order to improve the infrared detection sensitivity, it is necessary that the thermal resistance of the connection part 3 is large. Regarding the improvement of the infrared detection sensitivity, a technique disclosed in JP-T-7-508095 is known.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The connection part 3 has three curved parts (51, 52, 53) as shown in FIG. In these three curved portions, a torsional moment due to a difference in thermal expansion coefficient is generated during a manufacturing process involving various heat treatments. Since the shape of the connecting portion 3 is asymmetric, this twisting moment is overlapped in a complicated manner to cause a large twist angle in the entire connecting portion 3. Therefore, it becomes difficult to hold the main surface of the light receiving unit 2 (hereinafter referred to as “light receiving surface”) parallel to the surface of the substrate 5. That is, it becomes difficult to hold the infrared ray so that it is incident on the light receiving surface vertically. In particular, since it has three bends, the twist angle changes with three degrees of freedom. Since the torsion angle changes with three degrees of freedom, it is difficult to control the torsion angle as a whole of the connecting portion 3. If the light receiving surface is inclined, the area that can absorb infrared rays becomes smaller than the actual area of the light receiving unit 2, and the infrared detection sensitivity changes accordingly. Due to such variation in the twist angle, the conventional infrared detection element has a problem in that the variation in the infrared detection sensitivity is large and the manufacturing yield is low.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems. Therefore, an object of the present invention is to provide an infrared detecting element capable of holding a light receiving surface perpendicular to the incident angle of infrared rays.
[0007]
Another object of the present invention is to provide an infrared detection element in which the angle of the light receiving surface can be easily controlled and variation in detection sensitivity is small.
[0008]
Still another object of the present invention is to provide an infrared detection element that has good uniformity and controllability of infrared detection sensitivity and other characteristics and a high manufacturing yield.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the first feature of the present invention is that the first and second light receiving parts that convert infrared rays into heat and the center line that passes through the centers of the first and second light receiving parts. Each having a symmetrical shape, and a connection portion for supporting the first and second light receiving portions at positions symmetrical to the center line, a substrate for supporting the connection portion, and the first and second light receiving portions, respectively. And an infrared detection element comprising at least a temperature detection element for detecting a temperature difference between the substrate and the substrate.
[0010]
According to the first feature of the present invention, the number of curved portions of the connecting portion can be reduced as compared with the conventional technique, and the twist angle of the connecting portion by superimposing torsional moments generated in each local portion. Can be kept small. Further, since the connecting portion has a symmetrical shape, a torsional moment is applied to the connecting portion evenly on the left and right, and the twisting angle of the connecting portion can be kept small.
[0011]
A second feature of the present invention is an infrared detection element having the first feature of the present invention, and further includes a connection portion comprising the following three portions. That means
(1) A first line disposed substantially on the center line having one end supported by the substrate at a point where a center line passing through the centers of the first and second light receiving portions passes on the substrate. Part of the
(2) a second portion that branches from the other end of the first portion to the left at a predetermined branch angle with respect to the center line and supports the first light receiving portion;
(3) a third portion that branches from the other end of the first portion to the right at the predetermined branch angle with respect to the center line and supports the second light receiving portion;
That is, the light receiving part is constituted.
[0012]
According to the second feature of the present invention, the torsional moment generated at the part (curved part) branched from the first part to the second and third parts is applied to the connecting part evenly in the left-right direction, and the twisting angle of the connecting part Can be kept small.
[0013]
【The invention's effect】
According to the present invention, the light receiving surface can be held perpendicular to the incident angle of infrared rays, or the change in the angle can be easily controlled, and variations in detection sensitivity can be reduced.
[0014]
Further, according to the present invention, the uniformity and controllability of infrared detection sensitivity and other characteristics are improved, and the production yield can be improved.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of the infrared detecting element according to the first embodiment of the present invention.
[0016]
As shown in FIG. 1, the infrared detecting element 54 according to the first embodiment of the present invention includes first and second light receiving portions 16 and 17 that convert infrared light into heat, and first and second light receiving portions. A connecting portion 3 having a symmetrical shape with respect to a center line passing through the centers of the portions 16 and 17 and supporting the first and second light receiving portions 16 and 17 respectively at positions symmetrical to the center line; It comprises at least a substrate 5 that supports the connecting portion 3 and a temperature detection element 4 that detects a temperature difference between the first and second light receiving portions 16 and 17 and the substrate 5. The first light receiving unit 16 has sides 32, 34, 44 and 45, and the second light receiving unit 17 has sides 36, 38, 46 and 47. Further, although not shown in FIG. 1, each of the first and second light receiving portions 16 and 17 has an infrared absorbing film for converting incident infrared rays into heat on its surface (see FIG. 2 described later). Here, the case where there are two light receiving parts, the first and second light receiving parts 16 and 17, will be described. However, the infrared detection element of the present invention may further include the third and fourth light receiving parts. Of course it doesn't matter.
[0017]
The connecting portion 3 is composed of first to third portions 33, 35, and 37. One end of the first portion 33 is connected to the substrate 5 in the vicinity of the center between the side 32 of the first light receiving unit 16 and the side 36 of the second light receiving unit 17. The first portion 33 extends in parallel to the side 44 of the first light receiving unit 16 and the side 46 of the second light receiving unit 17. Thereafter, the other end portion (D portion) around the upper end portion of the sides 44 and 46 is branched into the second portion 35 and the third portion 37 at the same size and different branch angles. The second portion 35 of the connecting portion 3 branches leftward by the branch angle θ = 90 degrees at the other end (D portion) of the first portion 33 so as to follow the side 34 of the first light receiving portion 16. It is extended to. The third portion 37 of the connecting portion 3 branches rightward at the same branch angle θ at the other end (D portion) of the first portion 33, that is, rightward by −90 degrees, and the second light receiving portion. It is extended along the side 38 of 17. The second part 35 is connected to the first light receiving part 16 and the second light receiving part 17 at the left end of the side 34 and the third part 37 is connected to the right end of the side 38, respectively.
[0018]
As the temperature detection element 4, for example, a thermopile (thermocouple array) using the Seebeck effect is used. The thermopile includes, for example, a p-type polysilicon resistance wiring 41, an n-type polysilicon resistance wiring 42, and an aluminum wiring 43. However, as long as the Seebeck effect is remarkable, it is of course possible to employ a combination of metals other than the combination of the p-type polysilicon resistance wiring 41 and the n-type polysilicon resistance wiring 42, and the like. A first warm contact 18 is disposed in the first light receiving portion 16, and a second warm contact 19 is disposed in the second light receiving portion 17. The cold junction 20 is disposed on the substrate 5 such that a center line passing through the centers of the first and second light receiving portions 16 and 17 passes through the substrate 5. The first and second light receiving portions 16 and 17, the connecting portion 3, and the substrate 5 are thermally insulated from each other using an etching hole 6 and a hollow portion provided below the light receiving portions 16 and 17 as described later. Yes.
[0019]
FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram in the AA direction of FIG. As shown in FIG. 2, a silicon nitride film (Si ₃ N ₄ film) 7 is formed on a (100) plane single crystal silicon substrate 5. Under the silicon nitride film 7, a thermal isolation region 13 is formed which is a hollow portion where the (110) crystal plane 12 is exposed. However, it goes without saying that the crystal plane exposed in the cavity portion may be other than the (110) plane by using a single crystal substrate having a plane orientation other than the (100) plane. On the silicon nitride film 7, polysilicon resistance wirings 41 and 42 constituting the temperature detecting element 4 are arranged. The polysilicon resistance wirings 41 and 42 are electrically insulated from the substrate 5 by the silicon nitride film 7. The silicon nitride film 7 is formed with a thickness of 300 nm, for example. A first interlayer insulating film 8 is formed on the polysilicon resistance wirings 41 and 42. The first interlayer insulating film 8 is formed of, for example, a silicon oxide film (SiO ₂ film) having a thickness of 4 μm. A second interlayer insulating film 9 is formed on the first interlayer insulating film 8. The second interlayer insulating film 9 is formed of a silicon oxide film (SiO ₂ film) having a thickness of 1 μm, for example. A protective film 10 is formed on the second interlayer insulating film 9. The protective film 10 is formed of, for example, a plasma silicon nitride film (Si ₃ N ₄ film) having a thickness of 300 nm. On the protective film 10, first and second infrared absorption films 61 and 62 that absorb infrared rays and convert them into heat are formed in regions corresponding to the first and second light receiving portions 16 and 17, respectively. Has been. The infrared absorption films 61 and 62 are made of, for example, a gold-black (Au-Black) film having a thickness of several μm. Each layer (7 to 10, 61, 62) formed on the hollow portion of the substrate 5 forms a membrane region. The first light receiving portion 16, the second light receiving portion 17, and the connecting portion 3 (only the first portion 33 is shown in FIG. 2) by the heat separation region 13 and the etching hole 6 below the membrane region. ) Are separated and thermally insulated.
[0020]
Next, a cross-sectional configuration diagram in the BB direction of FIG. 1 shown in FIG. 3 will be described. A silicon nitride film 7 is formed on the (100) plane substrate 5 having the thermal isolation region 13. Since the cut surface is different, the shape of the heat separation region 13 is different from that in FIG. 2, but it is a matter of course that it is the same region that is continuous with the heat separation region 13 shown in FIG. That is, in FIG. 2, the heat separation region 13 has a triangular shape, whereas in FIG. 3 and FIG. 4 to be described later, the trapezoidal shape is the heat separation region 13. This is because the solid shape is a quadrangular pyramid whose apex is a point that is on the straight line AA but not on the straight line BB or the straight line CC. The p-type polysilicon resistance wiring 41 is arranged on the silicon nitride film 7 as in FIG. A first interlayer insulating film 8 is formed on the p-type polysilicon resistance wiring 41. On the first interlayer insulating film 8, an aluminum wiring 43 for connecting the first hot junction and the second hot junction shown in FIG. In the first interlayer insulating film 8, a contact hole for forming the first hot contact 18 by electrically contacting the p-type polysilicon resistance wiring 41 and the aluminum wiring 43 is formed. This contact hole is formed with a hole of 1 μm × 1 μm, for example. Although not shown on the section BB in FIG. 3, the same applies to the contact hole for forming the second hot contact 19 by electrically contacting the n-type polysilicon resistance wiring 42 and the aluminum wiring 43. It is. A second interlayer insulating film 9 is formed on the aluminum wiring 43. A protective film 10 is formed on the second interlayer insulating film 9. On the protective film 10, a first infrared absorption film 61 is formed in a region corresponding to the first light receiving unit 16. As is apparent from FIG. 2, the second light receiving unit 17 side has a similar structure. The first light receiving portion 16 and the second portion 35 are continuously formed on this cross section. The first light receiving portion 15 and the second portion 35 are formed on the substrate 5 by the etching hole 6 and the thermal separation region 13 penetrating the layers (7 to 10 and 61) from the silicon nitride film 7 to the first infrared absorption film 61. Is held in a hollow state and is thermally insulated.
[0021]
FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram in the CC direction of FIG. 2 and 3, the silicon nitride film 7, the polysilicon resistance wirings 41 and 42, the first interlayer insulating film 8, and aluminum are formed on the (100) plane substrate 5 having the thermal isolation region 13. The wiring 43, the second interlayer insulating film 9, and the protective film 10 are disposed and formed. However, since the first and second light receiving portions 16 and 17 do not exist on the straight line CC, the infrared absorption films 61 and 62 are not formed on the protective film 10. The second portion 35 and the third portion 37 are formed continuously on this cross section. The second portion 35 and the third portion 37 are held in a hollow state with respect to the substrate 5 by the etching hole 6 and the thermal separation region 13 penetrating each layer (7 to 10) from the silicon nitride film 7 to the protective film 10. And is thermally insulated. Similar to the case of FIG. 3, the heat separation region 13 is different from the shape of the heat separation region 13 shown in FIG. 2, but forms the same continuous region.
[0022]
Next, the operation of the infrared detecting element 54 having such a configuration will be described. The infrared rays incident on the first and second infrared absorption films 61 and 62 shown in FIG. 2 are absorbed by the films and converted into heat. The converted heat is transferred to the first and second hot junctions 18 and 19 disposed under the first and second infrared absorption films 61 and 62, respectively, The temperature of 19 rises. Therefore, a temperature difference is generated between the first hot junction 18 and the cold junction 20 and between the second hot junction 19 and the cold junction 20, and two terminals 39 disposed at the cold junction 20 due to the Seebeck effect, A thermoelectromotive force is generated during 40. The first and second hot junctions 18 and 19 are electrically connected to each other by an aluminum wiring 43 as shown in FIG.
[0023]
The thermoelectromotive force S of the entire thermopile is the sum of the thermoelectromotive forces of the individual polysilicon resistance wirings 41 and 42, and is generally expressed by the following equation.
[0024]
S = n · (α _p + α _n ) · R _th · P (1)
Here, n is the logarithm of the thermocup, α _p and α _n are the Seebeck coefficients of the p-type polysilicon resistance wiring 41 and the n-type polysilicon resistance wiring 42, respectively, and R _th is the combined heat of the light receiving section 2 and the connection section 3. Resistance, P represents the incident energy of infrared rays.
[0025]
The thermoelectromotive force S appears as a detection voltage between the two terminals 39 and 40 arranged at the cold junction 20. Therefore, by connecting an appropriate measuring device between the terminals 39 and 40, the infrared rays incident on the first and second light receiving units 16 and 17 can be detected as electrical signals.
[0026]
Next, a method for manufacturing the infrared detecting element 54 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 7 are cross-sectional views corresponding to the BB direction of FIG.
[0027]
(A) First, a silicon nitride film 7 and a polysilicon film (undoped polysilicon film) to which no impurity is added are formed on the entire surface of the substrate 5 made of p-type or n-type single crystal silicon by CVD. Form. A predetermined ion implantation mask is formed by photolithography, and p-type impurity ions such as boron ( ¹¹ B ⁺ ) are applied to the undoped polysilicon film where the p-type polysilicon resistance wiring 41 is to be formed through this mask. Selective ion implantation. Although not shown in FIG. 5, n-type impurity ions such as phosphorus ( ³¹ P ⁺ ) are selectively ion-implanted in the same manner for the undoped polysilicon film where the n-type polysilicon resistance wiring 42 is formed. . Thereafter, the impurity ions implanted by the heat treatment are activated to form a p-type polysilicon film (doped polysilicon film) and an n-type polysilicon film (doped polysilicon film). Thereafter, a predetermined etching mask such as a photoresist is formed by photolithography, and patterning is performed into a thermopile shape (see the plan view of FIG. 1) by etching such as RIE using this mask. A p-type polysilicon resistance wiring 41 as shown is formed. Although not shown in FIG. 5, the n-type polysilicon resistance wiring 42 is formed in the same manner. Note that ion implantation may be performed after the thermopile patterning by etching is performed first.
[0028]
(B) Next, as shown in FIG. 6, a first interlayer insulating film 8 is formed on the entire surface by CVD. Thereafter, a predetermined etching mask such as a photoresist is formed by photolithography, and the first interlayer insulating film 8 in the first hot contact 18 is selectively formed by etching using the mask, such as RIE. Then, a contact hole is opened on the p-type polysilicon resistance wiring 41. Although not shown in FIG. 6, the first interlayer insulating film 8 in the second hot junction 19 is selectively removed in the same manner for the second hot junction 19, and the n-type polysilicon resistor 42 is formed. A contact hole is opened above. These contact holes are filled with aluminum and an aluminum film is formed on the entire surface by using a sputtering method, a vacuum deposition method, or the like. A predetermined etching mask such as a photoresist is formed by photolithography, and an aluminum film is patterned into the shape of the aluminum wiring 43 as shown in FIG. Form. Thereafter, the second interlayer insulating film 9 and the protective film 10 are formed on the entire surface by using the CVD method. Further, as shown in FIG. 6, a first infrared absorption film 61 is selectively formed on the protective film 10 in a region to be the first light receiving portion 16. As shown in FIG. 2, the second infrared absorption film 62 is selectively formed in the same manner for the second light receiving portion 17. The lift-off method may be used to selectively form the first and second infrared absorption films 61 and 62. Alternatively, an infrared absorption film is formed on the entire surface using a sputtering method, a vacuum deposition method, or the like, a predetermined etching mask is formed by a photolithography method, and the first and second infrared absorptions are performed by the RIE method using this mask. The films 61 and 62 may be patterned.
[0029]
(C) Next, a predetermined etching mask such as a photoresist is formed by photolithography on each layer (7 to 10, 61, 62) formed on the substrate 5, and RIE is performed using this mask. Etching holes 6 are selectively formed by etching such as a method. An etching solution such as KOH or hydrazine is introduced into the silicon substrate 5 exposed through the etching holes 6 to perform anisotropic etching of the substrate 5. As a result, a thermal separation region 13 in which the (110) crystal plane 12 is exposed as shown in FIG. 7 is formed. Through the above process, the infrared detecting element 54 as shown in the plan view of FIG. 1 is completed.
[0030]
As described above, in the first embodiment, the shape of the connecting portion 3 is changed to the T shape including the first to third portions 33, 35, and 37, so that the first portion 33 to the second portion. And the torsional moment resulting from the difference in the coefficient of thermal expansion occurring at the part branched into the third parts 35 and 37 is applied to the branched part of the connection part 3 equally in the left and right directions, and the torsion angle of the whole connection part 3 can be kept small.
[0031]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the case where the branch angle θ is 90 degrees has been described. However, an angle other than 90 degrees can be adopted as the branching angle. In the second embodiment of the present invention, the case of other branch angles will be described. In the second embodiment of the present invention, the planar shape of the membrane is different from that of the first embodiment. The corresponding cross-sectional structure is substantially similar to that of the first embodiment. Further, the operation and the manufacturing method are basically the same as those of the first embodiment. Hereinafter, the planar shape of the membrane will be described with reference to the planar configuration diagram of FIG.
[0032]
As shown in FIG. 8, the infrared detecting element 55 according to the second embodiment of the present invention includes first and second light receiving parts 16 and 17 for converting infrared light into heat, and first and second light receiving parts. A connecting portion 3 having a shape symmetrical with respect to a center line passing through the centers of 16 and 17 and supporting the first and second light receiving portions 16 and 17 at positions symmetrical with respect to the center line; It comprises at least a substrate 5 that supports the portion 3, and a temperature detection element 4 that detects a temperature difference between the first and second light receiving portions 16 and 17 and the substrate 5. The first light receiving unit 16 has sides 32, 34, 44 and 45, and the second light receiving unit 17 has sides 36, 38, 46 and 47. Here, as in the first embodiment of the present invention, the case where there are two light receiving portions 16 and 17 of the first and second light receiving portions will be described, but the third and fourth light receiving portions and the like are further described. Of course, there is no problem.
[0033]
The connecting portion 3 is composed of first to third portions 33, 35, and 37. One end of the first portion 33 is connected to the substrate 5 in the vicinity of the center between the side 32 of the first light receiving unit 16 and the side 36 of the second light receiving unit 17. The first portion 33 extends in parallel to the side 44 of the first light receiving unit 16 and the side 46 of the second light receiving unit 17. Then, the other end portion (E portion) in the vicinity of the central portion of the sides 44 and 46 is branched into the second portion 35 and the third portion 37. The branching angle θ may be about 30 to 60 degrees. The second portion 35 is about 30 to 60 degrees leftward with respect to the first portion 33, and the third portion 37 is rightward with respect to the first portion 33 at the same branch angle θ, that is, − What is necessary is just about 30 to -60 degrees. Other branch angles θ may be used. In any case, it is only necessary that the bifurcation angle θ between the two is symmetrical. Here, the second portion 35 of the connecting portion 3 is extended in the direction of the upper end of the side 45 of the first light receiving portion 16. On the other hand, the third portion 37 of the connection portion 3 is extended in the direction toward the upper end of the side 47 of the second light receiving portion 17. The second portion 35 is connected to the first light receiving portion 16 and the second light receiving portion 17 around the left end portion of the side 34, and the third portion 37 is connected around the right end portion of the side 38.
[0034]
According to the second embodiment, since the planar shape of the connecting portion 3 is a Y-shape as described above, the torsional moments of the branch portions are equal to each other in the same manner as in the first embodiment. In addition to the connecting portion, the torsion angle of the entire connecting portion 3 can be kept small. Moreover, compared with 1st Embodiment, the curved part of the connection part 3 is only a branched part, and the number of the curved parts which the connection part 3 has is few. By reducing the number of the curved portions, it is possible to further reduce the twist angle and the variation of the connection portion 3 as a whole as compared with the first embodiment.
[0035]
In the second embodiment, the length of the first portion 33 may be substantially zero, that is, the V-shaped connecting portion 3 may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan configuration diagram of an infrared detection element according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram in the AA direction of FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram in the BB direction of FIG. 1;
4 is a cross-sectional configuration diagram in the CC direction of FIG. 1;
5 is a cross-sectional configuration view (No. 1) showing a manufacturing process corresponding to the BB direction in FIG. 1; FIG.
6 is a sectional view (No. 2) showing a manufacturing process corresponding to the BB direction in FIG. 1; FIG.
7 is a cross-sectional configuration diagram (part 3) illustrating a manufacturing process corresponding to the BB direction in FIG. 1. FIG.
FIG. 8 is a plan configuration diagram of an infrared detection element according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan configuration diagram of an infrared detection element according to the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 54, 55 Infrared detection element 2 Light receiving part 3 Connection part 4 Temperature detection element 5 Substrate 6 Etching hole 7 Silicon nitride film 8 First silicon oxide film 9 Second silicon oxide film 10 Protective film 11 Infrared absorption film 12 Crystal Face ((110) face)
13 Thermal separation region 16 1st light-receiving part 17 2nd light-receiving part 18 1st hot junction 19 2nd hot junction 20 Cold junction 23, 24, 32, 34, 36, 38, 44, 45, 46, 47 Side 33 First portion 35 Second portion 37 Third portion 39, 40 Terminal 41 p-type polysilicon resistance wiring 42 n-type polysilicon resistance wiring 43 Aluminum wiring 51 First curved portion 52 Second curved portion 53 3rd music part

Claims

A first and a second that are arranged symmetrically with respect to a center line passing through each center, have first and second hot junctions at positions symmetrical with respect to the center line, and convert infrared rays into heat. A light receiver;
Comprises a p-type and n-type polysilicon resistor wires constituting the thermocouple has a symmetrical shape with respect to said center line, said first and second light receiving respectively symmetrical positions with respect to the center line A connection part for supporting the part,
A substrate for supporting the connecting portion;
A temperature detecting element for detecting a temperature difference between the first and second hot junctions and a cold junction provided on the substrate by the p-type and n-type polysilicon resistance wiring ;
The first light receiving unit and the second light receiving unit are thermally insulated from each other, and the first and second hot junctions are electrically short-circuited. Infrared detector.

The connecting portion is
A first portion having one end supported by the substrate at a point where the centerline passes over the substrate and substantially disposed on the centerline;
A second portion that branches from the other end of the first portion to the left at a predetermined branch angle with respect to the center line and supports the first light receiving portion;
2. The infrared detection element according to claim 1, comprising a third portion that branches rightward from the other end portion at the predetermined branch angle with respect to the center line and supports the second light receiving portion. .