[发明专利]红外线检测装置

说明书

技术领域

本技术领域涉及探测伴随着接受红外线所致的温度上升而变化的电气性质的红外线检测装置。

背景技术

以往，作为以非接触的方式检测温度的传感器装置，已提出利用红外线的热型的红外线检测装置。作为热型的红外线检测装置，有热电型检测装置、电阻测辐射热计型检测装置、热电堆型检测装置等。在热电型检测装置中，利用了由于温度变化而在表面产生电荷的热电体材料。在电阻测辐射热计型检测装置中，利用了由于温度变化而电阻值发生变化的电阻测辐射热计材料。在热电堆型检测装置中，利用了因温度差而产生热电动势的塞贝克效应。

其中，热电型检测装置具有微分输出特性，因所入射的红外线量的变化而产生输出。因此，热电型检测装置例如被作为探测人或动物等的发热的物体的移动的传感器等而广泛利用。

作为热电型检测装置，一般采用的是利用了块体陶瓷的单元件型或双元件型的检测装置(例如专利文献1)。在双元件型检测装置中，将两个单元件的受光面电极彼此或对置面电极彼此进行串联连接，以使由于热电体基板的温度变化而产生的电荷成为反极性。通过设为这种结构，能够补偿仅利用一个单元件时产生的外部温度依赖性。此外，利用输出波形的相位根据人体的移动方向而反转的特征，能够通过正侧和负侧的哪侧的人体探测信号先被输出来判别人体的移动方向。

然而，在现有的热电型检测装置中，难以详细地感测人的二维行为，或者准确地感测空间的温度分布。

为此，已提出利用形成在硅基板上的热电体薄膜，通过半导体微细加工工艺将热电体薄膜加工为阵列状来进行多像素化的方案(例如，专利文献2、专利文献3)。

图14是现有的热电型的红外线检测装置40的剖视图。红外线检测装置40在Si基板32上依次形成有SiO₂层33、Ti层34、Pt层35、PLZT层36以及IrO₂层37。PLZT层36由(Pb，La)(Zr，Ti)O₃形成。Ti层34、Pt层35、PLZT层36以及IrO₂层37的厚度分别为20nm、100nm、200nm、100nm左右。

Ti层34被设置为对下部电极即Pt层35和Si基板32上的SiO₂层33进行粘接的粘接层。Ti层34实质上也作为下部电极来发挥功能。PLZT层36为热电体层，例如通过溶胶-凝胶法、RF溅射法、有机金属CVD(MOCVD)法等来形成。并且，IrO₂层37作为上部电极来发挥功能。IrO₂层37例如通过反应性溅射法来形成。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2011/001585号

专利文献2：国际公开第2004/079311号

专利文献3：日本特表2010-540915号公报

发明内容

红外线检测装置具备基板和热型光检测元件。基板具有凹部、和位于凹部的周围的框部。热型光检测元件具有脚部和检测部，脚部连接在框部上以使检测部位于凹部上。此外，热型光检测元件具有：设置在基板上的第1电极层、设置在第1电极层上的检测层、和设置在检测层上的第2电极层。第1电极层的线性热膨胀系数大于基板的线性热膨胀系数，基板的线性热膨胀系数大于检测层的线性热膨胀系数。

附图说明

图1A是本实施方式1中的红外线检测装置的俯视图。

图1B是图1A所示的线1B-1B处的剖视图。

图2A是本实施方式1中的其他红外线检测装置的俯视图。

图2B是图2A所示的线2B-2B处的剖视图。

图3A是本实施方式1中的进一步的其他红外线检测装置的俯视图。

图3B是图3A所示的线3B-3B处的剖视图。

图4是表示本实施方式1中的检测层的X射线衍射图案的图。

图5是表示本实施方式1中的检测层的特性的图。

图6A是本实施方式2中的红外线检测装置的俯视图。

图6B是图6A所示的线6B-6B处的剖视图。

图6C是图6A所示的线6C-6C处的剖视图。

图6D是图6A所示的线6D-6D处的剖视图。

图7是本实施方式2中的其他红外线检测装置的剖视图。

图8A是本实施方式3中的红外线检测装置的俯视图。

图8B是图8A所示的线8B-8B处的剖视图。

图9A是本实施方式3中的其他红外线检测装置的俯视图。