[发明专利]红外线传感器和热检测元件

说明书

技术领域

本发明涉及红外线传感器和热检测元件。

背景技术

红外线传感器基于其检测原理而被大致分为量子型和热型。其中热型由于不需要用于应对噪声的冷却而备受注目。例如作为热型之一的测辐射热计型利用电阻值的温度依赖性来检测红外线，在非冷却型红外线元件中普及。这样的测辐射热计型的红外线传感器具备热检测元件。

近年来，从高灵敏度化、高响应性等观点考虑，希望红外线传感器中的测辐射热计材料的一个像素的大小非常小，期望材料的薄膜化。因此，提出了使用氧化钒薄膜作为测辐射热计材料的红外线传感器（参照专利文献1）。

专利文献

专利文献1：日本特开平9-257565号公报

发明内容

然而，使用专利文献1中记载的氧化钒薄膜时，存在难以实现红外线传感器的良好的灵敏度这类问题。

本发明是鉴于上述状况而作出的，其目的在于提供即使薄膜化也能够提高红外线传感器的灵敏度的红外线传感器和热检测元件。

解决上述课题的本发明的方式涉及一种红外线传感器，其特征在于，具备基于电阻值的变化来检测热的热检测元件，该热检测元件具备第1电极、第2电极以及设置于上述第1电极和上述第2电极之间的电介质膜，上述电介质膜至少含有Bi和Fe。

在上述方式中，至少含有Bi和Fe的电介质膜是电阻值的温度依赖性大的材料，因此能够提高红外线传感器的灵敏度。

另外，优选上述电介质膜的电阻温度系数的绝对值为4%以上。由此，使用电阻值的温度依赖性大的材料，能够提高红外线传感器的灵敏度。

另外，优选上述电介质膜的活化能为0.39eV以上。由此，使用电阻值的温度依赖性大的材料，能够提高电阻值的检测灵敏度，提高红外线传感器的灵敏度。

另外，优选上述电介质膜为具有钙钛矿结构的复合氧化物，B位元素中含有Mn。由此，能够增加漏电流而增加每单位时间的电流量，另外，能够抑制热检测元件的绝缘性的增加所带来的影响，能够提高电阻值的检测灵敏度，提高红外线传感器的灵敏度。

另外，优选上述B位元素中含有的上述Mn的物质量为2摩尔%以上。由此，能够增加每单位时间的电流量而提高电阻值的检测灵敏度，能够进一步提高红外线传感器的灵敏度。

另外，优选上述B位元素中含有Ti。由此，调整B位元素中含有的Mn和Ti的元素物质量比Mn/Ti，增加每单位时间的电流量而提高电阻值的检测灵敏度，容易实现高灵敏度的红外线传感器。

另外，优选上述B位元素中含有的上述Mn和上述Ti的元素物质量比Mn/Ti为1.5以上。由此，能够增加每单位时间的电流量而进一步提高电阻值的检测灵敏度，进一步提高红外线传感器的灵敏度。

另外，优选上述热检测元件中流通的电流密度为2.4×10^-6Acm^-2～1.1×10^-2Acm^-2。由此，能够使用电流密度大的材料，提高电阻值的检测灵敏度，提高红外线传感器的灵敏度。

另外，本发明的其它方式涉及一种热检测元件，其特征在于，是具备第1电极、第2电极以及设置于上述第1电极和上述第2电极之间的电介质膜，基于电阻值的变化来检测热的元件，上述电介质膜至少含有Bi和Fe。

在上述方式中，至少含有Bi和Fe的电介质膜是电阻值的温度依赖性大的材料，因此能够提高红外线传感器的灵敏度。

附图说明

图1是表示本实施方式涉及的红外线传感器的简要构成的图。

图2是表示Mn量和电流密度的关系的图。

图3是使用了本实施方式涉及的热检测元件的传感器设备的构成图。

图4是使用了本实施方式涉及的热检测元件的传感器设备的构成图。

图5是表示对实施例1和7的XRD测定结果的图。

图6是表示实施例2、4和比较例的阿雷尼厄斯标绘线（Arrhenius plot）的图。

图7是表示实施例1～2和7～8的电流密度与Mn量的关系的图。

图8是表示实施例3～6和9～11的电流密度与Mn/Ti的关系的图。

具体实施方式

以下，基于图1～图8，对本发明的实施方式进行详细说明。所述实施方式表示本发明的一个方式，并不限定本发明，可以在本发明的范围内任意变更。应予说明，对图1～图8的构成部件中相同的部件标记相同符号，适当省略其说明。