使用 显影液除去抗蚀剂的未曝光部分，形成抗蚀剂的图案后，通过湿式蚀刻进行上部电极层9的 图案化。需要说明的是，作为上部电极层9的图案化方法，除了湿式蚀刻W外，可W使用干式 蚀刻等各种方法。
[0137] 接下来，与上部电极层9同样地，将检测层8、下部电极层7和中间层6的加工依次通 过光刻和蚀刻进行加工。
[0138] 进行中间层6的加工后，从有中间层6暴露出的基板5的上面5A的部分开始进行湿 式蚀刻，从而在基板5形成空桐4。湿式蚀刻进行到形成于检测层叠体1和梁部2的中间层6的 下面6B离开基板5的上面5A为止。按照运种方式制作红外线检测元件1000。
[0139] 图7是实施方式中的红外线检测装置2000的区块图。图7示出使用红外线检测元件 的红外线检测装置的一例，但红外线检测装置不限于此。
[0140] 红外线检测装置2000具有光学系统区块2001、红外线传感器2002、和处理红外线 传感器2002的输出功率信号的信号处理电路2003。
[0141] 光学系统区块2001具有对红外线的入射光进行集光的透镜、选择性地透过红外线 的的膜等光学部件。红外线通过光学系统区块2001被红外线传感器2002接收。红外线可W 利用对人体等对象物照射的红外线束的反射光、通过对象物的移动等而被屏蔽的红外线 束、由人放出的红外线等。
[0142] 红外线传感器2002具有单一的红外线检测元件1000、2维地排列成矩阵状的多个 红外线检测元件1000、或者一列排列的多个红外线检测元件1000。对应于多个红外线检测 元件1000,可W在光学系统区块2001具有透镜阵列。
[0143] 需要说明的是，可W将具有单数或多个红外线检测元件1000、光学系统区块2001 的红外线传感器看作红外线检测元件。
[0144] 信号处理电路2003输入从红外线传感器2002(红外线检测元件1000)输出的输出 功率信号，输出物体检测信号、物体的移动信号、动作信号、图像信号、溫度信号等输出信 号。信号处理电路2003具有晶体管、FET、IC、逻辑电路、半导体集成电路等能动元件，该能动 元件构成增大红外线检测元件的输出功率信号的放大电路、模拟数字变换电路等。
[0145] 红外线检测装置2000根据入射光由于斩波器等而被调制的情况下，可W使用控制 斩波器的控制电路、调谐放大电路。红外线检测装置2000可W具有表示检测物体的灯、显示 图像信号等的显示器、记录溫度信号等的存储器等记录介质等。
[0146] 图8是实施方式中的其它红外线检测元件1001的截面示意图。图8中，对于与图1和 图2A至图2C所示红外线检测元件1000相同的部分赋予相同的参照标号。红外线检测元件 1001具有检测层叠体IA代替图1和图2A至图2C所示红外线检测元件1000的检测层叠体1。检 测层叠体IA没有中间层6。即，红外线检测元件1001中，下部电极层7的下面7B位于基板5的 上面5A上。红外线检测元件1001也得到与通过使检测层8中气孔偏布于晶界而得到的元件 同样的效果。
[0147] 如上所述，由强电介质形成的检测层8同时具有热电特性和压电特性。因此，实施 方式中的红外线检测元件1000的检测层叠体1的结构能够用作压电体元件。
[0148] 图9是实施方式中的压电体元件1002的截面图。图9中对与图2A所示红外线检测元 件1000相同的部分赋予相同参照标号。压电体元件1002除了空桐4和梁部2 W外，具有与红 外线检测元件1000相同的构成。
[0149] 压电体元件具备：下部电极层7、设置于下部电极层7上的压电体层58、和设置于压 电体层58上的上部电极层9。
[0150] 进一步，压电体元件具备基板5、和设置于基板5的上的中间层6,在中间层6的上设 有下部电极层7。
[0151] 压电体层58与图2A所示红外线检测元件1000的检测层8同样具有柱状的晶体结 构，在压电体层58中形成有偏布于晶体结构的晶界22的多个气孔10、11。
[0152] 如图4所示，形成于晶界22的晶界气孔10的沿着晶界22的方向的直径Wl比垂直于 晶界22的方向的直径W2长。晶界气孔10的直径Wl的平均值为5nm~50nm。
[0153] 晶界气孔10的偏布率优选为60% W上。
[0154] 压电传感器中使用的压电体元件1002中，优选压电d常数Cd相对于相对介电常数 Er之比Cd/Sr大。
[0155] 压电特性与残留分极值Pr成正相关，残留分极值Pr越大，压电特性越提高。如表1所 示，实施例1、实施例2与比较例相比，残留分极值Pr较大，因此具有高的压电常数。另外，实 施例1、实施例2与比较例相比，相对介电常数Er较小。因此，实施例1、实施例2的压电d常数 Cd相对于相对介电常数Er之比CdAr大于比较例的CdAr。
[0156] 如W上那样，实施方式的压电体元件能够减小相对介电常数Er,能够增大压电输 出功率常数，可W得到变换效率高的压电传感器、压电致动器。
[0157] 实施方式中，"上部""下部""上面""下面"等表示方向的术语表示仅取决于上部电 极层9或下部电极层7、检测层8等红外线检测元件1000或压电体元件1002的构成部件的相 对位置关系的相对的方向，而不表示铅直方向等绝对的方向。
[0158] 产业上的可利用性
[0159] 本发明设及的红外线检测元件具有高红外线检测性能，作为人感传感器、溫度传 感器等各种传感器、热电发电器件等发电器件等的用途是有用的。
[0160] 另外，本发明设及的压电体元件具有高灵敏度，作为角速度传感器等各种传感器、 压电致动器、超声波马达等各种致动器等用途是有用的。
[0161] 符号说明
[0162] 1 检测层叠体
[0163] 2 梁部
[0164] 4 空桐
[01化]4A 开口部
[0166] 5 基板
[0167] 6 中间层
[016引7 下部电极层
[0169] 8 检测层
[0170] 9 上部电极层
[0171] 10 晶界气孔
[0172] 11 结晶气孔
[0173] 21 结晶
[0174] 22 晶界
[0175] 58 压电体层
【主权项】
1. 一种红外线检测元件，其具备检测层叠体， 所述检测层叠体具有： 下部电极层、 设于所述下部电极层上的检测层、和 设于所述检测层上的上部电极层， 所述检测层具有柱状的晶体结构， 在所述检测层，设有偏布于所述晶体结构的晶界的多个气孔。2. 如权利要求1所述的红外线检测元件，其中， 所述多个气孔包含位于所述多个柱状结晶内的多个结晶气孔、和位于所述晶界的多个 晶界气孔， 所述多个晶界气孔的数量相对于所述多个晶界气孔的数量与所述多个结晶气孔的数 量的合计之比即偏布率为60%以上。3. 如权利要求1所述的红外线检测元件，其中， 所述多个气孔包含位于所述晶界的多个晶界气孔，所述晶界气孔的沿着所述晶界的方 向的直径大于垂直于所述晶界的方向的直径。4. 如权利要求3所述的红外线检测元件，其中， 沿着所述多个晶界气孔的所述晶界的方向的直径的平均值为5nm~50nm。5. 如权利要求1所述的红外线检测元件，其中， 所述多个气孔为闭气孔。6. 如权利要求1所述的红外线检测元件，其中， 所述检测层含有钙钛矿型氧化物。7. 如权利要求6所述的红外线检测元件，其中， 所述检测层沿(001)面选择性地取向。8. 如权利要求6所述的红外线检测元件，其中， 所述检测层以PZT为主成分，在所述检测层中PZT的Zr相对于Ti的摩尔比为0/100~70/ 30 〇9. 如权利要求6所述的红外线检测元件，其中， 所述下部电极层含有具有导电性的钙钛矿型氧化物， 所述下部电极层的主取向面的晶格常数与所述检测层的主取向面的晶格常数之差相 对于所述检测层的主取向面的晶格常数的比例为±10%以内。10. 如权利要求1所述的红外线检测元件，其还具备： 设有具有开口部的空洞的基板、和 连接所述基板与所述检测层叠体的梁部， 所述检测层叠体设置于所述基板的所述空洞的所述开口部。11. 如权利要求10所述的红外线检测元件，其中， 所述基板比所述检测层的线热膨胀系数大。12. 如权利要求10所述的红外线检测元件，其还具备具有设置于所述基板上的第1面、 和所述第1面的相反侧的第2面的中间层， 在所述中间层的所述第2面上设有所述下部电极层， 所述中间层随着从所述第1面到所述第2面，线热膨胀系数变小。13. -种红外线检测装置，其具备： 权利要求1至12中的任一项所述的红外线检测元件、和 对所述红外线检测元件的输出功率信号进行处理的信号处理电路。14. 一种压电体元件，其具备： 下部电极层、 设于所述下部电极层上的压电体层、和 设于所述检测层上的上部电极层， 所述压电体层具有柱状的晶体结构， 所述压电体层中设有偏布于所述晶体结构的晶界的多个气孔。15. 如权利要求14所述的压电体元件，其中， 所述多个气孔包含位于所述多个柱状结晶内的多个结晶气孔、和位于所述晶界的多个 晶界气孔， 所述多个晶界气孔的数量相对于所述多个晶界气孔的数量与所述多个结晶气孔的数 量之和的比，即所述多个晶界气孔的偏布率为60%以上。16. 如权利要求14所述的压电体元件，其中， 所述多个气孔包含位于所述晶界的多个晶界气孔，所述晶界气孔的沿着所述晶界的方 向的直径大于垂直于所述晶界的方向的直径。17. 如权利要求16所述的压电体元件，其中， 所述多个晶界气孔的沿着所述晶界的方向的直径的平均值为5nm~50nm。
【专利摘要】一种红外线检测元件，其具备检测层叠体，所述检测层叠体具有下部电极层、设于下部电极层上的检测层、和设于检测层上的上部电极层。检测层具有柱状的晶体结构。检测层中，设有偏布于晶体结构的晶界的多个气孔。该红外线检测元件具有高红外线检测性能。
【IPC分类】G01J5/34, G01J1/02, H01L41/113, H01L41/09, H01L37/00
【公开号】CN105705919
【申请号】CN201480060933
【发明人】久保敬, 野田俊成
【申请人】松下知识产权经营株式会社
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2014年10月28日
【公告号】US20160209273, WO2015072095A1