热式光检测器及其制造方法、热式光检测装置、电子设备的制作方法

专利名称：热式光检测器及其制造方法、热式光检测装置、电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及热式光检测器及其制造方法、热式光检测装置、电子设备。
背景技术：
作为光传感器，众所周知有热式光检测器。热式光检测器通过光吸收层吸收从物体放射出的光，将光转换为热，并通过热检测元件测量温度的变化。在热式光检测器中，存在直接检测温度随着光吸收而上升的热电堆、将温度上升作为电极化的变化来进行检测的热电元件、以及将温度上升作为电阻变化来进行检测的测辐射热计等。热式光检测器具有可测量波段较宽的特点。近年来，正在尝试使用半导体制造技术(MEMS技术等)制造更小型的热式光检测器。为了提高热式光检测器的检测灵敏度且为了改善响应性，将在光吸收层产生的热量高效率地传递给热检测元件是非常重要的。例如专利文件1中记载有用于有效进行热传递的热检测元件的结构。专利文献1中记载的红外线检测元件(这里是热电堆式的红外线检测元件)具有设置在红外线探测部和红外线吸收层之间的高热传递层。具体地说，在空腔部上形成有隔膜，隔膜被设置在四角上的突出的梁支撑在周围的基板上。在中央的隔膜部分上设置有红外线吸收层和高热传递层，此外，在梁的部分上设置有热电堆元件。并且，高热传递层由铝、金等红外线反射性卓越的材料构成。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利3339276号公报专利文献2 日本再表99/31471号公报此外，在专利文献1记载的红外线检测元件中，虽然在光吸收层之下设置有高热传递部件，但热检测元件未设置在光吸收层和高热传递部件之下。光红外线吸收层位于与作为红外线探测部的热检测元件分离的位置上，因此，无法直接将在光红外线吸收层产生的热量提供给热检测元件的红外线探测部。在专利文献2记载的红外线固态摄像元件中，构成红外线吸收部的绝缘层位于与温度检测器分离的位置上，因此，无法将在红外线吸收部的绝缘层产生的热量直接提供给温度检测器。

发明内容
根据本发明的至少一个实施方式，例如可以提高热式光检测器的检测灵敏度。(1)本发明的热式光检测器的一个方式包括基板；支撑部件，隔着空腔部支撑所述基板；热检测元件，支撑于所述支撑部件；热传递部件，通过连接部连接所述热检测元件，俯视时具有大于上述连接部的面积，且具备形成在上述热检测元件上的集热部；第一光吸收层，形成为在所述热传递部件和所述支撑部件之间，与上述热传递部件接触；以及第二
4光吸收层，形成为在上述热传递部件上，与上述热传递部件接触。本方式的热式光检测器具有由热传导性的材料构成的热传递部件。热传递部件具备与热检测元件连接的连接部、以及俯视时具有大于连接部的面积且具备形成在热检测元件上的集热部。“热检测元件上”广义地解释为包括“热检测元件的正上方”以及“热检测元件的上部(在热检测元件和集热部之间介装有层间绝缘层的情况)”。热传递部件的集热部例如设置在下层的第一光吸收层和上层的第二光吸收层之间(即被两个吸收层夹着的状态)。热传递部件的集热部发挥以下的作用汇聚例如在广范围的区域内产生的热并传递给热检测元件。此外，存在集热部例如在平坦的第一光吸收层上形成为具有平坦面的形态的情况，在这种情况下，“集热部”也可以称为“平板部或平坦部”。在这种情况下，集热部可以与支撑部件平行设置。也就是说，可以平行配置集热部的主面(上表面或下表面)和支撑部件的主面(上表面或下表面)。此外，热传递部件例如可以相对于热式光检测器具有检测灵敏度的波段的至少一部分的波段具有透光性(包括半透光性)。在这种情况下，作为热传递部件，可以使用例如热传递良好且具有半透光性的金属化合物(例如AlN或AlOx)。并且，热传递部件也可以由金属(例如铝)这样的反射光的材料构成。在热传递部件具有透光性的情况下，例如，入射到热式光检测器的光(例如红外线)、即俯视时入射支撑部件(隔膜)的区域的入射光的一部分首先被第二光吸收层吸收，其他部分则未被吸收而到达热传递部件。到达了热传递部件的光的一部分被反射，其他的光透过热传递部件。被热传递部件反射的光被第二光吸收层吸收。透过了热传递部件的光的一部分被第一光吸收层吸收，其他部分到达支撑部件的表面(第一光吸收层和支撑部件之间的界面)以及被支撑部件承载的热检测元件。到达了支撑部件的表面(第一光吸收层和支撑部件之间的界面)的光的一部分被反射后被第一光吸收层吸收。反射光中的、透过了第一光吸收层的光到达第二光吸收层，且被第二光吸收层吸收。并且，在用金属这样的具有光反射特性的材料构成热传递部件的情况下，入射光基本无法进入处于集热部之下的第一光吸收层。也就是说，入射到热式光检测器的光(例如红外线)的一部分首先被第二光吸收层吸收，其他部分未被吸收而到达热传递部件。到达了热传递部件的光被其表面反射，反射后的光被第二光吸收层吸收。在通过具有透光性的材料构成热传递部件的情况下，在第一光吸收层及第二光吸收层产生热量、以及将产生的热量传递给热式检测元件例如是如下所述地进行的。也就是说，入射到热式光检测器的光的一部分首先被第二光吸收层吸收，并在第二光吸收层上产生热量。并且，被热传递部件反射的光被第二光吸收层吸收，并由此在第二光吸收层上产生热量。并且，透过(通过)了热传递部件的光的一部分由于被第一光吸收层吸收而产生热。并且，被支撑部件的表面(第一光吸收层和支撑部件之间的界面)反射的光被第一光吸收层吸收。并且，被支撑部件的表面反射的光中的、通过(透过)了第一光吸收层的光进入第二光吸收层，被第二光吸收层吸收。也就是说，被支撑部件的表面反射的反射光被第一光吸收层及第二光吸收层中的至少一个吸收，由此，在第一光吸收层或第二光吸收层上产生热量。此外，在第二光吸收层上产生的热量通过热传递部件被高效率地传递给热检测元件，且在第一光吸收层产生的热量被直接或者通过热传递部件高效率地传递给热检测元件。也就是说，热传递部件的集热部形成为较广地覆盖在热检测元件上，因此，无论其产生场所，在第一光吸收层及第二光吸收层上产生的热量大多可以被高效率地传递给热检测元件。例如，即使是在离开热检测元件的位置所产生的热量也可以经由热传导率高的热传递部件高效率地传递给热检测元件。此外，由于热传递部件的集热部和热检测元件通过热传递部件的连接部连接，所以经由热传递部件的集热部传递的热量可以通过连接部被直接传递给热检测元件。此外，由于热检测元件位于热传递部件的下面(设置在俯视时重叠的位置)，所以例如可以最短地连接俯视时的热传递部件的中央部与热检测元件。因此，可以降低随热传递而产生的损耗，且可抑制专有面积的增大。并且，在用金属这样的具有光反射特性的材料构成热传递部件的情况下，如上所述，由于入射光无法进入处于集热部之下的第一光吸收层，所以基本上热量在第二光吸收层产生，且该热量经由热传递部件，高效率地传递给热检测元件。即使在这种情况下，也可以获得高效率地汇聚在远离热检测元件的地点产生的热量的效果。但是，在集热部的俯视观察时的面积小于第一光吸收层的俯视观察时的面积的情况下，经由未设置有集热部的区域(间隙区域)，入射光可以进入支撑部件侧。在这种情况下，在第一光吸收层上也可以由于吸收光而产生热量，并经由集热部将该热量高效率地传递给热检测元件。根据本方式的热式光检测器，可以将在两层(多层)光吸收层上的广范围内产生的热量高效率地传递给热检测元件，从而可以大幅度提高小型热式光检测器的光检测灵敏度。并且，由于可以缩短传热传递量所需要的时间，所以能够提高热式光检测器的响应速度。此外，在本方式中，由于通过两层光吸收层产生热量，所以可以提高吸收效率。并且，可以通过第一光吸收层直接将热量传递给热检测元件。因此，与专利文献1中记载的红外线检测元件及专利文献2中记载的红外线固态摄像元件相比，可以进一步提高热式光检测器的检测灵敏度。并且，在本方式中，热检测元件连接于热传递部件。因此，响应速度与专利文献1中记载的红外线检测元件同样高。并且，在本方式中，热传递部件直接与热检测元件连接，所以与专利文献2中记载的红外线固态摄像元件相比，可以获得更高的响应速度。(2)在本发明的热式光检测器的其他方式中，上述第一光吸收层及上述第二光吸收层在所述支撑部件上形成在上述热检测元件的周围。在本方式中，第一光吸收层及第二光吸收层形成在热检测元件的周围。例如，第一光吸收层及第二光吸收层可以形成在热检测元件的整个周围(但是并不仅限于此)。由此，在第一光吸收层及第二光吸收层的较广范围内产生的热量被直接或经由热传递部件间接地高效率地传递给热检测元件。因此，可以进一步提高热式光检测器的光检测灵敏度。并且，可以进一步提高热式光检测器的响应速度。(3)在本发明的热式光检测器的其他方式中，上述支撑部件的承载有上述热检测元件的表面和上述第二光吸收层的上表面之间，构成针对第一波长的第一光谐振器，上述第二光吸收层的下表面和上述第二光吸收层的上表面之间，构成针对与上述第一波长不同的第二波长的第二光谐振器。在本方式中，调整各光吸收层的膜厚，从而构成具有不同谐振波长的两个光谐振器。如上所述，针对第一波长的第一光谐振器形成在支撑部件的表面和第二光吸收层的上表面之间。如上所述，被支撑部件的表面(第一光吸收层和支撑部件之间的界面)反射的光被第一光吸收层及第二光吸收层中的至少一个吸收，此时，通过构成第一光谐振器，从而可以提高各光吸收层中的实际吸收率。此外，在本方式中，优选集热部与支撑部件平行设置。也就是说，优选集热部的主面(上表面或下表面)与支撑部件的主面(上表面或下表面)平行配置。第一光谐振器可以被设定为例如所谓λ /4光谐振器。也就是说，当将第一波长设为λ 1时，为了支撑部件的承载有热检测元件的表面和第二光吸收层的上表面之间的距离(即、第一光吸收层及第二光吸收层的合计膜厚)满足η · (λ 1/4) (η是大于等于1的整数)的关系，而调整第一光吸收层及第二光吸收层的膜厚即可。由此，入射的波长λ 1的光、和被支撑部件的表面反射的波长λ 1的光相互干涉而消除，从而可以提高第一光吸收层及第二光吸收层的实际吸收率。此外，如上所述，被热传递部件反射的光被第二光吸收层吸收，但是，此时，通过构成第二光谐振器，可以提高第二光吸收层的实际吸收率。第二光谐振器可以被设定为例如所谓的λ/4光谐振器。也就是说，当将第二波长设为λ 2时，通过将第二光吸收层的下表面和第二光吸收层的上表面之间的距离(也就是说，第二光吸收层的膜厚)设定为η·(λ2/4)，可以构成第二光谐振器。由此，由于入射的波长λ 2的光、和被第二光吸收层的下表面(第一光吸收层和第二光吸收层之间的界面)反射的波长λ 2的光相互干涉而消除，从而可以提高第二光吸收层的实际吸收率。由此，根据本方式，由于在不同的两个波长产生谐振峰值，所以可以扩大热式光检测器可检测的光的波段(波长宽度)。(4)在本发明的热式光检测器的其他方式中，上述热传递部件兼作将上述热检测元件与其他元件连接的配线。如上所述，热传递部件例如可以由AlN或AlOx等金属化合物构成，但由于以金属为主要成分的材料的导电性良好，所以热传递部件也可被用作将热检测元件与其他元件连接的配线(包括配线的一部分)。通过将热传递部件还用作配线，从而无需另外设置配线，可以实现简化制造工序。(5)在本发明的热式光检测器的其他方式中，上述热检测元件是热电电容器元件，当将上述第一波长设为λ 1、将上述第二波长设为λ 2时，上述支撑部件的承载有上述热检测元件的表面、和上述第二光吸收层的上表面之间的距离被设定为η · ( λ 1/4) (η是大于等于1的整数)，上述第二光吸收层的下表面和所述第二光吸收层的上表面之间的距离被设定为η · (λ 2/4)，上述热传递部件由氮化铝或氧化铝构成。在本方式中，明确了以下几点热检测元件是热电电容器(例如，具有由第一电极及第二电极夹入热电材料层的结构)；构成在第一波长λ 1谐振的第一光谐振器(λ 1/4光谐振器)；构成在第二波长λ 2谐振的第二光谐振器(λ 2/4光谐振器)；以及使用氮化铝(AlN)或氧化铝(AWx)作为热传递部件的材料。
(6)在本发明的热式光检测器的一个方式中，二维地配置有多个上述任一项中记载的热式光检测器。由此，可以实现二维配置了(例如，沿正交二轴的各轴配置为阵列状)多个热式光检测器(热式光检测元件)的热式光检测装置(热式光阵列传感器)。(7)本发明的电子设备的一个方式具有上述任一项中记载的热式光检测器、以及处理上述热式光检测器的输出的控制部。上述任一个热式光检测器的光检测灵敏度高。因此，可以提高安装有该热式光检测器的电子设备的性能。作为电子设备，可以列举出例如红外线传感器装置、热像仪装置(thermography)、车载用夜视照相机或者监控照相机等。此外，控制部例如可以由图像处理部、CPU构成。(8)本发明的热式光检测器的制造方法的一个方式包括在基板的主面上形成包括绝缘层的结构体，在包括上述绝缘层的结构体上形成牺牲层，在上述牺牲层上形成支撑部件的工序；在上述支撑部件上形成热检测元件的工序；以覆盖上述热检测元件的方式形成第一光吸收层，并使上述光吸收层平坦化的工序；在上述第一光吸收层的一部分上形成接触孔之后，形成具有热传导性的材料层，通过对上述材料层进行图案化，从而形成包括与上述热检测元件连接的连接部以及俯视时具有大于上述连接部的面积的集热部的热传递部件的工序；在上述第一光吸收层上形成第二光吸收层的工序；对上述第一光吸收层及上述第二光吸收层进行图案化的工序；对上述支撑部件进行图案化的工序；以及通过蚀刻除去上述牺牲层，并在包括形成在上述基板的主面上的绝缘层的结构体和上述支撑部件之间形成空腔部的工序。在本方式中，在基板的主面上层压形成包括层间绝缘层的多层构造、牺牲层、支撑部件，并且，在支撑部件上层压形成热检测元件、第一光吸收层、热传递部件以及第二光吸收层。第一光吸收层的上表面通过平坦化处理而平坦化。并且，在第一光吸收层上设置有接触孔，在该接触孔中埋入热传递部件的连接部。设置在第一光吸收层上的热传递部件的集热部通过连接部与热检测元件(例如，热电电容器的上侧电极)连接。根据本方式，使用半导体制造技术(MEMS技术)，可以实现小型且检测灵敏度高的热式光检测器。这样，根据本发明的至少一个方式，例如，可以显著提高热式光检测器的检测灵敏度。


图1中的(A)及(B)是表示热式光检测器的一例的俯视图及截面图。图2中的(A)及(B)是表示氧化铝板的远红外线的波段的分光特性(光反射特性及透光特性)的一例的示意图、以及构成两个光谐振器时的热式光检测器的检测灵敏度的一例的示意图。图3中的(A) (E)是热式光检测器的制造方法中的到形成第一光吸收层为止的主要工序的示意图。图4中的(A) (C)是热式光检测器的制造方法中的到对第一光吸收层及第二光吸收层进行图案化为止的主要工序的示意图。图5中的(A)及(B)是热式光检测器的制造方法中的到热式光检测器完成为止的主要工序的示意图。图6是热式光检测器的其他例子的示意图。图7是表示热式光检测装置(热式光检测阵列)的电路结构的一例的电路图。图8是表示电子设备结构的一例的示意图。图9是表示电子设备结构的其他例子的示意图。
具体实施例方式下面，对本发明的优选实施方式进行详细的说明。另外，以下所说明的本实施方式并不对本发明的保护范围所记载的本发明内容进行不当的限定，本实施方式所说明的全部结构未必必须是本发明的解决手段。(第一实施方式)图1中的(A)及(B)是表示热式光检测器的一例的俯视图及截面图。图1中的(B)是沿如图1中的(A)所示的热式光检测器的A-A’线的截面图。在图1中的(A)及(B)中，虽然示出了单个的热式光检测器，但是也可以将多个热式光检测器配置为例如矩阵状，从而构成热式光检测器阵列(即热式光检测装置)。图1中的(A)及(B)所示的热式光检测器是热电式红外线检测器(光传感器的一种)200 (但是，其只是一个例子，并不仅限于此)。该热电式红外线检测器200通过热传递良好的热传递部件260将基于两层的光吸收膜270、272中的光吸收而产生的热量高效率地传递给热检测元件(这里是热电电容器230)。热传递部件260例如可以由如下的材料构成具有高热传导率，同时相对于热式光检测器具有检测灵敏度的波段(波长宽度)的光中的至少一部分波段的光具有透光性(例如，半透光性)的材料(例如，A1N、AlOx等金属化合物)。并且，热传递部件也可以由金属(例如铝)这样的反射光的材料构成。此外，将在后面参照图2对热传递部件沈0的透光性进行说明。作为热检测元件的热电电容器230将热量转换为电信号。由此，可以获得与接收到的光的强度相对应的检测信号(例如电流信号)。下面，进行具体的说明。(作为热式光检测器的热电式红外线检测器的结构的一个例子)首先，参照图1中的(B)，对截面结构进行说明。(截面结构)作为热式光检测器的热电式红外线检测器200由形成在基板(硅基板)10上的多层结构体形成。也就是说，作为热式光检测器的热电式红外线检测器200包括基板(这里为硅基板)10、形成在基板10的第一主面(这里为表面)上的包括绝缘层的结构体100(例如包括层间绝缘层的多层结构关于多层结构体的具体例请参照图6)、在包括绝缘层的结构体100的表面上形成的蚀刻阻挡膜130a、热分离用的空腔部(热分离空腔)102、由承载部210及臂部212a、212b构成的支撑部件(隔膜)215、形成在支撑部件(隔膜)215上的热电电容器230、覆盖热电电容器的表面的绝缘层250、第一光吸收层(例如SiO2层)270、热传递部件沈0 (具有连接部CN及集热部FL)、以及第二光吸收层(例如SiO2层)272。第一光吸收层270形成为在热传递部件260和支撑部件(隔膜)215之间与热传递部件260相接触。第二光吸收层272形成为在热传递部件260上与热传递部件260相接触。
此外，基于基板10及多层结构100构成基部(base)。该基部(base)在空腔部102支撑包括支撑部件215、热电电容器230的元件结构体160。此外，例如，当进行俯视观察时，在硅(Si)基板10与热检测元件(热电电容器230)相重叠的区域，可以形成晶体管、电阻等半导体元件(例如参照图6的例子)。如上所述，在形成在基板10上的多层结构体100的表面上设置有蚀刻阻挡膜(例如Si3N4膜)130a，并且，在支撑部件(隔膜)215的背面设置有蚀刻阻挡膜(例如Si3N4膜)130b 130d。该蚀刻阻挡膜130b 130d在为了形成空腔部102而除去牺牲层(在图1中未图示，请参照图3的符号101)的工序中，可以发挥防止除去蚀刻对象之外的层的作用。但是，存在根据构成支撑部件(隔膜)215的材料而不需要蚀刻阻挡膜的情况。此外，元件结构体160所包括的热电电容器230被同样作为元件结构体160的构成要素的支撑部件(隔膜)215支撑在空腔部102上。这里，支撑部件(隔膜)215例如可以通过对氧化硅膜(SiO)/氮化硅膜(SiN)/氧化硅膜(SiO)这三层的层压膜进行图案化而形成(但是，这只是一个例子，并不仅限于此)。支撑部件(隔膜)215需要稳定地支撑热电电容器230，因此，支撑部件(隔膜)215的总厚度具有满足所需机械强度的厚度。在支撑部件(隔膜)215的表面上形成有取向膜(未图示)，在该取向膜上形成有热电电容器230。热电电容器230包括下部电极(第一电极)234、形成在下部电极上的热电材料层(例如，作为热电体的PZT层锆钛酸铅层)232、形成在热电材料层232上的上部电极(第二电极)236。下部电极(第一电极)234及上部电极(第二电极)236都可以通过例如层压三层的金属膜而形成。例如，可以以距离热电材料层(PZT) 232由远到近的方式形成例如溅射形成的铱(Ir)、铱氧化物(IrOx)及钼(Pt)的三层结构。并且，如上所述，作为热电材料层232，可以使用例如PZT (Pb (Zi，Ti) O3 锆钛酸铅)。如果将热量传递给热电材料层(热电体)，则其结果是基于热电效应(热电子效应)，在热电材料层232上产生电极化量的变化。可以通过对伴随着该电极化量的变化的电流进行检测来检测入射的光的强度。该热电材料层232可以通过例如溅射法或MOCVD法等而成膜。下部电极(第一电极)234及上部电极(第二电极)236的膜厚例如是0. 4 μ m左右，热电材料层232的膜厚例如是0. Iym左右。热电电容器230被绝缘层250及第一光吸收层270覆盖。在绝缘层250上设置有第一接触孔252。第一接触孔252用于将上部电极(第二电极)236用的电极2 与上部电极(第二电极)236连接。并且，在第一光吸收层270 (及绝缘层250)上设置有第二接触孔254。第二接触孔254被设置为贯穿第一光吸收层270及绝缘层250。该第二接触孔2M用于将热传递部件260与热电电容器230的上部电极236连接。也就是说，构成热传递部件260的材料(例如氮化铝(AlN)或氧化铝(AWx)等)被填充在第二接触孔254内(在图中，以参考符号2 来表示填充部分)，由此，构成热传递部件260的连接部CN。热传递部件260具有在表面平坦化了的第一光吸收层270上延伸的部分、即集热部FL ；以及将该集热部FL与热电电容器230的上部电极(第二电极)236连接的部分、即连接部CN。这里，热传递部件沈0的集热部FL形成在热检测元件230上。“热检测元件230上”广义地解释为包括“热检测元件230的紧挨着的上方”以及“热检测元件230的上部(介于热检测元件230和集热部FL之间存在层间绝缘层等的情况)”。热传递部件的集热部例如设置在下层的第一光吸收层270和上层的第二光吸收层272之间(即被两个吸收层夹着的状态)。集热部FL例如发挥以下的作用汇聚在广范围的区域内产生的热量并传递给作为热检测元件的热电电容器230。此外，存在集热部FL例如在平坦化后的第一光吸收层270上以具有平坦面的形态而形成的情况，在这种情况下，“集热部”也可以称为“平板部或平坦部”。如上所述，热传递部件260例如可以由热传导率高且相对于期望的波段的光具有透光性(例如半透光性)的材料构成，在这种情况下，例如可以由氮化铝(AlN)或氧化铝(AlOx)等构成。如果用具有透光性(半透光性或全透光性)的材料来构成热传递部件沈0，则入射光的一部分可以透过(通过)热传递部件260，从而进入支撑部件215侧。由此，不仅在上侧的第二光吸收层272上，在下侧的第一吸收层270上也会由于吸收光而产生热量。集热部FL夹在第一光吸收层270和第二光吸收层272之间。也就是说，集热部FL分别与第一光吸收层270及第二光吸收层272接触。因此，分别在第一光吸收层270及第二光吸收层272上产生的热量迅速地传递给集热部FL，经由热传导性良好的集热部FL，被高效率地传递给热检测元件230。此外，在由金属这样的具有光反射特性的材料构成的热传递部件沈0的情况下，入射光被集热部FL的表面反射，不会进入处于集热部FL之下的第一光吸收层。因此，基本上热量在第二光吸收层272产生，该热量经由热传递部件沈0的集热部FL，被高效率地传递给热检测元件230。即使在这种情况下，也可以获得高效率地汇聚在远离热检测元件230的地点产生的热量的效果。但是，即使在热传递部件沈0由金属等构成的情况下，例如在集热部FL的俯视观察时的面积小于第一光吸收层270的俯视观察时的面积时，入射光可以经由未设置有集热部FL的区域(隙间区域)，进入支撑部件215侧。此时，在第一光吸收层270上，也可以基于光的吸收而产生热量，并将该热量经由集热部FL高效率地传递给热检测元件230。此外，也可以使集热部FL的材料、和连接部CN的材料2 (例如埋入接触孔2M的接触塞的材料)不同。并且，如图1中的⑶所示，当将连接部CN的宽度设为WO，将热电电容器230的宽度(这里，宽度最宽的下部电极(第一电极)234的宽度)设为Wl，将热传递部件沈0的集热部FL的宽度设为W2时，WO < Wl < W2的关系成立。此外，如图1中的⑶所示，当将第一波长设为λ 1、将第二波长设为λ 2时，支撑部件215的承载热电电容器230的表面、和第二光吸收层272的上表面之间的距离Hl (即、第一光吸收层270的膜厚Η2和第二光吸收层272的膜厚Η3的合计膜厚Hl)被设定为η· (λ 1/4) (η是大于等于1的整数)。由此，在支撑部件215的承载有热电电容器230的表面、和第二光吸收层272的上表面之间，构成第一光谐振器(λ 1/4光谐振器)。此外，第二光吸收层272的下表面、第二光吸收层272的上表面之间的距离H3(即、第二光吸收层的膜厚H3)被设定为η -(λ 2/4)。由此，在第二光吸收层272的下表面、第二光吸收层272的上表面之间，构成第二光谐振器(λ2/4光谐振器)。这里，优选热传递部件沈0的集热部FL与支撑部件(隔膜)215平行设置。也就是说，优选平行配置集热部FL的主面(上表面或下表面)和支撑部件(隔膜)215的主面(上表面或下表面)。关于构成第一光谐振器及第二光谐振器的效果将在后面进行说明。(布局构成)下面，参照图1中的(A)，对布局构成进行说明。如图1中的(A)所示，支撑部件(隔膜)215包括承载热电电容器230的承载部210 ；以及将该承载部210保持在空腔部(热分离空腔部)212上的两个臂即第一臂部21 、第二臂部212b。热电电容器230形成在支撑部件(隔膜)215的承载部210上。并且，如上所述，通过包括支撑部件(隔膜)215、热电电容器230、第一光吸收层270、热传递部件沈0以及第二光吸收层272来构成元件结构体 160。如上所述，第一臂部21 及第二臂部212b例如可以通过对氧化硅膜(SiO) /氮化硅膜(SiN)/氧化硅膜(SiO)的三层的层压膜进行图案化并加工成细长形状来形成。形成为细长形状是为了增大热电阻，从而抑制从热电电容器230的散热(热损)。第一臂部21 的宽度方向上的前端部23 通过第一端子104a (在图1的㈧中虚线所示的俯视观察为圆形的部件)被支撑在空腔部102上。并且，在第一臂部21 上形成有配线2^a，该配线229a的一端(参考符号228)与热电电容器230的下部电极(第一电极)234连接，该配线229a的另一端231a与第一端子10 连接。第一端子10 例如设置在图1中的(B)所示的包括绝缘层的结构体100、与第一臂部21 的前端部23 之间。该第一端子10 例如由选择性地形成在空腔部120上且被加工为柱状的多层配线结构(由层间绝缘层和构成配线的导电层构成，该配线用于连接设置在热电电容器230和基层的硅基板10上的晶体管等元件)而构成。同样地，第二臂部212b被第二端子104b (在图1的㈧中虚线所示的俯视观察为圆形的部件)支撑在空腔部102上。第二臂部212b的宽度方向的前端部232b被第二端子104b(在图1的(A)中虚线所示的俯视观察为圆形的部件)支撑在空腔部102上。并且，在第二臂部212b上形成有配线229b，该配线229b的一端(参考符号226)与热电电容器230的上部电极(第二电极)236连接，该配线229b的另一端231b与第二端子104b连接。第二端子104b设置在图1中的(B)所示的包括绝缘层的结构体100、与第二臂部212b的前端部232b之间。并且，第二端子104b例如由选择性地形成在空腔部102上且被加工为柱状的多层配线结构(由层间绝缘层和构成配线的导电层构成，该配线用于连接设置在热电电容器230和基层的硅基板10上的晶体管等元件)而构成。在图1中的(A)所示的例子中，使用第一端子10 及第二端子104b，将包括支撑部件215、热电电容器230的元件结构体160保持于空腔部102。该结构在共同的空腔部102上，高密度地配置多个作为热检测元件的热电电容器230时(即形成热检测元件的阵列时)是有效的。但是，该结构只是一个例子，并不仅限于此。例如，如图6所示的例子那样，也可以对应每一个热检测元件230形成一个空腔部102，并将支撑部件(隔膜)215支撑于空腔部102的周围的包括绝缘层的结构体100。此外，在图1的㈧中，热电电容器230被配置在支撑部件215的承载部210的中央区域，热电电容器230在俯视观察时具有大致正方形的形状。并且，如图1的(A)所示，当将热传递部件260的连接部CN的宽度设为W0，将热电电容器230的宽度(这里是宽度最宽的下部电极(第一电极)234的宽度)设为W1，将热传递部件沈0的集热部FL的宽度设为W2时，WO < Wl < W2的关系成立。因此，俯视观察时(从垂直于基板10的表面的方向观察到的俯视状况、更具体地说是从垂直上侧观察到的俯视状况)的热传递部件沈0的集热部FL的面积大于连接部CN的面积。并且，俯视观察时的热传递部件沈0的集热部FL的面积大于热电电容器230的面积。此外，如图1的(A)所示，俯视观察时，第一光吸收层270及第二光吸收层272在支撑部件215上形成在作为热检测元件的热电电容器230的周围。例如，第一光吸收层270及第二光吸收层272可以形成在热检测元件230的整个周围(但是并不仅限于此)。因此，在第一光吸收层270及第二光吸收层272的广范围内产生的热量被高效率地直接传递给热电电容器230、或经由具有覆盖广范围的较大面积的热传递部件260高效率地间接传递给热电电容器230。也就是说，在第一光吸收层270及第二光吸收层272的广范围内产生的热量从所有的方向(即四面八方)汇聚到热电电容器230。这里，在俯视观察时，热电电容器230位于大致正方形的热传递部件沈0的中央的下方。因此，从所有方向经由热传递部件260汇聚的热量经由连接部CN以最短的距离被传递给热电电容器230的上部电极(第二电极)236。因此，可以从广范围高效率地汇聚较多的热量，且可以在将损耗抑制到最小限度的同时将这些热量以最短距离传递给热电电容器230的上部电极(第二电极)236。因此，可以进一步提高热式光检测器200的光检测灵敏度。并且，还可以进一步提高热式光检测器的响应速度。(关于热式光检测器的动作等)如图1中的(A)及⑶所示的本实施方式所涉及的热电式红外线检测器(热式光检测器)200如下所述地进行动作。例如，在热传递部件260具有透光性的情况下，入射到热式光检测器200的光(例如红外线)、即俯视观察时入射到支撑部件(隔膜)215的区域的入射光的一部分首先被第二光吸收层272吸收，其他部分没有被吸收而是到达了热传递部件沈0。热传递部件260相对于热式光检测器200具有检测灵敏度的波段的光的至少一部分具有透光性，例如，相对于红外线具有半透光性。在热传递部件260，例如，到达的光的一部分反射，其他部分透过热传递部件沈0。被热传递部件260反射的光被第二光吸收层吸收并转换为热量。透过热传递部件260的光的一部分被第一光吸收层270吸收，其他部分到达支撑部件(隔膜)215的表面(第一光吸收层270和支撑部件215的承载部210之间的界面)、以及承载于支撑部件215的作为热检测元件的热电电容器230。到达支撑部件(隔膜)215的表面(第一光吸收层270和支撑部件215的承载部210之间的界面)的光的大部分被支撑部件(隔膜)215的表面反射。例如，在第一光吸收层270由SiO2层(折射率1.45)构成、支撑部件(隔膜)215由SiN膜(折射率2. 0)构成的情况下，由于构成支撑部件(隔膜)215的膜的折射率(即支撑部件215的折射率)大于第一光吸收层270的折射率，所以到达支撑部件(隔膜)215的光几乎都被支撑部件(隔膜)215的表面反射。
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此外，作为支撑部件(隔膜)215的构成要素，例如设置钛(Ti)膜等金属膜(尤其优选设置在光反射的表面上)，从而来提高支撑部件(隔膜)215的表面上的光的反射率也是有效的。被支撑部件(隔膜)215的表面反射的光被第一光吸收层270吸收。反射光中的、透过了第一光吸收层270的光到达第二光吸收层272，且被第二光吸收层272吸收。并且，在由金属这样的具有光反射特性的材料构成热传递部件沈0的情况下，入射光基本无法进入处于集热部FL之下的第一光吸收层270。也就是说，入射到热式光检测器的光(例如红外线)、即俯视观察时入射到支撑部件(隔膜)215的区域的入射光的一部分首先被第二光吸收层272吸收，其他部分没有被吸收而是到达了热传递部件260 (的集热部FL)。到达热传递部件沈0(的集热部FL)的光被其表面反射，反射后的光被第二光吸收层272吸收。但是，如上所述，即使在由金属等构成热传递部件沈0的情况下，例如在集热部FL的俯视观察时的面积小于第一光吸收层270的俯视观察时的面积时，入射光可以经由未设置有集热部FL的区域(隙间区域)，进入支撑部件215侧。此时，在第一光吸收层270上，也可以基于光的吸收而产生热量，并将该热量经由集热部FL高效率地传递给热检测元件230。在由具有透光性的材料构成热传递部件的情况下，在第一光吸收层270及第二光吸收层272产生热量、以及将产生的热量传递给作为热检测元件的热电电容器230例如如下所述地进行。也就是说，入射到热式光检测器200的光的一部分首先被第二光吸收层272吸收，并在第二光吸收层272产生热量。并且，被热传递部件260反射的光被第二光吸收层272吸收，并由此在第二光吸收层272上产生热量。并且，透过(通过)了热传递部件沈0的光的一部分被第一光吸收层270吸收而产生热量。并且，被支撑部件215的表面(第一光吸收层270和支撑部件的承载部210之间的界面)反射的光的一部分被第一光吸收层270吸收而产生热量。并且，反射光中的、透过了第一光吸收层270的光被第二光吸收层272吸收而产生热量。也就是说，被支撑部件(隔膜)215的表面反射的光被第一光吸收层270及第二光吸收层272中的至少一个吸收，由此，在第一光吸收层270及第二光吸收层272上产生热量。此外，在第二光吸收层272上产生的热量通过热传递部件260被高效率地传递给作为热检测元件的热电电容器230，此外，在第一光吸收层270产生的热量被高效率地直接传递给热电电容器230、或者通过热传递部件260高效率地传递给热电电容器230。也就是说，热传递部件沈0的集热部形成为较大地覆盖在热检测元件(热电电容器)230上，因此，无论其产生场所，在第一光吸收层270及第二光吸收层272上产生的热量大多被高效率地传递给热检测元件(热电电容器)230。例如，即使是在远离热检测元件230的位置所产生的热量也可以经由高热传导率的热传递部件260高效率地传递给热检测元件(热电电容器)230。并且，由于热传递部件沈0的集热部FL和热电电容器230通过热传递部件260的连接部CN连接，所以经由热传递部件260的集热部FL所传递的热量可以通过连接部CN被直接传递给热电电容器230。此外，由于作为热检测元件的热电电容器230位于热传递部件260的下方(正下方)(设置在俯视观察时相重叠的位置)，所以可以最短地连接例如俯视观察时的热传递部件260的中央部和热电电容器230。因此，可以降低伴随着热传递而产生的损耗，此外，可抑制专有面积的增大。这样，根据图1中的㈧及⑶所记载的热式光检测器(这里是热电式红外线检测器)，可以将在两层(多层)的光吸收层270、272上的较大范围内产生的热量高效率地传递给作为热检测元件的热电电容器230，从而可以大幅度提高小型热式光检测器(热电式红外线检测器)的光检测灵敏度。并且，由于可以缩短传热传递量所需要的时间，所以可以提高热式光检测器(热电式红外线检测器)的响应速度。并且，在图1中的(A)及(B)所记载的热式光检测器(热电式红外线检测器)中，第一光吸收层270及第二光吸收层272在支撑部件215 (的承载部210)上，在俯视观察时，形成在作为热检测元件的热电电容器230的周围。由此，可以将在第一光吸收层270及第二光吸收层272的广范围内产生的热量非常高效率地直接传递给作为热检测元件的热电电容器230、或经由热传递部件沈0间接地非常高效率地传递给作为热检测元件的热电电容器230。因此，可以进一步提高热式光检测器(热电式红外线检测器)的光检测灵敏度。并且，可以进一步提高热式光检测器(热电式红外线检测器)的响应速度。并且，在本实施方式中，由于通过两层的光吸收层270、272产生热量，所以可以提高吸收效率。并且，可以通过第一光吸收层270直接将热量传递给热检测元件230。因此，与专利文献1中记载的红外线检测元件及专利文献2中记载的红外线固态摄像元件相比，可以进一步提高热式光检测器的检测灵敏度。并且，在本实施方式中，热检测元件230与热传递部件260连接。因此，应答速度与专利文献1中记载的红外线检测元件同样高。并且，在本实施方式中，热传递部件260直接与热检测元件230连接，因此，与专利文献2中记载的红外线固态摄像元件相比，可以获得更高的响应速度。此外，如上所述，在图1中的(A)及(B)所记载的热式光检测器(热电式红外线检测器)中，在支撑部件215的承载有热电电容器230的表面和第二光吸收层272的上表面之间，构成有针对第一波长λ 1的第一光谐振器，并且在第二光吸收层272的下表面和第二光吸收层272的上表面之间，构成有针对不同于第一波长λ 1的第二波长λ 2的第二光谐振器。也就是说，通过调整第一光吸收层270及第二光吸收层272的膜厚，从而构成具有不同谐振波长的两个光谐振器。如上所述，被支撑部件215的表面(第一光吸收层270和支撑部件215的承载部210之间的界面)反射的光被第一光吸收层270及第二光吸收层272中的至少一个吸收，此时，通过构成第一光谐振器，从而可以提高各光吸收层中的实际吸收率。第一光谐振器可以设定为例如所谓λ/4光谐振器。也就是说，当将第一波长设为λ 1时，支撑部件215的承载有热电电容器230的表面和第二光吸收层272的上表面之间的距离(即、第一光吸收层270及第二光吸收层272的合计膜厚)满足η · ( λ 1/4) (η是大于等于1的整数)的关系。这样，可以调整第一光吸收层270及第二光吸收层272的膜厚。由此，入射的波长λ 1的光、和被支撑部件215的表面反射的波长λ 1的光由于相互干涉而消除，从而可以提高第一光吸收层270及第二光吸收层272的实际吸收率。此外，如上所述，被热传递部件260反射的光被第二光吸收层272吸收，此时，通过构成第二光谐振器，从而可以提高第二光吸收层272的实际吸收率。第二光谐振器可以设定为例如所谓的λ/4光谐振器。
也就是说，当将第二波长设为λ 2时，通过将第二光吸收层272的下表面和第二光吸收层272的上表面之间的距离(也就是说，第二光吸收层的膜厚)设定为η· (λ 2/4),从而可以构成第二光谐振器。由此，入射的波长λ 2的光、和被第二光吸收层的下表面(第一光吸收层270和第二光吸收层272之间的界面)反射的波长λ 2的光由于相互干涉而消除，可以提高第二光吸收层272的实际吸收率。此外，通过构成两个光谐振器，从而在不同的两个波长产生谐振峰值，因此峰值彼此合成，可扩大热式光检测器具有检测灵敏度的波段。也就是说，可以扩大热式光检测器可检测的光的波段(波长宽度)。(关于热传递部件的优选例)下面，对热传递部件(热传递层)的优选例进行说明。如上所述，在本实施方式的热式光检测器200中，采用由第一光吸收层270和第二光吸收层272夹着热传递部件260的集热部FL的结构，且热传递部件沈0的集热部FL还汇聚在远离作为热检测元件的热电电容器230的位置发生的热量，所以优选俯视观察时具有较大的面积。在这种状况下，为了使第一光吸收层270和第二光吸收层272双方都吸收从热式光检测器200的上方入射的光，优选通过具有使期望的波段中的至少一部分波段的光透过的透光性的材料来构成热传递部件沈0。也就是说，热传递部件260优选通过具有热传递良好的热传导性和透光性的材料构成。热传递部件260例如可以用氮化铝(AlN)、氧化铝(AWx)构成。氧化铝被称为矾土，例如可以使用Α1203。图2中的㈧及⑶是表示氧化铝板的远红外线的波段中的分光特性(光反射特性及透光特性)的一例的示意图、以及构成两个光谐振器时热式光检测器的检测灵敏度的一例的示意图。此外，对于远红外线的波段，没有特别严密的定义，但一般远红外线的波段是4μπι ΙΟΟΟμπι左右。红外线必从物体放射，越高温的物体红外线放射越强。并且，放射的峰值的波长与温度成反比，例如，室温20°C的物体放射的红外线的峰值波长是10 μ m左右。在图2的㈧中示出了氧化铝板的4μπι Μμπι的波段的反射率和透过率。横轴是波长(μ m)，纵轴是相对强度(arbitray unit，任意单位a. u.)。在图2中，表示透过率的特性线Ql通过点划线表示，表示反射率的特性线Q2通过实线表示，表示将透过率和反射率相加后的结果的特性线Q3通过虚线表示。如图2的(A)所示，反射率对应波长而发生相当大的变动。另一方面，透过率在6 μ m以上的波段几乎接近于零。这里，着眼于针对波长4 μ m的光的透过率和反射率。透过率是0. 2 (即20% )，反射率是0.5(即50%)。此外，着眼于针对波长12 μ m的光的透过率和反射率。透过率几乎是0(0% )，反射率是0. 43 (即43% )左右。如果考虑这样的分光特性，则可以例如将上述第一波长λ 1设定为4μπι，将第二波长λ 2设定为12 μ m。在这种情况下，第一光吸收层270的膜厚例如是3μπι即可，且第二光吸收层272的膜厚例如是1 μ m即可。将具有如图2的(A)所示的分光特性的矾土用作热传递部件沈0的材料的情况下，入射光中所包括的具有第一波长λ 1( = 4μπι)的波长的光的50%左右被矾土所构成的热传递部件260反射，且入射光中所包括的具有第一波长λ 1( = 4μπι)的波长的光的20%左右透过热传递部件沈0。透过了热传递部件260的波长λ 1的光到达支撑部件(隔膜)215，被其表面反射，进而朝向第二光吸收层272上升，该上升的光的一部分被第二光吸收层272的上表面(大气和第二光吸收层272之间的界面)反射，进而朝向下方。这样，在第一光谐振器可以产生波长λ 1的谐振。此外，入射光所包括的波长λ 2 ( = 12 μ m)的光的43%左右被热传递部件260反射(几乎没有产生透过光)，反射的光在第二光吸收层272内上升，该上升的光的一部分被第二光吸收层272的上表面(大气和第二光吸收层272之间的界面)反射，进而朝向下方。这样，在第二光谐振器可以产生波长λ 2的谐振。如上所述，通过产生光谐振，从而可以提高第一光吸收层270及第二光吸收层272中的光的实际吸收率。此外，如图2的(B)所示，可以扩大具有热式光检测器的检测灵敏度的波段。图2的(B)是构成两个光谐振器时的热式光检测器的检测灵敏度的一例的示意图。在如图2的(B)所示的例子中，第一光谐振器的谐振峰值Pl在波长λ 1(例如λ 1 = 4μπι)出现，第二光谐振器的谐振峰值Ρ2在波长λ2(例如λ2 = 12μπι)出现。通过合成这些峰值特性，从而可以扩大热式光检测器200的检测灵敏度Ρ3。也就是说，可以实现在较宽波段具有检测灵敏度的热式光检测器200。此外，即使在使用氮化铝(AlN)作为热传递部件260的材料的情况下，也可以获得同样的效果。这样，根据本实施方式的热式光检测器，可以将远离热检测元件的位置所产生的热量经由热传递部件(热传递层)260的集热部FL，高速且高效率地汇聚到作为热检测元件的热电电容器230。并且，通过利用光的波长的相互干涉(利用光的谐振)，可以提高第一光吸收层270及第二光吸收层272中的光的实际吸收效率，且可扩大热式光检测器具有检测灵敏度的波段。(有关热式光检测器的制造方法)下面，参照图3 图5，对热式光检测器的制造方法进行说明。首先，参照图3的(A) (E)。图3的(A) (E)是热式光检测器的制造方法中的直至形成第一光吸收层为止的主要工序的示意图。在如图3的(A)所示的工序中，准备硅基板(也可以具有晶体管等元件)，在该硅基板10上形成包括绝缘层的结构体(例如，多层配线结构体)100。在包括绝缘层的结构体100上形成蚀刻阻挡膜130a，并进一步形成牺牲层(例如SiA层)101。在图3的(B)的工序中，在牺牲层101上形成蚀刻阻挡膜130b。然后，形成作为支撑部件(隔膜)215的厚膜(例如，由三层的层压膜构成的厚膜)。在图3的(C)的工序中，在支撑部件(隔膜)215上层压形成下部电极(第一电极)234、热电材料层(PZT层)232以及上部电极(第二电极)236，且形成作为热检测元件的热电电容器230。作为热电电容器230的形成方法，例如可以使用原子层CVD法。然后，形成绝缘层250以覆盖热电电容器230。绝缘层250可以通过例如CVD法形成。接着，对绝缘层250进行图案化。在图3的(D)的工序中，在覆盖热电电容器230的绝缘层250上形成第一接触孔252，然后堆积金属材料层，接着对该金属材料层进行图案化，从而形成与上部电极(第二电极)236连接的电极(以及配线)2沈。此外，在图3的(D)的工序中，同时还形成与下部电极(第一电极)连接的电极以及配线(未图示)。在图3的(E)的工序中，通过CVD法形成第一光吸收层(SiO2层等)270。然后，通过例如CMP (化学机械研磨)使其表面平坦化。图4的(A) (C)是热式光检测器的制造方法中的对第一光吸收层及第二光吸收层进行图案化为止的主要工序的示意图。在图4的(A)的工序中，在第一光吸收层270上形成第二接触孔254。接着，堆积氧化铝(矾土 A10x)、氮化铝(AlN)等具有高热传导率和例如透光性的材料，并对其进行图案化，从而形成热传递部件(热传递层)260。热传递部件260具有集热部FL及连接部CN。在第二接触孔254内填充矾土等材料。通过填充有矾土等材料的部分238构成连接部CN。在图4的(B)的工序中，在第一光吸收层270上堆积作为第二光吸收层的材料层(SiO2等)之后，进行图案化。由此，可以形成第二光吸收层272。在图4的(C)的工序中，对第一光吸收层270进行图案化。图5的(A)及(B)是热式光检测器的制造方法中的完成热式光检测器为止的主要工序的示意图。在图5的(A)的工序中，对支撑部件(隔膜)215进行图案化。由此，形成承载部210、第一臂部21 以及第二臂部212b。在图5的(A)中，对基于图案化而被除去的部分(开口部)标注了参考符号0P。在图5的⑶的工序中，例如，通过湿蚀刻选择性地除去牺牲层101。由此，可以形成空腔部(热分离空腔部)102。支撑部件215的承载部210由于空腔部102而与基部(由基板10、包括绝缘层的结构体100以及蚀刻阻挡膜130a构成)分离。因此，可以抑制经由支撑部件215的散热。从而完成热式光检测器。(第二实施方式)图6是热式光检测器的其他例子的示意图。在图6所示的热式光检测器200中，对应每一个热检测元件而形成有空腔部102，支撑部件(隔膜)215被空腔部102的周围的结构体(基部的一部分)支撑。并且，基板的俯视观察时与热检测元件重叠的区域上形成有电路构成要素(这里是MOS晶体管)，该MOS晶体管经由多层配线，与作为热检测元件的热电电容器230连接。并且，在图6的例子中，热传递部件260可以被用作配线。也就是说，在基板(硅基板)10上形成有源极层( 及漏极(D)层，并且，在基板10上形成有栅极绝缘膜INS及栅极(例如多晶硅栅极)G，由此，可以形成作为电路构成要素的MOS晶体管。在基板10上形成有包括绝缘层的结构体100。通过基板10及包括绝缘层的结构体100构成基部(base)。包括绝缘层的结构体100由多层结构体构成，更为具体地说，由多层配线结构体构成。多层配线结构体包括第一绝缘层100a、第二绝缘层IOOb、第三绝缘层100c、第一接触塞CP1、第一层配线Ml、第二接触塞CP2、第二层配线M2以及第三接触塞CP3。通过选择性地除去第三绝缘层IOOc的一部分，从而形成空腔部(热分离空腔部)102。在支撑部件(隔膜)215的承载部210上形成有作为热检测元件的热电电容器230。并且，热传递部件260形成为被第一光吸收层270和第二光吸收层272夹持。
由支撑部件(隔膜)215、热电电容器230、第一光吸收层270、第二光吸收层272、热传递部件260、第四接触塞CP4、第三层配线M3以及第五接触塞CP5构成元件结构体160。如上所述，热传递部件260兼作将作为热检测元件的热电电容器230与其他元件(这里是形成在基板10上的CMOS晶体管)连接的配线的一部分。 也就是说，如上所述，热传递部件260可以由例如AlN或AlOx等金属化合物构成，但由于以金属为主要成分的材料的导电性良好，所以热传递部件260也可被用作将热检测元件与其他元件连接的配线(包括配线的一部分)。通过将热传递部件260还用作配线，从而无需另外设置配线，可实现简化制造工序。此外，通过在俯视观察时与热检测元件230重叠的区域上配置晶体管等元件，可以抑制整个热式光检测器的专有面积的增大。(第三实施方式)图7是表示热式光检测装置(热式光检测阵列)的电路结构的一例的电路图。在图7的例子中，二维配置有多个光检测单元(即热式光检测器200a 200d等)。为了从多个光检测单元(热式光检测器200a 200d等)中选择一个光检测单元，设置有扫描线(ffla, Wlb 等)和数据线(Dla、Dlb 等)。作为第一光检测单元的热式光检测器200a包括作为热式光检测元件5的压电电容器ZC、以及元件选择晶体管Mia。压电电容器ZC的两极的电位关系可通过切换施加给PDrl的电位而反转(通过该电位反转而无需设置机械的斩波器)。此外，其他光检测单元也是同样的结构。可以通过导通复位晶体管M2来初始化数据线Dla的电位。当读出检测信号时，读出晶体管M3导通。通过热电效应产生的电流被I/V转换电路510转换为电压，通过放大器600被放大，并通过A/D转换器700转换为数字数据。在本实施方式中，二维配置有多个热式光检测器(例如，沿正交二轴(X轴及Y轴)的各轴配置为阵列状)，从而实现热式光检测装置(热式光阵列传感器)。(第四实施方式)图8是电子设备的结构的一例的示意图。作为电子设备，可以列举出例如红外线传感器装置、红外线热像仪装置、车载用夜视照相机或监控照相机等。如图8所示，电子设备包括光学系统400、传感器设备410(相当于上述实施方式中的热式光检测装置200)、图像处理部420、处理部430、存储部440、操作部450以及显示部460。此外，本实施方式的电子设备并不仅限于图8的结构，可以实施省略其构成要素的一部分(例如光学系统、操作部、显示部等)或者追加其他的构成要素等各种变形。光学系统400例如包括一个或者多个透镜、驱动这些透镜的驱动部等。此外，进行向传感器410的物体图像的成像等。另外，如果需要，也进行焦距调整等。传感器设备410通过使上述本实施方式的光检测器二维排列而构成，并设有多条行线(扫描线(或字线))和多条列线(数据线)。传感器设备410除了二维排列的光检测器之外，还可以包括行选择电路(行驱动器)、经由列线读出来自于光检测器的数据的读出电路、以及A/D转换部等。通过依次读出来自于二维排列的各光检测器的数据，可以进行物体像的摄像处理。图像处理部420根据来自于传感器设备410的数字的图像数据(像素数据)，进行图像校正处理等各种图像处理。图像处理部420相当于处理传感器设备410(热式光检测
19器200)的输出的控制部。处理部430进行电子设备的整体控制或者进行电子设备内的各模块的控制。该处理部430例如由CPU等实现。存储部440用于存储各种信息，例如作为处理部430、图像处理部420的工作区域而发挥作用。操作部450是用于用户操作电子设备的界面，例如由各种按钮、⑶I (Graphical User hterface，图形用户界面)界面等实现。显示部460用于显示例如由传感器设备410获取到的图像、⑶I界面等，其可以由液晶显示器、有机EL显示器等各种显示器实现。这样，将一个单元的热电式光检测器用作红外线传感器等传感器之外，可通过将一个单元的热式光检测器沿正交二轴方向二维配置来构成传感器设备410，从而能够提供热(光)分布图像。使用该传感器设备410，能够构成红外线热像仪、车载用夜视照相机或监控照相机等电子设备。如上所述，本发明涉及的热式光检测器的光检测灵敏度高。因此，可以提高安装有该热式光检测器的电子设备的性能。图9是电子设备结构的其他例子的示意图。图9的电子设备800包括安装有热式光检测器200、加速度检测元件503的传感器单元600。传感器单元600上还可以安装陀螺传感器等。通过传感器单元600可以测定不同种类的物理量。从传感器单元600输出的各检测信号由CPU 700处理。CPU 700相当于处理热式光检测器200的输出的控制部。如上所述，根据本发明的至少一个实施方式，例如可以进一步提高热式光检测器的检测灵敏度。以上，虽然就几个实施例对本发明进行了说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包括在本发明的保护范围之内。例如，在说明书或附图中，至少一次与更广义或同义的不同用语同时记载的术语可以在说明书或附图的任何地方替换成其不同的用语。并且，虽然在上述实施方式中可以使用热电电容器作为热检测元件，但是也可以取而代之地使用热堆元件或测辐射热计元件。附图标记说明10基板(例如硅基板)100包括绝缘层的结构体(例如，包括至少一层的层间绝缘层的多层结构体)102空腔部(热分离空腔部)104a、104b第一端子及第二端子130a 130d蚀刻阻挡膜
200热式光检测器210支撑部件的承载部212(212a,212b)支撑部件的臂部(第一臂部、第二臂部)215支撑部件(隔膜)229a,229b配线(形成在臂部上的配线)2 电极(配线)228构成热传递部件的材料的、填充在第二接触孔中的部分230作为热检测元件的热电电容器
232a、23^臂部的端部234下部电极(第一电极)232热电材料层(PZT层)236上部电极(第二电极)250绝缘层252、2M第一接触孔及第二接触孔260热传递部件270第一光吸收层272第二光吸收层FL热传递部件的集热部CN热传递部件的连接部
权利要求
1.一种热式光检测器，其特征在于，具有基板；隔着空腔部支撑而在所述基板上支撑的支撑部件；由所述支撑部件支撑的热检测元件；热传递部件，包括集热部，所述集热部通过连接部与所述热检测元件连接，俯视观察时具有大于所述连接部的面积，且形成在所述热检测元件上；第一光吸收层，形成为在所述热传递部件和所述支撑部件之间与所述热传递部件接触；以及第二光吸收层，形成为在所述热传递部件上与所述热传递部件接触。
2.根据权利要求1所述的热式光检测器，其特征在于，所述第一光吸收层及所述第二光吸收层在所述支撑部件上形成在所述热检测元件的周围。
3.根据权利要求2所述的热式光检测器，其特征在于，在所述支撑部件的承载所述热检测元件的表面和所述第二光吸收层的上表面之间，构成针对第一波长的第一光谐振器，在所述第二光吸收层的下表面和所述第二光吸收层的上表面之间，构成针对不同于所述第一波长的第二波长的第二光谐振器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的热式光检测器，其特征在于，所述热传递部件兼作将所述热检测元件与其他元件连接的配线。
5.根据权利要求3所述的热式光检测器，其特征在于，所述热检测元件是热电电容器元件，当将所述第一波长设为λ 1、将所述第二波长设为λ 2时，所述支撑部件的承载所述热检测元件的表面和所述第二光吸收层的上表面之间的距离被设定为η · (λ 1/4)，所述第二光吸收层的下表面和所述第二光吸收层的上表面之间的距离被设定为η · ( λ 2/4)，其中，η是大于等于1的整数，所述热传递部件由氮化铝或氧化铝构成。
6.一种热式光检测装置，其特征在于，二维地配置有多个根据权利要求1至5中任一项所述的热式光检测器。
7.一种电子设备，其特征在于，具有权利要求1至5中任一项所述的热式光检测器、以及处理所述热式光检测器的输出的控制部。
8.一种热式光检测器的制造方法，其特征在于，包括在基板的主面上形成包括绝缘层的结构体，在包括所述绝缘层的结构体上形成牺牲层，在所述牺牲层上形成支撑部件的工序；在所述支撑部件上形成热检测元件的工序；以覆盖所述热检测元件的方式形成第一光吸收层，并使所述第一光吸收层平坦化的工序；在所述第一光吸收层的一部分上形成接触孔之后，形成具有热传导性的材料层，通过对所述材料层进行图案化，从而形成具备与所述热检测元件连接的连接部、以及俯视观察时具有大于所述连接部的面积的集热部的热传递部件的工序；在所述第一光吸收层上形成第二光吸收层的工序；对所述第一光吸收层及所述第二光吸收层进行图案化的工序；对所述支撑部件进行图案化的工序；以及通过蚀刻除去所述牺牲层，并在形成在所述基板的主面上的包括绝缘层的结构体和所述支撑部件之间形成空腔部的工序。
全文摘要
本发明涉及一种热式光检测器及其制造方法、热式光检测装置、电子设备。其中，该热式光检测器包括基板；隔着空腔部而在所述基板上支撑的支撑部件；由所述支撑部件支撑的热检测元件；热传递部件，包括集热部，所述集热部通过连接部与所述热检测元件连接，俯视观察时具有大于所述连接部的面积，且形成在所述热检测元件上；第一光吸收层，形成为在所述热传递部件和所述支撑部件之间，与所述热传递部件接触；以及第二光吸收层，形成为在所述热传递部件上，与所述热传递部件接触。
文档编号B81B7/00GK102564602SQ20111042465
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月16日 优先权日2010年12月22日
发明者土屋泰 申请人:精工爱普生株式会社