專利名稱：熱式光檢測器及其制造方法、熱式光檢測裝置、電子儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱式光檢測器、熱式光檢測裝置、電子儀器以及熱式光檢測器的制造
方法等。
背景技術(shù)：
作為光傳感器，眾所周知有熱式光檢測器。熱式光檢測器通過光吸收層吸收從物體放射的光，將光轉(zhuǎn)換成熱，用熱檢測元件測量溫度的變化。熱式光檢測器包括直接檢測隨著光吸收而溫度上升的熱電堆、檢測電極化(electrical polarity)變化的熱電元件以及以電阻變化檢測溫度上升的輻射熱測量器。熱式光檢測器的特征是可以檢測的波段寬。近年來，利用半導(dǎo)體制造技術(shù)(MEMS技術(shù)等)嘗試制造更小型的熱式光檢測器。為了提高熱式光檢測器的檢測靈敏度以及改善反應(yīng)性，將光吸收層產(chǎn)生的熱高效率地傳遞至熱檢測元件是非常重要的。用于進行高效率導(dǎo)熱的熱檢測元件的結(jié)構(gòu)例如專利文獻I所述。專利文獻I記載的紅外線檢測元件(這里是熱電堆紅外線檢測元件)具有設(shè)置于紅外線感應(yīng)部和紅外線吸收層之間的高導(dǎo)熱層。具體是在空腔部上形成薄膜，薄膜通過設(shè)置在四個角的突出的梁被支撐在周圍的基板上。在薄膜的中間部分上設(shè)置紅外線吸收層和高導(dǎo)熱層，另外，在梁的部分上設(shè)置熱電堆元件。另外，高導(dǎo)熱層由鋁、金等紅外線反射性好的材料構(gòu)成。專利文獻I :特許3339276號公報專利文獻2 :再表99/31471號公報在專利文獻I記載的紅外線檢測元件中，由于紅外線吸收層位于遠離紅外線感應(yīng)部的位置，因此不能直接向紅外線感應(yīng)部供給紅外線吸收層產(chǎn)生的熱。專利文獻2所述的紅外線固態(tài)成像元件由于構(gòu)成紅外線吸收部的絕緣層在遠離溫度檢測器的位置，因此不能直接向溫度檢測器供給在紅外線吸收部的絕緣層產(chǎn)生的熱。根據(jù)本發(fā)明的至少一個方式，例如可以提高熱式光檢測器的檢測靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容
(I)本發(fā)明的熱式光檢測器的一個方式包括基板；支撐部件，以在上述支撐部件與上述基板之間形成有空腔部的方式被支撐；熱檢測元件，被上述支撐部件支撐；熱傳遞部件，設(shè)置在上述熱檢測元件上并具備集熱部和連接部，上述集熱部由對入射的光具有光反射特性的材料構(gòu)成且俯視時具有能夠使向上述支撐部件的區(qū)域入射的光的一部分進入上述支撐部件側(cè)的圖案，上述連接部連接上述集熱部和上述熱檢測元件；第一光吸收層，在上述熱傳遞部件和上述支撐部件之間與上述熱傳遞部件接觸地形成；以及第二光吸收層， 在上述熱傳遞部件上與上述熱傳遞部件接觸地形成。本方式的熱式光檢測器具有第一光吸收層、第二光吸收層、被支撐在支撐部件 (薄膜)上的熱檢測元件以及設(shè)置在熱檢測元件上的熱傳遞部件。熱傳遞部件具有集熱部和將集熱部與熱檢測元件(具體例如是熱檢測元件的上部電極)連接的連接部。熱傳遞部件對入射的光具有光反射特性且可以由導(dǎo)熱性好的材料構(gòu)成。例如可以使用Al等金屬材料。導(dǎo)熱性好且具有光反射特性的金屬材料有很多種，可以考慮制造工藝等適當(dāng)?shù)剡x擇特性好的材料。因此容易進行熱傳遞部件的設(shè)計。另外，熱傳遞部件的集熱部具有俯視時可使向支撐部件的區(qū)域入射的光的一部分進入支撐部件側(cè)的圖案。這里的“圖案”的術(shù)語廣義地解釋為“具有面積的平面圖形”。在以下的說明中這點也是一樣的。集熱部的圖案可以是俯視時例如具有許多從連接部向著支撐部件的外邊緣的方向延伸的延伸部的十字狀或放射狀等的圖案。另外，還可以是例如俯視時具有環(huán)狀形狀 (包括圓形或多角形)的環(huán)狀部的結(jié)構(gòu)。另外，還可以是俯視時由閉合形狀的外周確定的區(qū)域內(nèi)包至少一個切口部(洞部)的圖案(形狀)。另外，也可以形成例如具有多個獨立圖案的圖案。但不限于這些圖案。如果采用這樣的圖案，即使在熱檢測元件的上方設(shè)置包括具有光反射特性的材料的集熱部，俯視時也不能完全覆蓋例如支撐部件的放置部(可放置熱檢測元件的區(qū)域)的整個區(qū)域，即，覆蓋一部分，因此，入射光的一部分可以經(jīng)由不存在集熱部的區(qū)域進入支撐部件側(cè)(熱檢測元件側(cè))。另外，第一光吸收層在熱傳遞部件與支撐部件之間與熱傳遞部件接觸地形成。另外，第二光吸收層在熱傳遞部件上與熱傳遞部件接觸地形成。已入射的光在具有上述動作的情況下，如下所述地進行第一光吸收層以及第二光吸收層的熱的產(chǎn)生以及所產(chǎn)生的熱向熱檢測元件的傳遞。即，入射到熱式光檢測器200的光的一部分首先被第二光吸收層吸收，在第二光吸收層產(chǎn)生熱。另外，在熱傳遞部件反射的光被第二光吸收層吸收，從而在第二光吸收層產(chǎn)生熱。另外，通過了不存在集熱部的區(qū)域的光的一部分被第一光吸收層吸收產(chǎn)生熱。另外，在支撐部件的表面(第一光吸收層與支撐部件的界面)反射的光也被第一光吸收層和第二光吸收層的至少一方吸收，從而在第一光吸收層或第二光吸收層產(chǎn)生熱。并且，在第二光吸收層產(chǎn)生的熱經(jīng)由熱傳遞部件被高效率地傳遞至熱檢測元件， 另外在第一光吸收層產(chǎn)生的熱直接或經(jīng)由熱傳遞部件被高效率地傳遞至熱檢測元件。在以廣泛覆蓋熱檢測元件的方式形成熱傳遞部件的集熱部的情況下，在第一光吸收層和第二光吸收層產(chǎn)生的熱無論在何處產(chǎn)生大多可以高效率地傳遞至熱檢測元件。因此，例如，即使是在遠離熱檢測元件的部位產(chǎn)生的熱，也可以經(jīng)由導(dǎo)熱率高的熱傳遞部件高效率地傳遞至熱檢測元件。另外，由于熱傳遞部件的集熱部與熱檢測元件是通過熱傳遞部件的連接部連接， 因此經(jīng)由熱傳遞部件的集熱部傳遞的熱可以通過連接部直接傳遞至熱檢測元件。另外，由于熱檢測元件位于熱傳遞部件之下(設(shè)置在俯視時重疊的位置)，因此，可以最短地連接俯視圖中的熱傳遞部件的中間部和熱檢測元件。因此，可以降低熱傳遞的損失，另外，可以抑制專有面積增大。根據(jù)本方式的熱式光檢測器，可以將在兩層(多層)的光吸收層的大范圍產(chǎn)生的熱高效率地傳遞至熱檢測元件，因此，可以大幅度地提高小型熱式光檢測器的光檢測靈敏度。另外，可以縮短熱傳遞所需時間，可以提高熱式光檢測器的響應(yīng)速度。在本方式中，由于通過兩層光吸收膜產(chǎn)生熱，因此吸收效率提高。另外，可以通過第一光吸收層直接將熱傳遞至熱檢測元件。因此，與專利文獻I記載的紅外線檢測元件以及專利文獻2記載的紅外線固態(tài)成像元件相比，可以進一步提高熱式光檢測器的檢測靈敏度。另外，在本方式中，熱檢測元件與熱傳遞部件連接。因此，響應(yīng)速度與專利文獻I記載的紅外線檢測元件一樣高。另外，在本實施方式中，由于熱傳遞部件直接與熱檢測元件連接， 因此，與專利文獻2記載的紅外線固態(tài)成像元件相比，可以得到更高的響應(yīng)速度。(2)在本發(fā)明的熱式光檢測器的其他方式中，上述熱傳遞部件的上述集熱部的圖案具有具備多個延伸部的形狀，俯視時，上述多個延伸部在從上述連接部向上述支撐部件的外邊緣的方向延伸。根據(jù)本發(fā)明，容易使從上方(即第二光吸收層側(cè))入射的相當(dāng)多的光通過支撐部件側(cè)(因此，例如可以使靠近熱檢測元件的第一光吸收層產(chǎn)生很多熱)，另一方面，通過增加延伸部的長度，即使是在俯視時遠離熱檢測元件的位置產(chǎn)生的熱也可以通過延伸部高效率集中到熱檢測元件。(3)在本發(fā)明的熱式光檢測器的其他方式中，上述多個延伸部具有相對于以上述連接部為起點的延伸方向彎曲并延伸的彎曲部或者從上述延伸部的線狀部分岔的分支部。在本方式中，在延伸部還設(shè)置彎曲部或分支部(分岔部)。彎曲部相對于以連接部為起點的延伸方向彎曲并延伸。另外，分支部設(shè)置為從延伸部的線狀部分岔。因此，即使在俯視時遠離熱檢測元件的位置產(chǎn)生的熱也可以通過彎曲部或分支部以及延伸部高效率地集中到熱檢測元件。另外，通過設(shè)置彎曲部或分支部，增加了整個集熱部的面積。因此可以將在更大區(qū)域產(chǎn)生的熱集中到熱檢測元件。(4)在本發(fā)明的熱式光檢測器的其他方式中，具備上述多個延伸部的形狀是俯視時以上述連接部為中心呈點對稱的形狀。在本方式中，集熱部具有俯視時以連接部為中心點對稱的圖案。在熱檢測元件具有俯視時大致正方形或圓形形狀的情況下，熱傳遞部件的連接部(將集熱部與熱檢測元件連接的部分)可以設(shè)置在熱檢測元件的大致正方形或圓的中心附近。集熱部的圖案可以是相對該連接部旋轉(zhuǎn)180度后與原來的圖形重疊的圖案。根據(jù)本發(fā)明，可以高效率且平衡地將在熱檢測元件(或連接部)的周圍(四面八方)產(chǎn)生的熱集中到熱檢測元件。(5)在本發(fā)明的熱式光檢測器的其他方式中，上述熱傳遞部件的上述集熱部的圖案具有俯視時以包圍上述連接部的方式配設(shè)的環(huán)狀部。在本方式中，集熱部的圖案采用俯視時具有閉合形狀的環(huán)狀部的結(jié)構(gòu)。環(huán)狀部的形狀例如可以是多角形(包括四角形等)或圓形。在本方式中，可以通過環(huán)狀部高效率地對在俯視時在熱檢測元件的周圍區(qū)域(尤其是在遠離熱檢測元件的周圍區(qū)域)產(chǎn)生的熱進行集熱。(6)在本發(fā)明的熱式光檢測器的其他方式中，上述熱傳遞部件的上述集熱部的圖案具有俯視時設(shè)置在上述環(huán)狀部的內(nèi)側(cè)區(qū)域的連接上述環(huán)狀部的一部分和另一部分的線狀部。通過將連接部與該線狀部連接，可以將周邊產(chǎn)生的熱經(jīng)由環(huán)狀部、線狀部和連接部傳遞至熱檢測元件。另外，在本方式中，環(huán)狀部還發(fā)揮提高線狀部的力學(xué)強度的加固部件的作用。因此，有效地防止例如線狀部的彎曲或變形。一旦線狀部發(fā)生彎曲或變形，光在其表面進行反射時容易發(fā)生漫反射等。通過環(huán)狀部來抑制線狀部的彎曲或變形，從而不容易發(fā)生上述問題。(7)在本發(fā)明的熱式光檢測器的其他方式中，上述熱傳遞部件的上述集熱部的圖案具有俯視時從上述環(huán)狀部的一部分向上述環(huán)狀部的外側(cè)延伸的環(huán)狀部用的延伸部。在本方式中還設(shè)置從環(huán)狀部的一部分向環(huán)狀部的外側(cè)突出的環(huán)狀部用的延伸部。 因此，即使是在更遠離熱檢測元件的位置產(chǎn)生的熱也可以經(jīng)由環(huán)狀部用的延伸部以及環(huán)狀部高效率地集中到熱檢測元件。另外，通過設(shè)置環(huán)狀部用的延伸部，整個集熱部的面積增加。因此，可以將在更大范圍產(chǎn)生的熱集中到熱檢測元件。(8)在本發(fā)明的熱式光檢測器的其他方式中，上述熱傳遞部件的上述集熱部的圖案俯視時呈由具有閉合形狀的外周確定的區(qū)域內(nèi)包至少一個切口部的形狀。在本方式中，熱傳遞部件的集熱部具有俯視時由具有閉合形狀的外周確定的區(qū)域內(nèi)部內(nèi)包至少一個切口部的形狀(圖案)。在本方式中，通過調(diào)整集熱部的反射光的區(qū)域 (光反射面)的面積與切口部(孔部)的面積之比，可以確定反射光和透射光的比例。另外，通過調(diào)整切口部(孔部)的形狀或位置，可以適當(dāng)?shù)卮_定在熱檢測元件上光能夠進入支撐部件側(cè)的區(qū)域。因此，對于可以將第一光吸收層或第二光吸收層產(chǎn)生的熱高效率地傳遞到熱檢測元件的集熱部的圖案，既可以確保設(shè)計自由度，又可以比較容易地形成。(9)在本發(fā)明的熱式光檢測器的其他方式中，上述熱傳遞部件的上述集熱部的圖案俯視時具有多個獨立圖案和對各獨立圖案的每一個設(shè)置的上述連接部。在本方式中，集熱部具有俯視時包含多個獨立圖案的形狀。對每個獨立圖案設(shè)置連接部，在各獨立圖案集中的熱經(jīng)由各連接部傳遞到熱檢測元件。各獨立圖案可以是通用的圖案，也可以是每個獨立圖案不同的圖案。在本方式中，容易使熱傳遞部件上的集熱部的圖案變化更豐富。另外，如果采用以連接部為中心將獨立圖案配置在其周圍(例如四個角) 的布局等，可以將在遠離熱檢測元件的位置的周邊區(qū)域產(chǎn)生的熱平衡地且高效率地傳遞至熱檢測元件。(10)在本發(fā)明的熱式光檢測器的其他方式中，上述第一光吸收層和上述第二光吸收層在上述支撐部件上并形成在上述熱檢測元件的周圍。在本方式中，第一光吸收層和第二光吸收層形成在熱檢測元件的周圍。優(yōu)選第二光吸收層能夠形成在整個周圍。因此，在第一光吸收層和第二光吸收層的大范圍產(chǎn)生的熱被直接或經(jīng)由熱傳遞部件間接地高效率地傳遞至熱檢測元件。因此，可以進一步提高熱式光檢測器的光檢測靈敏度。另外，熱式光檢測器的響應(yīng)速度也進一步提高。另外，第二光吸收層可以與熱檢測元件和支撐部件雙方接觸。(11)在本發(fā)明的熱式光檢測器的其他方式中，其特征在于，在上述支撐部件的放置上述熱檢測元件的表面與上述第二光吸收層的上表面之間第一波長的光諧振，在上述第二光吸收層的下表面與上述第二光吸收層的上表面之間與上述第一波長不同的第二波長的光諧振。在本方式中，調(diào)整各光吸收層的厚度，構(gòu)成具有不同諧振波長的兩個光諧振器。如上所述，針對第一波長的第一光諧振器形成在支撐部件的表面與第二光吸收層的上表面之間。如上上述，在支撐部件的表面(第一光吸收層與支撐部件的界面)反射的光被第一光吸收層和第二吸收層的至少一方吸收，此時，通過構(gòu)成第一光諧振器，可以提高各光吸收層上的有效吸收率。
第一光諧振器例如可以形成所謂的λ /4光諧振器。即，在使第一波長為λ I時，可以調(diào)整第一吸收層和第二光吸收層的膜厚，以使支撐部件的放置熱檢測元件的表面與第二光吸收層的上面之間的距離(即第一光吸收層與第二光吸收層的總膜厚)滿足η·(λ1/4) (η為I以上的整數(shù))的關(guān)系。因此，已入射的波長λ I的光和在支撐部件表面反射的波長 λ I的光因相互干涉而抵消，第一光吸收層和第二光吸收層的有效吸收率提高。如上上述，雖然在熱傳遞部件反射的光被第二光吸收層吸收，但此時通過構(gòu)成第二光諧振器，可以提高第二光吸收層上的有效吸收率。第二光諧振器例如可以是所謂的入/4光諧振器。S卩，在使第二波長為λ 2時，通過將第一光吸收層的下表面與第二光吸收層的上表面之間的距離(即，第二光吸收層的膜厚)設(shè)定成η·(λ2/4)，可以構(gòu)成第二光諧振器。因此，已入射的波長λ 2的光和在第二光吸收層的下表面(第一光吸收層與第二光吸收層的界面)反射的波長入2的光因相互干涉而抵消，可以提高第二光吸收層的有效吸收率。另外，根據(jù)本方式，由于在兩個不同的波長上產(chǎn)生諧振峰，因此可以擴大熱式光檢測器可檢測的光的波段(波長寬度)。另外，在本方式中，優(yōu)選與支撐部件平行地設(shè)置集熱部。即，優(yōu)選平行地配置集熱部的主面(上表面或下表面)和支撐部件的主面(上表面或下表面)。(12)本發(fā)明的熱式光檢測裝置二維配置有多個上述任一項的熱式光檢測器。因此，可以形成二維地配置多個熱式光檢測器(熱式光檢測元件)(例如分別沿著直交的兩個軸配置成陣列形)的熱式光檢測裝置(熱式光學(xué)傳感器陣列)。(13)本發(fā)明的電子儀器具有上述任一項的熱式光檢測器和處理上述熱式光檢測器的輸出的控制部。上述任一項的熱式光檢測器的光的檢測靈敏度都很高。因此，安裝該熱式光檢測器的電子儀器的性能提高。電子儀器例如是紅外線感應(yīng)裝置、溫度記錄器、車載夜間攝像機或監(jiān)控攝像機等。(14)本發(fā)明的電子儀器具有上述的熱式光檢測裝置和處理上述熱式光檢測裝置的輸出的控制部。上述熱式光檢測裝置的光的檢測靈敏度很高。因此，安裝了該熱式光檢測裝置的電子儀器的性能提高。電子儀器例如是紅外線感應(yīng)裝置、溫度記錄器、車載夜間攝像機或監(jiān)控攝像機等。(15)本發(fā)明的熱式光檢測器的制造方法的一個方式包括以下步驟在基板的主面上形成包含絕緣層的結(jié)構(gòu)體，在包含上述絕緣層的結(jié)構(gòu)體上形成犧牲層，并在上述犧牲層上形成支撐部件；在上述支撐部件上形成熱檢測元件；以覆蓋上述熱檢測元件的方式形成第一光吸收層，并使上述第一光吸收層平坦化；在上述第一光吸收層的一部分形成接觸孔后，形成具備集熱部和連接部的熱傳遞部件，上述集熱部由對向上述支撐部件的區(qū)域入射的光具有光反射特性的材料構(gòu)成且俯視時具有能夠使向上述支撐部件的區(qū)域入射的光的一部分進入上述支撐部件側(cè)的圖案，上述連接部埋入上述連接孔而形成并連接上述集熱部和上述熱檢測元件；在上述第一光吸收層上形成第二光吸收層；對上述第一光吸收層和上述第二光吸收層進行圖案化；對上述支撐部件進行圖案化；以及通過蝕刻除去上述犧牲層，在形成在上述基板的主面上的包含絕緣層的結(jié)構(gòu)體與上述支撐部件之間形成空腔部。
在本方式中，在基板的主面層壓形成包含層間絕緣層的多層結(jié)構(gòu)、犧牲層、支撐部件，而且，在支撐部件上層壓形成熱檢測元件、第一光吸收層、熱傳遞部件和第二光吸收層。 第一光吸收層的上表面通過平坦化處理成為平坦狀態(tài)。另外，在第一光吸收層上設(shè)置連接孔，在該連接孔中埋入熱傳遞部件的連接部。設(shè)置在第一光吸收層上的熱傳遞部件的集熱部通過連接部與熱檢測元件(例如熱電電容器的上側(cè)電極)連接。根據(jù)本方式，利用半導(dǎo)體制造技術(shù)(例如MEMS技術(shù))可以實現(xiàn)小型且檢測靈敏度高的熱式光檢測器。如上上述，根據(jù)本發(fā)明的至少一個方式，例如可以明顯提高熱式光檢測器的檢測靈敏度。


圖I的(A)和(B)是熱式光檢測器的一個例子的俯視圖和截面圖。圖2是表示構(gòu)成兩個光諧振器的情況下的熱式光檢測器的檢測靈敏度的一個例子。圖3的(A)和⑶是表示熱傳遞部件的圖案的一個例子。
圖4的(A)和⑶是表示熱傳遞部件的圖案的另一個例子。
圖5的(A)和⑶是表示熱傳遞部件的圖案的另一個例子。
圖6的(A)和⑶是表示熱傳遞部件的圖案的另一個例子。
圖7的(A)和⑶是表示熱傳遞部件的圖案的另一個例子。
圖8的(A)和⑶是表示熱傳遞部件的圖案的另一個例子。
圖9的(A)和⑶是表示熱傳遞部件的圖案的另一個例子。圖10的(A)和(B)是表示熱傳遞部件的圖案的另一個例子。圖11的(A)和(B)是表示熱傳遞部件的圖案的另一個例子。圖12的(A)和(B)是表示熱傳遞部件的圖案的另一個例子。圖13的(A) (E)是表示熱式光檢測器的制造方法中的到形成第一光吸收層為止的主要步驟圖。圖14的(A) (C)是表示熱式光檢測器的制造方法中的到圖案化第一光吸收層和第二光吸收層為止的主要步驟圖。圖15的(A)和(B)是表示熱式光檢測器的制造方法中的到完成熱式光檢測器為止的主要步驟圖。圖16是表示熱式光檢測器的其他例子。圖17是表示熱式光檢測裝置(熱式光檢測陣列)的電路結(jié)構(gòu)的一個例子的電路圖。圖18是表示具有熱電檢測器或熱電檢測裝置的紅外線攝像機(電子儀器)的框圖。圖19是表示具有紅外線攝像機的駕駛輔助裝置(電子儀器)圖。圖20是表示前部安裝了紅外線攝像機的車輛示意圖。圖21是表示具有紅外線攝像機的安全儀器(電子儀器)圖。圖22是表示安全儀器的紅外線攝像機和人感傳感器的檢測區(qū)域圖。圖23是表示具有傳感設(shè)備的游戲機用遙控器。
圖24是表示具有遙控器的游戲機。圖25是表示具有紅外線攝像機的體溫測量裝置(電子儀器)。圖26是表示將傳感設(shè)備用作太赫茲傳感設(shè)備并與太赫茲照射單元組合構(gòu)成特定物質(zhì)探測裝置(電子儀器)的一個例子。圖27的㈧和⑶是表示二維配置了熱電檢測器的熱電檢測裝置的構(gòu)成例的圖。
具體實施例方式以下就本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行具體說明。以下說明的本實施方式并不用于限制權(quán)利要求中記載的本發(fā)明的內(nèi)容，本實施方式中說明的結(jié)構(gòu)并不全部必須作為本發(fā)明的解決手段。第一實施方式圖I (A)和圖I⑶是熱式光檢測器的一個例子的俯視圖和截面圖。圖I⑶是沿著圖UA)所示的熱式光檢測器的A-A’線的截面圖。雖然在圖UA)和圖I(B)中示出了單個熱式光檢測器，也可以將多個熱式光檢測器例如配置成矩陣形，構(gòu)成熱式光檢測器陣列 (即熱式檢測裝置)。圖I(A)和圖I(B)所示的熱式光檢測器是熱電紅外線檢測器(光傳感器的一種)200 (但只是一個例子，本發(fā)明并限于此)。該熱電紅外線檢測器200可以將兩層光吸收膜270、272中通過光吸收而產(chǎn)生的熱經(jīng)由導(dǎo)熱性好的熱傳遞部件260高效率地傳遞至熱檢測元件(這里是熱電電容器230)。熱傳遞部件260例如可以由具有聞導(dǎo)熱率的同時,具有反射入射光(具體是熱式光檢測器具有檢測靈敏度的波段的光)的特性的材料(例如Al等金屬或合金、金屬化合物等)構(gòu)成。導(dǎo)熱性好且具有光反射特性的金屬材料有很多種，可以根據(jù)制造工藝等適當(dāng)?shù)剡x擇特性好的材料。因此，容易進行熱傳遞部件260的設(shè)計。作為熱檢測元件的熱電電容器230將熱轉(zhuǎn)換成電信號。通過這樣得到與接收到的光的強度對應(yīng)的檢測信號(例如電流信號)。以下進行具體說明。作為熱式光檢測器的熱電紅外檢測元件的結(jié)構(gòu)的一個例子首先，參照圖I(B)就截面結(jié)構(gòu)進行說明。截面結(jié)構(gòu)作為熱式光檢測器的熱電紅外線檢測器200由已形成在基板(硅基板)10上的多層結(jié)構(gòu)體構(gòu)成。S卩，作為熱式光檢測器200的熱電紅外線檢測器具有基板(在此形成硅基板)10、形成在基板10的第一主面(在此作為表面)上的包含絕緣層的結(jié)構(gòu)體100 (例如包括層間絕緣層的多層結(jié)構(gòu)多層結(jié)構(gòu)的具體例子參考圖16)、形成在包含絕緣層的結(jié)構(gòu)體100的表面的蝕刻擋膜130a、熱分離用的空腔部(熱分離空腔)102、由放置部210和臂部212a、212b構(gòu)成的支撐部件(薄膜)215、形成在支撐部件(薄膜)215上的作為熱檢測元件的熱電電容器230、覆蓋熱電電容器230表面的絕緣層250、與熱傳遞部件260 (的集熱部FL)接觸地形成在熱傳遞部件260與支撐部件(薄膜(membrane)) 215之間的第一光吸收層(例如SiO2層)270、熱傳遞部件260 (具有連接部CN和集熱部FL)以及第二光吸收層 (例如SiO2層)272。第二光吸收層272與熱傳遞部件260 (的集熱部FL)連接地形成在熱傳遞部件260 (的集熱部FL)上。
由基板10和多層結(jié)構(gòu)體100構(gòu)成基部(基座)。該基部(基座)在空腔部102上支撐包含支撐部件215和熱電電容器230的元件結(jié)構(gòu)體160。另外，可以在硅(Si)基板10 的俯視時與作為熱檢測元件的熱電電容器230重疊的區(qū)域形成晶體管或電阻等半導(dǎo)體元件(例如參照圖16的例子)。如上所述，在形成于基板10上的多層結(jié)構(gòu)體100的表面上設(shè)置蝕刻擋膜(例如 Si3N4膜)130a，另外，在支撐部件(薄膜)215的背面設(shè)置蝕刻擋膜(例如Si3N4膜)130b 130d。該蝕刻擋膜130b 130d在為形成空腔部102而除去犧牲層(在圖I中未圖示，圖 13的標號101)的步驟中發(fā)揮防止除去蝕刻對象以外的層的作用。根據(jù)構(gòu)成支撐部件(薄膜)215的材料，有時不需要蝕刻擋膜。另外，元件結(jié)構(gòu)體160中包含的熱電電容器230通過同樣作為元件結(jié)構(gòu)體160的構(gòu)成要素的支撐部件(薄膜)215被支撐在空腔部102上。這里，支撐部件(薄膜)215例如可以通過將氧化硅膜(SiO) /氮化硅膜(SiN) /氧化硅膜(SiO)的三層層壓膜圖案化來形成(這只是一個例子，不限于此)。支撐部件(薄膜)215必須穩(wěn)定地支撐熱電電容器230，因此，支撐部件(薄膜)215的總厚度是滿足必要的機械強度的厚度。在支撐部件(薄膜)215的表面上形成取向膜(未圖示)，在該取向膜上形成有熱電電容器230。熱電電容器230包括下部電極(第一電極)234、形成在下部電極上的熱電材料層(例如作為熱電體的PZT層鋯鈦酸鉛層)232以及形成在熱電材料層232上的上部電極(第二電極)236。下部電極(第一電極)234和上部電極(第二電極)236都可以例如通過層壓三層金屬膜而形成。例如，可以是從遠離熱電材料層(PZT層)232的位置起依次濺射形成的銥 (Ir)、銥氧化物(IrOx)以及鉬(Pt)的三層結(jié)構(gòu)。另外，如上所述，熱電材料層232也可以使用例如PZT (Pb (Zi，Ti) O3 :鋯鈦酸鉛)。一旦向熱電材料層(熱電體)傳遞熱，則通過熱電效應(yīng)(焦電效應(yīng))在熱電材料層232上發(fā)生電極化量的變化。檢測隨著該電極化量變化而變化的電流，從而可以檢測入射的光強度。該熱電材料層232例如可以通過濺射法或MOCVD法等成膜。下部電極(第一電極)234和上部電極(第二電極)236的膜厚例如為O. 4μπι左右，熱電材料層232的膜厚例如為O. I μ m左右。熱電電容器230被絕緣層250和第一光吸收層270覆蓋。在絕緣層250上設(shè)置第一連接孔252。第一連接孔252用于將上部電極(第二電極)236用的電極226與上部電極 (第二電極)236連接。另外，在第一光吸收層270 (以及絕緣層250)上形成第二連接孔254。第二連接孔254貫通第一光吸收層270和絕緣層250。該第二連接孔254用于將熱傳遞部件260與熱電電容器230的上部電極236連接。即，將構(gòu)成熱傳遞部件260的材料(例如鋁等金屬) 填充到第二連接孔254內(nèi)(在圖中填充部分用標號228表示)，從而構(gòu)成熱傳遞部件260的連接部CN。熱傳遞部件260具有在表面平坦的第一光吸收層270上延伸的部分即集熱部FL 和將該集熱部FL與熱電電容器230的上部電極(第二電極)236連接的部分即連接部CN。
熱傳遞部件260的集熱部FL在此發(fā)揮例如對大范圍區(qū)域產(chǎn)生的熱進行集熱并傳遞到熱檢測元件即熱電電容器230的作用。集熱部FL存在例如在平坦的第一光吸收層270 上以具有平坦面的方式形成的情況，這種情況下，“集熱部”可以稱為“平板部或平坦部”。如上所述，熱傳遞部件260可以由導(dǎo)熱率高且對入射光具有光反射特性的材料 (例如金屬材料)構(gòu)成。也可以使用氮化鋁或氧化鋁那樣的對熱式光檢測器具有靈敏度的波段中的至少一部分波段的光具有光透射性的材料。另外，也可以使集熱部FL的材料與連接部CN的材料228 (例如埋入連接孔254中的連接塞的材料)不同。另外，熱傳遞部件260 的集熱部FL具有俯視時入射的光的一部分能夠進入支撐部件(薄膜)215側(cè)的圖案(關(guān)于這點參考圖UA)在后面說明)。另外，如圖I(B)所示，在使連接部CN的橫寬為W0、熱電電容器230的橫寬(這里是橫寬最大的下部電極(第一電極)234的橫寬)為W1、熱傳遞部件260的集熱部FL的橫寬為W2、第二光吸收層272的上表面的橫寬為W3、第一光吸收層270的下表面(底面)的橫寬為W4時，形成WO < Wl < W2 < W3 < W4的關(guān)系。另外，第一光吸收層270和第二光吸收層272形成在支撐部件215上且作為熱檢測元件的熱電電容器230的周圍(優(yōu)選形成在整個周圍)。因此，在第一光吸收層270和第二光吸收層272的大范圍產(chǎn)生的熱被直接或經(jīng)由熱傳遞部件260間接地高效率地傳遞至熱檢測元件。因此，可以進一步提高作為熱式光檢測器的熱電紅外線檢測器200的光檢測靈敏度。另外，熱電紅外線檢測器200的響應(yīng)速度也進一步提高。另外，如圖I(B)所示，使第一波長為λ I、第二波長為λ 2時，將支撐部件215的放置熱電電容器230的表面與第二光吸收層272的上表面之間的距離Hl (即第一光吸收層 270的膜厚Η2與第二光吸收層272的膜厚Η3的總膜厚Hl)設(shè)定為η · ( λ J(η為I以上的整數(shù))。從而在支撐部件215的放置熱電電容器230的表面與第二光吸收層272的上表面之間構(gòu)成第一光諧振器(λ :/4光諧振器)。另外，將第二光吸收層272的下表面與第二光吸收層272的上表面之間的距離 H3 (即第二光吸收層272的膜厚H3)設(shè)定為η · ( λ 2/4)。從而在第二光吸收層272的下表面與第二光吸收層272的上表面之間構(gòu)成第二光諧振器(λ 2/4光諧振器)。這里熱傳遞部件260的集熱部FL優(yōu)選與支撐部件(薄膜)215平行設(shè)置。即，優(yōu)選平行配置集熱部FL的主面(上表面或下表面)與支撐部件(薄膜)215的主面(上表面或下表面)。關(guān)于構(gòu)成第一光諧振器和第二光諧振器的效果將在后面說明。布局結(jié)構(gòu)以下參考圖I (A)就布局結(jié)構(gòu)進行說明。如圖I (A)所示，支撐部件(薄膜)215具有放置熱電電容器230的放置部210和將該放置部210保持在空腔部(熱分離空腔部)102上的兩根臂、即第一臂部212a和第二臂部212b。熱電電容器230形成在支撐部件(薄膜)215 的放置部210上。另外，如上所述，包括支撐部件(薄膜)215、熱電電容器230、第一光吸收層270、熱傳遞部件260以及第二光吸收層272構(gòu)成元件結(jié)構(gòu)體160。如上所述，第一臂部212a和第二臂部212b例如可以通過圖案化氧化硅膜(SiO)/ 氮化硅膜(SiN)/氧化硅膜(SiO)的三層層壓膜并加工成細長形狀來形成。細長形狀是為了增大熱電阻，抑制從作為熱檢測元件的熱電電容器230散熱(熱的逸失)。第一臂部212a的寬幅的前端部232a通過第一支柱104a(在圖I(A)中用虛線表示，俯視時為圓形的部件)被支撐在空腔部102上。另外，在第一臂部212a上形成一端(標號228)與熱電電容器230的下部電極(第一電極)234連接，另一端231a與第一支柱104a 連接的配線229a。第一支柱104a例如設(shè)置在圖I(B)所示的包含絕緣層的結(jié)構(gòu)體100與第一臂部 212a的前端部232a之間。該第一支柱104a可以通過選擇性地形成在空腔部102的加工成柱形的多層配線結(jié)構(gòu)(包括層間絕緣層和導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層構(gòu)成用于連接熱電電容器230 和設(shè)置于底層的硅基板10上的晶體管等元件的配線)來構(gòu)成。同樣，第二臂部212b通過第二支柱104b(在圖I(A)中用虛線表示，俯視時為圓形的部件)被支撐在空腔部102上。第二臂部212b的寬幅的前端部232b通過第二支柱 104b(在圖I(A)中用虛線表示，俯視時為圓形的部件)被支撐在空腔部102上。另外，在第二臂部212b上形成一端(標號226)與熱電電容器230的上部電極(第二電極)236連接， 另一端231b與第二支柱104b連接的配線229b。第二支柱104b設(shè)置在圖I(B)所示的包含絕緣層的結(jié)構(gòu)體100和第二臂部212b 的前端部232b之間。另外，第二支柱104b例如可以通過選擇性地形成在空腔部102的加工成柱形的多層配線結(jié)構(gòu)(包括層間絕緣層和導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層構(gòu)成用于連接熱電電容器 230和設(shè)置于底層的硅基板10上的晶體管等元件的配線)來構(gòu)成。在圖I(A)所示的例子中，利用第一支柱104a和第二支柱104b將包括支撐部件 215和熱電電容器230的元件結(jié)構(gòu)體160保持在空腔部102。該結(jié)構(gòu)在通用的空腔部102 高密度地配置多個作為熱檢測元件的熱電電容器230時(即在形成熱檢測元件的陣列時) 有效。但該結(jié)構(gòu)只是一個例子，并不限于此。如圖16所示的例子，也可以對每一個熱檢測元件230形成一個空腔102，并用空腔部102周圍的包含絕緣層的結(jié)構(gòu)體100支撐支撐部件(薄膜)215。另外，在圖I(A)中，熱電電容器230配置在支撐部件215的放置部210的中間區(qū)域，熱電電容器230俯視時具有大致正方形的形狀。另外，熱傳遞部件260的連接部CN在俯視時位于熱電電容器的形狀(大致正方形)的中心。并且如上所述地形成WO < Wl < W2 < W3 < W4的關(guān)系。另外，如上所述，熱傳遞部件260的集熱部FL具有俯視時入射的光的一部分能夠進入支撐部件(薄膜)215側(cè)的圖案(除了圖I(A)的例子之外，還包括例如圖3 圖12所示圖案的例子)。圖I(A)的例子采用了放射狀的圖案，即，在俯視圖中，具有以連接部CN為中心從連接部CN向支撐部件(薄膜)215的外邊緣的方向延伸的8根延伸部(Kl K8)。但這只是一個例子，不限于該圖案。例如，作為集熱部的圖案可以是十字形等圖案，即在俯視時具有以連接部CN為中心向支撐部件(薄膜)215的外邊緣的方向延伸的多個延伸部(例如參照圖5(B)的例子)， 另外，也可以是例如俯視時具有環(huán)狀形狀(包括圓或多角形)的環(huán)狀部的圖案(例如參照圖3 (B)、圖4、圖7、圖8 (B)的例子)。另外，例如可以是俯視時由具有閉合形狀的外周確定的區(qū)域內(nèi)包至少一個切口部(洞部、孔部或開口部)的形狀(圖案)(例如參照圖10至圖 12的例子)。另外，也可以形成具有多個獨立圖案的圖案(例如參照圖9的例子)。各圖案的特征點等如后所述。
如果采用這樣的圖案，即使在作為熱檢測元件的熱電電容器230的上方設(shè)置了包含具有光反射特性的材料的集熱部FL，俯視時也不會完全覆蓋例如支撐部件的整個放置部 (能夠放置熱檢測元件的區(qū)域)，即，覆蓋一部分。因此，俯視時，入射支撐部件(薄膜)215 區(qū)域的入射光的一部分可以經(jīng)由不存在集熱部FL的區(qū)域，進入支撐部件(薄膜)215側(cè)(也可以稱為熱檢測元件230側(cè))。向熱電紅外線監(jiān)測器200入射的光的一部分首先被第二光吸收層272吸收，在該第二光吸收層272產(chǎn)生熱。另外，通過熱傳遞部件260的集熱部FL反射的光被第二光吸收層272吸收，從而在第二光吸收層272產(chǎn)生熱。另外，穿透了不存在集熱部FL的區(qū)域的光的一部分被第一光吸收層270吸收產(chǎn)生熱。另外，在支撐部件(薄膜)215的表面(第一光吸收層270與支撐部件215的界面)反射的光也被第一光吸收層270和第二光吸收層272的至少一方吸收，從而在第一光吸收層 270或第二光吸收層272產(chǎn)生熱。并且，在第二光吸收層272上產(chǎn)生的熱通過熱傳遞部件260被高效率地傳遞到熱檢測元件即熱電電容器230，而且，在第一光吸收層270上產(chǎn)生的熱直接或通過熱傳遞部件 260被高效率地傳遞到熱電電容器230。如果熱傳遞部件260的集熱部FL以大范圍地覆蓋熱檢測元件230的方式形成(即在圖I(A)的例子中)，則第一光吸收層270和第二光吸收層272產(chǎn)生的熱無論在哪里產(chǎn)生大多可以高效率地傳遞至熱電電容器230。例如，即使是在遠離熱電電容器230的部位產(chǎn)生的熱，也可以經(jīng)由導(dǎo)熱率高的熱傳遞部件260高效率地傳遞至熱電電容器230。另外，由于熱傳遞部件260的集熱部FL與熱檢測元件即熱電電容器230是通過熱傳遞部件260的連接部CN連接，因此經(jīng)由熱傳遞部件260的集熱部FL傳遞的熱可以通過連接部CN直接傳遞至熱檢測元件即熱電電容器230。另外，由于熱檢測元件即熱電電容器 230位于熱傳遞部件260之下(設(shè)置在俯視時重疊的位置)，因此，可以以最短的方式連接俯視圖中的熱傳遞部件260的中間部和熱檢測元件。因此，可以減少熱傳遞造成的損失，另外，可以抑制專有面積增大。另外，如圖I(A)所示，第一光吸收層270和第二光吸收層272俯視時形成在支撐部件215上且熱檢測元件即熱電電容器230的周圍。因此，在第一光吸收層270和第二光吸收層272的大范圍產(chǎn)生的熱被直接或經(jīng)由覆蓋大范圍的具有大面積的熱傳遞部件260 間接地高效率地傳遞至熱電電容器230。即，在第一光吸收層270和第二光吸收層272的大范圍產(chǎn)生的熱從各個方向(即從四面八方)集中到熱電電容器230。此時，熱電電容器 230俯視時位于大致正方形的熱傳遞部件260中間之下。因此，從各個方向經(jīng)由熱傳遞部件260集中來的熱經(jīng)由連接部CN被以最短的距離傳遞至熱電電容器230的上部電極(第二電極)236。因此，可以從大范圍高效率地集中大部分的熱，且將這些熱以最短的距離將損失限制到最小地傳遞至熱電電容器230的上部電極(第二電極)236。因此，可以進一步提高熱式光檢測器200的光檢測靈敏度。另外，熱式光檢測器的響應(yīng)速度也進一步提高。在本實施方式中，由于兩層光吸收膜270、272產(chǎn)生熱，因此吸收效率提高。并且， 可以經(jīng)由第一光吸收層270直接將熱傳遞至熱檢測元件230。因此，與專利文獻I記載的紅外線檢測元件以及專利文獻2記載的紅外線固態(tài)成像元件相比，可以進一步提高熱式光檢測器的檢測靈敏度。另外，在本實施方式中，熱檢測元件230與熱傳遞部件260連接。因此響應(yīng)速度與專利文獻I記載的紅外線檢測元件一樣高。另外，在本實施方式中，由于熱傳遞部件260直接與熱檢測元件230連接，因此，與專利文獻2記載的紅外線固態(tài)成像元件相比，可以得到更高的響應(yīng)速度。 關(guān)于熱式光檢測器的動作等圖I(A)和圖I(B)所示的本實施方式涉及的熱式光檢測器(熱式光檢測器)200 如下地進行動作。S卩，入射到熱式光檢測器200的光即俯視時向支撐部件(薄膜)215的區(qū)域入射的入射光(例如紅外線)的一部分首先被第二光吸收層272吸收，其余的不被吸收地到達熱傳遞部件260。由于熱傳遞部件260具有光反射特性，因此光被具有規(guī)定圖案的集熱部FL 反射。而在集熱部FL未設(shè)置圖案的區(qū)域，光不被反射而進入支撐部件(薄膜)215側(cè)。透過熱傳遞部件260的光的一部分被第一光吸收層270吸收，其余的光到達支撐部件215的表面(第一光吸收層270與支撐部件215的放置部210的界面)以及放置在支撐部件215 的作為熱檢測元件的熱電電容器230。已到達支撐部件215的表面(第一光吸收層270與支撐部件215的放置部210的界面)的大部分光在支撐部件(薄膜)215的表面被反射。例如，在第一光吸收層270由 SiO2層(折射率L 45)構(gòu)成、支撐部件(薄膜)215由SiN膜(折射率I. O)構(gòu)成的情況下， 由于構(gòu)成支撐部件(薄膜)215的膜的折射率(即支撐部件215的折射率)大于第一光吸收層270的折射率，因此，到達支撐部件(薄膜)215的幾乎所有光在支撐部件(薄膜)215 的表面被反射。另外，作為支撐部件(薄膜)215的構(gòu)成要素，例如設(shè)置鈦(Ti)膜等金屬膜(特別優(yōu)選設(shè)置在光進行反射的表面)來提高支撐部件(薄膜)215的表面的光反射率也是有效的。在支撐部件(薄膜)215的表面反射的光被第一光吸收層270或第二光吸收層272吸收。在已入射的光具有上述動作的情況下，如下地進行第一光吸收層270以及第二光吸收層272的熱的產(chǎn)生以及向熱檢測元件即熱電電容器230的傳遞產(chǎn)生的熱。即，入射到熱式光檢測器200的光的一部分首先被第二光吸收層272吸收，在第二光吸收層272產(chǎn)生熱。另外，在熱傳遞部件260反射的光被第二光吸收層272吸收，從而在第二光吸收層272
產(chǎn)生熱。另外，通過了未設(shè)置熱傳遞部件260的區(qū)域的光的一部分被第一光吸收層270吸收并產(chǎn)生熱。而且，在支撐部件215的表面(第一光吸收層270與支撐部件215的放置部 210的界面)反射的光被第一光吸收層270和第二光吸收層272的至少一方吸收，從而在第一光吸收層270或第二光吸收層272產(chǎn)生熱。并且，在第二光吸收層272產(chǎn)生的熱通過熱傳遞部件260被高效率地傳遞至熱檢測元件即熱電電容器230，另外，在第一光吸收層270產(chǎn)生的熱直接或經(jīng)由熱傳遞部件260 被高效率地傳遞至熱電電容器230。即，以廣泛覆蓋熱檢測元件(熱電電容器)230的方式形成熱傳遞部件260的集熱部FL，因此第一光吸收層270和第二光吸收層272產(chǎn)生的熱無論在何處產(chǎn)生大多可以高效率地傳遞至熱檢測元件(熱電電容器)230。例如，即使是在遠離熱檢測元件230的部位產(chǎn)生的熱，也可以經(jīng)由導(dǎo)熱率高的熱傳遞部件260高效率地傳遞至熱檢測元件(熱電電容器)230。另外，由于熱傳遞部件260的集熱部FL與熱電電容器230通過熱傳遞部件260的連接部CN連接，因此，經(jīng)由熱傳遞部件260的集熱部FL傳遞的熱可以通過連接部CN直接傳遞至熱電電容器230。另外，由于作為熱檢測元件的熱電電容器230位于熱傳遞部件260 之下(正下方)(設(shè)置在俯視時重疊的位置)，因此，能夠以最短方式連接俯視圖中的熱傳遞部件260的中間部和熱電電容器230。因此，可以減少熱傳遞造成的損失，另外，可以抑制專有面積增大。因此，根據(jù)圖UA)和圖I(B)所述的熱式光檢測器(這里是熱電紅外線檢測器) 可以將在兩層(多層)光吸收層270、272的大范圍產(chǎn)生的熱高效率地傳遞至熱檢測元件即熱電電容器230，因此，可以大幅度地提高小型熱式光檢測器(熱電紅外線檢測器)的光檢測靈敏度。另外，由于縮短了熱傳遞所需要的時間，因此，可以提高熱式光檢測器(熱電紅外線檢測器)的響應(yīng)速度。另外，在圖I(A)和圖I(B)所述的熱式光檢測器(熱電紅外線檢測器)中，第一光吸收層270和第二光吸收層272在支撐部件215 (的放置部210)上，俯視時形成在熱檢測兀件即熱電電容器230的周圍。因此,在第一光吸收層270和第二光吸收層272的大范圍產(chǎn)生的熱被直接或經(jīng)由熱傳遞部件260間接地極高效率地傳遞至熱檢測元件即熱電電容器230。因此，可以進一步提高熱式光檢測器(熱電紅外線檢測器)的光檢測靈敏度。另外，熱式光檢測器(熱電紅外線檢測器)的響應(yīng)速度也進一步提高。另外，如上所述，在圖I(A)和圖I(B)所述的熱式光檢測器(熱電紅外線檢測器) 中，在支撐部件215的放置熱電電容器230的表面與第二光吸收層272的上表面之間構(gòu)成針對第一波長λ i的第一光諧振器，另外，在第二光吸收層272的下表面與第二光吸收層 272的上表面之間構(gòu)成針對與第一波長λ if同的第二波長λ 2的第二光諧振器。S卩，構(gòu)成通過調(diào)整第一光吸收層270和第二光吸收層272的膜厚來具有不同諧振波長的兩個光諧振器。如上所述，在支撐部件215的表面(第一光吸收層270與支撐部件215的放置部 210的界面)反射的光被第一光吸收層270和第二光吸收層272的至少一方吸收，此時，通過構(gòu)成第一光諧振器，可以提高各光吸收層的有效吸收率。第一光諧振器例如可以是所謂的λ /4光諧振器。S卩，在使第一波長為λ i時，調(diào)整第一吸收層270和第二光吸收層270的膜厚，以使支撐部件215的放置熱電電容器230的表面與第二光吸收層272的上表面之間的距離(即，第一光吸收層270和第二光吸收層272 的總膜厚)滿足n· U1/^ (η為I以上的整數(shù))的關(guān)系。因此，已入射的波長A1的光和在支撐部件215的表面反射的波長λ i的光因相互干涉而抵消，第一光吸收層270和第二光吸收層272的有效吸收率提高。另外，如上所述，熱傳遞部件260反射的光被第二光吸收層272吸收，此時，通過構(gòu)成第二光諧振器，可以提高第二光吸收層272的有效吸收率。第二光諧振器例如可以是入/4光諧振器。S卩，在使第二波長為λ 2時，通過將第二光吸收層272的下表面與第二光吸收層 272的上表面之間的距離(即，第二光吸收層的膜厚)設(shè)定為η· (λ2/4)，可以構(gòu)成第二光諧振器。因此，已入射的波長λ 2的光和在第二光吸收層的下表面(第一光吸收層270與第二光吸收層272的界面)反射的波長λ2的光因相互干涉而抵消，可以提高第二光吸收層272的有效吸收率。S卩，如圖2所示，可以擴大熱式光檢測器具有的檢測靈敏度的波段。圖2是表示構(gòu)成兩個光諧振器的情況下，熱式光檢測器的檢測靈敏度的一個例子。在圖2所示的例子中， 第一光諧振器的諧振峰Pl出現(xiàn)在波長λ i (例如X1 = Aym),第二光諧振器的諧振峰P2出現(xiàn)在波長λ 2 (例如λ 2 = 12 μ m)。通過合成這些峰特性，熱式光檢測器200的檢測靈敏度 P3擴大。即，實現(xiàn)在寬的波長區(qū)域具有檢測靈敏度的熱式光檢測器200。另外，在使用氮化鋁(AlN)作為熱傳遞部件260的材料的情況下，也可以得到相同的效果。根據(jù)本實施方式的熱式光檢測器，可以將在遠離熱檢測元件的地方產(chǎn)生的熱經(jīng)由熱傳遞部件(導(dǎo)熱層)260的集熱部FL高速且高效率地集中到熱檢測元件即熱電電容器 230。另外，通過利用光的波長的彼此干涉(利用光的諧振)，可以提高第一光吸收層270和第二光吸收層272的光的有效吸收效率，另外，可以擴大熱式光檢測器具有的檢測靈敏度的波段。關(guān)于熱傳遞部件的變形以下參照圖3至圖12，就熱傳遞部件260的圖案的變形進行說明。在圖3至圖12 中與上述附圖通用的部分使用相同的標號。另外，在圖3至圖12中省略了構(gòu)成熱電電容器 230的熱電層232。圖3的例子首先，參照圖3。圖3(A)和圖3(B)是示出熱傳遞部件的圖案的一個例子的示意圖。圖3(A)所示的例子與圖I(A)所示的例子相同。即，熱傳遞部件260的集熱部FL具有放射狀圖案，即、具有俯視時以連接部CN為中心在從連接部CN向支撐部件(薄膜)215的外邊緣的方向(八個方向)延伸的多個延伸部Kl K8。在延伸部Kl K8中相鄰的兩個延伸部之間不存在光反射材料。因此，光可以從該區(qū)域進入支撐部件(薄膜)215側(cè)。因此，位于第二吸收層272之下的第一熱吸收層270 也通過光吸收而產(chǎn)生熱。另外，各延伸部Kl K8以俯視時超出設(shè)置有作為熱式檢測元件的熱電電容器230的區(qū)域的方式延伸。因此，即使在遠離熱電電容器230的位置產(chǎn)生的熱也可以經(jīng)由集熱部FL的延伸部Kl K8高效率地傳遞至熱電電容器230。根據(jù)圖3(A)的例子，可以使從上方(即第二光吸收層270側(cè))入射的相當(dāng)多的光容易穿透支撐部件215側(cè)。因此，可以在靠近作為熱檢測元件的熱電電容器230的第一光吸收層272產(chǎn)生很多的熱。另外，通過增加延伸部Kl K8的長度，即使在俯視時遠離作為熱檢測元件的熱電電容器230的位置產(chǎn)生的熱也可以通過延伸部高效率地集中到熱檢測元件。另外，圖3(A)所示的具有延伸部Kl K8的形狀是俯視時以連接部CN為中心的點對稱形狀。即，熱傳遞部件260的集熱部FL具有俯視時以連接部CN為中心的點對稱圖案。作為熱檢測元件的熱電電容器230可以具有俯視時大致正方形或圓形形狀，熱傳遞部件260的連接部CN可以設(shè)置在熱電電容器230的大致正方形或圓的中心附近。并且， 集熱部FL的圖案可以是如果相對該連接部CN旋轉(zhuǎn)180度則與原來的圖形重疊的圖案(點對稱圖案)。采用點對稱圖案可以將在熱電電容器230 (或連接部CN)周圍(四面八方)產(chǎn)
17生的熱高效率且平衡地集中到熱電電容器230。在圖3(B)所示的例子中，熱傳遞部件260的集熱部FL具有組合了環(huán)狀圖案和十字圖案的圖案。即，熱傳遞部件260的集熱部FL具有俯視時具備以連接部CN為中心在從連接部CN向支撐部件(薄膜)215的外邊緣的方向(四方)延伸的多個延伸部Kl K4的十字狀圖案和以共通地連接延伸部Kl K4的前端部的方式設(shè)置的環(huán)狀部(這里是大致正方形的環(huán)狀部)CL。該環(huán)狀部CL被設(shè)置成俯視時圍住連接部CN。環(huán)狀部CL的形狀例如可以包括多角形(包括四角形等)和圓。通過設(shè)置環(huán)狀部 CL，可以通過環(huán)狀部CL將在熱電電容器230的周圍區(qū)域、尤其是遠離熱電電容器230的周圍區(qū)域產(chǎn)生的熱高效率地集中到熱電電容器230。另外，在環(huán)狀部CL的內(nèi)側(cè)區(qū)域具有連接環(huán)狀部CL的一部分和另一部分的線狀部 (包括Kl和K3的直線部以及包括K2和K4的直線部)。這些線狀部與熱傳遞部件260的連接部CN連接。因此，可以將周邊產(chǎn)生的熱經(jīng)由環(huán)狀部CL、線狀部(Kl和K2、K3和K4)以及連接部CN高效率地傳遞至熱電電容器230。而且，環(huán)狀部CL還發(fā)揮提高線狀部(Kl和Κ2、Κ3和Κ4)的力學(xué)強度的加固部件的作用。因此，有效地防止線狀部(Kl和Κ2、Κ3和Κ4)的彎曲和變形。例如，如果線狀部(Kl 和Κ2、Κ3和Κ4)發(fā)生彎曲或變形，則光在其表面進行反射時容易發(fā)生漫反射等。如果利用環(huán)狀部CL抑制線狀部的彎曲或變形，則很難發(fā)生上述問題。圖4的例子圖4(A)和圖4(B)是示出熱傳遞部件的圖案的其他例子的示意圖。圖4(A)和圖 4(B)所示的例子與上述的圖3(B)的例子相同，熱傳遞部件260的集熱部FL具有組合環(huán)狀圖案CL和具有多個延伸部(Kl Κ4、Kl Κ8)的圖案而形成的圖案。在圖4⑷的例子中，通過四根延伸部Kl Κ4形成X形狀。另外，在圖4(B)的例子中，通過八根延伸部Kl Κ8形成放射狀的形狀。所得到的效果與圖3(A)和圖3(B) 的例子一樣。另外，可以通過改變突起部的數(shù)量可以改變熱傳遞部件260的集熱部FL的俯視圖的面積與未設(shè)置熱傳遞部件260的區(qū)域的面積之比。如上所述，環(huán)狀部CL還發(fā)揮提高配置在環(huán)狀部CL的內(nèi)側(cè)區(qū)域的線狀部(Kl Κ4或Kl Κ8)的力學(xué)強度的作用。圖5和圖6的例子圖5(A)和圖⑶是示出熱傳遞部件的圖案的其他例子的示意圖。在圖5(A)的例子中，在多根延伸部Kl Κ4的前端設(shè)置有包含從各延伸部Kl Κ4的前端分支的多根支部(這里有三根分支)的分支部Gl G4。分支部也可以稱為分岔部。設(shè)置分支部Gl G4 的地方不限于多個延伸部Kl Κ4的前端。另外,優(yōu)選在多個延伸部Kl Κ4的每一個上設(shè)置延伸部Kl Κ4，但不限于此。分支部可以設(shè)置于多個延伸部Kl Κ4中的至少一個。 另外，分支部Gl G4設(shè)置成從延伸部Kl Κ4的線狀部分岔。另外，在圖5(B)的例子中，在多個延伸部Kl Κ4上設(shè)置有各延伸部Kl Κ4的相對于以連接部CN為起點的延伸方向彎曲并延伸的彎曲部(也可以視為分成兩叉的分岔部)Jl J4。在延伸部Kl Κ4的例如前端進一步連接(設(shè)置)分支部Gl G4或彎曲部Jl J4，從而即使在俯視時遠離熱電電容器230的位置產(chǎn)生的熱也可以通過分支部Gl G4或彎曲部Jl J4以及延伸部Kl K4高效率地將熱傳遞至熱電電容器230。另外，通過設(shè)置分支部Gl G4或彎曲部Jl J4，增加了熱傳遞部件260的集熱部FL的整體面積。因此，可以將在更大區(qū)域產(chǎn)生的熱集中到熱電電容器230。圖6(A)和圖6(B)是示出熱傳遞部件的圖案的其他例子的示意圖。在圖6(A)的例子中，在圖5(A)所示的集熱部FL的圖案上進一步追加了環(huán)狀部CL。另外，在圖6(B)的例子中，在多個延伸部Kl K4的每一個前端(只是一個例子，并不限于此)連接有各延伸部Kl K4的相對于以連接部CN為起點的延伸方向彎曲并延伸的彎曲部J5 J8。所得到的效果與圖5(A)和圖5(B)的例子相同。圖7的例子圖7(A)和圖7(B)是示出熱傳遞部件的圖案的其他例子的示意圖。圖7(A)的例子中，采用將圖4(A)的例子中的俯視時為四角形的環(huán)狀部CL替換成俯視時為圓形的環(huán)狀部CL的圖案。圖7(B)的例子中，采用在圖7㈧的例子的圖案上進一步追加了內(nèi)側(cè)的環(huán)狀部BL的圖案。所得到的效果與上述的例子相同。圖8的例子圖8(A)和圖8(B)是示出熱傳遞部件的圖案的其他例子的示意圖。在圖8(A)的例子中，設(shè)置了俯視時在從環(huán)狀部CL的一部分向支撐部件(薄膜)215的外邊緣的方向延伸的環(huán)狀部用的延伸部Ql Q4。因此，即使是在離熱電電容器230更遠的位置產(chǎn)生的熱， 也可以經(jīng)由環(huán)狀部用的延伸部Ql Q4、環(huán)狀部CL以及四根延伸部Kl K4(以及內(nèi)側(cè)的環(huán)狀部BL)高效率地集中到熱電電容器230。另外，通過設(shè)置環(huán)狀部用的延伸部Ql Q4，增加了集熱部FL的整體面積。因此，可以將在更大的區(qū)域產(chǎn)生的熱集中到熱電電容器230。圖8(B)是設(shè)置環(huán)狀部用的延伸部Ql Q4的例子的變形例。在圖8(B)的例子中， 熱傳遞部件260的集熱部FL具有位于中間部的較小面積的圓形的光反射面XI。該光反射面Xl在外周具有閉合形狀這點上可以看作是廣義的環(huán)狀部。在圖8的例子中，在作為廣義的環(huán)狀部的光反射面Xl連接有環(huán)狀部用的延伸部Ql Q4。由于光反射面Xl的面積小，因此在其周圍存在使入射光通過的區(qū)域Yl Υ4，入射光的一部分可以經(jīng)由該區(qū)域Yl Υ4進入支撐部件(薄膜)215側(cè)。通過設(shè)置有環(huán)狀部用的延伸部Ql Q4，即使在離熱電電容器230更遠的位置產(chǎn)生的熱也可以集中到熱電電容器230。另外，通過設(shè)置環(huán)狀部用的延伸部Ql Q4，可以增加集熱部FL的整體面積。圖9的例子圖9(A)和圖9(B)是示出熱傳遞部件的圖案的其他例子的示意圖。在圖9(A)和圖9 (B)所示的例子中，作為熱傳遞部件260的集熱部FL的圖案，采用的是俯視時具有多個獨立圖案和對各獨立圖案的每個設(shè)置的連接部的圖案。在圖9(A)的例子中，集熱部FL具有四個獨立圖案FLal、FLbl、FLcl和FLdl。四個獨立圖案FLal、FLbl、FLcl和FLdl的每一個都具有從連接部CNl CM的每一個二分岔的彼此直交的兩根支部的圖案。與獨立圖案FLal對應(yīng)地設(shè)置有連接部CNl。獨立圖案FLal經(jīng)由連接部CNl連接到熱電電容器230的上部電極(第二電極)236。同樣，與獨立圖案FLbl對應(yīng)地設(shè)置有連接部 CN2。獨立圖案FLbl經(jīng)由連接部CN2連接到熱電電容器230的上部電極(第二電極)236。另外，與獨立圖案FLcl對應(yīng)地設(shè)置有連接部CN3。獨立圖案FLcl經(jīng)由連接部CN3連接到熱電電容器230的上部電極(第二電極)236。而且，與獨立圖案FLdl對應(yīng)地設(shè)置有連接部 CM。獨立圖案FLdl經(jīng)由連接部CM連接到熱電電容器230的上部電極(第二電極)236。而且，在圖9 (B)的例子中，集熱部FL具有四個獨立圖案FLa2、FLb2、FLc2和FLd2。在圖9 )的例子中，集熱部？1^具有四個獨立圖案？1^2、？1^2、？1^2和？1^12。四個獨立圖案FLa2、FLb2、FLc2和FLd2的每一個都具有從連接部CNl CM的每一個三分岔的三根支部的圖案。與獨立圖案FLa2對應(yīng)地設(shè)置有連接部CNl。獨立圖案FLa2經(jīng)由連接部CNl連接到熱電電容器230的上部電極(第二電極)236。同樣，與獨立圖案FLb2對應(yīng)地設(shè)置有連接部 CN2。獨立圖案FLb2經(jīng)由連接部CN2連接到熱電電容器230的上部電極(第二電極)236。 另外，與獨立圖案FLc2對應(yīng)地設(shè)置有連接部CN3。獨立圖案FLc2經(jīng)由連接部CN3連接到熱電電容器230的上部電極(第二電極)236。而且，與獨立圖案FLd2對應(yīng)地設(shè)置有連接部 CM。獨立圖案FLd2經(jīng)由連接部CM連接到熱電電容器230的上部電極(第二電極)236。這樣，在圖9(A)和圖9(B)的例子中，對獨立圖案(FLal FLdl、FLa2 FLd2)的每一個設(shè)置連接部(CNl CM)，在各獨立圖案集中的熱經(jīng)由各連接部傳遞至熱電電容器 230。另外，各獨立圖案可以是通用的圖案，也可以是每個獨立圖案不同的圖案。在圖9㈧ 和圖9(B)的例子中，容易使熱傳遞部件260的集熱部FL的圖案變形更豐富。并且，如果采用以連接部(CNl CM)為中心并在其周圍(例如四個角)配置獨立圖案的布局(圖9(A)、圖9(B)所示的布局)，則可以將在遠離熱電電容器230的位置的周邊區(qū)域產(chǎn)生的熱平衡且高效率地傳遞至熱電電容器230。圖10至圖12的例子在圖10至圖12所示的例子中，作為熱傳遞部件260的集熱部FL的圖案采用的是由具有閉合形狀的外周確定的區(qū)域內(nèi)包有至少一個切口部的形狀(圖案)。在該例子中，通過調(diào)整反射集熱部FL的光的區(qū)域(即光反射面)的面積與切口部(孔部)的面積之比，可以確定反射光與透過光的比例。圖10(A)和圖10⑶是示出熱傳遞部件的圖案的其他例子的示意圖。在圖10(A) 的例子中，在俯視時為大致正方形的光反射面X2上沿?zé)犭婋娙萜?30四邊的每一條邊設(shè)置四個大致正方形的切口部Y5 Y8。另外，在圖10(B)的例子中，在光反射面X2上，俯視時在熱電電容器230的四個角上設(shè)置四個大致正方形的切口部Y9 Y11。圖Il(A)和圖11⑶是示出熱傳遞部件的圖案的其他例子的示意圖。在圖Il(A) 的例子中，俯視時，在光反射面X2上，沿?zé)犭婋娙萜?30四邊及四個角設(shè)置八個大致長方形的切口部Y13 Y20。另外，在圖11⑶的例子中，俯視時，在光反射面X2上，在熱電電容器 230的四個角上設(shè)置八個大致長方形的切口部Y21 Y28。圖12(A)和圖12⑶是示出熱傳遞部件的圖案的其他例子的示意圖。在圖12(A) 的例子中，在俯視時大致正方形的光反射面X2上，沿?zé)犭婋娙萜?30四邊設(shè)置有四個三角形的切口部Y29 Y32。另外，在圖12(B)的例子中，在俯視時為圓形的光反射面X2上，沿?zé)犭婋娙萜?30的四邊設(shè)置有四個三角形的切口部Y33 Y36。在圖10至圖12的例子中，通過調(diào)整反射集熱部FL的光的區(qū)域(即光反射面X2 或X3)的面積和切口部(Y5 Y36)的面積之比，可以確定反射光(入射光中在光反射面反射的光)和透過光(穿過切口部的光)的比例。另外，通過調(diào)整切口部(Y5 Y36)的形狀或位置，可以適當(dāng)?shù)卮_定在熱電電容器230上光能夠進入支撐部件215側(cè)的區(qū)域。因此，對于能夠?qū)⒃诘谝还馕諏?70或第二光吸收層272上產(chǎn)生的熱高效率地傳遞至熱電電容器 230的集熱部FL的圖案，既確保設(shè)計自由度，又能夠比較容易地實現(xiàn)。第二實施方式參考圖13至圖15就熱式光檢測器的制造方法進行說明。首先，參考圖13(A)至圖13(E)。圖13(A)至圖13(E)是表示熱式光檢測器的制造方法中的到形成第一光吸收層為止的主要步驟。在圖13(A)所示的步驟中，準備硅基板(也可以具有晶體管等元件)，在該硅基板 10上形成包含絕緣層的結(jié)構(gòu)體(例如多層配線結(jié)構(gòu)體)100。在包含絕緣層的結(jié)構(gòu)體100 上形成蝕刻擋膜130a，還形成犧牲層(例如SiO2層)101。在圖13(B)的步驟中，在犧牲層101上形成蝕刻擋膜130b。然后，形成作為支撐部件(薄膜)215的厚膜(例如由三層層壓膜構(gòu)成的厚膜)。在圖13(C)的步驟中，在支撐部件(薄膜)215上層壓形成下部電極(第一電極)234、熱電材料層(PZT層)232以及上部電極(第二電極)236，形成作為熱檢測元件的熱電電容器230。作為熱電電容器230的形成方法例如可以使用原子層CVD法。然后，以覆蓋熱電電容器230的方式形成絕緣層250。絕緣層250例如可以通過CVD法(化學(xué)氣相沉積法)形成。然后，將絕緣層250圖案化。在圖13(E)的步驟中，在覆蓋熱電電容器230的絕緣層250上形成第一連接孔 252，然后堆積金屬材料層，之后通過圖案化該金屬材料層，從而形成與上部電極(第二電極)236連接的電極(和配線)226。另外，在圖13(E)的步驟中也同時形成與下部電極(第一電極)連接的電極和配線(未圖示)。在圖13(E)的步驟中，通過CVD法形成第一光吸收層(SiO2層等)270。然后通過例如CMP (化學(xué)機械拋光)使其表面平坦。以下，參照圖14⑷至圖14(C)。圖14⑷至圖14(C)是表示在熱式光檢測器的制造方法中到圖案化第一光吸收層和第二光吸收層為止的主要步驟的圖。在圖14(A)的步驟中，在第一光吸收層270上形成第二連接孔254。然后堆積氧化鋁(礬土 A10X)或氮化鋁(AlN)等具有高導(dǎo)熱率和光透過性的材料，并進行圖案化，從而形成熱傳遞部件(導(dǎo)熱層)260。熱傳遞部件260具有集熱部FL和連接部CN。在第二連接孔254內(nèi)填充礬土等材料。由填充有礬土等材料的部分238構(gòu)成連接部CN。在圖14(B)的步驟中，在第一光吸收層270上堆積了成為第二光吸收層的材料層 (SiO2層等)之后，進行圖案化。從而形成第二光吸收層272。在圖14(C)的步驟中圖案化第一光吸收層270。以下，參照圖15(A)和圖15⑶。圖15(A)和圖15⑶是表示在熱式光檢測器的制造方法中到完成熱式光檢測器為止的主要步驟的圖。在圖15(A)的步驟中，圖案化支撐部件(薄膜)215。從而形成放置部210、第一臂部212a和第二臂部212b。在圖15(A)中，通過圖案化而除去的部分(開口部)標注標號0P。在圖15(B)的步驟中，例如通過濕式蝕刻選擇性地除去犧牲層101。從而形成空腔部(熱分離空腔部)102。支撐部件215的放置部210通過空腔部102與基部(包括基板10、包含絕緣層的結(jié)構(gòu)體100以及蝕刻擋膜130a)分離。因此，可以抑制經(jīng)由支撐部件215 的散熱。至此，熱式光檢測器完成。第三實施方式圖16是表示熱式光檢測器的其他例子的圖。在圖16所示的熱式光檢測器200中， 對每一個熱檢測元件形成空腔部102，支撐部件(薄膜)215被空腔部102周圍的結(jié)構(gòu)體(基部的一部分)支撐。另外，在基板的俯視時與熱檢測元件重疊的區(qū)域形成了電路構(gòu)成要素 (這里是MOS晶體管)，該MOS晶體管經(jīng)由多層配線連接到熱檢測元件即熱電電容器230。 另外，在圖16的例子中，熱傳遞部件260也用作配線。S卩，在基板(硅基板)10上形成源層(S)和漏極(D)層，另外，在基板10上形成柵極絕緣膜INS和柵電極(例如多晶硅柵極)G，通過這些形成電路構(gòu)成要素即MOS晶體管。在基板10上形成包含絕緣層的結(jié)構(gòu)體100。通過基板10和包含絕緣層的結(jié)構(gòu)體 100構(gòu)成基部(基座)。包含絕緣層的結(jié)構(gòu)體100由多層結(jié)構(gòu)體構(gòu)成，更具體是，由多層配線結(jié)構(gòu)體構(gòu)成。 多層配線結(jié)構(gòu)體包括第一絕緣層100a、第二絕緣層100b、第三絕緣層100c、第一連接塞 CP1、第一層配線Ml、第二連接塞CP2、第二層配線M2以及第三連接塞CP3。通過選擇性地除去第三絕緣層IOOc的一部分來形成空腔部(熱分離空腔部)102。在支撐部件(薄膜)215的放置部210上形成由作為熱檢測元件的熱電電容器 230。另外，熱傳遞部件260被第一光吸收層270和第二光吸收層272夾持地形成。通過支撐部件(薄膜)215、熱電電容器230、第一光吸收層270、第二光吸收層 272、熱傳遞部件260、第四連接塞CP4、第三層配線M3以及第五連接塞CP5構(gòu)成元件結(jié)構(gòu)體 160。如上所述，熱傳遞部件260兼作為將熱檢測元件即熱電電容器230連接到其他元件 (這里是形成在基板10上的CMOS晶體管)的配線的一部分。S卩，熱傳遞部件260如上所述例如可以由AlN或AlOx等金屬化合物構(gòu)成，以金屬為主要成分的材料導(dǎo)電性也好，因此熱傳遞部件260也可以用作將熱檢測元件連接到其他元件的配線(包括配線的一部分)。通過將熱傳遞部件260作為配線使用，無需另外設(shè)置配線，可以簡化制造步驟。第四實施方式圖17是表示熱式光檢測裝置(熱式光檢測陣列)的電路結(jié)構(gòu)的一個例子的電路圖。在圖17的例子中，二維地配置有多個光檢測元件(即熱式光檢測器200a 200d等)。 為了從多個光檢測元件(熱式光檢測器200a 200d等)中選擇一個光檢測單元而設(shè)置有掃描線(Wla，Wlb等)和數(shù)據(jù)線(Dla，Dlb等)。作為第一光檢測單元的熱式光檢測器200a具有作為熱式光檢測元件5的壓電電容器ZC和元件選擇晶體管Mia。壓電電容器ZC的兩極的電位關(guān)系可以通過切換向rorl施加的電位進行反轉(zhuǎn)(通過該電位反轉(zhuǎn)，無需設(shè)置機械斬波器)。其他光檢測單元也是相同的結(jié)構(gòu)。一個光檢測單元所占區(qū)域的大小例如是20μπιΧ20μπι。數(shù)據(jù)線Dla的電位可以通過導(dǎo)通復(fù)位晶體管M2進行初始化。在讀出檢測信號時， 導(dǎo)通讀出晶體管M3。熱電效果產(chǎn)生的電流通過I/V轉(zhuǎn)換電路510轉(zhuǎn)換成電壓，通過放大器 600放大，通過A/D轉(zhuǎn)換器700轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)。在本實施方式中，可以實現(xiàn)將多個熱式光檢測器二維配置(例如沿直交的兩個軸(X軸和Y軸)的每一個配置成陣列)的熱式光檢測裝置(熱式光學(xué)傳感器陣列)。第五實施方式在本實施方式中就電子儀器進行說明。紅外線攝像機(camera)在圖18中作為本實施方式的具有熱電檢測器或熱電檢測裝置的電子儀器的例子示出紅外線攝像機400A的構(gòu)成例。該紅外線攝像機400A包括光學(xué)系統(tǒng)400、傳感設(shè)備(熱電檢測裝置)410、圖像處理部420、處理部430、存儲部440、操作部450以及顯示部460。光學(xué)系統(tǒng)400例如包括I個或多個透鏡和驅(qū)動這些透鏡的驅(qū)動部等。并且對傳感設(shè)備410進行物體圖像的成像等。另外根據(jù)需要進行調(diào)焦等。傳感設(shè)備410通過二維地排列上述的本實施方式的熱電檢測器200而構(gòu)成，并設(shè)置多條行線(字線、掃描線)和多條列線(數(shù)據(jù)線)。傳感設(shè)備410除了二維排列的檢測器之外，還可以包括行選擇電路(行驅(qū)動器)、經(jīng)由列線讀取來自檢測器的數(shù)據(jù)的讀出電路以及A/D轉(zhuǎn)換部等。通過依次讀取來自二維排列的各檢測器的數(shù)據(jù)，從而可以進行物體圖像的成像處理。圖像處理部420根據(jù)來自傳感設(shè)備410的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)(像素數(shù)據(jù))進行圖像校正處理等各種圖像處理。處理部430控制整個紅外線攝像機400A，并控制紅外線攝像機400A內(nèi)的各模塊。 該處理部430例如通過CPU等實現(xiàn)。存儲部440存儲各種信息，并發(fā)揮例如處理部430或圖像處理部420的工作區(qū)的作用。操作部450是用于用戶操作紅外線攝像機400A的界面 (interface),例如由各種按鈕或⑶I (Graphical User Interface,圖形用戶界面)頁面等實現(xiàn)。顯示部460例如顯示通過傳感設(shè)備410獲取的圖像或⑶I頁面等，并通過液晶顯示器或有機EL顯示器等各種顯示器實現(xiàn)。這樣，除了將一單元量的熱電檢測器作為紅外線傳感器等傳感器使用以外，可以通過在兩個軸方向例如直交的兩個軸方向二維地配置一單元量的熱電檢測器來構(gòu)成傳感設(shè)備410，從而可以提供熱(光)分布圖像。利用該傳感設(shè)備410可以構(gòu)成溫度記錄器、車載用夜視儀器或監(jiān)控攝像機等電子儀器。當(dāng)然，通過將一單元量或多個單元的熱電檢測器用作傳感器，也可以構(gòu)成對物體的物理信息進行分析(測量)的分析儀器(測量儀器)、檢測火或發(fā)熱的安全儀器、設(shè)置在工廠等的FA(Factory Automation,工廠自動化)儀器等各種電子儀器。駕駛輔助裝置圖19是作為本實施方式的包含熱電檢測器或熱電檢測裝置的電子儀器的例子， 示出駕駛輔助裝置600的構(gòu)成例。該駕駛輔助裝置600構(gòu)成為包括具有控制駕駛輔助裝置600的CPU的處理單元610、可對車輛外部的規(guī)定攝像區(qū)域進行紅外線檢測的紅外線攝像機620、檢測車輛偏航率的偏航率傳感器(yaw rate sensor) 630、檢測車輛行駛速度的車速傳感器640、檢測駕駛員有無制動操作的制動傳感器650、揚聲器660以及顯示裝置670。該駕駛輔助裝置600的處理單元610例如根據(jù)紅外線攝像機620的拍攝獲取的車輛周邊的紅外線圖像以及通過各傳感器630 650檢測的與車輛的行使狀態(tài)相關(guān)的檢測信號，檢測存在于車輛前進方向前方的物體和行人等對象物，當(dāng)判斷檢測到的對象物有可能與車輛發(fā)生接觸時，通過揚聲器660或顯示裝置670輸出警報。
另外，如圖20所示，紅外線攝像機620配置在車輛的前部且車寬方向的中心附近。顯示裝置670構(gòu)成為包括在前窗的不妨礙駕駛員的前方視野的位置顯示各種信息的 HUD (抬頭顯示器)671等。安全儀器圖21是作為本實施方式的包含熱電檢測器或熱電檢測裝置的電子儀器，示出安全儀器700的構(gòu)成例。安全儀器700構(gòu)成為至少包括拍攝監(jiān)控區(qū)的紅外線攝像機710、檢測監(jiān)控區(qū)的侵入者的人感傳感器720、處理從紅外線攝像機710輸出的圖像數(shù)據(jù)以檢測侵入了監(jiān)控區(qū)的移動體的運動檢測處理部730、進行人感傳感器720的檢測處理的人感傳感器檢測處理部 740、以規(guī)定的方式壓縮從紅外線攝像機710輸出的圖像數(shù)據(jù)的圖像壓縮部750、發(fā)送壓縮后的圖像數(shù)據(jù)或侵入者檢測信息或接收從外部裝置向安全儀器700的各種設(shè)定信息等的通訊處理部760、利用CPU對安全儀器700的各處理部進行條件設(shè)定、處理命令發(fā)送、響應(yīng)處理的控制部770。運動檢測處理部730包括未圖示的緩沖存儲器、輸入緩沖存儲器的輸出的數(shù)據(jù)塊平滑部、輸入數(shù)據(jù)塊平滑部的輸出的狀態(tài)變化檢測部。如果監(jiān)控區(qū)是靜止狀態(tài)，則即使是動態(tài)拍攝的不同幀也形成相同的圖像數(shù)據(jù)，但一旦發(fā)生狀態(tài)變化(移動體的侵入)，運動檢測處理部730的狀態(tài)變化檢測部則利用幀之間的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生差異來檢測狀態(tài)變化。另外，圖22是表示從側(cè)面觀察例如設(shè)置在屋檐下的安全儀器700、裝入在安全儀器700的紅外線攝像機710的攝像區(qū)Al以及人感傳感器720的檢測區(qū)A2。游戲機圖23和圖24是作為本實施方式的包含熱電檢測器或熱電檢測裝置的電子儀器的例子，示出包含使用了上述傳感設(shè)備410的控制器820的游戲機800的結(jié)構(gòu)例。如圖23所示，圖24的游戲機800所使用的控制器820構(gòu)成為包括攝像信息運算單元830、操作開關(guān)840、加速度傳感器850、連接器860、處理器870以及無線模塊880。攝像信息運算單元830具有攝像單元831和用于處理該攝像單元831拍攝的圖像數(shù)據(jù)的圖像處理電路835。攝像單元831包括傳感設(shè)備832 (圖18的傳感設(shè)備410)，在其前方配置有紅外線過濾器(只讓紅外線通過的過濾器)833以及光學(xué)系統(tǒng)(透鏡)834。圖像處理電路835對從攝像單元831獲得的紅外線圖像數(shù)據(jù)進行處理，檢測高亮度部分，并檢測其重心位置和面積，并輸出這些數(shù)據(jù)。處理器870將來自操作開關(guān)840的操作數(shù)據(jù)、來自加速度傳感器850的加速度數(shù)據(jù)以及高亮度部分數(shù)據(jù)作為一系列的控制數(shù)據(jù)輸出。無線模塊880利用該控制數(shù)據(jù)調(diào)制規(guī)定頻率的載波，并作為電波信號從天線890輸出。通過設(shè)置在控制器820上的連接器860輸入的數(shù)據(jù)也通過處理器870進行與上述數(shù)據(jù)相同的處理，并作為控制數(shù)據(jù)經(jīng)由無線模塊880和天線890輸出。如圖24所示，游戲機800包括控制器820、游戲機本體810、顯示器811、LED模塊 812A和812B，玩家801可以用一只手握住控制器820玩游戲。并且，如果使控制器820的攝像單元831朝向顯示器811的畫面813，則攝像單元831檢測從設(shè)置在顯示器811附近的兩個LED模塊812A和812B輸出的紅外線，控制器820將兩個LED模塊812A和812B的位置和面積信息作為高亮度點的信息獲取。亮點的位置和大小的數(shù)據(jù)被從控制器820向游戲機本體810無線發(fā)送，游戲機本體810進行接收。一旦玩家801移動控制器820，亮點的位置或大小的數(shù)據(jù)就發(fā)生變化，因此游戲機本體810可以利用這點獲取與控制器820的移動對應(yīng)的操作信號，從而可以進行游戲。體溫測量裝置圖25是作為本實施方式的具有熱電檢測器或熱電檢測裝置的電子儀器的例子示出體溫測量裝置900的構(gòu)成例。如圖25所示，體溫測量裝置900構(gòu)成為包括紅外線攝像機910、體溫分析裝置 920、信息通訊裝置930以及電纜940。紅外線攝像機910構(gòu)成為包含未圖示的透鏡等光學(xué)系統(tǒng)和上述傳感設(shè)備410。紅外線攝像機910拍攝規(guī)定的目標區(qū)，將所拍攝的對象901的圖像信息經(jīng)由電纜 940向體溫分析裝置920發(fā)送。雖然沒有圖示，但體溫分析裝置920包括讀取來自紅外線攝像機910的熱分布圖像的圖像讀取處理單元以及根據(jù)來自圖像讀取處理單元的數(shù)據(jù)和圖像分析設(shè)定表創(chuàng)建體溫分析表的體溫分析處理單元，根據(jù)體溫分析表向信息通訊裝置 930發(fā)送體溫信息發(fā)送用數(shù)據(jù)。該體溫信息發(fā)送用數(shù)據(jù)也可以包含與體溫異常對應(yīng)的規(guī)定數(shù)據(jù)。另外，如果判斷拍攝區(qū)內(nèi)有多個拍攝對象901，則也可以將拍攝對象901的人數(shù)和體溫異常者的人數(shù)信息包含在體溫信息發(fā)送用數(shù)據(jù)中。特定物質(zhì)檢測裝置圖26是作為本實施方式的具有熱電檢測器或熱電檢測裝置的電子儀器的例子， 示出將以上述傳感設(shè)備410的熱電檢測器的光吸收材料的吸收波長作為太赫茲波段的傳感設(shè)備作為太赫茲光傳感設(shè)備使用、并與太赫茲照射單元組合構(gòu)成特定物質(zhì)檢測裝置1000 的例子。特定物質(zhì)檢測裝置1000構(gòu)成為包括控制單元1010、照射光單元1020、光學(xué)過濾器 1030、攝像單元1040以及顯示部1050。攝像單元1040構(gòu)成為包含未圖示的透鏡等光學(xué)系統(tǒng)和將上述熱電檢測器的光吸收材料的吸收波長作為太赫茲波段的傳感設(shè)備?？刂茊卧?010包含控制本裝置整體的系統(tǒng)控制器，該系統(tǒng)控制器對控制單元中的光源驅(qū)動部和圖像處理單元進行控制。照射光單元1020包括發(fā)射太赫茲光(指波長在 100 μ m 1000 μ m范圍的電磁波)的激光裝置和光學(xué)系統(tǒng)，并向檢查對象的人物1060照射太赫茲光。來自人物1060的反射太赫茲光經(jīng)由僅使作為檢測對象的特定物質(zhì)1070的分光光譜通過的光學(xué)過濾器1030被攝像單元1040接收。攝像單元1040生成的圖像信號由控制單元1010的圖像處理單元實施規(guī)定的圖像處理，并向顯示部1050輸出該圖像信號。根據(jù)人物1060的衣服內(nèi)等是否存在特定物質(zhì)1070，光接收信號的強度發(fā)生變化，從而可以判斷是否存在特定物質(zhì)1070。 以上就幾個電子儀器的實施方式進行了說明，但上述實施方式的電子儀器不局限于所說明的結(jié)構(gòu)，可以省略其構(gòu)成要素的一部分(例如光學(xué)系統(tǒng)、操作部、顯示部等)或者追加其他構(gòu)成要素等各種變形。傳感設(shè)備圖27 (A)是表示圖18的傳感設(shè)備410的構(gòu)成例。該傳感設(shè)備包括傳感器陣列500、 行選擇電路(行驅(qū)動器)510和讀出電路520。還可以包括A/D轉(zhuǎn)換部530和控制電路550。 行選擇電路(行驅(qū)動器)510和讀出電路520稱為驅(qū)動電路。通過使用該傳感設(shè)備可以實現(xiàn)圖5所示的例如用于夜視儀器等的紅外線攝像機400A等。在傳感器陣列500上如圖17所示地在兩個軸方向排列(配置)多個傳感器單元。 另外，設(shè)置多條行線(字線、掃描線)和多條列線(數(shù)據(jù)線)。行線和列線的一方的數(shù)量也可以是一根。如果是一根行線的情況，在圖27(A)中沿行線的方向(橫向)排列多個傳感器單元。相反，如果是一根列線，則沿列線的方向(縱向)排列多個傳感器單元。如圖27⑶所示，傳感器陣列500的各傳感器單元配置(形成)在與各行線和各列線的交叉位置對應(yīng)的部位。圖27 (B)所示的傳感器單元例如配置在與行線WLl和列線DLl 的交叉位置對應(yīng)的部位。其他傳感器單元也一樣。行選擇電路510與I根或多根行線連接。然后進行各行線的選擇動作。以圖27(B) 的QVGA(320X240的像素)的傳感器陣列500(焦平面陣列)為例，進行依次選擇(掃描) 行線WL0、WL1、WL2 · · · .WL239的動作。即，向傳感器陣列500輸出選擇這些行線的信號 (字選擇信號)。讀出電路520與I根或多根列線連接。然后進行各列線的讀出動作。以QVGA的傳感器陣列500為例，進行讀出來自列線DL0、DL1、DL2 · · · · DL319的檢測信號(檢測電流、檢測電荷)的動作。A/D轉(zhuǎn)換部530進行將讀出電路520獲取的檢測電壓(測量電壓、到達電壓)A/D 轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)的處理。然后輸出A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字數(shù)據(jù)D0UT。具體是，在A/D轉(zhuǎn)換部530 中與多根列線的各列線對應(yīng)地設(shè)置各A/D轉(zhuǎn)換器。然后，各A/D轉(zhuǎn)換器在對應(yīng)的列線進行通過讀出電路520獲取的檢測電壓的A/D轉(zhuǎn)換處理。另外，也可以與對多根列線對應(yīng)地設(shè)置一個A/D轉(zhuǎn)換器,利用該一個A/D轉(zhuǎn)換器對多根列線的檢測電壓時分地(time-division, 按時間劃分)進行A/D轉(zhuǎn)換?？刂齐娐?50 (定時產(chǎn)生電路(timing generation circuit))生成各種控制信號，并向行選擇電路510、讀出電路520、A/D轉(zhuǎn)換部530輸出。例如生成并輸出充電或放電 (復(fù)位)的控制信號。或者，生成并輸出控制各電路的時序的信號。本發(fā)明可以廣泛用于各種熱電檢測器(例如，熱電偶型元件(熱電堆)、熱電元件等)。對所檢測的光的波長沒有限制。另外，熱電檢測器或熱電檢測裝置或者具有這些的電子儀器也可以用于在供給的熱量與流體帶走的熱量平衡的條件下檢測流體的流量的流量傳感器等?？梢栽O(shè)置本發(fā)明的熱電檢測器或熱電檢測裝置來代替設(shè)置在該流量傳感器上的熱電偶(thermopile)等,除了光都作為檢測對象。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的至少一個方式，例如可以明顯提高熱式光檢測器的檢測
靈敏度。以上針對幾個實施方式進行了說明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易理解在實質(zhì)上不偏離本發(fā)明的新事項和效果的情況下可以進行各種變形。因此這些變形例都包含在本發(fā)明的范圍。例如，在說明書或附圖中至少一次與更廣義或同義的不同術(shù)語一起記載的術(shù)語在說明書或附圖的任何地方都可以置換成該不同的術(shù)語。符號說明10基板(例如硅基板)、100包含絕緣層的結(jié)構(gòu)體(例如至少包含一層層間絕緣層的多層結(jié)構(gòu)體)、102空腔部(熱分離空腔部)、104a、104b第一支柱和第二支柱、
130a 130d蝕刻擋膜、200熱式光檢測器、210支撐部件的放置部、212 (212a、212b)支撐部件的臂部(第一臂部、第二臂部)、215支撐部件(薄膜)、229a、229b配線(形成在臂部的配線)、226電極(配線)、228構(gòu)成熱傳遞部件的材料的填充到第二連接孔的部分、230作為熱檢測元件的熱電電容器、232a、232b臂部的端部、234下部電極(第一電極)、232熱電材料層(PZT層等)236上部電極(第二電極)、250絕緣層、252 254第一連接孔和第二連接孔、260熱傳遞部件、270第一光吸收層、272第二光吸收層、FL熱傳遞部件的集熱部、FLal FLdl、FLa2 FLd2構(gòu)成集熱部的獨立圖案、CN(CNl CM)熱傳遞部件的連接部、Kl K8集熱部的圖案中的延伸部、Gl G4集熱部的圖案中的分支部(分岔部)、Jl J8集熱部的圖案中的彎曲部、CL集熱部的圖案中的環(huán)狀部、BL內(nèi)側(cè)的環(huán)狀部、Ql Q4環(huán)狀部用的延伸部、X2、X3由集熱部構(gòu)成的光反射面(通過外周的閉合形狀來確定整體形狀的二維面)、Y5 Y32切口部(洞部、孔部或開口部)。
權(quán)利要求
1.一種熱式光檢測器，其特征在于，包括基板；支撐部件，以在所述支撐部件與所述基板之間形成有空腔部的方式被支撐；熱檢測元件，被所述支撐部件支撐；熱傳遞部件，設(shè)置在所述熱檢測元件上并具備集熱部和連接部，所述集熱部由對入射的光具有光反射特性的材料構(gòu)成且俯視時具有能夠使向所述支撐部件的區(qū)域入射的光的一部分進入所述支撐部件側(cè)的圖案，所述連接部連接所述集熱部和所述熱檢測元件；第一光吸收層，在所述熱傳遞部件和所述支撐部件之間與所述熱傳遞部件接觸地形成；以及第二光吸收層，在所述熱傳遞部件上與所述熱傳遞部件接觸地形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱式光檢測器，其特征在于，所述熱傳遞部件的所述集熱部的圖案具有具備多個延伸部的形狀，俯視時，所述多個延伸部在從所述連接部向所述支撐部件的外邊緣的方向延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱式光檢測器，其特征在于，所述多個延伸部具有相對于以所述連接部為起點的延伸方向彎曲并延伸的彎曲部或者從所述延伸部的線狀部分岔的分支部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的熱式光檢測器，其特征在于，具備所述多個延伸部的形狀是俯視時以所述連接部為中心呈點對稱的形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱式光檢測器，其特征在于，所述熱傳遞部件的所述集熱部的圖案具有俯視時以包圍所述連接部的方式配設(shè)的環(huán)狀部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱式光檢測器，其特征在于，所述熱傳遞部件的所述集熱部的圖案具有俯視時設(shè)置在所述環(huán)狀部的內(nèi)側(cè)區(qū)域的連接所述環(huán)狀部的一部分和另一部分的線狀部。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的熱式光檢測器，其特征在于，所述熱傳遞部件的所述集熱部的圖案具有俯視時從所述環(huán)狀部的一部分向所述環(huán)狀部的外側(cè)延伸的環(huán)狀部用的延伸部。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱式光檢測器，其特征在于，所述熱傳遞部件的所述集熱部的圖案俯視時呈由具有閉合形狀的外周確定的區(qū)域內(nèi)包至少一個切口部的形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱式光檢測器，其特征在于，所述熱傳遞部件的所述集熱部的圖案俯視時具有多個獨立圖案和對各獨立圖案的每一個設(shè)置的所述連接部。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一項所述的熱式光檢測器，其特征在于，所述第一光吸收層在所述支撐部件上形成在所述熱檢測元件的周圍，所述第二光吸收層與所述支撐部件和所述熱檢測元件接觸地形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱式光檢測器，其特征在于，在所述支撐部件的放置所述熱檢測元件的表面與所述第二光吸收層的上表面之間第一波長的光諧振，在所述第二光吸收層的下表面與所述第二光吸收層的上表面之間與所述第一波長不同的第二波長的光諧振。
12.一種熱式光檢測裝置，其特征在于，二維配置有多個權(quán)利要求I至11中任一項所述的熱式光檢測器。
13.一種電子儀器，其特征在于，具有權(quán)利要求I至11中任一項所述的熱式光檢測器和處理所述熱式光檢測器的輸出的控制部。
14.一種電子儀器，其特征在于，具有權(quán)利要求12所述的熱式光檢測裝置和處理所述熱式光檢測裝置的輸出的控制部。
15.一種熱式光檢測器的制造方法，包括以下步驟在基板的主面上形成包含絕緣層的結(jié)構(gòu)體，在包含所述絕緣層的結(jié)構(gòu)體上形成犧牲層，并在所述犧牲層上形成支撐部件；在所述支撐部件上形成熱檢測元件；以覆蓋所述熱檢測元件的方式形成第一光吸收層，并使所述第一光吸收層平坦化；在所述第一光吸收層的一部分形成接觸孔后，形成具備集熱部和連接部的熱傳遞部件，所述集熱部由對向所述支撐部件的區(qū)域入射的光具有光反射特性的材料構(gòu)成且俯視時具有能夠使向所述支撐部件的區(qū)域入射的光的一部分進入所述支撐部件側(cè)的圖案，所述連接部埋入所述連接孔而形成并連接所述集熱部和所述熱檢測元件；在所述第一光吸收層上形成第二光吸收層；對所述第一光吸收層和所述第二光吸收層進行圖案化；對所述支撐部件進行圖案化；以及通過蝕刻除去所述犧牲層，在形成在所述基板的主面上的包含絕緣層的結(jié)構(gòu)體與所述支撐部件之間形成空腔部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱式光檢測器及其制造方法、熱式光檢測裝置、電子儀器。該熱式光檢測器包括基板；支撐部件，以在所述支撐部件與基板之間形成有空腔部的方式被支撐；熱檢測元件，被支撐部件支撐；熱傳遞部件，設(shè)置在熱檢測元件上并具備集熱部和連接部，集熱部由對入射的光具有光反射特性的材料構(gòu)成且俯視時具有能夠使向支撐部件的區(qū)域入射的光的一部分進入支撐部件側(cè)的圖案，連接部連接集熱部和熱檢測元件；第一光吸收層，在熱傳遞部件與熱傳遞部件接觸地形成和支撐部件之間；以及第二光吸收層，在熱傳遞部件上與熱傳遞部件接觸地形成。
文檔編號G01J5/34GK102607716SQ20111043794
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者土屋泰 申請人:精工愛普生株式會社