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公開番号2024085490
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-27
出願番号2022200017
出願日2022-12-15
発明の名称ボロメータ及びその製造方法
出願人日本電気株式会社
代理人個人
主分類G01J 1/02 20060101AFI20240620BHJP(測定;試験)
要約【課題】高性能なフレキシブルボロメータ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】
本発明は、ボロメータ膜を含む光検知部、及び、熱伝導率が0.3W/mK以下である樹脂からなる基材層と、熱伝導率が0.3W/mK以下であり、かつ赤外線透過率が70%以上である樹脂からなる保護層と、からなる樹脂外装を含み、前記光検知部は、前記樹脂外装で包まれている、ボロメータに関する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ボロメータ膜を含む光検知部、及び
熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下である樹脂からなる基材層と、熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下であり、かつ赤外線透過率が７０％以上である樹脂からなる保護層と、からなる樹脂外装
を含み、
前記光検知部は、前記樹脂外装で包まれている、ボロメータ。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記基材層の厚みが１００ｎｍ以上２００μｍ以下である、請求項１に記載のボロメータ。
【請求項３】
前記保護層の厚みが１０ｎｍ以上１００μｍ以下である、請求項１に記載のボロメータ。
【請求項４】
前記基材層を構成する樹脂と、前記保護層を構成する樹脂が、同一の樹脂である、請求項１に記載のボロメータ。
【請求項５】
前記基材層を構成する樹脂がパリレンである、請求項１に記載のボロメータ。
【請求項６】
前記基材層を構成する樹脂及び前記保護層を構成する樹脂がパリレンである、請求項１に記載のボロメータ。
【請求項７】
ボロメータ膜が半導体型カーボンナノチューブを含む、請求項１に記載のボロメータ。
【請求項８】
各々がボロメータ膜を備える複数の光検知部、及び
熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下である樹脂からなる基材層と、熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下であり、かつ赤外線透過率が７０％以上である樹脂からなる保護層と、からなる樹脂外装
を含み、
前記複数の光検知部が、前記樹脂外装で包まれている、アレイ構造を有する請求項１に記載のボロメータ。
【請求項９】
熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下の樹脂からなる基材層を形成する工程と、
前記基材層上にボロメータ膜を形成する工程と、
前記ボロメータ膜に接続するように２つの電極を形成して、ボロメータ膜及び電極を含む光検知部を形成する工程と、
前記光検知部を被覆し、かつ、該光検知部の周囲で前記基材層と直接接合するように、熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下であり、かつ赤外線透過率が７０％以上である樹脂からなる保護層を形成し、それにより、前記光検知部を、前記基材層と前記保護層とからなる樹脂外装で包む工程と、
を含む、ボロメータの製造方法。
【請求項１０】
所望の支持体上に熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下の樹脂からなる基材層を形成する工程と、
前記基材層上に下地層を形成する工程と、
前記下地層上にボロメータ膜を形成する工程と、
前記ボロメータ膜に接続するように２つの電極を形成して、ボロメータ膜及び電極を含む光検知部を形成する工程と、
前記光検知部を被覆し、かつ、該光検知部の周囲で前記基材層と直接接合するように、熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下であり、かつ赤外線透過率が７０％以上である樹脂からなる保護層を形成し、それにより、前記光検知部を、前記基材層と前記保護層とからなる樹脂外装で包む工程と、
光検知部の外周部より外側に支持体の表面の深さまで溝を形成する工程と、
前記支持体から、前記基材層と前記保護層とからなる樹脂外装で包まれた光検知部を剥離する工程と、
を含む、請求項９に記載のボロメータの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボロメータ及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
赤外線センサーは、セキュリティ用の監視カメラだけでなく、人体のサーモグラフィー、車載用カメラ、及び構造物、食品等の検査など非常に広い範囲の応用性があることから、近年、産業応用が活発になっている。特に、ＩｏＴ（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇ）との連携による生体情報の取得が可能な、安価で、且つ、高性能な赤外線センサーの開発が期待されている。
【０００３】
赤外線センサーとしては、チタン膜や酸化バナジウムを抵抗材料として用いたボロメータ型の非冷却赤外線センサーが知られている。高性能な非冷却型ボロメータにはＭＥＭＳ構造が用いられている。例えば、特許文献１に記載のボロメータは、シリコン基板２０１上に、脚部２４２を支えとしてシリコン基板２０１から間隙２０７を隔てて隔離させたダイアフラム型の断熱部２０４を有し、この断熱部２０４上に赤外線検知部２０３を有している（図１９Ａ及びＢ）。赤外線が照射されると、赤外線検知部２０３が熱せられ、温度変化による抵抗変化を検知する。間隙２０７は、空気の熱伝導によって熱がシリコン基板２０１に伝わるのを防ぐために、真空となっている（真空断熱）。
【０００４】
一方、特許文献２には、ＣＭＯＳプロセスに従って製造された金属メッシュを構造主体とする可撓性変換器ユニットにおいて、シリコン基板のかなりの厚さを除去することが提案されている。また、特許文献３には、カーボンナノチューブ膜を用いたテラヘルツ派検出装置が提案され、ポリイミドフィルム等のフレキシブル支持基板を用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７－２６３７６９号公報
特開２０１０－１３１７４４号公報
国際公開第２０１８／２０７８１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されるような真空断熱のための微細構造は曲げに弱く、フレキシブル素子に応用するのは困難であると言う課題がある。一方、特許文献２に記載の可撓性変換器ユニットは、シリコン基板の一部が残置されているものであり、フレキシブル素子とした場合の可撓性に依然として改善の余地がある。また、特許文献３に記載のテラヘルツ派検出装置のような積層構造では、フレキシブル素子としての安定性や耐久性に改善の余地がある。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、フレキシブルかつ高性能なボロメータ、及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、
ボロメータ膜を含む光検知部、及び
熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下である樹脂からなる基材層と、熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下であり、かつ赤外線透過率が７０％以上である樹脂からなる保護層と、からなる樹脂外装
を含み、
前記光検知部は、前記樹脂外装で包まれている、ボロメータに関する。
【０００８】
本発明の別の一態様は、
熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下の樹脂からなる基材層を形成する工程と、
前記基材層上にボロメータ膜を形成する工程と、
前記ボロメータ膜に接続するように２つの電極を形成して、ボロメータ膜及び電極を含む光検知部を形成する工程と、
前記光検知部を被覆し、かつ、該光検知部の周囲で前記基材層と直接接合するように、熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下であり、かつ赤外線透過率が７０％以上である樹脂からなる保護層を形成し、それにより、前記光検知部を、前記基材層と前記保護層とからなる樹脂外装で包む工程と、
を含む、ボロメータの製造方法に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高性能なフレキシブルボロメータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の一実施形態のボロメータの構造の一例の概略を示す断面図である。
本発明の一実施形態に係るボロメータの製造方法の一工程を示す図である（右：上面図、左：Ｘ－Ｘ’位置における断面図）。
本発明の一実施形態に係るボロメータの製造方法の一工程を示す図である（右：上面図、左：Ｘ－Ｘ’位置における断面図）。
本発明の一実施形態に係るボロメータの製造方法の一工程を示す図である（右：上面図、左：Ｘ－Ｘ’位置における断面図）。
本発明の一実施形態に係るボロメータの製造方法の一工程を示す図である（右：上面図、左：Ｘ－Ｘ’位置における断面図）。
本発明の一実施形態に係るボロメータの製造方法の一工程を示す図である（右：上面図、左：Ｘ－Ｘ’位置における断面図）。
本発明の一実施形態に係るボロメータの製造方法の一工程を示す図である（右：上面図、左：Ｘ－Ｘ’位置における断面図）。
本発明の一実施形態に係るボロメータの製造方法の一工程を示す図である（右：上面図、左：Ｘ－Ｘ’位置における断面図）。
本発明の一実施形態に係るボロメータの製造方法の一工程を示す図である（右：上面図、左：Ｘ－Ｘ’位置における断面図）。
本発明の一実施形態に係るボロメータの製造方法の一工程を示す図である（右：上面図、左：Ｘ－Ｘ’位置における断面図）。
本発明の一実施形態に係るボロメータの製造方法の一工程を示す図である（右：上面図、左：Ｘ－Ｘ’位置における断面図）。
本発明の一実施形態に係るボロメータの製造方法の一工程を示す図である（右：上面図、左：Ｘ－Ｘ’位置における断面図）。
本発明の一実施形態に係るボロメータの製造方法の一工程を示す図である（右：上面図、左：Ｘ－Ｘ’位置における断面図）。
本発明の一実施形態に係るボロメータの構造の一例の概略を示す断面図である。
本発明の一実施形態に係るボロメータアレイの構造の一例の概略を示す断面図である。
本発明の一実施形態に係るボロメータアレイの構造の一例を示す図である（上面図）。
本発明の一実施形態に係るボロメータアレイの構造の一例を示す図である（上面図）。
本発明の一実施形態に係るボロメータアレイの構造の一例を示す図である（図１６のＹ－Ｙ’位置において切断した正面図）。
一従来例のボロメータの構造の概略を示す斜視図である。
一従来例のボロメータの構造の概略を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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