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公開番号2024162607
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-21
出願番号2023078294
出願日2023-05-11
発明の名称ボロメータ型赤外線検出器及びその製造方法
出願人日本電気株式会社
代理人個人
主分類G01J 1/02 20060101AFI20241114BHJP(測定;試験)
要約【課題】
抵抗値が外環境に左右されにくく、安定して動作するボロメータ型赤外線検出器及びその製造方法を提供する。
【解決手段】
感熱素子の上に、第一保護膜、光反射膜及び第二保護膜の順に設けられた積層構造を有し、前記第一保護膜が酸化金属膜、窒化金属膜、ポリイミド、アクリル樹脂及びフッ素系樹脂から成る群から選択される少なくとも1つ以上から成り、前記光反射膜が金属膜であり、前記第二保護膜が酸化金属膜、窒化金属膜、ポリイミド、アクリル樹脂及びフッ素系樹脂から成る群から選択される少なくとも1つ以上から成る、ボロメータ型赤外線検出器。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
感熱素子の上に、第一保護膜、光反射膜及び第二保護膜の順に設けられた積層構造を有し、前記第一保護膜が酸化金属膜、窒化金属膜、ポリイミド、アクリル樹脂及びフッ素系樹脂から成る群から選択される少なくとも１つ以上から成り、前記光反射膜が金属膜であり、前記第二保護膜が酸化金属膜、窒化金属膜、ポリイミド、アクリル樹脂及びフッ素系樹脂から成る群から選択される少なくとも１つ以上から成る、ボロメータ型赤外線検出器。
続きを表示（約 530 文字）【請求項２】
前記酸化金属膜が酸化ケイ素膜である、請求項１に記載のボロメータ型赤外線検出器。
【請求項３】
前記窒化金属膜が窒化ケイ素膜である、請求項１に記載のボロメータ型赤外線検出器。
【請求項４】
前記金属膜がチタン膜である、請求項１に記載のボロメータ型赤外線検出器。
【請求項５】
前記感熱素子がカーボンナノチューブ膜である、請求項１に記載のボロメータ型赤外線検出器。
【請求項６】
前記第一保護膜の厚さが１～１０００ｎｍである、請求項１に記載のボロメータ型赤外線検出器。
【請求項７】
前記第二保護膜の厚さが１～１０００ｎｍである、請求項１に記載のボロメータ型赤外線検出器。
【請求項８】
前記光反射膜の厚さが１～１０００ｎｍである、請求項１に記載のボロメータ型赤外線検出器。
【請求項９】
さらに前記第二保護膜の上に黒金膜を有する、請求項１に記載のボロメータ型赤外線検出器。
【請求項１０】
前記積層構造を複数回繰り返す構造を有する、請求項１に記載のボロメータ型赤外線検出器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボロメータ型赤外線検出器及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、熱検知や、二酸化炭素や大気汚染物質の濃度測定等を目的として、赤外線検出器に対する需要が高まっている。ボロメータ方式の非冷却型赤外線検出器は、入射した赤外線を受光部が吸収することにより受光部の温度を変化させ、この受光部に配置した材料の温度変化による抵抗値変化から該赤外線の放射強度を電気信号として検出するものであり、安価な赤外線検出器として様々な応用がある。
【０００３】
現在、ボロメータの感熱素子としては、主に酸化バナジウムやアモルファスシリコン等が使用されている（特許文献１）。また、抵抗変化の温度依存性（抵抗温度係数（ＴＣＲ））の絶対値が高いカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）をボロメータの感熱素子に利用することも検討されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平０９－２５７５６５号公報
特開２０１５－４９２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記感熱素子、特にＣＮＴは、大気中の酸素や水分により電気的にドーピングされること等により、その抵抗値が外環境に左右されやすく（温度変化以外が抵抗変化の要因になりやすい）、検出器としての動作が安定しないといった課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、上記した課題を鑑み、抵抗値が外環境に左右されにくく、安定して動作するボロメータ型赤外線検出器及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するため、本発明の１つの実施形態は、
感熱素子の上に、第一保護膜、光反射膜及び第二保護膜の順に設けられた積層構造を有し、前記第一保護膜が酸化金属膜、窒化金属膜、ポリイミド、アクリル樹脂及びフッ素系樹脂から成る群から選択される少なくとも１つ以上から成り、前記光反射膜が金属膜であり、前記第二保護膜が酸化金属膜、窒化金属膜、ポリイミド、アクリル樹脂及びフッ素系樹脂から成る群から選択される少なくとも１つ以上から成る、ボロメータ型赤外線検出器である。
【０００８】
また、本発明の別の実施形態は、
表面が絶縁性の基板を準備する工程と、
前記基板上に、感熱素子支持層を形成する工程と、
前記感熱素子支持層上に感熱素子を形成する工程と、
前記感熱素子上に電極対を形成する工程と、
前記感熱素子上に第一保護膜を形成する工程と、
前記第一保護膜上に光反射膜を形成する工程と、
前記光反射膜上に第二保護膜を形成する工程と、
を含む、ボロメータ型赤外線検出器の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、抵抗値が外環境に左右されにくく、安定して動作するボロメータ型赤外線検出器及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１Ａは、本発明の第１実施形態の赤外線検出器の構造の概略を示す断面図であり、図１Ｂは、本発明の第１実施形態の赤外線検出器の構造の概略を示す平面図である。
図２Ａは、実施例１の赤外線検出器の構造を示す断面図であり、図２Ｂは、比較例１の赤外線検出器の構造を示す断面図である。
図３は、実施例１と比較例１の赤外線検出器に１Ｖ印加した際の大気下と真空下の電流値の変化を示すグラフである。
図４は、実施例１と比較例１の赤外線検出器の電流減少率を示すグラフである。
【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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