專利名稱：熱電型光檢測器、熱電型光檢測裝置及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱電型光檢測器、熱電型光檢測裝置以及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為光傳感器，已知有熱型光檢測器。熱型光檢測器通過光吸收層吸收從物體放射的光，再將光轉(zhuǎn)換為熱，通過熱檢測元件來測量溫度的變化。作為熱型光檢測器，例如有將隨著光吸收而出現(xiàn)的溫度上升作為熱電動勢來直接檢測的熱電堆、作為電極化的變化來檢測的熱電型元件、將溫度上升作為電阻變化來檢測的輻射熱測量計等。熱型光檢測器具有能夠測量的波長波段寬的特征。在作為熱型光檢測器的一個例子的熱電型光檢測器中，通過例如紅外線吸收層吸收作為從物體放射的光的一個例子的紅外線，再轉(zhuǎn)換為熱。通過將該熱供給熱電體，則會產(chǎn)生熱電體的自發(fā)極化量的變化。通過基于該變化量的熱電流來檢測紅外線量。近年來，已經(jīng)進行了利用半導(dǎo)體制造技術(shù)(MEMS技術(shù)等)來制造更小型的熱型光檢測器的嘗試。在日本專利特開平8-271344號公報中，記載有具備熱電層的單片熱電傳感器。在該熱電型光檢測器中，在集成電路基板上使用半導(dǎo)體制造技術(shù)來形成熱電型光檢測元件。在日本專利特開平8-271344號公報的圖6中，公開了由電極夾持電介質(zhì)構(gòu)成的熱電材料薄膜而構(gòu)成的兩個熱電型元件通過公共板連接的構(gòu)成。此外，在日本專利特開平5-187917號公報的圖2中，記載有具備熱電膜的紅外線傳感器。在該具備熱電膜的傳感器中，在被基板支撐的絕緣膜上依次形成下部電極、熱電膜、上部電極。在上部電極以及熱電膜上形成光吸收膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一種方式涉及一種熱電型光檢測器，具有:基體；支撐部件，包括第一面和與所述第一面相對的第二面，該支撐部件以所述第二面與所述基體之間隔著空洞部的方式而配置；以及多個熱電電容器，被所述支撐部件支撐，分別包括熱電體，其中，所述多個熱電電容器在與極化方向一致的方向上電串聯(lián)連接。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的熱電型光檢測器涉及一種如下所述的熱電型光檢測器，具有:基體；支撐部件，包括第一面和與所述第一面相對的第二面，該支撐部件以所述第二面與所述基體之間隔著空洞部的方式而配置；多個熱電電容器，被所述支撐部件支撐，分別包括熱電體；以及光吸收層，設(shè)置為與所述多個熱電電容器中的各熱電電容器接觸，其中，所述多個熱電電容器被電連接，所述光吸收層由與所述多個熱電電容器中的各熱電電容器對應(yīng)的多個光吸收區(qū)域構(gòu)成，在從基體的厚度方向來平面觀察時，所述多個光吸收區(qū)域的各個重心存在于與所述多個光吸收區(qū)域中的各光吸收區(qū)域所對應(yīng)的各一個熱電電容器的所述熱電體重疊的位置上。本發(fā)明的另一實施方式定義了沿交叉的兩個直線方向二維配置有上述的熱電型光檢測器的熱電型光檢測裝置。由此，實現(xiàn)了多個熱電型光檢測器(熱電型光檢測元件)被二維配置(例如，沿正交兩軸中的各軸陣列狀地配置)的熱電型光檢測裝置(熱電型光陣列傳感器)。本發(fā)明的另一實施方式定義了具有上述的熱電型光檢測器或者熱電型光檢測裝置的電子設(shè)備。


圖1(A)、圖1(B)是本發(fā)明第一實施方式所涉及的具有四個電容器的熱電型光檢測器的平面示意圖以及表示二維投影面的圖。圖2(A)是表不第一實施方式的光吸收區(qū)域的面積和兀件面積的圖；圖2(B)是表示第一比較例的光吸收區(qū)域的面積和元件面積的圖；圖2(0是表示比較例2的光吸收區(qū)域的面積和元件面積的圖。圖3是表示第一實施方式的被串聯(lián)連接的電容器的偏壓施加狀態(tài)的圖。圖4是第一實施方式所涉及的具有串聯(lián)的四個電容器的熱電型光檢測器的平面示意圖。圖5是第一實施方式所涉及的具有串聯(lián)的三個電容器的熱電型光檢測器的平面示意圖。圖6(A)、圖6(B)是表示兩個熱電電容器的連接布線例子的圖。圖7是表示將本發(fā)明適用于具有堆棧型的熱電電容器的熱電型光檢測器的實施方式的截面圖。圖8是用于說明多個光吸收區(qū)域的輪廓線與多個熱電電容器的各個熱電體的輪廓的關(guān)系的圖。圖9(A)是表示呈不均勻熱傳遞的光吸收區(qū)域與熱電電容器的熱電體的配置的圖，圖9(B)是表示不均勻的熱傳遞特性的圖。圖10是在多個熱電電容器之間形成有貫通孔的支撐部件的平面圖。圖11是表示本發(fā)明的第二實施方式所涉及的熱電型光檢測裝置(熱電型光檢測陣列)的電路構(gòu)成的一個例子的電路圖。圖12是包括熱電型光檢測器或熱電型光檢測裝置的本發(fā)明第三實施方式所涉及的紅外線照相機(電子設(shè)備)的框圖。圖13是表示包括紅外線照相機的本發(fā)明第三實施方式所涉及的駕駛支持裝置(電子設(shè)備)的圖。圖14是表示在前部搭載有所示紅外線照相機的本發(fā)明第三實施方式所涉及的車輛的圖。圖15是表示包括紅外線照相機的本發(fā)明第三實施方式所涉及的安全設(shè)備(電子設(shè)備)的圖。圖16是表示安全設(shè)備的紅外線照相機以及人感傳感器的檢測區(qū)域的圖。圖17是表示包括傳感器設(shè)備的本發(fā)明第三實施方式所涉及的游戲設(shè)備所采用的控制器的圖。圖18是表示包括控制器的游戲設(shè)備的圖。圖19是表示包括紅外線照相機的本發(fā)明第三實施方式所涉及的體溫測量裝置(電子設(shè)備)的圖。圖20是表示將傳感器設(shè)備用作太赫茲傳感器設(shè)備，并與太赫茲照射單元組合而構(gòu)成特定物質(zhì)探測裝置(電子設(shè)備)的例子的圖。圖21(A)、圖21(B)是表示二維配置有熱電型光檢測器的熱電型光檢測裝置的構(gòu)成例的圖。
具體實施例方式近年來，一直在尋求提高熱電型光檢測器的檢測輸出的技術(shù)?；谄鹨蛴谌肷涔獾臒岫蔁犭婋娙萜髦械淖园l(fā)極化量，基于該自發(fā)極化量的輸出電壓依賴于受光區(qū)域的面積、熱電電容器的面積、熱電電容器的電阻等。根據(jù)本發(fā)明的至少一種方式，可以提高熱電型光檢測器的檢測輸出。根據(jù)本發(fā)明的其他的至少一種方式，可以通過將在多個光吸收區(qū)域產(chǎn)生的熱高效地傳遞至多個熱電電容器的熱電體，來提高熱電型光檢測器的檢測輸出。用于解決課題的手段(I)本發(fā)明的一種方式涉及一種熱電型光檢測器，其具有:基體；支撐部件，包括第一面和與所述第一面相對的第二面，該支撐部件以所述第二面與所述基體之間隔著空洞部的方式而配置；以及多個熱電電容器，被所述支撐部件支撐，分別包括熱電體，其中，所述多個熱電電容器在與極化方向一致的方向上電串聯(lián)連接。如果設(shè)串聯(lián)連接的η個熱電電容器的電容分別為C，則η個熱電電容器的合成電容為C/n，n個熱電電容器的合成電阻Rp為n/C。利用該合成電阻Rp是單個熱電電容器的電阻的η倍,能夠使隨熱電電容器的自發(fā)電極而產(chǎn)生的輸出電壓變?yōu)棣潜丁?2)在本發(fā)明的一種方式中，所述多個熱電電容器的各自的所述熱電體可以由電絕緣性的金屬化合物層覆蓋側(cè)面。熱電體為氧化物，如果被還原，則會產(chǎn)生氧缺損。金屬化合物層具有還原氣體阻擋性，能夠抑制熱電體被還原。這樣，由于能夠抑制熱電體的氧缺損，因而可以使熱電電容器小型化，從而在一個支撐部件上安裝多個熱電電容器并使它們串聯(lián)連接。(3)在本發(fā)明的一種方式中，所述多個熱電電容器中的各熱電電容器可以還具有:設(shè)置在所述支撐部件上的第一電極、隔著所述熱電體而與所述第一電極相對的第二電極以及與所述第一電極的不與所述第二電極相對的區(qū)域連接的布線部。通過形成為所謂的平面結(jié)構(gòu)，能夠在支撐部件上形成至安裝于支撐部件上的第一電極的布線。此外，能夠在被擴大的第一電極上形成光吸收區(qū)域，光吸收面積被擴大的同時，第一電極還發(fā)揮集熱通路的效果，進而能夠使在光吸收區(qū)域的周邊所產(chǎn)生的熱聚集在熱電體所在的中心側(cè)。(4)在本發(fā)明的一種方式中，所述金屬化合物層可以形成為覆蓋所述第一電極的不與所述第二電極相對的區(qū)域，并且還設(shè)置有覆蓋所述金屬化合物層的絕緣層，所述布線部通過所述絕緣層的開孔和所述金屬化合物層的開孔而被連接。
這樣，布線部可以形成在絕緣層上。如果不存在絕緣層，則在對布線部進行圖案蝕刻時，其下層的金屬化合物層會被蝕刻，從而阻擋性下降。絕緣層在確保金屬化合物層的阻擋性的基礎(chǔ)上，也優(yōu)選形成在金屬化合物層上。(5)在本發(fā)明的一種方式中，所述多個熱電電容器中的各熱電電容器可以包括:設(shè)置在所述支撐部件上的第一電極和隔著所述熱電體而與所述第一電極相對的第二電極，可以使在與極化方向一致的方向上串聯(lián)連接的兩個熱電電容器的所述第一電極彼此導(dǎo)通。這樣，布線路徑變?yōu)樽疃?，電壓下降變小，從而能夠抑制輸出電壓的下降?6)在本發(fā)明的一種方式中，在與極化方向一致的方向上串聯(lián)連接的兩個熱電電容器的所述第一電極能夠作為公共電極。這樣，可以省略布線部，而且，公共電極可以形成為比布線部寬幅且壁厚，因而能夠?qū)⒉季€電阻格外地減小。由此，電壓下降變小，從而能夠抑制輸出電壓的下降。(7)在本發(fā)明的一種方式中，可以還具有:與由在與極化方向一致的方向上串聯(lián)連接的兩個熱電電容器組成的電容器列的兩端連接的第一布線部和連接所述多個熱電電容器之間的第二布線部，并且能夠使所述第一布線部的寬度比所述第二布線部的寬度窄。這樣，可以通過使成為熱的出口的第一布線部的寬度變細來抑制放熱，另一方面，熱電電容器間的第二布線部形成為寬幅，從而可以抑制電壓下降。(8)根據(jù)本發(fā)明的另一方式的熱電型光檢測器涉及一種如下所述的熱電型光檢測器，其具有:基體；支撐部件，包括第一面和與所述第一面相對的第二面，該支撐部件以所述第二面與所述基體之間隔著空洞部的方式而配置；多個熱電電容器，被所述支撐部件支撐，分別包括熱電體；以及光吸收層，設(shè)置為與所述多個熱電電容器中的各熱電電容器接觸，其中，所述多個熱電電容器被電連接，所述光吸收層由與所述多個熱電電容器中的各熱電電容器對應(yīng)的多個光吸收區(qū)域構(gòu)成，在從基體的厚度方向來平面觀察時，所述多個光吸收區(qū)域的各個重心存在于與所述多個光吸收區(qū)域中的各光吸收區(qū)域所對應(yīng)的各一個熱電電容器的所述熱電體重疊的位置上。在本發(fā)明的又一方式中，在各個光吸收區(qū)域上吸收的光以熱的形式被傳遞至各個熱電電容器的熱電體。熱電體由于起因于光的熱所產(chǎn)生的熱電效應(yīng)(pyroelectriceffect)而導(dǎo)致自發(fā)極化量發(fā)生變化，再通過求出其變化量而檢測光量(熱量)的大小。此時，安裝于一個支撐部件上的多個熱電電容器構(gòu)成公共像素(一個像素)，同時被射入至各個光吸收區(qū)域的光必須在各個熱電電容器中同時被檢測出。在本發(fā)明的一種方式中，在各個光吸收區(qū)域被吸收的熱能夠被傳遞至各個熱電電容器的熱電體，并使熱傳遞特性一致。所以，例如，在時間軸上生成的電荷的波峰(頂點)一致，可以在多個熱電電容器中同時檢測，能夠提高熱電型光檢測器的檢測輸出。也就是說，熱電型光檢測器的熱時常數(shù)變小，在例如根據(jù)多個熱電型光檢測器的輸出來輸出二維圖像熱分布時，能夠以高幀率顯示該圖像。這里，在覆蓋多個熱電電容器的區(qū)域配置有一個光吸收部件的情況下，該一個光吸收部件被分割，成為與多個熱電電容器中的各熱電電容器相對應(yīng)的一個光吸收區(qū)域。除此之外，也可以在分別覆蓋多個熱電電容器的區(qū)域設(shè)置多個光吸收部件，在該情況下，一個光吸收部件就成為一個光吸收區(qū)域。此外，能夠在支撐部件上沿與極化方向一致的方向串聯(lián)連接多個(η個，η為2以上的整數(shù))熱電電容器。例如，如果將單個配置的熱電電容器與分別具有相同電極面積的η個熱電電容器串聯(lián)連接，則η個熱電電容器的合成電阻就為η倍。由于該效果，輸出電壓在理論上能夠變?yōu)橛梢粋€熱電元件構(gòu)成的熱電型熱檢測元件的輸出電壓的η倍。但是，本發(fā)明的一種方式不限定為必須在支撐部件上將多個熱電電容器串聯(lián)連接，也可以逐一取出來自于多個熱電電容器的信號。(9)在根據(jù)本發(fā)明的其他方式的熱電型光檢測器中，在所述平面觀察時，所述多個光吸收區(qū)域的各自的重心能夠與所述多個光吸收區(qū)域中的各光吸收區(qū)域相對應(yīng)的各一個熱電電容器的所述熱電體的重心具有重疊。這樣，在一個光吸收區(qū)域內(nèi)的各處所產(chǎn)生的熱就會向一個光吸收區(qū)域的重心附近均等地聚集過來。該熱就會有效地傳遞至在平面觀察時與一個光吸收區(qū)域的重心具有重疊的熱電體的重心。所以，在各熱電電容器中，通過熱/電轉(zhuǎn)換，能夠大致同樣地、偏差少地生成電荷。(10)在根據(jù)本發(fā)明的其他方式的熱電型光檢測器中，所述多個熱電電容器的各自的所述熱電體是輪廓為η (η為3以上的整數(shù))角形、且包括第一輪廓線至第η輪廓線，與所述多個熱電電容器中的各熱電電容器相對應(yīng)的多個光吸收區(qū)域的各自的輪廓具有與所述熱電體的第m輪廓線相對的第m相對輪廓線，并且所述第m輪廓線與所述第m相對輪廓線之間的距離dm可以與m的值無關(guān)而為一定。在本方式中，一個光吸收區(qū)域與一個熱電體成為相似形的η角形。所以，在一個光吸收區(qū)域中，從第一重心至第m相對輪廓線的距離與m的值無關(guān)而都相等，在一個熱電體中，從第二重心至第m輪廓線的距離也與m的值無關(guān)而都相等。由此，能夠?qū)⒃谝粋€光吸收區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的熱均等地聚集在一個熱電電容器的熱電體上。(11)在根據(jù)本發(fā)明的其他方式的熱電型光檢測器中，所述多個熱電電容器的各自的所述熱電體的輪廓可以為圓或者橢圓。從支撐部件上的應(yīng)力緩和的觀點而言，優(yōu)選熱電電容器的熱電體的輪廓為圓或者橢圓。此外，光吸收區(qū)域的輪廓雖然為圓、橢圓或者矩形中的哪一種都可以，但從應(yīng)力緩和這種觀點來說，優(yōu)選圓或者橢圓。(12)在根據(jù)本發(fā)明的其他方式的熱電型光檢測器中，所述多個熱電電容器中的各熱電電容器可以形成為如下這樣的平面型電容器:包括夾持所述熱電體的第一電極和第二電極，所述第一電極被所述支撐部件支撐，并且在所述平面觀察時的所述第一電極的面積比所述第二電極的面積大。通過形成為所謂的平面結(jié)構(gòu)，可以在支撐部件上形成對安裝于支撐部件上的第一電極添加的布線。此外，可以在被擴大的第一電極上形成光吸收區(qū)域，在光吸收面積被擴大的同時，第一電極發(fā)揮集熱通路的效果，可以使在光吸收區(qū)域的周邊所產(chǎn)生的熱聚集在熱電體所存在的中心側(cè)。(13)在本發(fā)明的其他方式中，所述多個熱電電容器的各自的所述熱電體可以由電絕緣性的金屬化合物層覆蓋側(cè)面。熱電體為氧化物，如果被還原，則會產(chǎn)生氧缺損。金屬化合物層具有還原氣體阻擋性，能夠抑制熱電體被還原。于是，由于能夠抑制熱電體的氧缺損，因此可以使熱電電容器小型化，從而使多個熱電電容器安裝在一個支撐部件上。(14)在本發(fā)明的其他方式中，所述光吸收層能夠由與所述多個熱電電容器中的各熱電電容器相對應(yīng)而分割形成的多個光吸收層形成。由于光吸收層被個別化，因而一個一個的吸收層的熱從周圍逃逸，所以，可以加快各個熱電電容器的重置時間。此外，在對應(yīng)于每個區(qū)域來分割一個光吸收層而成為各個光吸收層時，與將光吸收層個別化的情況相比，具有可以使光吸收層面積增大，能夠省略用于分割的制造工序的優(yōu)點。(15)在本發(fā)明的其他方式中，所述支撐部件可以在所述多個熱電電容器中相鄰的兩個熱電電容器之間的區(qū)域，具有貫通孔。這里，在將支撐部件、多個熱電電容器等形成在基體上時，在空洞部中埋入有犧牲層。在基體上形成支撐部件、多個熱電電容器等之后，使用蝕刻劑進行各向同性蝕刻從而除去該犧牲層。在進行該蝕刻時，貫通孔用作蝕刻劑的供給口。由此，蝕刻劑就易于轉(zhuǎn)入至支撐部件的下方的犧牲層，易于通過各向同性蝕刻除去犧牲層。(16)本發(fā)明的又一其他方式定義了沿交叉的兩個直線方向二維配置有上述的熱電型光檢測器的熱電型光檢測裝置。由此，實現(xiàn)了多個熱電型光檢測器(熱電型光檢測元件)被二維配置(例如，沿正交兩軸中的各軸陣列狀地配置)的熱電型光檢測裝置(熱電型光陣列傳感器)。(19)本發(fā)明的又一其他方式定義了具有上述的熱電型光檢測器或者熱電型光檢測裝置的電子設(shè)備。在上述任意的熱電型光檢測器中，光的檢測靈敏度高。所以，安裝有該熱電型光檢測器的電子設(shè)備的性能提高。作為電子設(shè)備，例如，可以列舉出紅外線傳感器裝置、安全裝置、車載用夜間照相機或者監(jiān)控照相機等。下面，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行詳細說明。此外，以下說明的本實施方式并不是不合理地限定權(quán)利要求書中記載的本發(fā)明的內(nèi)容，在本實施方式中說明的所有構(gòu)成，作為本發(fā)明的解決手段不一定是必需的。1.第一實施方式1.1.多個光吸收區(qū)域和多個電容器的配置圖1A、圖1B是本發(fā)明第一實施方式所涉及的熱電型光檢測器的概念圖。如圖1A所示，多個、例如四個熱電電容器(也稱為電容器)Capal Capa4被安裝在支撐部件(膜片)30上。支撐部件30上的電容器Capal Capa4中的各個電容器在兩個電極間具有熱電體。此外，支撐部件30上的電容器Capal Capa4中的各個電容器被配置在例如具有實質(zhì)上相等面積的多個光吸收區(qū)域ARl AR4的光吸收層50內(nèi)部。光吸收層50既可以分割形成為多個光吸收區(qū)域ARl AR4，也可以是一體形成的光吸收層。在圖1B中，示出了在平面觀察時將光吸收區(qū)域ARl AR4的各自的重心投影到二維面后的第一重心Gla Gld，將熱電電容器Capal Capa4的熱電體的輪廓線投影到二維面后的區(qū)域Jl J4，將熱電電容器Capal Capa4的熱電體的重心投影到二維面后的第二重心G2a G2d。由圖1B可知，第一重心Gla Gld中的各個重心存在于將熱電體的輪廓線投影到二維面后的區(qū)域Jl J4的各個區(qū)域的內(nèi)部。這里，光吸收區(qū)域ARl AR4的各個區(qū)域所吸收的光以熱的形式被傳遞至熱電電容器Capal Capa4的各自的熱電體。熱電體是如下所述的裝置:通過基于光的熱所產(chǎn)生的熱電效應(yīng)(pyroelectric effect)從而自發(fā)極化量發(fā)生變化,再通過求出其變化量來檢測光量(熱量)的大小。此時，安裝于一個支撐部件30的多個熱電電容器Capal Capa4用于構(gòu)成公共像素(一個像素)，同時射入至光吸收區(qū)域ARl AR4中的各個光吸收區(qū)域的光必須同時被熱電電容器Capal Capa4的各個熱電電容器檢測出來。在實施方式中，能夠使光吸收區(qū)域ARl AR4中的各個光吸收區(qū)域所吸收的熱傳遞至熱電電容器Capal Capa4的各自的熱電體，使熱傳遞特性一致。因此，例如，能夠?qū)崿F(xiàn)在時間軸上生成的電荷的波峰(頂點)一致，并被多個熱電電容器Capal Capa4中的各個熱電電容器同時檢測。在圖1B中，尤其是第一重心Gla Gld中的各個第一重心與第二重心G2a G2d中的各個第二重心具有重疊。這樣，在光吸收區(qū)域ARl AR4內(nèi)的各處所產(chǎn)生的熱就會向第一重心Gla Gld中的各個第一重心的附近均等地聚集過來。該熱被有效地傳遞至具有與第一重心Gla Gld中的各個第一重心在二維投影面上具有重疊的第二重心G2a G2d中的各個第二重心的熱電體。因此，在熱電電容器Capal Capa4的各個熱電電容器中，通過熱/電轉(zhuǎn)換，能夠大致同樣地、偏差少地生成電荷。但是，并不限于第一重心Gla Gld的各個第一重心與第二重心G2a G2d的各個第二重心具有重疊的情況。至少，只要第一重心Gla Gld的各個第一重心存在于將熱電體的輪廓線投影到二維面后的區(qū)域Jl J4的各個區(qū)域的內(nèi)部即可。此外，在覆蓋多個熱電電容器Capal Capa4的區(qū)域配置了一個光吸收部件的情況下，該一個光吸收部件被分割，成為與多個熱電電容器Capal Capa4中的各個熱電電容器相對應(yīng)的一個光吸收區(qū)域ARl AR4。此外，也可以在分別覆蓋多個熱電電容器的區(qū)域設(shè)置多個光吸收部件，在這種情況下，一個光吸收部件就成為一個光吸收區(qū)域。1.2.多個電容器的串聯(lián)連接在圖1A的例子中，第一電容器Capal 第四電容器Capa4在支撐部件30上被串聯(lián)連接。但是，第一電容器Capal 第四電容器Capa4在支撐部件30上被串聯(lián)連接并不是必要條件，例如，也可以在支撐部件30的外部被串聯(lián)連接。圖1A中的正與負表示各電容器Capal Capa4的極化極性。在本例子中，各電容器Capal Capa4的電容值相同,但并非限定于此。第一電容器Capal的正極與第一外部端子TAl連接，該第一外部端子TAl為正極性。此外，第四電容器Capa4的負極與第二外部端子TA2連接，該第二外部端子TA2為負極性。這里，圖2A是本實施方式的平面示意圖，圖2B是比較例I的平面示意圖，圖2C是比較例2的平面示意圖。圖2A 圖2C所示的受光部面積(光吸收區(qū)域的面積)Aa分別相
坐寸ο首先，對比圖2A所示的本實施方式與圖2B所示的比較例I。圖2A所示的電容器Capal Capa4中的各電容器與圖2B所示的單體的Capa,元件面積Ac和電容C分別相等。在圖2A以及圖2B中，如果設(shè)電容器的元件電阻為Rp (圖2A的情況下為合成電阻)，則通過將照射光的熱轉(zhuǎn)換為電荷Q而得到的來自電容器的輸出電壓為:Vs = QXRp...(I)也就是說，熱電型光檢測器的輸出電壓Vs隨著電容器的極化電荷Q與電容器的電阻值Rp之積而變化。此外，由于電荷Q與受光部面積Aa和元件面積Ac成比例，因而下式成立:
Vs 00 Aa.Ac.Rp...(2)此外，在圖2A中，由于電容器Capal Capa4沿極化方向一致的方向被串聯(lián)連接，因此，電容器Capal Capa4的兀件面積Ac就成為如圖2B所不那樣在電學上與一個電容器Capa的元件面積Ac相等的關(guān)系。此外，關(guān)于圖2A的受光部面積(光吸收區(qū)域的面積)Aa與圖2B的受光部面積(光吸收區(qū)域的面積)Aa相等這一點，則如上所述。下面，將對電容器的元件電阻考察Rp。在圖2B中，根據(jù)元件電阻Rp與電容的關(guān)系，則下式成立:Rp = 1/C...(3)另一方面，在圖2A中，如果設(shè)電容器Capal Capa4的各個電容器的電容值為C，則被串聯(lián)連接的合成電容Capa的合成電容值為C/4。如果設(shè)合成元件電阻為Rpx，則下式成立:Rpx = 4/C = 4XRp...(4)因此，參照式(I)可知，在圖2A所示的本實施方式中得到的輸出電壓Vs是在圖2B所示的比較例I中得到的輸出電壓的4倍。也就是說，通過將η個電容器串聯(lián)連接，與比較例I的單個電容器的情況比較可知，由電的電極面所決定的合成電容(電的電容器的電容)為1/η，由此合成電阻變?yōu)棣潜叮浣Y(jié)果是，輸出電壓Vs成為η倍。接著，對比圖2Α所示的本實施方式與圖2C所示的比較例2。圖2Α所示的電容器Capal Capa4的總元件面積(4XAc)與圖2C所示的單個Capa的元件面積(4XAc)相等。與圖2A所示的四個串聯(lián)連接的電氣的元件面積Ac相比較，比較例2的元件面積為4XAc。另一方面，在圖2A中，如果設(shè)電容器Capal Capa4的各個電容器的電容值為C，則被串聯(lián)連接的合成電容Capa的合成電容值為C/4，電阻值如式(4)那樣為4XRp。與此相反，圖2C的單個電容器Capa的電容值為4XC，圖2C的單個電容器Capa的電阻值為Rp/4。因此，在圖2C中，雖然元件面積(4XAc)為4倍，但電阻值(Rp/4)卻為1/4倍，在元件面積與電阻值方面相互抵消。所以，圖2C的輸出電壓Vs與圖2B同等，是圖2A的輸出電壓Vs的1/4。因此，可以確保在圖2A所示的本實施方式中得到的輸出電壓Vs大于圖2B、圖2C的比較例1、2。1.3.使多個熱電電容器自發(fā)極化的偏壓圖3示出了在圖1所示的電容器Capal Capa4上施加了偏壓時的自發(fā)極化。電容器Capal Capa4的各個電容器在第一電極10與第二電極14之間具有PZT等熱電體
12。如果將電源EA的正極端子與外部端子TAl連接，負極端子與外部端子TA2連接，進而使圖3所不的電場E作用于電容器Capal Capa4,則電容器Capal Capa4的極化方向成
為一致。也就是說，在各個Capal Capa4中，電場E作用于第一電極10、熱電體12以及第二電極14。因此，在各個Capal Capa4中，在圖3的示例中，以第一電極10 —側(cè)為正極、第二電極14 一側(cè)為負極的方式使極化方向一致而進行極化。然后，即使解除電場E，在各個Capal Capa4的熱電體12中，自發(fā)極化也得以維持。這里，如圖3所示，在各Capal Capa4中，在第一電極10與第二電極14的露出面上存在浮游電荷。在圖3的例子中，第一電極10的浮游電荷為負，第二電極14的浮游電荷為正，各Capal Capa4保持一致,但并不限定于此。例如，將第一電容器Capal的第一電極10與第二電容器Capa2的第一電極10連接等、Capal Capa4中相鄰的電容器彼此的電極連接可以選擇第一電極10、第二電極14之間、第一電極10之間或者第二電極14之間等各種組合。此外，外部端子TAl可以與第一電容器Capal的第一電極10、第二電極14中的任意一方連接，同樣地，外部端子TA2也可以與第四電容器Capa4的第一電極10、第二電極14中的任意一方連接。使用了熱電電容器的光檢測原理是如下所述的原理:根據(jù)基于光的熱所產(chǎn)生的熱電效應(yīng)(pyroelectric effect),解除了電場E的熱電電容器的自發(fā)極化量發(fā)生變化,通過求出其變化量來檢測光量(熱量)的大小。因此，至少在光檢測前的制造時或者使用時等，至少僅一次使電場E作用于Capal Capa4預(yù)先生成極化狀態(tài)即可。1.4.熱電型光檢測器的結(jié)構(gòu)圖4和圖5是熱電型光檢測器、例如熱電型紅外線檢測器200的平面圖及截面圖。此外，在圖4中，與圖1相同地將四個熱電電容器串聯(lián)連接，但在圖3中，由于紙面的關(guān)系上，示出了將三個熱電電容器串聯(lián)連接的狀態(tài)。該熱電型紅外線檢測器200具有:基體20、設(shè)置于基體20的支撐部件(膜片)30、在支撐部件(膜片)30上被串聯(lián)連接的多個(在圖4中為四個，在圖5中為三個)熱電電容器Capal Capa4(Capal Capa3)。此外，將多個熱電電容器總稱為Capa。如圖4所示，支撐部件(膜片)30具備兩個臂30-1、30-2，兩個臂30-1、30-2被基體20所支撐。如圖5所示，支撐部件(膜片)30包括第一面30A和與第一面30A相對的第二面30B，在第二面30B與基體20之間形成有空洞部100。通過該空洞部100，支撐部件(膜片)30與基體20被熱分離。圖5所示的基體20具有例如硅基板21和形成在硅基板21上的絕緣膜(Si02層)22，通過除去絕緣膜22的一部分而形成空洞部100。在硅基板21的元件區(qū)域21A上可以形成晶體管等元件40、41。在圖5所示的絕緣層22中，空洞部100以外的區(qū)域成為保持支撐部件30的至少兩處的保持部(柱)22A、22B。可以在該保持部22A、22B上設(shè)置通孔31、32。通孔31與設(shè)置于絕緣層22中的布線層33連接。通孔32與設(shè)置于絕緣層22中的另一布線層34連接。布線層33還能夠經(jīng)由設(shè)置于絕緣層22中的接觸孔35、36而與元件40、41連接。多個熱電電容器Capa中的各個熱電電容器具有:支撐部件(膜片)30—側(cè)的第一電極(下部電極)10;第二電極(上部電極)14，設(shè)置在與支撐部件(膜片)30 —側(cè)相反的一側(cè)，平面觀察時的面積比第一電極10??；以及設(shè)置于第一電極10與第二電極14之間的熱電體(例如PZT層:鋯鈦酸鉛層)12。如圖5所示，多個熱電電容器Capa中的各個熱電電容器被氧化鋁等具有絕緣性的金屬化合物層16覆蓋。該金屬化合物層16作為還原氣體阻擋膜而起作用。由此，多個熱電電容器Capa中的各個熱電電容器可以抑制在電容器形成后的工序中還原氣體(氫、水蒸氣、OH基、甲基等)侵入電容器。這是因為熱電體12是氧化物，而氧化物一旦被還原，則就會產(chǎn)生氧缺損，熱電效應(yīng)就會受到損害。這樣，通過金屬化合物16可以防止熱電體12的氧缺損，因此可以在一個支撐部件30上的多個光吸收區(qū)域中的各個光吸收區(qū)域分別形成尺寸比較小的多個熱電電容器Capa。如圖5放大顯不那樣，金屬化合物層16可以包括第一阻擋層(第一層膜)16A與第二阻擋層(第二層膜)16B。第一阻擋層16A可以通過濺射法使金屬氧化物、例如氧化鋁Al2O3成膜而形成。由于在濺射法中不使用還原氣體，因此電容器230不會被還原。第二阻擋層16B可以通過例如原子層化學氣相沉積(ALCVD:Atomic Layer ChemicalVapor Deposition)法使例如氧化招Al2O3成膜而形成。雖然通常的CVD (ChemicalVaporDeposition)法使用還原性氣體,但是由于第一層阻擋層16A,電容器Capa與還原性氣體隔離。這里，金屬化合物層16的總膜厚度形成為50 70nm，例如60nm。此時，利用CVD法形成的第一阻擋層16A的膜厚比采用原子層化學氣相沉積(ALCVD)法形成的第二阻擋層16B厚，為35 65nm，例如40nm。與此相反，采用原子層化學氣相沉積(ALCVD)法形成的第二阻擋層16B可以形成得較薄，使例如氧化招Al2O3成膜為5 30nm、例如20nm而形成。原子層化學氣相沉積(ALCVD)法與濺射法等相比較，由于具有優(yōu)異的填充特性，因此可以對應(yīng)微細化，利用第一阻擋層16A、第二阻擋層16B可以提高還原性氣體阻擋性。此外，利用濺射法成膜的第一阻擋層16A不如第二阻擋層16B致密，但是，其發(fā)揮功效則成為降低傳熱率的主要原因，因此，通過熱傳導(dǎo)率低的第一阻擋層16A存在于熱電電容器Capa與第二阻擋層16B之間，從而可以防止熱量從熱電電容器Capa散失。如圖5所示，在金屬化合物層16上形成有層間絕緣膜17。一般而言，層間絕緣膜17的原料氣體(TEOS)進行化學反應(yīng)時，會產(chǎn)生氫氣、水蒸氣等還原性氣體。設(shè)置在熱電電容器Capa周圍的第一還原性氣體阻擋膜16用于保護熱電電容器Capa免受在該層間絕緣膜17的形成中所產(chǎn)生的還原性氣體侵入。如圖5所示，在層間絕緣膜17上配置有布線層18。在層間絕緣膜17上，在電極布線形成之前，預(yù)先形成第一接觸孔17A和第二接觸孔17B。此時，在金屬化合物層16上也同樣地形成有接觸孔。通過填充在第一接觸孔17A中的第一塞柱19A而使第一電極(下部電極)10與布線層18導(dǎo)通。同樣地，通過填充在第二接觸孔17A中的第二塞柱19B而使第二電極(上部電極)14與布線層18導(dǎo)通。在本實施方式中，如圖5所示，通孔32與Capal的下部電極10通過布線層18A而連接，Capal的上部電極14與Capa2的下部電極10通過布線層18B而連接，Capa2的上部電極14與Capa3的下部電極10通過布線層18C而連接，Capa3的上部電極14與通孔31通過布線層18D而連接。在圖4中，同樣地使用布線18A 18E而使四個熱電電容器Capal Capa4沿極化方向一致的方向串聯(lián)連接。此外，與由串聯(lián)連接的多個熱電電容器組成的電容器列的兩端和外部端子TA1、TA2連接的第一布線部(在圖4中為布線18A和18E，在圖5中為18A和18D)的寬度能夠形成得比連接多個電容器間的第二布線部(在圖4中為布線18B 18D，在圖5中為18B 18C)的寬度窄。這樣，通過使成為熱的出口的第一布線部(在圖4中為布線18A和18E，在圖5中為18A和18D)的寬度變細而抑制散熱，另一方面，熱電電容器間的第二布線部(在圖4中為布線18B 18D，在圖5中為18B 18C)形成為寬幅從而可以抑制電壓降低。這里，如果不存在層間絕緣膜17，則在對布線層18進行圖案蝕刻時，其下層的金屬化合物層16 (第二阻擋層16B)被蝕刻，從而阻擋性下降。優(yōu)選層間絕緣膜17在確保金屬化合物層16的阻擋性的基礎(chǔ)上，形成在金屬化合物層16上。
此外，優(yōu)選層間絕緣膜17含有水分少、或者氫含有率低。于是，層間絕緣膜17通過退火而進行脫氣處理。這樣，層間絕緣膜17的氫含有率或者含水率則低于覆蓋布線層18的光吸收層50、或者作為絕緣膜的支柱(保持部)22A、22B。這樣，即使在層間絕緣膜17形成之后電容器Capa暴露于高溫，也可以抑制從層間絕緣膜17產(chǎn)生還原性氣體。在圖6A、圖6B中，示出了沿極化方向一致的方向被串聯(lián)連接的兩個Capan與Capan+1的布線例。如圖6A所示，并不限于通過布線層18連接Capan的上部電極14與Capan+1的下部電極10的情況,可以通過布線層18連接Capan與Capan+Ι的下部電極10之間。這樣，在連接兩個Capan與Capan+Ι之間時,連接下部電極10之間的布線18無需沿山狀的電容器而形成，因此布線18成為最短路徑。因此，電壓下降變小，可以抑制輸出電壓Vs的下降?；蛘?，如圖6B所示，能夠?qū)apan與Capan+Ι的下部電極10下部電極10作為公共電極而省略布線層18。這樣，能夠省略布線18，而且公共電極可以形成為比布線18寬幅且壁厚，因此可以使布線電阻格外地減小。由此，電壓下降變小，可以進一步抑制輸出電壓Vs的下降。此外,在圖6A、圖6B所不的任一種情況下,如果如圖3所不那樣使偏置電場E發(fā)揮作用，則Capan與Capan+Ι的極化方向都是唯一確定的。在布線連接的熱電電容器Capa上，如圖5所示那樣地形成光吸收層50。在覆蓋如圖5所不的多個熱電電容器Capal Capa3而配置一個光吸收層50的情況下,與多個熱電電容器Capal Capa3相對應(yīng)的大致等面積的區(qū)域成為各個光吸收區(qū)域。也可以形成覆蓋如圖5所不的多個熱電電容器Capal Capa3的被分割的多個光吸收層50a 50c。這樣，與具有一個公共的光吸收層50的情況相比，具有在各個熱電電容器Capal Capa3中的放熱速度變快、可以在短時間內(nèi)進行熱重置的優(yōu)點。上述的實施方式雖然是下部電極10比上部電極14寬的平面(planer)結(jié)構(gòu)，但也可以如圖7所示那樣，將本發(fā)明適用于堆棧結(jié)構(gòu)的熱電電容器Capa。如圖7所示，在堆棧結(jié)構(gòu)的熱電電容器Capa中，第一電極10、熱電體12以及第二電極14的橫截面積實質(zhì)上相等。所以，與平面結(jié)構(gòu)的熱電電容器不同，對第一電極10提供的布線不可以設(shè)置在層間絕緣層17的上方。因此，使支撐部件(膜片)30成為多層結(jié)構(gòu)，使其一層作為布線18B。該布線18B連接相鄰的兩個熱電電容器Capa的第一電極(下部電極)10之間。通過填充在支撐部件30上形成的接觸孔30C、30D中的塞柱19C、19D，支撐部件30中的布線18B與兩個熱電電容器Capa的第一電極(下部電極)10連接。1.5.光吸收區(qū)域與熱電體的輪廓線的關(guān)系下來，對光吸收區(qū)域ARl AR4與熱電體12的輪廓線的關(guān)系進行探討。圖8示出了多個熱電電容器Capal Capa4的各自的熱電體12是輪廓為n(n為3以上的整數(shù))角形、例如四角形的例子。第一熱電電容器Capal的熱電體12包括第一 第η輪廓線Kla K4a。對應(yīng)于第一熱電電容器Capal的光吸收區(qū)域ARl具有與第一熱電電容器Capal的熱電體12的第m輪廓線(I < m < η)相對的第m相對輪廓線，第m輪廓線與第m相對輪廓線之間的距離dm(dla、d2a、d3a、d4a)可以與m的值無關(guān)而成為一定(dla = d2a = d3a = d4a)。其它熱電電容器Capa2 Capa4的各自的熱電體12也是輪廓為η (η為3以上的整數(shù))角形、例如四角形，包括第一 第η輪廓線Klb K4b、Klc K4c以及Kld K4d。而且，同樣地，第m輪廓線與第m相對輪廓線之間的距離dm可以與m的值無關(guān)而成為一定(dlb =d2b = d3b = d4b、die = d2c = d3c = d4c、did = d2d = d3d = d4d)。這樣，光吸收區(qū)域ARl AR4中的每一個光吸收區(qū)域與多個熱電電容器Capal Capa4的各自的熱電體12成為相似形的η角形。因此，在一個光吸收區(qū)域中，從第一重心(Gla Gld)到第m相對輪廓線的距離與m的值無關(guān)而均為相等，在多個熱電電容器Capal Capa4的各自的熱電體12中，從第二重心(G2a G2d)到第m輪廓線的距離也是與m的值無關(guān)而均為相等。由此，能夠使在各個光吸收區(qū)域ARl AR4中所產(chǎn)生的熱均等地聚集在一個熱電電容器Capa的熱電體12。此外，在圖2中，多個熱電電容器Capal Capa4的各自的熱電體12的輪廓為圓，如果使熱電體12的輪廓形成為圓或者橢圓，則在圖2中，從熱電體12的輪廓到光吸收區(qū)域ARl AR4的輪廓的距離則隨位置不同而不同。所以，就熱傳遞的均勻性而言，圖8所示的情況更為優(yōu)異，但由于即使將熱電體12的輪廓形成為圓或者橢圓，上述距離的不同也比較小，因此，可以取得在圖2中說明的效果。1.6.形成在支撐部件上的貫通孔圖9A、圖9B示出了不均勻的熱傳遞結(jié)構(gòu)和熱傳遞特性。圖9A示出了未滿足圖2或者圖8中所說明條件的配置例。在這種情況下，在各光吸收區(qū)域ARl AR4中，從光吸收區(qū)域ARl AR4的周邊到熱電體12的熱傳遞通路的長度各不相同。圖9B示出了不均勻的熱傳遞特性的一個例子。在圖9B的例子中，雖然在四個熱電體12中的三個中熱流量TPl TP3的波峰位置一致，但熱流量TPl TP3的波峰電平(level)不同。更差的情況是，在四個熱電體12的剩余的一個中，熱流量TP4的波峰位置偏離了其它三個熱流量TPl TP3的波峰位置。因此，可以得知在某一時刻對熱流量TPl TP4采樣時，與四個熱流量TPl TP4的波峰位置和波峰電平一致的情況相比較，輸出電壓Vs下降。在本實施方式中，能夠?qū)⑺膫€熱流量TPl TP4的波峰位置和波峰電平整理為大致相同。在本實施方式中，由于在一個支撐部件30上安裝多個熱電電容器Capa，因此，可以在多個熱電電容器Capa中相鄰的兩個熱電電容器Capa之間確?？臻g。于是，如圖10所示，支撐部件(膜片)30可以在多個熱電電容器Capa中相鄰的兩個熱電電容器Capa之間的區(qū)域具有至少一個貫通孔CNl CN6。這里，在基體20上形成支撐部件30、熱電電容器Capa等時，在圖5所示的空洞部103中埋入有犧牲層。然后，在基體20上的整個面上形成成為支撐部件30的材料層，在該材料層上形成熱電電容器Capa等之后，成為支撐部件30的材料層例如如圖4所示那樣，被蝕刻為具有兩個臂30-1、30-2的支撐部件20的形狀。在該蝕刻時，也同時形成圖5所示的貫通孔CNl CN6。犧牲層使用蝕刻劑而被各向同性蝕刻，而貫通孔CNl CN6則被用作蝕刻劑的供給口。由此，蝕刻劑則易于轉(zhuǎn)入至支撐部件30下方的犧牲層，易于通過各向同性蝕刻而除去犧牲層。2.第二實施方式圖11是表示熱電型光檢測裝置(熱電型光檢測陣列)的電路構(gòu)成的一個例子的電路圖。在圖11的例子中，二維配置有多個光檢測單元(即熱電型光檢測器200a 200d等)。此外，圖11所示的熱電電容器Capa是如上所述那樣地被多個串聯(lián)連接。為了從多個光檢測單元(熱電型光檢測器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電型光檢測器200a具有多個串聯(lián)連接的熱電電容器Capa和兀件選擇晶體管Mia。熱電電容器Capa的兩極的電位關(guān)系是基于施加在驅(qū)動器F1Drl上的電位、如圖3所不那樣地由電場E的方向唯一決定的。在光檢測時，驅(qū)動器F1Drl的輸出接地。此外，其他光檢測單元也是同樣的構(gòu)成。一個光檢測單元所占區(qū)域的尺寸為例如20 μ mX20 μ m。數(shù)據(jù)線Dla的電位可以通過導(dǎo)通重置晶體管M2來初始化。在讀出檢測信號時，導(dǎo)通讀出晶體管M3?；跓犭娦?yīng)所產(chǎn)生的電流通過I/V轉(zhuǎn)換電路510而被轉(zhuǎn)換為電壓，再由放大器600放大，通過A/D轉(zhuǎn)換器而轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)。在本實施方式中，實現(xiàn)了多個熱電型光檢測器被二維配置(例如，沿正交兩軸(X軸和Y軸)中的各軸配置為陣列狀)的熱電型光檢測裝置(熱電型光陣列傳感器)。3.第三實施方式在本實施方式中，對電子設(shè)備進行說明。3.1.紅外線照相機在圖12中，作為包括本實施方式的熱電型檢測器或者熱電型光檢測裝置的電子設(shè)備的例子而示出了紅外線照相機400A的構(gòu)成例。該紅外線照相機400A包括:光學系統(tǒng)400、傳感器設(shè)備(熱電型光檢測裝置)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。光學系統(tǒng)400包括:例如一個或者多個透鏡、驅(qū)動這些透鏡的驅(qū)動部等。而且，向傳感器設(shè)備410進行物體像的成像等。此外，如果需要，也進行焦距調(diào)整等。傳感器設(shè)備410通過使上述本實施方式的熱電型光檢測器200 二維排列而構(gòu)成，并設(shè)置有多條行線(字線、掃描線)和多條列線(數(shù)據(jù)線)。傳感器設(shè)備410除了二維排列的檢測器以外，還可以包括行選擇電路(行驅(qū)動器)、經(jīng)由列線而讀出來自于檢測器的數(shù)據(jù)的讀出電路、以及A/D轉(zhuǎn)換部等。通過依次讀出來自于二維排列的各檢測器的數(shù)據(jù)，可以進行物體像的攝像處理。圖像處理部420根據(jù)從傳感器設(shè)備410發(fā)出的數(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進行紅外線照相機400A的整體控制，并進行紅外線照相機400A內(nèi)的各塊的控制。該處理部430由例如CPU等實現(xiàn)。存儲部440用于存儲各種信息，作為例如處理部430或者圖像處理部420的工作區(qū)域發(fā)揮功能。操作部450為用戶操作紅外線照相機400A所采用的界面，由例如各種按鈕或者⑶I (Graphical User Interface)畫面等來實現(xiàn)。顯示部460用于顯示例如由傳感器設(shè)備410所取得的圖像或者⑶I畫面等，由液晶顯示器或者有機EL顯示器等各種顯示器來實現(xiàn)。這樣，可以通過將一個單元的熱電型光檢測器用作紅外線傳感器等傳感器之外，將一個單元的熱電型光檢測器沿兩軸方向例如正交兩軸方向二維配置，來構(gòu)成傳感器設(shè)備410，這樣，可以提供熱(光)分布圖像。使用該傳感器設(shè)備41，可以構(gòu)成熱像儀、車載用夜視儀或者監(jiān)控照相機等電子設(shè)備。當然，也可以通過將一個單元或者多個單元的熱電型光檢測器用作傳感器，來構(gòu)成進行物體的物理信息的解析(測量)的解析設(shè)備(測量設(shè)備)、用于檢測火或者發(fā)熱的安全設(shè)備、設(shè)置在工廠等中的FA(FactoryAutomation)設(shè)備等各種電子設(shè)備。3.2.駕駛支持裝置在圖13中，作為包括本實施方式的熱電型光檢測器或者熱電型光檢測裝置的電子設(shè)備的例子而示出了駕駛支持裝置600的構(gòu)成例。該駕駛支持裝置600具備如下部分而構(gòu)成:處理單元610，包括控制駕駛支持裝置600的CPU ;紅外線照相機620，可以對車輛外部的規(guī)定攝像區(qū)域檢測紅外線；偏航角速度傳感器630，用于檢測車輛的偏航角速度；車速傳感器640，用于檢測車輛的行駛速度；制動傳感器650，用于檢測有無駕駛員的制動操作；揚聲器660以及顯示裝置670。該駕駛支持裝置600的處理單元610根據(jù)例如通過紅外線照相機620的攝像而得到的該車輛周邊的紅外線圖像、和由各傳感器630 650檢測到的有關(guān)該車輛行駛狀態(tài)的檢測信號，檢測存在于該車輛的行進方向前方的物體和行人等對象物，在判斷為檢測到的對象物與該車輛有發(fā)生接觸的可能性時，由揚聲器660或者顯示裝置670輸出警報。此外，例如如圖14所示，紅外線照相機620在車輛的前部被配置在車輛寬度方向的中心附近。顯示裝置670在前窗不妨礙駕駛員的前方視野的位置上具備顯示各種信息的HUD(Head Up Display)671 等而構(gòu)成。3.3.安全設(shè)備在圖15中，作為包括本實施方式的熱電型光檢測器或者熱電型光檢測裝置的電子設(shè)備的例子而不出了安全設(shè)備700的構(gòu)成例。安全設(shè)備700具備如下部分而構(gòu)成:紅外線照相機710，用于至少拍攝監(jiān)控區(qū)域；人感傳感器720，用于檢測向監(jiān)控區(qū)域進入的侵入者；移動檢測處理部730，處理從紅外線照相機710輸出的圖像數(shù)據(jù)而檢測侵入至監(jiān)控區(qū)域的移動體；人感傳感器檢測處理部740，用于進行人感傳感器720的檢測處理；圖像壓縮部750，用于以規(guī)定的方式壓縮從紅外線照相機710輸出的圖像數(shù)據(jù)；通信處理部760，進行發(fā)送被壓縮的圖像數(shù)據(jù)或者侵入者檢測信息、接收來自外部裝置的對于安全設(shè)備700的各種設(shè)定信息等；以及控制部770，由CPU對安全設(shè)備700的各處理部進行條件設(shè)定、處理指令發(fā)送、響應(yīng)處理。移動檢測處理部730具備:圖中未顯示的緩沖存儲器、輸入緩沖存儲器的輸出的數(shù)據(jù)塊平滑部以及輸入數(shù)據(jù)塊平滑部的輸出的狀態(tài)變化檢測部。而且，移動檢測處理部730的狀態(tài)變化檢測部利用如下情況來檢測狀態(tài)變化:如果監(jiān)控區(qū)域為靜止狀態(tài)，則即使是采用動畫拍攝的不同的幀也會是相同的圖像數(shù)據(jù)，而如果有狀態(tài)變化(移動體的侵入)，則幀間的圖像數(shù)據(jù)就會產(chǎn)生差異。此外，圖16是表示從側(cè)面示出了例如被設(shè)置在屋檐下的安全設(shè)備700、組裝在安全設(shè)備700中的紅外線照相機710的攝像區(qū)域Al、人感傳感器720的檢測區(qū)域A2的圖。3.4.游戲機圖17和圖18作為包括本實施方式的熱電型光檢測器或者熱電型光檢測裝置的電子設(shè)備的例子而示出了包括使用了所述傳感器設(shè)備410的控制器820的游戲機800的構(gòu)成例。
如圖17所示，用于圖18的游戲機800的控制器820具備如下部分而構(gòu)成: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和用于處理由該攝像單元831拍攝的圖像數(shù)據(jù)的圖像處理電路835。攝像單元831包括傳感器設(shè)備832 (圖12的傳感器設(shè)備410)，在其前方，配置有紅外線濾波器(只使紅外線通過的濾波器)833以及光學系統(tǒng)(透鏡)834。于是，圖像處理電路835處理從攝像單元831獲得的紅外線圖像數(shù)據(jù)，檢測高輝度部分，檢測出其重心位置、面積并輸出這些數(shù)據(jù)。處理器870將來自于操作開關(guān)840的操作數(shù)據(jù)、來自于加速度傳感器850的加速度數(shù)據(jù)以及高輝度部分數(shù)據(jù)作為一系列的控制數(shù)據(jù)而輸出。無線模塊880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。此外，通過設(shè)置在控制器820上的連接器860而輸入的數(shù)據(jù)也由處理器870進行與上述的數(shù)據(jù)同樣的處理，并作為控制數(shù)據(jù)而經(jīng)由無線模塊880和天線890來輸出。如圖18所示，游戲機800具備:控制器820、游戲機主體810、顯示器811、LED模塊812A以及812B，玩家801能夠用一只手握持控制器820來玩游戲。于是，如果使控制器820的攝像單元831朝向顯示器811的屏面813，則由攝像單元831檢測從設(shè)置在顯示器811的附近的兩個LED模塊812A和812B輸出的紅外線，控制器820作為高涼度點的信息而取得兩個LED模塊812A、812B的位置、面積信息。亮點的位置或者大小的數(shù)據(jù)由控制器820以無線的方式發(fā)送至游戲機主體810，由游戲機主體810接收。如果玩家801使控制器820移動，則亮點的位置或者大小的數(shù)據(jù)會發(fā)生變化，因此，利用這一點，游戲機主體810能夠取得對應(yīng)于控制器820的移動的操作信號，因而可以相應(yīng)地來進行游戲。3.5.體溫測量裝置在圖19中，作為包括本實施方式的熱電型光檢測器或者熱電型光檢測裝置的電子設(shè)備的例子而示出了體溫測量裝置900的構(gòu)成例。如圖19所示，體溫測量裝置900具備如下部分而構(gòu)成:紅外線照相機910、體溫分析裝置920、信息通信裝置930以及電纜940。紅外線照相機910包括圖中未顯示的透鏡等光學系統(tǒng)和前述的傳感器設(shè)備410而構(gòu)成。紅外線照相機910拍攝規(guī)定的對象區(qū)域，并將拍攝到的對象者901的圖像信息經(jīng)由電纜940發(fā)送至體溫分析裝置920。雖然圖中未顯示但體溫分析裝置920包括:圖像讀取處理單元，用于讀取來自于紅外線照相機910的熱分布圖像；以及體溫分析處理單元，根據(jù)來自于圖像讀取處理單元的數(shù)據(jù)和圖像分析設(shè)定表來制作體溫分析表，體溫分析裝置920根據(jù)體溫分析表而將體溫信息發(fā)送用數(shù)據(jù)向信息通信裝置930發(fā)送。該體溫信息發(fā)送用數(shù)據(jù)可以包括對應(yīng)于體溫異常的情況的規(guī)定數(shù)據(jù)。此外，在判斷為攝影區(qū)域內(nèi)包括多個對象者901時，可以使對象者901的人數(shù)和體溫異常者的人數(shù)的信息包含在體溫信息發(fā)送用數(shù)據(jù)中。3.6.特定物質(zhì)探測裝置在圖20中，作為包括本實施方式的熱電型光檢測器或者熱電型光檢測裝置的電子設(shè)備的例子而示出了將前述的傳感器設(shè)備410的熱電型光檢測器的光吸收材料的吸收波長設(shè)定為太赫茲區(qū)域的傳感器設(shè)備用作太赫茲光傳感器設(shè)備，并與太赫茲光照射單元組合來構(gòu)成特定物質(zhì)探測裝置1000的例子。特定物質(zhì)探測裝置1000具備如下部分而構(gòu)成:控制單元1010、照射光單元1020、光學濾波器1030、攝像單元1040以及顯示部1050。攝像單元1040構(gòu)成為包括未圖示的透鏡等光學系統(tǒng)和將前述熱電型光檢測器的光吸收材料的吸收波長設(shè)定為了太赫茲區(qū)域的傳感器設(shè)備?？刂茊卧?010包括控制本裝置整體的系統(tǒng)控制器，該系統(tǒng)控制器控制控制單元所包括的光源驅(qū)動部和圖像處理單元。照射光單元1020包括:射出太赫茲光(指波長在ΙΟΟμπι 1000 μ m的范圍內(nèi)的電磁波)的激光裝置和光學系統(tǒng),將太赫茲光照射至作為檢查對象的人物1060。來自于人物1060的反射太赫茲光經(jīng)由僅使作為探測對象的特定物質(zhì)1070的分光光譜通過的光學濾波器1030而被攝像單元1040所接收。在攝像單元1040中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，其圖像信號向顯示部1050輸出。此外，由于根據(jù)在人物1060的衣服內(nèi)等是否存在特定物質(zhì)1070，而導(dǎo)致受光信號的強度不同，因此，能夠辨別特定物質(zhì)1070的存在。以上，雖然說明了幾種電子設(shè)備的實施方式，但是上述實施方式的電子設(shè)備不限于已說明的構(gòu)成，可以進行省略其構(gòu)成要素的一部分(例如光學系統(tǒng)、操作部、顯示部等)或者追加其它構(gòu)成要素等各種變形實施。3.7.傳感器設(shè)備圖21(A)示出了圖19的傳感器設(shè)備410的構(gòu)成例。該傳感器設(shè)備包括:傳感器陣列500、行選擇電路(行驅(qū)動器)510以及讀出電路520。此外，可以包括A/D轉(zhuǎn)換部530、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。通過使用該傳感器設(shè)備，從而便能夠?qū)崿F(xiàn)圖12所示的、用于諸如夜視設(shè)備等的紅外線照相機400A等。在傳感器陣列500中，例如如圖11所示那樣沿兩軸方向排列(配置)多個傳感器單元。此外，設(shè)有多條行線(字線、掃描線)和多條列線(數(shù)據(jù)線)。此外，行線和列線其中一方的條數(shù)可以為一條。在例如行線為也一條的情況下，在圖21(A)中，在沿著行線的方向(橫向)上排列多個傳感器單元。另一方面，在列線為一條的情況下，在沿著列線的方向(縱向)上排列多個傳感器單元。如圖21⑶所示，傳感器陣列500的各傳感器單元被配置(形成)在對應(yīng)于各行線與各列線的交叉位置上。例如圖21 (B)的傳感器單元被配置在對應(yīng)于行線WLl與列線DLl的交叉位置的地方。其它傳感器單元也是同樣的。行選擇電路510與一條或者多條行線連接。并且，進行各行線的選擇動作。例如，如果以圖21⑶這樣的QVGA (320 X 240像素)的傳感器陣列500 (焦點面陣列)為例，則進行依次選擇(掃描)行線WL0、WL1、WL2....WL239的動作。即、將選擇這些行線的信號(字選擇信號)輸出至傳感器陣列500。讀出電路520與一條或者多條列線連接。并且，進行各列線的讀出動作。如果以QVGA的傳感器陣列500為例，則進行讀出來自列線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進行將在讀出電路520中取得的檢測電壓(測量電壓、到達電壓)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)的處理。并且，輸出A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字數(shù)據(jù)D0UT。具體而言，在A/D轉(zhuǎn)換部530中，與多條列線的各列線對應(yīng)地設(shè)置各A/D轉(zhuǎn)換器。并且，各A/D轉(zhuǎn)換器進行在所對應(yīng)的列線中通過讀出電路520取得的檢測電壓的A/D轉(zhuǎn)換處理。此外，也可以與多條列線對應(yīng)地設(shè)置一個A/D轉(zhuǎn)換器，使用該一個A/D轉(zhuǎn)換器來將多條列線的檢測電壓A/D轉(zhuǎn)換為時分?？刂齐娐?50(時序(timing)生成電路)生成各種控制信號，并輸出至行選擇電路510、讀取電路520、A/D轉(zhuǎn)換部530。生成并輸出例如充電或者放電(重置)的控制信號?；蛘?，生成并輸出控制各電路的時序的信號。以上，雖然對幾種實施方式進行了說明，但是，還能夠進行在實質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的新穎事項和效果的多種變形，這一點對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，是能夠容易理解的。因此，這些變形例應(yīng)當全部被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，在說明書或者附圖中，至少一次與更加廣義或者同義的不同用語一同記載的用語在說明書或者附圖中的任何地方都能夠替換為該不同的用語。例如，基體是指基板、襯底(base)或者基盤、支撐基盤等所有支撐結(jié)構(gòu)。本發(fā)明能夠廣泛地適用于各種熱電型光檢測器。不論要檢測的光的波長如何。此夕卜，熱電型光檢測器或者熱電型光檢測裝置，或者具有它們的電子設(shè)備也能夠適用于例如在所供給的熱量與流體吸收的熱量均衡的條件下檢測流體的流量的流量傳感器等。能夠設(shè)置本發(fā)明的熱電型檢測器或者熱電型檢測裝置來代替設(shè)在該流量傳感器上的熱電偶等，能夠?qū)⒐庖酝庾鳛闄z測對象。如以上說明的那樣，依照本發(fā)明的至少一種實施方式，能夠使例如熱電型光檢測器的檢測靈敏度格外地提高。如上所述，雖然對本發(fā)明的實施例詳細地進行了說明，但是，能夠進行在實質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的新事項和效果的多種變形，這一點對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，應(yīng)該能夠容易理解。因此，這些變形例應(yīng)當全部被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熱電型光檢測器，其特征在于，具有: 基體； 支撐部件，包括第一面和與所述第一面相對的第二面，所述支撐部件以所述第二面與所述基體之間隔著空洞部的方式而配置；以及 多個熱電電容器，被所述支撐部件支撐，分別含有熱電體， 其中，所述多個熱電電容器在與極化方向一致的方向上電串聯(lián)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電型光檢測器，其特征在于， 所述多個熱電電容器的各自的所述熱電體的側(cè)面被電絕緣性的金屬化合物層覆蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述 的熱電型光檢測器，其特征在于， 所述多個熱電型電容器中的各所述熱電型電容器具有:設(shè)在所述支撐部件上的第一電極、隔著所述熱電體而與所述第一電極相對的第二電極以及與所述第一電極的不與所述第二電極相對的區(qū)域連接的布線部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱電型光檢測器，其特征在于， 所述金屬化合物層覆蓋所述第一電極的不與所述第二電極相對的區(qū)域而形成， 所述熱電型光檢測器還設(shè)置有覆蓋所述金屬化合物層的絕緣層， 所述布線部通過所述絕緣層的開孔和所述金屬化合物層的開孔而被連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電型光檢測器，其特征在于， 所述多個熱電型電容器中的各所述熱電型電容器包括:設(shè)置在所述支撐部件上的第一電極和隔著所述熱電體而與所述第一電極相對的第二電極， 在與極化方向一致的方向上電串聯(lián)連接的兩個熱電型電容器的所述第一電極之間導(dǎo)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱電型光檢測器，其特征在于， 在與極化方向一致的方向上電串聯(lián)連接的兩個熱電型電容器的所述第一電極是公共電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電型光檢測器，其特征在于，還具有: 第一布線部，與在與極化方向一致的方向上電串聯(lián)連接的所述多個熱電型電容器所組成的電容器列的兩端連接；以及 第二布線部，連接所述多個熱電型電容器之間， 其中，所述第一布線部的寬度比所述第二布線部的寬度窄。
8.一種熱電型光檢測裝置，其特征在于， 沿交叉的兩個直線方向二維配置有權(quán)利要求1所述的熱電型光檢測器。
9.一種電子設(shè)備,其特征在于， 具有權(quán)利要求1所述的熱電型光檢測器。
10.一種電子設(shè)備，其特征在于， 具有權(quán)利要求8所述的熱電型光檢測裝置。
11.一種熱電型光檢測器，其特征在于，具有: 基體； 支撐部件，包括第一面和與所述第一面相對的第二面，所述支撐部件以所述第二面與所述基體之間隔著空洞部的方式而配置；多個熱電電容器，被所述支撐部件支撐，分別包括熱電體；以及 光吸收層，設(shè)置為與所述多個熱電電容器中的各所述熱電電容器接觸， 其中，所述多個熱電電容器被電連接， 所述光吸收層由與所述多個熱電電容器中的各熱電電容器對應(yīng)的多個光吸收區(qū)域構(gòu)成， 在從基體的厚度方向來平面觀察時，所述多個光吸收區(qū)域中的各所述光吸收區(qū)域的重心存在于與所述多個光吸收區(qū)域中的各所述光吸收區(qū)域所對應(yīng)的各一個熱電電容器的所述熱電體重疊的位置上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱電型光檢測器，其特征在于， 在所述平面觀察時，所述多個光吸收區(qū)域中的各所述光吸收區(qū)域的重心與所述多個光吸收區(qū)域中的各所述光吸收區(qū)域所對應(yīng)的各一個熱電電容器的所述熱電體的重心具有重疊。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱電型光檢測器，其特征在于， 所述多個熱電電容器的各自的所述熱電體是輪廓為η角形、且包括第一輪廓線至第η輪廓線， 與所述多個熱電電容器中的各所述熱電電容器相對應(yīng)的多個光吸收區(qū)域的各自的輪廓具有與所述熱電體的第m輪廓線相對的第m相對輪廓線， 所述第m輪廓線與所述第m相對輪廓線之間的距離dm —定，而與m的值無關(guān)，其中，η為3以上的整數(shù)，I彡m彡η。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱電型光檢測器，其特征在于， 所述多個熱電電容器的各自的所述熱電體的輪廓為圓或者橢圓。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱電型光檢測器，其特征在于， 所述多個熱電電容器中的各所述熱電電容器是包括夾持所述熱電體的第一電極和第二電極、所述第一電極被所述支撐部件支撐、且所述平面觀察時的所述第一電極的面積比所述第二電極的面積大的平面型電容器。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱電型光檢測器，其特征在于， 所述多個熱電電容器的各自的所述熱電體的側(cè)面由電絕緣性的金屬化合物層覆蓋。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱電型光檢測器，其特征在于， 所述光吸收層由與所述多個熱電電容器中的各所述熱電電容器相對應(yīng)地分割形成的多個光吸收層構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的熱電型光檢測器，其特征在于， 所述支撐部件在所述多個熱電電容器中相鄰的兩個熱電電容器之間的區(qū)域具有貫通孔。
19.一種熱電型光檢測裝置，其特征在于， 沿交叉的兩個直線方向二維配置有權(quán)利要求11所述的熱電型光檢測器。
20.一種電子設(shè)備,其特征在于， 具有權(quán)利要求11所述的熱電型光檢測器。
21.一種電子設(shè)備,其特征在于， 具有權(quán)利要求19所述的熱電型光檢測裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱電型光檢測器、熱電型光檢測裝置以及電子設(shè)備。該熱電型光檢測器具有基體、支撐部件、含有熱電體的多個熱電電容器。支撐部件包括第一面和與第一面相對的第二面，在第二面與基體之間形成空洞部。多個熱電電容器被支撐在支撐部件上。被支撐部件所支撐的多個熱電電容器在極化方向一致的方向上電串聯(lián)連接。與熱電電容器相對應(yīng)的光吸收區(qū)域的重心在平面觀察時投影到二維面上的投影點的位置可以存在于將熱電電容器的熱電體的輪廓線投影到二維面上的區(qū)域的內(nèi)部。
文檔編號G01J5/34GK103090978SQ20121042972
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者野田貴史 申請人:精工愛普生株式會社