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JP2002221449A - Radiation detecting device - Google Patents

Radiation detecting device

Info

Publication number
JP2002221449A
JP2002221449A JP2001018545A JP2001018545A JP2002221449A JP 2002221449 A JP2002221449 A JP 2002221449A JP 2001018545 A JP2001018545 A JP 2001018545A JP 2001018545 A JP2001018545 A JP 2001018545A JP 2002221449 A JP2002221449 A JP 2002221449A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radiation
infrared
absorbing
displacement
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001018545A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Ishizuya
徹 石津谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2001018545A priority Critical patent/JP2002221449A/en
Publication of JP2002221449A publication Critical patent/JP2002221449A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve both the sensitivity of detection and the response of detection. SOLUTION: A displacement section is supported by a substrate 1 through a leg member 2, 3 rising from the substrate 1. The displacement section 4 includes an infrared absorbing section 5 absorbing infrared rays i and moves for the substrate 1 in accordance with the heat generated at the infrared absorbing section 5. The infrared absorbing section 5 has a property by which a portion of the incident infrared rays i is reflected. A radiation reflective member 12 on which the total reflection of the infrared rays i approximately occurs is disposed at a prescribed interval from the infrared absorbing section 5. The infrared absorbing section 5 includes plural films 71, 72 laminated each other in the direction of the prescribed interval. Each material forming the plural films 71, 72 is different from that of the other adjacent laminated film.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱型赤外線検出装
置などの放射検出装置に関し、特に、赤外線等の入射放
射を放射吸収部にて吸収して熱に変換しその熱を変位に
変換して放射を検出する放射検出装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation detecting device such as a thermal infrared detecting device, and more particularly, to a radiation absorbing section which absorbs incident radiation such as infrared rays and converts it into heat and converts the heat into displacement. And a radiation detecting device for detecting radiation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、このような放射検出装置とし
て、例えば、静電容量型の放射検出装置(米国特許第
5,844,238号公報等)や光読み出し型の放射検
出装置(特開平10−253447号公報等)が提案さ
れている。静電容量型の放射検出装置は、入射放射に応
じて生じた変位を静電容量の変化として読み出すもので
あり、光読み出し型の放射検出装置は、入射放射に応じ
て生じた変位を別途照射した読み出し光の変化として読
み出すものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as such a radiation detecting device, for example, a capacitance type radiation detecting device (US Pat. No. 5,844,238, etc.) and a light reading type radiation detecting device (Japanese Patent Laid-Open No. No. 10-253474) has been proposed. The capacitance type radiation detection device reads out the displacement generated in response to incident radiation as a change in capacitance, and the optical readout type radiation detection device irradiates the displacement generated in response to incident radiation separately. This is read out as a change in the readout light.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前述したような放射検
出装置では、検出感度を高めるため、放射吸収部の放射
吸収率が高いことが要請される。また、検出の応答性を
高めるため、放射吸収部の熱容量が小さいことが要請さ
れる。さらに、検出感度を高めるため、放射吸収部で発
生した熱が変位部の変位発生部分へ効率良く伝導される
ことが要請される。
In the above-described radiation detecting apparatus, it is required that the radiation absorbing portion has a high radiation absorption rate in order to increase the detection sensitivity. Further, in order to enhance the response of detection, it is required that the heat capacity of the radiation absorbing section is small. Further, in order to enhance the detection sensitivity, it is required that the heat generated in the radiation absorbing section is efficiently transmitted to the displacement generating portion of the displacement section.

【0004】しかしながら、前述したような放射検出装
置において、放射吸収部として例えば吸収効率が比較的
高い金黒(Gold Black)の膜を用いても、当該膜に赤外
線等の放射が単に入射するように構成するだけでは、検
出感度及び検出応答性の両方を高めることができない。
However, in the above-described radiation detecting device, even if a gold black (Gold Black) film having a relatively high absorption efficiency is used as the radiation absorbing portion, radiation such as infrared rays simply enters the film. , It is not possible to increase both the detection sensitivity and the detection response.

【0005】すなわち、金黒の吸収係数は、例えば8〜
12μmの波長域の赤外線に対して、約960cm−1
である(論文「G.Zaeschmar and A.Nedoluha, "Theory
of the Optical Properties of Gold Blacks", JOURNAL
OF THE OPTICAL SOCIETY OFAMERICA, VOLUME 62, NUMB
ER 3, March 1972, pp.348-352」)。この吸収係数から
膜厚1μmの金黒の赤外線吸収率を求めると、約9%に
すぎないことがわかる。したがって、金黒の膜で構成し
た放射吸収部の赤外線吸収率を十分に大きくするために
は、金黒の膜厚をかなり厚くせざるを得ない。このよう
に、金黒の膜で構成した放射吸収部に赤外線等の放射が
単に入射するように構成するだけでは、その膜の厚さを
薄くしつつ赤外線吸収率を高めることができず、したが
って、検出感度及び検出応答性の両方を高めることは困
難である。
That is, the absorption coefficient of gold black is, for example, 8 to
Approximately 960 cm −1 for infrared rays in a wavelength range of 12 μm.
(G. Zaeschmar and A. Nedoluha, "Theory
of the Optical Properties of Gold Blacks ", JOURNAL
OF THE OPTICAL SOCIETY OFAMERICA, VOLUME 62, NUMB
ER 3, March 1972, pp. 348-352 ”). When the infrared absorptance of gold black having a film thickness of 1 μm is determined from this absorption coefficient, it is found that it is only about 9%. Accordingly, in order to sufficiently increase the infrared absorptance of the radiation absorbing portion formed of the gold black film, the thickness of the gold black film must be considerably increased. As described above, merely by irradiating the radiation such as infrared rays to the radiation absorbing portion composed of the gold black film cannot increase the infrared absorptance while reducing the thickness of the film. It is difficult to increase both detection sensitivity and detection response.

【0006】そこで、本発明者は、基体と、該基体に支
持された変位部であって、放射を吸収する単一の膜から
なる放射吸収部を有し該放射吸収部にて発生した熱に応
じて前記基体に対して変位する変位部とを備えた放射検
出装置であって、前記放射吸収部が入射した放射の一部
を反射する特性を有し、nを奇数、前記放射の所望の波
長域の中心波長をλとして、前記放射吸収部から略々
nλ/4の間隔をあけて配置され前記放射を略々全反
射する放射反射部を備えた放射検出装置を、発明した。
Accordingly, the present inventor has proposed that a substrate and a displacement portion supported by the substrate, which has a radiation absorbing portion composed of a single film that absorbs radiation, have heat generated by the radiation absorbing portion. And a displacement section that is displaced with respect to the base according to the following. The radiation absorption section has a characteristic of reflecting a part of incident radiation, n is an odd number, and 0 a center wavelength λ of the wavelength range of the radiation detector having a radiation reflective portion in which the spaced of approximately n [lambda 0/4 from the radiation absorber to substantially totally reflecting the radiation, and the invention .

【0007】この放射検出装置によれば、オプティカル
キャビティー構造が巧みに利用されているので、放射吸
収部における放射の吸収率が高まる。したがって、放射
吸収部の厚みを薄くしてその熱容量を小さくしても、放
射の吸収率を高めることができる。その結果、検出感度
及び検出応答性の両方を高めることができる。
[0007] According to this radiation detecting device, since the optical cavity structure is skillfully used, the radiation absorptivity of the radiation absorbing portion is increased. Therefore, even if the heat absorption capacity is reduced by reducing the thickness of the radiation absorbing section, the radiation absorption rate can be increased. As a result, both detection sensitivity and detection responsiveness can be increased.

【0008】このように、本発明者の先発明に係る放射
検出装置は、前述した従来技術に比べて格段に優れたも
のであるが、本発明者の更なる研究の結果、当該放射検
出装置には改良の余地があることが判明した。
As described above, the radiation detecting apparatus according to the inventor's prior invention is significantly superior to the above-described prior art. However, as a result of further research by the present inventor, the radiation detecting apparatus has been described. Turned out to have room for improvement.

【0009】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、検出感度及び検出応答性の両方をより一層高
めることができる放射検出装置を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a radiation detection apparatus capable of further improving both detection sensitivity and detection response.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第1の態様による放射検出装置は、放射を
吸収する放射吸収部を有する放射検出装置であって、前
記放射吸収部が入射した放射の一部を反射する特性を有
し、前記放射吸収部から所定間隔をあけて配置され前記
放射を略々全反射する放射反射部を備え、前記放射吸収
部は、前記所定間隔の方向に互いに積層された複数の膜
を有し、前記複数の膜の各々は、当該膜に隣接して積層
された他の膜と異なる物質で形成されたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a radiation detecting apparatus having a radiation absorbing section for absorbing radiation, wherein the radiation absorbing section includes a radiation absorbing section. It has a characteristic of reflecting a part of the incident radiation, and comprises a radiation reflecting portion arranged at a predetermined interval from the radiation absorbing portion and substantially totally reflecting the radiation, wherein the radiation absorbing portion has the predetermined interval. A plurality of films stacked one on another in the direction, each of the plurality of films being formed of a different material from other films stacked adjacent to the film.

【0011】前記放射は、赤外線のみならず、X線、紫
外線等の不可視光や他の種々の放射であってもよい。こ
の点は、後述する各態様についても同様である。
The radiation may be not only infrared rays but also invisible light such as X-rays and ultraviolet rays, and various other types of radiation. This is the same for each embodiment described later.

【0012】前記第1の態様によれば、放射吸収部に放
射反射部と反対側から放射が入射される。放射吸収部と
放射反射部とが所定間隔をあけて配置されているので、
その間隔を適宜設定しておけば、基本的に、本発明者の
先発明に係る前記放射検出装置と同様に、オプティカル
キャビティーの原理によって、放射吸収部における放射
の吸収率が高まる。したがって、放射吸収部の厚みを薄
くしてその熱容量を小さくしても、放射の吸収率を高め
ることができる。その結果、検出感度及び検出応答性の
両方を高めることができる。
According to the first aspect, radiation is incident on the radiation absorbing section from the side opposite to the radiation reflecting section. Since the radiation absorbing part and the radiation reflecting part are arranged at a predetermined interval,
If the interval is appropriately set, basically, the absorption rate of the radiation in the radiation absorbing portion is increased by the principle of the optical cavity, similarly to the radiation detection device according to the inventor's prior invention. Therefore, even if the heat absorption capacity is reduced by reducing the thickness of the radiation absorbing section, the radiation absorption rate can be increased. As a result, both detection sensitivity and detection responsiveness can be increased.

【0013】本発明者の研究の結果、前記第1の態様の
ように、放射吸収部を、互いに積層され隣接するもの同
士が異なる物質で形成された複数の膜で構成すると、本
発明者の先発明に係る前記放射検出装置のように、放射
吸収部を単一の膜で構成する場合に比べて、入射する放
射の各波長に応じた吸収率の特性(分光吸収特性)にお
いて吸収率が高くなる波長の範囲を広げることが可能と
なることが、判明した。このように、吸収率の高い波長
の範囲を広げることができれば、所望の波長領域全体と
しての吸収率(波長で積分した吸収率に相当)を高める
ことができる。また、放射吸収部を複数の膜で構成して
も、全体としての厚みは薄くすることが可能である。
As a result of the research of the present inventor, as described in the first aspect, when the radiation absorbing portion is constituted by a plurality of films that are stacked and adjacent to each other and formed of different materials, As compared with the case where the radiation absorption unit is formed of a single film as in the radiation detection device according to the prior invention, the absorption rate in the absorption rate characteristics (spectral absorption characteristics) corresponding to each wavelength of the incident radiation is higher. It has been found that it is possible to widen the range of wavelengths to be increased. As described above, if the range of wavelengths having a high absorptance can be expanded, the absorptance (corresponding to the absorptivity integrated with the wavelength) of the entire desired wavelength region can be increased. Further, even if the radiation absorbing section is constituted by a plurality of films, the overall thickness can be reduced.

【0014】したがって、前記第1の態様によれば、本
発明者の先発明に係る前記放射検出装置に比べて、検出
感度をより一層高めることができる。
Therefore, according to the first aspect, the detection sensitivity can be further improved as compared with the radiation detection apparatus according to the inventor's prior invention.

【0015】本発明の第2の態様による放射検出装置
は、前記第1の態様において、nを奇数、前記放射の所
望の波長域の中心波長をλとして、前記放射吸収部の
厚み方向の中心と前記放射反射部の反射面との間の、前
記所定間隔の方向の距離が、略々nλ/4であるもの
である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the radiation detecting apparatus according to the first aspect, wherein n is an odd number, and a center wavelength of a desired wavelength range of the radiation is λ 0 , in a thickness direction of the radiation absorbing portion. centered between the reflective surface of the radiation reflection portion, the distance in the direction of the predetermined distance, one that is approximately nλ 0/4.

【0016】この第2の態様によれば、前記距離が略々
nλ/4に設定されているので、オプティカルキャビ
ティーの原理によって、放射吸収部の吸収率がより増大
し、好ましい。
According to this second embodiment, since the distance is set to approximately n [lambda 0/4, the principle of the optical cavity, the absorption rate of radiation absorbing portion is more increased, preferably.

【0017】本発明の第3の態様による放射検出装置
は、放射を吸収する放射吸収部を有する放射検出装置で
あって、前記放射吸収部が入射した放射の一部を反射す
る特性を有し、前記放射吸収部から所定間隔をあけて配
置され前記放射を略々全反射する放射反射部を備え、前
記放射吸収部は、前記所定間隔の方向に互いに間隔をあ
けて配置された複数の個別放射吸収部を有し、前記複数
の個別放射吸収部の各々は、単一の膜あるいは前記所定
間隔の方向に積層された複数の膜を有するものである。
A radiation detecting apparatus according to a third aspect of the present invention is a radiation detecting apparatus having a radiation absorbing section for absorbing radiation, wherein the radiation absorbing section has a characteristic of reflecting a part of incident radiation. A radiation reflecting portion disposed at a predetermined interval from the radiation absorbing portion and substantially totally reflecting the radiation, wherein the radiation absorbing portion is provided with a plurality of individual portions arranged at intervals in the direction of the predetermined interval. It has a radiation absorption part, and each of the plurality of individual radiation absorption parts has a single film or a plurality of films stacked in the direction of the predetermined interval.

【0018】この第3の態様によれば、複数の個別放射
吸収部の各々と放射反射部とが、それぞれ両者間の距離
を異にするオプティカルキャビティー構造を構成してい
るのと、同様となる。したがって、本発明者の先発明に
係る前記放射検出装置と同様に、オプティカルキャビテ
ィーの原理によって、個々の個別放射吸収部における放
射の吸収率が高まり、ひいては、個々の個別放射吸収部
の全体としての放射吸収部における放射の吸収率が高ま
り、検出感度及び検出応答性の両方を高めることができ
る。そして、前記第3の態様によれば、互いに波長依存
性の異なる複数のオプティカルキャビティー構造が併有
されたのと同様となって、放射吸収部の吸収特性は、個
々の個別放射吸収部の吸収特性を加えたものと同様とな
る。したがって、放射反射部からの各個別放射吸収部の
距離を適宜設定することにより、例えば、1つの個別放
射吸収部の吸収率がピークとなる波長と他の1つの個別
放射吸収部の吸収率がピークとなる波長とを一致又は接
近させれば、前記第1の態様と同様に、所望の波長域に
おいて本発明者の先発明に係る前記放射検出装置に比べ
て、検出感度をより一層高めることができる。また、例
えば、1つの個別放射吸収部の吸収率がピークとなる波
長と他の1つの個別放射吸収部の吸収率がピークとなる
波長とを比較的離しておけば、放射吸収部の吸収率は複
数の波長域においてそれぞれピークを持つことになり、
複数の波長域に感度を持つ放射検出装置を得ることがで
きる。
According to the third aspect, each of the plurality of individual radiation absorbing portions and the radiation reflecting portion constitute an optical cavity structure in which the distance between them is different from each other. Become. Therefore, as in the case of the radiation detection apparatus according to the inventor's prior invention, the absorptance of radiation in each individual radiation absorption unit is increased by the principle of an optical cavity, and as a result, each individual radiation absorption unit as a whole is The absorption rate of the radiation in the radiation absorption section of the above can be increased, and both the detection sensitivity and the detection responsiveness can be increased. According to the third aspect, as in the case where a plurality of optical cavity structures having different wavelength dependences are shared, the absorption characteristics of the radiation absorption unit are different from those of the individual radiation absorption units. It is the same as the one with the addition of the absorption characteristics. Therefore, by appropriately setting the distance of each individual radiation absorbing section from the radiation reflecting section, for example, the wavelength at which the absorption rate of one individual radiation absorbing section becomes a peak and the absorption rate of another individual radiation absorbing section become equal. If the peak wavelength coincides with or approaches the peak wavelength, the detection sensitivity can be further increased in a desired wavelength range as compared with the radiation detection apparatus according to the present invention, as in the first aspect. Can be. Also, for example, if the wavelength at which the absorption rate of one individual radiation absorption section peaks and the wavelength at which the absorption rate of the other individual radiation absorption section peaks are relatively far from each other, the absorption rate of the radiation absorption section can be increased. Will have peaks in multiple wavelength ranges,
A radiation detection device having sensitivity in a plurality of wavelength ranges can be obtained.

【0019】本発明の第4の態様による放射検出装置
は、前記第3の態様において、前記複数の個別放射吸収
部のうちの少なくとも1つの個別放射吸収部は、前記所
定間隔の方向に互いに積層された複数の膜を有し、当該
複数の膜の各々は、当該膜に隣接して積層された他の膜
と異なる物質で形成されたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the radiation detecting apparatus according to the third aspect, at least one of the plurality of individual radiation absorbing portions is stacked on each other in a direction of the predetermined interval. Each of the plurality of films is formed of a different material from other films stacked adjacent to the film.

【0020】この第4の態様は、前記第3の態様におけ
る少なくとも1つの個別放射吸収部において、前記第1
の態様における放射吸収部の構造を採用したものに相当
する。したがって、前記第4の態様によれば、前記第3
の態様の利点を得ながら、当該少なくとも1つの個別放
射吸収部について更に吸収率を高めることができ、好ま
しい。
According to a fourth aspect, in the at least one individual radiation absorbing section of the third aspect, the first
This corresponds to the configuration employing the structure of the radiation absorbing section in the aspect described above. Therefore, according to the fourth aspect, the third aspect
While the advantage of the embodiment is obtained, the absorptance of the at least one individual radiation absorber can be further increased, which is preferable.

【0021】本発明の第5の態様による放射検出装置
は、前記第3又は第4の態様において、nを奇数、前記
放射の所望の第1の波長域の中心波長をλとして、前
記複数の個別放射吸収部のうちの少なくとも1つの個別
放射吸収部の厚み方向の中心と前記放射反射部の反射面
との間の、前記所定間隔の方向の距離が、略々nλ
4であるものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the radiation detecting apparatus according to the third or fourth aspect, wherein n is an odd number, and λ 1 is a center wavelength of a desired first wavelength range of the radiation. The distance in the direction of the predetermined interval between the center in the thickness direction of at least one of the individual radiation absorbing sections of the individual radiation absorbing sections and the reflecting surface of the radiation reflecting section is substantially nλ 1 /.
4.

【0022】この第5の態様によれば、前記距離が略々
nλ/4に設定されているので、オプティカルキャビ
ティーの原理によって、当該個別放射吸収部の吸収率が
より増大し、好ましい。
According to the fifth aspect, since the distance is set to approximately n [lambda 1/4, the principle of the optical cavity, the individual radiation absorbing portion absorbing rate of more increased, preferably.

【0023】本発明の第6の態様による放射検出装置
は、前記第5の態様において、mを奇数、前記放射の所
望の第2の波長域の中心波長をλとして、前記複数の
個別放射吸収部のうちの他の少なくとも1つの個別放射
吸収部の厚み方向の中心と前記放射反射部の反射面との
間の、前記所定間隔の方向の距離が、略々mλ/4で
あるものである。
The radiation detecting apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the radiation detecting apparatus according to the fifth aspect, wherein m is an odd number, and λ 2 is a center wavelength of a desired second wavelength range of the radiation. between at least one other center and the reflective surface of the radiation reflection portion in the thickness direction of the individual radiation absorbing portion of the absorbent portion, the distance in the direction of the predetermined interval, what is approximately m [lambda 2/4 It is.

【0024】この第6の態様によれば、前記距離が略々
mλ/4に設定されているので、オプティカルキャビ
ティーの原理によって、当該個別放射吸収部の吸収率が
より増大し、好ましい。また、前記第6の態様によれ
ば、少なくとも前記第1及び第2の波長域の両方に感度
を持つ放射検出装置を得ることができる。
According to the sixth aspect, since the distance is set to approximately m [lambda 2/4, the principle of the optical cavity, the individual radiation absorbing portion absorbing rate of more increased, preferably. According to the sixth aspect, it is possible to obtain a radiation detection device having sensitivity in at least both the first and second wavelength ranges.

【0025】本発明の第7の態様による放射検出装置
は、前記第1乃至第6のいずれかの態様において、前記
放射吸収部が有する前記各膜は赤外線を一部透過するも
のである。
In a radiation detecting apparatus according to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, each of the films included in the radiation absorbing portion partially transmits infrared light.

【0026】この第7の態様によれば、放射吸収部が有
する前記各膜は赤外線を一部透過するので、検出すべき
放射を赤外線にすることができる。
According to the seventh aspect, since each of the films included in the radiation absorbing portion partially transmits infrared light, the radiation to be detected can be infrared light.

【0027】本発明の第8の態様による放射検出装置
は、前記第1乃至第7のいずれかの態様において、基体
と、該基体に支持された変位部とを備え、前記変位部
は、前記放射吸収部を有し前記放射吸収部にて発生した
熱に応じて前記基体に対して変位し、前記変位部の変位
にかかわらずに前記放射反射部と前記放射吸収部との相
対的な位置関係が実質的に一定に保たれるように、前記
放射反射部が前記変位部に設けられたものである。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a radiation detection apparatus according to any one of the first to seventh aspects, further comprising: a base; and a displacement unit supported by the base. A radiation absorbing portion that is displaced with respect to the base in accordance with heat generated in the radiation absorbing portion, and a relative position between the radiation reflecting portion and the radiation absorbing portion regardless of displacement of the displacement portion; The radiation reflecting portion is provided on the displacement portion so that the relationship is maintained substantially constant.

【0028】前記第1乃至第7の態様による放射検出装
置は、基体と、該基体に支持された変位部とを備え、前
記変位部は、前記放射吸収部を有し前記放射吸収部にて
発生した熱に応じて前記基体に対して変位するものであ
ってもよい。また、前記第1乃至第7の態様による放射
検出装置は、例えばボロメーターや焦電体を用いた赤外
線検出装置などのように、変位部を備えていないもので
あってもよい。
The radiation detecting apparatus according to the first to seventh aspects includes a base and a displacement part supported by the base, wherein the displacement part has the radiation absorption part and has a radiation absorption part. The substrate may be displaced with respect to the base in accordance with the generated heat. Further, the radiation detection devices according to the first to seventh aspects may not be provided with a displacement unit, such as an infrared detection device using a bolometer or a pyroelectric body.

【0029】前記第1乃至第7の態様による放射検出装
置は、前記変位部を備えている場合、例えば、変位部に
生じた変位を別途照射した読み出し光の変化として読み
出す光読み出し型の放射検出装置として構成してもよい
し、変位部に生じた変位を静電容量の変化として読み出
す静電容量型の放射検出装置として構成してもよい。光
読み出し型の放射検出装置として構成する場合には、例
えば、変位部に生じた変位に応じた所定の変化を得るた
めに用いられる変位読み出し部材として、受光した読み
出し光を反射する読み出し光反射部を変位部に設ければ
よい。また、光読み出し型の放射検出装置として構成す
る場合には、例えば、変位部に生じた変位に応じた所定
の変化を得るために用いられる変位読み出し部材として
読み出し光ハーフミラー部を変位部に設け、この読み出
し光ハーフミラー部と対向するように読み出し光反射部
を基体に設けてもよい。さらに、静電容量型の放射検出
装置として構成する場合には、例えば、変位部に生じた
変位に応じた所定の変化を得るために用いられる変位読
み出し部材として可動電極部を変位部に設け、この可動
電極部と対向するように固定電極部を基体に設ければよ
い。
When the radiation detecting apparatus according to the first to seventh aspects is provided with the displacement section, for example, an optical reading type radiation detection apparatus for reading out a displacement generated in the displacement section as a change in readout light irradiated separately. It may be configured as a device, or may be configured as a capacitance type radiation detection device that reads out the displacement generated in the displacement portion as a change in capacitance. When configured as an optical readout type radiation detection device, for example, a readout light reflection unit that reflects received readout light as a displacement readout member used to obtain a predetermined change according to the displacement generated in the displacement unit May be provided in the displacement part. In the case of being configured as a light reading type radiation detection device, for example, a read light half mirror unit is provided in the displacement unit as a displacement read member used to obtain a predetermined change according to the displacement generated in the displacement unit. Alternatively, a reading light reflecting portion may be provided on the base so as to face the reading light half mirror portion. Further, when configured as a capacitance type radiation detection device, for example, a movable electrode section is provided in the displacement section as a displacement readout member used to obtain a predetermined change according to the displacement generated in the displacement section, A fixed electrode section may be provided on the base so as to face the movable electrode section.

【0030】前記第1乃至第7の態様では、前記変位部
を備えている場合であっても、放射反射部は必ずしも変
位部に設ける必要はない。しかしながら、前記第8の態
様のように、変位部の変位にかかわらずに放射反射部と
放射吸収部との相対的な位置関係が実質的に一定に保た
れるように、放射反射部を変位部に設けると、変位部が
変位しても安定した分光感度特性を得ることができる。
すなわち、前記第8の態様によれば、変位部の変位にか
かわらずに、放射反射部と放射吸収部との間の間隔が実
質的に一定に保たれるので、放射吸収部による放射の吸
収が干渉の原理に従って行われることから、放射吸収部
に吸収される放射の波長域が変化することなく一定に保
たれるのである。
In the first to seventh aspects, even when the displacement section is provided, the radiation reflection section does not necessarily need to be provided in the displacement section. However, as in the eighth aspect, the radiation reflecting portion is displaced so that the relative positional relationship between the radiation reflecting portion and the radiation absorbing portion is kept substantially constant regardless of the displacement of the displacement portion. When provided in the portion, stable spectral sensitivity characteristics can be obtained even when the displacement portion is displaced.
That is, according to the eighth aspect, the distance between the radiation reflecting portion and the radiation absorbing portion is kept substantially constant regardless of the displacement of the displacement portion, so that the radiation absorbing portion absorbs the radiation. Is performed according to the principle of interference, so that the wavelength range of the radiation absorbed by the radiation absorbing section is kept constant without change.

【0031】前記第8の態様において、前記変位部に設
けられ受光した読み出し光を反射する読み出し光反射部
を備え、前記放射反射部は、前記読み出し光反射部と兼
用されるかあるいは前記読み出し光反射部に形成されて
もよい。これは、光読み出し型の放射検出装置として構
成した例である。この例のように放射反射部を読み出し
光反射部と兼用するかあるいは読み出し光反射部に形成
すると、構造が簡単となって安価に提供することができ
る。
[0031] In the eighth aspect, there is provided a reading light reflecting portion provided on the displacement portion for reflecting the received reading light, and the radiation reflecting portion is also used as the reading light reflecting portion or the reading light reflecting portion. It may be formed on the reflection part. This is an example configured as an optical readout type radiation detection device. If the radiation reflection part is also used as the readout light reflection part or is formed in the readout light reflection part as in this example, the structure becomes simple and it can be provided at low cost.

【0032】前記第8の態様において、前記基体に設け
られた固定電極部と、前記変位部に設けられ前記固定電
極部と対向する可動電極部とを備え、前記放射反射部
は、前記可動電極部と兼用されるかあるいは前記可動電
極部に形成されてもよい。これは、静電容量型の放射検
出装置として構成した例である。この例のように放射反
射部を可動電極部と兼用すると、構造が簡単となって安
価に提供することができる。
[0032] In the eighth aspect, there is provided a fixed electrode portion provided on the base, and a movable electrode portion provided on the displacement portion and facing the fixed electrode portion, wherein the radiation reflection portion is provided with the movable electrode portion. It may be used also as a part or may be formed on the movable electrode part. This is an example configured as a capacitance type radiation detection device. When the radiation reflection portion also serves as the movable electrode portion as in this example, the structure is simplified and the cost can be reduced.

【0033】前記第1乃至第7のいずれかの態様におい
て、基体と、該基体に支持された変位部とを備え、前記
変位部は、前記放射吸収部を有し前記放射吸収部にて発
生した熱に応じて前記基体に対して変位し、前記基体に
設けられた固定電極部と、前記変位部に設けられ前記固
定電極部と対向する可動電極部とを備え、前記放射反射
部は前記固定電極部と兼用されてもよい。この例も、静
電容量型の放射検出装置として構成した例である。この
例のように放射反射部を固定電極部と兼用すると、構造
が簡単となって安価に提供することができる。
[0033] In any one of the first to seventh aspects, there may be provided a base, and a displacement portion supported by the base, wherein the displacement portion has the radiation absorbing portion and is generated at the radiation absorbing portion. Displaced with respect to the base in response to the applied heat, comprising a fixed electrode portion provided on the base, and a movable electrode portion provided on the displacement portion and facing the fixed electrode portion, wherein the radiation reflection portion is It may be used also as a fixed electrode part. This example is also an example configured as a capacitance type radiation detection device. When the radiation reflecting portion also serves as the fixed electrode portion as in this example, the structure is simplified and the cost can be reduced.

【0034】前記第1乃至第7のいずれかの態様におい
て、基体と、該基体に支持された変位部とを備え、前記
変位部は、前記放射吸収部を有し前記放射吸収部にて発
生した熱に応じて前記基体に対して変位し、前記基体に
設けられた固定電極部と、前記変位部に設けられ前記固
定電極部と対向する可動電極部とを備え、前記放射吸収
部は前記可動電極部と兼用されてもよい。この例も、静
電容量型の放射検出装置として構成した例である。この
例のように放射吸収部を可動電極部と兼用すると、構造
が簡単となって安価に提供することができる。
[0034] In any one of the first to seventh aspects, there is provided a base, and a displacement portion supported by the base, wherein the displacement portion has the radiation absorbing portion and is generated by the radiation absorbing portion. Displaced with respect to the base in response to the applied heat, comprising a fixed electrode portion provided on the base, and a movable electrode portion provided on the displacement portion and facing the fixed electrode portion, wherein the radiation absorbing portion is It may be used also as a movable electrode part. This example is also an example configured as a capacitance type radiation detection device. When the radiation absorbing portion also serves as the movable electrode portion as in this example, the structure is simplified and the device can be provided at low cost.

【0035】なお、前記第1乃至第7の態様において、
基体と、該基体に支持された変位部とを備え、前記変位
部が、前記放射吸収部を有し前記放射吸収部にて発生し
た熱に応じて前記基体に対して変位する場合、前記放射
吸収部及び前記放射反射部のうち、前記変位部に設けら
れた少なくとも一方について、1層又は複数層の膜から
なる平面部を有し該平面部が空中に位置するように支持
された薄膜部材で構成する場合には、前記平面部の周辺
部分の少なくとも一部に渡って、前記平面部から立ち上
がるかあるいは立ち下がる立ち上がり部又は立ち下がり
部を形成することが好ましい。あるいは、前記放射吸収
部及び前記放射反射部のうち、前記変位部に設けられた
少なくとも一方について、複数層の膜からなる平面部を
有し該平面部が空中に位置するように支持された薄膜部
材で構成する場合には、前記平面部の周辺部分の少なく
とも一部に渡って、前記複数層の膜のうち少なくとも1
層の膜を、前記複数層の膜のうちの他の少なくとも1層
の膜の縁部分を覆うように形成することが好ましい。
In the first to seventh aspects,
A base, and a displacement part supported by the base, wherein the displacement part has the radiation absorbing part and is displaced with respect to the base in response to heat generated in the radiation absorbing part. At least one of the absorbing portion and the radiation reflecting portion provided in the displacement portion has a flat portion formed of one or more layers of films, and is supported such that the flat portion is positioned in the air. In this case, it is preferable to form a rising portion or a falling portion that rises or falls from the plane portion over at least a part of a peripheral portion of the plane portion. Alternatively, at least one of the radiation absorbing portion and the radiation reflecting portion, provided in the displacement portion, has a flat portion including a plurality of layers of films and is supported such that the flat portion is positioned in the air. In the case of a member, at least one of the films of the plurality of layers covers at least a part of a peripheral portion of the plane portion.
It is preferable that the layer film is formed so as to cover an edge portion of at least one other layer film of the plurality of layer films.

【0036】これらの場合には、変位部に設けられた放
射吸収部及び放射反射部の両方又は一方の前記平面部
が、立ち上がり部又は立ち下がり部によって、あるい
は、少なくとも1層の膜が他の少なくとも1層の膜の縁
部分を覆っている部分によって、補強される。したがっ
て、平面部の所望の強度を確保しつつ、平面部の膜厚を
薄くすることができる。このため、変位部に設けられた
放射吸収部及び放射反射部の両方又は一方について、強
度不足による変形を防止しつつ、熱容量を小さくするこ
とができる。その結果、前記変形により生ずる放射吸収
部と放射反射部との間の間隔の変化を防止して一層安定
した分光感度特性を得ることができると同時に、検出の
応答性を一層高めることができる。
In these cases, the radiation absorbing portion and / or the radiation reflecting portion provided in the displacement portion may be formed by a rising portion or a falling portion, or at least one layer may be formed by another film. The at least one layer is reinforced by a portion covering an edge portion of the film. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the flat portion while securing the desired strength of the flat portion. For this reason, it is possible to reduce the heat capacity of at least one of the radiation absorbing portion and the radiation reflecting portion provided in the displacement portion, while preventing deformation due to insufficient strength. As a result, it is possible to prevent a change in the distance between the radiation absorbing portion and the radiation reflecting portion caused by the deformation, to obtain a more stable spectral sensitivity characteristic, and to further enhance the detection response.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下の説明では、放射を赤外線と
し読み出し光を可視光とした例について説明するが、本
発明では、放射を赤外線以外のX線や紫外線やその他の
種々の放射としてもよいし、また、読み出し光を可視光
以外の他の光としてもよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description, an example will be described in which radiation is infrared light and readout light is visible light. However, in the present invention, the radiation may be X-rays other than infrared rays, ultraviolet rays, or various other types of radiation. Alternatively, the reading light may be light other than visible light.

【0038】[第1の実施の形態][First Embodiment]

【0039】図1は本発明の第1の実施の形態による光
読み出し型の放射検出装置100の単位画素(単位素
子)を示す図であり、図1(a)はその概略平面図、図
1(b)は図1(a)中のA−A’線に沿った概略断面
図である。
FIG. 1 is a view showing a unit pixel (unit element) of an optical readout type radiation detecting apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1A is a schematic plan view thereof. FIG. 2B is a schematic cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG.

【0040】この放射検出装置100は、基体としての
赤外線iを透過させるSi基板等の基板1と、基板1か
ら立ち上がった2つの脚部2,3と、脚部2,3を介し
て基板1に支持された変位部4であって、赤外線iを吸
収する赤外線吸収部5を有し赤外線吸収部5にて発生し
た熱に応じて基板1に対して変位する変位部4と、赤外
線iを反射する部材12と、を備えている。
The radiation detection apparatus 100 includes a substrate 1 such as a Si substrate as a substrate that transmits infrared rays i, two legs 2 and 3 rising from the substrate 1, and a substrate 1 through the legs 2 and 3. A displacement section 4 supported by the infrared ray absorbing section 5 having an infrared ray absorbing section 5 for absorbing the infrared ray i, and displacing the substrate section 1 with respect to the substrate 1 in response to heat generated by the infrared ray absorbing section 5; A reflecting member 12.

【0041】本実施の形態では、基板1の両面にそれぞ
れ赤外線反射防止膜6,7がコーティングされている。
もっとも、これらの膜6,7は必ずしも形成しておく必
要はない。
In the present embodiment, both surfaces of the substrate 1 are coated with infrared antireflection films 6 and 7, respectively.
However, these films 6 and 7 need not always be formed.

【0042】図1中、2a,3aは、脚部2,3におけ
る基板1上の膜6へのコンタクト部をそれぞれ示してい
る。脚部2,3の平面部2b,3bは、それぞれL字状
に構成されている。脚部2,3は、断熱性の高い材料と
して、例えば、SiO膜で構成される。
In FIG. 1, reference numerals 2a and 3a denote contact portions of the legs 2 and 3 with the film 6 on the substrate 1, respectively. The plane portions 2b and 3b of the legs 2 and 3 are each formed in an L shape. The legs 2 and 3 are made of, for example, a SiO film as a material having high heat insulating properties.

【0043】変位部4は、互いに重なった2つの膜8,
9からそれぞれなる2つの変位発生部分10,11を有
している。変位発生部分10,11は、それらの一方端
部が脚部2,3の平面部2b,3bの先端部分にそれぞ
れ接続されて支持されることにより、それぞれカンチレ
バーを構成しており、基板1上に浮いた状態に支持され
ている。膜8及び膜9は、互いに異なる膨張係数を有す
る異なる物質で構成されており、変位発生部分10,1
1は、いわゆる熱バイモルフ構造(bi-material elemen
tともいう。)を構成している。したがって、変位発生
部分10,11は、受けた熱に応じて、下側の膜8の膨
張係数が上側の膜9の膨張係数より大きい場合には上方
に、逆の場合には下方に湾曲して傾斜する。本実施の形
態では、膜8は厚さ0.28μmのSiN膜で構成さ
れ、膜9は厚さ0.1μmのAl膜で構成されている。
The displacement part 4 is composed of two membranes 8 overlapping each other,
9 has two displacement generating portions 10 and 11 respectively. The displacement generating portions 10 and 11 have respective one ends connected to and supported by the tip portions of the flat portions 2b and 3b of the legs 2 and 3, respectively, thereby forming cantilevers. It is supported in a floating state. The film 8 and the film 9 are made of different materials having different expansion coefficients from each other.
1 is the so-called thermal bimorph structure (bi-material elemen
Also called t. ). Therefore, the displacement generating portions 10 and 11 curve upward according to the heat received when the expansion coefficient of the lower film 8 is larger than the expansion coefficient of the upper film 9 and downward when the expansion coefficient is opposite. Tilt. In the present embodiment, the film 8 is composed of a 0.28 μm thick SiN film, and the film 9 is composed of a 0.1 μm thick Al film.

【0044】赤外線吸収部5は、入射した赤外線iの一
部を反射する特性を有している。赤外線吸収部5は、図
1(b)中の上下方向に互いに積層された複数の膜7
1,72で構成されている。これらの膜71,72は赤
外線iの一部を透過する特性を有している。複数の膜7
1,72の各々は、当該膜に隣接して積層された他の膜
と異なる物質で形成されている。本実施の形態では、赤
外線吸収部5は、0.28μmのSiN膜71と0.2
4μmのSiO膜72による二層膜であり、平板状に構
成されている。
The infrared absorbing section 5 has a characteristic of reflecting a part of the incident infrared light i. The infrared absorbing unit 5 includes a plurality of films 7 stacked one on another in the vertical direction in FIG.
1, 72. These films 71 and 72 have a property of transmitting a part of the infrared rays i. Multiple membranes 7
Each of the members 1 and 72 is formed of a different material from other films stacked adjacent to the film. In the present embodiment, the infrared absorbing section 5 is formed by a 0.28 μm SiN film 71
This is a two-layer film made of a 4 μm SiO film 72 and is formed in a flat plate shape.

【0045】図1(b)に示すように、本実施の形態で
は、下層をSiN膜71とし、上層をSiO膜72とし
たが、これに限定されるものではなく、下層をSiO膜
とし上層をSiN膜としても本発明の範疇であることは
言うまでも無い。
As shown in FIG. 1B, in this embodiment, the lower layer is the SiN film 71 and the upper layer is the SiO film 72. However, the present invention is not limited to this. It is needless to say that even a SiN film is within the scope of the present invention.

【0046】また、入射する赤外線iの一部を吸収し一
部を透過する性質を持ち合わせるなら、材質の組み合わ
せもこれに限定されるものではない。例えば、金属酸化
膜(TiO、MgO、ZnO、ZrOなど)、半導
体薄膜(α−Si、CdTe、ZnSなど)、金属フッ
化膜(MgF、NdF、CeFなど)、カルコゲ
ナイドガラス薄膜なども用いることができる。また、そ
れぞれの膜厚についても、後述するとおり、上記の値に
限定されるものではない。さらに、赤外線吸収部5を構
成する膜数も、2つに限定されるものではない。
The combination of materials is not limited to this, as long as it has a property of absorbing a part of the incident infrared light i and transmitting a part of it. For example, a metal oxide film (TiO 2 , MgO, ZnO, ZrO 2, etc.), a semiconductor thin film (α-Si, CdTe, ZnS, etc.), a metal fluoride film (MgF 2 , NdF 3 , CeF 3 etc.), a chalcogenide glass thin film Etc. can also be used. Further, the respective film thicknesses are not limited to the above values as described later. Further, the number of films constituting the infrared absorbing section 5 is not limited to two.

【0047】赤外線吸収部5は、変位発生部分10,1
1の先端部分に接続されている。本実施の形態では、赤
外線吸収部5の下層のSiN膜71が、厚さ0.28μ
mのSiN膜8が変位発生部分10,11からそのまま
延びたものとされることによって、赤外線吸収部5が変
位発生部分10,11の先端部分に接続されている。
The infrared absorbing section 5 includes the displacement generating portions 10 and 1
1 is connected to the tip portion. In the present embodiment, the lower SiN film 71 of the infrared absorbing section 5 has a thickness of 0.28 μm.
Since the m m SiN film 8 extends from the displacement generating portions 10 and 11 as it is, the infrared absorbing portion 5 is connected to the tip portions of the displacement generating portions 10 and 11.

【0048】変位部4には、厚さ2000オングストロ
ームのAl膜からなる平板状の部材12が設けられてい
る。部材12は、その1箇所の部分が接続部13を介し
て赤外線吸収部5に固定されることにより、赤外線吸収
部5の上方に所定間隔をあけて赤外線吸収部5と実質的
に平行に配置され、赤外線吸収部5の全体をカバーする
のみならず赤外線吸収部5よりかなり広い範囲をカバー
するように配置されている。本実施の形態では、このよ
うにして部材12が赤外線吸収部5に固定されることに
よって、部材12は、変位部4の変位にかかわらずに部
材12と赤外線吸収部5との相対的な位置関係が実質的
に一定に保たれるように、変位部4に設けられている。
なお、接続部13は、部材12を構成するAl膜がその
まま延びることにより形成されている。
The displacement portion 4 is provided with a plate-like member 12 made of an Al film having a thickness of 2000 Å. The member 12 has one portion fixed to the infrared absorbing section 5 via the connection section 13 so that the member 12 is arranged substantially in parallel with the infrared absorbing section 5 at a predetermined interval above the infrared absorbing section 5. In addition, it is arranged so as to cover not only the entire infrared absorbing portion 5 but also a considerably wider range than the infrared absorbing portion 5. In the present embodiment, the member 12 is fixed to the infrared absorbing section 5 in this manner, so that the member 12 is positioned relative to the infrared absorbing section 5 regardless of the displacement of the displacement section 4. It is provided on the displacement part 4 so that the relationship is kept substantially constant.
The connecting portion 13 is formed by extending the Al film forming the member 12 as it is.

【0049】この部材12は、nを奇数、入射赤外線i
の所望の波長域の中心波長をλとして、赤外線吸収部
5の厚み方向(図1(b)中の上下方向)の中心と赤外
線反射部としての部材12の反射面(図1(b)中の下
面)との間の、赤外線吸収部5と部材12との間隔の方
向(図1(b)中の上下方向)の距離L1が、略々nλ
/4に設定されている。具体的には、例えば、波長8
〜12μmの赤外線を吸収させるべく、前記所望の波長
域を8〜12μmとすると、その中心波長λが10μ
mであるので、nを1として、距離L1は略々2.5μ
mに設定すればよい。また、例えば、前記所望の波長域
を3〜5μmとすると、その中心波長λ が4μmであ
るので、nを1として、距離L1は略々1μmに設定す
ればよい。もっとも、距離L1は、これらの例に限定さ
れるものではない。
The member 12 has an odd number n and an incident infrared ray i.
Λ is the center wavelength of the desired wavelength range0As the infrared absorbing part
5 in the thickness direction (vertical direction in FIG. 1B) and infrared
The reflection surface of the member 12 as a line reflection portion (the lower surface in FIG. 1B)
Surface), the distance between the infrared absorbing part 5 and the member 12
Direction L (the vertical direction in FIG. 1B) is substantially nλ
0/ 4. Specifically, for example, wavelength 8
The desired wavelength to absorb infrared rays of up to 12 μm.
If the range is 8 to 12 μm, the center wavelength λ0Is 10μ
m, the distance L1 is approximately 2.5 μ, where n is 1.
m may be set. Also, for example, the desired wavelength range
Is 3 to 5 μm, the center wavelength λ 0Is 4 μm
Therefore, n is set to 1 and the distance L1 is set to approximately 1 μm.
Just do it. However, the distance L1 is limited to these examples.
It is not something to be done.

【0050】この部材12は、前述したように厚さ20
00オングストロームのAl膜からなり、赤外線iを略
々全反射する赤外線反射部となっている。また、部材1
2は、変位読み出し部材としての、受光した読み出し光
jを反射する読み出し光反射部となっている。すなわ
ち、本実施の形態では、赤外線反射部は読み出し光反射
部として兼用されている。なお、部材12における放射
吸収部5との対向面に赤外線反射部としての反射膜を形
成し、部材12を読み出し光反射部のみとして用いるこ
ともできる。
The member 12 has a thickness of 20 as described above.
It is an infrared reflecting portion made of an Al film having a thickness of 00 angstroms and substantially totally reflecting infrared rays i. Also, member 1
Reference numeral 2 denotes a readout light reflecting portion that reflects the received readout light j as a displacement readout member. That is, in the present embodiment, the infrared reflecting section is also used as the reading light reflecting section. It is also possible to form a reflection film as an infrared reflection portion on the surface of the member 12 facing the radiation absorbing portion 5 and use the member 12 as a readout light reflection portion only.

【0051】以上の説明からわかるように、本実施の形
態では、変位部4は、変位発生部分10,11、赤外線
吸収部5、並びに、赤外線反射部及び読み出し光反射部
を兼用する部材12で構成されている。しかし、本発明
は、これに限定されるものではない。
As can be seen from the above description, in the present embodiment, the displacement portion 4 is composed of the displacement generating portions 10 and 11, the infrared absorbing portion 5, and the member 12 which also serves as the infrared reflecting portion and the reading light reflecting portion. It is configured. However, the present invention is not limited to this.

【0052】前述したように、本実施の形態による赤外
線吸収部5は、二層膜を有している。これによって、吸
収される赤外線の波長領域が広がり、赤外線吸収率が高
まり感度が向上する。
As described above, the infrared absorbing section 5 according to the present embodiment has a two-layer film. As a result, the wavelength range of the infrared light to be absorbed is widened, the infrared absorptivity is increased, and sensitivity is improved.

【0053】この点について、本発明者は実験によって
も確認した。その実験結果の一部を図2〜図5に示す。
測定試料として、シリコン基板上に赤外線反射部として
のAl膜を形成し、その上に間隔を形成するための犠牲
層としてレジスト(SCF)膜を形成し、当該レジスト
に、平面視で正方形状の4頂点の箇所にAl膜を露出さ
せる接続部形成用開口を形成し、この状態の基板上にS
iN膜及びSiO膜(測定試料によっては、SiO膜は
形成しなかった。)をこの順に形成し、SiN膜及びS
iO膜を前記正方形状よりひと回り大きい正方形状にパ
ターニングし、その後、前記レジストを除去したもの、
を用意した。これにより、各測定試料において、赤外線
反射部としてのAl膜と、SiO膜及びSiN膜の二層
膜(SiO膜がAl膜側)からなる赤外線吸収部あるい
はSiN膜の単層膜からなる赤外線吸収部とを、レジス
ト膜の厚みに応じた間隔をあけて対向させた。ただし、
赤外線吸収部は、レジストを除去して測定試料を完成さ
せた後には、完全な平坦ではなく、反っていた。いずれ
の測定試料においても、レジストの厚みは2.4μm、
SiN膜の厚みは0.28μmとし、各測定試料でSi
O膜の厚みを変え、その厚みをそれぞれ0μm(すなわ
ち、SiO膜を形成せず、赤外線吸収部はSiN膜の
み)、0.08μm、0.16μm、0.24μmとし
た。
The present inventors have confirmed this point by experiments. Some of the experimental results are shown in FIGS.
As a measurement sample, an Al film as an infrared reflecting portion was formed on a silicon substrate, and a resist (SCF) film was formed thereon as a sacrificial layer for forming an interval, and the resist had a square shape in plan view. An opening for connecting portion exposing the Al film is formed at the four apexes, and S
An iN film and a SiO film (a SiO film was not formed depending on a measurement sample) were formed in this order, and a SiN film and a S film were formed.
the iO film is patterned into a square shape slightly larger than the square shape, and then the resist is removed;
Was prepared. Thereby, in each measurement sample, an infrared absorbing portion composed of a two-layer film of an Al film as an infrared reflecting portion and a SiO film and a SiN film (the SiO film is on the Al film side) or an infrared absorbing portion composed of a single-layer film of a SiN film. The parts were opposed to each other with an interval corresponding to the thickness of the resist film. However,
After removing the resist and completing the measurement sample, the infrared absorbing portion was not completely flat but warped. In each measurement sample, the thickness of the resist was 2.4 μm,
The thickness of the SiN film was 0.28 μm, and Si
The thickness of the O film was changed, and the thickness was set to 0 μm (that is, the SiO film was not formed and the infrared absorbing portion was only the SiN film), 0.08 μm, 0.16 μm, and 0.24 μm.

【0054】そして、各測定試料について、SiN膜側
からAl膜側へ向けて各波長の赤外線を入射させ、各波
長ごとに赤外線吸収部での吸収率を測定した。図2〜図
5はそれぞれ、SiO膜の厚みが0μm、0.08μ
m、0.16μm、0.24μmの試料の吸収率と波長
の関係を示すグラフである。
Then, for each measurement sample, infrared rays of each wavelength were incident from the SiN film side to the Al film side, and the absorptance in the infrared absorption part was measured for each wavelength. 2 to 5 show that the thickness of the SiO film is 0 μm and 0.08 μm, respectively.
It is a graph which shows the relationship between absorptivity and wavelength of a sample of m, 0.16 micrometer, and 0.24 micrometer.

【0055】赤外線吸収部がSiN単層膜であれば、図
2に示したように波長11〜12μmの間にピークのあ
る吸収率特性となった。しかし、SiOとの二層膜とす
れば、図3〜図5に示すように、8〜12μmの波長領
域において吸収率が90%を超える波長帯域が増大す
る。8〜12μmの波長領域の全てにおいて吸収率が1
00%であることが理想的であるが、赤外線吸収部を二
層膜にすれば、この理想的な吸収特性に近づいている。
したがって、この波長帯域全体での吸収率(波長で積分
した吸収率)が高まり、この波長帯域における感度が向
上していることが理解される。また、前述した実験例で
はSiO膜の厚さをゼロから0.24μmまで変化させ
たが、SiN膜とSiO膜の二層膜でありさえすれば、
SiO膜の厚さに関わらず、吸収率が向上することが、
理解される。
If the infrared absorbing portion was a single-layer SiN film, the absorption characteristics had a peak between 11 and 12 μm as shown in FIG. However, if a two-layer film of SiO is used, as shown in FIGS. 3 to 5, the wavelength band in which the absorptance exceeds 90% in the wavelength region of 8 to 12 μm increases. The absorptance is 1 in the entire wavelength region of 8 to 12 μm.
Ideally, it is 00%, but if the infrared absorbing portion is formed of a two-layer film, the ideal absorption characteristics are approached.
Therefore, it is understood that the absorptivity (absorptance integrated with wavelength) in the entire wavelength band is increased, and the sensitivity in this wavelength band is improved. Further, in the above-described experimental example, the thickness of the SiO film was changed from zero to 0.24 μm, but as long as it was a two-layer film of the SiN film and the SiO film,
Regardless of the thickness of the SiO film, the improvement of the absorption rate
Understood.

【0056】図面には示していないが、本実施の形態に
よる放射検出装置100では、変位部4、脚部2,3を
単位素子(画素)として、この画素が基板1上に1次元
状又は2次元状に配置されている。
Although not shown in the drawings, in the radiation detecting apparatus 100 according to the present embodiment, the displacement part 4 and the legs 2 and 3 are used as unit elements (pixels), and the pixels are one-dimensionally formed on the substrate 1. They are arranged two-dimensionally.

【0057】本実施の形態による放射検出装置100
は、膜の形成及びパターニング、犠牲層の形成及び除去
などの半導体製造技術を利用して、製造することがで
き、例えば、次のような方法で製造することができる。
The radiation detection apparatus 100 according to the present embodiment
Can be manufactured using semiconductor manufacturing techniques such as formation and patterning of a film and formation and removal of a sacrificial layer, and can be manufactured by, for example, the following method.

【0058】図面には示していないが、まず、Si基板
1の両面に赤外線反射防止膜6,7をコーティングし、
膜6上に犠牲層としてのレジストを塗布する。このレジ
ストに、脚部2,3のコンタクト部2a,3aに応じた
開口をフォトリソグラフィーにより形成する。次に、S
iO膜をP−CVD法等によりデポした後、フォトリソ
エッチング法によりパターニングし、脚部2,3を形成
する。その後、SiN膜をP−CVD法等によりデポし
た後、フォトリソエッチング法によりパターニングし、
膜8及び赤外線吸収部5の下層膜71を形成する。次い
で、Al膜を蒸着法等によりデポした後、フォトリソエ
ッチング法によりパターニングし、膜9の形状とする。
さらに、SiO膜をP−CVD法等によりデポした後、
フォトリソエッチング法によりパターニングし、赤外線
吸収部5の上層膜72を形成する。この状態の基板上の
全面に犠牲層としてのレジストを再び塗布する。次に、
このレジストに、接続部13に応じた開口をフォトリソ
グラフィーにより形成する。その後、部材12及び接続
部13となるべきAl膜を蒸着法等によりデポした後、
フォトリソエッチング法によりパターニングし、部材1
2の形状とする。最後に、ダイシングなどによりチップ
毎に分割し、犠牲層としてのレジストをアッシング法な
どにより除去する。これにより、図1に示す放射検出装
置100が完成する。
Although not shown in the drawing, first, both surfaces of the Si substrate 1 are coated with infrared antireflection films 6 and 7,
A resist as a sacrificial layer is applied on the film 6. Openings corresponding to the contact portions 2a and 3a of the legs 2 and 3 are formed in the resist by photolithography. Next, S
After depositing the iO film by the P-CVD method or the like, the legs 2 and 3 are formed by patterning by the photolithography etching method. Then, after depositing the SiN film by a P-CVD method or the like, the SiN film is patterned by a photolithographic etching method,
The film 8 and the lower film 71 of the infrared absorbing section 5 are formed. Next, after depositing the Al film by a vapor deposition method or the like, the Al film is patterned by a photolithographic etching method to form the film 9.
Further, after depositing the SiO film by a P-CVD method or the like,
The upper layer film 72 of the infrared absorption section 5 is formed by patterning by photolithography. A resist as a sacrificial layer is applied again on the entire surface of the substrate in this state. next,
An opening corresponding to the connection portion 13 is formed in the resist by photolithography. Then, after depositing the Al film to be the member 12 and the connection portion 13 by a vapor deposition method or the like,
The member 1 is patterned by photolithographic etching.
2 shape. Finally, the resultant is divided into chips by dicing or the like, and the resist as a sacrificial layer is removed by ashing or the like. Thereby, the radiation detection device 100 shown in FIG. 1 is completed.

【0059】本実施の形態による放射検出装置100で
は、下方から赤外線iが入射すると、入射した赤外線i
は赤外線吸収部5で一部吸収され、残りのうち一部は赤
外線吸収部5を透過して部材12に導かれる。残りのう
ちの一部は、赤外線吸収部5の下層膜71や上層膜72
で反射される。このため、部材12にて反射された赤外
線と、赤外線吸収部5のそれぞれの膜71,72で反射
された赤外線との間で干渉現象が生ずる。
In the radiation detecting apparatus 100 according to the present embodiment, when the infrared ray i enters from below, the incident infrared ray i
Is partially absorbed by the infrared absorbing section 5, and a part of the remaining is transmitted through the infrared absorbing section 5 and guided to the member 12. A part of the rest is a lower film 71 or an upper film 72 of the infrared absorbing portion 5.
Is reflected by Therefore, an interference phenomenon occurs between the infrared light reflected by the member 12 and the infrared light reflected by the respective films 71 and 72 of the infrared absorbing unit 5.

【0060】赤外線吸収部5の厚み方向の中心と赤外線
反射部としての部材12の反射面との間の距離L1は、
ここでは2.5μm又は1μmとした。これは、波長1
0μm又は波長4μmを中心として感度をほぼ最大とす
るためである。本実施の形態では、赤外線吸収部5は下
層膜71と上層膜72を有しており、それぞれの膜7
1,72で反射された赤外線と部材12で反射された赤
外線との光路長差が異なる。このため、両者の最大吸収
波長がずれて、赤外線吸収部5の赤外線吸収率が、赤外
線吸収部5を単層膜で構成する場合に比べて向上する。
The distance L1 between the center in the thickness direction of the infrared absorbing section 5 and the reflecting surface of the member 12 as the infrared reflecting section is:
Here, the thickness is set to 2.5 μm or 1 μm. This is wavelength 1
This is because the sensitivity is almost maximized around 0 μm or the wavelength of 4 μm. In the present embodiment, the infrared absorbing section 5 has a lower film 71 and an upper film 72, and each film 7
The difference in the optical path length between the infrared rays reflected at 1, 72 and the infrared rays reflected at the member 12 is different. For this reason, the maximum absorption wavelengths of both are shifted, and the infrared absorptivity of the infrared absorbing section 5 is improved as compared with the case where the infrared absorbing section 5 is formed of a single layer film.

【0061】そして、赤外線吸収部5で発生した熱が変
位発生部分10,11に伝わり、この熱に応じてカンチ
レバーを構成している変位発生部分10,11が下方に
湾曲して傾斜する。このため、部材12が、放射吸収部
5との相対的な位置関係(すなわち、間隔L1)を保っ
たまま、入射した赤外線iの量に応じた量だけ基板1の
面に対して傾くこととなる。したがって、上方から部材
12に入射した読み出し光jは、入射した赤外線iの量
に応じた方向に反射されることとなる。
Then, the heat generated in the infrared absorbing portion 5 is transmitted to the displacement generating portions 10 and 11, and the displacement generating portions 10 and 11 constituting the cantilever are curved downward and inclined in accordance with the heat. For this reason, the member 12 is inclined with respect to the surface of the substrate 1 by an amount corresponding to the amount of the incident infrared light i while maintaining the relative positional relationship (that is, the interval L1) with the radiation absorbing portion 5. Become. Therefore, the readout light j incident on the member 12 from above is reflected in a direction corresponding to the amount of the incident infrared light i.

【0062】また、本実施の形態では、赤外線吸収部5
が変位部4に設けられているため、赤外線吸収部5で発
生した熱が変位部4における変位発生部分10,11へ
効率良く伝導され、この点からも検出感度が高まること
になる。
In the present embodiment, the infrared absorbing section 5
Is provided in the displacement part 4, the heat generated in the infrared absorbing part 5 is efficiently conducted to the displacement generating parts 10 and 11 in the displacement part 4, and the detection sensitivity is enhanced from this point as well.

【0063】さらに、本実施の形態によれば、変位部4
の変位にかかわらずに、赤外線反射部としての部材12
と赤外線吸収部5との間の相対的な位置関係が実質的に
一定に保たれるので、安定した分光感度特性を得ること
ができる。
Further, according to the present embodiment, the displacement portion 4
Regardless of the displacement of the member 12
Since the relative positional relationship between the infrared ray and the infrared absorbing section 5 is kept substantially constant, stable spectral sensitivity characteristics can be obtained.

【0064】また、本実施の形態によれば、部材12が
赤外線反射部及び読み出し光反射部として兼用されてい
るので、構造が簡単となって安価に提供することができ
る。
Further, according to the present embodiment, since the member 12 is also used as an infrared reflecting portion and a reading light reflecting portion, the structure can be simplified and provided at a low cost.

【0065】ここでは、赤外線吸収部5を異なる物質
(SiO膜とSiN膜)による二層膜としたが、これに
限定されるものではない。異なる物質による三層以上の
膜としてもよい。なお、この場合、同じ物質を直接重ね
ないならば、同じ物質を複数層使用してもよい。例えば
中間層をSiO膜として、その上下層をSiN膜として
もよい。
Here, the infrared absorbing portion 5 is a two-layer film made of different materials (SiO film and SiN film), but is not limited to this. Three or more layers of different materials may be used. In this case, the same substance may be used in a plurality of layers unless the same substance is directly stacked. For example, the intermediate layer may be a SiO film, and the upper and lower layers may be SiN films.

【0066】ここで、本実施の形態による放射検出装置
100を用いた映像化装置の一例について、図6を参照
して説明する。図6は、この映像化装置を示す概略構成
図である。
Here, an example of an imaging device using the radiation detection device 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing the imaging apparatus.

【0067】この映像化装置は、前述した放射検出装置
100の他に、読み出し光学系と、撮像手段としての2
次元CCD20と、観察対象としての熱源21からの赤
外線iを集光して放射検出装置100の赤外線吸収部5
が分布している面上に熱源21の赤外線画像を結像させ
る赤外線用の結像レンズ22とから構成されている。
This imaging apparatus includes, in addition to the radiation detection apparatus 100 described above, a readout optical system and a two-
The infrared ray i from the two-dimensional CCD 20 and the heat source 21 as an observation target is collected and the infrared ray
And an infrared imaging lens 22 that forms an infrared image of the heat source 21 on the surface where the light is distributed.

【0068】この映像化装置では、前記読み出し光学系
は、読み出し光を供給するための読み出し光供給手段と
してのLD(レーザーダイオード)23と、LD23か
らの読み出し光を放射検出装置100の全ての画素の読
み出し光反射部としての部材12へ導く第1レンズ系2
4と、第1レンズ系24を通過した後に全ての画素の部
材12にて反射された読み出し光の光線束のうち所望の
光線束のみを選択的に通過させる光線束制限部25と、
第1レンズ系24と協働して各画素の反射板12と共役
な位置を形成し且つ該共役な位置に光線束制限部25を
通過した光線束を導く第2レンズ系26とから構成され
ている。前記共役な位置にはCCD20の受光面が配置
されており、レンズ系24,26によって全ての画素の
部材12とCCD20の複数の受光素子とが光学的に共
役な関係となっている。
In this imaging apparatus, the readout optical system includes an LD (laser diode) 23 as readout light supply means for supplying readout light, and reads out the readout light from the LD23 to all pixels of the radiation detection apparatus 100. 1st lens system 2 which leads to member 12 as a reading light reflection part of
4, a light beam limiting unit 25 for selectively passing only a desired light beam among the light beams of the read light reflected by the members 12 of all the pixels after passing through the first lens system 24,
A second lens system 26 that forms a conjugate position with the reflector 12 of each pixel in cooperation with the first lens system 24 and guides the light beam that has passed through the light beam restricting unit 25 to the conjugate position. ing. The light receiving surface of the CCD 20 is arranged at the conjugate position, and the members 12 of all the pixels and the plurality of light receiving elements of the CCD 20 are optically conjugated by the lens systems 24 and 26.

【0069】LD23は、第1レンズ系24の光軸Oに
関して一方の側(図6中の右側)に配置されており、当
該一方の側の領域を読み出し光が通過するように読み出
し光を供給する。本例では、LD23が第1レンズ系2
4の第2レンズ系26側の焦点面付近に配置されて、第
1レンズ系24を通過した読み出し光が略平行光束とな
って全ての画素の部材12を照射するようになってい
る。CCD20上の光学像のコントラストを高めるた
め、LD23の前部に読み出し光絞りを設けてもよい。
本例では、放射検出装置100は、その基板1の面(本
例では、基板1の面は、目標物体(熱源21)からの赤
外線が入射しない場合の部材12の面と平行である。)
が光軸Oと直交するように配置されている。もっとも、
このような配置に限定されるものではない。
The LD 23 is disposed on one side (the right side in FIG. 6) with respect to the optical axis O of the first lens system 24, and supplies the reading light so that the reading light passes through the one side area. I do. In this example, the LD 23 is the first lens system 2
4 is disposed near the focal plane on the second lens system 26 side, so that the readout light passing through the first lens system 24 becomes a substantially parallel light beam and irradiates the members 12 of all the pixels. In order to increase the contrast of the optical image on the CCD 20, a readout light stop may be provided in front of the LD.
In this example, the radiation detecting apparatus 100 has the surface of the substrate 1 (in this example, the surface of the substrate 1 is parallel to the surface of the member 12 when infrared rays from the target object (heat source 21) do not enter).
Are arranged so as to be orthogonal to the optical axis O. However,
It is not limited to such an arrangement.

【0070】光線束制限部25は、前記所望の光線束の
みを選択的に通過させる部位が第1レンズ系24の光軸
Oに関して他方の側(図6中の左側)の領域に配置され
るように構成されている。本例では、光線束制限部25
は、開口25aを有する遮光板からなり、開口絞りとし
て構成されている。本例では、いずれの画素の赤外線吸
収部5にも目標物体からの赤外線が入射していなくて全
ての画素の部材12の面が基板1の面と平行である場合
に、全ての画素の部材12で反射した光線束(各部材1
2で反射した個別光線束の束)が第1レンズ系24によ
って集光する集光点の位置と開口25aの位置とがほぼ
一致するように、光線束制限部25が配置されている。
また、開口25aの大きさは、この光線束の前記集光点
での断面の大きさとほぼ一致するように定められてい
る。もっとも、このような配置や大きさに限定されるも
のではない。
The light beam restricting section 25 is arranged such that a portion for selectively passing only the desired light beam is on the other side (left side in FIG. 6) with respect to the optical axis O of the first lens system 24. It is configured as follows. In the present example, the light flux limiting unit 25
Is composed of a light shielding plate having an opening 25a, and is configured as an aperture stop. In this example, when infrared rays from the target object are not incident on the infrared absorbing unit 5 of any pixel and the surfaces of the members 12 of all pixels are parallel to the surface of the substrate 1, the members of all pixels The light beam reflected at 12 (each member 1
The light beam bundle restricting unit 25 is arranged so that the position of the light condensing point where the individual light beam bundle reflected by the light beam 2 is condensed by the first lens system 24 substantially coincides with the position of the opening 25a.
The size of the opening 25a is determined so as to substantially match the size of the cross section of the light beam at the converging point. However, it is not limited to such an arrangement and size.

【0071】図6に示す映像化装置によれば、LD23
から出射した読み出し光の光線束31は、第1レンズ系
24に入射し、略平行化された光線束32となる。次に
この略平行化された光線束32は、放射検出装置100
の全ての画素の部材12に、基板1の法線に対してある
角度をもって入射する。
According to the imaging device shown in FIG.
The light beam 31 of the readout light emitted from the light beam enters the first lens system 24 and becomes a substantially parallel light beam 32. Next, the substantially collimated light beam 32 is applied to the radiation detection device 100.
Are incident on the members 12 of all the pixels at a certain angle with respect to the normal line of the substrate 1.

【0072】一方、結像レンズ22によって、熱源21
からの赤外線が集光され、放射検出装置100の赤外線
吸収部5が分布している面上に、熱源21の赤外線画像
が結像される。これにより、放射検出装置100の各画
素の赤外線吸収部5に赤外線が入射する。このため、前
述した動作により、各画素の部材12は、対応する赤外
線吸収部5に入射した赤外線の量に応じた量だけ基板1
の面に対して傾くこととなる。
On the other hand, the heat source 21
Is collected, and an infrared image of the heat source 21 is formed on the surface of the radiation detecting apparatus 100 where the infrared absorbing portions 5 are distributed. As a result, infrared rays enter the infrared absorbing section 5 of each pixel of the radiation detection device 100. For this reason, by the above-described operation, the member 12 of each pixel causes the substrate 1 by an amount corresponding to the amount of infrared light incident on the corresponding infrared absorbing portion 5.
Will be inclined with respect to the plane.

【0073】今、全ての画素の赤外線吸収部5には目標
物体からの赤外線が入射しておらず、全ての画素の部材
12が基板1と平行であるものとする。全ての画素の部
材12に入射した光線束32はこれらの部材12にて反
射されて光線束33となり、再び第1レンズ系24に今
度はLD23の側とは反対の側から入射して集光光束3
4となり、この集光光束34の集光点の位置に配置され
た光線束制限部25の開口25aの部位に集光する。そ
の結果、集光光束34は開口25aを透過して発散光束
35となって第2レンズ系26に入射する。第2レンズ
系26に入射した発散光束35は、第2レンズ系26に
より例えば略平行光束36となってCCD20の受光面
に入射する。ここで、各画素の部材12とCCD20の
受光面とはレンズ系24,26によって共役な関係にあ
るので、CCD20の受光面上の対応する各部位にそれ
ぞれ各部材12の像が形成され、全体として、全ての画
素の部材12の分布像である光学像が形成される。
Now, it is assumed that no infrared rays from the target object are incident on the infrared absorbing portions 5 of all the pixels, and the members 12 of all the pixels are parallel to the substrate 1. The light beam 32 incident on the members 12 of all the pixels is reflected by these members 12 to become a light beam 33, and is again incident on the first lens system 24 from the side opposite to the LD 23 side and condensed. Luminous flux 3
The light beam is condensed at the position of the opening 25a of the light beam restricting portion 25 arranged at the position of the light condensing point of the light beam 34. As a result, the condensed light beam 34 passes through the opening 25a to become a divergent light beam 35 and enters the second lens system 26. The divergent light beam 35 incident on the second lens system 26 becomes, for example, a substantially parallel light beam 36 by the second lens system 26 and is incident on the light receiving surface of the CCD 20. Here, since the member 12 of each pixel and the light receiving surface of the CCD 20 are conjugated by the lens systems 24 and 26, an image of each member 12 is formed on each corresponding portion on the light receiving surface of the CCD 20, and the entire image is formed. As a result, an optical image which is a distribution image of the members 12 of all pixels is formed.

【0074】今、ある画素の赤外線吸収部5にある量の
赤外線が入射して、その入射量に応じた量だけ当該画素
の部材12が基板1の面に対して傾いたものとする。光
線束32のうち当該部材12に入射する個別光線束は、
当該部材12によってその傾き量だけ異なる方向に反射
されるので、第1レンズ系24を通過した後、その傾き
量に応じた量だけ前記集光点(すなわち、開口25a)
の位置からずれた位置に集光し、その傾き量に応じた量
だけ光線束制限部25により遮られることになる。した
がって、CCD20上に形成された全体としての光学像
のうち当該部材12の像の光量は、当該部材12の傾き
量に応じた量だけ低下することになる。
Now, it is assumed that a certain amount of infrared light is incident on the infrared absorbing portion 5 of a certain pixel, and the member 12 of the pixel is inclined with respect to the surface of the substrate 1 by an amount corresponding to the amount of the incident light. The individual light beams incident on the member 12 in the light beam 32 are
Since the light is reflected by the member 12 in a direction different by the amount of the tilt, after passing through the first lens system 24, the light condensing point (that is, the opening 25a) has an amount corresponding to the amount of the tilt.
Is condensed at a position shifted from the position, and is blocked by the light flux limiting unit 25 by an amount corresponding to the amount of inclination. Therefore, the light amount of the image of the member 12 in the entire optical image formed on the CCD 20 decreases by an amount corresponding to the amount of inclination of the member 12.

【0075】したがって、CCD20の受光面上に形成
された読み出し光による光学像は、放射検出装置100
に入射した赤外線像を反映したものとなる。この光学像
は、CCD20により撮像される。なお、CCD20を
用いずに、接眼レンズ等を用いて前記光学像を肉眼で観
察してもよい。
Therefore, the optical image formed by the read light formed on the light receiving surface of the CCD 20 is
Is a reflection of the infrared image incident on. This optical image is captured by the CCD 20. The optical image may be observed with the naked eye using an eyepiece or the like without using the CCD 20.

【0076】なお、読み出し光学系の構成が前述した構
成に限定されるものではないことは、言うまでもない。
Needless to say, the configuration of the readout optical system is not limited to the configuration described above.

【0077】以上は映像化装置の例であったが、図6に
おいて、放射検出装置100として、単一の画素(素
子)のみを有する放射検出装置を用い、2次元CCD2
0に代えて、単一の受光部のみを有する光検出器を用い
れば、赤外線のいわゆるポイントセンサとしての検出装
置を構成することができる。この点は、後述する各実施
の形態についても同様である。
Although the above is an example of an imaging device, in FIG. 6, a radiation detection device having only a single pixel (element) is used as the radiation detection device 100, and a two-dimensional CCD 2 is used.
If a photodetector having only a single light receiving section is used instead of 0, a detection device as a so-called point sensor for infrared rays can be configured. This applies to each of the embodiments described later.

【0078】[第2の実施の形態][Second Embodiment]

【0079】図7は、本発明の第2の実施形態に係る光
読み出し型の放射検出装置200の単位画素(単位素
子)を示す図であり、図7(a)はその概略平面図、図
7(b)は図7(a)中のB−B’線に沿った概略断面
図である。第1の実施形態に係る放射検出装置100と
異なる点は、赤外線吸収部205が、図7(b)中の上
下方向に互いに間隔をあけて配置された2つの個別赤外
線吸収部を有する点である。本実施の形態では、下側の
個別赤外線吸収部は単層の膜271で構成され、上側の
個別赤外線吸収部は単層のSiN膜272で構成されて
いる。その他の点は、第1の実施形態と同様であるの
で、重複する説明は省略する。
FIG. 7 is a view showing a unit pixel (unit element) of an optical readout type radiation detecting apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 (a) is a schematic plan view thereof. FIG. 7B is a schematic sectional view taken along line BB ′ in FIG. 7A. The difference from the radiation detection apparatus 100 according to the first embodiment is that the infrared absorption unit 205 has two individual infrared absorption units that are arranged at an interval in the vertical direction in FIG. 7B. is there. In the present embodiment, the lower individual infrared absorbing section is constituted by a single layer film 271, and the upper individual infrared absorbing section is constituted by a single layer SiN film 272. The other points are the same as those of the first embodiment, and a duplicate description will be omitted.

【0080】赤外線吸収部205は、変位発生部分1
0,11からそのまま延びる下側の個別赤外線吸収部と
しての単層のSiN膜271と、4つの接続部273を
介してSiN膜271に固定され、SiN膜271の上
方に間隔をあけて設けられた、上側の個別赤外線吸収部
としての厚さ0.28μmのSiN膜272と、を有し
ている。そして、上側のSiN膜272には、赤外線i
を全反射する部材12が接続部13を介して固定され、
部材12はSiN膜272の上方に間隔をあけて配置さ
れている。
The infrared absorbing section 205 is provided with the displacement generating portion 1
A single-layer SiN film 271 as a lower individual infrared absorbing portion extending directly from 0 and 11 and fixed to the SiN film 271 via four connection portions 273 and provided above the SiN film 271 with a space therebetween. And a 0.28 μm thick SiN film 272 as an upper individual infrared absorbing portion. The upper SiN film 272 has an infrared ray i.
Is fixed via the connecting portion 13,
The members 12 are arranged above the SiN film 272 with an interval.

【0081】下側の個別赤外線吸収部としてのSiN膜
271の厚み方向の中心と赤外線反射部としての部材1
2の反射面(下面)との間の、図7(b)中の上下方向
の距離L2は、波長10μmの赤外線を中心に吸収率を
高めるため略々2.5μmとした。上側の個別赤外線吸
収部としてのSiN膜272の厚み方向の中心と赤外線
反射部としての部材12の反射面(下面)との間の、図
7(b)中の上下方向の距離L3は、波長4μmの赤外
線を中心に吸収率を高めるため略々1μmとした。この
ような構成としたため、大気の窓と称せられている3〜
5μmと8〜12μmの二つの離れた赤外線波長帯域の
いずれにも感度を有する放射検出装置となる。もっと
も、波長域は、これらの例に限定されるものではない。
The center in the thickness direction of the SiN film 271 as the lower individual infrared absorbing portion and the member 1 as the infrared reflecting portion
The distance L2 in the vertical direction in FIG. 7B between the reflective surface (lower surface) 2 and the reflective surface (lower surface) of FIG. The vertical distance L3 in FIG. 7B between the center in the thickness direction of the SiN film 272 as the upper individual infrared absorbing portion and the reflecting surface (lower surface) of the member 12 as the infrared reflecting portion is a wavelength. The thickness was set to approximately 1 μm in order to increase the absorptance centered on 4 μm infrared rays. Due to such a configuration, 3 to 3 are called as atmospheric windows.
The radiation detection device has sensitivity in any of two separate infrared wavelength bands of 5 μm and 8 to 12 μm. However, the wavelength range is not limited to these examples.

【0082】なお、ここでは、上側の個別赤外線吸収
部、下側の個別赤外線吸収部をそれぞれ単層膜で構成し
たが、これに限定されるものではない。上側の個別赤外
線吸収部、下側の個別赤外線吸収部のそれぞれを、第1
の実施形態に係る赤外線吸収部5のように、異なる物質
による複数の膜を配置させても構わない。上側の個別赤
外線吸収部、下側の個別赤外線吸収部のそれぞれに複数
の膜を配置させることにより、赤外線の吸収率がさらに
向上する。また、個別赤外線吸収部の数は2つに限定さ
れるものではなく、3つ以上の個別赤外線吸収部を互い
に間隔をあけて配置してもよい。
Here, the upper individual infrared absorbing portion and the lower individual infrared absorbing portion are each constituted by a single-layer film, but the present invention is not limited to this. Each of the upper individual infrared absorbing section and the lower individual infrared absorbing section
A plurality of films made of different substances may be arranged as in the infrared absorbing section 5 according to the embodiment. By arranging a plurality of films on each of the upper individual infrared absorbing section and the lower individual infrared absorbing section, the infrared absorptance is further improved. Further, the number of the individual infrared absorbing portions is not limited to two, and three or more individual infrared absorbing portions may be arranged at intervals.

【0083】また、本実施の形態において、例えば、S
iN膜271,272との間に間隔をあけたまま前記距
離L2,L3間の差を十分に小さくしてもよい。この場
合、前記第1の実施の形態とは両膜271,272間に
間隔がある点で異なるが、前記距離L2,L3を両方と
も略々2.5μmとするかあるいは両方とも略々1μm
とすることによって、前記第1の実施の形態と実質的に
同じ作用効果を得ることができる。
In this embodiment, for example,
The difference between the distances L2 and L3 may be made sufficiently small while leaving an interval between the iN films 271 and 272. In this case, it differs from the first embodiment in that there is an interval between the two films 271 and 272, but the distances L2 and L3 are both approximately 2.5 μm, or both are approximately 1 μm.
By doing so, substantially the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained.

【0084】[第3の実施の形態][Third Embodiment]

【0085】図8は、本発明の第3の実施の形態による
光読み出し型の放射検出装置101の単位画素(単位素
子)を示す概略平面図である。図9は、図8中のC−
C’線に沿った概略断面図である。図8及び図9におい
て、図1中の要素と同一又は対応する要素には同一符号
を付し、その重複する説明は省略する。
FIG. 8 is a schematic plan view showing a unit pixel (unit element) of an optical readout type radiation detecting apparatus 101 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 9 shows C-
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view along the line C ′. 8 and 9, the same or corresponding elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0086】この放射検出装置101が図1に示す前記
放射検出装置100と基本的に異なる所は、以下の点の
みである。
The radiation detecting apparatus 101 is basically different from the radiation detecting apparatus 100 shown in FIG. 1 only in the following points.

【0087】この放射検出装置101では、部材12
は、基板1と平行な平面部12aの周辺部分の全体(一
部でもよい)に渡って平面部12aから立ち下がるよう
に形成された立ち下がり部(立ち上がり部でもよい)1
2bと、立ち下がり部12bの下部から側方に外側にわ
ずかに延びた水平部12cと、を有している。水平部1
2cは取り除いておいてもよい。平面部12aが立ち下
がり部12bによって補強されるので、平面部12aの
所望の強度を確保しつつ、平面部12aの膜厚を薄くす
ることができる。このため、部材12の強度不足による
変形を防止しつつ、部材12の熱容量を小さくすること
ができる。その結果、前記変形により生ずる間隔L1の
変化を防止して一層安定した分光感度特性を得ることが
できると同時に、検出の応答性を一層高めることができ
る。
In the radiation detecting apparatus 101, the member 12
Is a falling portion (or a rising portion) 1 formed so as to fall from the flat portion 12a over the whole (or a part) of a peripheral portion of the flat portion 12a parallel to the substrate 1.
2b, and a horizontal portion 12c slightly extending laterally outward from a lower portion of the falling portion 12b. Horizontal part 1
2c may be removed. Since the flat portion 12a is reinforced by the falling portion 12b, the thickness of the flat portion 12a can be reduced while ensuring the desired strength of the flat portion 12a. For this reason, the heat capacity of the member 12 can be reduced while preventing deformation due to insufficient strength of the member 12. As a result, a more stable spectral sensitivity characteristic can be obtained by preventing the change in the interval L1 caused by the deformation, and the responsiveness of detection can be further enhanced.

【0088】また、放射検出装置101では、赤外線吸
収部5は、変位発生部分10,11の下側膜であるSi
N膜8とは別に形成されたSiN膜71とSiO膜72
とで構成されている。そして、赤外線吸収部5は、図9
に示すように、その平面部の周辺部分の少なくとも一部
に渡って、上層の膜72が下層の膜71の縁部分(厚さ
方向に沿った面)を覆うように形成されることにより、
補強されている。
In the radiation detecting apparatus 101, the infrared absorbing portion 5 is formed of Si which is a lower film of the displacement generating portions 10 and 11.
SiN film 71 and SiO film 72 formed separately from N film 8
It is composed of Then, the infrared absorbing unit 5 is arranged as shown in FIG.
As shown in (1), the upper film 72 is formed so as to cover the edge portion (the surface along the thickness direction) of the lower film 71 over at least a part of the peripheral portion of the plane portion.
Reinforced.

【0089】さらに、この放射検出装置101では、脚
部2は、基板1と平行な平面部2bの周辺部分の全体
(一部でもよい)に渡って平面部2bから立ち下がるよ
うに形成された立ち下がり部2cと、立ち下がり部2c
の下部から側方に外側にわずかに延びた水平部2dと、
を有している。水平部2dは取り除いておいてもよい。
平面部2bが立ち下がり部2cによって補強されるの
で、平面部2bの所望の強度を確保しつつ、平面部2b
の膜厚を薄くすることができる。このため、脚部2の断
熱性を高めることができる。
Further, in the radiation detecting apparatus 101, the leg portion 2 is formed so as to fall from the flat portion 2b over the whole (or a part of) the peripheral portion of the flat portion 2b parallel to the substrate 1. Falling part 2c and falling part 2c
A horizontal portion 2d slightly extending laterally outward from the lower part of the
have. The horizontal portion 2d may be removed.
Since the flat portion 2b is reinforced by the falling portion 2c, the desired strength of the flat portion 2b is ensured while the flat portion 2b is secured.
Can be made thinner. For this reason, the heat insulation of the leg part 2 can be improved.

【0090】本実施の形態によれば、以上説明した利点
以外にも、前記第1の実施の形態と同様の利点が得られ
る。
According to the present embodiment, in addition to the advantages described above, the same advantages as in the first embodiment can be obtained.

【0091】[第4の実施の形態][Fourth Embodiment]

【0092】図10は、本発明の第4の実施の形態によ
る光読み出し型の放射検出装置103の単位画素(単位
素子)を示す概略断面図であり、前述した図1(b)に
対応している。図10において、図1中の要素と同一又
は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明
は省略する。
FIG. 10 is a schematic sectional view showing a unit pixel (unit element) of an optical readout type radiation detecting apparatus 103 according to a fourth embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. ing. 10, elements that are the same as elements in FIG. 1 or that correspond to elements in FIG. 1 are given the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.

【0093】この放射検出装置103が図1に示す前記
放射検出装置100と異なる所は、以下の点のみであ
る。
The radiation detector 103 differs from the radiation detector 100 shown in FIG. 1 only in the following points.

【0094】この放射検出装置103では、図1中の部
材12が取り除かれ、代わりに、読み出し光jをマスク
するマスク(遮光体)40と、前述した間隔L1をあけ
て赤外線吸収部5と対向するようにマスク40に形成さ
れた赤外線反射部41と、赤外線吸収部5の先端部に設
けられた読み出し光ハーフミラー部42と、読み出し光
ハーフミラー部42と対向するように膜6上に形成され
た読み出し光反射部43とが、追加されている。なお、
赤外線吸収部5は、変位発生部分10,11から延びた
SiN膜81とその上に積層されたSiO膜82からな
る。
In the radiation detection apparatus 103, the member 12 in FIG. 1 is removed, and instead, the mask (light shield) 40 for masking the readout light j is opposed to the infrared absorption section 5 with the above-mentioned interval L1. The infrared light reflecting portion 41 formed on the mask 40, the read light half mirror portion 42 provided at the tip of the infrared absorbing portion 5, and the film 6 formed so as to face the read light half mirror portion 42. The read-out light reflection part 43 is added. In addition,
The infrared absorbing section 5 includes a SiN film 81 extending from the displacement generating portions 10 and 11, and a SiO film 82 laminated thereon.

【0095】マスク40は、読み出し光ハーフミラー部
42に対応する領域に開口40aを有し、照射される読
み出し光jのうちのハーフミラー部42から出射する干
渉光以外の光をマスクする。このマスク40は、例え
ば、金黒、白金黒などの膜で構成される。
The mask 40 has an opening 40a in a region corresponding to the read light half mirror portion 42, and masks light other than interference light emitted from the half mirror portion 42 in the irradiated read light j. The mask 40 is made of, for example, a film of gold black, platinum black, or the like.

【0096】赤外線反射部41は、Al膜で構成されて
いる。読み出し光ハーフミラー部42は、SiO膜(可
視光に対して透明である。)と、所望の反射率を得るよ
うに非常に薄くこのSiO膜上にスパッタ法等により被
着させたチタンなどの金属層とから構成されている。
The infrared reflecting section 41 is made of an Al film. The read light half mirror portion 42 is made of a SiO film (transparent to visible light) and a titanium or the like which is very thinly deposited on the SiO film by a sputtering method or the like so as to obtain a desired reflectance. And a metal layer.

【0097】読み出し光jがハーフミラー部42に入射
すると、当該読み出し光jの一部がハーフミラー部42
で反射されて反射光となり、ハーフミラー部42に入射
した読み出し光jの残りはハーフミラー部42を透過し
て全反射ミラー43で反射されて再度ハーフミラー部4
2に下面から入射する。下面からハーフミラー部42に
再度入射した読み出し光のうちの一部がハーフミラー部
42を透過し透過光となる。この透過光と前記反射光と
の間には、ハーフミラー部42と全反射ミラー43との
間の間隔dの2倍に対応する光路長差がある。よって、
前記反射光と前記透過光との間でこの光路長差に応じた
干渉が起こり、前記反射光及び前記透過光がこの光路長
差に応じた(したがって、変位部4の変位に応じた)干
渉強度を有する干渉光となってハーフミラー部42から
出射されることになる。
When the reading light j enters the half mirror section 42, a part of the reading light j is
The remaining read light j that has entered the half mirror section 42 is reflected by the half mirror section 42, passes through the half mirror section 42, is reflected by the total reflection mirror 43, and returns to the half mirror section 4 again.
2 is incident from the lower surface. Part of the readout light that has re-entered the half mirror unit 42 from the lower surface is transmitted through the half mirror unit 42 and becomes transmitted light. There is an optical path length difference between the transmitted light and the reflected light, which corresponds to twice the distance d between the half mirror section 42 and the total reflection mirror 43. Therefore,
Interference occurs between the reflected light and the transmitted light according to the optical path length difference, and the reflected light and the transmitted light interfere according to the optical path length difference (accordingly, according to the displacement of the displacement unit 4). The light is emitted from the half mirror unit 42 as interference light having a high intensity.

【0098】本実施の形態では、放射反射部41がマス
ク40を介して基板1に対して固定されているので、変
位部4が変位すると間隔L1が変化することから、分光
感度特性の安定性の点では前記第1の実施の形態より劣
るが、他の点に関しては前記第1の実施の形態と同様の
利点が得られる。
In this embodiment, since the radiation reflection portion 41 is fixed to the substrate 1 via the mask 40, the distance L1 changes when the displacement portion 4 is displaced, so that the stability of the spectral sensitivity characteristic is improved. Is inferior to the first embodiment, but the other advantages are the same as those of the first embodiment.

【0099】なお、本実施の形態による放射反射部41
と共に用い得る読み出し光学系自体は、特開平10−2
53447号公報の図16に開示されているように、公
知である。
The radiation reflection section 41 according to the present embodiment.
The readout optical system itself that can be used together with
It is known as disclosed in FIG. 16 of JP-A-53447.

【0100】[第5の実施の形態][Fifth Embodiment]

【0101】図11は、本発明の第5の実施の形態によ
る静電容量型の放射検出装置104の単位画素(単位素
子)を示す図であり、図11(a)はその概略平面図、
図11(b)は図11(a)中のD−D’線に沿った概
略断面図である。図11において、図1中の要素と同一
又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説
明は省略する。
FIG. 11 is a diagram showing a unit pixel (unit element) of a capacitance type radiation detecting apparatus 104 according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 11B is a schematic cross-sectional view along the line DD ′ in FIG. 11, elements that are the same as elements in FIG. 1 or that correspond to elements in FIG. 1 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

【0102】この放射検出装置104が図1に示す前記
放射検出装置100と異なる所は、以下の点のみであ
る。
The radiation detector 104 differs from the radiation detector 100 shown in FIG. 1 only in the following points.

【0103】この放射検出装置104では、Si基板1
の両面には、赤外線反射防止膜6,7がコーティングさ
れていない。
In this radiation detecting device 104, the Si substrate 1
Are not coated with infrared antireflection films 6 and 7.

【0104】また、放射検出装置104では、図1中の
赤外線吸収部5に代えて、平板状の部材50が変位発生
部分10,11の先端部分に接続されている。この部材
50は、Al膜9が変位発生部分10,11からそのま
ま延びることによって構成されている。この部材50
は、変位部4に生じた変位に応じた静電容量の変化を得
るために用いられる変位読み出し部材としての可動電極
部となっている。また、部材50は、赤外線iを略々全
反射する赤外線反射部となっている。すなわち、本実施
の形態では、赤外線反射部は可動電極部として兼用され
ている。なお、部材50における後述する赤外線吸収部
51との対向面に赤外線反射部としての反射膜を形成
し、部材50を可動電極部のみとして用いることもでき
る。
Further, in the radiation detecting device 104, a flat plate-shaped member 50 is connected to the distal end portions of the displacement generating portions 10, 11 instead of the infrared absorbing portion 5 in FIG. The member 50 is configured by the Al film 9 extending from the displacement generating portions 10 and 11 as it is. This member 50
Is a movable electrode section as a displacement readout member used to obtain a change in capacitance according to the displacement generated in the displacement section 4. Further, the member 50 is an infrared reflecting portion that substantially totally reflects the infrared light i. That is, in the present embodiment, the infrared reflecting section is also used as the movable electrode section. In addition, a reflection film as an infrared reflection portion may be formed on a surface of the member 50 facing an infrared absorption portion 51 described later, and the member 50 may be used only as a movable electrode portion.

【0105】赤外線吸収部51は、部材50の上に固定
されたSiN膜72とSiO膜71からなる。そして、
放射検出装置104は、赤外線吸収部51が接続部52
を介して部材50に固定されることにより、部材50の
上方に間隔をあけて部材50と実質的に平行に配置され
ている。これにより、赤外線吸収部51は変位部4に設
けられている。本実施の形態では、このようにして赤外
線吸収部51が部材50に固定されることによって、部
材50は、変位部4の変位にかかわらずに部材50と赤
外線吸収部51との相対的な位置関係が実質的に一定に
保たれるように、変位部4に設けられている。なお、赤
外線吸収部51の厚み方向の中心と赤外線反射部として
の部材50の反射面(図11(b)中の上面)との間の
距離が、前述した距離L1に設定されている。
The infrared absorbing section 51 is composed of a SiN film 72 and a SiO film 71 fixed on the member 50. And
In the radiation detection device 104, the infrared absorption unit 51 is connected to the connection unit 52.
By being fixed to the member 50 via the member 50, the member 50 is arranged substantially parallel to the member 50 at an interval above the member 50. Thereby, the infrared absorbing section 51 is provided in the displacement section 4. In the present embodiment, the infrared absorbing portion 51 is fixed to the member 50 in this manner, so that the member 50 is positioned relative to the member 50 and the infrared absorbing portion 51 regardless of the displacement of the displacement portion 4. It is provided on the displacement part 4 so that the relationship is kept substantially constant. Note that the distance between the center in the thickness direction of the infrared absorbing section 51 and the reflecting surface (the upper surface in FIG. 11B) of the member 50 as the infrared reflecting section is set to the above-described distance L1.

【0106】基板1には、可動電極部としての部材50
と対向するように、金属膜からなる固定電極部53が設
けられている。固定電極部53の上面は、必要に応じて
誘電体膜で覆ってもよい。また、基板1には、この固定
電極部53の下側にこの電極53と電気的に接続された
拡散層54が形成されるとともに、脚部2,3のコンタ
クト部2a,3a付近の下側に拡散層55が形成されて
いる。脚部2,3上にはそれぞれ、Al膜9と拡散層5
5との間(ひいては、可動電極部としての部材50と拡
散層55との間)を電気的に接続する配線層56が形成
されている。コンタクト部2a,3aにはそれぞれ開口
が形成され、これらの開口を介して配線層56が拡散層
55と電気的に接続されるようになっている。
The substrate 1 has a member 50 as a movable electrode section.
A fixed electrode portion 53 made of a metal film is provided so as to face. The upper surface of the fixed electrode unit 53 may be covered with a dielectric film if necessary. On the substrate 1, a diffusion layer 54 electrically connected to the fixed electrode portion 53 is formed below the fixed electrode portion 53. Is formed with a diffusion layer 55. An Al film 9 and a diffusion layer 5 are formed on the legs 2 and 3, respectively.
5 (finally, between the member 50 as the movable electrode portion and the diffusion layer 55) is formed. Openings are formed in the contact portions 2a and 3a, respectively, and the wiring layer 56 is electrically connected to the diffusion layer 55 through these openings.

【0107】以上の説明からわかるように、本実施の形
態では、変位部4は、変位発生部分10,11、赤外線
吸収部51、並びに、赤外線反射部及び可動電極部を兼
用する部材50で構成されている。
As can be seen from the above description, in the present embodiment, the displacement portion 4 is constituted by the displacement generating portions 10 and 11, the infrared absorbing portion 51, and the member 50 which also serves as the infrared reflecting portion and the movable electrode portion. Have been.

【0108】この放射検出装置104によれば、上方か
ら赤外線iが入射すると、前記第1の実施の形態による
放射検出装置100と同様の干渉現象によって赤外線吸
収部51が赤外線iを吸収して熱を発生する。この熱が
変位発生部分10,11に伝わり、この熱に応じてカン
チレバーを構成している変位発生部分10,11が下方
に湾曲して傾斜する。このため、部材50が、赤外線吸
収部51との相対的な位置関係(すなわち、間隔L1)
を保ったまま、入射した赤外線iの量に応じた量だけ基
板1の面に対して傾き、可動電極部としての部材50と
固定電極部53との間の距離が変化する。これにより、
部材50と固定電極部53との間の静電容量の値が変化
し、入射赤外線量を拡散層54,55間から静電容量の
変化として検出することができる。なお、図面には示し
ていないが、拡散層54,55はその静電容量を読み出
す読み出し回路に接続されている。
According to the radiation detecting device 104, when the infrared light i is incident from above, the infrared absorbing portion 51 absorbs the infrared light i by the same interference phenomenon as that of the radiation detecting device 100 according to the first embodiment, thereby causing heat. Occurs. This heat is transmitted to the displacement generating portions 10 and 11, and the displacement generating portions 10 and 11 constituting the cantilever are curved downward and inclined in accordance with the heat. For this reason, the relative positional relationship between the member 50 and the infrared absorbing unit 51 (that is, the interval L1).
While maintaining the angle, the surface of the substrate 1 is inclined by an amount corresponding to the amount of the incident infrared light i, and the distance between the member 50 as the movable electrode portion and the fixed electrode portion 53 changes. This allows
The value of the capacitance between the member 50 and the fixed electrode 53 changes, and the amount of incident infrared rays can be detected as a change in the capacitance from between the diffusion layers 54 and 55. Although not shown in the drawings, the diffusion layers 54 and 55 are connected to a read circuit for reading out the capacitance.

【0109】なお、変位部4、脚部2,3及び固定電極
部53を単位素子(画素)として、この画素が基板1上
に1次元状又は2次元状に配置されており、前記読み出
し回路から赤外線画像信号が得られる。
The displacement section 4, the legs 2, 3 and the fixed electrode section 53 are used as unit elements (pixels), and the pixels are arranged one-dimensionally or two-dimensionally on the substrate 1. Provides an infrared image signal.

【0110】本実施の形態によっても、前記第1の実施
の形態と同様の利点が得られる。
According to this embodiment, the same advantages as those of the first embodiment can be obtained.

【0111】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。例えば、前述した各実施の形態は、複数の膜
による赤外線吸収部を利用したオプティカルキャビティ
ーを、光読み出し型や静電容量型の赤外線検出装置に適
用した例であったが、これに限らず、ボロメーターや焦
電体を用いた赤外線検出装置等に用いても良い。
The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments. For example, each of the above-described embodiments is an example in which an optical cavity using an infrared absorbing portion formed by a plurality of films is applied to an optical reading type or a capacitance type infrared detecting device, but is not limited thereto. , A bolometer, an infrared detector using a pyroelectric body, or the like.

【0112】[0112]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
検出感度及び検出応答性の両方を高めることができる。
As described above, according to the present invention,
Both detection sensitivity and detection responsiveness can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態による放射検出装置
の単位画素を示す図であり、図1(a)はその概略平面
図、図1(b)は図1(a)中のA−A’線に沿った概
略断面図である。
FIG. 1 is a diagram showing a unit pixel of a radiation detection apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 (a) is a schematic plan view, and FIG. 1 (b) is a view in FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view along the line AA ′.

【図2】所定の測定試料について実験により得られた吸
収率と波長の関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the absorptance and the wavelength obtained by experiments on a predetermined measurement sample.

【図3】他の測定試料について実験により得られた吸収
率と波長の関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the absorptance and the wavelength obtained by experiments on other measurement samples.

【図4】更に他の測定試料について実験により得られた
吸収率と波長の関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the absorptance and the wavelength obtained by experiments on still another measurement sample.

【図5】更に他の測定試料について実験により得られた
吸収率と波長の関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the absorptance and the wavelength obtained by experiments on still another measurement sample.

【図6】図1に示す放射検出装置を用いた映像化装置の
一例を示す概略構成図である。
6 is a schematic configuration diagram showing an example of an imaging device using the radiation detection device shown in FIG.

【図7】本発明の第2の実施形態に係る光読み出し型の
放射検出装置の単位画素(単位素子)を示す図であり、
図7(a)はその概略平面図、図7(b)は図7(a)
中のB−B’線に沿った概略断面図である。
FIG. 7 is a diagram showing a unit pixel (unit element) of an optical readout type radiation detection apparatus according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 7A is a schematic plan view, and FIG. 7B is FIG.
It is an outline sectional view along the BB 'line in the inside.

【図8】本発明の第3の実施の形態による光読み出し型
の放射検出装置101の単位画素(単位素子)を示す概
略平面図である。
FIG. 8 is a schematic plan view showing a unit pixel (unit element) of an optical readout type radiation detection apparatus 101 according to a third embodiment of the present invention.

【図9】図8中のC−C’線に沿った概略断面図であ
る。
FIG. 9 is a schematic sectional view taken along line CC ′ in FIG. 8;

【図10】本発明の第4の実施の形態による放射検出装
置の単位画素を示す概略断面図である。
FIG. 10 is a schematic sectional view showing a unit pixel of a radiation detection device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第5の実施の形態による放射検出装
置の単位画素を示す図であり、図11(a)はその概略
平面図、図11(b)は図11(a)中のD−D’線に
沿った概略断面図である。
11A and 11B are diagrams showing a unit pixel of a radiation detection apparatus according to a fifth embodiment of the present invention, wherein FIG. 11A is a schematic plan view, and FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view along the line DD ′.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2,3 脚部 4 変位部 5,51 赤外線吸収部 10,11 変位発生部分 12 読み出し光反射部及び赤外線反射部を兼用する部
材 41 赤外線反射部 42 読み出し光ハーフミラー部 43 読み出し光反射部 50 可動電極及び赤外線反射部を兼用する部材 53 固定電極 100,101,103,200 放射検出装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2, 3 Leg part 4 Displacement part 5, 51 Infrared absorption part 10, 11 Displacement generation part 12 Member which also serves as reading light reflection part and infrared reflection part 41 Infrared reflection part 42 Reading light half mirror part 43 Reading light reflection part Reference Signs List 50 Member serving also as movable electrode and infrared reflecting portion 53 Fixed electrode 100, 101, 103, 200 Radiation detector

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 放射を吸収する放射吸収部を有する放射
検出装置であって、 前記放射吸収部が入射した放射の一部を反射する特性を
有し、 前記放射吸収部から所定間隔をあけて配置され前記放射
を略々全反射する放射反射部を備え、 前記放射吸収部は、前記所定間隔の方向に互いに積層さ
れた複数の膜を有し、 前記複数の膜の各々は、当該膜に隣接して積層された他
の膜と異なる物質で形成されたことを特徴とする放射検
出装置。
1. A radiation detecting apparatus having a radiation absorbing section that absorbs radiation, wherein the radiation absorbing section has a characteristic of reflecting a part of incident radiation, and is spaced apart from the radiation absorbing section by a predetermined distance. A radiation reflecting portion that is disposed to substantially totally reflect the radiation, the radiation absorbing portion includes a plurality of films stacked on each other in the direction of the predetermined interval, and each of the plurality of films is A radiation detection device, wherein the radiation detection device is formed of a material different from that of another film stacked adjacently.
【請求項2】 nを奇数、前記放射の所望の波長域の中
心波長をλとして、前記放射吸収部の厚み方向の中心
と前記放射反射部の反射面との間の、前記所定間隔の方
向の距離が、略々nλ/4であることを特徴とする請
求項1記載の放射検出装置。
2. When n is an odd number and λ 0 is the center wavelength of a desired wavelength range of the radiation, the predetermined distance between the center of the radiation absorbing portion in the thickness direction and the reflecting surface of the radiation reflecting portion is defined. distance direction, the radiation detecting apparatus according to claim 1, wherein it is approximately nλ 0/4.
【請求項3】 放射を吸収する放射吸収部を有する放射
検出装置であって、 前記放射吸収部が入射した放射の一部を反射する特性を
有し、 前記放射吸収部から所定間隔をあけて配置され前記放射
を略々全反射する放射反射部を備え、 前記放射吸収部は、前記所定間隔の方向に互いに間隔を
あけて配置された複数の個別放射吸収部を有し、 前記複数の個別放射吸収部の各々は、単一の膜あるいは
前記所定間隔の方向に積層された複数の膜を有すること
を特徴とする放射検出装置。
3. A radiation detecting apparatus having a radiation absorbing portion for absorbing radiation, wherein the radiation absorbing portion has a characteristic of reflecting a part of incident radiation, and is spaced apart from the radiation absorbing portion by a predetermined distance. A radiation reflection unit disposed to substantially totally reflect the radiation, the radiation absorption unit includes a plurality of individual radiation absorption units disposed at intervals in the direction of the predetermined interval, and the plurality of individual radiation absorption units; Each of the radiation absorbing sections has a single film or a plurality of films stacked in the direction of the predetermined interval.
【請求項4】 前記複数の個別放射吸収部のうちの少な
くとも1つの個別放射吸収部は、前記所定間隔の方向に
互いに積層された複数の膜を有し、当該複数の膜の各々
は、当該膜に隣接して積層された他の膜と異なる物質で
形成されたことを特徴とする請求項3記載の放射検出装
置。
4. At least one of the plurality of individual radiation absorbing portions has a plurality of films stacked on each other in the direction of the predetermined interval, and each of the plurality of films is 4. The radiation detection apparatus according to claim 3, wherein the radiation detection apparatus is formed of a different material from other films stacked adjacent to the film.
【請求項5】 nを奇数、前記放射の所望の第1の波長
域の中心波長をλとして、前記複数の個別放射吸収部
のうちの少なくとも1つの個別放射吸収部の厚み方向の
中心と前記放射反射部の反射面との間の、前記所定間隔
の方向の距離が、略々nλ/4であることを特徴とす
る請求項3又は4記載の放射検出装置。
5. odd n, the center wavelength of the desired first wavelength region of the radiation as lambda 1, at least one of the thickness direction of the individual radiation absorber center of the plurality of individual radiation absorbing portion It said radiation between the reflection surface of the reflection portion, the distance in the direction of the predetermined intervals, the radiation detecting apparatus according to claim 3 or 4, wherein it is approximately n [lambda 1/4.
【請求項6】 mを奇数、前記放射の所望の第2の波長
域の中心波長をλとして、前記複数の個別放射吸収部
のうちの他の少なくとも1つの個別放射吸収部の厚み方
向の中心と前記放射反射部の反射面との間の、前記所定
間隔の方向の距離が、略々mλ/4であることを特徴
とする請求項5記載の放射検出装置。
6. When m is an odd number, and λ 2 is a center wavelength of a desired second wavelength range of the radiation, a thickness direction of at least one other individual radiation absorbing section of the plurality of individual radiation absorbing sections is defined. between the center and the reflective surface of the radiation reflection portion, the distance in the direction of the predetermined intervals, the radiation detecting apparatus according to claim 5, characterized in that the approximately mλ 2/4.
【請求項7】 前記放射吸収部が有する前記各膜は赤外
線を一部透過することを特徴とする請求項1乃至6のい
ずれかに記載の放射検出装置。
7. The radiation detecting apparatus according to claim 1, wherein each of the films included in the radiation absorbing part partially transmits infrared light.
【請求項8】 基体と、該基体に支持された変位部とを
備え、 前記変位部は、前記放射吸収部を有し前記放射吸収部に
て発生した熱に応じて前記基体に対して変位し、 前記変位部の変位にかかわらずに前記放射反射部と前記
放射吸収部との相対的な位置関係が実質的に一定に保た
れるように、前記放射反射部が前記変位部に設けられた
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の放
射検出装置。
And a displacement part supported by the base, wherein the displacement part has the radiation absorbing part, and is displaced with respect to the base in response to heat generated in the radiation absorbing part. The radiation reflecting portion is provided on the displacement portion so that the relative positional relationship between the radiation reflecting portion and the radiation absorbing portion is kept substantially constant regardless of the displacement of the displacement portion. The radiation detection device according to claim 1, wherein
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009025306A (en) * 2007-07-20 2009-02-05 Ulis Electromagnetic radiation detector and method of manufacturing the detector
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