红外传感器和配备有红外传感器的红外传感器装置的制作方法

1.本发明总体上涉及红外传感器和配备有红外传感器的红外传感器装置，并且具体地涉及包括具有腔体的衬底和配备有红外传感器的红外传感器装置的红外传感器。


背景技术：

2.现有的红外传感器装置包括：红外传感器(红外传感器芯片)；ic芯片，配置为对来自红外传感器的输出信号进行信号处理；以及其中容纳红外传感器和ic芯片的封装(专利文献1)。
3.红外传感器包括在半导体衬底的一个表面一侧以二维阵列布置的多个像素部分。每个像素部分都具有热红外检测器和作为用于像素选择的开关元件的mos晶体管。热红外检测器具有温度感测单元，该温度感测单元包括彼此串联连接的多个(此处为六个)热电堆。
4.红外传感器具有在每个热红外检测器的一部分正下方和半导体衬底的一个表面侧形成的中空部分(腔体)。热红外检测器包括支撑部和薄膜结构部分。支撑部位于半导体衬底的一个表面侧的中空部附近。薄膜结构部分在半导体衬底的一个表面侧在平面图中覆盖中空部分。
5.每个热电堆具有多个热接点和多个冷接点。多个热接点位于热红外检测器的第一区域中，且第一区域与中空部分重叠。多个冷端位于热红外检测器的第二区域，并且第二区域不与中空部分重叠。
6.注意，红外传感器装置还包括配置为测量绝对温度并存储在封装中的热敏电阻。
7.在专利文献1中描述的红外传感器和红外传感器装置中，每个热红外检测器的冷接点的温度可能不同。
8.引用列表
9.专利文献
10.专利文献1：jp 2012
‑
8003a


技术实现要素：

11.本发明的一个目的是提供一种包括热红外检测器的红外传感器和包括该红外传感器的红外传感器装置，其中每个热红外检测器都具有温度变化减小的冷接点。
12.根据本发明一方面的红外传感器包括衬底和膜结构部件。衬底具有第一主表面以及位于第一主表面的衬底的厚度方向的相反侧的第二主表面。膜结构部件在衬底的第一主表面一侧由衬底支撑。膜结构部件包括多个排列成阵列的热红外检测器。多个热红外检测器中的每一个包括具有多个热接点和多个冷接点的热电堆。红外传感器还包括多个加热器和至少一个温度计。多个加热器设置在衬底的第一主表面上。至少一个温度计设置在衬底的第一主表面上并配置为检测衬底的温度。沿衬底的厚度方向的平面图中，多个加热器中的每一个在衬底的厚度方向上经由包括多个热红外检测器的区域面对多个加热器中的另
一个加热器。
13.根据本发明的一个方面的红外传感器装置包括：红外传感器；以及信号处理装置，配置为对来自红外传感器的输出信号进行信号处理。
附图说明
14.图1是第一实施方式的红外传感器的布局图。
15.图2是红外传感器沿图1的a
‑
a线的截面图。
16.图3是包含红外传感器的红外传感器装置的截面图。
17.图4是表示实施方式1的变体1的红外传感器的布局图。
18.图5是表示实施方式1的变体2的红外传感器的布局图。
19.图6是第2实施方式的红外传感器的布局图。
20.图7是表示第三实施方式的红外传感器的布局图。
21.图8是表示第四实施方式的红外传感器的布局图。
具体实施方式
22.以下实施例中描述的图1至图8为示意图，并且图中各部件的尺寸比例和厚度比例并不一定反映实际尺寸比例。
23.(第一实施例)
24.下面将参照图1和图2描述根据第一实施例的红外传感器100。
25.红外传感器100包括衬底1和多个(例如64个)检测器(像素部分)2。衬底1具有第一主表面11和第二主表面12。检测器2设置在衬底1的第一主表面11侧。
26.第二主面12在衬底1的厚度方向d1(见图2)上位于与第一主表面11相反的一侧。沿红外传感器100的衬底的厚度方向的平面图中，红外传感器100的外周形状例如是正方形。红外传感器100的外周形状不限于正方形，例如也可以是长方形。
27.衬底1为硅衬底。衬底1的第一主表面11是{100}面。例如，衬底1的第一主表面11是(100)面。衬底1的第一主表面11例如可以是与{100}面成0
°
以上5
°
以下的偏角的结晶面。如本文所用，“偏角”是第一主表面11相对于{100}面的倾斜角。因此，当偏角为0
°
时，第一主表面11是{100}面。
28.多个(例如64个)检测器2在衬底1的第一主表面11侧以阵列方式排列。例如，多个检测器2在一个衬底1的第一主面11侧排列成“m”行“n”列(“m”和“n”均为自然数)的二维阵列。在图1所示的例子中，“m”为8，“n”为8，但这不应被解释为限制。例如，“m”可能是16，“n”可能是4。
29.红外传感器100包括构成多个检测器2中的每一个的一部分的膜结构部件3。膜结构部件3在衬底1的第一主表面11侧由衬底1支撑。本实施例中，膜结构部件3包括与多个检测器2一一对应的多个热红外检测器4。即，多个热红外检测器4中的每一个被包括在多个检测器2中的对应检测器2中。因此，多个热红外检测器4在一个衬底1的第一主表面11侧以阵列(在本实施例中为二维阵列)排列。更具体地，多个热红外检测器4在一个衬底1的第一主表面11侧以八行八列的二维阵列排列。
30.膜结构部件3包括氧化硅膜31、氮化硅膜32、层间绝缘膜33和钝化膜34。在膜结构
部件3中，氧化硅膜31、氮化硅膜32、层间绝缘膜33和钝化膜34从衬底1侧依次排列。在本实施例中，氧化硅膜31直接由衬底1支撑。薄膜结构件3中的多个热红外检测器4包括形成在氮化硅薄膜32上的热电转换器5。层间绝缘膜33在氮化硅膜32的表面侧覆盖热电转换器5。层间绝缘膜33例如是硼磷硅玻璃(bpsg)膜。钝化膜34例如是磷硅玻璃(psg)膜和形成在psg膜上的非掺杂硅酸盐玻璃(nsg)膜的层叠膜。注意，在膜结构部件3中，包括层间绝缘膜33和钝化膜34的层叠膜具有设置在热红外检测器4中并且还用作红外线吸收膜70的部分。
31.多个热红外检测器4中的每一个都包括热电转换器5。热电转换器5包括多个(例如，六个)热电堆6。在热电转换器5中，多个热电堆6彼此串联连接。
32.多个检测器2中的每一个都包括热红外检测器4和mos晶体管7。
33.多个mos晶体管7中的每一个都是用于像素选择的开关元件。换言之，多个mos晶体管7中的每一个都是用于从热电转换器5提取输出电压的开关元件。构成衬底1的硅衬底例如是n型硅衬底。多个mos晶体管7中的每一个包括p 型的阱区71、n 型的漏区73、n 型的源区74、以及n 型的沟道截断区72、p 型沟道停止区72、栅极绝缘膜75、栅电极76、漏电极77、源电极78和接地电极79。阱区71、漏区73、源区74和沟道截断区72设置在衬底1中。栅极绝缘膜75设置在衬底1的第一主表面11上。栅电极76设置在栅极绝缘膜75上。漏电极77设置在漏区73上。源电极78设置在源区74上。接地电极79设置在沟道截断区72上。
34.红外传感器100包括：多条第一线(垂直读取线)，其中对应的一列中的多个(八个)检测器2的热电转换器5的第一端通过mos晶体管7共同连接到每条第一线；以及多条第二导线(水平信号线)，每条第二导线共同连接相应行中的多个(八个)检测器的mos晶体管7的栅电极76。红外传感器100还包括：多条第三导线(地线)，每条第三导线(地线)上共同连接相应列中的检测器2的mos晶体管7的阱区71；以及公共地线(第四线)，地线共同连接到该公共地线。红外传感器100还包括多条参考偏置线(第五导线)，每条参考偏置线共同连接相应列中的多个检测器2的热电转换器5的第二端。在本实施例中，mos晶体管7的栅电极76连接到多条第二导线中对应的第二导线。进一步地，mos晶体管7的源极78通过热电转换器5连接到多条第五导线中对应的第五导线。此外，mos晶体管7的漏电极77连接到多条第一导线中对应的第一导线。因此，红外传感器100使得能够顺序读取多个检测器2的输出电压。红外传感器100包括：多个(八个)第一焊盘，多条第一导线一对一连接至该第一焊盘用于输出；多个(八个)第二接垫，多条第二导线一对一地连接至该第二接垫；多条第三导线共同连接的第三焊盘；以及第四接垫，第四接垫与第四导线共同连接并用于参考偏压。
35.此外，衬底1在第一主表面11一侧具有多个腔体13。多个腔体13与多个热红外检测器4一一对应。衬底1的第一主表面11的腔体13的开口形状为矩形。衬底1中的多个腔体13中的每一个直接设置在多个热红外检测器4中的相应热红外检测器4的一部分下方。因此，多个热红外检测器4中的每一个的一部分在衬底1的厚度方向d1上远离衬底1。在沿着衬底1厚度方向d1的平面图中，每个热红外检测器4具有位于腔体13的开口边缘内侧的部分，并且该部分具有在厚度方向d1上形成的多个狭缝44，使得狭缝44延伸穿过要连接到(连通)腔体13的部分。如上所述，红外传感器100的衬底1为硅衬底，衬底1中的每个腔体13的内侧表面具有相互交叉的四(111)个平面。每个腔体13具有例如四棱锥形状。
36.形成在多个热红外检测器4中的多个狭缝44将热红外检测器4的在衬底1的厚度方向d1上与腔体13重叠的部分分成六个区域，每个区域包括一个热电堆6。
37.每个热电堆6具有多个(九个)热电偶60。多个热电偶60中的每一个包括n型多晶硅线61、p型多晶硅线62、n型多晶硅线61的第一端与p型多晶硅线62的第一端通过第一连接器63电连接。n型多晶硅线61和p型多晶硅线62设置在氮化硅膜32上。第一连接器63的材料例如是铝硅合金。每个热电堆6包括第二连接器64，多个热电偶60的相邻热电偶60的n型多晶硅线61的第二端和p型多晶硅线62的第二端经由第二连接器64彼此电连接。第二连接器64的材料例如是铝硅合金。
38.在本实施例中，n型多晶硅线61的第一端、p型多晶硅线62的第一端以及每个热电堆6的多个热电偶60中的每一个的第一连接器63构成一个热接点t1。因此，每个热电堆6具有多个(九个)热接点t1。并且，n型多晶硅线61的第二端、p型多晶硅线62的第二端以及每个热电堆6的每两个相邻热电偶60的第二连接器64构成一个冷接点t2。因此，每个热电堆6具有多个(八个)冷接点t2。
39.热电堆6的每个热接点t1设置为在衬底1的厚度方向d1上与腔体13重叠。每个冷接点t2被设置为在衬底1的厚度方向d1上不与腔体j3重叠。即，每个热接点t1被包括在热红外检测器4的第一部分41中，第一部分41与腔体13重叠。每个冷接点t2包括在热红外检测器4的第二部分42中，第二部分42不与腔体13重叠。
40.多个腔体13通过基于蚀刻硅衬底的速度的晶面取向依赖性对衬底1进行各向异性蚀刻而形成。由于衬底1的第一主表面11为(100)面，因此各腔体13的内周具有相互交叉的四个(111)面。在本实施例中，进行各向异性蚀刻时所采用的蚀刻液例如为加热至预定温度(例如85℃)的tmah溶液。蚀刻液不限于tmah溶液，而且可以使用其他基于碱的溶液(例如，koh溶液)。多个腔体13中的每一个的深度小于衬底1的厚度。即，多个腔体13不延伸穿过衬底1。
41.红外传感器100还包括多个(四个)加热器8和温度计9。
42.多个加热器8设置在衬底1的第一主表面11上。在本实施例中，多个加热器8间接地设置在衬底1的第一主表面11上。例如，多个加热器8设置在膜结构部件3的氮化硅膜32上，但这不应被解释为限制。多个加热器8可以设置在例如层间绝缘膜33或钝化膜34上。
43.在衬底1的厚度方向d1上的平面图中，多个加热器8中的每一个具有曲折形状，具体为方波形状，但这不应被解释为限制。每个加热器8可以具有例如三角波形状。在红外传感器100中，多个加热器8的一端电连接到不同的焊盘801，多个加热器8的另一端电连接到不同的焊盘802。
44.多个加热器8中的每一个的材料例如是金属，但这不应被解释为限制，并且该材料例如可以是包括杂质的合金或多晶硅。包含杂质的多晶硅是掺杂有杂质的多晶硅，例如是n型多晶硅或p型多晶硅。n型多晶硅的杂质浓度可以与热电堆6的n型多晶硅导线61的杂质浓度相同或不同。此外，p型多晶硅的杂质浓度可以与热电堆6的p型多晶硅线62的杂质浓度相同或不同。
45.在衬底1的厚度方向d1的平面图中，多个加热器8中的每一个经由包括多个热红外检测器4的区域10面对多个加热器8中的另一个加热器8。
46.四个加热器8在衬底1的厚度方向d1的平面图中围绕区域10。在本实施例中，四个加热器8在衬底1的厚度方向d1的平面图中沿着衬底的四个边14一个接一个地布置。
47.温度计9设置在衬底1的第一主表面11上，用于检测衬底1的温度。在本实施例中，
温度计9间接设置在衬底1的第一主表面11上。例如，温度计9设置在膜结构部件3的氮化硅膜32上，但这不应被解释为限制性的。温度计9可以设置在例如层间绝缘膜33或钝化膜34上。此外，温度计9可以直接设置在衬底1的第一主表面11上。温度计9例如是薄膜热敏电阻元件，但不限于此示例。
48.红外传感器100包括多个(四个)温度计9。多个温度计9与多个加热器8一一对应地配置。在该实施例中，多个温度计9中的每一个都布置在多个加热器8中对应的一个加热器8的附近。
49.接下来，将参照图3描述包括红外传感器100的红外传感器装置300。
50.红外传感器装置300包括红外传感器100和被配置为对来自红外传感器100的输出信号进行信号处理的信号处理装置200。信号处理装置200例如是ic芯片。
51.红外传感器装置300还包括封装260。封装260在其中容纳红外传感器100和信号处理装置200。
52.封装260具有封装体261和封装盖262。
53.红外传感器100和信号处理装置200安装在封装体261上封装体261是陶瓷衬底，设有用于布线的导体等。
54.封装盖262呈盒状并且具有一个敞开的面向封装主体261的表面。封装盖262包括盖263和透镜264。盖263的材料例如是金属。盖263结合到封装体261。盖263具有在红外传感器100的衬底1的厚度方向d1上与红外传感器100重叠的区域中形成的通孔265。透镜264封闭形成在盖263中的通孔265。盖264的材料例如是金属。透镜264结合到盖263。将透镜264结合到盖263的结合材料是导电材料。透镜264例如是非球面透镜。
55.在根据第一实施例的红外传感器装置300中，封装260的内部空间中的空气是干燥的氮气。
56.信号处理装置200包括第一放大电路、第二放大电路、第一多工器、第二多工器、第一a/d转换电路、第二a/d转换电路、计算器、存储器和控制电路。
57.第一放大器电路被配置为放大来自红外传感器100的输出电压。第二放大器电路被配置为放大来自温度计9的输出电压。第一多工器被配置为交替地将来自红外传感器100的多个检测器2的热电转换器5的输出电压输入到第一放大电路。第二多工器被配置为交替地将来自红外传感器100的多个温度计9的输出电压输入到第二放大器电路。第一a/d转换电路用于将从红外传感器100输出并由第一放大电路放大的输出电压转换为数字值。第二a/d转换电路将从温度计9输出并由第二放大电路放大后的输出电压转换为数字值。
58.控制电路用于控制红外传感器100的多个mos晶体管7。此外，控制电路配置为控制多个加热器8，使得多个温度计9的输出电压彼此相等。
59.基于与红外传感器100的输出电压相关的第一a/d转换电路输出的数字值和与温度计9的输出电压相关的第二a/d转换电路输出的数字值的计算公式，计算器被配置为通过该规定的计算公式计算红外传感器装置300的感测区域内的物体的温度。在本实施例中，计算公式例如为下述数学公式，其中物体的温度为t
o
，红外传感器100的输出电压为vout，红外传感器100的温度(多个温度计9的输出电压的平均值)由ts表示。
60.公式1
[0061][0062]
(其中a、b、d、e和f是系数)
[0063]
存储器被配置为存储用于计算器的计算的数据等。
[0064]
注意，红外传感器装置300包括位于封装体261上并且比信号处理装置200更靠近红外传感器100的芯片型热敏电阻，并且计算器可以基于红外传感器100的输出电压和片式热敏电阻的输出电压来计算物体的温度。
[0065]
红外传感器装置300的感测面积取决于设置在红外传感器100的受光面一侧的透镜264的形状等。红外传感器100的受光面是红外线从红外传感器100的外部入射的面，该受光面例如是膜结构部件3的与衬底1相反一侧的表面。
[0066]
在根据第一实施例的红外传感器100中，温度计9设置在衬底1的第一主表面11上并且配置为检测衬底1的温度。此外，根据第一实施例的红外传感器100，在衬底1的厚度方向d1的平面图中，多个加热器8中的每一个经由包括多个热红外检测器4的区域10面对多个加热器8中的另一个加热器8。因此，在根据第一实施例的红外传感器100和红外传感器装置300中，可以减少每个热红外检测器4的冷接点t2的温度变化。根据本实施例，在红外传感器100和红外传感器装置300中，信号处理装置200的控制电路根据多个温度计9的输出电压进行控制，使电流流过多个加热器8，从而使温度在衬底1中均匀分布，并且可以减小每个热红外检测器4的冷接点t2的温度变化。
[0067]
(第一实施例的第一变体)
[0068]
将参照图4描述根据第一实施例的第一变体的红外传感器100a。在第一变体的红外传感器100a中，对与第一实施方式的红外传感器100相同的构成要素标注与第一实施方式相同的附图标记并省略描述。
[0069]
在根据第一实施例的红外传感器100中，每个加热器8布置成面对在列方向或行方向上排列的八个热红外检测器4中的一些(在图中所示的例子中为四个)热红外检测器4。相比之下，根据第一变体的红外传感器100a包括每个加热器8，每个加热器8布置为面对在列方向或行方向上排列的八个热红外检测器4。因此，在根据第一变体的红外传感器100a中，可以进一步减小每个热红外检测器4的冷接点t2的温度变化。
[0070]
(第一实施例的第二变体)
[0071]
将参照图5描述根据第一实施例的第二变体的红外传感器100b。在第二变体的红外传感器100b中，与第一实施方式的红外传感器100相同的构成要素标注与第一实施方式相同的附图标记并省略描述。
[0072]
根据第二变体的红外传感器100b包括多个加热器8，每个加热器8具有彼此串联连接的两个加热元件80。两个加热元件80在沿着衬底1的一侧14的方向上对齐。因此，在根据第二变体的红外传感器100b中，可以进一步减小每个热红外检测器4的冷接点t2的温度变化。
[0073]
(第二实施例)
[0074]
下面将参考图6描述根据第二实施例的红外传感器100c。在第二实施方式的红外传感器100c中，对与第一实施方式的红外传感器100相同的构成要素标注与第一实施方式相同的附图标记并省略描述。
[0075]
根据第二实施例的红外传感器100c包括在衬底1的厚度方向d1(参见图2)的平面图中一个接一个地位于衬底1的四个角处的多个加热器8。因此，根据第二实施例的红外传感器100c，在衬底1的厚度方向d1上的平面图中，多个加热器8中的每一个经由包括多个热红外检测器4的区域10面对多个加热器8中的另一个加热器8。因此，在红外传感器100c和包括红外传感器100c代替根据第二实施例的红外传感器100的红外传感器装置300(见图3)中，可以减少每个热红外检测器4的冷接点t2的温度变化。此外，在红外传感器100c中，增加了第一实施例中描述的第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘和第四焊盘的布置自由度。
[0076]
(第三实施例)
[0077]
下面将参考图7描述根据第三实施例的红外传感器100d。在根据第三实施例的红外传感器100d中，与根据第一实施例的红外传感器100的部件相似的部件用与第一实施例中的附图标记相同的附图标记表示并省略描述。
[0078]
根据第二变体的红外传感器100b包括多个加热器8，每个加热器8具有彼此串联连接的两个加热元件8。在红外传感器100d中，四个加热器8的第一端共同连接到一个焊盘801，四个加热器8的第二端共同连接到一个焊盘802。
[0079]
在红外传感器100d中，多个加热器8中的每一个的材料例如是包含杂质的多晶硅。因此，在红外传感器100d中，多个加热器8中的每一个的电阻温度系数(tcr)的值大于在多个加热器8中的每一个的材料是金属的情况下的tcr的值。因此，在红外传感器100d中，由于温度变化引起的多个加热器8中的每一个的电阻值的变化变大。因此，如果在红外传感器100d中，如果四个加热器8的温度发生变化，则加热器8的电阻值也发生变化，在这种情况下，具有较小电阻值的加热器8允许较大的电流流过，因此更可能升高温度。因此，在红外传感器100d中，可以进一步减小每个热红外检测器4的冷接点t2的温度变化。在代替红外传感器100而具备红外传感器100d的红外传感器装置300中，基于多个温度计9的输出电压，信号处理装置200的控制电路控制电流流过多个加热器8，从而温度在衬底1中分布均匀，可以减小每个热红外检测器4的冷接点t2的温度变化。
[0080]
(第四实施例)
[0081]
下面将参考图8描述根据第四实施例的红外传感器100e。在根据第四实施例的红外传感器100e中，与根据第一实施例的红外传感器100的部件相似的部件由与第一实施例中的附图标记相同的附图标记表示并省略描述。
[0082]
除了作为多个加热器8的两个第一加热器81之外，根据第四实施例的红外传感器100e还包括多个第二加热器82。
[0083]
在与两个第一加热器81排列的第一方向d11正交的第二方向d12上，多个热红外检测器4包括在衬底1的厚度方向d1(见图2)的平面图中排列的多组热红外检测器4。在衬底1的厚度方向d1的平面图中，多个第二加热器82位于在第一方向d11上彼此相邻的热红外检测器4的组之间，和第二加热器82在第一方向d11上彼此分开。
[0084]
在红外传感器100e中，两个第一加热器81和多个第二加热器82彼此并联连接。
[0085]
在红外传感器100e中，两个第一加热器81和多个第二加热器82中的每一个的材料是包括杂质的多晶硅。
[0086]
在红外传感器100e中，两个第一加热器81和多个第二加热器82中的每一个的tcr大于两个第一加热器81和多个第二加热器82中的每一个的材料是金属的情况。因此，在红
外传感器100e中，如果两个第一加热器81和多个第二加热器82的温度变化，则电阻值也变化，在这种情况下，电阻值越小，流过的电流越大，因此温度更可能升高。因此，在红外传感器100e中，两个第一加热器81和多个第二加热器82的温度变化减小，并且每个热红外检测器4的冷接点t2的温度变化可以减小。
[0087]
(其他变体)
[0088]
实施例仅仅是本发明的各种实施例的示例。只要能够实现本发明的目的，就可以根据设计等对实施例进行各种修改。
[0089]
例如，多个检测器2的数量和布置不限于上述示例。例如，多个检测器2至少排列成阵列，但该阵列不限于二维阵列。检测器2可以布置成一维阵列或蜂窝阵列。
[0090]
此外，每个热电转换器5中的多个热电堆6的连接关系不限于上述示例。即，各热电转换器5不限于多个热电堆6全部串联连接的结构。多个热电堆6可以彼此并联连接，或者多个热电堆6可以彼此串联
‑
并联连接。此外，每个热电转换器5不必包括多个热电堆6，而是可以包括例如一个热电堆6。
[0091]
多个加热器8不必间接地设置在衬底1的第一主表面11上，而是可以将加热器8直接设置在衬底1的第一主表面11上。
[0092]
此外，衬底1不限于硅衬底，而可以是例如绝缘体上硅(so1)衬底、金属衬底等。
[0093]
此外，多个加热器8不限于四个加热器8，而可以是例如两个加热器8。
[0094]
此外，在红外传感器100中，每个检测器2包括mos晶体管7，但这不应被解释为限制。mos晶体管7可以被提供给除检测器2之外的各个组件。此外，每个mos晶体管7不是红外传感器100的必要组件。
[0095]
此外，在红外传感器装置300中，封装260的内部空间中的空气可以是真空。
[0096]
信号处理装置200不限于具有其中信号处理装置200由一个电子部件构成的配置，而是信号处理装置200可以包括多个电子部件。
[0097]
(方面)
[0098]
上述实施例等公开了以下方面。
[0099]
第一方面的红外传感器(100；100a；100b；100c；100d；100e)包括衬底(1)和膜结构部件(3)。衬底(1)具有第一主表面(11)和在衬底(1)的厚度方向(d1)上位于第一主表面(11)的相反侧的第二主表面(12)。膜结构部件(3)在衬底(1)的第一主表面(11)一侧由衬底(1)支撑。膜结构部件(3)包括多个阵列排列的热红外检测器(4)。多个热红外检测器(4)中的每一个包括具有多个热接点(t1)和多个冷接点(t2)的热电堆(6)。红外传感器(100；100a；100b；100c；100d；100e)还包括多个加热器(8)和至少一个温度计(9)。多个加热器(8)设置在衬底(1)的第一主表面(11)上。至少一个温度计(9)设置在衬底(1)的第一主表面(11)上，用于检测衬底(1)的温度。多个加热器(8)中的每一个在衬底(1)的厚度方向(d1)上的平面图中通过包括多个热红外检测器(4)的区域(10)面对多个加热器(8)中的另一个加热器(8)。
[0100]
在第一方面的红外传感器(100；100a；100b；100c；100d；100e)中，可以减少每个热红外检测器(4)的冷接口(t2)的温度变化。
[0101]
在参照第一方面的第二方面的红外传感器(100；100a；100b；100c；100d；100e)中，衬底(1)在第一主表面(11)的一侧具有多个腔体(13)。多个腔体(13)与多个热红外检测器
(4)一一对应。在每一个多个热红外检测器(4)中，多个热接点(t1)被布置成使得多个热接点(t1)与多个腔体(13)的相应腔体(13)重叠。在每一个多个热红外检测器(4)中，多个冷接点(t2)被布置成使得多个冷接点(t2)不与多个腔体(13)的相应腔体(13)重叠。
[0102]
在第二方面的红外传感器(100；100a；100b；100c；100d；100e)中，每一个多个热红外检测器(4)与衬底(1)之间的热容量进一步增加，每一个热红外检测器(4)的冷端(t2)的温度变化进一步减小。
[0103]
在参照第一或第二方面的根据第三方面的红外传感器(100；100a；100b；100c；100d)中，在衬底(1)的厚度方向(d1)的平面图中，多个加热器(8)围绕区域(10)。在第三方面的红外传感器(100；i00a；100b；100c；100d)中，至少一个温度计(9)包括多个温度计(9)。多个温度计(9)与多个加热器(8)一对一地配置。
[0104]
在第三方面的红外传感器(100；100a；100b；100c；100d)中，与多个加热器(8)一一关联地布置的多个温度计(9)测量衬底(1)的温度。
[0105]
在参照第三方面的第四方面的红外传感器(100；100a；100b；100c；100d)中，多个加热器(8)仅包括四个加热器(8)。
[0106]
在第四方面的红外传感器(100；100a；100b；100c；100d)中，与仅提供两个加热器(8)作为多个加热器(8)的情况相比，每个热红外检测器(4)的冷接点(t2)的温度变化进一步减小。
[0107]
在参照第一或第二方面的根据第五方面的红外传感器(100；100a；100b；100d)中，多个加热器(8)在衬底(1)厚度方向上的平面图中围绕区域(10)。多个加热器(8)仅包括四个加热器(8)。在衬底(1)的厚度方向(d1)的平面图中，多个加热器(8)沿着衬底(1)的四个边(14)一个接一个地排列。
[0108]
在第五方面的红外传感器(100；100a；100b；100d)中，与只有两个加热器(8)被设置为多个加热器(8)的情况相比，每个热红外检测器(4)的冷接点(t2)的温度变化进一步减小。
[0109]
在参照第五方面的第六方面的红外传感器(100d)中，多个加热器(8)并联连接。
[0110]
在第六方面的红外传感器(100d)中，使电流流过多个加热器(8)的焊盘(801)和(802)的数量减少。
[0111]
在参照第六方面的根据第七方面的红外传感器(100d)中，用于多个加热器(8)中的每一个的材料是包括杂质的多晶硅。
[0112]
在第七方面的红外传感器(100d)中，进一步减小了每个热红外检测器(4)的冷接点(t2)的温度变化。
[0113]
参照第三方面的根据第八方面的红外传感器(100c)，在衬底(1)的厚度方向(d1)上的平面图中，多个加热器(8)一个接一个地位于衬底(1)的四个角处。
[0114]
在第八方面的红外传感器(100c)中，与只有两个加热器(8)被设置为多个加热器(8)的情况相比，每个热红外检测器(4)的冷接点(t2)的温度变化进一步减小。
[0115]
参照第一或第二方面的第九方面的红外传感器(100e)除了作为多个加热器(8)的两个第一加热器(81)之外还包括多个第二加热器(82)。多个热红外检测器(4)排列成二维阵列。衬底(1)的厚度方向(d1)的平面图中，在与两个第一加热器(81)排列的第一方向(d11)正交的第二方向(d12)上，多个热红外检测器(4)包括排列的多组热红外检测器(4)。
在衬底(1)的厚度方向(d1)的平面图中，多个第二加热器(82)位于在第一方向(d11)上相邻的热红外检测器(4)组之间，并且第二加热器(82)在第一方向(d11)上彼此分开。
[0116]
在第九方面的红外传感器(100e)中，与仅设置两个第一加热器(81)作为多个加热器(8)的情况相比，进一步减小了每个热红外检测器(4)的冷接点(t2)的温度变化。
[0117]
在参照第九方面的第十方面的红外传感器(100e)中，两个第一加热器(81)和多个第二加热器(82)彼此并联连接。
[0118]
在第十方面的红外传感器(100e)中，使电流流过两个第一加热器(81)和多个第二加热器(82)的焊盘(801)和(802)的数量减少。
[0119]
在参照第十方面的第十一方面的红外传感器(100e)中，两个第一加热器(81)和多个第二加热器(82)中的每一个的材料是包括杂质的多晶硅。
[0120]
在第十一方面的红外传感器(100e)中，两个第一加热器(81)和多个第二加热器(82)中的每一个的tcr大于两个第一加热器(81)和多个第二加热器(82)的材料是金属的情况。因此，在第十一方面的红外传感器(100e)中，如果两个第一加热器(81)和多个第二加热器(82)的温度发生变化，电阻值也会变化，在这种情况下，电阻值越小，流过的电流越大，温度越容易上升。在第十一方面的红外传感器(100e)中，减少了两个第一加热器(81)和多个第二加热器(82)的温度变化，并且每个热红外检测器(4)的冷接点(t2)的温度变化可以进一步减小。
[0121]
在根据第一至第十一方面中任一方面的第十二方面的红外传感器(100；100a；100b；100c；100d；100e)中，衬底(1)是硅衬底。
[0122]
第十三方面的红外传感器装置(300)包括第一至第十二方面中任一项的红外传感器(100；100a；100b；100c；100d；100e)；以及信号处理装置(200)，被配置为对来自红外传感器(100；100a；100b；100c；100d；100e)的输出信号进行信号处理。
[0123]
在第十三方面的红外传感器装置(300)中，减小了每个热红外检测器(4)的冷接点(t2)的温度变化。
[0124]
根据第二至第十二方面的配置不是红外传感器装置(300)的必要配置并且可以因此被省略。
[0125]
附图标记列表
[0126]
1 衬底
[0127]
11 第一主表面
[0128]
12 第二主表面
[0129]
13 腔体
[0130]
14 侧边/面
[0131]
3 膜结构部件
[0132]
4 热红外检测器
[0133]
6 热电堆
[0134]
8 加热器
[0135]
81 第一加热器
[0136]
82 第二加热器
[0137]
9 温度计
[0138]
100、100a、100b、100c、100d、100e 红外传感器
[0139]
200 信号处理装置
[0140]
300 红外传感器装置
[0141]
d1 厚度方向
[0142]
d11 第一方向
[0143]
d12 第二方向
[0144]
t1 热接点
[0145]
t2 冷接点。