CN102197290A - 红外线传感器 - Google Patents

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ray sensor
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萩原洋右
牛山直树
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Abstract

公开了一种红外线传感器(1)，其包括基体(10)和设置在基体(10)的一个表面侧上的红外线检测元件(3)。红外线检测元件(3)包括：薄膜红外线吸收构件(33)，其吸收红外线光；温度检测构件(30)，其检测红外线吸收构件(33)和基体(10)之间的温度差；以及保护膜(39)。红外线吸收构件(33)布置在基体(10)的一个表面侧上，以便在红外线吸收构件(33)和基体(10)之间提供隔热空间。温度检测构件(30)包括p型多晶硅层(35)和n型多晶硅层(34)以及连接层(36)，其中，p型多晶硅层(35)和n型多晶硅层(34)被形成为跨越红外线吸收构件(33)和基体(10)，连接层(36)在红外线吸收构件(33)上电连接p型多晶硅层(35)和n型多晶硅层(34)。保护膜(39)是设置在红外线吸收构件(33)中的红外线入射表面上以便覆盖该红外线入射表面的多晶硅膜，该红外线入射表面是远离基体(10)的平面。

Description

红外线传感器
技术领域
本发明涉及一种红外线传感器。
背景技术
过去，提出了检测红外线(例如，从人体发射的具有8到12μm波长的红外线)的红外线传感器。文献1(日本专利公开第2576259号)和文献2(日本专利公开第3287173号)公开了使用显微机械加工技术制造的红外线传感器。这种红外线传感器包括薄膜形状的红外线吸收构件和温度检测构件。红外线吸收构件吸收红外线，并将吸收的红外线转化为热。温度检测构件测量红外线吸收构件的温度的改变。
在上述文献1中公开的红外线传感器包括硅基片和在硅基片上形成的氮化硅膜。硅基片设置有用于隔热的空腔。氮化硅膜具有其用作红外线吸收构件的、覆盖空腔的部分。在这种红外线传感器中，采用温差电堆作为温度检测构件。温差电堆由使用图案化技术等在氮化硅膜上形成的n型硅膜和p型硅膜构成。
在文献2中公开的红外线传感器包括在红外线波长区域中具有高吸收率的介电层(红外线吸收构件)。在介电层上形成了温度检测半导体层。在温度检测半导体层下方的介电层下面，形成了用于抑制从温度检测半导体层到外部的热传导的空腔。在这种红外线传感器中，优选使介电层变薄，以减小其热传导率(提高其耐受力)，并且提高响应速度。当介电层变薄时，作为红外线吸收构件的介电层可能发生弯曲，并且红外线传感器可能具有差的结构稳定性和低灵敏度。
另外，在文献2中公开的红外线传感器使用热辐射计型红外线检测元件。因此，需要流过电流，以测量红外线检测元件的电阻的改变。这导致功率消耗增加。此外，由于热辐射计型红外线检测元件对其自身进行加热，因此该红外线检测元件可能由于自加热产生的热应力而发生弯曲。此外，红外线检测元件的电阻温度系数由于自加热产生的温度变化和/或周围温度变化而改变。鉴于此，需要温度补偿多晶硅层来提高准确度。然而，提供温度补偿多晶硅层使红外线传感器变大，并且使生产成本增加。
同时，在文献1中公开的红外线传感器中，使用温差电堆作为温度检测构件。与热辐射计型红外线检测元件不同，温差电堆不需要电流来测量温度。因此，温差电堆不产生自加热。因此，红外线吸收构件免受由自加热而导致的弯曲。此外，可以降低功率消耗。另外，由于温差电堆的灵敏度不依赖于其温度，因此温差电堆具有高准确度。
为了形成在文献1中公开的温差电堆，需要使用蚀刻技术对在红外线吸收构件上形成的n型硅膜和p型硅膜进行图案化。当形成温差电堆时，可能将红外线吸收构件与p型硅膜和/或n型硅膜一起蚀刻。在这种情形下，包括红外线传感器和在其上形成的温差电堆的薄膜结构可能发生弯曲，并且红外线传感器可能具有差的结构稳定性和低灵敏度。
发明内容
鉴于上述不足，本发明的目的在于提出一种红外线传感器，其能够使红外线吸收构件薄，并且还使其免于弯曲。
根据本发明的红外线传感器包括基体以及在基体的表面上方形成的红外线检测元件。红外线检测元件包括：薄膜形式的红外线吸收构件，该红外线吸收构件被配置为吸收红外线；温度检测构件，被配置为测量红外线吸收构件和基体之间的温度差；以及保护膜。红外线吸收构件与基体的表面间隔开以便隔热。温度检测构件包括热电偶，热电偶包括p型多晶硅层、n型多晶硅层和连接层，p型多晶硅层形成在红外线吸收构件和基体上方，n型多晶硅层形成在红外线吸收构件和基体上方且不与p型多晶硅层接触，连接层被配置为将p型多晶硅层电连接到n型多晶硅层。保护膜被配置为在形成p型多晶硅层和n型多晶硅层时，用于保护红外线吸收构件，并且防止红外线吸收构件弯曲。保护膜是形成在红外线入射表面上、用于覆盖该红外线入射表面的多晶硅层，红外线入射表面被定义为红外线吸收构件的与基体相对的表面。
根据本发明，由于温度检测构件不对其自身进行加热，因此红外线吸收构件免于由于温度检测构件的自加热而发生的弯曲。另外，由于保护膜形成在红外线吸收构件的红外线入射表面上，因此能够防止在形成p型多晶硅层和n型多晶硅层时，红外线吸收构件被蚀刻得变薄。另外，保护膜可以增强红外线吸收构件中的应力的均匀分布。因此，能够在形成p型多晶硅层和n型多晶硅层时，保护红外线吸收构件，并且防止红外线吸收构件弯曲。因此，能够使红外线吸收构件薄，还使红外线吸收构件免于弯曲，因此能够提高灵敏度。
在优选方面，红外线检测元件包括支持构件，支持构件被配置为将红外线吸收构件耦合到基体。支持构件仅在单点耦合到基体。
通过该方面，能够防止红外线吸收构件在基体由于外部应力、热应力等变形时发生变形。
在优选实施例中，红外线检测元件包括支持构件，支持构件被配置为将红外线吸收构件耦合到基体。支持构件仅在两点耦合到红外线吸收构件。
通过该方面，红外线吸收构件可以具有对于扭曲应力的高容忍力。
在优选实施例中，p型多晶硅层、n型多晶硅层和保护膜具有相同的厚度。
通过该方面，可以增强红外线吸收构件中的应力的均匀分布，因此可以使红外线吸收构件免于弯曲。
在优选方面，p型多晶硅层、n型多晶硅层和保护膜形成在共同的平面中。
通过该方面，可以增强红外线吸收构件中的应力的均匀分布，因此可以使红外线吸收构件免于弯曲。
在优选方面，红外线检测元件包括红外线吸收膜，红外线吸收膜形成在保护膜的与基体相对的表面上方。红外线吸收膜具有λ/4n的厚度，其中，n表示红外线吸收膜的反射率，并且λ表示要由红外线检测元件检测的红外线的中心波长。
通过该方面，能够增强红外线吸收膜对要由红外线检测元件检测的红外线的吸收效率，因此可以提高灵敏度。
在优选方面，保护膜包括p型保护膜和n型保护膜，p型保护膜与p型多晶硅层一体地形成，并且具有1018至1020cm-3的杂质浓度；n型保护膜与n型多晶硅层一体地形成，并且具有1018至1020cm-3的杂质浓度。
通过该方面，能够减小热电偶的电阻，因此可以提高S/N比率。
在优选方面，保护膜具有1018至1020cm-3的杂质浓度。保护膜具有λ/4n的厚度，其中，n表示保护膜的反射率，并且λ表示要由红外线检测元件检测的红外线的中心波长。
通过该方面，能够增强保护膜对要由红外线检测元件检测的红外线的吸收效率，因此可以提高灵敏度。
在优选方面，保护膜具有1018至1020cm-3的杂质浓度。p型多晶硅层和n型多晶硅层中的至少一个具有与保护膜相同种类和相同浓度的杂质。
通过该方面，可以提高温度检测构件的输出的S/N比率。此外，可以通过与p型多晶硅层和n型多晶硅层中的至少一个相同的工艺形成保护膜。因此，可以降低生产成本。
在优选方面，红外线传感器包括多个单元，每个单元包括红外线检测元件。多个单元以阵列的方式布置在基体的表面上方。
通过该方面，能够提供红外线图像传感器。
在更优选方面，单元包括MOS(金属氧化物半导体)晶体管，MOS晶体管被配置为读出温度检测构件的输出。
通过该方面，能够减少输出垫(pad)的数量，因此能够减小红外线传感器的尺寸，并且能够降低其生产成本。
在进一步优选方面，MOS晶体管包括栅极，栅极由具有与保护膜相同厚度的多晶硅膜定义。
通过该方面，MOS晶体管的栅极和保护膜可以通过相同的工艺形成。相应地，可以减少制造红外线传感器的方法的步骤的数量，因此能够降低其生产成本。
在优选实施例中，基体设置有空腔，用于在基体和红外线吸收构件之间进行隔热。红外线检测元件包括薄膜结构，薄膜结构包括多个小薄膜结构，并且该薄膜结构布置在空腔上方。小薄膜结构中的每个包括薄膜形式的红外线吸收构件和温度检测构件，红外线吸收构件被配置为吸收红外线，温度检测构件形成在红外线吸收构件上，并且被配置为测量同一红外线吸收构件的温度。在小薄膜结构之间形成有缝隙。所有温度检测构件以提供依赖于温度的输出的关系彼此电连接，该依赖于温度的输出大于温度检测构件中的任意单个的输出。
通过该方面，红外线传感器可以提高其响应速度和灵敏度。此外，即使在基体中存在应力或者遭受外部应力或者热应力的情况下，也能够限制每个红外线检测构件的变形。由此，能够改善红外线传感器的结构稳定性，并且使红外线传感器的灵敏度稳定。
在更优选方面，薄膜结构包括连接构件，连接构件被配置为将小薄膜结构连接在一起。
根据该方面，能够防止在使用红外线传感器时，红外线传感器由于由外部温度变化或者冲击引起的应力而发生破损。使得能够在制造红外线传感器时，防止红外线传感器破损。可以提高制作成品率。
附图说明
图1A是示出第一实施例的红外线传感器的平面视图，
图1B示出了第一实施例的红外线传感器沿着图1A的线D-D的截面图，
图1C示出了第一实施例的红外线传感器沿着图1A的线E-E的截面图，
图2A是示出上述红外线传感器的平面视图，
图2B是示出上述红外线传感器的等效电路示意图，
图3是示出包括上述红外线传感器的红外线传感器模块的示意性平面视图，
图4是示出包括上述红外线传感器的红外线传感器模块的说明图，
图5是示出制造上述红外线传感器的方法的工艺流程图，
图6是示出制造上述红外线传感器的方法的工艺流程图，
图7A是示出第二实施例的红外线传感器的平面视图，
图7B是示出第二实施例的红外线传感器的放大视图，
图7C示出了第二实施例的红外线传感器沿着图7A的线D-D的截面图，
图8是示出上述红外线传感器的等效电路示意图，
图9是示出包括上述红外线传感器的红外线传感器模块的示意性平面视图，
图10是示出包括上述红外线传感器的红外线传感器模块的说明图，
图11A是示出上述红外线传感器的变形例的平面视图，
图11B示出了上述红外线传感器的变形例沿着图11A的线D-D的截面图，
图12A是示出上述红外线传感器的另一变形例的平面视图，
图12B示出了上述红外线传感器的所述另一变形例沿着图12A的线D-D的截面图，
图13是示出第三实施例的红外线传感器的平面视图，
图14是示出上述红外线传感器的示意性平面视图，
图15是示出上述红外线传感器的示意性平面视图，
图16A是示出上述红外线传感器的部分平面视图，
图16B示出了上述红外线传感器沿着图16A的线D-D的截面图，
图17是示出上述红外线传感器的部分平面视图，
图18是示出上述红外线传感器的部分平面视图，
图19A是示出上述红外线传感器的部分平面视图，
图19B示出了上述红外线传感器沿着图19A的线D-D的截面图，
图20A是示出上述红外线传感器的部分平面视图，
图20B是示出上述红外线传感器的示意性截面图，
图21A是示出上述红外线传感器的部分平面视图，
图21B是示出上述红外线传感器的示意性截面图，
图22是示出上述红外线传感器的部分截面图，
图23是示出上述红外线传感器的部分截面图，
图24A是示出上述红外线传感器的说明图，
图24B是示出上述红外线传感器的说明图，
图25是示出上述红外线传感器的等效电路示意图，
图26是示出包括上述红外线传感器的红外线传感器模块的示意性截面图，
图27是示出制造上述红外线传感器的方法的工艺流程图，
图28是示出制造上述红外线传感器的方法的工艺流程图，
图29是示出制造上述红外线传感器的方法的工艺流程图，
图30是示出制造上述红外线传感器的方法的工艺流程图，
图31是示出上述实施例的第一变形例的红外线传感器的部分平面视图，
图32是示出上述实施例的第二变形例的红外线传感器的部分平面视图，
图33是示出上述实施例的第三变形例的红外线传感器的部分平面视图，
图34是上述红外线传感器的部分放大视图，
图35是示出上述实施例的第四变形例的红外线传感器的部分平面视图，
图36是示出上述实施例的第五变形例的红外线传感器的部分平面视图，
图37是示出上述实施例的第六变形例的红外线传感器的部分平面视图，
图38是示出第四实施例的红外线传感器的平面视图，
图39是示出上述红外线传感器的示意性平面视图，
图40是示出上述红外线传感器的部分平面视图，
图41是示出上述红外线传感器的部分平面视图，
图42是示出上述实施例的第一变形例的红外线传感器的部分平面视图，
图43是示出上述实施例的第二变形例的红外线传感器的部分平面视图，以及
图44是上述红外线传感器的部分放大视图。
具体实施方式
(第一实施例)
本实施例的红外线传感器1是红外线图像传感器(红外线阵列传感器)。如图1和2所示，红外线传感器1包括用作基部的基体(基板)10以及以阵列(在示出的实例中为二维阵列)的方式布置在基体10的第一表面(图1B中的上表面)上的多个单元(像素)2。单元2包括：热式红外线检测元件3，热式红外线检测元件3包括红外线吸收构件33和温度检测构件30；以及MOS晶体管4，MOS晶体管4被定义为用于像素选择的开关元件。
在本实施例中，在单个基体10的第一表面上形成了m乘n(在示出的实例中为4乘4)个像素2。像素2的数量、布置或者两者不限于本实施例。此外，在图2B中，温度检测构件30的等效电路被示出为电源。
红外线传感器1包括多条垂直读出线7、多条水平信号线6、多条地线8、公共地线9、多条基准偏置线5和公共基准偏置线5a。垂直读出线7中的每条经由相应的MOS晶体管4成行地连接到多个红外线检测元件3的温度检测构件30的第一端。水平信号线6中的每条成列地连接到与红外线检测元件3的温度检测构件30相对应的MOS晶体管4的栅极46。地线8中的每条成行地连接到MOS晶体管4的p型阱区41。公共地线9连接到地线8中的每条。基准偏置线5中的每条成行地连接到多个红外线检测元件3的温度检测构件30的第二端。公共基准偏置线5a连接到基准偏置线5中的每条。
根据红外线传感器1，使得能够读出来自所有红外线检测元件3的温度检测构件30的输出的时序数据。此外，在红外线传感器1中，多个像素2形成在基体10的第一表面上。像素2中的每个包括红外线检测元件3以及MOS晶体管4，MOS晶体管4与相应的红外线检测元件3并置，并且被配置为读出同一红外线检测元件3的输出。MOS晶体管4使其栅极46连接到水平信号线6，使其源极48经由温度检测构件30连接到基准偏置线5，并且使其漏极47连接到垂直读出线7。
另外，红外线传感器1包括多个像素选择垫Vsel、多个输出垫Vout、地垫Gnd、基准偏置垫Vref和基片垫Vdd。水平信号线6分别电连接到像素选择垫Vsel。垂直读出线7分别电连接到输出垫Vout。公共地线9电连接到地垫Gnd。公共基准偏置线5a电连接到基准偏置垫Vref。基片垫Vdd电连接到硅基片1a。
根据红外线传感器1，通过控制像素选择垫Vsel的电势以依次接通MOS晶体管4，使得能够依次读出来自像素2的输出电压。例如，当对像素选择垫Vsel施加5V的电势，同时分别对基准偏置垫Vref、地垫Gnd和基片垫Vdd施加1.65V、0V和5V的电势时，接通MOS晶体管4。结果，输出垫Vout输出像素2的输出电压(1.65V+温度检测构件30的输出电压)。简而言之，能够读出温度检测构件30的输出电压。相对来说，当将像素选择垫Vsel的电势设置为0V时，MOS晶体管4关断。因此，输出垫Vout不输出像素2的输出电压。
将红外线传感器1应用于图3所示的红外线传感器模块。红外线传感器模块包括：红外线传感器1；信号处理装置(信号处理IC芯片)B，被配置为对红外线传感器1的输出信号(输出电压)进行处理；以及封装C，在封装C上安装了红外线传感器1和信号处理装置B。
如图4所示，信号处理装置B包括多个(在示出的实例中为四个)输入垫Vin。输入垫Vin使用作为结合线的线80分别电连接到多个(在示出的实例中为四个)输出垫Vout。此外，信号处理装置B包括：放大器电路AMP，被配置为对来自输入垫Vin的输出电压进行放大；以及多路器MUX，被配置为将来自输入垫Vin的输出电压选择性地输入到放大器电路AMP中。此外，信号处理装置包括：放大器电路，被配置为对来自输入垫的输出电压进行放大；以及多路器，被配置为将来自输入垫的输出电压选择性地提供到放大器电路。使用信号处理装置B，能够生成红外图像。
封装C被形成为矩形盒形状，并且在其表面(上表面)中设置有开口。红外线传感器1和信号处理装置B安装(安置)在封装C的内部底表面上。封装盖(未示出)附于封装C以覆盖开口。封装盖设置有将红外线会聚到红外线检测元件3的红外线吸收构件33的透镜。
在前述红外线传感器模块中，红外线传感器1的基体10被形成为具有矩形形状的外围。被配置为读出来自温度检测构件30的输出信号的所有输出垫Vout，沿着第一侧在基体10的外围的第一侧的端部上布置成行。信号处理装置B被形成为具有矩形形状的外围。分别连接到红外线传感器1的输出垫Vout的所有输入垫Vin，沿着第二侧在信号处理装置B的外围的第二侧的端部上布置成行。红外线传感器1安装在封装C上，使得信号处理装置B的第二侧比信号处理装置B的任意其它侧更靠近基体10的第一侧。因此，能够缩短将红外线传感器1的输出垫Vout分别连接到信号处理装置B的输入垫Vin的线80。因此，可以减小由外部噪声产生的影响，因此可以改善噪声抵抗力。
下面对红外线传感器1的构造进行说明。
基体10由硅基片1a构成。例如，硅基片1a是导电类型是n型并且主表面(在图1B中为上表面)为(100)表面的单晶硅基片。此外，硅基片1a在其与红外线检测构件33相对应的部分中设置有用于隔热的空腔11。空腔11具有矩形形状的内围。
硅基片1a的主表面包括均用于形成像素2的红外线检测元件3的区域A1和均用于形成像素2的MOS晶体管4的区域A2。
红外线检测3由包括红外线吸收构件33的薄膜结构300定义。红外线吸收构件33形成在由硅基片1a构成的基体10的第一表面上方，并且被放置为在空间上与基体10分离。此外，薄膜结构300包括将基体10连接到红外线吸收构件33的支持构件(桥)310。支持构件310包括第一连接件311和第二连接件312。第一连接件311被形成为U形，并且使其两个引脚(leg)连接到红外线吸收构件33。第一连接件311沿着红外线吸收构件33的外围布置。第二连接件312从第一连接件311的中央部分的中心延伸到与红外线吸收构件33相对的侧，并且连接到基体10。此外，支持构件310包括分别连接到红外线吸收构件33和基体10的连接部分以及使用两个缝隙13在空间上与红外线吸收构件33和基体10两者分离的其余部分。缝隙13中的每个例如具有大约0.2μm到大约5μm的范围内的宽度。如上所述，支持构件310仅在两个点连接到红外线吸收构件33，并且仅在一个点连接到基体10。由于支持构件310仅在一个点连接到基体10，因此即使基体10由于外部应力、热应力等而变形，也能够防止薄膜结构300变形。相应地，能够减小由外部应力、热应力等引起的红外线传感器的灵敏度的改变，因此能够提高准确度。此外，基体10具有围绕薄膜结构的方形框形状部分。
薄膜结构300通过对包括二氧化硅膜1b、氮化硅膜32、温度检测构件30、层间介电膜50和钝化膜60的层叠结构进行图案化而形成。二氧化硅膜1b形成在硅基片1a的主表面上。氮化硅膜32形成在二氧化硅膜1b上。温度检测构件30形成在氮化硅膜32上。层间介电膜50由在氮化硅膜32上方形成的BPSG(硼磷掺杂硅玻璃)膜构成，以覆盖温度检测构件30。在本实施例中，层间介电膜50具有0.8μm
Figure BPA00001349849500101
的膜厚度。钝化膜60是包括在层间介电膜50上形成的PSG(磷掺杂硅玻璃)膜和在PSG膜上形成的NSG(无掺杂硅玻璃)膜的层叠膜。在本实施例中，PSG膜具有
Figure BPA00001349849500102
的膜厚度，并且NSG膜具有
Figure BPA00001349849500103
的膜厚度。因此，钝化膜60具有1μm的膜厚度。此外，钝化膜60不限于PSG膜和NSG膜的层叠膜，而是例如可以是氮化硅膜。
本实施例的红外线传感器1被配置为在氮化硅膜32中的除了薄膜结构300的支持构件310之外的部分处实现红外线吸收构件33。基体10由硅基片1a、二氧化硅膜1b、氮化硅膜32、层间介电膜50和钝化膜60构成。因此，钝化膜60具有定义基体10的第一表面的顶表面。
层间介电膜50和钝化膜60的层叠膜形成在区域A1和区域A2上方。该层叠膜具有其形成在区域A1上方并且用作红外线吸收膜70的部分。该红外线吸收膜70具有λ/4n2的厚度t2，其中，λ表示要由红外线检测元件3检测的红外线的中心波长，并且n2表示红外线吸收膜70的反射率。通过这种配置，能够增强红外线吸收膜70对具有检测目标波长(例如8到12μm)的红外线的吸收效率，因此可以提高灵敏度。例如，当n2是1.4，并且λ是10μm时，t2大约是1.8μm。此外，红外线吸收膜70可以由氮化硅膜构成。
温度检测构件30被配置为测量红外线吸收构件33和基体10之间的温度差。温度检测构件30包括定义温度检测元件的热电偶30a。热电偶30a由p型多晶硅层35、n型多晶硅层34和连接层36构成。p型硅层35形成在红外线吸收构件33和基体10上方。n型硅层34形成在红外线吸收构件33和基体10上方且不与p型多晶硅层35接触。连接层36在由红外线吸收构件33与基体10(硅基片1a)相对的表面定义的红外线入射表面(图1B中的上表面)上方，即在红外线吸收构件33上方，将p型多晶硅层35连接到n型多晶硅层34。
更具体地，n型多晶硅层34和p型多晶硅层35形成在氮化硅膜32上，从而被定位在红外线吸收构件33、支持构件310和基体10上方。连接层36由金属材料(例如Al-Si)制成，并且在红外线吸收构件33的顶表面的中心之上，电连接n型多晶硅层34的第一端和p型多晶硅层35的第一端。温度检测构件30包括形成在n型多晶硅层34的第二端上的电极38a和形成在p型多晶硅层35的第二端上的电极38b。
层间介电膜50将连接层36、电极38a和电极38b与其它隔离并分离。连接层36经由在层间介电膜50中形成的接触孔501电连接到n型多晶硅层34的第一端，并且经由在层间介电膜50中形成的接触孔502电连接到p型多晶硅层35的第一端。电极38a经由在层间介电膜50中形成的接触孔50b电连接到n型多晶硅层34的第二端。电极38b经由在层间介电膜50中形成的接触孔50c电连接到p型多晶硅层35的第二端。
保护膜39用于在形成p型多晶硅层35和n型多晶硅层34时，保护红外线吸收构件33，并且防止红外线吸收构件33弯曲。该保护膜39是形成在红外线吸收构件33的红外线入射表面上、用于覆盖该红外线入射表面的多晶硅层，其包括p型保护膜(p型保护多晶硅层)39a和n型保护膜(n型保护多晶硅层)39b。p型保护膜39a和n型保护膜39b被布置为彼此不接触。
p型保护膜39a具有与p型多晶硅层35相同种类和相同杂质浓度(例如1018至1020cm-3)的p型杂质(例如硼)。在本实施例中，p型保护膜39a与p型多晶硅层35一体地形成。n型保护膜39b具有与n型多晶硅层34相同种类和相同杂质浓度(例如1018至1020cm-3)的n型杂质(例如磷)。在本实施例中，n型保护膜39b与n型多晶硅层34一体地形成。
如上所述，保护膜39由p型保护膜39a和n型保护膜39b构成，p型保护膜39a与p型多晶硅层35一体地形成，并且具有1018到1020cm-3范围内的杂质浓度，n型保护膜39b与n型多晶硅层34一体地形成，并且具有1018到1020cm-3范围内的杂质浓度。相应地，能够减小热电偶30a的电阻，因此可以提高S/N比率。
p型多晶硅层35、n型多晶硅层34和保护膜39(p型保护膜39a和n型保护膜39b)具有相同的厚度。
保护膜39具有λ/4n1的厚度t1，其中，n1表示保护膜39的反射率(即，保护膜39a和39b中的每个、p型多晶硅层35以及n型多晶硅层34的反射率)，并且λ表示要由红外线检测元件3检测的红外线(要由保护膜39a和39b中的每个、p型多晶硅层35、以及n型多晶硅层34吸收的红外线)的中心波长。通过这种配置，能够增强p型多晶硅层35、n型多晶硅层34以及保护膜39a和39b中的每个对具有检测目标波长(例如8至12μm)的红外线的吸收效率，因此可以提高灵敏度。例如，当n1是3.6，并且λ是10μm时，t1大约是0.69μm。
保护膜39a和39b中的每个具有1018至1020cm-3范围内的杂质浓度。p型多晶硅层35具有与p型保护膜39a相同种类和相同浓度的杂质。n型多晶硅层34具有与n型保护膜39b相同种类和相同浓度的杂质。多晶硅层34和35中的每个具有1018至1020cm-3范围内的杂质浓度。因此，如在上述文献2中公开的，可以提高对红外线的吸收率，并且可以抑制对同一红外线的反射。因此，提高了温度检测构件30的输出的S/N比率。此外，p型保护膜39a和p型多晶硅层35可以通过相同的工艺形成，并且n型保护膜39b和n型多晶硅层34可以通过相同的工艺形成。因此，能够降低红外线传感器的生产成本。此外，在p型多晶硅层35和n型多晶硅层34中的一个具有1018至1020cm-3范围内的杂质浓度的情形下，提高了温度检测构件30的输出的S/N比率。此外，在p型多晶硅层35和n型多晶硅层34中的每个均具有1018至1020cm-3范围内的杂质浓度的情形下，进一步提高了温度检测构件30的输出的S/N比率。另外，通过选择具有相同种类和相同浓度的杂质的p型保护膜39a和p型多晶硅层35，或者通过选择具有相同种类和相同浓度的杂质的n型保护膜39b和n型多晶硅层34，能够降低生产成本。
MOS晶体管4包括p型阱区41、n+型漏区44、n+型源区43、p+型沟道截断环(channel-stopper)区42、栅绝缘膜45、栅极46、漏极47、源极48和地电极49。p型阱区41形成在硅基片1a的主表面上。n+型漏区44和n+型源区43以彼此分离的方式形成在p型阱区41中。p+型沟道截断环区42形成在p型阱区41中，以围绕n+型漏区44和n+型源区43两者。栅绝缘膜45由二氧化硅膜(热氧化膜)构成。栅绝缘膜45以位于n+型漏区44和n+型源区43之间的方式，形成在p型阱区41的一部分上。栅极46由n型多晶硅层构成，并且形成在栅绝缘膜45上。漏极47由金属材料(例如Al-Si)制成，并且形成在n+型漏区44上方。源极48由金属材料(例如Al-Si)制成，并且形成在n+型源区43上方。漏极47经由在层间介电膜50中形成的接触孔50d电连接到n+型漏区44。源极48经由在层间介电膜50中形成的接触孔50e电连接到n+型源区43。层间介电膜50将栅极46、漏极47和源极48与其它隔离并分离。地电极49由金属材料(例如Al-Si)制成，并且形成在p+型沟道截断环区42上方。地电极49经由在层间介电膜50中形成的接触孔50f电连接到p+型沟道截断环区42。地电极49用于向p+型沟道截断环区42给与比(给与)n+型漏区44和n+型源区43低的电势，用于将元件相互隔离(用于将元件彼此隔离)。
在每个像素2中，温度检测构件30的电极38b电连接到MOS晶体管4的源极48，而温度检测构件30的电极38a使用金属线(例如Al-Si线)59电连接到基准偏置线5。金属线59与基准偏置线5一体地形成。此外，在每个像素2中，MOS晶体管4的漏极47电连接到垂直读出线7，并且栅极46电连接到水平信号线6。水平信号线6是与栅极46一体地形成的n型多晶硅线。此外，地电极49电连接到公共地线8。
下面，参考图5和6，对制造红外线传感器1的方法进行简要说明。
首先，执行绝缘层形成步骤。在绝缘层形成步骤中，在硅基片1a的主表面上形成绝缘层。绝缘层是具有第一预定膜厚度(例如)的第一二氧化硅膜31和具有第二预定膜厚度(例如
Figure BPA00001349849500142
)的氮化硅膜32的层叠膜。二氧化硅膜31通过以预定温度(例如1100℃)对硅基片1a的主表面进行热氧化而形成。氮化硅膜32使用LPCVD(低压化学气相沉积)技术形成。
在绝缘层形成步骤之后，执行绝缘层图案化步骤。在绝缘层图案化步骤中，使用光刻技术和蚀刻技术，去除在区域A2上形成的绝缘层的一部分，仍保留在区域A1上形成的绝缘层的一部分。由此，获得图5中的(a)所示的结构。
在绝缘层图案化步骤之后，执行阱区形成步骤。在阱区形成步骤中，在硅基片1a的主表面中形成p型阱区41。更具体地，通过以预定温度对硅基片1a的主表面的暴露区域进行热氧化，在硅基片1a的主表面的希望的区域上形成第二二氧化硅膜(热氧化膜)51。之后，使用光刻技术和蚀刻技术，将二氧化硅膜51与用于形成p型阱区41的掩模一起图案化。随后，借助于在p型杂质(例如硼)的离子注入、之后进行驱入扩散(drive-in diffusion)，来形成p型阱区41。
在阱区形成步骤之后，执行沟道截断环区形成步骤。在沟道截断环区形成步骤中，在p型阱区41中形成p+型沟道截断环区42。更具体地，通过以预定温度对硅基片1a的主表面进行热氧化，在硅基片1a的主表面的希望的区域上形成第三二氧化硅膜(热氧化膜)52。之后，使用光刻技术和蚀刻技术，将二氧化硅膜52与用于形成p+型沟道截断环区42的掩模一起图案化。随后，借助于p型杂质(例如硼)的离子注入、之后进行驱入扩散，来形成p+型沟道截断环区42。此外，第一二氧化硅膜31、第二二氧化硅膜51和第三二氧化硅膜52构成二氧化硅膜1b。由此，获得图5中的(b)所示的结构。
在沟道截断环区形成步骤之后，执行栅绝缘膜形成步骤。在栅绝缘膜形成步骤中，借助于热氧化，在硅基片1a的主表面上形成由具有预定膜厚度(例如
Figure BPA00001349849500143
)的二氧化硅膜(热氧化膜)构成的栅绝缘膜45。
在栅绝缘膜形成步骤之后，执行多晶硅层形成步骤。在多晶硅层形成步骤中，使用LPCVD技术，在硅基片1a的整个主表面上形成具有预定膜厚度(例如0.69μm)的非掺杂多晶硅层。非掺杂多晶硅层用作形成保护膜39a和39b中的每个、栅极46、水平信号线6(参见图1A)、n型多晶硅层34以及p型多晶硅层35的基础。
在多晶硅层形成步骤之后，执行多晶硅层图案化步骤。在多晶硅层图案化步骤中，使用光刻技术和蚀刻技术，对非掺杂多晶硅层进行图案化，以留下分别与保护膜39a和39b中的每个、栅极46、水平信号线6、n型多晶硅层34以及p型多晶硅层35相对应的部分。
在多晶硅层图案化步骤之后，执行p型多晶硅层形成步骤。p型多晶硅层形成步骤被定义为对非掺杂多晶硅层的、分别与p型多晶硅层35和p型保护膜39a相对应的部分执行p型杂质(例如硼)的离子注入，之后进行主扩散(drive diffusion)，由此形成p型多晶硅层35和p型保护膜39a。
在p型多晶硅层形成步骤之后，执行n型多晶硅层形成步骤。n型多晶硅层形成步骤被定义为对非掺杂多晶硅层的、分别与n型多晶硅层34、n型保护膜39b、栅极46和水平信号线6相对应的部分执行n型杂质(例如磷)的离子注入，之后进行主扩散，由此形成n型多晶硅层34、n型保护膜39b、栅极46和水平信号线6。由此，获得图5中的(c)所示的结构。此外，可以颠倒p型多晶硅层形成步骤和n型多晶硅层形成步骤的顺序。
在p型多晶硅层形成步骤和n型多晶硅层形成步骤两者之后，执行源/漏形成步骤。源/漏形成步骤被定义为对p型阱区41的、分别为形成n+型漏区44和n+型源区43而保留的区域执行n型杂质(例如磷)的离子注入。之后，执行主扩散，以形成n+型漏区44和n+型源区43。
在源/漏形成步骤之后，执行层间介电膜形成步骤。在层间介电膜形成步骤中，在硅基片1a的主表面上方形成层间介电膜50。更具体地，通过使用CVD(化学气相沉积)技术在硅基片1a的主表面上方沉积具有预定膜厚度(例如
Figure BPA00001349849500151
)的BPSG膜，之后以预定温度(例如800℃)回流沉积的BPSG膜，来形成平坦化的层间介电膜50。
在层间介电膜形成步骤之后，执行接触孔形成步骤。在接触孔形成步骤中，使用光刻技术和蚀刻技术，在层间介电膜50中形成接触孔501、502、50b、50c、50d、50e和50f。由此，获得图5中的(d)所示的结构。
在接触孔形成步骤之后，执行金属膜形成步骤。在金属膜形成步骤中，使用溅射在硅基片1a的整个主表面上方形成具有预定膜厚度(例如2μm)的金属膜(例如Al-Si膜)。上述金属膜是用于形成连接层36、电极38a和38b中的每个、漏极47、源极48、基准偏置线5、金属线59、垂直读出线7、地线8、公共地线9、以及垫Vout、Vsel、Vref、Vdd和Gnd中的每个的基础。
在金属膜形成步骤之后，执行金属膜图案化步骤。在金属膜图案化步骤中，通过使用光刻技术和蚀刻技术对金属膜进行图案化，形成连接层36、电极38a和38b中的每个、漏极47、源极48、基准偏置线5、垂直读出线7、地线8、公共地线9、以及垫Vout、Vsel、Vref、Vdd和Gnd中的每个。由此，获得图6中的(a)所示的结构。此外，在金属膜图案化步骤中，使用RIE(反应离子蚀刻)对金属膜进行蚀刻。
在金属膜图案化步骤之后，执行钝化膜形成步骤。在钝化膜形成步骤中，使用CVD技术在硅基片1a的整个主表面上方(换句话说，在层间介电膜50上)形成钝化膜60。钝化膜60是具有预定膜厚度(例如
Figure BPA00001349849500161
)的PSG膜和具有预定膜厚度(例如
Figure BPA00001349849500162
)的NSG膜的层叠膜。由此，获得图6中的(b)所示的结构。
在钝化膜形成步骤之后，执行层叠结构图案化步骤。在层叠结构图案化步骤中，通过对由被定义为二氧化硅膜31和氮化硅膜32的层叠的隔热层、在隔热层上形成的温度检测构件30、在隔热层上方形成的用于覆盖温度检测构件30的层间介电膜50以及在层间介电膜50上形成的钝化膜60构成的层叠结构进行图案化，形成薄膜结构。由此，获得图6中的(c)所示的结构。此外，在层叠结构图案化步骤中，形成多个(在本实施例中为两个)缝隙13。缝隙13中的每个被配置为沿着其厚度方向穿透层叠结构，并且形成为将红外线吸收构件33与基体10分离。通过形成这些缝隙13完成上述层叠结构。
在层叠结构图案化步骤之后，执行开口形成步骤。在开口形成步骤中，使用光刻技术和蚀刻技术形成开口(未示出)。开口被设计为分别暴露垫Vout、Vsel、Vref、Vdd和Gnd。在开口形成步骤中，使用RIE形成开口。
在开口形成步骤之后，执行空腔形成步骤。在空腔形成步骤中，通过使用倒入缝隙13中的每个的蚀刻剂对硅基片1a进行各向异性蚀刻，在硅基片1a中形成空腔11。由此，获得以二维阵列方式布置像素2的红外线传感器1，如图6中的(d)所示。在空腔形成步骤中，使用被加热到预定温度(例如85℃)的TMAH(四甲基氢氧化铵)溶液作为蚀刻剂。蚀刻剂不限于TMAH溶液，而是可以是碱性溶液(例如KOH(氢氧化钾)溶液)。
此外，在晶片级执行从绝缘层形成步骤到空腔形成步骤的所有步骤。因此，在完成空腔形成步骤之后，进行分离步骤，以将红外线传感器1彼此分离。
另外，借助于已知的MOS晶体管的公知制造方法形成MOS晶体管4。换句话说，通过重复基本步骤，即使用热氧化形成热氧化膜的步骤、使用光刻技术和蚀刻技术对热氧化膜进行图案化的步骤、注入杂质的步骤以及执行驱入扩散(杂质扩散)的步骤，形成p型阱区41、p+型沟道截断环区42、n+型漏区44和n+型源区43。
根据上述红外线传感器1，温度检测构件30使用热电偶30a检测红外线吸收构件33和基体10之间的温度差。因此，不需要向温度检测构件30提供电流。由于与由电阻热辐射计构成的温度检测构件30相反，温度检测构件30不对其自身进行加热，因此红外线吸收构件33以及薄膜结构300免于由于温度检测构件30的自加热而发生的弯曲，由此有助于降低功率消耗。此外，由于灵敏度保持恒定而与温度无关，因此提高了红外线传感器的准确度。另外，在红外线吸收构件33的红外线入射表面上形成保护膜39a和39b。因此，可以防止在形成p型多晶硅层35和n型多晶硅层34时，红外线吸收构件33被蚀刻得变薄。简而言之，在多晶硅层图案化步骤中，能够防止由可能在对非掺杂多晶硅层进行蚀刻时发生的过蚀刻而引起的氮化硅膜32变薄。因此，能够在形成p型多晶硅层35和n型多晶硅层34时，保护红外线吸收构件33。另外，保护膜39a和39b可以增强薄膜结构300中的应力的均匀分布。因此，能够使红外线吸收构件33薄，还使薄膜结构300免于弯曲，因此能够提高灵敏度。
保护膜39a和39b优选地被形成为与温度检测构件30协作地覆盖红外线吸收构件33的近似整个表面。需要防止保护膜39a和39b被在空腔形成步骤中使用的蚀刻剂(例如TMAH溶液)蚀刻。因此，保护膜39a和39b被成形为不在缝隙13的内方位上暴露。简而言之，保护膜39a和39b被形成为不覆盖红外线吸收构件33的外围。
在红外线传感器1中，保护膜39a和39b中的每个、p型多晶硅层35以及n型多晶硅层34具有相同的厚度。因此，可以改善薄膜结构300中的应力的均匀分布。因此，能够使红外线吸收构件33免于弯曲。
在红外线传感器1中，保护膜39a和39b中的每个、p型多晶硅层35以及n型多晶硅层34形成在共同的平面中。因此，可以改善薄膜结构300中的应力的均匀分布。因此，能够使红外线吸收构件33免于弯曲。
由于红外线传感器1针对每个像素2包括MOS晶体管4，因此能够减少输出垫Vout的数量，因此能够减小红外线传感器1的尺寸，并且降低其生产成本。
在红外线传感器1中，作为形成MOS晶体管4的栅极46的多晶硅层的n型多晶硅层具有与n型保护膜39b相同的厚度。因此，能够通过相同的工艺形成MOS晶体管4的栅极46和n型保护膜39b。相应地，能够减少制造红外线传感器的方法的步骤的数量，因此能够降低其生产成本。
此外，红外线传感器1可以包括单个红外线检测元件3。
(第二实施例)
本实施例的红外线传感器1A与第一实施例的红外线传感器1的不同之处在于像素2A和温度检测构件30A。用相同的附图标记表示红外线传感器1A和红外线传感器1共同的配置，并且不对其进行说明。
像素2A中的每个没有设置MOS晶体管4.
温度检测构件30A包括四个热电偶30a，每个热电偶30a包括n型多晶硅层34、p型多晶硅层35和连接层36。热电偶30a的p型多晶硅层35的第二端使用由金属材料(例如Al-Si)制成的连接层37连接到与其临近的热电偶30a的n型多晶硅层34的第二端。如上所述，四个热电偶30a彼此串联连接，以构成温差电堆。
前述温差电堆包括各自由n型多晶硅层34的第一端、p型多晶硅层35的第一端和连接层36构成的热接点，以及各自由p型多晶硅层35的第二端、n型多晶硅层34的第二端和连接层37构成的冷接点。热接点布置在红外线吸收构件33上方，而冷接点布置在基体10上方。
制造红外线传感器1A的方法与制造红外线传感器1的方法的不同之处在于层叠结构图案化步骤和空腔形成步骤。在本实施例的层叠结构图案化步骤中，分别在为形成硅基片1a的空腔11而保留的区域的投影区域的四个角中形成在其厚度方向上穿透层叠结构的四个矩形缝隙14，以形成薄膜结构300。在本实施例的空腔形成步骤中，使用四个缝隙14作为蚀刻剂管道。此外，由于红外线传感器1A没有设置MOS晶体管4，因此第一二氧化硅膜31单独定义二氧化硅膜1b。
如图7和8所示，红外线传感器1A包括多个(在示出的实例中为四个)输出垫Vout和单个基准偏置垫Vref。输出垫Vout分别连接到温度检测构件30的第一端。对于每一行，基准偏置垫Vref连接到多个(在示出的实例中为两个)红外线检测元件3的温度检测构件30A的第二端。根据红外线传感器1A，使得能够读出来自所有红外线检测元件3的输出的时序数据。此外，温度检测构件30A使其第一端经由垂直读出线7电连接到输出垫Vout。温度检测构件30A使其第二端使用基准偏置线5电连接到与基准偏置垫Vref连接的公共基准偏置线5a。此外，在图8中，温度检测构件30A被示出为其包括电压源的等效电路。
例如，在对基准偏置垫Vref施加1.65V的电势时，输出垫Vout输出像素2A的输出电压(1.65V+温度检测构件30A的输出电压)。
图9示出了包括红外线传感器1A、信号处理装置B和封装C的红外线传感器模块，信号处理装置B被配置为对作为红外线传感器1A的输出信号的输出电压进行处理，红外线传感器1A和信号处理装置B安装在封装C上。
如图10所示，信号处理装置B包括多个(在示出的实例中为四个)输入垫Vin和垫VrefB。输入垫Vin使用线80分别电连接到红外线传感器1A的输出垫Vout。垫VrefB在使用时被适配为对红外线传感器1A的基准偏置垫Vref施加基准电压。垫VrefB经由线80电连接到基准偏置垫Vref。信号处理装置B还包括放大器电路AMP和多路器MUX。通过使用信号处理装置B，能够生成红外线图像。
图11示出了本实施例的红外线传感器1A的变形例。在图11所示的变形例中，温度检测构件30A是包括彼此串联连接的两个热电偶30a的温差电堆。此外，在变形例中，薄膜结构300使用两个支持构件310链接到基体10。
图12示出了红外线传感器1A的另一变形例。在图12所示的变形例中，空腔11被形成为在硅基片1a的厚度方向上穿透硅基片1a。简而言之，薄膜结构300被形成为光阑(diaphragm)形状。
(第三实施例)
下面，参考图13至37说明本实施例的红外线传感器1B。
本实施例的红外线传感器1B与第一实施例的红外线传感器1的不同之处主要在于薄膜结构300B。此外，用相同的附图标记表示红外线传感器1B和红外线传感器1共同的部件，并且不对其进行说明。
如图15和25所示，在红外线传感器1B中，在单个基体10的第一表面上方形成8乘8的像素2。不限制像素2的数量和布置。
此外，在图15中，示出了像素选择垫Vsel、基准偏置垫Vref、地垫Gnd、输出垫Vout等为垫81，而不进行区分。
图26示出了包括红外线传感器1B的红外线传感器模块(红外线阵列传感器模块)。该红外线传感器模块包括红外线传感器1B、信号处理装置B和封装C，信号处理装置B被配置为对作为红外线传感器1B的输出信号的输出电压进行处理，红外线传感器1B和信号处理装置B安装在封装C上。
封装C包括封装体90和封装盖100。封装体90是被形成为矩形盒形状并且在其表面(上表面)中设置有开口的多层陶瓷基片(陶瓷封装)。红外线传感器1B和信号处理装置B安装(安置)在封装体90的内部底表面上。封装盖100是金属盖，并且设置有将红外线会聚到红外线传感器1B的透镜。根据封装C，由封装体90和封装盖100包围的气密空间定义了干氮气氛。封装盖借助于缝焊将其外围固定到在封装体90的表面上形成的矩形图案化金属(未示出)。封装体90可以通过叠加玻璃环氧树脂基片来构成。
在封装体90的内表面上形成了遮蔽图案化导体92。使用由导电接合材料(例如焊料和银膏)制成的接合层95，将红外线传感器1B和信号处理装置B结合到遮蔽图案化导体92。例如，将红外线传感器1B和信号处理装置B结合到封装体90的方法可以是从正常温度结合法、Au-Sn共熔结合法和Au-Si共熔结合法中选择的一种。与使用导电材料进行结合相比，诸如正常温度结合的直接结合可以提高红外线传感器1A和透镜110之间的距离的准确度。
透镜110由作为红外线透射材料之一的硅制成。透镜110可以使用例如使用阳极氧化技术制造半导体透镜的方法(例如，在日本专利公开第3897055号和第3897056号中公开的制造半导体透镜的方法)来制成。使用导电粘合剂(例如焊料和银膏)将透镜110固定到封装盖100的孔径101外围，以覆盖封装盖100的孔径101。透镜110还电连接到遮蔽图案化导体92。因此，红外线阵列传感器模块可以抑制由外部电磁噪声引起的S/N比率的降低。此外，可以按照需要为透镜110设置红外线光学滤波器。红外线光学滤波器可以是带通滤波器或者宽阻带滤波器。可以通过交替叠加具有不同折射率的多种薄膜来制造这种红外线光学滤波器。
薄膜结构300B被形成为覆盖对红外线吸收构件33与基体10进行隔热的空腔11。在本实施例中，空腔11被形成为正方棱锥形状。因此，在基体10由硅基片1a构成的情形下，可以使用利用碱性溶液的各向异性蚀刻容易地形成空腔。
薄膜结构300B被多个线性缝隙15分割为多个(在示出的实例中为六个)小薄膜结构301。简而言之，薄膜结构300B包括多个小薄膜结构301。多个小薄膜结构301沿着空腔11的周界方向布置成行。每个小薄膜结构301从基体10中的空腔11的边缘延伸到空腔11内部。每个小薄膜结构301包括红外线吸收构件33和温度检测构件30B。根据上述明显的是，薄膜结构300B包括布置在空腔11内部的多个(在示出的实例中为六个)红外线吸收构件33。此外，薄膜结构300B包括连接构件320，连接构件320被配置为将彼此相邻的小薄膜结构301和301连接在一起。
每个温度检测构件30B布置在相应的红外线吸收构件33上方。所有温度检测构件30B以提供依赖于温度的输出(由于温度的改变而变化的输出)的关系彼此电连接，该依赖于温度的输出大于温度检测构件30B中的任意单个的输出。
在本实施例中，所有温度检测构件30B彼此串联连接。如此彼此串联连接的所有温度检测构件给出等于各个温度检测构件30B的温差电动势的和的总输出，因此提供大于温度检测构件30B中的任意单个的输出的、依赖于温度的输出，由此提高灵敏度。
此外，不需要所有温度检测构件30B都彼此串联连接。例如，三个温度检测构件30B的两个串联电路可以彼此并联连接。与所有温度检测构件30B彼此并联连接的情形、或者温度检测构件30B彼此不连接的情形相比，这种配置可以提高灵敏度。此外，与所有温度检测构件30B彼此串联连接的情形相比，能够降低六个温度检测构件30B的电路的电阻。因此，可以降低热噪声，因此可以提高S/N比率。
此外，温度检测构件30B是热式红外线检测构件就足够了。因此，可以采用热电元件作为温度检测构件30B。在这种情形下，将多个温度检测构件30B彼此并联连接给出了等于由各个温度检测构件的热电效应产生的电荷的和的总输出，因此提供大于温度检测构件30B中的任意单个的输出的、依赖于温度的输出。
薄膜结构300B对于每个小薄膜结构301包括两个支持构件310，每个支持构件310将红外线吸收构件33连接到基体10。两个支持构件310被形成为条状，并且在空腔11的周界方向上彼此间隔开。此外，薄膜结构300B设置有U形缝隙13，每个U形缝隙13将红外线吸收构件33与两个支持构件310在空间上分离，并且连通到空腔11。基体10具有包围薄膜结构300B的矩形框状部分。支持构件310具有分别连接到红外线吸收构件33和基体10的部分以及在空间上与红外线吸收构件33和基体10分离的剩余部分。在本实施例中，小薄膜结构301在从基体10开始的延伸方向上具有93μm的长度。小薄膜结构301在与其延伸方向正交的宽度方向上具有75μm的宽度。每个支持构件310具有23μm的宽度。缝隙13和15中的每个具有5μm的宽度。这些值仅仅是说明性的。
以与薄膜结构300类似的方式，通过对二氧化硅膜1b、氮化硅膜32、温度检测构件30B、层间介电膜50和钝化膜60的层叠结构进行图案化，来形成薄膜结构300B。
连接构件320被形成为交叉形状，并且被配置为将在与小薄膜结构301的延伸方向交叉的对角线方向上彼此并置的小薄膜结构301连接在一起。此外，连接构件320被配置为将在小薄膜结构301的延伸方向上彼此并置的小薄膜结构301连接在一起。此外，连接构件320被配置为将在与小薄膜结构301的延伸方向垂直的方向上彼此并置的小薄膜结构301连接在一起。
温度检测构件30B是温差电堆，其包括彼此串联连接的多个(在示出的实例中为九个)热电偶30a。如在第二实施例中所描述的，相邻的热电偶30a经由连接层37彼此电连接。同样在本实施例中，以与第二实施例类似的方式，n型多晶硅层34的第一端、p型多晶硅层35的第一端和连接层36构成热接点，并且n型多晶硅层34的第二端、p型多晶硅层35的第二端和连接层37构成冷接点。热接点布置在红外线吸收构件33上方，而冷接点布置在基体10上方。
层间介电膜50将连接层36和37彼此隔离(参见图20和21)。简而言之，热接点的连接层36经由在层间介电膜50中形成的接触孔501和502分别电连接到多晶硅层34和35的第一端。冷接点的连接层37经由在层间介电膜50中形成的接触孔503和504分别电连接到多晶硅层34和35的第二端。
在本实施例的红外线传感器1B中，空腔11具有正方棱锥形状。因此，使得空腔11朝向其中心的深度大于在其外周处的深度。鉴于上述，将温度检测构件30B布置在相应的小薄膜结构301上方，使得热接点聚在薄膜结构300B的中心。例如，对于图13的向上/向下方向(三个小薄膜结构301对齐的方向)上的中心的两个小薄膜结构301，沿着如图13和18所示的向上/向下方向布置连接层36。对于在图13的向上/向下方向上的上侧的两个小薄膜结构301，连接层36聚在如图13和18所示的向上/向下方向上的下侧。对于在图13的向上/向下方向上的下侧的两个小薄膜结构301，连接层36聚在如图13和18所示的向上/向下方向上的上侧。以与小薄膜结构301的多个连接层36布置在图13的向上/向下方向的中心相同的方式，与小薄膜结构301的多个连接层36布置在图13的向上/向下方向上的上下侧的情况相比，这种配置使得能够增大热接点处的温度变化。因此，可以提高灵敏度。
在小薄膜结构301中，在氮化硅膜32的红外线入射表面的、未形成温度检测构件30B的区域上形成保护膜39(参见图13、16和22)。保护膜39被定义为由n型多晶硅层构成的红外线吸收层，该红外线吸收层吸收红外线并且防止小薄膜结构301发生弯曲。
连接构件320设置有增强构件(增强层)330(参见图19)，增强构件330增强连接构件320的机械强度。增强构件330与保护膜39一体地形成。在本实施例的红外线传感器1B中，由于增强构件330使连接构件320增强，因此能够防止由于使用红外线传感器1B时的外部温度变化或者冲击而产生的应力导致的红外线传感器破损。另外，红外线传感器1B可以免于在制造红外线传感器1B时破损，因此可以提高制作成品率。此外，在本实施例中，连接构件320具有24μm的长度L1和5μm的宽度L2，并且增强构件330具有1μm的宽度L3。这些值仅仅是说明性的。在本实施例中，基体10由硅基片1a构成，并且增强构件330由n型多晶硅层构成。因此，需要防止增强构件330在形成空腔11时被蚀刻。因此，优选地增强构件330具有小于连接构件320的宽度，以使得增强构件330布置在连接构件320的相对的宽度端之间。
如图19和24B所示，红外线传感器1B在其在连接构件320和小薄膜结构301之间的角处被斜切，以在该处形成斜切表面340。此外，彼此近似垂直的交叉形状的连接构件320的侧表面之间的角被斜切，以形成斜切表面350。如图24B所示，与不形成斜切表面340和350的情形相比，这种配置可以减小连接构件320和小薄膜结构301的接合部分处发生的应力。因此，能够减小在制造红外线传感器1B时发生的残留应力，并且能够防止在制造红外线传感器1B时发生的红外线传感器1B破损。因此，可以提高制作成品率。另外，能够防止由于在使用红外线传感器1B时的外部温度变化或者冲击而发生的应力导致的红外线传感器1B的破损。此外，在图19所示的实例中，虽然斜切表面340和350中的每个是具有3μm的曲率半径的R表面，但是斜切表面340和350中的每个可以是C表面。
此外，红外线传感器1B对于每个小薄膜结构301包括由n型多晶硅层构成的故障诊断线139。故障诊断线139从基体10开始，并且通过一个支持构件310、红外线吸收构件33和另一支持构件310行进而返回到基体10。所有故障诊断线139彼此串联连接。通过对m乘n(在示出的实例中为3乘2)条故障诊断线139的串联电路供电，能够检测到诸如支持构件310的破损的破损。
保护膜39、增强构件330和故障诊断线139包含与n型多晶硅层34相同种类和相同杂质浓度(例如1018到1020cm-3)的n型杂质(例如磷)，并且与n型多晶硅层34同时形成。例如，p型多晶硅层35的p型杂质可以是硼，并且其杂质浓度可以在大约1018到1020cm-3的范围内。在本实施例中，n型多晶硅层34和p型多晶硅层35中的每个具有1018到1020cm-3的杂质浓度。这种配置可以减小热电偶的电阻，并且提高S/N比率。此外，保护膜39、增强构件330和故障诊断线139可以由p型多晶硅层构成。在这种情形下，保护膜39、增强构件330和故障诊断线139可以包含与p型多晶硅层35相同种类和相同杂质浓度的杂质。
在本实施例中，n型多晶硅层34、p型多晶硅层35、保护膜39、增强构件330和故障诊断线139中的每个具有λ/4n1的厚度t1，其中，n1表示n型多晶硅层34、p型多晶硅层35、保护膜39、增强构件330和故障诊断线139中的每个的反射率，并且λ表示要由红外线检测元件3检测的红外线的中心波长。这种配置可以提高对具有检测目标波长(例如8到12μm)的红外线的吸收效率，由此提高灵敏度。例如，当n1是3.6，并且λ是10μm时，t1大约是0.69μm。
此外，n型多晶硅层34、p型多晶硅层35、保护膜39、增强构件330和故障诊断线139中的每个具有在1018到1020cm-3范围内的杂质浓度。因此，可以提高对红外线的吸收率，并且可以抑制对同一红外线的反射。因此，提高了温度检测构件30B的输出的S/N比率。此外，可以通过与n型多晶硅层34相同的工艺形成保护膜39、增强构件330和故障诊断线139。因此，能够降低生产成本。
在本实施例的红外线传感器1B的每个像素2中，温度检测构件30B使其第一端电连接到MOS晶体管4的源极48，并且使其第二端电连接到基准偏置线5。此外，MOS晶体管4使其漏极47电连接到垂直读出线7，并且使其栅极46电连接到由与同一栅极46一体地形成的n型多晶硅层构成的水平信号线6。
下面，参考图27到30，对制造红外线传感器1B的方法进行简要说明。
首先，执行绝缘层形成步骤，之后执行绝缘层图案化步骤。由此，获得图27中的(a)所示的结构。已经在第一实施例中说明了绝缘层形成步骤和绝缘层图案化步骤，因此视为不需要对其进行说明。
在绝缘层图案化步骤之后执行阱区形成步骤，之后执行沟道截断环区形成步骤。由此，获得图27中的(b)所示的结构。已经在第一实施例中说明了绝缘层图案化步骤、阱区形成步骤和沟道截断环区形成步骤，因此视为不需要对其进行说明。
在沟道截断环区形成步骤之后执行栅绝缘膜形成步骤。已经在第一实施例中说明了栅绝缘膜形成步骤，因此视为不需要对其进行说明。
在栅绝缘膜形成步骤之后，执行多晶硅层形成步骤。在本实施例的多晶硅层形成步骤中，使用LPCVD技术在硅基片1a的整个主表面上形成具有预定膜厚度(例如0.69μm)的非掺杂多晶硅层。使用该非掺杂多晶硅层作为形成栅极46、水平信号线6(参见图13)、n型多晶硅层34、p型多晶硅层35、保护膜39、增强构件330和故障诊断线139的基础。
在多晶硅层形成步骤之后，执行多晶硅层图案化步骤。在本实施例的多晶硅层图案化步骤中，使用光刻技术和蚀刻技术，对非掺杂多晶硅层进行图案化，以留下其分别对应于栅极46、水平信号线6、n型多晶硅层34、p型多晶硅层35、保护膜39、增强构件330和故障诊断线139的部分。
在多晶硅层图案化步骤之后，执行p型多晶硅层形成步骤。已经在第一实施例中说明了p型多晶硅层形成步骤，因此视为不需要对其进行说明。
在p型多晶硅层形成步骤之后，执行n型多晶硅层形成步骤。本实施例的n型多晶硅层形成步骤被定义为对非掺杂多晶硅层的、分别对应于n型多晶硅层34、保护膜39、增强构件330、故障诊断线139、栅极46和水平信号线6的部分执行n型杂质(例如磷)的离子注入，之后进行主扩散，由此形成n型多晶硅层34、保护膜39、增强构件330、故障诊断线139、栅极46和水平信号线6。由此，获得图28中的(a)所示的结构。此外，p型多晶硅层形成步骤和n型多晶硅层形成步骤的顺序可以颠倒。
在p型多晶硅层形成步骤和n型多晶硅层形成步骤两者之后，按照源/漏形成步骤、层间介电膜形成步骤和接触孔形成步骤的顺序，执行源/漏形成步骤、层间介电膜形成步骤和接触孔形成步骤。由此，获得图28中的(b)所示的结构。已经在第一实施例中说明了源/漏形成步骤、层间介电膜形成步骤和接触孔形成步骤，因此视为不需要对其进行说明。
在接触孔形成步骤之后，执行金属膜形成步骤。在本实施例的金属膜形成步骤中，使用溅射在硅基片1a的整个主表面上方形成具有预定膜厚度(例如2μm)的金属膜(例如Al-Si膜)。上述金属膜是形成连接层36和37、漏极47、源极48、基准偏置线5、垂直读出线7、地线8、公共地线9、垫Vout、Vsel、Vref、Vdd和Gnd等(参见图25)的基础。
在金属膜形成步骤之后，执行金属膜图案化步骤。在金属膜图案化步骤中，通过使用光刻技术和蚀刻技术对金属膜进行图案化，形成连接层36和37、漏极47、源极48、基准偏置线5、垂直读出线7、地线8、公共地线9以及垫Vout、Vsel、Vref、Vdd和Gnd。由此，获得图29中的(a)所示的结构。此外，在金属膜图案化步骤中，使用RIE对金属膜进行蚀刻。
在金属膜图案化步骤之后，执行钝化膜形成步骤。由此，获得图29中的(b)所示的结构。已经在第一实施例中说明了钝化膜形成步骤，因此视为不需要对其进行说明。
在钝化膜形成步骤之后，执行层叠结构图案化步骤。在层叠结构图案化步骤中，通过对由被定义为二氧化硅膜31和氮化硅膜32的层叠的隔热层、温度检测构件30B、层间介电膜50和钝化膜60构成的层叠结构进行图案化，形成包括多个小薄膜结构301的薄膜结构300B。由此，获得图30中的(a)所示的结构。此外，在层叠结构图案化步骤中，形成多个缝隙13和15。
在层叠结构图案化步骤之后，执行开口形成步骤，之后执行空腔形成步骤。在本实施例的空腔形成步骤中，通过使用倒入作为蚀刻剂管道的缝隙13和15中的每个的蚀刻剂对硅基片1a进行各向异性蚀刻，在硅基片1a中形成空腔11。由此，获得像素2以二维阵列方式布置的红外线传感器1B，如图30中的(b)所示。已经在第一实施例中说明了开口形成步骤，因此视为不需要对其进行说明。在空腔形成步骤中，使用被加热到预定温度(例如85℃)的TMAH溶液作为蚀刻剂。蚀刻剂不限于TMAH溶液，而是可以是碱性溶液(例如KOH溶液)。
此外，由于在晶片级执行从绝缘层形成步骤到空腔形成步骤的所有步骤，因此在空腔形成步骤之后，进行分离步骤，以将红外线传感器1B彼此分离。
在上述本实施例的红外线传感器1B中，薄膜结构300B被多个线性缝隙15分割为多个小薄膜结构301。多个小薄膜结构301在空腔11的周界方向上对齐。小薄膜结构301中的每个从基体10中的空腔11的边缘延伸到空腔11的内部。小薄膜结构301中的每个设置有温度检测构件30B。所有温度检测构件30B以提供依赖于温度的输出的关系彼此电连接，该依赖于温度的输出大于温度检测构件30B中的任意单个的输出。
因此，本实施例的红外线传感器1B可以提高其响应速度和灵敏度。此外，由于连接构件320将彼此相邻的小薄膜结构301连接在一起，因此能够抑制每个小薄膜结构301的弯曲的发生。由此，能够改善红外线传感器的结构稳定性，并且使红外线传感器的灵敏度稳定。
此外，在本实施例的红外线传感器1B中，除了n型多晶硅层34和p型多晶硅层35之外，还在红外线吸收构件33的红外线入射表面上形成保护膜39、增强构件330和故障诊断线139。因此，能够防止在形成p型多晶硅层35和n型多晶硅层34时，氮化硅膜32被蚀刻得变薄。简而言之，在多晶硅层图案化步骤中，能够防止由于在对非掺杂多晶硅层进行蚀刻时可能发生的过蚀刻而引起氮化硅膜32变薄，其中该非掺杂多晶硅层用作n型多晶硅层34和p型多晶硅层35两者的基础。另外，能够改善薄膜结构300B中的应力的均匀分布。因此，能够使红外线吸收构件33薄，还使红外线吸收构件33和小薄膜结构301免于弯曲，因此能够提高灵敏度。此外，为了防止n型多晶硅层34、p型多晶硅层35、保护膜39、增强构件330和故障诊断线139被在空腔形成步骤中使用的蚀刻剂(例如TMAH溶液)蚀刻，n型多晶硅层34、p型多晶硅层35、保护膜39、增强构件330和故障诊断线139被成形为不在缝隙13和15的内方位上暴露。
此外，在红外线传感器1B中，n型多晶硅层34、p型多晶硅层35、保护膜39、增强构件330和故障诊断线139被配置为具有相同的厚度。因此，可以改善小薄膜结构301中的应力的均匀分布。因此，能够使小薄膜结构301免于弯曲。
另外，由于红外线传感器1B针对每个像素2包括MOS晶体管4，因此能够减少输出垫Vout的数量，因此能够减小红外线传感器1B的尺寸，并降低其生产成本。此外，不需要为每个像素2设置MOS晶体管4。
图31示出了本实施例的红外线传感器1B的第一变形例。第一变形例与图13至30所示的本实施例的红外线传感器1B的基本示例的不同之处在于薄膜结构300B。
根据红外线传感器1B的第一变形例的薄膜结构300B，小薄膜结构301在其延伸方向(小薄膜结构的长度方向，即图31中的横向方向)上彼此相邻地布置，并且小薄膜结构301借助于在与延伸方向交叉的方向(即小薄膜结构301的宽度方向)上彼此间隔开的两个连接构件320耦合。
根据第一变形例，小薄膜结构301和301中的每个使其第一端(延伸方向上的第一端)直接连接到基体10中的空腔11的一个边缘，并且使用连接构件320和另一小薄膜结构301使其第二端(延伸方向上的第二端)连接到基体中的空腔11的另一边缘。如上所述，小薄膜结构301中的每个在其相对端被支撑到基体10。因此，可以减少小薄膜结构301可能的弯曲，因此可以使灵敏度稳定，并且可以提高制作成品率。此外，在延伸方向上彼此并置的小薄膜结构301和301可以在其宽度中心借助于单个连接构件320彼此耦合。
图32示出了本实施例的红外线传感器1B的第二变形例。第二变形例与基本示例的不同之处在于薄膜结构300B。
根据第二变形例的红外线传感器1B，在与小薄膜结构的延伸方向垂直的方向(小薄膜结构301的宽度方向，即图32中的向上/向下方向)上彼此并置的小薄膜结构301和301，借助于单个连接构件320在支持构件310之外的部分彼此耦合。此外，优选地连接构件320远离支持构件310。
根据第二变形例，小薄膜结构301中的每个具有改善的抗扭刚度，因此能够防止每个小薄膜结构301发生扭曲变形。因此，可以使灵敏度稳定，并且可以提高制作成品率。
图33和34示出了本实施例的红外线传感器1B的第三变形例。第三变形例与基本示例的不同之处在于像素2。
在红外线传感器1B的第三变形例中，每个像素2被形成为六边形形状。以蜂窝的方式布置多个像素2。
第三变形例的薄膜结构300B被多个(在示出的实例中为六个)缝隙15分割为多个(在示出的实例中为六个)小薄膜结构301。连接构件320将多个小薄膜结构301彼此连接。
前述第三变形例可以防止每个小薄膜结构301变形。另外，能够提高小薄膜结构301的密度以及像素2的密度。
图35示出了本实施例的红外线传感器1B的第四变形例。第四变形例与基本示例的不同之处在于基体10的空腔11由基体10的第二表面(图35中的下表面)形成。
为了制造第四变形例的红外线传感器1B，对空腔形成步骤进行如下修改。在空腔形成步骤中，借助于使用感应耦合等离子体(ICP)型的干蚀刻设备等的各向异性蚀刻，对为在基体10的第二表面(即图35中的硅基片1a的下表面)中形成空腔11保留而的区域进行蚀刻，以形成空腔11。
第四变形例可以抑制从薄膜结构300B的每个小薄膜结构301到基体10的热传递，由此进一步提高灵敏度。
图36示出了本实施例的红外线传感器1B的第五变形例。第五变形例与基本示例的不同之处在于基体10的空腔11具有被成形为凹陷表面的内表面。
例如，借助于各向同性蚀刻形成第五变形例的空腔11。
根据第五变形例，空腔11的内表面可以向薄膜结构300反射通过薄膜结构300B的红外线。因此，能够提高红外线吸收构件33对红外线的吸收量，因此可以提高灵敏度。
图37示出了本实施例的红外线传感器1B的第六变形例。第六变形例与基本示例的不同之处在于基体10在其第二表面设置有被配置为连通多个空腔11的开口12。
可以通过借助于使用ICP型的干蚀刻设备等的各向异性蚀刻，对基体10的第二表面(即图37中的硅基片1a的下表面)的、为形成开口12而保留的区域进行蚀刻，来形成开口12。
第六变形例可以进一步抑制从薄膜结构300B的每个小薄膜结构301到基体10的热传递，由此进一步提高灵敏度。
(第四实施例)
下面，参考图38至44，说明本实施例的红外线传感器1C。
本实施例的红外线传感器1C与第三实施例的红外线传感器1B的不同之处主要在于薄膜结构300C。此外，用相同的附图标记表示红外线传感器1B和红外线传感器1共同的部件，并且视为不需要对其进行说明。
本实施例的薄膜结构300C与薄膜结构300B的不同之处在于，薄膜结构300C没有连接构件320。简而言之，根据薄膜结构300C，每个小薄膜结构301以悬臂的方式被支撑到基体10。
红外线传感器1C在其在小薄膜结构301的延伸方向上的尖端与该小薄膜结构301的宽度端中的每个之间形成的角处被斜切。因此，使得能够防止在制造红外线传感器1C时，在红外线传感器未被如此斜切时(如图42所示)可能发生的红外线传感器1C的破损。因此，还可以容易地形成空腔11。因此，可以提高制作成品率。此外，在示出的实例中，虽然每个斜切表面是C表面，但是每个斜切表面可以是R表面。
除了不形成连接构件320和增强构件330以外，制造红外线传感器1C的方法与制造第三实施例的红外线传感器1B的方法相同。因此，不对制造红外线传感器1C的方法进行说明。
在上述本实施例的红外线传感器1C中，薄膜结构300C被多个线性缝隙15分割为多个小薄膜结构301。多个小薄膜结构301在空腔11的周界方向上对齐。每个小薄膜结构301以悬臂的方式被支撑到基体10。此外，每个小薄膜结构301设置有温度检测构件30B。所有温度检测构件30B以提供依赖于温度的输出的关系彼此电连接，该依赖于温度的输出大于温度检测构件30B中的任意单个的输出。
因此，本实施例的红外线传感器1C可以提高其响应速度和灵敏度。此外，即使在基体10中存在应力或者遭受外部应力或热应力的情况下，也能够限制每个小薄膜结构301的变形。由此，能够改善红外线传感器的结构稳定性，并且使红外线传感器的灵敏度稳定。
可选地，如图43和44所示，每个像素2可以被形成为六边形形状。在这种情形下，优选地以蜂窝的方式布置像素2。
通过这种配置，能够防止每个小薄膜结构301变形。另外，能够提高小薄膜结构301的密度以及像素2的密度。

Claims (14)

1.一种红外线传感器，包括：
基体；以及
在所述基体的表面上方形成的红外线检测元件，
其中，所述红外线检测元件包括：
薄膜形式的红外线吸收构件，所述红外线吸收构件被配置为吸收红外线，并且所述红外线吸收构件与所述基体的所述表面间隔开以便隔热；
温度检测构件，被配置为测量所述红外线吸收构件和所述基体之间的温度差，并且所述温度检测构件包括热电偶，所述热电偶包括p型多晶硅层、n型多晶硅层和连接层，所述p型多晶硅层形成在所述红外线吸收构件和所述基体上方，所述n型多晶硅层形成在所述红外线吸收构件和所述基体上方且不与所述p型多晶硅层接触，并且所述连接层被配置为将所述p型多晶硅层电连接到所述n型多晶硅层；以及
保护膜，被配置为在形成所述p型多晶硅层和所述n型多晶硅层时，用于保护所述红外线吸收构件，并且防止所述红外线吸收构件弯曲，
所述保护膜是形成在红外线入射表面上、用于覆盖所述红外线入射表面的多晶硅层，所述红外线入射表面被定义为所述红外线吸收构件的与所述基体相对的表面。
2.根据权利要求1所述的红外线传感器，其中，
所述红外线检测元件包括支持构件，所述支持构件被配置为将所述红外线吸收构件耦合到所述基体，
所述支持构件仅在单点耦合到所述基体。
3.根据权利要求1所述的红外线传感器，其中，
所述红外线检测元件包括支持构件，所述支持构件被配置为将所述红外线吸收构件耦合到所述基体，
所述支持构件仅在两点耦合到所述红外线吸收构件。
4.根据权利要求1所述的红外线传感器，其中，
所述p型多晶硅层、所述n型多晶硅层和所述保护膜具有相同的厚度。
5.根据权利要求1所述的红外线传感器，其中，
所述p型多晶硅层、所述n型多晶硅层和所述保护膜形成在共同的平面中。
6.根据权利要求1所述的红外线传感器，其中，
所述红外线检测元件包括红外线吸收膜，所述红外线吸收膜形成在所述保护膜的与所述基体相对的表面上方，
所述红外线吸收膜具有λ/4n的厚度，其中，n表示所述红外线吸收膜的反射率，并且λ表示要由所述红外线检测元件检测的红外线的中心波长。
7.根据权利要求1所述的红外线传感器，其中，
所述保护膜包括p型保护膜和n型保护膜，所述p型保护膜与所述p型多晶硅层一体地形成，并且具有1018至1020cm-3的杂质浓度；所述n型保护膜与所述n型多晶硅层一体地形成，并且具有1018至1020cm-3的杂质浓度。
8.根据权利要求1所述的红外线传感器，其中，
所述保护膜具有1018至1020cm-3的杂质浓度，
所述保护膜具有λ/4n的厚度，其中，n表示所述保护膜的反射率，并且λ表示要由所述红外线检测元件检测的红外线的中心波长。
9.根据权利要求1所述的红外线传感器，其中，
所述保护膜具有1018至1020cm-3的杂质浓度，
所述p型多晶硅层和所述n型多晶硅层中的至少一个具有与所述保护膜相同种类和相同浓度的杂质。
10.根据权利要求1所述的红外线传感器，其中，
所述红外线传感器包括多个单元，每个单元包括所述红外线检测元件，
所述多个单元以阵列的方式布置在所述基体的所述表面上方。
11.根据权利要求10所述的红外线传感器，其中，
所述单元包括金属氧化物半导体晶体管，所述金属氧化物半导体晶体管被配置为读出所述温度检测构件的输出。
12.根据权利要求11所述的红外线传感器，其中，
所述金属氧化物半导体晶体管包括栅极，所述栅极由具有与所述保护膜相同厚度的多晶硅膜定义。
13.根据权利要求1所述的红外线传感器，其中，
所述基体设置有空腔，用于在所述基体和所述红外线吸收构件之间隔热，
所述红外线检测元件包括薄膜结构，所述薄膜结构包括多个小薄膜结构，并且所述薄膜结构布置在所述空腔上方，
所述小薄膜结构中的每个包括薄膜形式的所述红外线吸收构件和所述温度检测构件，所述红外线吸收构件被配置为吸收红外线，所述温度检测构件形成在所述红外线吸收构件上，并且被配置为测量同一红外线吸收构件的温度，
所述红外线检测元件包括在所述小薄膜结构之间形成的缝隙，以及
所有所述温度检测构件以提供依赖于温度的输出的关系彼此电连接，所述依赖于温度的输出大于所述温度检测构件中的任意单个的输出。
14.根据权利要求13所述的红外线传感器，其中，
所述薄膜结构包括连接构件，所述连接构件被配置为将所述小薄膜结构连接在一起。
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