CN102272563B - 光检测器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光检测器，提供具有辐射热计元件(11)及参考元件(21)的红外线检测器(1)，其中参考元件(21)包含：辐射热计膜(22)；辐射热计膜(22)的基板侧表面上形成的基板侧绝缘膜(31)；经由基板侧绝缘膜(31)而在辐射热计膜(22)的基板侧表面上形成的由非晶硅构成的散热膜(23)；及与散热膜(23)及基板(10)热连接的由非晶硅构成的多个散热柱(25)，辐射热计膜(22)及基板侧绝缘膜(31)绕转到散热膜(23)中的与基板(10)的表面交叉的侧面而形成。根据如此的红外线检测器(1)，既可有效地减少使用环境的温度变化的影响，且可谋求小型化。

Description

光检测器
技术领域
本发明涉及一种光检测器。
背景技术
以往，作为光检测器，已知有检测红外线的辐射热计型红外线检测器。辐射热计型的红外线检测器是利用因温度致使电阻值变化的材料来检测红外线的光检测器，例如专利文献1所公开的。在专利文献1中，公开了一种辐射热计型红外线检测器，其具备感知入射的红外线的辐射热计元件、及检测因使用环境的变化而产生的温度变化的参考元件。该辐射热计型红外线检测器使用辐射热计元件所输出的信号及参考元件所输出的信号，算出排除因使用环境的变化而产生的温度变化的影响的信号，而检测红外线。
专利文献1：日本特开平10-227689号公报
发明内容
发明所要解决的问题
上述的专利文献1记载的红外线检测器的情况下，辐射热计元件含有经由空洞而被支撑于硅基板上的辐射热计薄膜，且参考元件含有经由牺牲层而形成于硅基板上的辐射热计薄膜。
但，专利文献1记载的红外线检测器中，由于对于参考元件的牺牲层使用热传导率小且热容量大的材料，因此不能充分降低使用环境的温度变化的影响。
另一方面，为提高对使用环境中的温度变化的应答性，有将参考元件的牺牲层的厚度减薄的构想。
但，若将牺牲层的厚度减薄，则参考元件的高度将改变，因而会导致辐射热计元件的高度与参考元件的高度差变大。如此，由于例如利用曝光进行图案化时将难以调节焦点深度，故将难以形成微细的图案，从而对红外线检测器的小型化造成阻碍。
因此，本发明为解决上述问题而完成，其目的在于提供一种可充分降低使用环境中的温度变化的影响，且可小型化的光检测器。
解决问题的技术手段
为解决上述问题，本发明的光检测器的特征在于具有：第1辐射热计膜，其与基板的表面隔开而被支撑于该基板的表面上；第2辐射热计膜，其与基板的表面隔开而被支撑于基板的表面上；基板侧绝缘膜，其形成于第2辐射热计膜的基板侧表面；散热膜，其经由该基板侧绝缘膜而形成于第2辐射热计膜的基板侧表面，并由非晶硅构成；及多个散热柱，其与散热膜及基板热连接且由非晶硅构成；且，第2辐射热计膜及基板侧绝缘膜绕转至散热膜中与基板的表面交叉的侧面而形成。
该光检测器的第2辐射热计膜经由基板侧绝缘膜、散热膜及散热柱而连接于基板。因此，在采用第2辐射热计膜作为参考元件的辐射热计膜的情况下，因红外线而在第2辐射热计膜中产生的热会经由基板绝缘膜、散热膜及散热柱而传达至基板。又，由于第2辐射热计膜及基板侧绝缘膜绕转至散热膜的侧面而形成，故第2辐射热计膜及基板侧绝缘膜与散热膜的接触面积扩大，因此从第2辐射热计膜至散热膜的传热路径扩大。因此，由于第2辐射热计膜所产生的热能有效地传达至基板，故可对仅因使用环境中的变化而发生的温度变化进行正确测定。其结果，可有效地减少使用环境中的温度变化的影响。再者，由于无需为了将参考元件的热有效地散热至基板而将牺牲层的厚度减薄，故在例如利用曝光进行图案化的情况时，焦点深度的控制变得容易，使得微细图案的形成变得容易，其结果可谋求小型化。
优选为，上述光检测器在基板的表面上的与第2辐射热计膜相对的区域形成金属膜，且多个散热柱经由金属膜而与基板热连接。
如此，由于使金属膜介于散热柱与基板之间，由此在采用第2辐射热计膜作为参考元件的辐射热计膜的情况下，可扩大散热柱与基板的热接触面积。因此，可通过入射的红外线将第2辐射热计膜中产生的热更有效地传达至基板。
再者，优选为，在上述光检测器在基板的表面上的与第1辐射热计膜相对的区域，形成由金属构成的反射膜。
如此，在采用第1辐射热计膜作为辐射热计元件的辐射热计膜的情况下，可通过反射膜将穿透第1辐射热计膜的红外线反射至第1辐射热计膜侧，并再次入射至第1辐射热计膜。因此，可有效地测量由红外线所产生的热。
而且，无论是上述任一者的光检测器皆优选为，第1辐射热计膜及第2辐射热计膜与基板的表面大致平行配置，且形成于距离基板的高度大致相同的位置上。通过此结构，可在例如利用曝光进行图案化的情况下更容易地控制焦点深度。
再者，无论是上述任一者的光检测器皆优选为，在构成散热膜及多个散热柱的非晶硅中添加金属元素。由此，可提高热传达效率。另外，优选为，基板侧绝缘膜使用包含硅的绝缘性材料而形成。
发明效果
如上所述，根据本发明，光检测器既可有效地降低使用环境中的温度变化的影响，且可谋求小型化。
附图说明
图1为显示本发明的光检测器的一个实施方式的红外线检测器的结构的平面图；
图2为图1的红外线检测器的像素部的部分放大平面图；
图3为图1的红外线检测器的像素部的辐射热计元件的立体图；
图4为图1的红外线检测器的像素部的辐射热计元件的平面图；
图5为图1的红外线检测器的参考像素部的参考元件的平面图；
图6为沿着图4、图5的VI-VI线的组合剖面图；
图7为图1所示的信号处理电路部的电路图；
图8为图1所示的信号处理电路部的电路图；
图9(a)、(b)、(c)分别为显示图6所示的参考元件的基板热氧化工序、第1电极形成工序及SiO2层叠工序的剖面图；
图10(d)、(e)、(f)均为显示图9的后续工序，且依序显示其后的工序的剖面图；
图11(g)、(h)、(i)均为显示图10的后续工序，且依序显示其后的工序的剖面图；
图12(j)、(k)、(l)均为显示图11的后续工序，且依序显示其后的工序的剖面图；
图13(m)、(n)、(o)均为显示图12的后续工序，且依序显示其后的工序的剖面图；
图14(p)、(q)均为显示图13的后续工序，且依序显示其后的工序的剖面图；
图15为说明图11所示的散热柱的效果的概要图；
图16为图1所示的红外线检测器的变形例；
图17为图1所示的红外线检测器的变形例；
图18为图1所示的红外线检测器的变形例；及
图19为将图6所示的参考元件的主要部分放大显示的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。另，附图的说明中，对于相同的要素附注相同的符号，省略重复的说明。
本发明的实施方式的光检测器是使用因温度致使电阻值变化的材料来检测红外线的所谓的辐射热计型红外线检测器，其可适用于红外成像仪或热成像等。此处，图1为本发明的实施方式的红外线检测器的平面图，图2为放大图1的红外线检测器的像素部的一部分的平面图，图3为显示图1的红外线检测器的1像素的结构的立体图。另外，图4为显示图1的红外线检测器的像素部中的1像素的结构的平面图，图5为显示图1的红外线检测器的参考像素部中的1像素的结构的平面图，图6为将沿着图4的VI-VI线的剖面及图5的VI-VI线的剖面组合而成的红外线检测器的模式剖面图。
如图1所示，红外线检测器1为通过热变化来检测红外线的检测器，其包含基板10、形成于基板10上的像素部12、参考像素部13及信号处理电路部14。
基板10使用例如Si(硅)基板，且具备特定的宽度、深度及厚度的平板状的构件。再者，在Si基板的表面有时会形成热氧化层或下地层，然而在本实施方式中，在Si基板上形成有这些层时，将包含这些层的层作为基板10。
像素部12作为红外线受光器而发挥功能，且其与信号处理电路部14电连接。另外，如图2所示，像素部12具有在基板10上将多个像素(辐射热计元件11)配置成纵横规则的2维状的2维阵列构造，即所谓的表面微机械。
而且，如图3、4所示，构成各像素的辐射热计元件11形成于基板10的表面10a 上的矩形像素区域10b。辐射热计元件11具有：ROIC(Readout Integrated Circuit，读出集成电路)垫16、17；电极插头18、19，及辐射热计薄膜(第1辐射热计膜)15。
ROIC垫16、17为具导电性的矩形的垫。ROIC垫16、17配置于夹着像素区域10b的对角线的中央而相对的位置(对角位置)，且两者皆与在图3、4中未图标的信号处理电路部14电连接。
电极插头18、19形成于ROIC垫16、17上。电极插头18、19为直立于与表面10a交叉的方向的大致圆柱状的构件，且其在高度方向中间偏上侧的部分连接于辐射热计薄膜15。电极插头18、19由具导电性的材料而构成，例如使用Al(铝)。
辐射热计薄膜15为大致矩形的薄膜，与基板10大致平行，且与表面10a隔开配置。辐射热计薄膜15其中央部分为接受红外线的受光部15a，且配置于对角位置的2个角部15b、15c连接于电极插头18、19。另外，辐射热计薄膜15以从构成受光部15a的2道相对的周缘部15d、15e开始并保留角部15b、15c的方式而形成有曲轴(crank)形状的狭缝15f、15g。而且，较狭缝15f、15g更外侧的与角部15b、15c相连的部分成为梁部15h、15i。
梁部15h、15i以角部15b、15c为起点，沿着受光部15a的外周延伸且相对的方式而形成。而且，受光部15a与梁部15h、15i由于通过狭缝15f、15g而空间上相互隔开，故受光部15a与梁部15h、15i被热分离。辐射热计薄膜15使用温度变化所引起的电阻率变化较大的材料，例如非晶硅。
另外，在梁部15h、15i形成有配线15j、15k(图3未图示)。配线15j、15k其一端侧分别电连接于电极插头18、19，且另一端侧与受光部15a电连接。因此，配线15j、15k经由电极插头18、19及ROIC垫16、17而与信号处理电路部14电性连接。
而且，如图3所示，辐射热计薄膜15仅有角部15b、15c连接于电极插头18、19，其它部分以与表面10a隔开的状态而被支撑于基板10上。由此，如图6所示，在辐射热计薄膜15与基板10之间形成有空隙11a。
再者，如图6所示，辐射热计薄膜15在基板10侧的表面15m上形成有绝缘膜30。绝缘膜30使用例如通过将TEOS(Tetraethylorthosilicate，硅酸四乙酯)作为原料的等离子体CVD(Chemical VaporDeposition，化学气相沉积)法而形成的硅氧化膜(氧化硅)(氮化硅也可)。另外，在与表面10a上的辐射热计薄膜15相对的区域，层叠有由金属构成的反射膜20。该反射膜20使用对于红外线的反射率较大的金属。
如上所述，辐射热计元件11具有将辐射热计薄膜15与基板10的表面10a隔开、且与基板10大致平行而配置的膜片的结构。另外，辐射热计薄膜15与基板10由空隙11a而在空间上相隔，且彼此热分离。而且，辐射热计薄膜15的受光部15a的温度变化所引起的电阻率变化，可经由配线15j、15k、电极插头18、19及ROIC垫16、17而由信号处理电路部14予以读取。
另一方面，参考像素部13具有在基板10上将多个像素(参考元件21)配置成纵横有规则的2维状的2维阵列构造。各像素成为所谓的光学黑色。如图5、6所示，构成各像素的参考元件21具有与辐射热计元件11大致相同的结构。参考元件21与辐射热计元件11相比较，不同的点在于其具有辐射热计薄膜(第2辐射热计膜)22、散热膜23、散热用金属膜24、复数的散热柱25及基板侧绝缘膜31。再者，参考元件21具有ROIC垫26、27及电极插头28、29(图5未图示)，但由于这些与辐射热计元件11为相同的结构，故省略详细的说明。
辐射热计薄膜(第2辐射热计膜)22与基板10的表面10a大致平行，且以形成与辐射热计薄膜15大致相同的平面的方式而配置。此处，形成大致相同的平面是指辐射热计薄膜22和辐射热计薄膜15的与表面10a的高度差落在后述的散热膜23的厚度的范围内，包含辐射热计薄膜22的平面与包含辐射热计薄膜15的平面从表面10a来看落于例如±1μm左右内，且辐射热计薄膜22与辐射热计薄膜15形成于距离基板10的高度大致相同的位置。
而且，辐射热计薄膜22是与辐射热计薄膜15同样为大致矩形的薄膜，且包含有受光部22a、角部22b、22c、周缘部22d、22e、狭缝22f、22g、梁部22h、22i、及配线22j、22k，且又包含后述的绕转部22s。
另外，辐射热计薄膜22在受光部22a的基板10侧的表面形成有基板侧绝缘膜31，且经由基板侧绝缘膜31而形成有散热膜23。基板侧绝缘膜31以与辐射热计元件11的绝缘膜30相同的材料构成。
而且，基板绝缘膜31绕转至散热膜23的与基板10的表面10a交叉的侧面而形成，即如图19的详细显示，其绕转至散热膜23的与基板10侧的表面23b交叉的侧面23a而形成，且直接覆盖侧面23a。再者，在该侧面23a上形成有辐射热计薄膜22的绕转部22s。因此，辐射热计薄膜22与基板侧绝缘膜31绕转至散热膜23的侧面23a而形成，并覆盖侧面23a。
散热膜23具有从矩形沿着狭缝22f、22g去除位于2个对角位置的角部部分而得的宽度较大的曲轴形状。散热膜23由非晶硅(α-Si)构成。
再者，在散热膜23与基板10之间，形成有多个散热柱25。各散热柱25的上端面连接于散热膜23，下端面连接于散热用金属膜24，而将散热膜23与散热用金属膜24热连接。各散热柱25由非晶硅构成，且形成为在表面10a的交叉方向延伸的大致圆柱状。另外，散热柱25以纳入散热膜23内的方式以纵横相等间隔配置。若将散热膜23的膜厚设为W23，则W23大于辐射热计薄膜22的膜厚W22及基板侧绝缘膜31的膜厚W31(W23＞W22，W23＞W31)。再者，散热柱25与散热膜23可一体形成。
其次，散热用金属膜24形成于与基板10a的受光部22a相对的区域。散热用金属膜24具有比将多个散热柱25的剖面积合并的面积更大的面积，并与散热柱25及基板10热连接。散热用金属膜24使用例如Al、Cu、W等。
在具有以上结构的辐射热计薄膜22中，假设会因伴随着红外线入射的温度变化而产生热。于是，该热会从辐射热计薄膜22经由基板侧绝缘膜31、散热膜23、散热柱25及散热用金属膜24而传达至基板10。因此，可使参考元件21构成为可通过将因伴随红外线入射的温度变化而产生的热传达至基板10而使该热散发。而且，可将辐射热计薄膜22的因环境变化等的温度变化所引起的电阻率变化，经由配线22j、22k、电极插头28、29及ROIC垫26、27而由信号处理电路部14读取。
另一方面，图1所示的信号处理电路部14是读出用的电路，且具有将像素部12及参考像素部13的输出信号读出，并从像素部12的输出信号减去参考像素部13的输出信号的功能。以下，使用图7、8就读出电路进行具体的说明。图7、8为显示信号处理电路部14的读出电路的电路结构。首先，考虑说明理解的容易性，以具备辐射热计元件11及参考元件21各一个的最小结构的红外线检测器为例进行说明。该最小结构的情况下，例如使用图7所示的积分电路测定输出电压Vout。该输出电压Vout，若将从流动至辐射热计元件11的受光部15a的辐射热计电流I(Rb)减去流动至参考元件21的受光部22a的参考电阻电流I(Rref)所得的电荷放大器输入电流设为Ip、将电容量的积分容量设为Cf，则可以下式(1)表示。
Vout-Vinp＝-Ip·t/Cf ...(1)
信号处理电路部14使用式(1)将电阻值的变化转换成输出电压Vout的变化，红外线的检测基于该电信号进行。其次，就包含多个辐射热计元件11及一个参考元件21的红外线检测器的情况进行说明。此时，如图8所示，使用移位寄存器SR，测定基于对应于各辐射热计电流I(Rbn)(n：整数)的电荷放大器输入电流Ip的输出电压Vout。且基于该电信号进行红外线的检测。
其次说明具备上述结构的红外线检测器1的动作。当红外线入射到红外线检测器1时，该红外线会被辐射热计元件11的受光部15a吸收。受光部15a对应于所吸收的红外线而产生热。受光部15a由于通过空隙11a而与基板10等周围的构件热分离，故在受光部15a产生的热不会散发至周围而使得受光部15a的温度上升。随着该温度上升，受光部15a的电阻值发生变化。该电阻值的变化经由与受光部15a电连接的配线15j、15k、电极插头18、19及ROIC垫16、17，而作为信号被传送给信号处理电路部14。
另外，即使入射于辐射热计薄膜15的红外线的一部分未被受光部15a吸收而透射，该红外线亦将被反射膜20反射，而再次入射到受光部15a。受光部15a也吸收再入射的红外线，并产生与其相应的热。因此，红外线检测器1可有效地吸收红外线。
另一方面，当红外线入射到红外线检测器1时，与辐射热计元件11相同，红外线也会入射至参考元件21。于是，该红外线在参考元件21的受光部22a被吸收。受光部22a对应于所吸收的红外线而产生热。而受光部22a经由基板侧绝缘膜31，与散热膜23、散热柱25、散热用金属膜24及基板10热连接。因此，由于红外线的入射而在受光部22a产生的热以基板侧绝缘膜31、散热膜23、散热柱25及散热用金属膜24的顺序传达至基板10。在红外线检测器1中，由于以此方式将在受光部22a产生的热放出，所以伴随着红外线检测器1的环境变化的温度变化而产生的热将使受光部22a的电阻值发生变化。这样的伴随着环境变化的电阻值的变化会经由与受光部22a电连接的配线22j、22k、电极插头28、29及ROIC垫26、27，作为信号而被传送给信号处理电路部14。
而后，在信号处理电路部14中，将受光部15a、22a的电阻值的变化转换成电压变化，而基于该电气信号进行红外线的检测。
如此，红外线检测器1在参考元件21中，使辐射热计薄膜22经由基板侧绝缘膜31、散热膜23及散热柱25而与基板10连接。因此，由于进行由红外线而产生的受光部22a的热经由基板侧绝缘膜31、散热膜23、多个散热柱25及散热用金属膜24而传达至基板10的高效率的散热，故可正确地测定仅根据使用环境的变化而产生的温度变化。
此外，如上所述，辐射热计薄膜22与基板侧绝缘膜31相对于散热膜23绕转至其侧面23a而形成，并也接触于侧面23a。因此，与仅接触沿着基板10的平面部分的情况相比，与散热膜23的接触面积更加扩大。因此，从辐射热计薄膜22传热至散热膜23的路径扩大，而使在受光部22a产生的热更有效地传达至散热膜23。因此，可极其有效地进行散热。其结果，在红外线检测器1中，可更有效地降低使用环境中的温度变化的影响。另外，通过使辐射热计薄膜22与基板侧绝缘膜31绕转至散热膜23的侧面23a而形成，可使辐射热计薄膜22及基板侧绝缘膜31不易与散热膜23剥离，从而能够可靠地进行辐射热计薄膜22与散热膜23的绝缘。
另外，由于在参考元件21中，使散热用金属膜24介于散热柱25与基板10之间，故散热柱25与基板10的热接触面积增大。因此，可使因入射的红外线而在辐射热计薄膜22产生的热更有效地传达至基板10，从而可更有效地进行散热。
再者，在参考元件21中，受光部22a与基板10通过具备柱状体构造的多个散热柱25热连接。因此，与将受光部22a及基板10构成为一块的情况相比，可防止由于受光部22a与散热柱25之间、或基板10与散热柱25之间的热膨胀率的差，而在辐射热计薄膜15被施加应力。因此，可防止辐射热计薄膜15产生裂痕。
而且，参考元件21中，在散热柱25及散热膜23以一体形成的情况下，可分散因基板10与传热体之间的热膨胀率差所产生的应力。其结果可防止辐射热计薄膜15产生裂痕。
再者，又由于参考元件21与辐射热计元件11形状类似，故可降低两元件间的形状相异所造成的电阻差。因此，参宜采用参考元件21作为参考元件。
散热膜23及散热柱25虽由非晶硅构成，但均宜添加(掺杂)金属元素。其理由在于若添加金属元素，则热的传达效率良好，且散热特性良好。
其次，说明本发明的实施方式的红外线检测器1的制造方法。另外，参考元件21的制造工序由于包含辐射热计元件11的制造工序，故以下以参考元件21的制造工序为中心进行说明。图9～图14为显示图1所示的红外线检测器1的参考元件21的制造中途的构造的剖面图。
首先如图9(a)所示，进行基板热氧化工序。在该工序中，将Si基板100的表面氧化，在Si基板100上形成热氧化膜101。热氧化膜101的膜厚为例如0.7μm。
其次，如图9(b)所示，进行第1电极形成工序。在该工序中，将参考元件21的ROIC垫26、27及电极垫33形成于热氧化膜101上。例如，将Al-Si-Ti以1μm左右的厚度层叠，且使用光致抗蚀剂形成未图示的掩模后进行蚀刻，去除无用的部分，由此形成ROIC垫26、27及电极垫33。为均一性良好地形成，蚀刻宜为干式刻蚀法，但湿式蚀刻法亦可。
其后，如图9(c)所示，进行SiO2层叠工序。在该工序中，在热氧化膜101、ROIC垫26、27及电极垫33上层叠SiO2膜102。例如，由等离子体CVD将SiO2膜102以1μm左右的厚度层叠。再者，此处将Si基板100、热氧化膜101及SiO2膜102作为基板10。
其次，如图10(d)所示，进行开口形成工序。在该工序中，在位于ROIC垫26、27及电极垫33的上侧的SiO2膜102中，分别形成开口102a、102b、102c。例如在SiO2膜102上使用光致抗蚀剂形成掩模后进行蚀刻，去除SiO2膜102的无用的部分，而形成开口102a、102b、102c。
其次，如图10(e)所示，进行第2电极形成工序。在该工序中，在形成与ROIC垫26、27及电极垫33相同材料的金属层后，使用光致抗蚀剂形成掩模后进行蚀刻，而去除无用的部分，由此形成ROIC垫26、27，电极垫33及散热用金属膜24。此处，将在第1电极形成工序所形成的ROIC垫26、27、电极垫33、与在第2电极形成工序所形成的ROIC垫26、27、及电极垫33分别一体化，且使ROIC垫26、27、电极垫33的上面经由开口102a、102b、102c而位于SiO2膜102的更上侧。再者，使ROIC垫26、27、电极垫33及散热用金属膜24的上表面位于相同的平面上。如此，通过使ROIC垫26、27、电极垫33及散热用金属膜24的上表面位于相同的平面上，而使参考元件21的膜片构造平坦化。
其次，如图10(f)所示，进行牺牲层形成工序。在该工序中，在层叠体的表面，以膜厚成为例如2.5μm左右的方式涂布例如聚酰亚胺，由此而形成牺牲层36。
其次，如图11(g)所示，进行虚设像素制作工序。在该工序中，首先，作为用于形成开口的前置处理，在层叠体的表面层叠保护层34。例如，通过层叠非晶硅而在层叠体的表面形成保护层34。另外，也可层叠TEOS-SiO2(由使用TEOS的等离子体CVD装置所形成的SiO2膜)而形成保护层34。保护层34以例如50nm左右的厚度层叠。
其后，在使用光致抗蚀剂形成未图示的掩模后进行蚀刻，去除无用的部分，从而形成多个贯通保护层34及牺牲层36的开口部36a。该情况下，开口部36a以成为尽可能小的内径的方式形成，例如内径为2μm左右，开口部36a间之间距为2～5μm。
之后，形成开口部36a后，去除保护层34。例如作为保护层34而使用非晶硅的情况下，使用XeF2。另外，作为保护层34而使用TEOS-SiO2时，使用HF。
其次，如图11(h)所示，进行散热柱的形成工序。在该工序中，包含由虚设像素制作工序而形成的开口部36a的内部，在牺牲层36的上表面的整体上，形成其后成为散热柱25及散热膜23的非晶硅膜35。该情况下，通过例如溅镀将非晶硅以1μm左右的厚度层叠而形成非晶硅膜35。由此在开口部36a的内部形成散热柱25。散热柱25例如外径为2μm，其间距为2～5μm。
此处，在上述的虚设像素制作工序中，尽可能减小开口部36a的内径。因此，例如如图15(a)所示，与散热柱25的外径(即开口部36a的内径)较大的情况相比，如图15(b)所示，可将连接散热柱25的非晶硅膜35的表面35a平坦化。由此，在散热柱的形成工序后，为将膜片构造平坦化，无需另外实行平坦化工序(回蚀刻工序)，因此可降低制造成本，且可缩短制造时间。再者，通过较小地形成散热柱25的外径，只需使用少量的非晶硅即可，故也可降低材料成本。
其次，如图11(i)所示，进行散热膜的形成工序。在该工序中，使用光致抗蚀膜形成未图示的掩模后，通过蚀刻非晶硅膜35而在散热柱25的上侧形成散热膜23。如此，本实施方式由于将散热柱25及散热膜23一体形成，故可分散由于基板10与散热柱25之间的热膨胀率差而产生的应力，其结果，可防止辐射热计薄膜15产生裂痕。
其次，如图12(j)所示，进行绝缘膜的层叠工序。在该工序中，在层叠体的表面整体，例如以100nm左右的厚度层叠TEOS-SiO2，由此形成基板侧绝缘膜31。其后，如图12(k)所示，进行辐射热计薄膜的层叠工序。在该工序中，在层叠体的表面整体，例如以100nm左右的厚度层叠非晶硅，由此形成辐射热计薄膜22。通过进行该绝缘膜的层叠工序及辐射热计薄膜的层叠工序，以直接接触散热膜23的上侧表面及与上侧表面交叉的侧面的方式形成基板侧绝缘膜31，且在散热膜23的上侧表面及与上侧表面交叉的侧面，经由基板侧绝缘膜31而形成辐射热计薄膜22。
其后，如图12(l)所示，进行电极用金属膜的层叠工序。在该工序中，在层叠体的表面整体层叠电极用金属膜38。例如通过以50nm左右的厚度层叠WSi或Ti而形成电极用金属膜38。再者，也可以100nm左右的厚度层叠电极用金属膜38。
其次，如图13(m)所示，进行上部电极的形成工序。在该工序中，使用光致抗蚀剂形成未图标的抗蚀图案，再去除电极用金属膜38的无用的部分，由此形成上部电极38a。
其后，如图13(n)所示，进行开口形成工序。在该工序中，在ROIC垫26、27的上侧的层中分别形成开口39、40，且在位于散热用金属膜24与ROIC垫26、27之间的基板10上的层中分别形成开口41、42。
其后，如图13(o)所示，进行电极插头的形成工序。在该工序中，通过溅镀或真空蒸镀而将金属膜层叠，其后通过剥离(lift-off)而在开口39、40中分别形成电极插头28、29。例如使用Al形成电极插头28、29。由此，使上部电极38a及电极插头28、29分别一体化。
其次，如图14(p)所示，进行下部电极的形成工序。在该工序中，在去除电极垫33的上侧的层后，在形成电极用金属膜(例如使用Ti、Pt、Au、Sn等)之后，使用光致抗蚀剂形成未图标的抗蚀图案进行剥离而形成下部电极32。下部电极32包含例如连接ROIC垫26、27及信号处理电路部14的配线。其后，如图14(q)所示，进行牺牲层去除工序。在该工序中，通过O2将包含如聚酰亚胺的牺牲层36灰化。如此，通过将牺牲层26完全去除，可防止因流程中的热处理等而由牺牲层36产生不必要的气体。
如上，通过实行图9～图14所示的工序，可制造能将因红外线吸收所产生的热适当地散发至基板10的参考元件21。此外，制造辐射热计元件11的情况下，无需虚设像素制作工序、散热柱的形成工序、散热膜的形成工序等图11及图12所示的工序。
而且，辐射热计元件11及参考元件21可在相同的基板10上同时制造。此情况下，由于辐射热计薄膜15及辐射热计薄膜22与基板10的表面大致平行且位于大致相同的平面上，故利用曝光进行图案化时，可容易地进行焦点深度的控制，其结果，可谋求红外线检测器1的小型化。再者，进行上述的制造时，由于像素部12及参考元件部13的电阻率的均一性也提高，故可使作为参考元件的功能提高。
再者，若将未图标的独立制造的信号处理电路部14与包含辐射热计元件11的像素部12、及包含参考元件21的参考像素部13连接，则完成红外线检测器1。
另外，上述的实施方式显示本发明的红外线检测器的一个例子。本发明的红外线检测器并不仅限于实施方式的红外线检测器，也可将实施方式的红外线检测器进行变形，或也可适用于其它的样态。
例如，在上述实施方式中，虽已说明具备包含散热用金属膜24的参考元件21的红外线检测器1，但如图16所示，参考元件21也可不包含散热用金属膜24。如此构成的情况下，在受光部22a中因红外线所产生的热将以基板侧绝缘膜31、散热膜23、及散热柱25的顺序传导，并传达至基板10。因此，与上述实施方式相同地，可正确检测参考元件21因环境变化等所导致的温度变化，并有效地降低使用环境的温度变化的影响，且可谋求小型化。
另外，在上述实施方式中，虽已说明具备有包含反射膜20的辐射热计元件11的红外线检测器1，但如图17所示，也可不在辐射热计元件11中形成反射膜20。此情况下，在参考元件21的受光部22a中因红外线所产生的热也会以基板侧绝缘膜31、散热膜23、散热柱25、及散热用金属膜24的顺序传导，并传达至基板10。因此，与上述实施方式相同，可正确检测参考元件21因环境变化等所导致的温度变化，并有效地降低使用环境的温度变化的影响，且可谋求小型化。
另外，在上述实施方式中，虽已说明具备具有散热用金属膜24的参考元件21，及具有反射膜20的辐射热计元件11的红外线检测器1，但如图18所示，也可在参考元件21中不具有散热用金属膜24，且也可在辐射热计元件11中不具有反射膜20。此情况下也是，在参考元件21的受光部22a中因红外线所产生的热也会以基板侧绝缘膜31、散热膜23、及散热柱25的顺序传导，并向基板10散热。因此，与上述实施方式相同，可正确检测参考元件21因环境变化等所导致的温度变化，并有效地减少使用环境的温度变化的影响，且可谋求小型化。
再者，在上述实施方式中，虽已说明将散热柱25形成为大致圆柱状的情形，但散热柱25也可为其剖面为矩形或三角形的柱状。此情况下也可有效地降低使用环境的温度变化的影响，且可谋求小型化。
产业上的可利用性
根据本发明，光检测器既可有效地减少使用环境的温度变化的影响，且可谋求小型化。
符号说明
1 红外线检测器(光检测器)
10 基板
15 辐射热计薄膜
22 辐射热计薄膜
20 反射膜
23 散热膜
24 散热用金属膜
25 散热柱
31 基板侧绝缘膜

Claims (6)

1.一种光检测器，其特征在于，
具有：
第1辐射热计膜，与基板的表面隔开而被支撑于该基板的表面上；
第2辐射热计膜，与所述基板的表面隔开而被支撑于所述基板的表面上；
基板侧绝缘膜，在所述第2辐射热计膜的所述基板一侧的表面上形成；
散热膜，经由该基板侧绝缘膜而在所述第2辐射热计膜的所述基板一侧的表面上形成，并且由非晶硅构成；以及
多个散热柱，与所述散热膜及所述基板热连接，并且由非晶硅构成，
所述第2辐射热计膜及所述基板侧绝缘膜绕转到所述散热膜中的与所述基板的表面交叉的侧面而形成。
2.如权利要求1所述的光检测器，其特征在于，
在所述基板的表面上的与所述第2辐射热计膜相对的区域，形成有金属膜，
所述多个散热柱经由所述金属膜而与所述基板热连接。
3.如权利要求1所述的光检测器，其特征在于，
在所述基板的表面上的与所述第1辐射热计膜相对的区域，形成有由金属构成的反射膜。
4.如权利要求1所述的光检测器，其特征在于，
所述第1辐射热计膜及所述第2辐射热计膜与所述基板的表面大致平行地配置，且形成于距离所述基板的高度大致相同的位置上。
5.如权利要求1所述的光检测器，其特征在于，
在构成所述散热膜及所述多个散热柱的所述非晶硅中添加有金属元素。
6.如权利要求1所述的光检测器，其特征在于，
所述基板侧绝缘膜使用包含硅的绝缘性材料而形成。
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