CN110998254B - 光检测器 - Google Patents

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Abstract

光检测器具备：基板、配置于基板的表面上的膜体、支承膜体的第一电极柱、支承膜体的第二电极柱。第一电极柱具有：呈现从第一电极焊盘向基板的相反侧扩展的筒状的第一主体部、设置于第一主体部中的基板侧的端部的第一底部、设置于第一主体部中的基板的相反侧的端部的第一凸缘部。在第一凸缘部设置有以越远离第一主体部而越接近基板的方式倾斜的第一倾斜面。第一配线层经由第一倾斜面到达第一主体部的内表面。第二电极柱及第二配线层与第一电极柱及第一配线层一样地形成。

Description

光检测器
技术领域
本发明涉及光检测器。
背景技术
作为光检测器，已知有如下光检测器，其具备：基板、以在与基板的表面之间形成空隙的方式配置于基板的表面上的膜体、支承膜体的一对电极柱，膜体具有经由间隙相互相对的一对配线层和具有依赖于温度的电阻的电阻层。这种光检测器中，电极柱呈现圆筒状，在膜体中连接有电极柱的连接部，配线层与电极柱电连接(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2011/42569号说明书
发明内容
发明所要解决的技术问题
上述那样的光检测器中，电极柱的外表面与膜体的连接部中的基板侧的表面垂直地交叉，因此，容易在该交叉的部分引起应力集中，其结果，在膜体中连接有电极柱的连接部，电连接可能产生不良。
因此，本发明的目的在于，提供能够在膜体中连接有电极柱的连接部抑制电连接产生不良的光检测器。
解决问题的技术手段
本发明的一个方面的光检测器，具备：基板；膜体，其具有受光部、第一连接部及第二连接部、配置于受光部与第一连接部之间的第一梁部、以及配置于受光部与第二连接部之间的第二梁部，以在与基板的表面之间形成空隙的方式配置于基板的表面上；第一电极焊盘，其形成于基板的表面；第二电极焊盘，其形成于基板的表面；第一电极柱，其配置于第一电极焊盘与第一连接部之间，支承膜体，并且将膜体与第一电极焊盘进行电连接；第二电极柱，其配置于第二电极焊盘与第二连接部之间，支承膜体，并且将膜体与第二电极焊盘进行电连接，膜体包含：第一配线层及第二配线层，其在受光部经由间隙相互相对；电阻层，其具有依赖于温度的电阻，在受光部与第一配线层及第二配线层分别进行电连接，第一电极柱具有：第一主体部，其呈现从第一电极焊盘向基板的相反侧扩展的筒状；第一底部，其设置于第一主体部的基板侧的端部；第一凸缘部，其设置于第一主体部中的基板的相反侧的端部，在第一凸缘部设置有以越远离第一主体部而越接近基板的方式倾斜的第一倾斜面，第一配线层经由第一梁部向第一连接部延伸，并经由第一倾斜面到达第一主体部的内表面，第二电极柱具有：第二主体部，其呈现从第二电极焊盘向基板的相反侧扩展的筒状；第二底部，其设置于第二主体部的基板侧的端部；第二凸缘部，其设置于第二主体部中的基板的相反侧的端部，在第二凸缘部设置有以越远离第二主体部而越接近基板的方式倾斜的第二倾斜面，第二配线层经由第二梁部向第二连接部延伸，并经由第二倾斜面到达第二主体部的内表面。
该光检测器中，第一电极柱的第一主体部呈现从第一电极焊盘向基板的相反侧扩展的筒状。因此，在膜体中连接有第一电极柱的第一连接部难以引起应力集中。第二电极柱也一样，在膜体中连接有第二电极柱的第二连接部难以引起应力集中。另外，在第一电极柱的第一主体部中的基板的相反侧的端部设置有第一凸缘部。因此，在膜体中连接有第一电极柱的第一连接部难以产生变形。第二电极柱也一样，在膜体中连接有第二电极柱的第二连接部难以产生变形。另外，第一配线层经由设置于第一凸缘部的第一倾斜面到达第一主体部的内表面。因此，在膜体中连接有第一电极柱的第一连接部，第一配线层本身难以引起应力集中。第二电极柱也一样，在膜体中连接有第二电极柱的第二连接部，第二配线层本身难以引起应力集中。通过以上所述，根据该光检测器，能够在膜体中连接有电极柱的连接部抑制电连接产生不良。
本发明的一个方面的光检测器中，也可以是，第一配线层经由第一倾斜面到达第一主体部的内表面及第一底部的内表面，第二配线层经由第二倾斜面到达第二主体部的内表面及第二底部的内表面。根据该结构，能够将第一配线层与第一电极柱的电连接及第二配线层与第二电极柱的电连接可靠化。
本发明的一个方面的光检测器中，也可以是，第一倾斜面沿着第一凸缘部的外缘设置为环状，第一配线层覆盖第一倾斜面及第一主体部的内表面，第二倾斜面沿着第二凸缘部的外缘设置为环状，第二配线层覆盖第二倾斜面及第二主体部的内表面。根据该结构，能够将第一配线层与第一电极柱的电连接及第二配线层与第二电极柱的电连接更进一步可靠化。
本发明的一个方面的光检测器中，也可以是，膜体还包含形成于第一配线层及第二配线层中的基板的相反侧的表面的第一绝缘层，第一绝缘层在第一连接部覆盖第一配线层的侧面，并在第二连接部覆盖第二配线层的侧面。根据该结构，能够从基板的相反侧保护第一配线层及第二配线层，且防止第一连接部中的第一配线层的剥离及第二连接部的第二配线层的剥离。
本发明的一个方面的光检测器中，也可以是，膜体还包含形成于第一配线层及第二配线层中的基板侧的表面的第二绝缘层，第二绝缘层经由第一主体部的外表面，在第一电极焊盘上进入形成于第一底部的外表面的槽，并经由第二主体部的外表面，在第二电极焊盘上进入形成于第二底部的外表面的槽。根据该结构，能够从基板侧保护第一配线层及第二配线层，且防止在第一电极焊盘上的第二绝缘层的剥离或第一电极柱的外表面的露出，及在第二电极焊盘上的第二绝缘层的剥离或第二电极柱的外表面的露出。
本发明的一个方面的光检测器中，也可以是，电阻层设置于受光部、第一连接部及第二连接部，并在第一梁部及第二梁部的各个被分隔。根据该结构，利用电阻层加强第一连接部及第二连接部，因此，能够在膜体中连接有电极柱的连接部更可靠地抑制电连接产生不良。另外，电阻层在第一梁部及第二梁部被分隔，因此，能够抑制受光部中产生的热经由第一梁部及第二梁部释放，并提高作为光检测器的性能。
发明的效果
根据本发明，可提供能够在膜体中连接有电极柱的连接部抑制电连接产生不良的光检测器。
附图说明
图1是一个实施方式的光检测器的俯视图。
图2是图1的光检测器的像素部的俯视图。
图3是图2的像素部的光检测元件的立体图。
图4是图3的光检测元件的俯视图。
图5是图3的光检测元件的截面图。
图6是图3的光检测元件的截面图。
图7是表示光共振结构的原理的图。
图8是表示图5的光检测元件的制造方法的图。
图9是表示图5的光检测元件的制造方法的图。
图10是表示图5的光检测元件的制造方法的图。
图11是表示图5的光检测元件的制造方法的图。
图12是表示图5的光检测元件的制造方法的图。
图13是表示图5的光检测元件的制造方法的图。
图14是表示图5的光检测元件的制造方法的图。
图15是表示图5的光检测元件的制造方法的图。
图16是表示图5的光检测元件的制造方法的图。
图17是表示图5的光检测元件的制造方法的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明优选的实施方式。此外，各图中，对相同或相当部分标注相同符号，并省略重复的说明。
图1所示的光检测器1通过利用作为辐射热计的作用，而检测光。该光为例如包含太赫兹波的红外线。在该光为红外线的情况下，光检测器1用于红外成像仪或热成像仪等。光检测器1特别具有1um～数十um的波段的光的检测优异的特性。如图1所示，光检测器1具备：基板2、像素部3、参考部4、信号处理电路部5。基板2例如为Si基板。基板2的厚度例如为数百μm左右。像素部3、参考部4、及信号处理电路部5形成于基板2上。像素部3及参考部4分别与信号处理电路部5电连接。此外，信号处理电路部5也可以形成于基板2内。
如图2所示，像素部3由多个光检测元件10构成。多个光检测元件10配置成二维矩阵状。如图3所示，光检测元件10具备：基板2(精确而言，基板2的一部分)、光反射层61、第一电极焊盘62、第二电极焊盘63、膜体20、第一电极柱7、第二电极柱8。
光反射层61形成于基板2的表面2a。光反射层61在基板2的厚度方向(即，与基板2的表面2a垂直的方向)上与下述的光吸收层36相对，并与光吸收层36一起构成光共振结构。光反射层61的厚度例如为数百nm左右。光反射层61的材料为例如相对于光(例如红外线)的反射率较大的Al等的金属材料。
第一电极焊盘62及第二电极焊盘63形成于基板2的表面2a。光反射层61、第一电极焊盘62及第二电极焊盘63在从基板2的厚度方向观察的情况下构成例如矩形状的外形。第一电极焊盘62及第二电极焊盘63位于该外形的对角。第一电极焊盘62及第二电极焊盘63在从基板2的厚度方向观察的情况下分别呈现例如矩形状。第一电极焊盘62及第二电极焊盘63分别经由形成于基板2的配线(省略图示)与信号处理电路部5电连接。第一电极焊盘62及第二电极焊盘63各自的厚度为例如数百nm左右。第一电极焊盘62及第二电极焊盘63各自的材料为例如具有导电性的Al等的金属材料。
膜体20以在与基板2的表面2a之间形成空隙S的方式配置于基板2的表面2a上。膜体20与基板2的表面2a大致平行地配置。膜体20与基板2的表面2a的距离为例如数μm左右。如图3及图4所示，膜体20具有受光部21、第一连接部22及第二连接部23、以及第一梁部24及第二梁部25。受光部21、第一连接部22及第二连接部23、以及第一梁部24及第二梁部25一体地形成，在从基板2的厚度方向观察的情况下构成例如矩形状的外形。第一连接部22及第二连接部23位于该外形的对角。第一连接部22及第二连接部23在从基板2的厚度方向观察的情况下分别呈现例如矩形状。
受光部21在基板2的厚度方向上与光反射层61相对。第一连接部22在基板2的厚度方向上与第一电极焊盘62相对。第二连接部23在基板2的厚度方向上与第二电极焊盘63相对。
第一梁部24配置于受光部21与第一连接部22之间。第一梁部24在受光部21的一侧沿着受光部21的外缘延伸。第一梁部24的一端与第一连接部22连接，第一梁部24的另一端在第二连接部23的附近的位置与受光部21连接。在受光部21与第一连接部22之间及受光部21与第一梁部24之间连续地形成有第一狭缝20a。第二梁部25配置于受光部21与第二连接部23之间。第二梁部25在受光部21的另一侧沿着受光部21的外缘延伸。第二梁部25的一端与第二连接部23连接，第二梁部25的另一端在第一连接部22的附近的位置与受光部21连接。在受光部21与第二连接部23之间及受光部21与第二梁部25之间连续地形成有第二狭缝20b。第一梁部24及第二梁部25各自的宽度为例如数μm左右。第一梁部24及第二梁部25各自的长度为例如数十～数百μm左右。第一狭缝20a及第二狭缝20b各自的宽度为例如数μm左右。
第一电极柱7配置于第一电极焊盘62与第一连接部22之间。第一电极柱7支承膜体20，并且将膜体20与第一电极焊盘62电连接。第二电极柱8配置于第二电极焊盘63与第二连接部23之间。第二电极柱8支承膜体20，并且将膜体20与第二电极焊盘63电连接。第一电极柱7及第二电极柱8各自的高度为例如数μm左右。第一电极柱7及第二电极柱8各自的材料为例如Ti等的金属材料。
图5是光检测元件10的截面图。图5的I-I、II-II、III-III、IV-IV、V-V分别是沿着图4的I-I线、II-II线、III-III线、IV-IV线、V-V线的截面图。如图5所示，膜体20具有：第一配线层31及第二配线层32、第一绝缘层33及第二绝缘层34、电阻层35、光吸收层36、分离层37。
如图4及图5所示，在从基板2的厚度方向观察的情况下，第一配线层31及第二配线层32在受光部21经由间隙G相互相对。间隙G沿着线L延伸。线L在从基板2的厚度方向观察的情况下，例如以连结第一连接部22与第二连接部23的方式蜿蜒状地延伸。具体而言，线L具有蜿蜒部L1。蜿蜒部L1包含多个曲线部L2。蜿蜒部L1通过反复进行如下动作而构成：在受光部21向受光部21的一侧延伸，在曲线部L2进行例如180°折回，且向受光部21的另一侧延伸，在曲线部L2进行例如180°折回，再次向受光部21的一侧延伸。
本实施方式中，一侧是指在从基板2的厚度方向观察的情况下，相对于将第一连接部22与第二连接部23连结的直线的一侧(例如第一梁部24存在的一侧)，另一侧是指在从基板2的厚度方向观察的情况下，相对于将第一连接部22与第二连接部23连结的直线的与一侧相反的一侧(例如第二梁部25存在的一侧)。另外，也可以是，一侧是在从基板2的厚度方向观察的情况下，相对于通过膜体20的重心的直线的一侧(例如第一梁部24存在的一侧)，另一侧是在从基板2的厚度方向观察的情况下，相对于通过膜体20的重心的直线的与一侧相反的一侧(第二梁部25存在的一侧)。
在从基板2的厚度方向观察的情况下，在受光部21，沿着线L的方向上的第一配线层31及第二配线层32各自的长度为例如数十～数百μm左右。在从基板2的厚度方向观察的情况下，与线L垂直的方向上的第一配线层31及第二配线层32各自的宽度为例如数μm左右。在从基板2的厚度方向观察的情况下，与线L垂直的方向上的间隙G的宽度为例如数μm左右。与线L垂直的方向是指，在从基板2的厚度方向观察的情况下，与线L的各位置上的接线垂直的方向。在曲线部的各位置，与线L垂直的方向分别不同。第一配线层31及第二配线层32各自的厚度为例如数十～数百nm左右。
第一配线层31从受光部21经由第一梁部24向第一连接部22延伸。第一配线层31在第一连接部22形成于第一电极柱7上。第一配线层31与第一电极柱7电连接。第二配线层32从受光部21经由第二梁部25向第二连接部23延伸。第二配线层32在第二连接部23形成于第二电极柱8上。第二配线层32与第二电极柱8电连接。第一配线层31及第二配线层32各自的材料为例如Ti等的金属材料。
第一绝缘层33以覆盖第一配线层31及第二配线层32的各个中的基板2的相反侧的表面的方式，遍及受光部21、第一梁部24及第二梁部25、以及第一连接部22及第二连接部23而形成。第一绝缘层33在使第一配线层31及第二配线层32的各个中的基板2的相反侧的表面中沿着线L的区域露出的状态下，形成于第一配线层31及第二配线层32中的基板2的相反侧的表面。第二绝缘层34以覆盖第一配线层31及第二配线层32的各个中的基板2侧的表面的方式，遍及受光部21、第一梁部24及第二梁部25、以及第一连接部22及第二连接部23而形成。第一绝缘层33及第二绝缘层34各自的厚度为例如数十nm左右。第一绝缘层33及第二绝缘层34各自的材料为例如氮化硅膜(SiN)等。
电阻层35在受光部21以从基板2的相反侧覆盖第一绝缘层33的方式形成。电阻层35在受光部21与第一配线层31及第二配线层32的各个中的基板2的相反侧的表面中沿着线L的区域接触。即，电阻层35在受光部21与第一配线层31及第二配线层32分别电连接。电阻层35具有依赖于温度的电阻。电阻层35的厚度为例如数十～数百nm左右。电阻层35的材料为例如温度变化引起的电阻率的变化较大的非晶硅(a-Si)等。
光吸收层36在受光部21与基板2的表面2a相对。光吸收层36相对于电阻层35配置于基板2的相反侧。光吸收层36在从基板2的厚度方向观察的情况下，扩展至受光部21的整个区域。光吸收层36的厚度为例如十数nm左右。光吸收层36的材料为例如WSi2或Ti等。
分离层37在受光部21以位于电阻层35与光吸收层36之间的方式，遍及受光部21、第一梁部24及第二梁部25、以及第一连接部22及第二连接部23而形成。分离层37的厚度比第一配线层31、第二配线层32、电阻层35以及光吸收层36各自的厚度大。分离层37的厚度为例如数百nm左右。分离层37的材料为例如氮化硅膜(SiN)等。
在膜体20形成有多个贯通孔20c、20d。多个贯通孔20c、20d是除去下述的牺牲层69的蚀刻气体通过的孔。各贯通孔20c、20d在从基板2的厚度方向观察的情况下呈现例如圆形状。各贯通孔20c、20d的直径为例如数μm左右。
接着，参照图6更详细地说明第二电极柱8及第二连接部23的结构。此外，第一电极柱7及第一连接部22的结构与第二电极柱8及第二连接部23的结构相同等，因此，图6中，将第一电极柱7及第一连接部22的结构以括号符号表示，并省略其说明。图6的I-I、V-V分别是沿着图4的I-I线、V-V线的截面图。
如图6所示，第二电极柱8具有第二主体部81、第二底部82、第二凸缘部83。第二主体部81、第二底部82、及第二凸缘部83利用例如Ti等的金属材料一体地形成。第二主体部81呈现从第二电极焊盘63向基板2的相反侧扩展的例如圆筒状等的筒状。第二主体部81的内表面81a及外表面81b分别是例如圆锥台状的锥面。
第二底部82设置于第二主体部81的基板2侧的端部。第二底部82与第二电极焊盘63接触。第二底部82的内表面82a为例如圆形状的平坦面(与基板2的表面2a平行的平坦面)，并与第二主体部81的内表面81a连接。在第二底部82的外表面形成有沿着其外缘延伸成环状的槽82b。槽82b由第二底部82及第二电极焊盘63划定。
第二凸缘部83设置于第二主体部81中的基板2的相反侧的端部。第二凸缘部83形成为向外凸缘状。第二凸缘部83中的基板2的相反侧的表面83a为例如具有圆形状的内缘及矩形状的外缘的平坦面(与基板2的表面2a平行的平坦面)，并与第二主体部81的内表面81a连接。第二凸缘部83中的基板2侧的表面83b为例如具有圆形状的内缘及矩形状的外缘的平坦面(与基板2的表面2a平行的平坦面)，并与第二主体部81的外表面81b连接。第二凸缘部83中，表面83a的外缘与表面83b的外缘利用第二倾斜面83c连接。即，第二倾斜面83c沿着第二凸缘部83的外缘设置为环状。第二倾斜面83c以在与基板2的表面2a平行的方向上越远离第二主体部81，在与基板2的表面2a垂直的方向上越接近基板2的方式倾斜。第二倾斜面83c为例如四角锥台状的锥面。
第二配线层32经由第二梁部25向第二连接部23延伸。第二配线层32在第二连接部23经由第二凸缘部83的第二倾斜面83c及表面83a，到达第二主体部81的内表面81a及第二底部82的内表面82a。第二配线层32在第二连接部23，覆盖第二凸缘部83的第二倾斜面83c及表面83a、以及第二主体部81的内表面81a及第二底部82的内表面82a。由此，第二配线层32在第二连接部23，不以直角以下的角度弯曲，而平滑地形成。
第一绝缘层33在第二连接部23覆盖第二配线层32的侧面32a。第二绝缘层34在第二连接部23经由第二配线层32的基板2侧的表面、第二凸缘部83的表面83b、及第二主体部81的外表面81b，在第二电极焊盘63上进入槽82b。即，第二连接部23中，第二绝缘层34的一部分配置于第二电极柱8与第二电极焊盘63之间。电阻层35不仅设置于受光部21，而且还设置于第二连接部23。电阻层35未形成于第二梁部25中除了其两端部的部分。即，电阻层35在第二梁部25被分隔。
第一电极柱7及第一连接部22各自的结构与第二电极柱8及第二连接部23各自的结构相同等。但是，向第一连接部22延伸的不是第二配线层32，而是第一配线层31。即，第一电极柱7具有第一主体部71、第一底部72、第一凸缘部73。第一主体部71、第一底部72、及第一凸缘部73利用例如Ti等的金属材料一体地形成。第一主体部71呈现从第一电极焊盘62向基板2的相反侧扩展的筒状。第一底部72设置于第一主体部71的基板2侧的端部。第一凸缘部73设置于第一主体部71中的基板2的相反侧的端部。在第一凸缘部73设置有以越远离第一主体部71越接近基板2的方式倾斜的第一倾斜面73c。第一倾斜面73c沿着第一凸缘部73的外缘环状地设置。第一配线层31经由第一梁部24向第一连接部22延伸，且经由第一倾斜面73c到达第一主体部71的内表面71a及第一底部72的内表面72a。第一配线层31覆盖第一倾斜面73c、以及第一主体部71的内表面71a及第一底部72的内表面72a。第一绝缘层33在第一连接部22覆盖第一配线层31的侧面31a。第二绝缘层34经由第一主体部71的外表面71b，在第一电极焊盘62上进入形成于第一底部72的外表面的槽72b。电阻层35不仅设置于受光部21，而且还设置于第一连接部22。电阻层35未形成于第一梁部24中除了其两端部的部分。即，电阻层35在第一梁部24被分隔。
以上那样构成的光检测器1中，如以下所述检测光。首先，当光入射于受光部21时，在构成下述的光共振结构的光吸收层36产生热。此时，受光部21和基板2通过空隙S进行热分离。另外，受光部21与第一连接部22及第一梁部24通过第一狭缝20a热分离。另外，受光部21与第二连接部23及第二梁部25通过第二狭缝20b进行热分离。因此，抑制光吸收层36中产生的热经由第一梁部24及第一连接部22、以及第二梁部25及第二连接部23向基板2侧释放。另外，光吸收层36和第一配线层31及第二配线层32利用分离层37进行热分离。因此，抑制光吸收层36中产生的热经由分离层37向电阻层35充分传导之前，该热经由第一配线层31及第二配线层32向基板2侧释放。
光吸收层36中产生的热经由分离层37向电阻层35传导。于是，由于该热，电阻层35的温度上升，并且电阻降低。该电阻的变化作为信号，经由第一配线层31及第二配线层32、以及第一电极柱7及第二电极柱8向信号处理电路部5发送。信号处理电路部5中，电阻层35的电阻的变化转换成电压或电流的变化。此时，从参考部4的参考元件，电阻的变化也作为信号向信号处理电路部5。信号处理电路部5中，参考元件的电阻层的电阻的变化转换成电压或电流的变化。参考元件是用于补偿光检测元件10的受光以外的主要原因引起的温度变化的元件。信号处理电路部5中，基于光检测元件10的电压或电流的变化与参考元件的电压或电流的变化的差量检测光。
接着，详细地说明光共振结构。如图7所示，入射于光吸收层36的入射光A(波长为λ)的一部分利用光吸收层36作为反射光B1反射，另一部分透过光吸收层36。透过了光吸收层36的入射光A的另一部分利用光反射层61作为反射光B2反射。然后，反射光B1与反射光B2在光吸收层36的反射面相互干涉并抵消。由此，在光吸收层36的该反射面吸收入射光A。通过吸收的入射光A的能量，在光吸收层36产生热。
入射光A的吸收率根据光吸收层36的薄片电阻及光吸收层36与光反射层61之间的光学距离t决定。光吸收层36的厚度以薄片电阻成为真空阻抗(377Ω/sq)的方式设定成大致16nm(在光吸收层36的材料为WSi2的情况下)。据此，由光吸收层36反射的反射光B1的振幅与由光反射层61反射的反射光B2的振幅一致。因此，在光吸收层36的反射面，反射光B1与反射光B2有效地干涉并抵消。因此，提高入射光A的吸收率。
另外，光学距离t以成为t＝(2m-1)λ/4(m＝1，2，3，…)的方式设定。据此，反射光B1与反射光B2的相位相差180°。因此，在光吸收层36的反射面，反射光B1与反射光B2有效地干涉并抵消。因此，提高入射光A的吸收率。这样，光反射层61与光吸收层36构成光共振结构。在从基板2的厚度方向观察的情况下，光反射层61及光吸收层36的重叠的部分的面积越宽，越高效地吸收入射光A。
如以上说明的那样，光检测器1中，第一电极柱7的第一主体部71呈现从第一电极焊盘62向基板2的相反侧扩展的筒状。因此，膜体20中难以在第一连接部22引起应力集中。第二电极柱8也一样，难以在第二连接部23引起应力集中。另外，在第一电极柱7的第一主体部71设置有第一凸缘部73。因此，难以在第一连接部22产生变形。第二电极柱8也一样，难以在第二连接部23产生变形。另外，第一配线层31经由设置于第一凸缘部73的第一倾斜面73c到达第一主体部71的内表面71a。因此，在第一连接部22，第一配线层31本身难以引起应力集中。第二电极柱8也一样，在第二连接部23，第二配线层32本身难以引起应力集中。另外，第一配线层31经由第一倾斜面73c不仅到达第一主体部71的内表面71a，还到达第一底部72的内表面72a。由此，能够将第一配线层31与第一电极柱7的电连接可靠化。第二电极柱8也一样，能够将第二配线层32与第二电极柱8的电连接可靠化。
通过以上所述，根据光检测器1，能够在膜体20中连接有第一电极柱7及第二电极柱8的各个的第一连接部22及第二连接部23的各个，抑制电连接产生不良。另外，根据光检测器1，能够增厚第一电极柱7及第二电极柱8的厚度，并且减薄第一配线层31及第二配线层32的厚度。由此，能够实现兼得第一电极柱7及第二电极柱8的加强和第一配线层31及第二配线层32的热导率的降低。
另外，光检测器1中，第一倾斜面73c沿着第一凸缘部73的外缘设置为环状，第一配线层31覆盖第一倾斜面73c及第一主体部71的内表面71a，第二倾斜面83c沿着第二凸缘部83的外缘设置为环状，第二配线层32覆盖第二倾斜面83c及第二主体部81的内表面81a。根据该结构，能够将第一配线层31与第一电极柱7的电连接、及第二配线层32与第二电极柱8的电连接更进一步可靠化。
另外，光检测器1中，第一绝缘层33在第一连接部22及第二连接部23的各个覆盖第一配线层31的侧面31a及第二配线层32的侧面32a的各个。根据该结构，能够从基板2的相反侧保护第一配线层31及第二配线层32，且防止第一连接部22中的第一配线层31的剥离、及第二连接部23中的第二配线层32的剥离。
另外，光检测器1中，第二绝缘层34在第一连接部22经由第一电极柱7的第一主体部71的外表面71b，在第一电极焊盘62上进入形成于第一底部72的外表面的槽72b，第二绝缘层34在第二连接部23经由第二电极柱8的第二主体部81的外表面81b，在第二电极焊盘63上进入形成于第二底部82的外表面的槽82b。根据该结构，能够从基板2侧保护第一配线层31及第二配线层32，且防止在第一电极焊盘62上的第二绝缘层34的剥离或第一电极柱7的外表面71b的露出、及在第二电极焊盘63上的第二绝缘层34的剥离或第二电极柱8的外表面81b的露出。
另外，光检测器1中，电阻层35设置于受光部21、第一连接部22及第二连接部23，在第一梁部24及第二梁部25的各个被分隔。根据该结构，利用电阻层35加强第一连接部22及第二连接部23，因此，能够在膜体20中连接有第一电极柱7及第二电极柱8的各个的第一连接部22及第二连接部23的各个，更可靠地抑制电连接产生不良。另外，电阻层35在第一梁部24及第二梁部25被分隔，因此，能够抑制受光部21中产生的热经由第一梁部24及第二梁部25释放，且提高作为光检测器1的性能。
接着，参照图8～图17说明光检测元件10的制造方法。图8～图14及图17的各图中，(b)的I-I、II-II、III-III、IV-IV、V-V分别是沿着(a)的I-I线、II-II线、III-III线、IV-IV线、V-V线的截面图。图15及图16中，省略上述(a)那样的图。
首先，如图8所示，准备基板2，在基板2的表面2a形成光反射层61、第一电极焊盘62、及第二电极焊盘63。光反射层61、第一电极焊盘62、及第二电极焊盘63通过蚀刻设为上述的形状。接着，如图9所示，以覆盖光反射层61、第一电极焊盘62、及第二电极焊盘63的方式，在基板2的表面2a形成牺牲层69。牺牲层69的材料为例如聚酰亚胺等。接着，如图10所示，通过蚀刻将牺牲层69的一部分除去，由此，在牺牲层69形成贯通孔69a、69b。各贯通孔69a、69b分别形成于第一电极焊盘62及第二电极焊盘63上。然后，各贯通孔69a、69b中，第一电极焊盘62及第二电极焊盘63的各个中的基板2的相反侧的表面露出。各贯通孔69a、69b的内表面分别为例如圆锥台状的锥面。各贯通孔69a、69b的内表面分别从第一电极焊盘62及第二电极焊盘63的各个向基板2的相反侧扩展。
接着，如图11所示，在牺牲层69上形成第二绝缘层34。第二绝缘层34在各贯通孔69a、69b的各个，以内表面成为例如圆锥台状的锥面的方式形成。接着，通过蚀刻将第二绝缘层34的一部分除去，由此，在第二绝缘层34形成贯通孔34a、34b。各贯通孔34a、34b分别形成于第一电极焊盘62及第二电极焊盘63上。然后，各贯通孔34a、34b中，第一电极焊盘62及第二电极焊盘63的各个中的基板2的相反侧的表面露出。各贯通孔34a、34b在从基板2的厚度方向观察的情况下呈现圆形状。
接着，如图12所示，在贯通孔69a中的第二绝缘层34上形成第一电极柱7，并且在贯通孔69b中的第二绝缘层34上形成第二电极柱8。第一电极柱7及第二电极柱8分别通过例如蒸镀形成。此时，第二绝缘层34在各贯通孔69a、69b的各个，内表面为锥面，因此，更可靠地形成第一电极柱7及第二电极柱8的各个。由此，抑制第一电极柱7及第二电极柱8的成膜不良引起的断线。因此，能够在第一连接部22及第二连接部23的各个抑制电连接产生不良。另外，抑制第一电极柱7及第二电极柱8各自的厚度的不均，使强度稳定化。另外，第二绝缘层34具有在第一连接部22及第二连接部23的各个，进入槽72b及槽82b的各个的部分，因此，第一电极柱7及第二电极柱8的对准偏差的允许范围变宽。
接着，如图13所示，以覆盖第一电极柱7及第二电极柱8的方式在第二绝缘层34上形成第一配线层31及第二配线层32。第一配线层31及第二配线层32分别通过例如蒸镀形成。此时，第一凸缘部73的第一倾斜面73c及第一主体部71的内表面71a、以及第二凸缘部83的第二倾斜面83c及第二主体部81的内表面81a为锥面，因此，在第一电极柱7及第二电极柱8上更可靠地形成第一配线层31及第二配线层32。由此，抑制第一配线层31及第二配线层32的成膜不良引起的断线。因此，能够在第一连接部22及第二连接部23的各个抑制电连接产生不良。另外，抑制第一配线层31及第二配线层32各自的厚度的不均，使强度稳定化。此外，在多个光检测元件10配置成二维矩阵状的情况下，为了像素的窄间距化及死区的降低，第一电极柱7及第二电极柱8的长宽比变高时，更可靠地形成上述的第一电极柱7及第二电极柱8、以及第一配线层31及第二配线层32的效果特别显著。第一配线层31及第二配线层32通过蚀刻设为上述的形状。
接着，如图14所示，以从基板2的相反侧覆盖第一配线层31及第二配线层32的方式，将第一绝缘层33遍及受光部21、第一梁部24及第二梁部25、以及第一连接部22及第二连接部23而形成。第一绝缘层33通过蚀刻设为上述的形状。此时，第一绝缘层33覆盖第一配线层31的侧面31a及第二配线层32的侧面32a，因此，露出的不同种类材料的界面数变少。由此，光检测元件10的制造工序中，能够降低界面引起的蚀刻不良。另外，露出于外部的材料的种类变少，因此，蚀刻气体及蚀刻液等的选择的自由度提高。接着，如图15所示，受光部21中，以从基板2的相反侧覆盖第一绝缘层33的方式形成电阻层35，第一连接部22及第二连接部23中，在第一绝缘层33上形成电阻层35。然后，受光部21、第一连接部22、及第二连接部23中，以从基板2的相反侧覆盖电阻层35的方式形成分离层37，并且第一梁部24及第二梁部25中，在第一绝缘层33上形成分离层37。
接着，如图16所示，受光部21中，在分离层37上形成光吸收层36，进一步形成贯通孔20c、20d。光吸收层36通过蚀刻设为上述的形状。贯通孔20c、20d通过蚀刻形成于上述的位置。接着，如图17所示，形成第一狭缝20a及第二狭缝20b，进一步从第一狭缝20a及第二狭缝20b、以及贯通孔20c、20d进行蚀刻，将牺牲层69除去，由此，形成空隙S。第一狭缝20a及第二狭缝20b通过蚀刻形成于上述的位置。
以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式。
上述实施方式中，表示了第二配线层32到达第二主体部81的内表面81a及第二底部82的内表面82a的例子，但第二配线层32也可以不到达第二底部82的内表面82a。第二配线层32只要在第二连接部23，经由第二凸缘部83的第二倾斜面83c到达第二主体部81的内表面81a即可。第一配线层31也一样，第一配线层31也可以不到达第一底部72的内表面72a。第一配线层31只要在第一连接部22，经由第一凸缘部73的第一倾斜面73c到达第一主体部71的内表面71a即可。
上述实施方式中，表示了第二倾斜面83c沿着第二凸缘部83的外缘设置为环状的例子，但第二倾斜面83c也可以仅设置于例如第二凸缘部83的外缘的一部分。另外，第二配线层32也可以不覆盖第二倾斜面83c、以及第二主体部81的内表面81a及第二底部82的内表面72a。第二配线层32只要经由第二倾斜面83c到达第二主体部81的内表面81a即可。第一电极柱7也一样，第一倾斜面73c也可以仅设置于例如第一凸缘部73的外缘的一部分。另外，第一配线层31也可以不覆盖第一倾斜面73c、以及第一主体部71的内表面71a及第一底部72的内表面72a。第一配线层31只要经由第一倾斜面73c到达第一主体部71的内表面71a即可。
另外，表示了第二主体部81的内表面81a及外表面81b分别为圆锥台状的锥面的例子，但第二主体部81的内表面81a及外表面81b也可以分别为例如四角锥台状的锥面。第一主体部71也一样，第一主体部71的内表面71a及外表面71b也可以分别为例如四角锥台状的锥面。
另外，表示了第二凸缘部83中的基板2的相反侧的表面83a的内缘为圆形状，且外缘为矩形状的例子，但表面83a的内缘及外缘也可以分别为例如圆形状或矩形状。另外，表示了第二凸缘部83中的基板2侧的表面83b的内缘为圆形状，且外缘为矩形状的例子，但表面83b的内缘及外缘也可以分别为例如圆形状或矩形状。第一凸缘部73也一样，表面73a的内缘及外缘也可以分别为例如圆形状或矩形状。另外，表面73b的内缘及外缘也可以分别为例如圆形状或矩形状。
另外，表示了膜体20在从基板2的厚度方向观察的情况下呈现例如矩形状的例子，但不限定于此。膜体20也可以在从基板2的厚度方向观察的情况下呈现例如圆形状等的各种各样的形状。
另外，第一配线层31及第二配线层32、电阻层35、光吸收层36以及分离层37分别能够选择各种各样的材料及厚度。通过对于第一配线层31及第二配线层32、电阻层35以及分离层37的各个，选择最佳的材料及厚度，能够容易实现灵敏度的提高，并且提高膜体20的强度。另外，通过对于第一配线层31及第二配线层32、以及光吸收层36的各个，选择最佳的材料，可兼得灵敏度及响应速度的提高。
另外，在从基板2的厚度方向观察的情况下，贯通孔20c、20d也可以呈现椭圆形或四边形等的各种各样的形状。另外，贯通孔20c、20d形成的位置没有限定。贯通孔20c、20d也可以形成于受光部21的各种位置。
另外，像素部3也可以由一个光检测元件10构成。
符号的说明
1...光检测器，2...基板，2a...表面，7...第一电极柱，8...第二电极柱，20...膜体，21...受光部，22...第一连接部，23...第二连接部，24...第一梁部，25...第二梁部，31...第一配线层，31a...侧面，32...第二配线层，32a...侧面，33...第一绝缘层，34...第二绝缘层，35...电阻层，62...第一电极焊盘，63...第二电极焊盘，71...第一主体部，71a...内表面，71b...外表面，72...第一底部，72a...内表面，72b...槽，73...第一凸缘部，73c...第一倾斜面，81...第二主体部，81a...内表面，81b...外表面，82...第二底部，82a...内表面，82b...槽，83...第二凸缘部，83c...第二倾斜面，G...间隙，S...空隙。

Claims (11)

1.一种光检测器，其中，
具备：
基板；
膜体，其具有受光部、第一连接部及第二连接部、配置于所述受光部与所述第一连接部之间的第一梁部、以及配置于所述受光部与所述第二连接部之间的第二梁部，以在与所述基板的表面之间形成空隙的方式配置于所述基板的所述表面上；
第一电极焊盘，其形成于所述基板的所述表面；
第二电极焊盘，其形成于所述基板的所述表面；
第一电极柱，其配置于所述第一电极焊盘与所述第一连接部之间，支承所述膜体，并且将所述膜体与所述第一电极焊盘进行电连接；
第二电极柱，其配置于所述第二电极焊盘与所述第二连接部之间，支承所述膜体，并且将所述膜体与所述第二电极焊盘进行电连接，
所述膜体包含：
第一配线层及第二配线层，其在所述受光部经由间隙相互相对；
电阻层，其具有依赖于温度的电阻，在所述受光部与所述第一配线层及所述第二配线层分别进行电连接，
所述第一电极柱具有：
第一主体部，其呈现从所述第一电极焊盘向所述基板的相反侧扩展的筒状；
第一底部，其设置于所述第一主体部中的所述基板侧的端部；
第一凸缘部，其设置于所述第一主体部中的所述基板的相反侧的端部，
在所述第一凸缘部设置有以越远离所述第一主体部而越接近所述基板的方式倾斜的第一倾斜面，
所述第一倾斜面将所述第一凸缘部的与所述基板为相反侧的表面的外缘与所述第一凸缘部的所述基板侧的表面的外缘连接，
作为由所述第一倾斜面连接的与所述基板为相反侧的表面与所述基板侧的表面之间的距离的所述基板的厚度方向的所述第一凸缘部的厚度比所述第一配线层的厚度厚，
所述第一配线层经由所述第一梁部向所述第一连接部延伸，并经由所述第一倾斜面向所述第一主体部的内表面侧延伸，
所述第二电极柱具有：
第二主体部，其呈现从所述第二电极焊盘向所述基板的相反侧扩展的筒状；
第二底部，其设置于所述第二主体部中的所述基板侧的端部；
第二凸缘部，其设置于所述第二主体部中的所述基板的相反侧的端部，
在所述第二凸缘部设置有以越远离所述第二主体部而越接近所述基板的方式倾斜的第二倾斜面，
所述第二倾斜面将所述第二凸缘部的与所述基板为相反侧的表面的外缘与所述第二凸缘部的所述基板侧的表面的外缘连接，
作为由所述第二倾斜面连接的与所述基板为相反侧的表面与所述基板侧的表面之间的距离的所述基板的厚度方向的所述第二凸缘部的厚度比所述第二配线层的厚度厚，
所述第二配线层经由所述第二梁部向所述第二连接部延伸，并经由所述第二倾斜面向所述第二主体部的内表面侧延伸。
2.根据权利要求1所述的光检测器，其中，
所述第一配线层经由所述第一倾斜面到达所述第一主体部的所述内表面及所述第一底部的内表面，
所述第二配线层经由所述第二倾斜面到达所述第二主体部的所述内表面及所述第二底部的内表面。
3.根据权利要求1所述的光检测器，其中，
所述第一倾斜面沿着所述第一凸缘部的外缘设置为环状，
所述第一配线层覆盖所述第一倾斜面及所述第一主体部的所述内表面，
所述第二倾斜面沿着所述第二凸缘部的外缘设置为环状，
所述第二配线层覆盖所述第二倾斜面及所述第二主体部的所述内表面。
4.根据权利要求2所述的光检测器，其中，
所述第一倾斜面沿着所述第一凸缘部的外缘设置为环状，
所述第一配线层覆盖所述第一倾斜面及所述第一主体部的所述内表面，
所述第二倾斜面沿着所述第二凸缘部的外缘设置为环状，
所述第二配线层覆盖所述第二倾斜面及所述第二主体部的所述内表面。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的光检测器，其中，
所述膜体还包含形成于所述第一配线层及所述第二配线层中的所述基板的相反侧的表面的第一绝缘层，
所述第一绝缘层在所述第一连接部覆盖所述第一配线层的侧面，并在所述第二连接部覆盖所述第二配线层的侧面。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的光检测器，其中，
所述膜体还包含形成于所述第一配线层及所述第二配线层中的所述基板侧的表面的第二绝缘层，
所述第二绝缘层经由所述第一主体部的外表面，在所述第一电极焊盘上进入形成于所述第一底部的外表面的槽，并经由所述第二主体部的外表面，在所述第二电极焊盘上进入形成于所述第二底部的外表面的槽。
7.根据权利要求5所述的光检测器，其中，
所述膜体还包含形成于所述第一配线层及所述第二配线层中的所述基板侧的表面的第二绝缘层，
所述第二绝缘层经由所述第一主体部的外表面，在所述第一电极焊盘上进入形成于所述第一底部的外表面的槽，并经由所述第二主体部的外表面，在所述第二电极焊盘上进入形成于所述第二底部的外表面的槽。
8.根据权利要求1～4中任一项所述的光检测器，其中，
所述电阻层设置于所述受光部、所述第一连接部及所述第二连接部，并在所述第一梁部及所述第二梁部的各个被分隔。
9.根据权利要求5所述的光检测器，其中，
所述电阻层设置于所述受光部、所述第一连接部及所述第二连接部，并在所述第一梁部及所述第二梁部的各个被分隔。
10.根据权利要求6所述的光检测器，其中，
所述电阻层设置于所述受光部、所述第一连接部及所述第二连接部，并在所述第一梁部及所述第二梁部的各个被分隔。
11.根据权利要求7所述的光检测器，其中，
所述电阻层设置于所述受光部、所述第一连接部及所述第二连接部，并在所述第一梁部及所述第二梁部的各个被分隔。
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