DE69313337T2

DE69313337T2 - Infrarotsensor und Verfahren für dessen Herstellung

Info

Publication number: DE69313337T2
Application number: DE69313337T
Authority: DE
Inventors: Mitsuteru Kimura; Kiyoshi Komatsu; Takehisa Mori; Atsushi Sone
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1992-04-17
Filing date: 1993-04-19
Publication date: 1998-01-02
Anticipated expiration: 2013-04-20
Also published as: US5397897A; US5521123A; DE69313337D1; EP0566156A1; EP0566156B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Infrarotsensor zur kontaktfreien Messung der Temperatur eines beliebigen Objekts sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Insbesondere betrifft sie einen Infrarotsensor, der mit einer Elektrode auf einem infrarottemperatur-empfindlichen Film ausgestattet ist, sowie einem Verfahren zu dessen Herstellung.
Kürzlich wurden verschiedentliche Techniken entwickelt zur Herstellung von Infrarotsensoren, die idealerweise für kontaktfreie Thermometer einsetzbar sind, zum Beispiel durch die effektive Gebrauchmachung der Technik der sehr feinen Fabrikation von Halbleitern. Die EP-A-0 453 372 offenbahrt einen herkömmlichen Infrarotsensor mit einem Schichtträger bzw. Substrat, welcher bzw. welches mit einem Hohlraum bzw. einer Vertiefung ausgestattet ist, der bzw. die ein Überbrückungsteil einschließt, welches ein einen infrarottemperatur-empfindlichen Film umfassendes Detektionsteil trägt. Die Inf rarotsensoren erscheinen in verschiedensten Typen, wie zum Beispiel solche vom Thermobolometertyp und von Thermosäulentyp. Die Infrarotsensoren des Thermobolometer-Typs sind denen anderer Typen überlegen, indem sie eine leichte Reduzierung in den räumlichen Ausmaßen aufgrund der Tatsache erlauben, daß ihr empfindlicher Film, der aus einem Material gebildet ist, der die Funktion eines Thermistors erfüllt, in der Lage ist, eine durch den Einfall infraroter Strahlung verursachter Erhöhung in der Temperatur zu messen, indem eine Änderung in der Stärke des elektrischen Widerstandes gemessen wird, und folglich die Menge an Infrarotstrahlung zu bestimmen.
Wenn in dem Infrarotsensor vom Thermobolometer-Typ der infrarottemperatur-empfindliche Film des Sensors eine geringe Wärmekapazität aufweist, steigt die Menge der von dem Film nach außen abgeführten Hitze an, erhöht sich die Temperatur beachtlich und erlangt das Ansprechen des Sensors gegenüber einer geringen Menge an Infrarotstrahlung in dem Maße an Empfindlichkeit. Der herkömmliche Infrarotsensor des Thermobolometer-Typs ist demnach so konstruiert worden, daß ein extrem kleines überbrückungsteil auf einem tragenden Substrat, das aus einem halbleitenden Material hergestellt ist,gebildet ist und ein infrarot-empfindlicher Film auf dem überbrückungsteil durch die sehr feine Fabrikationstechnik gebildet ist. Speziell hält die Überbrückungsstruktur einen temperaturempfindlichen Teil des Sensors schwebend über dem tragenden Substrat zum Zwecke der Verbesserung der Ansprechempfindlichkeit des Sensors.
Der Infrarotsensor erfordert verschiedentliche kniffliche Einrichtungen im Dienste der Messung, da beabsichtigt ist, mit sehr winzigen Mengen an Infrarotstrahlung, die von einem beliebigen Objekt emittiert wird, umzugehen. Zum Beispiel ist ein Infrarotsensor ausgestattet mit zwei vollständig identischen infrarottemperatur-empfindlichen Filmen mit Brückenstrukturen, wobei einer der Filme dem Einfall von Infrarotstrahlung ausgesetzt ist und der andere von der Infrarotstrahlung abgeschirmt ist. Durch ständiges Abgleichen des Outputs des der Infrarotstrahlung ausgesetzten infrarottemperatur-empfindlichen Films und des Outputs des von der Infrarotstrahlung abgeschirmten infrarottemperaturempfindlichen Films wird der Infrarotsensor in die Lage versetzt, die elektrische Hintergrundstörung und thermische Störungen auszuschließen und die Nettomenge an Infrarotstrahlung zu bestimmen.
Der Infrarotsensor dieses Typs ist ausgerüstet mit verschiedensten knifflichen Einrichtungen, um einen effizienten Einfall an Infrarotstrahlung auf den bestrahlten infrarotempfindlichen Film zu ermöglichen. Aus praktischer Sicht erfordert es der Infrarotsensor jedoch, daß die darin gebildete, feine Brückenstruktur mechanisch und physikalisch geschützt ist. Bisher wurde zum Schutz der Überbrückungsstruktur weitgehend die Praxis angewandt, daß die Infrarotsensor-Vorrichtung in einem Behälter, wie einem Kasten bzw. einer Dose, gehalten wurde.
Der herkömmliche Infrarotsensor besitzt wie vorstehend beschrieben das in einem Behälter gehaltene Sensorelement. Wenn der in dem Behälter wie vorstehend beschrieben eingerichtete Sensor als ein kontaktfreies Thermometer verwendet wird, wirft er Probleme in Bezug auf die thermische Leitfähigkeit, der Möglichkeit zur Verringerung der Größe sowie der Kosten der Herstellung auf. Somit besteht der Bedarf nach einer Verpackungsmethode, die es erlaubt, das Sensorelement wie gefordert zu schützen durch eine einfache Prozedur bei geringen Kosten.
Bei einem Infrarotsensor dieser Art ist es zum Zwecke des Gewährens eines selektiven Einfalls an Infrarotstrahlung für einen des Paares an infrarottemperatur-empfindlichen Filmen erforderlich, daß das Sensorelement an dessen Frontseite einen Deckel als ein Mittel des Bewirkens des selektiven Einfalls infraroter Strahlung besitzt. Gleichzeitig weist das Sensorelement im allgemeinen auf dessen Rückseite eine Öffnung von gewünschter Form und Größe auf, die während der Fabrikation der Überbrückungsstruktur gebildet wird, um so ein anisotropes Ätzen, wie ein solches mit wässriger Hydrazinlösung, zu ermöglichen. Diese Öffnung ist gleichfalls vorzugsweise versiegelt mit einem Deckel, um den ansonsten unerwünschten Effekt der Reflektion und Absorption von Infrarotstrahlung durch die Öffnung zu verhindern.
Um mit dieser Situation fertig zu werden, wurden die folgende Maßnahme in Betracht gezogen. Einige hunderte Sensorelemente werden gleichzeitig in einem Siliziumwafer eingekerbt, und die auf dem Wafer still gehaltenen Sensorelemente werden mit einer Sonde auf ihre elektrischen Eigenschaften getestet, um zwischen übereinstimmenden und nicht übereinstimmenden Artikeln zu diskriminieren. Danach werden die Sensorelemente zu mehreren aus dem Wafer mit einer würfelsäge ausgeschnitten. Jede der voneinander getrennten Sensorelemente werden dann gewaschen, wobei ein Deckel mit der Frontseite (die Seite, die den Einfall von Inf rarotstrahlung erlaubt) verbunden ist und ein anderer Deckel mit dessen Rückseite verbunden ist.
Dieses Verfahren weist jedoch die folgenden Probleme auf: Zum Beispiel ist im Schritt des Schneidens des Siliziumwafers mit der Würfelsäge die Praxis vorherrschend, Kühlwasser an die Würfelsäge zu bringen, was dem Zweck dienen soll, die zwischen dem Chip und dem Rotiermesser erzeugte Hitze zu entfernen, die Würfelsäge zu schmieren und den Chipauswurf zu gewährleisten. Dieses Kühlwasser verursacht das Brechen der Überbrückungsstruktur. In diesem Fall kann das Brechen der Überbrückungsstruktur verhindert werden, indem der Chip mit Elektronenwachs vorbeschichtet wird. Da der Chip anschließend von diesem Wachs durch Waschen gesäubert werden muß, erzeugt das Auftreffen dieser Waschung wiederum das Brechen der Überbrückungsstruktur.
Beim herkömmlichen Infrarotsensor wird der mögliche Verlust an Energie der auf den infrarottemperaturempfindlichen Film auftreffenden Infrarotstrahlung vermieden, indem wie vorstehend beschrieben dieser infrarottemperaturempfindliche Film auf der sehr feinen Brückenstruktur gebildet wird. Da die Energie der Infrarotstrahlung, die auf den infrarottemperatur-empfindlichen Film auftrifft, durch die Luft verlorengeht, die den infrarottemperaturempfindlichen Film umgibt, tritt das Problem auf, daß ein Infrarotsensor, der im praktischen Gebrauch überragend ist und eine hohe Sensitivität besitzt, nicht erhalten werden kann, indem dem infrarottemperatur-empfindlichen Film einfach eine Brückenstruktur verliehen wird.
Zwei Methoden stehen zur Bildung der Brückenstruktur zur Verfügung. Eine davon umfaßt die Schritte des Bildens eines ausgehobenen Teils in einem Sensor-Schichtträger bzw. Substrat, des vorübergehenden Wiederfüllens des ausgehobenen Teils, dabei eine Opferschicht bildend, des Bildens eines Musters für die Überbrückungsstruktur auf dieser Opferschicht, des Bildens eines infrarottemperaturempfindlichen Films auf dem Muster und dann des Entfernens der Opferschicht, während der gebildete Brückenteil zurückgelassen wird. Das andere Verfahren umfaßt die Schritte des Bildens eines Musters für ein Überbrückungsteil und einen infrarottemperatur-empfindlichen Film auf einer Oberfläche eines Sensor-Schichtträgers und des Ausführens eines anisotropen Ätzens von der anderen Oberfläche des Sensor- Schichtträgers, wodurch ein Hohlraum bzw. eine Vertiefung unter dem Überbrückungsmuster gebildet wird und die Brückenstruktur vervollständigt wird. Das letztgenannte Verfahren ist in prozessualer Hinsicht leichter als das vorhergehende Verfahren.
Übrigens wird im letztgenannten Verfahren Hydrazin oder eine wässrige Kaliumhydroxidlösung verwendet, um das anisotrope Ätzen zu bewirken. Da dieses Ätzmittel stark alkalisch ist, löst es nicht nur das Silizium als dem Material für das Sensorsubstrat, sondern ebenso andere Materialien als Silizium auf, wie zum Beispiel Aluminium, welches im allgemeinen als Material für Elektroden und Leiter verwendet wird. Somit erfordert es die Herstellung der Überbrückungsstruktur, daß zum Beispiel auf das folgende Verfahren zurückgegriffen wird.
Dieses Verfahren umfaßt die Schritte des Bildens eines isolierenden Films, welches zur Bildung eines Überbrückungsteils auf einem zur Bildung eines Sensorsubstrats bestimmten Siliziumsubstrats dienen soll, des Überlagerns eines infrarottemperatur-empfindlichen Films auf dem Isolierfilm, des Bildens einer Verdrahtungsschicht sowie einer Elektroden-Anschlußfläche, beide aus Aluminium, darauf, des Beschichtens der gesamten Oberfläche mit einem Schutzfilm (Isolierfilm), dann des Durchführens des anisotropen Ätzens selektiv auf der rückwärtigen Oberfläche des Siliziumsubstrats, dadurch ein Überbrückungsteil bildend, des anschließenden Bohrens eines Kontaktloches in den Schutzfilm auf der oberen Oberfläche des Siliziumsubstrats auf eine Tiefe, die zu der Elektroden-Anschlußfläche reicht, und des elektrischen Verbindens der Elektroden-Anschlußfläche und einem flexibel bedruckten Substrat (FPC) durch Löten durch das Medium des Kontaktloches.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, einen Infrarotsensor zur Verfügung zu stellen, der mit einer stabilen Brückenstruktur ausgerüstet ist und klein und billig ist, und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines Infrarotsensors, welches die leichte Bildung eines Kontaktloches auf einer Elektroden-Anschlußfläche ohne das Auftreten von Brüchen in einem Überbrückungsteil erlaubt.
Eine weitere Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, einen Infrarotsensor so bereitzustellen, daß während des Prozesses des Ätzens zur Bildung der Elektroden das Phänomen des Seitwärtsätzens, wenn dies ablaufen gelassen wird, keinen Zwischenraum zwischen Elektroden und einem Isolierfilm bzw. keine Verteilung der Stärke des elektrischen Widerstandes eines infrarottemperatur-empfindlichen Films erzeugt.
Eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Infrarotsensor mit hoher Empfindlichkeit zur Verfügung zu stellen, der es erlaubt, die Menge an Energieverlust durch die Umgebung des infrarottemperaturempfindlichen Films zu minimieren.
Die Erfindung schlägt wie beansprucht einen Infrarotsensor vor, der einen Schichtträger bzw. ein Substrat umfaßt, welcher bzw. welches mit einem Hohlraum bzw. einer Vertiefung ausgestattet ist, der bzw. die ein Überbrückungsteil einschließt, welches ein einen infrarottemperatur-empfindlichen Film einschließenden Detektionsteil trägt. Gemäß der Erfindung umfaßt der Sensor ferner Vakuumverschlußmittel, die den Hohlraum bzw. die Vertiefung dicht verschließen, um darin einen Vakuumzustand zu halten, wobei die Vakuumverschlußmittel einen das Detektionsteil und das Überbruckungsteil überdeckenden ersten Deckel sowie einen die rückseitige Oberfläche des Schichtträgers bzw. des Substrats überdeckenden zweiten Deckel einschließt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Infrarotsensor ferner eine Elektroden-Anschlußfläche, die mit dem infrarottemperatur-empfindlichen Film verbunden ist und aus einem Laminatfilm gebildet ist, welcher einen ätzresistenten, elektrisch leitfähigen Film einschließt. Der oben bezeichnete Infrarotsensor kann ferner ebenso umfassen einen infrarottemperatur-empfindlichen Film, der über das Medium eines ersten Isolierfilms auf dem Schichtträger gebildet ist, einen zweiten Isolierfilm, der auf dem infrarottemperatur-empfindlichen Film gebildet ist und der darin mit einem Kontaktloch darin versehen ist, das tief genug ist, den infrarottemperatur-empfindlichen Film zu erreichen, sowie eine Elektrode, die auf dem zweiten Isolierfilm gebildet ist, mit dem infrarottemperaturempfindlichen Film über das Medium des Kontaktloches verbunden ist und auf dem zweiten Isolierfilm ausgestattet ist mit einem Teil, welches eine größere Breite aufweist als die Breite des innerhalb des Kontaktloches liegenden Teils.
Wie beansprucht schlägt die Erfindung ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Infrarotsensors vor, welches den Schritt des Bildens einer Vielzahl von Sensorelementen, die mit einem infrarottemperatur-empfindlichen Film auf einem Überbrückungsteil versehen sind, auf einem Halbleiterwafer, den Schritt des Verschließens jedes Sensorelements mit einem Deckelelement, welches in der Lage ist, das Sensorelement dicht zu verschließen und welches einen ersten Deckel und einen zweiten Deckel einschließt, die jeweils durch die Vorder- und Rückseiten des Wafers getragen werden, und den Schritt des voneinander Abtrennens der dicht verschlossenen Sensorelemente durch Schneiden umfaßt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Verfahren einen Schritt des Bildens eines ersten Isolierfilms, der zur Bildung eines Überbrückungsteils auf einem der Hauptoberflächen eines aus halbleitendem Material gebildeten Sensorsubstrats dienen soll, sowie eines zweiten Isolierfilms, welcher eine Öffnung zum Ätzen auf der anderen Hauptoberfläche des Sensorsubstrats enthält, einen Schritt des Bildens eines infrarottemperatur-empfindlichen Films auf dem ersten Isolierfilm, einen Schritt des Bildens einer Elektroden-Anschlußfläche auf dem ersten Isolierfilm, die in deren oberster Schicht mit einem ätzresistenten, elektrisch leitfähigen Film derart versehen ist, um mit dem infrarottemperatur-empfindlichen Film elektrisch verbunden zu werden, einen Schritt des Bildens eines dritten Isolierfilms auf den die Elektroden-Anschlußfläche einschließenden Sensorschichtträgers und des selektiven Bildens eines Kontaktloches in dem dritten Isolierfilm, welches tief genug ist, die Elektroden-Anschlußfläche zu erreichen, und einen Schritt des anisotropen Ätzens des Sensorsubstrats durch die zuvor bezeichnete Öffnung nach der Bildung des Kontaktloches, wodurch ein Überbrückungsteil gebildet wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Verfahren einen Schritt des Bildens eines ersten Isolierfilms auf der vorderen Oberfläche eines Sensorsubstrats und dann des Bildens eines infrarottemperatur-empfindlichen Films auf dem Isolierfilm, einen Schritt des Bildens einer zweiten Isolierschicht derart, daß der infrarottemperatur-empfindliche Film überdeckt ist, einen Schritt des Bildens eines ersten ätzresistenten Films, der ein vorbestimmtes Kontaktlochmuster enthält, auf dem zweiten Isolierfilm, und des Ätzens des zweiten Isolierfilms, während der erste ätzresistente Film als eine Maske verwendet wird, dadurch in dem zweiten Isolierfilm ein Kontaktloch bildend, welches tief genug ist, den infrarottemperatur-empfindlichen Film zu erreichen, einen Schritt des Überlagerns einer elektrisch leitfähigen Schicht auf dem zweiten Isolierfilm mit dem darin gebildeten Kontaktloch, und einen Schritt des Bildens eines zweiten ätzresistenten Films auf der elektrisch leitfähigen Schicht, welcher ein Elektrodenmuster mit einer größeren Breite als dem Kontaktlochmuster des ersten ätzresistenten Films enthält, und des Ätzens der elektrisch leitfähigen Schicht mit dem zweiten ätzresistenten Film als Maske, dadurch eine Elektrode bildend.
Bei dem Infrarotsensor der vorliegenden Erfindung können, da das Sensorteil unter Bildung des infrarottemperatur-empfindlichen Films auf dem Überbrückungsteil und gleichzeitig unter dichtem Verschließen des Sensorteils aufgebaut ist, das Überbrückungsteil und der infrarottemperatur-empfindliche Film innerhalb des geeigneten Sensors ganz sicher geschützt werden, und ein kleiner Infrarotsensor kann auf billige Weise hergestellt werden.
Da ferner der Infrarotsensor der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist mit einem Sensorsubstrat, das aus halbleitfähigem Material gebildet ist und mit einem Überbrückungsteil ausgerüstet ist, einem auf dem Überbrückungsteil des Sensorsubstrat gebildeten infrarottemperatur-empfindlichen Film, sowie einer Elektroden-Anschlußfläche, die elektrisch verbunden ist mit dem infrarottemperatur-empfindlichen Film und aus einem Laminatfilm, der einen ätzresistenten, elektrisch leitfähigen Film einschließt, gebildet ist, kann die Elektroden-Anschlußfläche anisotrop geätzt werden mit einer stark alkalischen Flüssigkeit nach der Bildung eines Kontaktloches darin, und das Überbrückungsteil kann als Ergebnis stabil erhalten werden.
Da der Teil der Elektrode auf dem infrarottemperaturempfindlichen Film, welcher über dem zweiten Isolierfilm herausragt, mit einer größeren Breite ausgestattet ist als die Breite des Teils der Elektrode, der innerhalb des Kontaktlochs liegt, wird in dem Infrarotsensor der vorliegenden Erfindung kein Zwischenraum zwischen der Elektrode und dem zweiten Isolierfilm gebildet, und eine Verteilung der Stärke des elektrischen Widerstandes des infrarottemperatur-empfindlichen Films wird nicht erlaubt.
Da die Deckelelemente so versehen sind, daß die Überbrückungsteile und der infrarottemperatur-empfindliche Film in den Sensorelementen dicht verschlossen werden, bevor die Sensorelemente voneinander getrennt werden, kann in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung des Infrarotsensors das mögliche Eindringen von Kühlwassern in die Sensorelemente während des Separierprozesses verhindert werden. Dieses Verfahren ist deshalb zur Verhinderung des Bruchs der Überbrückungsteile in den Sensorelementen wirksam, dadurch die Produktionsausbeute merklich verbessernd und die Leichtigkeit der Handhabung der hergestellten Sensorelemente steigernd.
Durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines Infrarotsensors wird eine Elektrodenanschlußfläche, die in deren oberster Schicht mit einem ätzresistenten, elektrisch leitfähigen Film ausgestattet ist, gebildet, und ein Kontaktloch wird dort hineingebohrt, bevor das anisotrope Ätzen mit einer stark alkalischen Flüssigkeit durchgeführt wird. Da der ätzresistente, elektrisch leitfähige Film bereits in der obersten Schicht der Elektrodenanschlußfläche gebildet ist, wenn das anisotrope Ätzen beginnt, ist dieses Verfahren wirksam im Ausschließen der Möglichkeit, daß die Elektrodenanschlußfläche mit dem Ätzmittel aufgelöst wird und das Überbrückungsteil folglich zerbrochen wird, sowie im Verbessern der Prodüktionsausbeute.
Durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines Infrarotsensors wird, selbst wenn das Phänomen des Seitwärtsätzens in der elektrisch leitfähigen Schicht während des Prozesses des Ätzens der elektrisch leitfähigen Schicht mit dem zweiten ätzresistenten Film als Maske ablaufen gelassen wird, verhindert, daß ein Zwischenraum zwischen der Elektrode und der zweiten Isolierschicht erzeugt wird und dadurch den infrarottemperatur-empfindlichen Film zu schädigen oder eine Verteilung der Stärke des elektrischen Widerstandes zu verursachen.
Da der Infrarotsensor der vorliegenden Erfindung den infrarottemperatur-empfindlichen Film so dicht verschließt, daß die Umgebung davon wie vorstehend beschrieben in einem Vakuumzustand gehalten wird, ist es möglich, die Menge an Infrarot-Strahlungsenergie, die durch den infrarottemperaturempfindlichen Film verlorengeht, zu minimieren, und er ist wirksam, die Empfindlichkeit des Sensors merklich zu verstärken.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des Infrarotsensors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die den Infrarotsensor von Fig. 1 in einem auseinandergebauten Zustand zeigt.
Fig. 3A - 3J sind Längsschnittansichten, die eine Serie der Schrittfolgen bei der Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Infrarotsensors wiedergeben.
Fig. 4 ist ein Längsquerschnitt, der einen Infrarotsensor gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 5A bis 5I sind Längsquerschnitte, die eine Serie von Schrittfolgen bei der Herstellung des in Fig. 4 gezeigten Infrarotsensors wiedergeben.
Fig. 6 ist ein Längsquerschnitt, der einen Infrarotsensor gemäß einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist eine Draufsicht, die einen Infrarotsensor gemäß einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 8 ist ein Querschnitt, der durch die Fig. 7 entlang der Linie VIII-VIII gezogen wurde.
Fig. 9A - 9E sind Querschnitte, die eine Serie von Schrittfolgen bei der Herstellung des in Fig. 7 gezeigten Infrarotsensors wiedergeben.
Fig. 10 ist ein Längsquerschnitt, welcher einen Infrarotsensor gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 11 ist ein schematisches Diagrammm, welches die Konstruktion eines Systems zeigt, welches im ersten Beispielsexperiment verwendet wurde, das gemäß dieser Erfindung ausgeführt wurde.
Fig. 12 ist eine Zeichnung, die die Ergebnisse des im System von Fig. 11 durchgeführten Tests und in Vakuum zeigt.
Fig. 13 ist eine Zeichnung, die die Beziehung zwischen dem Ausmaß des Vakuums sowie der Stärke der Temperaturerhöhung im Vergleich zu den Testergebnissen zeigt, die in freier Luft erhalten wurden.
Fig. 14 ist ein Querschnitt, der die Konstruktion eines Aufbaus zeigt, der in dem zweiten Beispielsexperiment verwendet wurde, welches gemäß der Erfindung ausgeführt wurde.
Fig. 15 ist eine Zeichnung, die die Ergebnisse des zweiten Beispielexperiments zeigen
Als den tragenden Schichtträger bzw. das tragende Substrat für den geeigneten Sensor werden Schichtträger bzw. Substrat von solchen Halbleitern wie Silizium und Germanium verwendet. Vorzugsweise werden Siliziumschichtträger verwendet, die leicht und billig erhalten werden können. Der infrarottemperatur-empfindliche Film wird zum Beispiel aus einem Film aus Germanium (a-Ge), polykristallinem Germanium, amorphem Silizium (a-Si) oder polykristallinem Silizium gebildet. Zur Bildung dieses infrarottemperatur-empfindlichen Films sind solche Techniken wie das Versprühen, das Ionenstrahl-Sputtern und das CVD-Verfahren (chemische Dampfabscheidung) verfügbar.
Das Überbrückungsteil kann zum Beispiel aus einem Siliziumoxydfilm (SiOx), einem Siliziumnitridfilm (SiNy) oder Siliziumoxynitridfilm (SiOxNy) gebildet sein. Vorzugsweise ist es aus Siliziumoxynitridfilm gebildet. Der Siliziumoxynitridfilm vereinigt die Eigenschaften sowohl eines Siliziumoxydfilms als auch eines Siliziumnitridfilms und verfügt daher über ein ideales Beanspruchungsgleichgewicht und erlaubt die Bildung einer stabilen Überbrückungsstruktur. Zur Bildung des Überbrückungsteils ist ein Verfahren verfügbar, welches das Bilden eines ausgehöhlten Teils in dem tragenden Schichtträger, des vorübergehenden Wiederfüllens des ausgehöhlten Teils, dadurch eine Opferschicht bildend, des Bildens eines Musters des Überbrückungsteils auf der Opferschicht und gleichzeitig des Bildens eines infrarottemperatur-empfindlichen Films auf dem Muster des Überbrückungsteils, sowie des anschließenden Entfernens der Opferschicht und der Herausbildung des Überbrückungsteils umfaßt. Ein anderes Verfahren ist ebenso verfügbar, welches das Bilden eines Musters für das Überbrückungsteil und eines is infrarottemperatur-empfindlichen Films auf einem der Oberflächen des tragenden Schichtträgers, des Ätzens der anderen Oberfläche des tragenden Schichtträgers, dadurch einen Hohlraum unter dem Muster des Überbrückungsteils bildend und das Überbrückungsteil herausbildend, sowie des Bildens eines Deckelelements auf der anderen Oberfläche in einer solchen Weise, daß der Hohlraum überdeckt ist, umfaßt. Das letztere Verfahren ist vom verfahrensmäßigen Standpunkt leichter auszuführen als das erstere Verfahren.
Als Material für das Deckelelement sind verschiedentliche Halbleitersubstanzen, wie Silizium sowie verschiedentliche metallische Substanzen, verwendbar. Ein Siliziumsubstrat wird vorzugsweise verwendet aufgrund dessen niedrigem Preis und stabiler Qualität. Wenn das Deckelelement aus dem Siliziumsubstrat gemacht ist und es in einem Thermometer zur Messung einer Körpertemperatur verwendet wird, beträgt die Transmission dieses Deckelelements gegenüber Infrarotstrahlung von aus dem menschlichen Körper ausgestrahlter Wellenlänge von etwa 10 µm etwa 50 %. Wenn der Infrarotsensor so konstruiert ist, daß zwei identische infrarottemperatur-empfindliche Filme in dem ordnungsgemäßen Sensor eingebaut sind, einer der infrarottemperaturempfindlichen Filme der Infrarotstrahlung ausgesetzt wird und der andere infrarottemperatur-empfindliche Film vor der Infrarotstrahlung abgeschirmt wird, muß die Seite des eigentlichen Sensors, welche mit dem Deckelelement bedeckt ist, mit einem Infrarotstrahlungs-Abfangensfilm ausgerüstet sein, welcher zum Beispiel aus Aluminium (Al) gebildet ist.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines Infrarotsensors umfaßt einen Schritt des Bildens einer Vielzahl von Sensorelementen, die mit einem infrarottemperatur-empfindlichen Film auf einem Überbrückungsteil davon versehen sind, auf einem Halbleiterwafer, einen Schritt des dichten Verschließens der einzelnen Sensorelemente mit Deckelelementen, und einen Schritt des voneinander Abtrennens der dicht verschlossenen Sensorelemente.
Da die Sensorelemente mit den Deckelelementen einzeln dicht verschlossen sind vor dem Schritt des voneinander Abtrennens derselben (Würfelschnitt-Schritt) und beim anschließend angenommenen Zustand des voneinander Abschneidens durch den. Würfelschnitt, kann durch dieses Verfahren der Herstellung das Eindringen von Kühlwasser verhindert werden, und die Überbrückungsteile davon werden vor Bruch geschützt. Wenn der hergestellte Infrarotsensor dem Behandlungsstoß ausgesetzt ist oder es in die Sonde eingebaut wird, wird die Möglichkeit des Brechens des Überbrückungsteils durch den Schock vermieden, da es mit dem Deckelelement geschützt ist.
Obgleich ein Klebstoffmittel oder ein Lötmittel zur Vereinigung des Deckelelements mit dem eigentlichen Sensor verwendbar ist, kann diese Vereinigung durch das Verfahren des anodischen Verbindens erhalten werden. Dieses Verfahren erlaubt die Eliminierung der Wirkungen der Luftkonvektion und verbessert die Sensoreigenschaften, da es in der Lage ist, den ordnungsgemäßen Sensor dicht zu verschließen, um dessen Inneres in einem Vakuumzustand zu halten.
Ferner wird in dem Infrarotsensor gemäß der vorliegenden Erfindung das Kontaktloch auf der Elektroden-Anschlußfläche gebildet, und das Elektrodenmuster wird offengelegt, da die Elektrodenanschlußfläche so gebildet ist, daß darin ein ätzresistenter, elektrisch leitfähiger Film eingeschlossen ist.
Durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird die Möglichkeit des Auflösens der Elektroden-Anschlußfläche mit der Ätzflüssigkeit vernachlässigbar, da der ätzresistente elektrisch leitfähige Film bereits auf der obersten Schicht der Elektrodenanschlußfläche gebildet wurde, wenn das anisotrope Ätzen durchgeführt wird mit einer solch starken alkalischen Flüssigkeit wie Hydrazin nach der Bildung des Kontaktloches in dem dritten Isolierfilm auf der Elektroden- Anschlußfläche. Da die Bildung des Kontaktloches nicht der Bildung des Überbrückungsteils folgen muß wird das Überbrückungsteil nicht zerbrochen, und die Produktionsausbeute ist verbessert.
Die Elektrodenanschlußfläche wird im allgemeinen aus einem Aluminium (Al)-Film gebildet. Für den ätzresistenten Film der obersten Schicht wird ein Kupfer (Cu)-Film oder ein Gold (Au)-Film verwendet. Wenn der ätzresistente Film aus Kupferfilm gebildet ist, ist er vorzugsweise mit einem Nickel (Ni)-Film zur Verhinderung von Oxydation überlagert.
In dem gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Infrarotsensor ist der obere periphere Teil des auf dem zweiten Isolierfilm gebildeten Kontaktloches so gestaltet, um von dem Teil der Elektrode, dem eine erhöhte Breite verliehen ist, überdeckt zu werden. Selbst wenn das Phänomen des Seitwärtsätzens während der Herstellung der Elektrode durch Ätzen ablaufen gelassen wird, verengt es lediglich den Teil der vergrößerten Breite und verhindert das Einbringen eines Zwischenraums zwischen der Elektrode und dem zweiten Isolierfilm, das Korrodieren des infrarottemperaturempfindlichen Films oder das Verursachen der Verteilung der Stärke des elektrischen Widerstandes.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines Infrarotsensors umfaßt einen Schritt des Bildens eines ersten Isolierfilms auf der Oberfläche eines Sensorschichtträgers und dann des Überlagerns eines infrarottemperatur-empfindlichen Films auf dem Isolierfilm, einen Schritt des Bildens eines zweiten Isolierfilms in einer solchen weise, daß der infrarottemperatur-empfindliche Film überdeckt ist, einen Schritt des Bildens eines ersten ätzresistenten Films, der ein vorbestimmtes Kontaktlochmuster enthält, auf dem zweiten Isolierfilm und des Ätzens des zweiten Isolierfilms, während der erste ätzresistente Film als eine Maske verwendet wird, dadurch ein Kontaktloch in dem zweiten Isolierfilm herstellend, welches tief genug ist, den infrarottemperatur-empfindlichen Film zu erreichen, einen Schritt des Überlagerns einer elektrisch leitfähigen Schicht auf dem zweiten Isolierfilm und dem darin gebildeten Kontaktloch, und einen Schritt des Bildens eines zweiten ätzresistenten Films auf der elektrisch leitfähigen Schicht, welcher ein Elektrodenmuster mit einer größeren Breite als das Kontaktlochmuster des ersten ätzresistenten Films enthält, und des Ätzens des elektrisch leitfähigen Films mit dem zweiten ätzresistenten Film als Maske, dadurch die Elektrode bildend.
Durch dieses Verfahren hat das Elektrodenmuster des zweiten ätzresistenten Films eine größere Breite als das Kontaktlochmuster des ersten ätzresistenten Films, wenn die elektrisch leitfähige Schicht mit dem zweiten ätzresistenten Film als Maske geätzt wird. Selbst wenn das Phänomen des Seitwärtsätzens in der elektrisch leitfähigen Schicht ablaufen gelassen wird, verhindert das Verfahren das Einbringen eines Zwischenraums zwischen Elektrode und dem zweiten Isolierfilm, das Korrodieren des infrarottemperaturempfindlichen Films oder das Verursachen der Verteilung der Stärke des elektrischen Widerstandes.
Nun wird die vorliegende Erfindung untenstehend speziell unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen, die in den beiliegenden Figuren gezeigt sind, beschrieben.
Fig. 2 ist ein Querschnitt, die einen Infrarotsensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Zustand zeigt, der zum Zusammenbau fertig ist. Fig. 1 zeigt diesen Infrarotsensor im zusammengebauten Zustand.
Der Infrarotsensor dieser Ausführungsform ist konstruiert durch Verbinden eines Frontdeckels 2 zu der Vorderoberfläche eines eigentlichen Sensors 1 sowie eines Rückdeckels 3 auf dessen Rückoberfläche. Der eigentliche Sensor 1 ist mit einem Paar von Überbrückungsteilen 10a, 10b ausgestattet, die im Aufbau perfekt identisch sind. Auf den zentralen Teilen dieser Überbrückungsteile 10a, 10b werden jeweils infrarottemperatur-empfindliche Filme 11a, 11b gebildet. Eine Vielzahl von Elektroden-Anschlußflächen 12 sind um die Überbrückungsteile loa, lob herum angeordnet, und diese Elektroden-Anschlußflächen 12 werden an die infrarottemperatur-empfindlichen Filme 11 elektrisch verbunden. Der Frontdeckel 2 ist aus einem Siliziumsubstrat von einer Größe gebildet, die geringfügig kleiner als der eigentliche Sensor 1 ist. Auf der Rückoberfläche des Frontdeckels 2 ist in einer Hälfte des Deckels gegenüber dem infrarottemperatur-empfindlichen Film 11a auf der linken Seite in der Lage des Diagrammms ein Infrarot- Strahlungsabfangender Film 13 aus Aluminiumfilm gebildet. Der Rückdeckel 3 ist auf ähnliche Weise aus einem Siliziumsubstrat in einer Größe gebildet, die der Größe des eigentlichen Sensors 1 gleich ist.
Bei diesem Infrarotsensor tritt die Infrarotstrahlung, die auf die vordere Oberfläche des Infrarotsensors auftrifft, durch den Frontdeckel 2 hindurch und erreicht selektiv den infrarottemperatur-empfindlichen Film 11b. Der Infrarotsensor kann die wirkliche Menge an Infrarotstrahlung bestimmen, indem der unterschiedliche Output des infrarottemperaturempfindlichen Films 11b, der der Infrarotstrahlung ausgesetzt ist, gegenüber dem infrarottemperatur-empfindlichen Film 11a, welcher vor der Infrarotstrahlung abgeschirmt ist, durch das Medium der Elektrodenanschlußflächen 12 gemessen wird. Die Infrarotstrahlung, die zum Eintritt in den Infrarotsensor von der rückwärtigen Oberflächenseite davon neigt, wird durch den Rückdeckel 3 abgefangen.
Im Infrarotsensor der vorliegenden Ausführungsform sind die beide aus Silizium hergestellten Frontdeckel 2 und Rückdeckel 3 jeweils mit den vorderen und rückwärtigen Oberflächen des eigentlichen Sensors 1 verbunden, um die Überbrückungsteile 10a, 10b und die infrarottemperaturempfindlichen Filme 11a, 11b, die in dem eigentlichen Sensor 1 angeordnet sind, zu schützen. Dieser Infrarotsensor erlaubt deshalb eine beträchtliche Verringerung in der Größe und folglich eine Verminderung in den Herstellungskosten im Vergleich zu dem herkömmlichen Infrarotsensor, der in einem Behälter wie einer Büchse oder einem Kästchen, eingeschlossen ist.
Die Fig. 3A bis 3J zeigen eine Serie von Schrittfolgen bei der Herstellung des oben beschriebenen Infrarotsensors.
Zuerst wurde ein Siliziumsubstrat (Siliziumwafer) 31 mit einer Kristallflächenorientierung (100) hergestellt, wie in Fig. 3A gezeigt. Dann wurde auf der Vorderoberfläche dieses Siliziumsubstrats 31 ein Siliziumoxynitridfilm 32 mit einer Dicke von 1 µm, wie in Fig. 38 gezeigt, durch das Plasma-CVD (chemisches Dampfabscheide)-Verfahren gebildet. Anschließend wurden auf dem Siliziumoxynitridfilm 32 eine Vielzahl von infrarottemperatur-empfindlichen Filmen 33, an festgelegten Intervallen voneinander entfernt, gebildet, wie in Fig. 3C gezeigt. Speziell wurde mittels Sputterns mit Germanium (Ge) als Target ein Germanium (a-Ge)-Film auf dem Siliziumoxynitridfilm 32 gebildet. Durch eine anschließende Wärmebehandlung bei 500ºC wurde das Einverleiben einer zunehmend polykristallinen Struktur in diesem amorphem Germanium gefördert. Dann wurde der Germaniumfilm, welcher die polykristalline Form angenommen hatte, durch reaktives Ionenätzen gemustert.
Das Siliziumsubstrat 31 wurde auf 150ºC erhitzt. Dann wurden durch die Technik der Vakuumabscheidung ein Chrom (Cr)-Film 34a der mit einer Dicke von 0,05 µm, ein Kupfer (Cu)-Film 34b mit einer Dicke von 1,0 µm sowie ein Nickel (Ni)-Film 34c mit einer Dicke von 1 µm nacheinander überlagert, um einen zusammengesetzten Laminatfilm 34 auf der Vorderoberfläche und der rückseitigen Oberfläche des heißen Siliziumsubstrats 31 zu bilden, wie in Fig. 3D gezeigt. In dem Laminatfilm waren die Chromschicht 34a als Adhäsionsschicht mit der Grundierung, die Kupferschicht 34b als eine elektrisch leitfähige Schicht und die Nickelschicht 34c als ein Antioxydationsfilm der Kupferschicht 34b beabsichtigt. Dann wurde nur der zusammengesetzte Laminatfilm 34 auf der Vorderoberfläche allein mit einem Muster versehen, um ein selektives Überbleibsel des zusammengesetzten Laminatfilms 34 um jeden der infrarottemperatur-empfindlichen Filme 33 zu erhalten.
Dann wurden auf der Vorderoberfläche des Siliziumsubstrats 31 eine Elektroden-Verdrahtungsschicht und Elektroden-Anschlußflächen gebildet - obgleich nicht in dem Diagrammm gezeigt - und der Siliziumoxynitridfilm 32 wurde in Gestalt von Brücken mit einer Musterung versehen. Anschließend wurde mit Hilfe von Öffnungen, die nachfolgend in dem Siliziumoxynitridfilm 32 gebildet wurden, das Siliziumsubstrat 31 selektiv geätzt, um Hohlräume 35 und Überbrückungsteile 32a zu geben, wie in Fig. 3E gezeigt. Dieses Ätzen wurde anisotrop mittels der Verwendung einer wässrigen Hydrazinlösung ausgeführt. Optinonal kann dieses anisotrope Ätzen auch durch Verwendung einer wassrigen Kaliumhydroxidlösung durchgeführt werden.
Ein Rückdeckel 36 wurde durch die Technik des Lötens mit die rückwärtige Oberfläche des Siliziumsubstrats 31 verbunden, wie in den Fig. 3F und 3G gezeigt. Dieser Rückdeckel 36 wurde mit derselben Größe wie das Siliziumsubstrat 31 gebildet. Ähnlich zu dem Siliziumsubstrat 31 war der Rückdeckel 36 zuvor mit einem zusammengesetzten Laminatfilm 37, bestehend aus einem Chromfilm 37a, einem Kupferfilm 37b und einem Nickelfum 37c und erhalten durch die Technik der Vakuumabscheidung, versehen.
Nachdem der Rückdeckel 36 wie zuvor beschrieben verbunden worden war, wurde die Vielzahl von Sensorelementen einzeln mit einer Sonde getestet, um übereinstimmende Artikel auszuwählen. An die Oberflächen der als übereinstimmende Artikel ausgewählten Sensorelemente wurden solche Frontdeckel 38, wie in Fig. 3H gezeigt, mit einem Flip-Chip-Verbinder verbunden, um die Überbrückungsteile 32a und die infrarottemperatur-empfindlichen Filme 33 zu bedecken. Die Frontdeckel 38 wurden ähnlich zu dem Rückdeckel 36 jeweils zuvor mit einem zusammengesetzten Laminatfilm 38, zusammengesetzt aus einem Chromfilm 38a, einem Kupferfilm 38b und einem Nickelfilm 38c und erhalten durch die Technik der Dampfabscheidung, versehen. Nachdem die Frontdeckel 38 mit allen Sensorelementen verbunden worden waren, wurden die Sensorelemente voneinander getrennt durch das Schneiden mit einer würfelsäge, wie in Fig. 31 gezeigt, um Sensorelemente zu erhalten, deren entgegengesetzte Oberflächen mit Frontdeckeln 38 und Rückdeckeln 36, wie in Fig. 3J gezeigt, geschützt waren.
Da die Frontdeckel 38 und die Rückdeckel 36 durch das oben beschriebene Verfahren so hergestellt wurden, daß die vorderseitigen und rückseitigen Oberflächen des eigentlichen Sensors bedeckt waren, erlitten die Überbrückungsteile 32a, die auf dem eigentlichen Sensor gebildet waren, in der vorliegenden Ausführungsform nahezu keine Verletzung bei dem Aufprall des Kühlwassers, welches zum Zweck der Verhinderung der Hitzeentstehung während des Würfelschnittprozesses zu verwenden war. Somit betrug die Herstellungsausbeute in diesem Fall 98 %, einem merklich höheren Niveau im Vergleich zu dem Niveau von 50 %, der erhalten wurde bei der Herstellung, bei der die chips voneinander getrennt wurden und dann die Deckel mit den getrennten Chips verbunden wurden. Die in der vorliegenden Ausführungsform hergestellten, getrennten Chips erlaubten einen entschieden verbesserten Komfort in der Handhabung.
In der vorliegenden Ausführungsform wurden die intern gebildeten Überdrückungsteile 32a und infrarottemperaturempfindlichen Filme 33 geschützt, indem die Frontdeckel 38 und der rückseitige Deckel 36 an die gegenseitigen Oberflächen des Siliziumsubstrats 31 verbunden wurden. Im Fall des Verfahrens, daß auf der Anwendung einer Opferschicht zur Bildung der Überbrückungsteile beruht, ist es ausreichend, nur Frontdeckel 38 zu verwenden, da die rückseitige Oberfläche des Siliziumsubstrats 31 verschlossen ist. Die oben beschriebene Ausführungsform stellt einen Fall dar, bei dem die Frontdeckel 38 preparativ voneinander getrennt werden, die Sensorelemente einzeln mit den getrennten Frontdeckeln 38 bedeckt werden und danach die Sensorelemente durch das Schneiden mit einer Würfelsäge voneinander getrennt werden. Gegebenenfalls kann die Herstellung dieser getrennten Sensorelemente ausgeführt werden, indem das Siliziumsubstrat 31 mit einem Rückseitendeckel 36 und einem Frontdeckel 38, die jeweils in der Form eines Wafers vorliegen, verbunden werden und anschließend die einzelnen Sensorelemente getrennt werden durch Schneiden des Siliziumsubstrats 31 in Verbindung mit den entsprechenden Teilen des Rückseitendeckels 36 und des Frontdeckels 38. Die oben zitierte Ausführungsform wurde beschrieben als ein Gebrauch eines Infrarotsensors von dem Typ, der den Einfall von Infrarotstrahlung von der vorderseitigen Oberfläche des eigentlichen Sensors 1 erlaubt. Es ist selbstverständlich möglich, einen Infrarotsensor des Typs zu verwenden, der den Einfall von Infrarotstrahlung von der rückseitigen Oberfläche des eigentlichen Sensors 1 erlaubt.
In einem Infrarotsensor 110, der in der vorliegenden Ausführungsform erhalten wurde wird ein Hohlraum 121 in einem Siliziumsubstrat 111 als einen Sensorsubstrat gebildet.
Auf der oberen Seite dieses Hohlraums 121 wird ein Siliciumoxynitrid (SiOxNy)-Film 112 gebildet, der mit einem Überbrückungsteil 112a, das 20 µm in der Breite und 2 mm in der Länge und 3 µm in der Dicke mißt, versehen ist. Ein infrarot-temperaturempfindlicher Film 114 wird auf der oberen Oberfläche im zentralen Teil des Überbrückungsteils 112a angeordnet. Dieser infrarot-temperaturempfindliche Film 114 ist beispielsweise aus amorphem Germanium (a-Ge) gebildet. Mit diesem infrarot-temperaturempfindlichen Film 114 wird ein Endteil einer Elektroden-Verdrahtungsschicht 114, z.B. gebildet aus einem Aluminium (Al)-Film, elektrisch verbunden. In dem peripheren Teil auf dem Siliciumsubstrat 111 sind Elektroden-Anschlußflächen 130a, 130b auf der Elektroden- Verdrahtungsschicht 115 überlagert.
Die Elektroden-Anschlußflächen 130a, 130b sind jeweils gebildet aus einem Laminatfilm, der aus einem Chrom( Film 116 und einem Kupfer(Cu)-Film 117 aufgebaut ist. Die vorderseitige Oberfläche des Siliciumsubstrats 111 ist mit einem Siliciumoxynitrid-Film 118 als einem Schutzfilor)bedeckt. In diesem Siliciumoxynitrid-Film 118 sind jeweils gegenüber den Elektroden-Anschlußflächen 130a, 130b Kontaktlöcher gebohrt. Innerhalb dieser Kontaktlöcher 119 wird ein Nickel(Ni)-Film 122 auf dem Kupferfilm 117 zum Zweck des Verhinderns des Kupferfilms 117 vor Oxydation überlagert. Mit dem Nickelfum 122 wird ein flexibel gedrucktes Substrat (nicht gezeigt) elektrisch verbunden, wie durch das Löten. Auf der unteren Oberfläche des Siliciumsubstrats 111 wird ein Siliciumoxynitridfilm 113 gebildet, der für die Bildung der Überbrückungsteile beabsichtigt ist.
In dem Infrarot-Sensor 110 wird die einfallende Infrarot-Strahlung in den infrarot-temperaturempfindlichen Film 114 einfallen gelassen. Die Stärke des elektrischen Widerstandes des infrarot-temperaturempfindlichen Films 114 variiert gemäß der Menge an Infrarotstrahlung (Temperatur). Da die Stärke des elektrischen Stromes, der durch die Elektroden-Verdrahtungsschicht 115 fließt, variiert wird und die Stärke der Spannung zwischen den Elektroden- Anschlußflächen 130a, 130b folglich variiert wird gemäß der Variation in der Stärke dieses elektrischen Widerstandes, kann die Temperatur des im Test befindlichen Objekts bestimmt werden durch Erfassen der Variation in der Stärke des elektrischen Stroms oder derjenigen der Spannung in einem Signal-Verarbeitungsschaltkreis durch das Medium eines flexibel gedruckten Substrats (nicht gezeigt).
Fig. 5A bis 5F zeigen eine Serie von Folgeschritten bei der Herstellung des oben bezeichneten Infrarotsensors 110.
Zuerst wird ein Siliciumsubstrat 111 mit einer Kristallflächenorientierung (110), wie in Fig. 5A gezeigt, hergestellt. Auf den gegenüberliegenden Oberflächen dieses Siliciumsubstrats 111 werden Siliciumoxynitrid-Filme 112, 113, die eine Dicke von 1 µm aufweisen, als erste und zweite Isolierfilme durch die Technik des Plasma-CVD gebildet, wie in Fig. 5B gezeigt. Speziell wurde das Siliciumsubstrat 111 auf 450 ºC erhitzt, und das heiße Siliciumsubstrat wurde mit reagierenden Gasen, d.h. Monosilan (SiH&sub4;), zugeführt bei einer Flußrate von 15 SCCM (Norm-cm³), Stickstoff (N&sub2;) bei 203 SCCM sowie Stickoxid (N&sub2;O) bei 32 SCCM beschlagen unter Filmbildungsbedingungen von 0,45 Torr an Druck und 400 W an Hochfrequenzausgabe, um eine Dampf-Phasenabscheidung von Siliciumoxynitrid auf den gegenüberliegenden Oberflächen des Siliciumsubstrats 111 für 20 Minuten zu bewirken.
Dann wurde der Siliciumoxynitrid-Film 112, der die Oberfläche des Siliciumsubstrats 111 überlagerte, mit einem Muster versehen, um die Form des Überbrückungsteils 112a zu verleihen. Diese Mustergebung wurde bewirkt durch reaktives lonen-Ätzen (RIE) und fortgesetzt, bis das darunterliegende Siliciumsubstrat 111 exponiert war. Für dieses Ätzen wurden Methantrifluorid (CHF&sub3;) und Sauerstoff (O&sub2;) als Ätzgase verwendet, und diese wurden bei Fließvolumina von jeweils 47,5 SCCM und 2,5 SCCM zugeführt. Die angewandten Ätzbedingungen waren hierbei 0,075 Torr Druck, 150 W Hochfrequenzausgabe und 3 Stunden Zeit.
Anschließend wurde auf der oberen Oberfläche des zentralen Teils des Siliciumoxinitrid-Films 112 ein Infrarottemperaturempfindlicher Film 114 gebildet, wie in Fig. 5C gezeigt. Speziell wurde mittels Sputterns mit Germanium (Ge) als Target ein amorpher Germanium(a-Ge)-Film auf dem Siliciumoxynitridfilm 112 überlagert. Dieses Sputtern wurde durchgeführt unter kontinuierlichem Fluß an Argon(Ar)-Gas bei einem Flußvolumen von 4 SCCM unter den Bedingungen 3 x 10&supmin;³ Torr Filmbildungsdruck, 160 W Hochfrequenzausgabe und 10 Minuten Zeit. Dann wurde die Verleihung einer zunehmend polykristallinen Struktur an dem amorphen Germanium gefördert. Der amorphe Germanium-Film, der der Verleihung einer polykristallinen Struktur unterworfen worden war, wurde durch reaktives Ionenätzen mit einer Musterung versetzt. Das Siliciumsubstrat 111 wurde dann auf 150 ºC erhitzt. Auf der oberen Oberfläche des heißen Siliciumsubstrats wurde ein Aluminium-Film einer Dicke von 0,5 µm durch die Technik der Vakuumabscheidung überlagert. Dieser Aluminiumfilm wurde mit einer Öffnung versehen, um eine Elektroden- Verdrahtungsschicht 115 entstehen zu lassen, wie in Fig. 5D gezeigt.
Dann wurden Elektroden-Anschlußflächen 130a, 130b in den Eckteilen des Silciumsubstrats 111 gebildet, wie in Fig. 5E gezeigt. Speziell wurden auf der Elektroden-Verdrahtungs- Schicht 115 ein Chrom(Cr-)Film 116 mit einer Dicke von 0,05 µm und ein Kupfer(Cu-)Film 117 mit einer Dicke von 1,5 µm als ein ätzresistenter Film nacheinander durch die Technik der Vakuumabscheidung gebildet. Auf der Oberfläche des Siliciumsubstrats 111 wurde ein Siliciumoxynitrid-Film 118 mit einer Dicke von 1 µm als ein dritter Isolierfilm gebildet, wie in Fig. 5F gezeigt.
Dann wurden in dem Siliciumoxinitrid-Film 118 die Kontaktlöcher 119 gebildet, um den Elektroden-Anschlußflächen 130a, 130b zu entsprechen, wie in Fig. 5G gezeigt. Anschließend wurde ein Öffnungsbereich 120 in dem Siliciumoxinitrid-Film 113 auf der Rückoberfläche gebildet durch selektives Ätzen dieses Films 113.
Dann wurde über diesen Öffnungsbereich 120 das Siliciumsubstrat 111 selektiv von der rückseitigen Oberfläche geätzt, um den Hohlraum 121 zu bilden, wie in Fig. 5H gezeigt. Dieses Ätzen wurde anisotrop unter Verwendung einer wässrigen Hydrazinlösung als Ätzflüssigkeit bei einer Temperatur von 110 ºC für eine und eine halbe Stunde bis auf eine Tiefe durchgeführt, die den Siliciumoxynitridfilm 112 auf der Rückoberfläche des Siliciumsubstrats 111 erreichte. Optional kann diese Ätzen andererseits durch Verwendung einer wässrigen Kaliumhydroxidlösung ausgeführt werden.
Dann wurden in den Kontaktlöchern 119 der Elektroden- Anschlußflächen 130a, 130b die Nickelfilme 122 zur Vermeidung der Kupferfilme 117 vor Oxydation durch die Technik des stromlosen Plattierens gebildet, wie in Fig. 5I gezeigt. Dieses Plattieren wurde durch Eintauchen in eine Plattierflüssigkeit (Erzeugnis von Okuno Seiyaku Kogyo K.K. und vermarktet unter dem Markenzeichen "Top Chemicalloy B-1") bei 65 ºC für fünf Minuten bewirkt, bis die Nickelfilme 122 auf eine Dicke von 1 µm anwuchsen.
Da die Kupferfilme 117, die eine ätzresistente Eigenschaft aufweisen, bereits in den obersten Schichten der Elektrodenanschlußflächen 130a, 130b gebildet worden waren, als die Kontaktlöcher 119 in dem Siliciumoxinitridfilm 118 als dem dritten Isolierfilm gebildet worden, und dann erst der Film 118 dem anisotropen Ätzen mit einer stark alkalischen Flüssigkeit wie Hydrazin unterworfen wird, ist durch das Verfahren der vorliegenden Ausführungsform die Möglichkeit, daß die Elektrodenanschlußflächen 130a, 130b durch die Ätzflüssigkeit aufgelöst werden, gleich Null. Desweiteren sind, da die Überbrückungsteile 112a noch nicht gebildet worden waren, wenn die Kontaktfläche 119 auf der oberen Oberfläche des Siliciumsubstrats 111 gebildet werden, die Überbrückungsteile 112a vor dem ansonsten unvermeidbaren Bruch geschützt, und die Produktionsausbeute ist merklich verbessert.
Die soweit beschriebene Ausführungsform gibt einen Fall wieder, bei dem die Nickelfilme 122 zum Schutz der Kupferfilme 117 vor Oxydation anschließend an den Schritt des anisotropen Ätzens (Fig. 51) gebildet werden. Optional kann die Bildung des Nickelfilms 122 durchgeführt worden vor dem Schritt des anisotropen Ätzens und nach der Bildung der Kontaktlöcher 119.
Ferner zieht die oben zitierte Ausführungsform die Bildung von Elektroden-Anschlußflächen 130a, 130b in Betracht, die jeweils mit einem zweischichtigen Laminatfilm, zusammengesetzt aus einem Chromfiim 116 und einem Kupferfilm 117, gebildet sind. Dieser Laminatfilm kann aber, wenn erforderlich, aufgebaut sein in einer Dreischicht-Struktur mit einem zusätzlich den Kupferfilm 117 überlagernden Gold(Au)-Film 123. Dieses Laminat benötigt nicht mehr den Nickelfilm 122, der als wesentliches Element in der oben beschriebenen Ausführungsform verwendet wurde.
In dem Infrarotsensor, der wie oben beschrieben erhalten wurde, ist der Hohlraum 121 dicht verschlossen wie in Fig. 1 gezeigt, indem ein Frontdeckel und ein Rückdeckel (hier nicht gezeigt) angebracht sind.
Fig. 7 ist eine Draufsicht, die den Aufbau eines Infrarotsensors 110 einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 8 ist ein Querschnitt, der durch Fig. 7 entlang der Linie VIII-VIII gelegt wurde.
Dieser Infrarotsensor 210 besitzt einen Siliciumoxinitridfilm 212 einer Dicke von 1 µm, der als ein erster Isolierfilm auf der oberen Oberfläche eines Siliciumsubstrats 211 als Sensorsubstrat gebildet wurde. Auf diesem Siliciumoxinitridfilm 212 wird ein aus polykristallinem Germanium gebildeter infrarottemperaturempfindlicher Film 213 überlagert. Dieser infrarottemperaturempfindliche Film 213 ist bedeckt mit einem Siliciumoxinitridfilm 214 als zweitem Isolierfilm. In dem Siliciumoxinitridfilm 214 werden Kontaktlöcher 224a, 224b gebildet, die wie sich gegenüberliegende Kämme gestaltet sind.
Auf dem Siliciumoxinitridfilm 214 werden Elektroden 225a, 225b, die sich durch die Dicke der Kontaktlöcher 224a, 224b erstrecken und den infrarot-temperaturempfindlichen Film 213 erreichen, gebildet. Die Elektroden 225a, 225b sind hergestellt aus einer elektrisch leitfähigen Schicht, wie zum Beispiel Aluminiumfilm. In einer Draufsicht sind sie wie zwei gegenüberliegende Kämme in Übereinstimmung mit den Kontaktlöchern 224a, 224b gestaltet. Die Elektroden 225a, 225b sind mit einer Verdrahtungselektrode (nicht gezeigt) jeweils durch das Medium der Verdrahtungsschichten 218a, 218b verbunden, die aus einem Aluminiumfilm hergestellt sind. Die Teile der Elektroden 225a, 225b, die den Siliciumoxinitridfilm 214 überragen, besitzen eine um eine Größe t (5 µm zum Beispiel) größere Breite als die Breite (10 µm zum Beispiel) der Teile davon, die durch die Kontaktlöcher 224a, 224b verlaufen. Dadurch bilden die Elektroden 225a, 225b Teile einer vergrößerten Breite oberhalb des Siliciumoxinitridfilms 214 und besitzen im Ergebnis einen T- förmigen Querschnitt.
In diesem Infrarotsensor 211 wird die Stärke des elektrischen Widerstandes des infrarottemperaturempfindlichen Films 213 proportional mit der Menge (Hitzemenge) des der einfallenden Infrarotstrahlung variiert. Somit kann die Menge an Strahlung (Temperatur) bestimmt werden, indem mit einer Signalverarbeitungsschaltung (nicht gezeigt) die Stärke des elektrischen Stroms, der zu den Elektroden 225a, 225b und den Verdrahtungsschichten 218a, 218b, oder die Stärke der Spannung, die zwischen den Verdrahtungselektroden (nicht gezeigt) erzeugt wird, gemäß der Variation in der Stärke des elektrischen Widerstandes gemessen wird.
In dem Infrarotsensor 210 der vorliegenden Ausführungsform besitzen die Teile (Teile mit vergrößerter Breite 217) der Elektroden 225a, 225b, die den Siliciumoxinitridfilm 214 überragen, eine größere Breite als die Breite der Teile davon, die innerhalb der Kontaktlöcher 224a, 224b verlaufen, und deshalb sind die Eckbereiche der oberen Oberflächen der Kontaktlöcher 224a, 224b mit den Teilen der vergrößerten Breite 217 der Elektroden 225a, 225b bedeckt. In diesem Infrarotsensor 210 werden die Teile der vergrößerten Breiten 217 geätzt und in der Breite reduziert, selbst wenn das pHänomen des Seitwärtsätzens ablaufen gelassen wird während des Ätzens der Elektroden 225a, 225b. Deshalb tritt keine Verteilung in der Stärke des elektrischen Widerstandes auf, da kein Zwischenraum zwischen den Elektroden 225a, 225b und dem Siliciumoxinitridfilm 214 herausgebildet wird, bzw. da kein Ätzen gegenüber dem infrarot-temperaturempfindlichen Film 213 auftreten gelassen wird.
Figuren 9A bis 9E zeigen eine Serie von Schrittfolgen in der Herstellung der Elektrodenteile in dem Infrarotsensor 210.
Zuerst wurde der Siliciumoxinitridfilm 212 durch die Technik des Plasma-CVD auf dem Siliciumsubstrat 211 gebildet, wie in Fig. 9A gezeigt. Dann wurde mittels Sputtern der aus amorphem Germanium(a-Ge)-Film hergestellte infrarottemperaturempfindliche Film 213 in einer Dicke von 1 µm auf dem Siliciumoxinitridfilm 212 gebildet. Dieses Sputtern wurde durchgeführt, indem Argon (Ar)-Gas bei einm Fließvolumen von 4 SCCM unter den Bedingungen von 3 x 10&supmin;³ Torr Filmbildungsdruck, 160 W Hochfrequenzausgabe und etwa 10 Minuten Zeit zugeführt wurde. Dann wurde durch eine Wärmebehandlung, die bei einer Temperatur von 100 ºC ausgeführt wurde, die Verleihung einer zunehmend polykristallinen Struktur an dem amorphen Germanium gefördert. Anschließend wurde der Germaniumfilm, der eine gewachsene polykristalline Struktur angenommen hatte, durch reaktives Ionenätzen (RIE) mit einer Musterung versehen. Dieses reaktive Ionenätzen wurde durchgeführt, indem Freon (CF&sub4;)-Gas bei einem Fließvolumen von 40 SCCM unter den Bedingungen von 0,2 Torr Druck, 150 W Hochfrequenzausgabe und etwa 10 Min. Zeit zugeführt wurde.
Dann wurde durch die Technik des Plasma-CVD der Siliciumoxinitridfilm 214 gebildet, um den infrarottemperaturempfindlichen Film 213 auf dem Siliciumoxinitridfilm 212 zu bilden, wie in Fig. 9B gezeigt. Dann wurde auf diesem Siliciumoxinitridfilm 214 ein Photoresistfilm 226, der eine Kontaktiochmusterung (t1 in der Breite) enthielt, gebildet. Der Siliciumoxinitridfilm 214 wurde mit dem Photoresistfilm 226 als Maske geätzt, um die Kontaktlöcher 224a, 224b entstehen zu lassen, wie in Fig. 9C gezeigt.
Dann wurde, indem eine Vakuumabscheidung von Aluminium bei einer Temperatur von 150 ºC für etwa 8 Minuten ausgeführt wurde, ein Aluminiumfilm 215 mit einer Dicke von 1.5 µm auf dem infrarot-temperaturempfindlichen Film 213 gebildet, wie in Fig. 9D gezeigt. Anschließend wurde auf dem Aluminiumfilm 215 ein Photoresistfilm 227 mit einer Dicke von 1 µm, der ein Elektrodenmuster enthielt, überlagert. Hier war die Breite t2 des Elektrodenmusters in dem Photoresist 227 um 2t größer als die Breite t1 der Kontaktlöcher 224a, 224b.
Danach wurde der Aluminiumfilm 215 selektiv naß geätzt mit dem Photoresistfilm 227 als Maske, um die Elektroden 225a, 225b entstehen zu lassen, wie in Fig. 9E gezeigt. Das nasse Ätzen wurde durchgeführt bei 40 ºC für etwa 5 Minuten durch die Verwendung einer Ätzflüssigkeit, die aus Phosphorsäure (H&sub3;PO&sub4;), Salpetersäure (HNO&sub3;), Essigsäure (CH&sub3;COOH) sowie Wasser (H&sub2;O) bei einem Mischverhältnis von 18 1 : 2 : 1 zusammengesetzt war. Der Infrarotsensor 210, der wie in Fig. 8 gezeigt aufgebaut war, wurde als Folge des vorstehend beschriebenen Verfahrens erhalten.
Durch dieses Verfahren besitzt das Elektrodenmuster in dem Photoresistfilm 227 eine größere Breite als die Kontaktlochmusterung des Photoresists 226 (Fig. 9B). Selbst wenn das Phenomän des Seitwärtsätzens in dem Aluminiumfilm 215 während des Ätzens des Aluminiumfilms 215 im Schritt der Fig. 9E ablaufen gelassen wird, werden nur die Teile der Elektroden 225a, 225b, die oberhalb des Siliciumoxinitridfilms 214 herausragen, geätzt und in der Breite verringert. Somit tritt zwischen den Elektroden 225a, 225b und dem Siliciumoxinitridfilm 214 kein Zwischenraum auf, bzw. kein Ätzen wird auf dem infrarot-temperaturempfindlichen Film 213 ablaufen gelassen.
Der Infrarotsensor der vorliegenden Erfindung ist mit einem Hohlraum ausgerüstet. In diesem Hohlraum ist er mit einem Sensorsubstrat, der einen darauf abgelagerten infrarottemperaturempfindlichen Film besitzt, sowie Vakuum- Verschlußmittel zum Bedecken des Hohlraums und zum Verschließen der Umgebung des infrarottemperaturempfindlichen Films in einem Vakuumzustand beschaffen.
Da der infrarot-temperaturempfindliche Film dicht verschlossen ist, um dessen Umgebung in einem Vakuumzustand zu halten, ist in diesem Infrarotsensor die Menge an Infrarotstrahlungsenergie, die durch den infrarottemperaturempfindlichen Film verlorengeht, minimiert und der Temperaturanstieg des infrarot-temperaturempfindlichen Films ist im Ergebnis vergrößert, und die Empfindlichkeit des Sensors ist merklich verstärkt.
Die in dieser Spezifizierung verwendete Bezeichnung "Vakuum" soll verstanden werden als ein Zustand, bei dem der Druck nicht größer als 1,0 Torr beträgt. Wenn das Ausmaß des Vakkuums 10 Torr oder weniger beträgt, ist die Wirkung dieses Vakuums im wesentlichen gleich zu derjenigen, die erhalten wird, wenn der Druck 10&supmin;³ Torr beträgt.
Spezieller ist der Infrarotsensor dieser Erfindung so aufgebaut, daß dessen Sensorsubstrat mit einem Paar von Hohlräumen ausgestattet ist, wobei die Hohlräume einzeln mit bezüglich der Struktur identischen infrarottemperaturempfindlichen Filmen versehen sind, wobei einer der infrarot-temperaturempfindlichen Filme so angepaßt ist, selektiv die Infrarotstrahlung anzunehmen, und der andere infrarot-temperaturempfindliche Film gegenüber der Infrarotstrahlung abgeschirmt ist. Dieser Infrarotsensor ist, indem der Unterschied zwischen dem Output des die Infrarotstrahlung aufnehmenden infrarottemperaturempfindlichen Films und dem des die Infrarotstrahlung nicht aufnehmenden infrarottemperaturempfindlichen Films gemessen wird, in der Lage, die Nettomenge an Infrarotstrahlung zu bestimmen, während elektrisches Rauschen und thermische Störungen ausgeschlossen werden. Wenn die zwei Hohlräume in diesem Aufbau so gebildet sind, daß sie miteinander kommunizieren, können sie bei ein und demselben Vakuumgrad gehalten werden, und die Detektion der Infrarotstrahlung kann mit erhöhter Genauigkeit erhalten werden. Das Paar Hohlräume kann in ein und demselben Sensorsubstrat gebildet werden. Andererseits können sie getrennt in verschiedenen Sensorsubstraten unter der Bedingung gebildet werden, daß sie so aufeinander abgestimmt sind, daß sie einen ausreichenden thermischen Kontakt besitzen, um die gleiche Temperatur zu erhalten.
Für das Sensorsubstrat sind solche Halbleitersubstrate wie Silicium, Germanium etc. verwendbar. Vorzugsweise wird ein Siliciumsubstrat verwendet, da es leicht und weniger teuer erhalten werden kann.
Im allgemeinen treten die infrarottemperaturempfindlichen Filme als Bolometer-Typ, als Thermosäulen-Typ, als Kollektor-Typ usw. auf. Der infrarottemperaturempfindliche Film vom Bolometer-Typ erweist sich gegenüber anderen Typen als besonders bevorzugt in dem Sinne, daß er eine Miniaturisierung des Sensors erlaubt, da der Widerstand des Sensorelements mit der durch die Infrarotstrahlung verursachten Varuerung in der Temperatur des Sensors variiert und deshalb die Menge an Infrarotstrahlung (Temperatur) direkt aus der Stärke des Widerstands bestimmt werden kann. Der infrarottemperaturempfindliche Film ist in diesem Fall gebildet aus einem amorphem Germanium (a-Ge), amorphem Silicium (a-Si), polykristallinem Germanium, polykristallinem Silicium usw. Zur Bildung dieses infrarot-temperaturempfindlichen Films sind die Techniken des Sputterns, des Ionenstrahlsputterns, des CVD (chemische Dampfabscheidung) usw. verfügbar. Zum Tragen des infrarot-temperaturempfindlichen Films sind solche Strukturen wie eine Verbrückung derart, daß deren gegenüberliegende Enden getragen werden, ein vorspringender Träger bzw. Ausleger (Cantilever) sowie ein Diaphragma verwendbar. Die Struktur der oben bezeichneten Überbrückung erweist sich gegenüber anderen Strukturen als besonders wünschenswert zum Zwecke der Verringerung der Hitzekapazität und des gleichzeitigen Sicherns der strukturellen Stabilität.
Als Material für die Überbrückungsstruktur sind ein Siliciumoxid (SiOx)-Film, eine Siliciumnitrid (SiNy)-Film, ein Siliciumoxinitrid (SiOxNy)-Film usw. verwendbar. Der Siliciumoxinitrid-Film erweist sich gegenüber den oben zitierten anderen Materialien als besonders bevorzugt. Der Siliciumoxinitrid-Film vereinigt die Eigenschaften sowohl des Siliciumoxid-Films als auch des Siliciumnitrid-Films und genießt deshalb ein ideales Belastungsgleichgewicht und erlaubt die stabile Bildung der Brückenstruktur. Dieses Brückenteil kann hergestellt werden durch das Überlagern jeweils eines Siliciumoxinitridfilms, auf jede der gegenüberliegenden Oberflächen eines Siliciumsubstrats, wobei eine der Oberflächen zuvor in der Gestalt einer Überbrückung und die andere Oberfläche nach der Gestalt eines Fensters von gewünschter Größe gemustert wurden, und das anisotropen Ätzen des Siliciumoxinitridfilms, z.B. mit einer wässrigen Hydrazinlösung oder Kaliumhydroxid (KOH).
Speziell umfassen die Mittel zur Vakuumverschließung Deckel (Frontdeckel und Rückdeckel), die mit den gegenüberliegenden Oberflächen des Sensorsubstrats verbunden sind. Der Verschluß des Sensorsubstrats, der zum Halten des im inneren in einem Vakuumstadium ausreichend ist, wird erreicht durch Verbinden einer der Deckel mit einer Oberfläche des Sensorsubstrats und dem anschließenden Verbinden des anderen Deckels mit der anderen Oberfläche des Sensorsubstrats, welches in einer Vakuumatmosphäre gehalten wird. Für die Deckel können Siliciumsubstrate verwendet werden. In diesem Fall ist zum Zwecke des Ermöglichens eines vom Paar der infrarot-temperaturempfindlichen Filme zum selektiven Durchlassen von Infrarotstrahlung das Siliciumsubstrat, welches den Deckel zum Durchlassen der Infrarotstrahlung bildet, vorzugsweise auf deren gegenüberliegenden Oberflächen mut einem Infratrotstrahlungsreflektierenden Film, wie einem Aluminiumfilm, versehen und ist zum Teil in jedem der Infrarotstrahlungs-reflektierenden Filme mit einem Fenster (Öffnungsbereich) ausgestattet.
Als Mittel zum Verbinden der Deckel an das Sensorsubstrat sind die Technik des Lötens und die Technik der anodischen Verbindung verfügbar. Die anodische Verbindung ist eine Technik zum Verbinden von Glas (wie z.B. Pyrex-Glas) an Silicium. Es wird gesagt, daß das Siliciumsubstrat und das Glas entlang ihrer Grenzflächen verbunden werden aufgrund der kovalenten Bindung von Silicium und Sauerstoffatomen, die an der Grenzfläche existieren. Wenn diese Technik des anodischen Verbindens angewandt wird, wird sie unter Vakuum durchgeführt, um das Halten der Umgebung des temperaturempfindlichen Films des Infrarotsensors in einem Vakuumzustand zu erlauben. Um diesen Vakkumverschluß zu gewährleisten, muß eine Glasschicht zwischen dem Frontdeckel aus Silicium und dem Sensorsubstrat aus Silicium und zwischem dem Rückdeckel aus Silicium und dem Sensorsubstrat aus Silicium gelegt werden. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, einen dünnen Glasfilm z.B. durch die Technik des Sputterns entweder auf den Frontdeckel oder das Sensorsubstrat und entweder auf den Rückdeckel oder das Sensorsubstrat bilden zu lassen.
Das Verfahren zum Verbinden der Deckel an das Sensorsubstrat durch die anodische Verbindung wird nun nachstehend näher beschrieben. Zuerst wird ein Wafer, der in Form eines Frontdeckels (Frontdeckel-Wafer) geschnitten ist, auf eine Kathode gelegt, und ein Wafer, der in Form eines eigentlichen Sensors (Wafer des eigentlichen Sensors) geschnitten ist, auf den Rückdeckelwafer gelegt. Auf der Oberfläche des für den Kontakt vorgesehenen Frontdeckels wird zuvor durch Sputtern ein niedrig schmelzender Glasfilm gebildet. Auf dem Wafer des eigentlichen Sensors wird eine nadelförmige Elektrode errichtet. Eine Gleichstromspannung im Bereich von 30 - 100 V wird zwischen dieser nadelförmige Elektrode und der Kathode angelegt. Der Fortschritt des anodischen Verbindens wird durch Überwachung der Stärke des elektrischen Stromes verfolgt. Im allgemeinen verringert sich die Stärke des elektrischen Stroms auf gleichmäßige Weise und hört bei einem Niveau des Reststroms auf, abzufallen (im allgemeinen in der Größenordnung von 1 mA, je nach Fläche einer Probe). Zum Ende der anodischen Bindung wird das verbundene Teil mit einem Helium-Leckdetektor auf Lecken getestet. Dann wird unter Verfolgung derselben Prozedur ein in Form eines Frontdeckels (Frontdeckel-Wafer) geschnittenen Wafers an die bereits verbundenen ersten zwei Wafer verbunden. Die Arbeiten, die auf Vereinigung der Deckel an das Sensorsubstrat folgen, werden innerhalb einer Vakuumkammer durchgeführt zum Zwecke des Verschließens des eigentlichen Sensors in einem Vakuumzustand. Da die Gegenüberstellung des Frontdeckels gegenüber den verbundenen Wafern in einer Vakuumatmosphäre nicht so wirksam wie an offener Luft ausgeführt werden kann, muß es mit Hilfe eines Infrarotteleskops durchgeführt werden, um unter ständiger Beobachtung durch ein Vakuumgualitäts-Betrachtungsfenster (aus Quartz) gehalten zu werden. Während der Evakuierung der eingeschlossenen Luft zur Erzeugung eines Vakuums sind diese mit einem ausreichenden Zwischenraum voneinander getrennt, um einen reichlichen Fluß zur Entfernung der eingeschlossenen Luft aus dem dicht verschlossenen Raum zu schaffen. Diese werden nicht in Kontakt gebracht und verbunden, bevor nicht das Fallen des Vakuums auf ein Niveau von 10&supmin;&sup5; Torr bestätigt worden ist. Wenn der Frontdeckel und der Rückdeckel aus Glas sind, können diese direkt an das Sensorsubstrat ohne die Notwendigkeit der Zwischenlegung eines dünnen Glasfilms verbunden werden. Wenn das Siliciumsubstrat und die Deckel aus Silicium wie oben beschrieben verwendet werden und diese beiden aus Einzelkristallen gebildet sind, dienen sie auf ideale Weise der Erhaltung des Vakuumzustands in dem Hohlraum, da sie einen extrem geringen Gasgehalt aufweisen aufgrund der Qualität des Einkristalls, und sie sind kaum für ein externes Gas durchlässig.
Nun wird die vorliegende Erfindung untenstehend näher unter Bezugnahme auf Durchführungsbeispiele beschrieben.
Fig. 10 ist ein Diagramm, welches den Aufbau eines Infrarotsensors 310 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Infrarotsensor 310 dieser Ausführungsform verwendet ein Substrat (Einkristall-Silicium) 311 als ein Sensorsubstrat. In dem Siliciumsubstrat 311 sind zwei Hohlräume 314a, 314b gebildet. Diese Hohlräume 314a, 314b öffnen jeweils die oberen und unteren Oberflächen des Siliciumsubstrats 311. Auf der unteren Oberfläche des Siliciumsubstrats 311 ist ein Siliciumoxinitrid (SiOxNy)-Film 312, der zwei Überbrückungsteile 312a, 312b enthält, gebildet. Infrarot-temperaturempfindliche Filme 313a, 313b sind auf den unteren Oberflächen in den zentralen Bereichen der jeweiligen Überbrückungsteile 312a, 312b gebildet. Diese Infrarot-temperaturempfindlichen Filme 313a, 313b sind z.B. aus amorphem Germanium (a-Ge) gebildet. Mit den infrarottemperaturempfindlichen Filmen 313a, 313b sind einzelterminale Teile von Elektroden-Verdrahtungsschichten aus Aluminium (Al)-Film elektrisch verbunden, obgleich dies in dem Diagramm nicht gezeigt ist. Die anderen terminalen Teile der Elektroden-Verdrahtungsschichten sind mit Elektroden-Anschlußflächen 315a, 315b verbunden, die in den Eckenbereichen auf der unteren Oberfläche des Siliciumsubstrats 311 gebildet sind.
Auf der oberen Oberfläche des Siliciumsubstrats 311 ist ein Siliciumoxinitridfilm 316 gebildet. Ein Frontdeckel 317 ist mit der oberen Oberfläche dieses Siliciumoxinitridfilms 316 verbunden. Der Frontdeckel 317 ist aus einem Siliciumsubstrat 318 gebildet. Auf den oberen und unteren Oberflächen dieses Siliciumsubstrats 318 sind jeweils Infrarotreflektions-Verhinderungsfilme 319a, 319b gebildet. Auf den oberen Oberflächen dieser Infrarotreflektions- Verhinderungsfilme 319a, 319b sind infrarotabfangende Filme 320a, 320b aus Aluminium (Al) gebildet. In diesen infrarotabfangenden Filmen 320a, 320b an deren Positionen gegenüber dem infrarot-temperaturempfindlichen Film 313a, der auf die rechte Seite der Zeichnungsdarstellung fällt, wird ein Öffnungsbereich 321 zum Leiten der Infrarotstrahlung gebildet. Der Frontdeckel 317 wird mit dem Siliciumoxinitridfilm 316 zum Beispiel durch die Technik des Hochschmelzlötens verbunden.
An die untere Oberfläche des Siliciumsubstrats 311 wird ein Rückdeckel 322 verbunden. Dieser Rückdeckel 322 wird wie der Frontdeckel 317 aus Silicium gebildet. In der oberen Oberfläche des Rückdeckels 322 werden ausgehöhlte Bereiche 323a, 323b gegenüber den Hohlräumen 314a, 314b des Siliciumsubstrats 311 gebildet. Diese ausgehöhlten Bereiche 322a, 322b sind gemacht, um miteinander über den kommunizierenden Bereich 324 zu kommunizieren. Der Rückdeckel 323 wird mit dem Siliciumoxinitridfilm 312 in einer Vakkumatmosphäre durch die Technik des Hochschmelzlötens oder die Technik des anodischen Verbindens verbunden. Im Ergebnis werden die infrarottemperatur-empfindlichen Filme 313a, 313b in den Hohlräumen 314a, 314b des Siliciumsubstrats 311 und die ausgehöhlten Bereiche 323a, 323b des Rückdeckels 322 unter ein und demselben Vakuumgrad versiegelt.
Auf den Oberflächenwandungen der Hohlräume 314a, 314b und der ausgehöhlten Bereiche 323a, 323b ist ein infrarotreflektierender Film 325 z.B. aus Nickel (Ni) gebildet, um die Infratrotstrahlung, die auf den infrarottemperaturempfindlichen Film 313a traf, vor dem weiteren Eintritt zu dem anderen infrarot-temperaturempfindlichen Film 313b zu bewahren. An die Elektrodenanschlußflächen 315a, 315b in den Eckbereichen des Rückdeckels 322 sind Substrate von FPC (flexibel bedruckte Schaltungen) elektrisch verbunden. Der Infrarotsensor 310 wird vollständig durch ein Grundteil, der aus Kupfer (Cu) ist, getragen. Eine Vertiefung 328 ist in dem zentralen Bereich dieses Grundteils 327 gebildet. Mit dieser Vertiefung 328 ist der Rückdeckel 322 durch die Technik des Niederschmelzlötens verbunden.
In diesem Infrarotsensor wird die Infrarotstrahlung, die bei der Lage des Diagramms von oben eingeführt wird, durch den Öffnungsbereich 321 des Frontdeckels 317 und den Hohlraum 314a durchtreten gelassen und dann selektiv auf den infrarottemperaturempfindlichen Film 313a auftreffen gelassen. Der andere infrarot-temperaturempfindlichen Film 313b wird durch die infrarot-abfangenden Filme 320a, 320b von der Infrarotstrahlung abgeschirmt. Der unterschiedliche Output zwischen dem infrarot-temperaturempfindlichen Film 313a, der die Infrarotstrahlung empfängt, und dem infrarottemperaturempfindlichen Film 313b, der die Infrarotstrahlung ausschließt, wird durch das Medium des FPC-Substrats 326 bestimmt. Da die Umgebung des infrarottemperaturempfindlichen Films 313a innerhalb des Hohlraums 314a und des ausgehöhlten Bereichs 323a in einem Vakuumzustand gehalten wird, geht die Energie der einfallenden Infrarotstrahlung nicht durch die Luft verloren, und die sehr geringe Menge an Infrarotstrahlung, die von einer Probe abgesondert wird, kann auf effiziente Weise absorbiert werden, und die Empfindlichkeit des Sensors ist erhöht. Der infrarot-temperaturempfindliche Film 313b innerhalb des anderen Hohlraums 314b und des ausgehöhlten Bereichs 323b wird ebenso unter demselben Ausmaß an Vakuum gehalten. Aufgrund des unterschiedlichen Outputs zwischen den zwei infrarottemperaturempfindlichen Filmen 313a, 313b kann die wirkliche Menge an Infrarotstrahlung bestimmt werden.

(Erstes experimentelles Beispiel)

Fig. 11 zeigt schematisch den Aufbau eines experimentellen Systems, das zur Bestätigung der Wirkung des in dieser Erfindung ausgeführten Infrarotsensors verwendet wurde. In diesem System wurde ein Halbleiterlaser mit einer Ausgabe-Wellenlänge von 673 nm als Lichtquelle 331 verwendet. Das von diesem Halbleiterlaser ausgesendete Licht wurde mit einer Linse 332 auf einen infrarot-temperaturempfindlichen Film 313a des Infrarotsensors 310 kondensiert. Somit wurde der unterschiedliche Output, der zwischen diesem infrarottemperaturempfindlichen Film 313a und dem anderen infrarottemperaturempfindlichen Film 313b auftrat, erhalten. Der Output aus dem Halbleiterlaser wurde so gemacht, daß er in Form eines Pulses auftrat, um die Beurteilung der Ansprechempfindlichkeit des infrarot-temperaturempfindlichen Films 313a zu erlauben.
Linie A in Fig. 12 zeigt die Ergebnisse (Beziehung zwischen der Zeit und dem Wert dT der Temperaturerhöhung) eines Vergleichsexperiments, das mit einem an offene Luft gesetzten Infrarotsensors 310 durchgeführt wurde. In diesem Fall konnte der unterschiedliche Output, der dem Output des Halbleiterlasers entsprach, nicht eindeutig detektiert werden. Linie B in Fig. 12 zeigt die Ergebnisse eines Experiments, das unter den gleichen Bedingungen wie zuvor beschrieben durchgeführt wurde, außer daß der Infrarotsensor 310 unter Vakuum (3,2 x 10&supmin;³ Torr) gesetzt wurde. Der unterschiedliche Output konnte klar nachgewiesen werden, was anzeigte, daß die Ansprechempfindlichkeit in diesem Fall verbessert war. Fig. 13 zeigt die Ergebnisse desselben Experiments, das unter denselben Bedingungen durchgeführt wurde, außer daß das Ausmaß des Vakuums P variiert wurde, um Daten zu erzeugen, die zum Vergleich mit solchen, die an offener Luft erhalten wurden, verwendbar waren. Bei den in diesem Diagramm gezeigten Daten entsprechen jene, die in Klammern gesetzt sind, den Werten, die zum Zwecke des Vergleichs mit jenen, die an offener Luft erhalten wurden, gegeben sind. Die Wirkung begann sich deutlich zu zeigen (1,5-fach), als das Ausmaß des Vakuums 1,0 Torr betrug und erreichte das etwa 20-fache, als das Ausmaß des Vakuums etwa 10&supmin;³ Torr betrug. Als das Ausmaß des Vakuums geringer als das gerade bezeichnete Niveau betrug, war die Ansprechempfänglichkeit im wesentlichen zu der bei 10&supmin;³ Torr erhaltenen gleich.

(Zweites experimentelles Beispiel)

Fig. 14 ist ein Diagramm, das ein Infrarotsensor zeigt, der in dem zweiten experimentellen Beispiel verwendet wurde. Ein Infrarotsensor 310 dieses Experiments wurde in einem Kästchenbehälter 340 verschlossen und unter Vakuumzustand gehalten. Er wurde an die obere Oberfläche eines Stutzens 341 durch Stanzbindung mit einem hitzeresistenten Epoxyharz verbunden. Eine infrarotabfangende Platte 342 wurde auf einem Führungsglied 343 des Kästchens 340 ausgerichtet. Eine Kappe 344 wurde durch Löten an die obere Oberfläche des Stutzens 341 gebunden. Ein oberer Öffnungsbereich 345 dieser Kappe 344 wurde mit einem reflektionssicheren Film 346 aus Silicium bedeckt. Der reflektionssichere Film 346 wurde an die Kappe 344 mit niedrig schmelzendem Glas 347 befestigt. Gitterteile 348 zum Absorbieren von innerem Gas wurden fest an die inneren Deckenoberf lächen der Kappe 344 und an die infrarotabf angende Platte 342 befestigt. Die Gitterteile 348 waren hergestellt aus wässriger Lösung einer Pulvermischung von Zirkonium (Zr) und Kohlenstoff (C) (einem Erzeugnis von Giken Kagakusha K.K. mit einer Aktivierungstemperatur von 225 ºC).
Das Vakuumverschließen dieses Kästchenbehälters 340 wurde bewirkt, indem der Stutzen 341 und die Kappe 344 in einen Vakuumbehälter gelegt wurden, die eingeschlossene Luft aus dem Vakuumbehälter auf ein Vakuum (3 x 10&supmin;&sup6; Torr) evakuiert wurde, der Stutzen 341 und die Kappe 344 mit ihren jeweiligen Heizgeräten auf 230 ºC erhitzt wurden, die Entfernung von innerem Gas für drei Stunden fortgesetzt wurde, und danach der Stutzenm 341 und die Kappe 344 langsam verbunden wurden. Das Lötmittel, das in diesem Fall verwendet wurde, war ein Erzeugnis, das einen Schmelzpunkt von 221 ºC aufwies und ein Flußmittel enthielt. Das Lötmittel wurde zuvor in geschmolzenem Zustand auf den Stutzen 341 und die Kappe 344 an offener Luft plaziert. Danach wurde das auf der Lötmitteloberfläche fließende Fließmittel mit Trichlorethylen entfernt.

Claims

1. Infrarotsensor, umfassend ein Substrat (1), das mit einem Hohlraum ausgestattet ist, der ein Überbrückungsteil (10a) umfaßt, welches ein einen infrarot-temperaturempfindlichen Film einschließenden Detektionsteil (11a) trägt, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß er ferner Vakuumverschlußmittel umfaßt, die den Hohlraum dicht verschließen, um darin einen Vakuumzustand zu halten, wobei die Vakuumverschlußmittel einen ersten Deckel (2), der das Detektionsteil und das Überbrückungsteil bedeckt, sowie einen zweiten Deckel (3), der die rückseitige Oberfläche des Substrats bedeckt, einschließen.

2. Infrarotsensor gemäß Anspruch 1, wobei das Substrat (1) aus halbleitfähigem Material gebildet ist.

3. Infrarotsensor gemäß Anspruch 1, wobei das Überbrückungsteil (10a) gebildet ist aus einem Film aus mindestens einem Bestandteil, der aus der aus Siliciumoxiden, Siliciumnitriden und Siliciumoxinitriden bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

4. Infrarotsensor gemäß Anspruch 1, wobei der infrarottemperaturempfindliche Film (11a) hergestellt ist aus mindestens einem Bestandteil, der, aus der aus amorphem Germanium, amorphem Silicium, und polykristallinem Silicium und polykristallenem Germanium bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

5. Infrarotsensor gemäß Anspruch 1, wobei die Deckel (2, 3) aus halbleitfähigem Material gebildet sind.

6. Infrarotsensor gemäß Anspruch 5, wobei zwei Überbrückungsteile (10a, 10b) und zwei Infrarot- Detektionsteile (11a, 11b) verwendet werden und jeder ungerade Teil dieser gepaarten Komponenten mit einem infrarot-abfangenden Film (23a) ausgestattet ist.

7. Infrarotsensor gemäß Anspruch 1, wobei dieser ferner eine Elektroden-Anschlußfläche (12) umfaßt, die elektrisch an den infrarot-temperaturempfindlichen Film verbunden ist und aus einem Laminatfilm gebildet ist, der einen ätzresistenten elektrisch leitfähigen Film einschließt.

8. Infrarotsensor gemäß Anspruch 7, wobei die Elektroden-Anschlußfläche (12) hergestellt ist aus einem Laminatfilm, der aus einem aus Aluminium besteht, und wobei der ätzresistente Film. aus Kupfer oder Gold hergestellt ist.

9. Infrarotsensor gemäß Anspruch 1, wobei dieser ferner einen infrarot-temperaturempfindlichen Film (213), der auf dem Substrat (211) durch das Medium des ersten Isolierfilms (212) gebildet ist, einen zweiten Isolierfilm (214), der auf dem infrarot-temperaturempfindlichen Film gebildet ist und mit einem Kontaktloch (224a) so tief ausgestattet ist, daß es den infrarot-temperaturempfindlichen Film erreicht, und eine Elektrode (225a), die auf dem zweiten Isolierfilm gebildet ist, elektrisch mit dem infrarot-temperaturempfindlichen Film über das Kontaktloch verbunden ist und oberhalb des zweiten Isolierfilms mit einem Bereich an erhöhter Breite ausgestattet ist, die größer als die Breite des Teils davon ist, der sich innerhalb des Kontaktloches (224a) erstreckt, umfaßt.

10. Infrarotsensor gemäß Anspruch 2, wobei das halbleitende Material einkristallines Silicium ist.

11. Verfahren zur Herstellung eines Infrarotsensors, welches den Schritt des Bildens einer Vielzahl von Sensorelementen, die mit einem infrarottemperatur empfindlichen Film (11a, 11b) auf einem Überbrückungsteil (10a, 10b) versehen sind, auf einem Halbleiterwafer (1), den Schritt des Verschließens der Sensorelemente mit jeweils einem Deckelelement, welches in der Lage ist, das Sensorelement dicht zu verschließen und welches einen ersten Deckel (2) und einen zweiten Deckel (3) einschließt, die jeweils durch die Vorder- und Rückseiten des Wafers getragen werden, und den Schritt des voneinander Abtrennens der dicht verschlossenen Sensorelemente durch Schneiden umfaßt.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Halbleiterwafer (1) ein Siliciumwafer ist.

13. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Bildungsschritt das Bilden eines Films (32) eines Brückenbildenden Materials auf einer Oberfläche eines Halbleiterwafers (31), das Bilden eines infrarottemperaturempfindlichen Films (33) auf der vorderen Oberfläche des Films des Brücken-bildenden Materials, das Bilden eines zusammengesetzten Laminatfilms auf eine Oberfläche des Halbleiterwafers und eines zusammengesetzten Laminatfilms (34) auf der anderen Oberfläche des Halbleiterwafers um den infrarottemperatur-empfindlichen Film herum, das teilweise Ätzen des Halbleiterwafers, dadurch einen Hohlraum (35) bildend, umfaßt, wobei der Schritt des Verschließens das Verbinden eines zweiten Deckels (36) mit der Hohlraumseite des Halbleiterwafers, des Verbindens eines ersten Deckels (38) mit der oberen Oberfläche des zusammengesetzten Laminatfilms auf der Seite des infrarottemperaturempfindlichen Films und des festen Verschließens des zusammengesetzten Laminatfilms umfaßt, und wobei der Abtrennungsschritt das Abtrennen der Bereiche des Halbleiterwafers, die den infrarottemperatur-empfindlichen Filmen entsprechen, durch Schneiden umfaßt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der zusammengesetzte Laminatfilm eine Chromschicht, eine Kupferschicht und eine Nickelschicht umfaßt.

15. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Bildungsschritt einen Schritt des Bildens eines ersten Isolierfilms (112), der zur Bildung eines Überbrückungsteils auf einem der Hauptoberflächen eines aus halbleitendem Material gebildeten Sensorsubstrats (111) beabsichtigt ist, sowie des Bildens eines zweiten Isolierfilms (113), welcher eine Öffnung (120) zum Ätzen auf der anderen Hauptoberfläche des Sensorsubstrats enthält, einen Schritt des Bildens eines infrarottemperatur-empfindlichen Films (114) auf dem ersten Isolierfilm, einen Schritt des Bildens einer Elektroden- Anschlußfläche (130a) auf dem ersten Isolierfilm, die in deren oberster Schicht mit einem ätzresistenten, elektrisch leitfähigen Film (117) so versehen ist, um mit dem infrarottemperatur-empfindlichen Film elektrisch verbunden zu werden, einen Schritt des Bildens eines dritten Isolierfilms (118) auf das die Elektroden-Anschlußfläche einschließenden Sensorsubstrat und des selektiven Bildens eines Kontaktloches (119) in dem dritten Isolierfilm auf eine Tiefe, die die Elektroden-Anschlußfläche erreicht, und einen Schritt des anisotropen Ätzens des Sensorsubstrats durch die Öffnung nach der Bildung des Kontaktloches, dadurch ein Überbrückungsteil bildend, umfaßt.

16. Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei der erste, der zweite und der dritte Film hergestellt sind aus mindestens einem Bestandteil, der aus der aus Siliciumoxynitriden, Siliciumoxiden und Siliciumnitriden bestehenden Gruppe ausgewählt wird.

17. Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei der infrarottemperatur-empfindliche Film hergestellt ist aus mindestens einem Bestandteil, der aus der aus amorphem Germanium, amorphem Silicium, polykristallinem Silicium und polykristallenem Germanium bestehenden Gruppe ausgewählt wird.

18. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Bildungsschritt einen Schritt des Bildens eines ersten Isolierfilms (212) auf der vorderen Oberfläche eines Sensorsubstrats (211) und dann des Bildens eines infrarottemperatur-empfindlichen Films (213) auf dem Isolierfilm (212), einen Schritt des Bildens eines zweiten Isolierfilms (214) in einer solchen Art, daß der infrarottemperatur-empfindliche Film überdeckt ist, einen Schritt des Bildens eines ersten ätzresistenten Films (226), der ein vorbestimmtes Kontaktlochmuster enthält, auf dem zweiten Isolierfilm, und des Ätzens des zweiten Isolierfilms (214), während der erste ätzresistente Film als eine Maske verwendet wird, dadurch in dem zweiten Isolierfilm ein Kontaktloch (224a) bildend, welches tief genug ist, den infrarottemperatur-empfindlichen Film zu erreichen, einen Schritt des Überlagerns einer elektrisch leitfähigen Schicht (215) auf dem zweiten Isolierfilm mit dem darin gebildeten Kontaktloch, und einen Schritt des Bildens eines zweiten ätzresistenten Films (227) auf der elektrisch leitfähigen Schicht (215), welcher ein Elektrodenmuster mit einer größeren Breite als dem Kontaktlochmuster des ersten ätzresistenten Films (226) enthält, und des Ätzens der elektrisch leitfähigen Schicht mit dem zweiten ätzresistenten Film als Maske, dadurch eine Elektrode (225a) bildend, umfaßt.

19. Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei der erste und der zweite Isolierfilm hergestellt sind aus mindestens einem Bestandteil, der aus der aus Siliciumoxynitriden, Siliciumoxiden und Siliciumnitriden bestehenden Gruppe ausgewählt wird.

20. Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei der infrarottemperatur-empfindliche Film hergestellt ist aus mindestens einem Bestandteil, der aus der aus amorphem Germanium, amorphem Silicium und polykristallinem Silicium bestehenden Gruppe ausgewählt wird.