JP2002048636A

JP2002048636A - 赤外線センサ

Info

Publication number: JP2002048636A
Application number: JP2000236146A
Authority: JP
Inventors: Tomoyoshi Yoshioka; 智良吉岡; Haruhiko Deguchi; 治彦出口; Tomohisa Komoda; 智久薦田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2002-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】製造工程が少なく、脚の強度が高いダイアフ
ラム構造を有し、かつ配線部の断線を防止することがで
きる赤外線センサを提供する。【解決手段】ダイアフラム構造体１は、下部絶縁膜
５、感温抵抗変化膜６、上部絶縁膜８、赤外線吸収膜９
が、この順に積層されて構成されている。また、下部絶
縁膜５は、その上面の少なくとも一部に電気的に接続さ
れた電極配線膜７を有しており、電極配線膜７はその上
面及び側面を感温抵抗変化膜６に覆われている。ダイア
フラム構造体１を所定の間隔をおいて半導体基板２上に
支持する脚は、下部絶縁膜５、感温抵抗変化膜６、上部
絶縁膜８が半導体基板２側からこの順に形成されてい
る。ダイアフラム構造体１と同様、下部絶縁膜５上の一
部には電極配線膜７が形成されており、電極配線膜７は
その上面及び側面を感温抵抗変化膜６に覆われている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線を熱に変換
して検出するボロメータ型赤外線センサ等の赤外線セン
サに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、赤外線を熱に変換して検出する赤
外線検出素子からなる赤外線センサにおいては、非冷却
で動作させることができ、高感度であり、かつ、集積化
が容易なことから、ボロメータ型赤外線センサが注目さ
れている。このボロメータ型赤外線センサは、赤外線カ
メラの赤外線感知部等に応用されている。そして、例え
ば、「ボロメータ型非冷却赤外線センサ」（映像情報メ
ディア学会技術報告，Vol.21, No.80, pp.13〜18 (199
7) ）には、基板にダイアフラム構造体を支持してなる
ボロメータ型赤外線センサが記載されている。

【０００３】一般に、従来のボロメータ型赤外線センサ
（以下、赤外線センサと称する）は、図４（ａ）に示す
ように、赤外線を感知するダイアフラム構造体１０１が
半導体基板１０２上に支持されてなるダイアフラム構造
を備えている。半導体基板１０２の表面には図示しない
集積回路が形成されており、その集積回路は、ダイアフ
ラム構造体１０１と電気的に接続されている。ダイアフ
ラム構造体１０１は、接続部１０４を有する脚１０３・
１０３を備えており、所定の間隔をおいて半導体基板１
０２上に支持されている。

【０００４】ダイアフラム構造体１０１は、図４（ｂ）
に示すように、ＳｉＯ₂からなる下部絶縁膜１０５、Ｖ
Ｏ₂やＴｉ等からなる感温抵抗変化膜１０６、ＳｉＯ₂
からなる上部絶縁膜１０８、感知すべき赤外線１１０を
効率的に吸収するためのＴｉＮ等からなる赤外線吸収膜
１０９が、この順に積層されて構成されている。

【０００５】感温抵抗変化膜１０６上の少なくとも一部
には、ＴｉやＡｌ等の良電気伝導性を有する材料からな
り、感温抵抗変化膜１０６と電気的に接続された電極配
線膜１０７を有している。電極配線膜１０７の上面及び
側面は、上部絶縁膜１０８が覆っている。電極配線膜１
０７は、脚１０３の接続部１０４を介して半導体基板１
０２の集積回路に電気的に接続されており、ダイアフラ
ム構造体１０１の温度変化に伴う感温抵抗変化膜１０６
の抵抗変化を検出するようになっている。

【０００６】また、脚１０３は、電極配線膜１０７と上
部絶縁膜１０８と下部絶縁膜１０５とにより構成されて
いる。下部絶縁膜１０５上には電極配線膜１０７が形成
されており、その電極配線膜１０７は上部絶縁膜１０８
により覆われている。

【０００７】図５は赤外線センサの製造方法の一例にお
ける工程を示すフローチャートである。まず、下部絶縁
膜１０５を所定の膜厚になるように成膜する（Ｓ１
１）。成膜した下部絶縁膜１０５上に、感温抵抗変化膜
１０６を所定の膜厚になるように成膜した後、エッチン
グ処理を行い所望の形状に加工する（Ｓ１２）。感温抵
抗変化膜１０６上には電極配線膜１０７を所定の膜厚に
なるように成膜し、エッチング処理を行うことにより所
望の形状に加工する（Ｓ１３）。電極配線膜１０７上に
は上部絶縁膜１０８を所定の膜厚になるように成膜する
（Ｓ１４）。その上部絶縁膜１０８上には赤外線吸収膜
１０９を所定の膜厚になるように成膜した後、エッチン
グ処理を行い所望の形状に加工する（Ｓ１５）。そし
て、下部絶縁膜１０５と上部絶縁膜１０８とにエッチン
グ処理を施し、それらが、ダイアフラム構造体１０１の
脚１０３になるように所望の形状に加工する（Ｓ１
６）。

【０００８】以上のような工程で、ダイアフラム構造を
有する赤外線センサを得ることができる。

【０００９】また、上記のようなダイアフラム構造体を
有するボロメータ型赤外線センサの感度Ｒｅｓは、定常
状態では一般に、次式（１）Ｒｅｓ＝η×Ｖ×α／Ｇ ……（１）によって求めることができる。

【００１０】ただし、ηはダイアフラム構造体の赤外線
吸収係数、Ｖはダイアフラム構造体に印加されるバイア
ス電圧、αは感温抵抗変化膜の抵抗温度係数、Ｇは半導
体基板とダイアフラム構造体との熱コンダクタンスであ
る。

【００１１】式（１）から明らかなように、ボロメータ
型赤外線センサの感度Ｒｅｓは熱コンダクタンスＧに反
比例し、熱コンダクタンスＧの値が小さい程、感度Ｒｅ
ｓは大きくなる（高感度になる）。それゆえ、熱コンダ
クタンスＧの値を小さくするために、ダイアフラム構造
体を半導体基板に支持する２本の脚を、厚さはできるだ
け薄く、幅はできるだけ小さく、長さはできるだけ長く
なるように形成する。また、ダイアフラム構造体の半導
体基板に対する断熱性を高めるためにも、脚は、厚さは
できるだけ薄く、幅はできるだけ小さく、長さはできる
だけ長くなるように形成される。

【００１２】しかし、脚を、厚さはできるだけ薄く、幅
はできるだけ小さく、長さはできるだけ長くなるように
形成すると、脚の強度は低下する。これにより、ダイア
フラム構造体が半導体基板と接する虞れがある。ダイア
フラム構造体と半導体基板とが接すると、熱コンダクタ
ンスＧが著しく増加することとなり、感度Ｒｅｓは極端
に低下することとなる。

【００１３】このため、脚の強度を損なうことなくダイ
アフラム構造体と半導体基板とが接するのを防止する赤
外線センサの構造としては、以下のようなものがある。

【００１４】（Ａ）特開平７−２２５１５２号公報に
は、絶縁層に、応力の向きが異なる、あるいは応力の差
の大きい２種類の酸化シリコン膜を用いる構造が開示さ
れている。ダイアフラム構造体を半導体基板上に支持す
る脚における半導体基板寄りの領域では、下層に第１の
酸化シリコン膜を形成し、その上層には第２の酸化シリ
コン膜を形成している。また、脚における受光部寄りの
領域では、下層の第１の酸化シリコン膜はなく、第２の
酸化シリコン膜のみで構成されている。第１の酸化シリ
コン膜の応力は、第２の酸化シリコン膜の約２倍であ
る。また、ダイアフラム構造体の形状を、中心部が凸の
形状あるいは平坦に近い形状とするために、酸化シリコ
ン膜下部に窒化シリコン膜を形成している。こうして、
ダイアフラム構造体に形成する絶縁膜の応力を制御し
て、ダイアフラム構造体が半導体基板と離れる方向に反
るようにしている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
手法では次のような問題がある。

【００１６】図５に示したように、多層膜で構成される
赤外線センサを製造するには、多くの成膜工程や加工工
程が必要であり、多くの時間を要して製造される。ま
た、上記（Ａ）の構造においては、脚における受光部寄
りの領域と半導体基板寄りの領域とでその応力を制御す
るために、酸化シリコンからなる絶縁膜を加工してその
形状を複雑化している。また、ダイアフラム構造体の応
力を制御するために、ダイアフラム構造体上には新たに
窒化シリコン膜を形成している。これにより、成膜プロ
セスや加工プロセスが増加する。また、各加工工程で
は、所望の形状に膜を加工するために、ＲＩＥ装置やミ
リング装置等を用いてエッチング処理を行う。このと
き、加工する膜の下面に配されている膜にもエッチング
処理が施されてしまい、膜厚が減少するといった影響が
生じる。このような膜厚の減少を防止し、また、製造時
間の短縮や、さらには製造コストの低減を図るために
は、少ない製造工程、特に、少ない加工工程で赤外線セ
ンサを製造することが望ましい。

【００１７】また、図４に示した構造では、ダイアフラ
ム構造体１０１には感温抵抗変化膜１０６が積層されて
いるが、脚１０３には積層されていない。このため、電
極配線膜１０７はダイアフラム構造体１０１においては
感温抵抗変化膜１０６上に積層され、脚１０３において
は下部絶縁膜１０５上に積層されている。このように、
ダイアフラム構造体１０１と脚１０３には加工段差があ
る。脚１０３における電極配線膜１０７は細長い配線形
状に加工する必要があり、その配線部については、最も
微細加工が必要とされる部分の一つである。そのため、
ダイアフラム構造体１０１と脚１０３に加工段差がある
と、エッチング処理を施す際に、部分的に配線部が断線
する虞れがある。

【００１８】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的は、製造工程が少なく、脚の強
度が高いダイアフラム構造を有し、かつ配線部の断線を
防止することができる赤外線センサを提供することにあ
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の赤外線センサ
は、上記の課題を解決するために、ダイアフラム構造体
が、所定の間隔をおいて基板上に支持されてなるダイア
フラム構造を備えている赤外線センサにおいて、上記ダ
イアフラム構造体を上記基板上に支持する脚に、半導体
膜が積層されていることを特徴としている。

【００２０】上記の構成によれば、上記ダイアフラム構
造体を上記基板上に支持する脚に、半導体膜が積層され
ていることにより、赤外線センサを製造する際のダイア
フラム構造体と脚との間に加工段差がない。これによ
り、例えば、脚における配線部の断線を防止することが
できる。さらに、製造工程を少なくすることができ、製
造時間の短縮や製造コストの低減を図ることができる。
また、脚に半導体膜を積層することにより、脚の強度が
向上する。これにより、赤外線センサの製造において、
歩留りが向上する。さらに、脚の強度が向上することに
より、脚を、厚さはできるだけ薄く、幅はできるだけ小
さく、長さはできるだけ長くなるように形成することが
できる。これにより、熱コンダクタンスの値を小さくす
ることができ、また、ダイアフラム構造体の基板に対す
る断熱性を高めることができる。従って、高感度な赤外
線センサを提供することができる。

【００２１】上記の発明における赤外線センサは、脚に
は、電極配線膜が配設されており、該電極配線膜は上記
半導体膜により被覆されていることが好ましい。

【００２２】上記の構成によれば、例えば、脚において
電極配線膜の配線部に断線が生じたとしても、半導体膜
を介して通電することができる。

【００２３】上記の発明における赤外線センサは、半導
体膜は、感温抵抗材料からなる膜であることが好まし
い。

【００２４】上記の構成によれば、脚において電極配線
膜の配線部に断線が生じていても、例えば、基板上の集
積回路部で抵抗値を補正すれば、赤外線センサは赤外線
を検出することができる。

【００２５】上記の発明における赤外線センサは、感温
抵抗材料がチタン酸化物からなることが好ましい。

【００２６】上記の構成によれば、温度管理をほとんど
行わなくても良い広範囲な温度域において、抵抗変化率
がほぼ一定であり、また、比抵抗は小さく、抵抗温度係
数の絶対値が大きい感温抵抗変化膜を得ることができ
る。これにより、高感度な赤外線センサを得ることがで
きる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図３に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。なお、本発明における「赤外線」には、遠赤外線も
含まれることとする。

【００２８】集積回路デバイス上に形成されるボロメー
タ素子等のボロメータ型赤外線センサは、赤外線を熱に
変換して検出する赤外線検出素子からなり、図１に示す
ように、赤外線を感知するダイアフラム構造体１が半導
体基板２上に支持されてなるダイアフラム構造を備えて
いる。半導体基板２の表面には図示しない集積回路が形
成されており、その集積回路は、赤外線カメラを駆動さ
せたり、赤外線センサを動作させたりするものであり、
ダイアフラム構造体１と電気的に接続されている。ダイ
アフラム構造体１は、接続部４を有する脚３・３を備え
ており、所定の間隔を置いて半導体基板２上に支持され
ている。

【００２９】ダイアフラム構造体１は、下部絶縁膜５、
感温抵抗材料からなる薄膜（以下、感温抵抗変化膜と称
する）６、上部絶縁膜８、赤外線吸収膜９が、この順に
積層されて構成されている。

【００３０】また、ダイアフラム構造体１は、下部絶縁
膜５の上面の少なくとも一部に電極配線膜７を有してお
り、電極配線膜７の上面及び側面は感温抵抗変化膜６に
覆われている。

【００３１】下部絶縁膜５及び上部絶縁膜８はシリコン
窒化物（例えば、Ｓｉ₃Ｎ₄）あるいはシリコン酸化物
（例えば、ＳｉＯ₂）等の電気絶縁性を有する材料によ
って形成されている。また、感温抵抗変化膜６は半導体
からなり、チタン酸化物により形成されている。チタン
酸化物は、温度管理をほとんど行わなくても良い広範囲
な温度域において、抵抗変化率がほぼ一定であり、ま
た、比抵抗は小さく、抵抗温度係数αの絶対値は大き
い。これにより、感度Ｒｅｓを大きくすることができ
る。赤外線吸収膜９は、感知すべき赤外線１０を効率的
に吸収するためのものであり、ＳｉやＴｉＮ等から形成
されている。

【００３２】なお、感温抵抗変化膜６は、酸化バナジウ
ム等の半導体により形成してもかまわない。

【００３３】電極配線膜７は、例えばＴｉやＡｌ等の良
電気伝導性を有する金属からなっている。また、電極配
線膜７は、脚３の接続部４を介して半導体基板２の集積
回路に電気的に接続されており、感温抵抗変化膜６の抵
抗変化を検出するための配線部となっている。ただし、
電極配線膜７の形成パターンは、特に限定されるもので
はない。

【００３４】脚３においては、下部絶縁膜５、感温抵抗
変化膜６、上部絶縁膜８が半導体基板２側からこの順に
形成されている。ダイアフラム構造体１と同様、下部絶
縁膜５の上面の一部には電極配線膜７が形成されてお
り、電極配線膜７の上面及び側面は感温抵抗変化膜６に
覆われている。

【００３５】電極配線膜７の厚さを３０ｎｍ、感温抵抗
変化膜６の厚さを１００ｎｍ、脚３の幅を１．０μｍ、
厚さを２８０ｎｍ、長さを３５μｍとした時の赤外線セ
ンサにおいて、該赤外線センサを製造した後、ダイアフ
ラム構造体１と半導体基板２とが接することなく中空状
態を維持している割合を、赤外線センサが本実施の形態
における構造を有する場合と図４に示した従来の構造を
有する場合とで比較する。

【００３６】本実施の形態における構造を有する場合、
１００％の割合で赤外線センサはダイアフラム構造体１
を半導体基板２から中空状態に維持することができる。
従来の構造を有する場合、９７％の割合で赤外線センサ
はダイアフラム構造体１を半導体基板２から中空状態に
維持することができる。しかし、従来の構造を有する場
合においては、ダイアフラム構造体１を中空状態に維持
することができていても、多くの赤外線センサにおい
て、ダイアフラム構造体１と半導体基板２とが平行状態
ではなく、傾きが生じていた。

【００３７】このように、脚３に感温抵抗変化膜６を形
成することにより、赤外線センサの製造における歩留ま
りを向上させることができる。つまり、脚３に感温抵抗
変化膜６を配置しない場合、ダイアフラム構造体１は半
導体基板２に対して安定して中空状態に維持することは
できず、ダイアフラム構造体１と半導体基板２とは接す
る虞れがある。これに対し脚３に感温抵抗変化膜６を配
置する場合は、脚３の強度を上げることができ、ダイア
フラム構造体１を半導体基板２に対して安定して中空状
態に維持することができる。従って、ダイアフラム構造
体１と半導体基板２との接触の防止を図ることができ
る。これにより、ダイアフラム構造体１と半導体基板２
との間隔が確保され、ダイアフラム構造体１の半導体基
板２に対する断熱性を高めており、それゆえ赤外線１０
を高感度で感知することができるようになる。

【００３８】また、脚３に感温抵抗変化膜６を形成し、
脚３の強度を上げることによって、脚３の厚さをより薄
く、幅をより小さく、長さをより長くすることができ
る。これにより、さらにダイアフラム構造体１の半導体
基板２に対する断熱性を高めることができる。また、熱
コンダクタンスＧの値を小さくすることもでき、赤外線
センサの感度Ｒｅｓを約１０％程度高めることができ
る。なお、熱コンダクタンスＧの値は、脚３に感温抵抗
変化膜６を配置しない場合は１．１×ｅ^-7Ｗ／Ｋ、脚３
に感温抵抗変化膜６を配置する場合は９．７×ｅ^-8Ｗ／
Ｋである。

【００３９】赤外線吸収膜９において、赤外線吸収膜９
の厚さｄがλ／（４ｎ）であれば、赤外線吸収膜９表面
での反射光と感温抵抗変化膜６からの反射光とによる干
渉作用により赤外線１０がダイアフラム構造体１の外部
にもれることは少なくなる。ただし、λは赤外波長、ｎ
は赤外線吸収膜の屈折率である。

【００４０】脚３に感温抵抗変化膜６を配置し、脚３の
強度を上げることにより、撓みなどによるダイアフラム
構造体１の変形を抑制できる。従って、赤外線吸収膜９
の厚さｄにバラツキが生じることもなく、干渉作用が乱
れない。これにより、赤外線吸収率を上げることがで
き、赤外線センサの感度Ｒｅｓの向上を図ることができ
る。

【００４１】次に、本発明に係る赤外線センサの製造方
法の一例について図２に基づいて説明する。図２は本実
施の形態に係る赤外線センサの製造方法における工程を
示すフローチャートである。本発明に係る赤外線センサ
の製造方法は、半導体基板２上に犠牲層を形成し、その
上に多層構造の膜を形成した後、犠牲層を除去する方法
である。この犠牲層を形成することにより、後にダイア
フラム構造体１と半導体基板２との間の空間を確保する
ことができる。尚、赤外線センサの製造方法や各種条件
等は、下記方法や条件等にのみ限定されるものではな
い。

【００４２】先ず、半導体基板２に集積回路を形成した
後、集積回路上に図示しない保護膜を形成する。次に、
保護膜の全面に塗布型ポリイミド樹脂等の有機材料をス
ピンコート等により塗布した後、所定の温度で焼成して
犠牲層を得る。このときの犠牲層の厚さは２μｍ程度と
する。なお、犠牲層は、後の工程で除去されるので、そ
の膜厚は特に限定されるものではなく、ダイアフラム構
造体１の製造プロセス等に応じて適宜設定すればよい。

【００４３】次に、犠牲層の全面にレジストを塗布した
後、フォトエッチングにより所望の領域にパターニング
を施す。次いで、レジストに対して所定の温度でベーク
処理を施す。この際、後にダイアフラム構造体１の脚３
が形成される部分には、斜面を形成しておく。そして、
パターニングが施されたレジスト全面にＲＩＥ（Reacti
ve Ion Etching）装置等を用いてドライエッチング加工
を施し、レジストのパターンを犠牲層に転写した後、剥
離液を用いてレジストを除去する（Ｓ１）。

【００４４】次に、犠牲層全面に、シリコン酸化物やシ
リコン窒化物等の電気的絶縁性を有する材料をスパッタ
リング装置あるいはＰ−ＣＶＤ ( Plasma-Chemical Va
porDeposition )装置等の成膜装置を用いて、厚さが１
００ｎｍ程度になるように成膜し、下部絶縁膜５を形成
する（Ｓ２）。

【００４５】ＴｉやＡｌなどの良電気導電性を有する材
料を下部絶縁膜５上にスパッタリング装置あるいは蒸着
装置等の成膜装置を用いて、厚さが３０〜５０ｎｍ程度
になるように成膜する。その後、フォトリソグラフィー
処理、ＲＩＥ装置あるいはミリング装置等を用いたエッ
チング処理を行うことにより、所望の形状に加工し、電
極配線膜７を形成する（Ｓ３）。

【００４６】酸化バナジウムあるいはチタン酸化物等の
半導体をスパッタリング装置等を用いて厚さが１００ｎ
ｍ程度になるように成膜し、感温抵抗変化膜６を形成す
る（Ｓ４）。

【００４７】シリコン酸化物あるいはシリコン窒化物等
の電気的絶縁性を有する材料をスパッタリング装置、Ｐ
−ＣＶＤ装置等を用いて、電極配線膜７が感温抵抗変化
膜６以外の導電性材料と接触しないように、かつ、厚さ
は５０ｎｍ程度になるように成膜し、上部絶縁膜８を形
成する（Ｓ５）。

【００４８】上部絶縁膜８上における感温抵抗変化膜６
に対応する部位に、ＳｉあるいはＴｉＮをスパッタリン
グ装置、Ｐ−ＣＶＤ装置等の成膜装置を用いて、赤外線
吸収効果の高い膜厚となるように成膜する。その後、フ
ォトリソグラフィー処理と、ＲＩＥ装置やミリング装置
等を用いたエッチング処理とを施し、所望の形状に加工
することにより、赤外線吸収膜９を形成する（Ｓ６）。

【００４９】未加工の下部絶縁膜５、感温抵抗変化膜
６、上部絶縁膜８とに、フォトリソグラフィー処理やＲ
ＩＥ装置やミリング装置を用いたエッチング処理を行う
ことにより、脚３及びダイアフラム構造体１の形状に加
工する（Ｓ７）。

【００５０】ステップ１で積層した犠牲層をアッシング
装置等を用いて除去する（Ｓ８）。以上の方法により、
２本の脚３・３で支持され所定の空間を開けたダイアフ
ラム構造を有する赤外線センサを製造することができ
る。

【００５１】上記製造方法によって得られる赤外線セン
サは、脚３にも感温抵抗変化膜６を有しているので、ダ
イアフラム構造体１と脚３とに加工段差はない。これに
より、電極配線膜７における配線部に断線が生じること
を防止することができる。また、脚３において電極配線
膜７の配線部に断線が生じたとしても、半導体である感
温抵抗変化膜６を介して通電することができる。従っ
て、半導体基板２における集積回路部で抵抗値を補正す
れば赤外線１０を検出することができる。このように、
脚３にも感温抵抗変化膜６を有することにより、赤外線
センサは高感度な状態で使用することができる。

【００５２】また、脚３にも感温抵抗変化膜６を有して
いるので、ステップ４において、感温抵抗変化膜６を成
膜した後の感温抵抗変化膜６の加工工程がない。これに
より、従来の製造工程よりも少ない製造工程で赤外線セ
ンサを製造することができる。従って、製造時間を短縮
することができ、また、製造コストを低減することがで
きる。

【００５３】なお、製造工程において、上記ステップ３
の電極配線膜７の成膜及び加工工程とステップ４の感温
抵抗変化膜６の成膜工程とを逆に行ってもよい。この工
程順に製造された赤外線センサの断面図を図３に示す。
下部絶縁膜５上には感温抵抗変化膜６が形成されてい
る。感温抵抗変化膜６の上面の一部には電極配線膜７が
形成されており、電極配線膜７の上面及び側面を覆うよ
うに上部絶縁膜８が形成されている。また、上部絶縁膜
８上には赤外線吸収膜９が形成されている。このような
赤外線センサも、脚３に感温抵抗変化膜６を有している
ので、上記図１に示した赤外線センサと同様に、脚３の
強度を上げることができる。また、感温抵抗変化膜６の
加工工程もなく、少ない製造工程で赤外線センサを製造
することができる。

【００５４】また、脚３において、下部絶縁膜５を除去
し、電極配線膜７が感温抵抗変化膜６と上部絶縁膜８と
で被覆された構造としてもかまわない。あるいは、脚３
において、上部絶縁膜８を除去し、電極配線膜７が感温
抵抗変化膜６と下部絶縁膜５とで被覆された構造として
もかまわない。これにより、脚３の厚さをより薄くする
ことができる。従って、熱コンダクタンスＧの値を小さ
くすることができ、また、ダイアフラム構造体１の半導
体基板２に対する断熱性を高めることができるので、赤
外線センサの感度Ｒｅｓを高めることが可能となる。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、本発明の赤外線センサ
は、ダイアフラム構造体を基板上に支持する脚に、半導
体膜が積層されている構成である。

【００５６】これにより、赤外線センサを製造する際の
ダイアフラム構造体と脚との間に加工段差がなくなり、
例えば、脚における配線部の断線を防止することができ
る。さらに、製造工程を少なくすることができ、製造時
間の短縮や製造コストの低減を図ることができる。ま
た、脚に半導体膜を積層することにより、脚の強度が向
上する。これにより、赤外線センサの製造において、歩
留りが向上する。さらに、脚の強度が向上することによ
り、脚を、厚さはできるだけ薄く、幅はできるだけ小さ
く、長さはできるだけ長くなるように形成することがで
きる。これにより、熱コンダクタンスの値を小さくする
ことができ、また、ダイアフラム構造体の基板に対する
断熱性を高めることができる。従って、高感度な赤外線
センサを提供することができるといった効果を奏する。

【００５７】上記の赤外線センサは、脚には、電極配線
膜が配設されており、該電極配線膜は上記半導体膜によ
り被覆されている構成である。

【００５８】これにより、例えば、脚において電極配線
膜の配線部に断線が生じたとしても、半導体膜を介して
通電することができる。従って、高信頼性の赤外線セン
サを提供することができるといった効果を奏する。

【００５９】上記の赤外線センサは、半導体膜は、感温
抵抗材料からなる膜である構成である。

【００６０】これにより、脚において電極配線膜の配線
部に断線が生じていても、例えば、基板上の集積回路部
で抵抗値を補正すれば、赤外線センサは赤外線を検出す
ることができる。従って、高信頼性の赤外線センサを提
供することができるといった効果を奏する。

【００６１】上記の赤外線センサは、感温抵抗材料がチ
タン酸化物からなる構成である。

【００６２】これにより、温度管理をほとんど行わなく
ても良い広範囲な温度域において、抵抗変化率がほぼ一
定であり、また、比抵抗は小さく、抵抗温度係数の絶対
値が大きい感温抵抗変化膜を得ることができる。従っ
て、高感度な赤外線センサを得ることができるといった
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の実施の一形態に係るボロメ
ータ型赤外線センサの構造を示す斜視図であり、（ｂ）
は（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図２】上記ボロメータ型赤外線センサの製造方法にお
ける製造工程の一例を示すフローチャートである。

【図３】本発明の他の実施の一形態に係るボロメータ型
赤外線センサの構造を示す断面図である。

【図４】（ａ）は、従来のボロメータ型赤外線センサの
構造を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−
Ｂ線矢視断面図である。

【図５】従来のボロメータ型赤外線センサの製造方法に
おける製造工程を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ダイアフラム構造体２半導体基板（基板）３脚４接続部５下部絶縁膜６感温抵抗変化膜（半導体膜）７電極配線膜８上部絶縁膜９赤外線吸収膜１０赤外線

フロントページの続き (72)発明者薦田智久大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2G065 AB02 BA12 BA32 CA13 2G066 BA09 BA51 BB09 4M118 AA10 AB01 BA30 CA17 CB20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイアフラム構造体が、所定の間隔をおい
て基板上に支持されてなるダイアフラム構造を備えてい
る赤外線センサにおいて、上記ダイアフラム構造体を上記基板上に支持する脚に、
半導体膜が積層されていることを特徴とする赤外線セン
サ。
【請求項２】上記脚には、電極配線膜が配設されてお
り、該電極配線膜は上記半導体膜により被覆されている
ことを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項３】上記半導体膜は、感温抵抗材料からなる膜
であることを特徴とする請求項１または２に記載の赤外
線センサ。
【請求項４】上記感温抵抗材料がチタン酸化物からなる
ことを特徴とする請求項３に記載の赤外線センサ。