JP2002107224A - 赤外線センサ及びその製造方法 - Google Patents
赤外線センサ及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低コスト、高感度な非冷却型赤外線センサを
提供すること。 【解決手段】 赤外線を吸収する赤外線吸収部２０１，
２０２と、赤外線吸収部２０１，２０２で吸収された赤
外線による温度変化を電気信号に変換する熱電変換部９
と、この熱電変換部９を基板６上に空隙を介して支持し
てなり、熱電変換部９から前記電気信号を出力する配線
１０１，１０３を有する支持構造とをそれぞれ有し、基
板６上に配列されてなる複数の赤外線検出画素と、前記
複数の赤外線検出画素のうち前記電気信号を出力すべき
画素を選択する画素選択手段と、選択された前記赤外線
検出画素から前記電気信号を配線１０１，１０３を介し
て出力する出力手段とを備え、前記画素選択手段と前記
出力手段の少なくとも一つはＭＯＳ型トランジスタを有
する回路から構成され、配線１０１，１０３は前記トラ
ンジスタのゲートと同層で形成されてなる赤外線セン
サ。
提供すること。 【解決手段】 赤外線を吸収する赤外線吸収部２０１，
２０２と、赤外線吸収部２０１，２０２で吸収された赤
外線による温度変化を電気信号に変換する熱電変換部９
と、この熱電変換部９を基板６上に空隙を介して支持し
てなり、熱電変換部９から前記電気信号を出力する配線
１０１，１０３を有する支持構造とをそれぞれ有し、基
板６上に配列されてなる複数の赤外線検出画素と、前記
複数の赤外線検出画素のうち前記電気信号を出力すべき
画素を選択する画素選択手段と、選択された前記赤外線
検出画素から前記電気信号を配線１０１，１０３を介し
て出力する出力手段とを備え、前記画素選択手段と前記
出力手段の少なくとも一つはＭＯＳ型トランジスタを有
する回路から構成され、配線１０１，１０３は前記トラ
ンジスタのゲートと同層で形成されてなる赤外線セン
サ。
Description
本発明は赤外線センサ及びその製造方法に係わるもので
あり、特に低コスト・高感度の非冷却型の赤外線センサ
及びその製造方法に関するものである。
あり、特に低コスト・高感度の非冷却型の赤外線センサ
及びその製造方法に関するものである。
【０００１】
【０００２】
【従来の技術】赤外線撮像は、昼夜にかかわらず撮像可
能であるとともに、可視光よりも煙、霧に対して透過性
が高いという特長があり、さらに被写体の温度情報をも
得ることができることから、防衛分野をはじめ監視カメ
ラや火災検知カメラとして広い応用範囲を有する。
能であるとともに、可視光よりも煙、霧に対して透過性
が高いという特長があり、さらに被写体の温度情報をも
得ることができることから、防衛分野をはじめ監視カメ
ラや火災検知カメラとして広い応用範囲を有する。
【０００３】近年、従来の主流素子である量子型赤外線
固体撮像装置の最大の欠点である、低温動作のための冷
却機構を必要としない「非冷却型赤外線固体撮像素子」
の開発が盛んになってきている。非冷却型すなわち熱型
の赤外線固体撮像装置においては、波長１０μｍ程度の
入射赤外線を吸収構造により熱に変換した上で、この微
弱な熱により生じる感熱部の温度変化をなんらかの熱電
変換手段により電気的信号に変換し、この電気的信号を
読み出すことで赤外線画像情報を得ている。
固体撮像装置の最大の欠点である、低温動作のための冷
却機構を必要としない「非冷却型赤外線固体撮像素子」
の開発が盛んになってきている。非冷却型すなわち熱型
の赤外線固体撮像装置においては、波長１０μｍ程度の
入射赤外線を吸収構造により熱に変換した上で、この微
弱な熱により生じる感熱部の温度変化をなんらかの熱電
変換手段により電気的信号に変換し、この電気的信号を
読み出すことで赤外線画像情報を得ている。
【０００４】このような非冷却型赤外線センサの感度を
向上するためには、大きく分類して３種類の方法があ
る。
向上するためには、大きく分類して３種類の方法があ
る。
【０００５】第一の方法は、被写体の温度変化ｄＴｓに
対する、赤外線検出部に入射する赤外線パワーｄＰの
比、すなわちｄＰ／ｄＴｓを向上する方法である。この
方法は、主に光学系による感度向上であり、赤外線レン
ズの大口径化、反射防止膜コート、低吸収レンズ材料の
使用や、赤外線検出部の赤外線吸収率の向上、赤外線吸
収面積の向上などがこれに該当する。近年の非冷却型赤
外線センサの多画素化ととも、単位画素のサイズは４０
μｍ×４０μｍ程度が主流となっており、上述した項目
のうち、赤外線検出部における赤外線吸収面積の向上が
比較的重要課題として残されていた。しかし、赤外線吸
収層を画素上部に積層形成することで赤外線吸収面積を
画素面積の約９０％にまで向上した事が報告され(Tomoh
iro Ishikawa, et al., Proc. SPIE Vol.3698, p.556,
1999)、これ以上の大幅な感度向上を、光学的手段で得
ることは難しい。
対する、赤外線検出部に入射する赤外線パワーｄＰの
比、すなわちｄＰ／ｄＴｓを向上する方法である。この
方法は、主に光学系による感度向上であり、赤外線レン
ズの大口径化、反射防止膜コート、低吸収レンズ材料の
使用や、赤外線検出部の赤外線吸収率の向上、赤外線吸
収面積の向上などがこれに該当する。近年の非冷却型赤
外線センサの多画素化ととも、単位画素のサイズは４０
μｍ×４０μｍ程度が主流となっており、上述した項目
のうち、赤外線検出部における赤外線吸収面積の向上が
比較的重要課題として残されていた。しかし、赤外線吸
収層を画素上部に積層形成することで赤外線吸収面積を
画素面積の約９０％にまで向上した事が報告され(Tomoh
iro Ishikawa, et al., Proc. SPIE Vol.3698, p.556,
1999)、これ以上の大幅な感度向上を、光学的手段で得
ることは難しい。
【０００６】第二の方法は、入射赤外線パワーｄＰと、
赤外線検出部の温度変化ｄＴｄとの比、すなわちｄＴｄ
／ｄＰを向上する方法であり、上述した方法が光学的手
法であるのに対して、これは熱的な方法であるといえ
る。一般的に、真空パッケージに実装される非冷却型赤
外線センサにおいては、いまのところ、赤外線検出部か
ら支持基板への熱輸送は、赤外線検出部を支持基板内部
の中空構造上に支持する支持構造を介した熱伝導による
ものが支配的である。したがって、低熱伝導率の材料か
らなる脚状の支持構造を、設計上可能な範囲で、より細
く、より長くレイアウトすることが行われている（たと
えば、Tomohiro Ishikawa, et al., Proc.SPIE Vol.369
8, p.556, 1999）。
赤外線検出部の温度変化ｄＴｄとの比、すなわちｄＴｄ
／ｄＰを向上する方法であり、上述した方法が光学的手
法であるのに対して、これは熱的な方法であるといえ
る。一般的に、真空パッケージに実装される非冷却型赤
外線センサにおいては、いまのところ、赤外線検出部か
ら支持基板への熱輸送は、赤外線検出部を支持基板内部
の中空構造上に支持する支持構造を介した熱伝導による
ものが支配的である。したがって、低熱伝導率の材料か
らなる脚状の支持構造を、設計上可能な範囲で、より細
く、より長くレイアウトすることが行われている（たと
えば、Tomohiro Ishikawa, et al., Proc.SPIE Vol.369
8, p.556, 1999）。
【０００７】さらに、脚状の支持構造を有する赤外線セ
ンサについて説明する。図２２は、従来の支持脚構造を
有する赤外線センサにおける赤外線検出画素の断面構造
を説明するための断面図である。この図に示されるよう
に、シリコン基板５０６、埋め込み酸化膜５０８、単結
晶シリコン膜５０９から構成されるＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃ
ｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板において、パタ
ーン形成された単結晶シリコン膜５０９に赤外線検出部
が形成される。この赤外線検出部は後述するシリコンｐ
ｎ接合を利用したものである。この単結晶シリコン膜パ
ターン５０９の下の単結晶シリコン膜５０９の一部はエ
ッチング除去され、中空構造５０７が形成されている。
単結晶シリコン膜５０９上には絶縁膜５１０が形成され
ており、このシリコン酸化膜５１０の上には反射層５０
１、絶縁層５０２、赤外線吸収体層５０３からなる積層
構造が形成されている。この積層構造において、赤外線
の吸収、熱への変換が行われ、ここで生じた熱が単結晶
シリコン膜５０９の赤外線検出部へ伝わり、熱による温
度変化が電圧変化に変換される。電圧変化により生ずる
電気的な信号は配線５１６を介して周辺回路の配線５１
７へ伝達される。なお、この図２２において配線５１６
及びその周りを取り囲む絶縁膜５１０は支持脚構造を構
成し、この支持脚構造によって単結晶シリコン膜パター
ン５０９が基板に支持されている。
ンサについて説明する。図２２は、従来の支持脚構造を
有する赤外線センサにおける赤外線検出画素の断面構造
を説明するための断面図である。この図に示されるよう
に、シリコン基板５０６、埋め込み酸化膜５０８、単結
晶シリコン膜５０９から構成されるＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃ
ｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板において、パタ
ーン形成された単結晶シリコン膜５０９に赤外線検出部
が形成される。この赤外線検出部は後述するシリコンｐ
ｎ接合を利用したものである。この単結晶シリコン膜パ
ターン５０９の下の単結晶シリコン膜５０９の一部はエ
ッチング除去され、中空構造５０７が形成されている。
単結晶シリコン膜５０９上には絶縁膜５１０が形成され
ており、このシリコン酸化膜５１０の上には反射層５０
１、絶縁層５０２、赤外線吸収体層５０３からなる積層
構造が形成されている。この積層構造において、赤外線
の吸収、熱への変換が行われ、ここで生じた熱が単結晶
シリコン膜５０９の赤外線検出部へ伝わり、熱による温
度変化が電圧変化に変換される。電圧変化により生ずる
電気的な信号は配線５１６を介して周辺回路の配線５１
７へ伝達される。なお、この図２２において配線５１６
及びその周りを取り囲む絶縁膜５１０は支持脚構造を構
成し、この支持脚構造によって単結晶シリコン膜パター
ン５０９が基板に支持されている。
【０００８】しかしながら、画素サイズが４０μｍ×４
０μｍ程度に微細化されつつある中で、すでにシリコン
ＬＳＩプロセスレベルの微細加工を行っており、支持構
造のレイアウト上の工夫によって、これ以上の大幅な感
度向上を実現することは難しい。同様に、支持構造の材
料特性である熱伝導率をさらに低減することも困難であ
り、特に、赤外線検出部からの電気信号を出力するため
の配線については、その機構が類似している電気伝導と
熱伝導に対して相反する要求があり、材料的に大幅な感
度向上を実現することも難しい。
０μｍ程度に微細化されつつある中で、すでにシリコン
ＬＳＩプロセスレベルの微細加工を行っており、支持構
造のレイアウト上の工夫によって、これ以上の大幅な感
度向上を実現することは難しい。同様に、支持構造の材
料特性である熱伝導率をさらに低減することも困難であ
り、特に、赤外線検出部からの電気信号を出力するため
の配線については、その機構が類似している電気伝導と
熱伝導に対して相反する要求があり、材料的に大幅な感
度向上を実現することも難しい。
【０００９】第三の方法は、赤外線検出部の温度変化ｄ
Ｔｄと、熱電変換手段により発生する電気信号変化ｄＳ
との比、すなわちｄＳ／ｄＴｄを向上する手段であり、
これは電気的な方法である。この方法については、他の
二つの方法と異なり、単純な高感度化すなわちｄＳ／ｄ
Ｔｄの向上を目的としながらも、同時に発生する各種の
電気的な雑音を低減することが非常に重要であり、これ
までにいろいろな熱電変換の手段が検討されてきてい
る。
Ｔｄと、熱電変換手段により発生する電気信号変化ｄＳ
との比、すなわちｄＳ／ｄＴｄを向上する手段であり、
これは電気的な方法である。この方法については、他の
二つの方法と異なり、単純な高感度化すなわちｄＳ／ｄ
Ｔｄの向上を目的としながらも、同時に発生する各種の
電気的な雑音を低減することが非常に重要であり、これ
までにいろいろな熱電変換の手段が検討されてきてい
る。
【００１０】たとえば、ゼーベック効果により温度差を
電位差に変換するサーモパイル（たとえば、 Toshio Ka
nno, et al., Proc. SPIE Vol.2269, pp.450-459, 199
4）、抵抗体の変化温度により温度変化を抵抗変化に変
換するボロメータ（たとえば、A.Wood, Proc. IEDM, p
p.175-177, 1993）、焦電効果により温度変化を電荷に
変換する焦電素子（たとえば、Charles Hanson, et a
l., Proc. SPIE Vol.2020,pp.330-339, 1993）、そして
一定の順方向電流により温度変化を電圧変化に変換する
シリコンｐｎ接合（たとえば、Tomohiro Ishikawa, et
al., Proc. SPIEVol.3698, p.556, 1999）等が報告され
ている。
電位差に変換するサーモパイル（たとえば、 Toshio Ka
nno, et al., Proc. SPIE Vol.2269, pp.450-459, 199
4）、抵抗体の変化温度により温度変化を抵抗変化に変
換するボロメータ（たとえば、A.Wood, Proc. IEDM, p
p.175-177, 1993）、焦電効果により温度変化を電荷に
変換する焦電素子（たとえば、Charles Hanson, et a
l., Proc. SPIE Vol.2020,pp.330-339, 1993）、そして
一定の順方向電流により温度変化を電圧変化に変換する
シリコンｐｎ接合（たとえば、Tomohiro Ishikawa, et
al., Proc. SPIEVol.3698, p.556, 1999）等が報告され
ている。
【００１１】このうちシリコンｐｎ接合を利用した赤外
線検出素子についてさらに説明する。図２３は、ラテラ
ル型ｐｎ接合を用いた赤外線検出画素の構造を説明する
ための斜視図である。この図に示すようにシリコン層パ
ターン６０９がシリコン基板６０７、絶縁膜６０８の積
層構造上に形成されており、それぞれのシリコン層パタ
ーン６０９にはｐｎ接合が形成されている。これらのシ
リコン層パターン６０９間には接続配線６１７が設けら
れており、この接続配線６１７によってシリコン層パタ
ーン６０９のｐｎ接合が直列に接続されるようになって
いる。かかる構造によれば、ｐｎ接合の直列接続により
より大きな電圧変化を得ることができ、検出感度を向上
させることが可能となる。
線検出素子についてさらに説明する。図２３は、ラテラ
ル型ｐｎ接合を用いた赤外線検出画素の構造を説明する
ための斜視図である。この図に示すようにシリコン層パ
ターン６０９がシリコン基板６０７、絶縁膜６０８の積
層構造上に形成されており、それぞれのシリコン層パタ
ーン６０９にはｐｎ接合が形成されている。これらのシ
リコン層パターン６０９間には接続配線６１７が設けら
れており、この接続配線６１７によってシリコン層パタ
ーン６０９のｐｎ接合が直列に接続されるようになって
いる。かかる構造によれば、ｐｎ接合の直列接続により
より大きな電圧変化を得ることができ、検出感度を向上
させることが可能となる。
【００１２】しかしながら、実際には、各方式の比較に
おいて、その熱電変換特性や雑音特性、そして製造方法
とを総合的に見て、他の方式より決定的に優れている方
式があるとは言えないのが現状であり、温度分解能的に
はボロメータが優れるが、製造工程上ではシリコンＬＳ
Ｉ工程のみにより製造できるシリコンｐｎ接合が優れ
る、という具合である。
おいて、その熱電変換特性や雑音特性、そして製造方法
とを総合的に見て、他の方式より決定的に優れている方
式があるとは言えないのが現状であり、温度分解能的に
はボロメータが優れるが、製造工程上ではシリコンＬＳ
Ｉ工程のみにより製造できるシリコンｐｎ接合が優れ
る、という具合である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、非冷
却型赤外線センサを高感度化するための方法の一つとし
て、入射赤外線パワーｄＰと、赤外線検出部の温度変化
ｄＴｄとの比、すなわちｄＴｄ／ｄＰを向上するという
熱的な方法がある。一般的に、赤外線検出部から支持基
板への熱輸送は、赤外線検出部を支持基板内部の中空構
造上に支持する支持構造を介した熱伝導によるものが支
配的であり、低熱伝導率の材料からなる脚状の支持構造
を、設計上可能な範囲で、より細く、より長くレイアウ
トすることが行われているが、画素サイズが４０μｍ×
４０μｍ程度に微細化されつつある中で、これ以上の大
幅な感度向上を実現することは難しくなってきている。
却型赤外線センサを高感度化するための方法の一つとし
て、入射赤外線パワーｄＰと、赤外線検出部の温度変化
ｄＴｄとの比、すなわちｄＴｄ／ｄＰを向上するという
熱的な方法がある。一般的に、赤外線検出部から支持基
板への熱輸送は、赤外線検出部を支持基板内部の中空構
造上に支持する支持構造を介した熱伝導によるものが支
配的であり、低熱伝導率の材料からなる脚状の支持構造
を、設計上可能な範囲で、より細く、より長くレイアウ
トすることが行われているが、画素サイズが４０μｍ×
４０μｍ程度に微細化されつつある中で、これ以上の大
幅な感度向上を実現することは難しくなってきている。
【００１４】また、赤外線検出部からの信号読み出しの
ために、支持構造内部に形成される支持配線には、低熱
伝導率材料からなる独自の配線層を形成する必要があ
り、たとえばチタン材料を用いた支持配線構造の有効性
が知られている。
ために、支持構造内部に形成される支持配線には、低熱
伝導率材料からなる独自の配線層を形成する必要があ
り、たとえばチタン材料を用いた支持配線構造の有効性
が知られている。
【００１５】しかし、このチタン自身を用いる場合、素
子周辺回路における配線形成工程とは別に、支持配線構
造のみを形成する工程が必要であり、工程の複雑化は避
けられない。
子周辺回路における配線形成工程とは別に、支持配線構
造のみを形成する工程が必要であり、工程の複雑化は避
けられない。
【００１６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、より簡便な工程により低コスト・高感度の非冷却
型の赤外線センサ及びその製造方法を提供することを目
的とするものである。
あり、より簡便な工程により低コスト・高感度の非冷却
型の赤外線センサ及びその製造方法を提供することを目
的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】（構成）前述した課題を
解決するために、本発明の第１は、基板上に形成され赤
外線を吸収する赤外線吸収部と、前記基板上に形成され
前記赤外線吸収部で吸収された赤外線による温度変化を
電気信号に変換する熱電変換部と、この熱電変換部を前
記基板上に空隙を介して支持してなり、前記熱電変換部
から前記電気信号を出力する配線を有する支持構造とを
それぞれ有し、前記基板上に配列されてなる複数の赤外
線検出画素と、前記複数の赤外線検出画素のうち前記電
気信号を出力すべき画素を選択する画素選択手段と、選
択された前記赤外線検出画素から前記電気信号を前記配
線を介して出力する出力手段とを備えた赤外線センサで
あって、前記画素選択手段と前記出力手段の少なくとも
一つはＭＯＳ型トランジスタを有する回路から構成さ
れ、前記配線は前記ＭＯＳ型トランジスタのゲートと同
層で形成されてなることを特徴とする赤外線センサを提
供する。
解決するために、本発明の第１は、基板上に形成され赤
外線を吸収する赤外線吸収部と、前記基板上に形成され
前記赤外線吸収部で吸収された赤外線による温度変化を
電気信号に変換する熱電変換部と、この熱電変換部を前
記基板上に空隙を介して支持してなり、前記熱電変換部
から前記電気信号を出力する配線を有する支持構造とを
それぞれ有し、前記基板上に配列されてなる複数の赤外
線検出画素と、前記複数の赤外線検出画素のうち前記電
気信号を出力すべき画素を選択する画素選択手段と、選
択された前記赤外線検出画素から前記電気信号を前記配
線を介して出力する出力手段とを備えた赤外線センサで
あって、前記画素選択手段と前記出力手段の少なくとも
一つはＭＯＳ型トランジスタを有する回路から構成さ
れ、前記配線は前記ＭＯＳ型トランジスタのゲートと同
層で形成されてなることを特徴とする赤外線センサを提
供する。
【００１８】かかる本発明の第１において、以下の構成
を備えることが望ましい。
を備えることが望ましい。
【００１９】（１）前記配線及び前記ゲートは、それぞ
れ多結晶シリコン層と金属シリサイド層とを含む積層構
造により構成されること。
れ多結晶シリコン層と金属シリサイド層とを含む積層構
造により構成されること。
【００２０】（２）前記配線及び前記ゲートは、それぞ
れ多結晶シリコン層と金属層とを含む積層構造により構
成されること。
れ多結晶シリコン層と金属層とを含む積層構造により構
成されること。
【００２１】（３）前記ＭＯＳ型トランジスタのゲート
層の側壁には側壁絶縁膜が形成され、前記支持構造の前
記配線の側面及び上面を覆って第１の絶縁膜が形成さ
れ、この第１の絶縁膜は前記ＭＯＳ型トランジスタの前
記側壁絶縁膜と同層で形成されてなること。
層の側壁には側壁絶縁膜が形成され、前記支持構造の前
記配線の側面及び上面を覆って第１の絶縁膜が形成さ
れ、この第１の絶縁膜は前記ＭＯＳ型トランジスタの前
記側壁絶縁膜と同層で形成されてなること。
【００２２】また、本発明の第２は、基板上に形成され
赤外線を吸収する赤外線吸収部と、前記基板上に形成さ
れ前記赤外線吸収部で吸収された赤外線による温度変化
を電気信号に変換する熱電変換部と、この熱電変換部を
前記基板上に空隙を介して支持してなり、前記熱電変換
部から前記電気信号を出力する配線を有する支持構造と
をそれぞれ有し、前記基板上に配列されてなる複数の赤
外線検出画素と、前記複数の赤外線検出画素のうち前記
電気信号を出力すべき画素を選択する画素選択手段と、
選択された前記赤外線検出画素から前記電気信号を前記
配線を介して出力する出力手段とを備えた赤外線センサ
であって、前記画素選択手段と前記出力手段の少なくと
も一つはＭＯＳ型トランジスタを有する回路から構成さ
れ、前記ＭＯＳ型トランジスタのゲート層の側壁には側
壁絶縁膜が形成され、前記支持構造の前記絶縁膜は前記
配線の側面及び上面を覆う第１の絶縁膜を有し、この第
１の絶縁膜は前記ＭＯＳ型トランジスタの前記側壁絶縁
膜と同層で形成されてなることを特徴とする赤外線セン
サを提供する。
赤外線を吸収する赤外線吸収部と、前記基板上に形成さ
れ前記赤外線吸収部で吸収された赤外線による温度変化
を電気信号に変換する熱電変換部と、この熱電変換部を
前記基板上に空隙を介して支持してなり、前記熱電変換
部から前記電気信号を出力する配線を有する支持構造と
をそれぞれ有し、前記基板上に配列されてなる複数の赤
外線検出画素と、前記複数の赤外線検出画素のうち前記
電気信号を出力すべき画素を選択する画素選択手段と、
選択された前記赤外線検出画素から前記電気信号を前記
配線を介して出力する出力手段とを備えた赤外線センサ
であって、前記画素選択手段と前記出力手段の少なくと
も一つはＭＯＳ型トランジスタを有する回路から構成さ
れ、前記ＭＯＳ型トランジスタのゲート層の側壁には側
壁絶縁膜が形成され、前記支持構造の前記絶縁膜は前記
配線の側面及び上面を覆う第１の絶縁膜を有し、この第
１の絶縁膜は前記ＭＯＳ型トランジスタの前記側壁絶縁
膜と同層で形成されてなることを特徴とする赤外線セン
サを提供する。
【００２３】かかる本発明の第２において、前記支持構
造の前記配線の側面及び上面を覆って第１の絶縁膜が形
成され、さらにこの第１の絶縁膜上及び前記配線下の少
なくとも一方の側には当該第１の絶縁膜よりも幅の狭い
第２の絶縁膜が形成されていることが望ましい。
造の前記配線の側面及び上面を覆って第１の絶縁膜が形
成され、さらにこの第１の絶縁膜上及び前記配線下の少
なくとも一方の側には当該第１の絶縁膜よりも幅の狭い
第２の絶縁膜が形成されていることが望ましい。
【００２４】また、本発明の第３は、基板上に形成され
赤外線を吸収する赤外線吸収部と、前記基板上に形成さ
れ前記赤外線吸収部で吸収された赤外線による温度変化
を電気信号に変換する熱電変換部と、この熱電変換部を
前記基板上に空隙を介して支持してなり、前記熱電変換
部から前記電気信号を出力する配線を有する支持構造と
をそれぞれ有し、前記基板上に配列されてなる複数の赤
外線検出画素と、前記複数の赤外線検出画素のうち前記
電気信号を出力すべき画素を選択する画素選択手段と、
選択された前記赤外線検出画素から前記電気信号を前記
配線を介して出力する出力手段とを備えた赤外線センサ
であって、前記支持構造の前記絶縁膜は前記配線の側面
及び上面を覆う第１の絶縁膜を有し、さらにこの第１の
絶縁膜上及び前記配線下の少なくとも一方の側には当該
第１の絶縁膜よりも幅の狭い第２の絶縁膜を有すること
を特徴とする赤外線センサ。
赤外線を吸収する赤外線吸収部と、前記基板上に形成さ
れ前記赤外線吸収部で吸収された赤外線による温度変化
を電気信号に変換する熱電変換部と、この熱電変換部を
前記基板上に空隙を介して支持してなり、前記熱電変換
部から前記電気信号を出力する配線を有する支持構造と
をそれぞれ有し、前記基板上に配列されてなる複数の赤
外線検出画素と、前記複数の赤外線検出画素のうち前記
電気信号を出力すべき画素を選択する画素選択手段と、
選択された前記赤外線検出画素から前記電気信号を前記
配線を介して出力する出力手段とを備えた赤外線センサ
であって、前記支持構造の前記絶縁膜は前記配線の側面
及び上面を覆う第１の絶縁膜を有し、さらにこの第１の
絶縁膜上及び前記配線下の少なくとも一方の側には当該
第１の絶縁膜よりも幅の狭い第２の絶縁膜を有すること
を特徴とする赤外線センサ。
【００２５】かかる本発明の第２及び第３において、前
記第１の絶縁膜は窒化シリコンからなり、前記第２の絶
縁膜は酸化シリコンからなることが望ましい。
記第１の絶縁膜は窒化シリコンからなり、前記第２の絶
縁膜は酸化シリコンからなることが望ましい。
【００２６】さらにまた、上記した本発明の第１乃至第
３において、以下の構成を備えることが望ましい。
３において、以下の構成を備えることが望ましい。
【００２７】（１）前記基板は、単結晶シリコン支持基
板と、この単結晶シリコン支持基板の上に形成された酸
化シリコン層と、この酸化シリコン層上に形成された単
結晶シリコン層とからなり、前記熱電変換部は当該単結
晶シリコン層に形成されていること。
板と、この単結晶シリコン支持基板の上に形成された酸
化シリコン層と、この酸化シリコン層上に形成された単
結晶シリコン層とからなり、前記熱電変換部は当該単結
晶シリコン層に形成されていること。
【００２８】（２）前記支持構造の前記配線の底面は、
前記基板上の前記空隙に対して露出していること。
前記基板上の前記空隙に対して露出していること。
【００２９】（３）前記熱電変換部は、前記基板上の前
記空隙に対して露出していること。
記空隙に対して露出していること。
【００３０】（４）前記熱電変換部は単結晶半導体層に
形成され、当該単結晶半導体層に形成された第一導電型
領域と第二導電型領域とのｐｎ接合によって構成される
こと。
形成され、当該単結晶半導体層に形成された第一導電型
領域と第二導電型領域とのｐｎ接合によって構成される
こと。
【００３１】（５）前記赤外線吸収部は、酸化シリコン
膜上に窒化シリコン膜を積層してなること。
膜上に窒化シリコン膜を積層してなること。
【００３２】（６）前記第１の絶縁膜上の前記第２の絶
縁膜は、前記赤外線吸収部の前記酸化シリコン膜と同層
で形成されてなること。
縁膜は、前記赤外線吸収部の前記酸化シリコン膜と同層
で形成されてなること。
【００３３】また、本発明の第４は、赤外線を吸収する
赤外線吸収部とこの赤外線吸収部で吸収された赤外線に
よる温度変化を電気信号に変換する熱電変換部とをそれ
ぞれ有する複数の赤外線検出画素を、基板上に配列して
形成する工程と、前記基板上に導電膜を形成する工程
と、この導電膜をパターニングし、当該導電膜から第１
の導電層パターンを前記赤外線検出画素の形成領域に形
成するとともに、当該導電膜から第２の導電層パターン
を前記赤外線検出画素の形成領域以外の領域に形成する
工程と、前記第１の導電層パターン下の前記基板の部分
をエッチングして、前記複数の赤外線検出画素それぞれ
の前記熱電変換部を前記基板上に空隙を介して支持して
なるとともに、前記第１の導電層パターンを前記赤外線
検出画素から前記電気信号を出力する配線として有する
支持構造を形成する工程と、前記第２の導電層パターン
をゲートとしてＭＯＳ型トランジスタを形成する工程
と、このＭＯＳ型トランジスタを用いて、前記複数の赤
外線検出画素のうち前記電気信号を出力すべき画素を選
択する画素選択手段と、選択された前記赤外線検出画素
から前記電気信号を前記配線を介して出力する出力手段
とを形成する工程とを具備することを特徴とする赤外線
センサの製造方法を提供する。
赤外線吸収部とこの赤外線吸収部で吸収された赤外線に
よる温度変化を電気信号に変換する熱電変換部とをそれ
ぞれ有する複数の赤外線検出画素を、基板上に配列して
形成する工程と、前記基板上に導電膜を形成する工程
と、この導電膜をパターニングし、当該導電膜から第１
の導電層パターンを前記赤外線検出画素の形成領域に形
成するとともに、当該導電膜から第２の導電層パターン
を前記赤外線検出画素の形成領域以外の領域に形成する
工程と、前記第１の導電層パターン下の前記基板の部分
をエッチングして、前記複数の赤外線検出画素それぞれ
の前記熱電変換部を前記基板上に空隙を介して支持して
なるとともに、前記第１の導電層パターンを前記赤外線
検出画素から前記電気信号を出力する配線として有する
支持構造を形成する工程と、前記第２の導電層パターン
をゲートとしてＭＯＳ型トランジスタを形成する工程
と、このＭＯＳ型トランジスタを用いて、前記複数の赤
外線検出画素のうち前記電気信号を出力すべき画素を選
択する画素選択手段と、選択された前記赤外線検出画素
から前記電気信号を前記配線を介して出力する出力手段
とを形成する工程とを具備することを特徴とする赤外線
センサの製造方法を提供する。
【００３４】かかる本発明の第４において、以下の構成
を備えることが望ましい。
を備えることが望ましい。
【００３５】（１）前記導電膜を多結晶シリコン層と金
属シリサイド層とを含む積層構造により形成し、前記配
線及び前記ゲートを、それぞれ当該多結晶シリコン層と
金属シリサイド層とを含む積層構造により形成するこ
と。
属シリサイド層とを含む積層構造により形成し、前記配
線及び前記ゲートを、それぞれ当該多結晶シリコン層と
金属シリサイド層とを含む積層構造により形成するこ
と。
【００３６】（２）前記導電膜を多結晶シリコン層と金
属層とを含む積層構造により形成し、前記配線及び前記
ゲートを、それぞれ当該多結晶シリコン層と金属層とを
含む積層構造により形成すること。
属層とを含む積層構造により形成し、前記配線及び前記
ゲートを、それぞれ当該多結晶シリコン層と金属層とを
含む積層構造により形成すること。
【００３７】（３）前記ＭＯＳ型トランジスタのゲート
層の側壁に側壁絶縁膜を形成する工程と、前記支持構造
の前記配線の側面及び上面を覆って第１の絶縁膜を形成
する工程とを具備し、この第１の絶縁膜を前記ＭＯＳ型
トランジスタの前記側壁絶縁膜と同層で形成すること。
層の側壁に側壁絶縁膜を形成する工程と、前記支持構造
の前記配線の側面及び上面を覆って第１の絶縁膜を形成
する工程とを具備し、この第１の絶縁膜を前記ＭＯＳ型
トランジスタの前記側壁絶縁膜と同層で形成すること。
【００３８】また、本発明の第５は、赤外線を吸収する
赤外線吸収部とこの赤外線吸収部で吸収された赤外線に
よる温度変化を電気信号に変換する熱電変換部とをそれ
ぞれ有する複数の赤外線検出画素を、基板上に配列して
形成する工程と、第１の導電層パターンを前記赤外線検
出画素の形成領域に形成するとともに、第２の導電層パ
ターンを前記赤外線検出画素の形成領域以外の領域に形
成する工程と、当該第１の導電層パターン及び第２の導
電層パターンの側面及び上面を覆って第１の絶縁膜を形
成する工程と、前記第１の導電層パターン下の前記基板
の部分をエッチングして、前記複数の赤外線検出画素そ
れぞれの前記熱電変換部を前記基板上に空隙を介して支
持してなるとともに、前記第１の導電層パターンを前記
赤外線検出画素から前記電気信号を出力する配線として
有する支持構造を形成する工程と、前記第１の絶縁膜を
エッチングすることにより前記第２の導電層パターンの
側壁に側壁絶縁膜を形成して前記第２の導電層パターン
をゲートとするＭＯＳ型トランジスタを形成する工程
と、このＭＯＳ型トランジスタを用いて、前記複数の赤
外線検出画素のうち前記電気信号を出力すべき画素を選
択する画素選択手段と、選択された前記赤外線検出画素
から前記電気信号を前記配線を介して出力する出力手段
とを形成する工程とを具備することを特徴とする赤外線
センサの製造方法を提供する。
赤外線吸収部とこの赤外線吸収部で吸収された赤外線に
よる温度変化を電気信号に変換する熱電変換部とをそれ
ぞれ有する複数の赤外線検出画素を、基板上に配列して
形成する工程と、第１の導電層パターンを前記赤外線検
出画素の形成領域に形成するとともに、第２の導電層パ
ターンを前記赤外線検出画素の形成領域以外の領域に形
成する工程と、当該第１の導電層パターン及び第２の導
電層パターンの側面及び上面を覆って第１の絶縁膜を形
成する工程と、前記第１の導電層パターン下の前記基板
の部分をエッチングして、前記複数の赤外線検出画素そ
れぞれの前記熱電変換部を前記基板上に空隙を介して支
持してなるとともに、前記第１の導電層パターンを前記
赤外線検出画素から前記電気信号を出力する配線として
有する支持構造を形成する工程と、前記第１の絶縁膜を
エッチングすることにより前記第２の導電層パターンの
側壁に側壁絶縁膜を形成して前記第２の導電層パターン
をゲートとするＭＯＳ型トランジスタを形成する工程
と、このＭＯＳ型トランジスタを用いて、前記複数の赤
外線検出画素のうち前記電気信号を出力すべき画素を選
択する画素選択手段と、選択された前記赤外線検出画素
から前記電気信号を前記配線を介して出力する出力手段
とを形成する工程とを具備することを特徴とする赤外線
センサの製造方法を提供する。
【００３９】かかる本発明の第５において、前記基板の
前記赤外線検出画素の形成領域に凹部を形成し、この凹
部に素子分離絶縁膜を形成する工程と、この素子分離絶
縁膜上に前記第１の導電層パターンを形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記素子分離絶縁膜及び前記第２の絶縁膜を前記第１の
絶縁膜に対して選択的にエッチングして、前記素子分離
絶縁膜及び前記第２の絶縁膜の少なくとも一方を除去す
るか、若しくはこれらの絶縁膜の幅を前記第１の絶縁膜
の幅よりも狭くする工程とを具備することが望ましい。
前記赤外線検出画素の形成領域に凹部を形成し、この凹
部に素子分離絶縁膜を形成する工程と、この素子分離絶
縁膜上に前記第１の導電層パターンを形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記素子分離絶縁膜及び前記第２の絶縁膜を前記第１の
絶縁膜に対して選択的にエッチングして、前記素子分離
絶縁膜及び前記第２の絶縁膜の少なくとも一方を除去す
るか、若しくはこれらの絶縁膜の幅を前記第１の絶縁膜
の幅よりも狭くする工程とを具備することが望ましい。
【００４０】また、本発明の第６は、赤外線を吸収する
赤外線吸収部とこの赤外線吸収部で吸収された赤外線に
よる温度変化を電気信号に変換する熱電変換部とをそれ
ぞれ有する複数の赤外線検出画素を、基板上に配列して
形成する工程と、前記基板の前記赤外線検出画素の形成
領域に凹部を形成し、この凹部に素子分離絶縁膜を形成
する工程と、この素子分離絶縁膜上に第１の導電層パタ
ーンを形成する工程と、当該第１の導電層パターンの側
面及び上面を覆って第１の絶縁膜を形成する工程と、こ
の第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜を形成する工程と、前
記第１の導電層パターン下の前記基板の部分をエッチン
グして、前記複数の赤外線検出画素それぞれの前記熱電
変換部を前記基板上に空隙を介して支持してなるととも
に、前記第１の導電層パターンを前記赤外線検出画素か
ら前記電気信号を出力する配線として有する支持構造を
形成する工程と、前記素子分離絶縁膜及び前記第２の絶
縁膜を前記第１の絶縁膜に対して選択的にエッチングし
て、前記素子分離絶縁膜及び前記第２の絶縁膜の少なく
とも一方を除去するか、若しくはこれらの絶縁膜の幅を
前記第１の絶縁膜の幅よりも狭くする工程と、前記複数
の赤外線検出画素のうち前記電気信号を出力すべき画素
を選択する画素選択手段と、選択された前記赤外線検出
画素から前記電気信号を前記配線を介して出力する出力
手段とを形成する工程とを具備することを特徴とする赤
外線センサの製造方法を提供する。
赤外線吸収部とこの赤外線吸収部で吸収された赤外線に
よる温度変化を電気信号に変換する熱電変換部とをそれ
ぞれ有する複数の赤外線検出画素を、基板上に配列して
形成する工程と、前記基板の前記赤外線検出画素の形成
領域に凹部を形成し、この凹部に素子分離絶縁膜を形成
する工程と、この素子分離絶縁膜上に第１の導電層パタ
ーンを形成する工程と、当該第１の導電層パターンの側
面及び上面を覆って第１の絶縁膜を形成する工程と、こ
の第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜を形成する工程と、前
記第１の導電層パターン下の前記基板の部分をエッチン
グして、前記複数の赤外線検出画素それぞれの前記熱電
変換部を前記基板上に空隙を介して支持してなるととも
に、前記第１の導電層パターンを前記赤外線検出画素か
ら前記電気信号を出力する配線として有する支持構造を
形成する工程と、前記素子分離絶縁膜及び前記第２の絶
縁膜を前記第１の絶縁膜に対して選択的にエッチングし
て、前記素子分離絶縁膜及び前記第２の絶縁膜の少なく
とも一方を除去するか、若しくはこれらの絶縁膜の幅を
前記第１の絶縁膜の幅よりも狭くする工程と、前記複数
の赤外線検出画素のうち前記電気信号を出力すべき画素
を選択する画素選択手段と、選択された前記赤外線検出
画素から前記電気信号を前記配線を介して出力する出力
手段とを形成する工程とを具備することを特徴とする赤
外線センサの製造方法を提供する。
【００４１】かかる本発明の第５及び第６において、以
下の構成を備えることが望ましい。
下の構成を備えることが望ましい。
【００４２】（１）前記第１の絶縁膜として窒化シリコ
ン膜を用い、前記第２の絶縁膜として酸化シリコン膜を
用いること。
ン膜を用い、前記第２の絶縁膜として酸化シリコン膜を
用いること。
【００４３】（２）前記第２の絶縁膜としての前記酸化
シリコン膜をエッチングするためのエッチャントとし
て、酢酸と弗化アンモニウムとの混合液を用いること。
シリコン膜をエッチングするためのエッチャントとし
て、酢酸と弗化アンモニウムとの混合液を用いること。
【００４４】さらにまた、上記した本発明の第４乃至第
６において、以下の構成を備えることが望ましい。
６において、以下の構成を備えることが望ましい。
【００４５】（１）前記基板は、単結晶シリコン支持基
板と、この単結晶シリコン支持基板の上に形成された酸
化シリコン層と、この酸化シリコン層上に形成された単
結晶シリコン層とからなり、前記熱電変換部を当該単結
晶シリコン層に形成すること。
板と、この単結晶シリコン支持基板の上に形成された酸
化シリコン層と、この酸化シリコン層上に形成された単
結晶シリコン層とからなり、前記熱電変換部を当該単結
晶シリコン層に形成すること。
【００４６】（２）前記熱電変換部は、単結晶半導体層
に第一導電型領域及び第二導電型領域を形成してｐｎ接
合を構成することによって形成すること。
に第一導電型領域及び第二導電型領域を形成してｐｎ接
合を構成することによって形成すること。
【００４７】（３）前記赤外線吸収部は、酸化シリコン
膜上に窒化シリコン膜を積層して形成すること。
膜上に窒化シリコン膜を積層して形成すること。
【００４８】（４）前記第２の絶縁膜を前記赤外線吸収
部の前記酸化シリコン膜と同層で形成すること。
部の前記酸化シリコン膜と同層で形成すること。
【００４９】（５）前記単結晶支持基板は単結晶シリコ
ン基板であり、前記支持構造を形成する工程において前
記単結晶支持基板をエッチングするためのエッチャント
として、単結晶シリコンを異方的にウェットエッチング
するものを用いること。
ン基板であり、前記支持構造を形成する工程において前
記単結晶支持基板をエッチングするためのエッチャント
として、単結晶シリコンを異方的にウェットエッチング
するものを用いること。
【００５０】（作用）本発明によれば、微細加工水準等
により制限される平面上でのレイアウトが同一であって
も、赤外線検出部と支持基板との間の支持構造の断面積
を低減することが可能である。したがって赤外線検出部
と支持基板との間の熱輸送を支配する、支持構造の熱伝
導を大幅に低減することが可能となり、その結果とし
て、高感度の非冷却型赤外線センサを得ることができ
る。
により制限される平面上でのレイアウトが同一であって
も、赤外線検出部と支持基板との間の支持構造の断面積
を低減することが可能である。したがって赤外線検出部
と支持基板との間の熱輸送を支配する、支持構造の熱伝
導を大幅に低減することが可能となり、その結果とし
て、高感度の非冷却型赤外線センサを得ることができ
る。
【００５１】また、本発明によれば、上記の支持構造の
断面積を低減するために、支持構造の幅を低減してお
り、支持構造断面積低減に起因して、赤外線センサ部を
支持するために必要な機械的強度の低下等の問題が発生
することはなく、耐加速度性が著しく低下するという問
題は発生しない。
断面積を低減するために、支持構造の幅を低減してお
り、支持構造断面積低減に起因して、赤外線センサ部を
支持するために必要な機械的強度の低下等の問題が発生
することはなく、耐加速度性が著しく低下するという問
題は発生しない。
【００５２】さらに、本発明によれば、赤外線検出部の
底面や、支持配線の一部あるいは底面が露出している。
赤外線検出部である単結晶シリコン等の材料や、支持配
線であるチタン等の金属材料や多結晶シリコン等は、従
来構造におけるダイアフラム構造および支持構造の底部
に存在するシリコン酸化膜やシリコン窒化膜と比較し
て、１０μｍ帯での赤外線輻射率が極めて低く、したが
って、上述の底面露出構造によれば、上記底面からの輻
射による熱輸送を大幅に低減可能となる。微細加工技術
の進歩に伴う、画素の微細化や支持構造の微細化のトレ
ンドにおいては、上述のダイアフラム構造および支持構
造の底部に存在するシリコン酸化膜やシリコン窒化膜か
らの輻射による熱輸送は、支持構造の熱伝導と比較して
同等の水準になることが予測されており、単純な微細化
による高感度化は上述の輻射による熱輸送による感度限
界が存在する。したがって、上述の底面露出構造によっ
て、微細化トレンドにおいて、さらに高感度な非冷却型
赤外線センサを得ることができる。
底面や、支持配線の一部あるいは底面が露出している。
赤外線検出部である単結晶シリコン等の材料や、支持配
線であるチタン等の金属材料や多結晶シリコン等は、従
来構造におけるダイアフラム構造および支持構造の底部
に存在するシリコン酸化膜やシリコン窒化膜と比較し
て、１０μｍ帯での赤外線輻射率が極めて低く、したが
って、上述の底面露出構造によれば、上記底面からの輻
射による熱輸送を大幅に低減可能となる。微細加工技術
の進歩に伴う、画素の微細化や支持構造の微細化のトレ
ンドにおいては、上述のダイアフラム構造および支持構
造の底部に存在するシリコン酸化膜やシリコン窒化膜か
らの輻射による熱輸送は、支持構造の熱伝導と比較して
同等の水準になることが予測されており、単純な微細化
による高感度化は上述の輻射による熱輸送による感度限
界が存在する。したがって、上述の底面露出構造によっ
て、微細化トレンドにおいて、さらに高感度な非冷却型
赤外線センサを得ることができる。
【００５３】また、本発明によれば、赤外線検出部から
の信号読み出しのために支持構造内部に形成される支持
配線を、素子周辺回路で形成するＭＯＳトランジスタの
ゲート電極と同層で形成しているので、従来必要であっ
た、独自の支持配線層の形成工程が不要となり、製造工
程を短縮可能であるとともに、素子製造歩留まりを向上
可能であるので、低コストの非冷却型赤外線センサを得
ることができる。さらに、上記のＭＯＳトランジスタゲ
ート電極と同層で形成することは、さらなる支持配線構
造の微細化が可能である上に、低抵抗であるポリサイド
構造やポリメタル構造を使用することで、素子特性にお
いても高感度特性を得ることが可能である。
の信号読み出しのために支持構造内部に形成される支持
配線を、素子周辺回路で形成するＭＯＳトランジスタの
ゲート電極と同層で形成しているので、従来必要であっ
た、独自の支持配線層の形成工程が不要となり、製造工
程を短縮可能であるとともに、素子製造歩留まりを向上
可能であるので、低コストの非冷却型赤外線センサを得
ることができる。さらに、上記のＭＯＳトランジスタゲ
ート電極と同層で形成することは、さらなる支持配線構
造の微細化が可能である上に、低抵抗であるポリサイド
構造やポリメタル構造を使用することで、素子特性にお
いても高感度特性を得ることが可能である。
【００５４】また、本発明によれば、支持配線上に第１
の絶縁膜を形成し、この絶縁膜により当該支持配線をエ
ッチングに対して保護することができる。したがって、
基板をエッチングしたり、支持配線の上や下に形成され
る第２の絶縁膜（素子分離絶縁膜や基板上の層間絶縁膜
やＳＯＩの埋め込み絶縁膜等）をエッチングする場合、
当該エッチングから支持配線を保護することができ、支
持配線が必要以上に細くなってその抵抗が増大したり、
或いは支持配線切断による不良が発生するという問題を
防止することが可能である。
の絶縁膜を形成し、この絶縁膜により当該支持配線をエ
ッチングに対して保護することができる。したがって、
基板をエッチングしたり、支持配線の上や下に形成され
る第２の絶縁膜（素子分離絶縁膜や基板上の層間絶縁膜
やＳＯＩの埋め込み絶縁膜等）をエッチングする場合、
当該エッチングから支持配線を保護することができ、支
持配線が必要以上に細くなってその抵抗が増大したり、
或いは支持配線切断による不良が発生するという問題を
防止することが可能である。
【００５５】さらにまた、上記第１の絶縁膜は、周辺回
路のＭＯＳトランジスタのゲート側壁に形成するゲート
側壁絶縁膜と同時に形成することも可能である。即ち、
周辺回路のＭＯＳトランジスタのゲート側壁には窒化シ
リコン膜等の絶縁膜を形成して、この絶縁膜等をエッチ
ングすることによりゲート側壁に選択的に残置する場合
があるが、かかる絶縁膜形成工程と同時に（同層で）支
持配線上に第２の絶縁膜を形成することができる。この
場合も、工程数の短縮化を図ることができる。特に、当
該絶縁膜の形成工程と、前述した周辺回路のＭＯＳトラ
ンジスタのゲート電極と同層で形成する工程とをともに
用いることにより、プロセスの整合性を最大限に生かし
て高感度の支持構造を歩留まり良く低コストで製造する
ことが可能である。
路のＭＯＳトランジスタのゲート側壁に形成するゲート
側壁絶縁膜と同時に形成することも可能である。即ち、
周辺回路のＭＯＳトランジスタのゲート側壁には窒化シ
リコン膜等の絶縁膜を形成して、この絶縁膜等をエッチ
ングすることによりゲート側壁に選択的に残置する場合
があるが、かかる絶縁膜形成工程と同時に（同層で）支
持配線上に第２の絶縁膜を形成することができる。この
場合も、工程数の短縮化を図ることができる。特に、当
該絶縁膜の形成工程と、前述した周辺回路のＭＯＳトラ
ンジスタのゲート電極と同層で形成する工程とをともに
用いることにより、プロセスの整合性を最大限に生かし
て高感度の支持構造を歩留まり良く低コストで製造する
ことが可能である。
【００５６】以上述べたように、本発明によれば、低コ
スト、高感度の非冷却赤外線センサを得ることが可能で
ある。
スト、高感度の非冷却赤外線センサを得ることが可能で
ある。
【００５７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いつつ詳細に説明する。
用いつつ詳細に説明する。
【００５８】（第１の実施形態）図１は、本実施形態に
係わる赤外線センサの全体構成図である。入射赤外線を
電気信号に変換する赤外線検出画素１が半導体基板上に
２次元的に配置され、画素選択のための垂直アドレス回
路および水平アドレス回路が赤外線検出画素アレイ２に
隣接配置され、選択された画素からの信号を順次出力す
るための出力部を有している。図１における赤外線検出
画素１は順バイアスされたｐｎ接合であり、画素のｐｎ
接合を順バイアスするための定電流源も赤外線検出画素
アレイ２に隣接して配置されている。ここで、図１では
赤外線検出画素アレイ２として２行×２列の４画素のア
レイを示した。
係わる赤外線センサの全体構成図である。入射赤外線を
電気信号に変換する赤外線検出画素１が半導体基板上に
２次元的に配置され、画素選択のための垂直アドレス回
路および水平アドレス回路が赤外線検出画素アレイ２に
隣接配置され、選択された画素からの信号を順次出力す
るための出力部を有している。図１における赤外線検出
画素１は順バイアスされたｐｎ接合であり、画素のｐｎ
接合を順バイアスするための定電流源も赤外線検出画素
アレイ２に隣接して配置されている。ここで、図１では
赤外線検出画素アレイ２として２行×２列の４画素のア
レイを示した。
【００５９】垂直アドレス回路により選択された赤外線
検出画素行には、定電流源から供給される順バイアス電
流が、垂直信号線３、選択画素１、水平アドレス線４の
電流パスを流れ、垂直信号線３に発生した信号電圧は、
水平アドレス回路により順次選択され出力される。
検出画素行には、定電流源から供給される順バイアス電
流が、垂直信号線３、選択画素１、水平アドレス線４の
電流パスを流れ、垂直信号線３に発生した信号電圧は、
水平アドレス回路により順次選択され出力される。
【００６０】図１においては、最も単純な例として、垂
直信号線３に発生した信号電圧を、水平アドレス回路に
より順次選択される列選択トランジスタ５を介して、直
接出力する構造を示しているが、この信号電圧は微弱で
あるので、たとえば、信号電圧を列単位で読み出し、増
幅し、１Ｈ期間保持する構造を設けることで、信号電圧
を増幅するとともに、信号帯域の制限による低雑音化が
可能であり、より好ましい。
直信号線３に発生した信号電圧を、水平アドレス回路に
より順次選択される列選択トランジスタ５を介して、直
接出力する構造を示しているが、この信号電圧は微弱で
あるので、たとえば、信号電圧を列単位で読み出し、増
幅し、１Ｈ期間保持する構造を設けることで、信号電圧
を増幅するとともに、信号帯域の制限による低雑音化が
可能であり、より好ましい。
【００６１】図２には、図１の赤外線検出画素の等価回
路を示す。高感度化のためにｐｎ接合はｎ個直列接続さ
れており、ｐｎ接合に直列に付加抵抗Ｒａが存在してい
る。付加抵抗Ｒａは、ｐｎ接合と水平アドレス線４およ
びｐｎ接合と垂直信号線３との間の画素内部配線抵抗Ｒ
ｌ、この配線とｐｎ接合とのコンタクト抵抗Ｒｃ、およ
びｐｎ接合のｐ領域およびｎ領域の抵抗Ｒｓとからなっ
ている。
路を示す。高感度化のためにｐｎ接合はｎ個直列接続さ
れており、ｐｎ接合に直列に付加抵抗Ｒａが存在してい
る。付加抵抗Ｒａは、ｐｎ接合と水平アドレス線４およ
びｐｎ接合と垂直信号線３との間の画素内部配線抵抗Ｒ
ｌ、この配線とｐｎ接合とのコンタクト抵抗Ｒｃ、およ
びｐｎ接合のｐ領域およびｎ領域の抵抗Ｒｓとからなっ
ている。
【００６２】図３は、図２に示す赤外線検出画素の断面
構造と平面構造とを説明するための概略構成図である。
赤外線検出画素は単結晶シリコン支持基板６内部に形成
された中空構造７の上に、赤外線吸収層２０１、２０２
と、熱電変換のために形成されたＳＯＩ層９内部のｐｎ
接合と、このＳＯＩ層９を支持している埋め込みシリコ
ン酸化膜層８とから成るセンサ部１０と、このセンサ部
１０を中空構造７上に支持するとともにセンサ部１０か
らの電気信号を出力するための支持部と、このセンサ部
１０と垂直信号線４および水平アドレス線５とを接続す
る接続部（不図示）からなっている。
構造と平面構造とを説明するための概略構成図である。
赤外線検出画素は単結晶シリコン支持基板６内部に形成
された中空構造７の上に、赤外線吸収層２０１、２０２
と、熱電変換のために形成されたＳＯＩ層９内部のｐｎ
接合と、このＳＯＩ層９を支持している埋め込みシリコ
ン酸化膜層８とから成るセンサ部１０と、このセンサ部
１０を中空構造７上に支持するとともにセンサ部１０か
らの電気信号を出力するための支持部と、このセンサ部
１０と垂直信号線４および水平アドレス線５とを接続す
る接続部（不図示）からなっている。
【００６３】支持部は、支持配線構造と、それを保護す
る支持絶縁構造３０１，３０２，３０３とからなってお
り、支持配線構造は多結晶シリコン１０２と金属シリサ
イド１０３の積層構造である。
る支持絶縁構造３０１，３０２，３０３とからなってお
り、支持配線構造は多結晶シリコン１０２と金属シリサ
イド１０３の積層構造である。
【００６４】センサ部１０および支持部が中空構造７上
に設けられることにより、入射赤外線によるセンサ部１
０の温度の変調を効率良く行う構造になっている。図３
では、ｎ＝２の場合の構造を示している。
に設けられることにより、入射赤外線によるセンサ部１
０の温度の変調を効率良く行う構造になっている。図３
では、ｎ＝２の場合の構造を示している。
【００６５】図３に示す赤外線検出画素の製造工程を、
中空構造形成前までの工程と、中空構造形成工程とに分
けて以下説明する。
中空構造形成前までの工程と、中空構造形成工程とに分
けて以下説明する。
【００６６】まず、中空構想形成前までの工程を図４、
図５を用いて説明する。図４、図５においては、センサ
素子周辺回路で使用されるＭＯＳトランジスタの断面構
造と、センサ部を中空構造上に支持する支持構造の断面
構造とを併記しており、支持配線構造がＭＯＳトランジ
スタのゲート電極と同層で形成されることを説明する。
図５を用いて説明する。図４、図５においては、センサ
素子周辺回路で使用されるＭＯＳトランジスタの断面構
造と、センサ部を中空構造上に支持する支持構造の断面
構造とを併記しており、支持配線構造がＭＯＳトランジ
スタのゲート電極と同層で形成されることを説明する。
【００６７】まず、半導体基板として単結晶シリコン支
持基板６上に埋め込みシリコン酸化膜層８、単結晶シリ
コン層９が順次積層された、いわゆるＳＯＩ基板を準備
する。一般的なＬＳＩ製造工程における素子分離の例と
してＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ−Ｔｒｅｎｃｈ−Ｉｓｏｌ
ａｔｉｏｎ）工程を行う。すなわち、フォトリソグラフ
ィー等の技術をもちいて素子分離領域を規定し、素子分
離領域の単結晶シリコン層９を、たとえばＲＩＥ（Ｒｅ
ａｃｔｉｖｅ−Ｉｏｎ−Ｅｔｃｈｉｎｇ）等の技術によ
りエッチング除去した後に、素子分離シリコン酸化膜１
１をＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｖａｐｏｒ−Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）等の技術により埋め込み、ＣＭＰ（Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ−Ｐｏｌｉｓｈｉ
ｎｇ）等の技術で平坦化する。このとき、支持構造の領
域も素子分離領域として定義され、素子分離シリコン酸
化膜１１が埋め込まれることは言うまでも無い。
持基板６上に埋め込みシリコン酸化膜層８、単結晶シリ
コン層９が順次積層された、いわゆるＳＯＩ基板を準備
する。一般的なＬＳＩ製造工程における素子分離の例と
してＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ−Ｔｒｅｎｃｈ−Ｉｓｏｌ
ａｔｉｏｎ）工程を行う。すなわち、フォトリソグラフ
ィー等の技術をもちいて素子分離領域を規定し、素子分
離領域の単結晶シリコン層９を、たとえばＲＩＥ（Ｒｅ
ａｃｔｉｖｅ−Ｉｏｎ−Ｅｔｃｈｉｎｇ）等の技術によ
りエッチング除去した後に、素子分離シリコン酸化膜１
１をＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｖａｐｏｒ−Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）等の技術により埋め込み、ＣＭＰ（Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ−Ｐｏｌｉｓｈｉ
ｎｇ）等の技術で平坦化する。このとき、支持構造の領
域も素子分離領域として定義され、素子分離シリコン酸
化膜１１が埋め込まれることは言うまでも無い。
【００６８】次に、アドレス回路、出力部、定電流源等
の周辺回路に使用するためのＭＯＳトランジスタと同時
に、支持配線構造を形成する。すなわち、ゲート絶縁層
（酸化膜）１２、ポリシリコン層１０１を形成した後
に、フォトリソグラフィーとＲＩＥによってＭＯＳトラ
ンジスタのゲート電極１０１を加工し、それと同時に支
持配線１０１も加工する。そして、ゲート電極１０１に
対して自己整合的にＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ−Ｄｏｐｅ
ｄ−Ｄｒａｉｎ）不純物領域１３をイオン注入により形
成する（図４（ａ））。
の周辺回路に使用するためのＭＯＳトランジスタと同時
に、支持配線構造を形成する。すなわち、ゲート絶縁層
（酸化膜）１２、ポリシリコン層１０１を形成した後
に、フォトリソグラフィーとＲＩＥによってＭＯＳトラ
ンジスタのゲート電極１０１を加工し、それと同時に支
持配線１０１も加工する。そして、ゲート電極１０１に
対して自己整合的にＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ−Ｄｏｐｅ
ｄ−Ｄｒａｉｎ）不純物領域１３をイオン注入により形
成する（図４（ａ））。
【００６９】次に、一般的なＬＤＤ構造形成工程であ
る、サイドウォール形成およびソースドレイン不純物領
域形成を行う。まず、サイドウォールとなるシリコン窒
化膜１４をＣＶＤにより基板全面に形成する（図４
（ｂ））。したがって、支持配線１０１もシリコン窒化
膜１４で覆われる。次に、シリコン窒化膜１４をＲＩＥ
により、適当量エッチングすることで、ＲＩＥの異方性
エッチングの効果により、平坦部分のエッチングが完了
した状態で、ゲート電極１０１および支持配線１０１に
よる段差部にサイドウォール１４が形成される。この状
態で、自己整合的にソースドレイン不純物領域１３´を
イオン注入により形成する（図４（ｃ））。
る、サイドウォール形成およびソースドレイン不純物領
域形成を行う。まず、サイドウォールとなるシリコン窒
化膜１４をＣＶＤにより基板全面に形成する（図４
（ｂ））。したがって、支持配線１０１もシリコン窒化
膜１４で覆われる。次に、シリコン窒化膜１４をＲＩＥ
により、適当量エッチングすることで、ＲＩＥの異方性
エッチングの効果により、平坦部分のエッチングが完了
した状態で、ゲート電極１０１および支持配線１０１に
よる段差部にサイドウォール１４が形成される。この状
態で、自己整合的にソースドレイン不純物領域１３´を
イオン注入により形成する（図４（ｃ））。
【００７０】次に、ゲート電極１０１および支持配線１
０１の抵抗を低減するための、ポリサイド形成工程を行
う。以下では、自己整合的なポリサイド構造形成工程で
ある、サリサイド工程の場合で説明する。
０１の抵抗を低減するための、ポリサイド形成工程を行
う。以下では、自己整合的なポリサイド構造形成工程で
ある、サリサイド工程の場合で説明する。
【００７１】まず、ゲート電極１０１、支持配線１０１
およびサイドウォール１４をマスクとして、ゲート絶縁
膜１２を希弗酸等によりエッチングし、ＭＯＳトランジ
スタのソースドレイン領域のシリコン層９を露出させ
る。次に、金属シリサイド形成のための金属膜１０２を
全面に堆積する（図４（ｄ））。
およびサイドウォール１４をマスクとして、ゲート絶縁
膜１２を希弗酸等によりエッチングし、ＭＯＳトランジ
スタのソースドレイン領域のシリコン層９を露出させ
る。次に、金属シリサイド形成のための金属膜１０２を
全面に堆積する（図４（ｄ））。
【００７２】この状態から、適当なアニール処理を行う
ことで、ゲート電極１０１、支持配線１０１およびソー
スドレイン領域の露出シリコンは、金属膜１０２と反応
し、金属シリサイド層１０３が形成される（図４
（ｅ））。ここで、金属膜１０２としては、たとえばチ
タン、タングステン等の高融点金属を用いることが好ま
しい。
ことで、ゲート電極１０１、支持配線１０１およびソー
スドレイン領域の露出シリコンは、金属膜１０２と反応
し、金属シリサイド層１０３が形成される（図４
（ｅ））。ここで、金属膜１０２としては、たとえばチ
タン、タングステン等の高融点金属を用いることが好ま
しい。
【００７３】次に、金属シリサイド層１０３に対して選
択性のあるエッチング液によって、シリサイド反応しな
い領域の金属層１０２を除去する（図５（ｆ））。たと
えば、金属膜１０２にチタンを用いた場合には、硫酸と
過酸化水素水との混合液より、金属膜１０２を選択的に
除去することが可能である。
択性のあるエッチング液によって、シリサイド反応しな
い領域の金属層１０２を除去する（図５（ｆ））。たと
えば、金属膜１０２にチタンを用いた場合には、硫酸と
過酸化水素水との混合液より、金属膜１０２を選択的に
除去することが可能である。
【００７４】次に、ポリサイドゲート電極、ポリサイド
支持配線およびソースドレイン領域に形成された金属シ
リサイド層１０３を保護するために、基板全面にシリコ
ン窒化膜１５を堆積する（図５（ｇ））。ポリサイド構
造を形成するサリサイド工程や、さらに低抵抗化が可能
なポリメタル構造については、たとえば特開平７−１１
５１９６や特開平７−２０２１８９における方法並びに
構造を採用することができる。
支持配線およびソースドレイン領域に形成された金属シ
リサイド層１０３を保護するために、基板全面にシリコ
ン窒化膜１５を堆積する（図５（ｇ））。ポリサイド構
造を形成するサリサイド工程や、さらに低抵抗化が可能
なポリメタル構造については、たとえば特開平７−１１
５１９６や特開平７−２０２１８９における方法並びに
構造を採用することができる。
【００７５】本実施形態では、ポリサイド構造によりゲ
ート電極および支持配線を形成した例を示したが、さら
に低抵抗化が可能であるポリメタル構造（多結晶シリコ
ン層と金属層の積層構造）の適用も可能であり、支持配
線部の電気抵抗に起因する熱雑音をより低減可能であ
り、高感度化可能なので、より好ましい。この場合、ゲ
ート電極および支持配線の積層構造としては、たとえ
ば、多結晶シリコン層１０１上に、金属シリサイド層１
０３の代わりに、バリアメタルとしての窒化チタン膜と
低抵抗化のためのタングステン膜を積層形成することが
可能である。
ート電極および支持配線を形成した例を示したが、さら
に低抵抗化が可能であるポリメタル構造（多結晶シリコ
ン層と金属層の積層構造）の適用も可能であり、支持配
線部の電気抵抗に起因する熱雑音をより低減可能であ
り、高感度化可能なので、より好ましい。この場合、ゲ
ート電極および支持配線の積層構造としては、たとえ
ば、多結晶シリコン層１０１上に、金属シリサイド層１
０３の代わりに、バリアメタルとしての窒化チタン膜と
低抵抗化のためのタングステン膜を積層形成することが
可能である。
【００７６】そして、絶縁層１６として、ＣＶＤにより
シリコン酸化膜を堆積し、ＣＭＰにより平坦化を行う
（図５（ｈ））。このとき、シリコン窒化膜１５を、Ｃ
ＭＰのストッパーとして用いることができる。
シリコン酸化膜を堆積し、ＣＭＰにより平坦化を行う
（図５（ｈ））。このとき、シリコン窒化膜１５を、Ｃ
ＭＰのストッパーとして用いることができる。
【００７７】次に、コンタクトホール１６をＲＩＥによ
り形成し、コンタクトホールにプラグ１６を埋め込む。
たとえば、ＣＶＤによりタングステン膜を基板全面に堆
積し、ＣＭＰを行うことでプラグ１６の埋め込みが可能
である。図示していないが、ゲート電極１０１，１０３
および支持配線１０１，１０３に対しても、同様にコン
タクトホールが形成されプラグ１６が埋め込み形成され
ている。
り形成し、コンタクトホールにプラグ１６を埋め込む。
たとえば、ＣＶＤによりタングステン膜を基板全面に堆
積し、ＣＭＰを行うことでプラグ１６の埋め込みが可能
である。図示していないが、ゲート電極１０１，１０３
および支持配線１０１，１０３に対しても、同様にコン
タクトホールが形成されプラグ１６が埋め込み形成され
ている。
【００７８】そして、金属配線１７としてたとえば、ア
ルミニウムあるいはアルミニウム合金を形成した後に、
ＭＯＳトランジスタ等のパッシベーションを兼ねた赤外
線吸収体層を形成する。図では、シリコン酸化膜２０１
と、シリコン窒化膜２０２とを赤外線吸収体層として積
層形成している（図５（ｉ））。図５（ｉ）の構造によ
れば、パッシベーション層２０１、２０２による赤外線
吸収が効率よく行われる。
ルミニウムあるいはアルミニウム合金を形成した後に、
ＭＯＳトランジスタ等のパッシベーションを兼ねた赤外
線吸収体層を形成する。図では、シリコン酸化膜２０１
と、シリコン窒化膜２０２とを赤外線吸収体層として積
層形成している（図５（ｉ））。図５（ｉ）の構造によ
れば、パッシベーション層２０１、２０２による赤外線
吸収が効率よく行われる。
【００７９】図６に、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜
の１０μｍ近傍での赤外線吸収特性を示した。図６から
明らかなように、表面側のシリコン窒化膜２０２（図６
（ａ））は、１２μｍ近傍にＳｉ−Ｎ結合の吸収ピーク
を持ち、基板側のシリコン酸化膜２０１（図６（ｂ））
は、１０μｍ近傍にＳｉ−Ｏ結合の吸収ピークを示して
いる。したがって、吸収ピークの異なるこれらの層を積
層形成することで、効率よく入射赤外線を吸収し熱に変
換可能となる。なお、図６（ｃ）はシリコンの熱酸化に
よるシリコン酸化膜の吸収ピークを示したものである。
の１０μｍ近傍での赤外線吸収特性を示した。図６から
明らかなように、表面側のシリコン窒化膜２０２（図６
（ａ））は、１２μｍ近傍にＳｉ−Ｎ結合の吸収ピーク
を持ち、基板側のシリコン酸化膜２０１（図６（ｂ））
は、１０μｍ近傍にＳｉ−Ｏ結合の吸収ピークを示して
いる。したがって、吸収ピークの異なるこれらの層を積
層形成することで、効率よく入射赤外線を吸収し熱に変
換可能となる。なお、図６（ｃ）はシリコンの熱酸化に
よるシリコン酸化膜の吸収ピークを示したものである。
【００８０】以上の製造工程については、共通の工程で
あったが、図５（ｉ）以降の工程、すなわち中空構造を
形成する前後の工程には、いくつかの方法がある。
あったが、図５（ｉ）以降の工程、すなわち中空構造を
形成する前後の工程には、いくつかの方法がある。
【００８１】図７（ａ）〜図９（ｅ）は、本発明の第１
の実施形態に係わる赤外線センサの製造工程を説明する
図であり、図４、図５と同様に周辺回路のＭＯＳトラン
ジスタと支持構造の断面構造とを併記してある。また、
ボンディングパッドをソースドレイン領域の直上の配線
層に形成しているが、かかる構造以外の構造も当然採用
することは可能である。
の実施形態に係わる赤外線センサの製造工程を説明する
図であり、図４、図５と同様に周辺回路のＭＯＳトラン
ジスタと支持構造の断面構造とを併記してある。また、
ボンディングパッドをソースドレイン領域の直上の配線
層に形成しているが、かかる構造以外の構造も当然採用
することは可能である。
【００８２】さらに、本実施形態では図７（ａ）〜図９
（ｅ）に示すように、金属配線層１７が一層形成されて
いるが、多層金属配線を形成し、その最上層の金属配線
をボンディングパッドとすることも当然可能である。
（ｅ）に示すように、金属配線層１７が一層形成されて
いるが、多層金属配線を形成し、その最上層の金属配線
をボンディングパッドとすることも当然可能である。
【００８３】まず、ＲＩＥにより、シリコン窒化膜２０
２、シリコン酸化膜２０１をエッチング加工し、ボンデ
ィングパッド開口部４０１を形成する（図７（ａ））。
なお、ボンディングパッド開口部４０１を後述する中空
構造形成のためのシリコン異方性エッチングに先立って
行っている理由は、中空構造形成の後ではボンディング
パッド開口部４０１形成用のレジストを塗布することが
困難であるからである。この工程では、支持構造部の表
面側のシリコン窒化膜２０２、シリコン酸化膜２０１を
同時にエッチングすることも可能である（図７
（ａ））。かかる方法により支持構造の断面積を低減
し、高感度化が可能である。もちろん、パッド開口部４
０１の形成とは、別の工程において、支持構造部のみの
表面側支持絶縁層をエッチングすることが可能なのは、
言うまでも無い。
２、シリコン酸化膜２０１をエッチング加工し、ボンデ
ィングパッド開口部４０１を形成する（図７（ａ））。
なお、ボンディングパッド開口部４０１を後述する中空
構造形成のためのシリコン異方性エッチングに先立って
行っている理由は、中空構造形成の後ではボンディング
パッド開口部４０１形成用のレジストを塗布することが
困難であるからである。この工程では、支持構造部の表
面側のシリコン窒化膜２０２、シリコン酸化膜２０１を
同時にエッチングすることも可能である（図７
（ａ））。かかる方法により支持構造の断面積を低減
し、高感度化が可能である。もちろん、パッド開口部４
０１の形成とは、別の工程において、支持構造部のみの
表面側支持絶縁層をエッチングすることが可能なのは、
言うまでも無い。
【００８４】次に、中空構造形成のためのシリコン異方
性エッチングにおいて、ボンディングパッド１７がエッ
チングされないための保護層としてＣＶＤによりシリコ
ン酸化膜４０２を基板全面に堆積する（図７（ｂ））。
性エッチングにおいて、ボンディングパッド１７がエッ
チングされないための保護層としてＣＶＤによりシリコ
ン酸化膜４０２を基板全面に堆積する（図７（ｂ））。
【００８５】そして、中空構造形成のためのエッチング
ホール１９をＲＩＥにより形成し、単結晶シリコン支持
基板６を露出させる（図８（ｃ））。このとき、エッチ
ングホール１９以外の領域は、すべて保護シリコン酸化
膜４０２により覆われている。
ホール１９をＲＩＥにより形成し、単結晶シリコン支持
基板６を露出させる（図８（ｃ））。このとき、エッチ
ングホール１９以外の領域は、すべて保護シリコン酸化
膜４０２により覆われている。
【００８６】次に、中空構造形成のための、シリコン異
方性エッチングを行う。単結晶シリコンの異方性エッチ
ャントとして、たとえばＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａ−Ｍｅｔ
ｈｙｌ−Ａｍｍｏｎｉｕｍ−Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）等の
薬液を用いた単結晶シリコンの異方性エッチングを行う
ことで、単結晶シリコン支持基板６内部に中空構造７が
形成される（図８（ｄ））。
方性エッチングを行う。単結晶シリコンの異方性エッチ
ャントとして、たとえばＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａ−Ｍｅｔ
ｈｙｌ−Ａｍｍｏｎｉｕｍ−Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）等の
薬液を用いた単結晶シリコンの異方性エッチングを行う
ことで、単結晶シリコン支持基板６内部に中空構造７が
形成される（図８（ｄ））。
【００８７】最後に、ボンディングパッドを露出させる
ために、保護酸化膜４０２のエッチングを行う。このと
き、ボンディングパッド１７のアルミニウムとの選択比
を高めるために、エッチャントとしては、酢酸と弗化ア
ンモニウムの混合液を用いることが好ましい。
ために、保護酸化膜４０２のエッチングを行う。このと
き、ボンディングパッド１７のアルミニウムとの選択比
を高めるために、エッチャントとしては、酢酸と弗化ア
ンモニウムの混合液を用いることが好ましい。
【００８８】保護酸化膜４０２のエッチングにおいて
は、支持構造を構成するシリコン酸化膜２０１、１８、
１１、８もエッチングされるが、シリコン窒化膜１５は
エッチングされず、図９（ｅ）の断面形状を得ることに
なる。このときの赤外線検出画素の平面図、断面図が図
３となる。シリコン窒化膜１４、１５は支持絶縁構造３
０２に、シリコン酸化膜２０１、１８は支持絶縁構造３
０３に、シリコン酸化膜１１、８及びゲート絶縁層（酸
化膜）１２は支持絶縁構造３０１にそれぞれ対応する。
なお、この時のエッチングにおいて、シリコン窒化膜２
０２はシリコン酸化膜２０１を保護する役割を果たし、
赤外線吸収体としての膜厚の減少を抑制することが可能
である。
は、支持構造を構成するシリコン酸化膜２０１、１８、
１１、８もエッチングされるが、シリコン窒化膜１５は
エッチングされず、図９（ｅ）の断面形状を得ることに
なる。このときの赤外線検出画素の平面図、断面図が図
３となる。シリコン窒化膜１４、１５は支持絶縁構造３
０２に、シリコン酸化膜２０１、１８は支持絶縁構造３
０３に、シリコン酸化膜１１、８及びゲート絶縁層（酸
化膜）１２は支持絶縁構造３０１にそれぞれ対応する。
なお、この時のエッチングにおいて、シリコン窒化膜２
０２はシリコン酸化膜２０１を保護する役割を果たし、
赤外線吸収体としての膜厚の減少を抑制することが可能
である。
【００８９】このとき、弗化アンモニウムに対する薬品
耐性が弱い金属シリサイド層１０３は、その表面と側面
をシリコン窒化膜１５により保護され、底面はポリシリ
コン１０１に保護されているので、支持配線がエッチン
グされることは無い。
耐性が弱い金属シリサイド層１０３は、その表面と側面
をシリコン窒化膜１５により保護され、底面はポリシリ
コン１０１に保護されているので、支持配線がエッチン
グされることは無い。
【００９０】本構造によれば、リソグラフィー等による
微細化の限界を超えて、支持構造の幅を細くすることが
可能であり、その断面積の低減効果により高感度化が可
能である。それと同時に、ＭＯＳトランジスタのゲート
電極と同層で形成するということは、極めて微細な加工
が可能であることにもなり、その効果による高感度化が
可能である。
微細化の限界を超えて、支持構造の幅を細くすることが
可能であり、その断面積の低減効果により高感度化が可
能である。それと同時に、ＭＯＳトランジスタのゲート
電極と同層で形成するということは、極めて微細な加工
が可能であることにもなり、その効果による高感度化が
可能である。
【００９１】また、ポリサイドやポリメタルという低抵
抗材料を用いているので、支持配線の電気抵抗に起因す
る熱雑音を抑制可能であり、その効果からも高感度化が
可能である。
抗材料を用いているので、支持配線の電気抵抗に起因す
る熱雑音を抑制可能であり、その効果からも高感度化が
可能である。
【００９２】さらにまた、シリコン窒化膜１５は、周辺
回路のＭＯＳトランジスタのゲート側壁に形成するシリ
コン窒化膜１５と同層で形成することが可能であるの
で、工程数の短縮化の効果が著しい。特に、シリコン窒
化膜１５の形成工程と、前述した周辺回路のＭＯＳトラ
ンジスタのゲート電極と同層で形成する工程とをともに
用いることにより、プロセスの整合性を最大限に生かし
て高感度の支持構造を歩留まり良く低コストで製造する
ことが可能である。
回路のＭＯＳトランジスタのゲート側壁に形成するシリ
コン窒化膜１５と同層で形成することが可能であるの
で、工程数の短縮化の効果が著しい。特に、シリコン窒
化膜１５の形成工程と、前述した周辺回路のＭＯＳトラ
ンジスタのゲート電極と同層で形成する工程とをともに
用いることにより、プロセスの整合性を最大限に生かし
て高感度の支持構造を歩留まり良く低コストで製造する
ことが可能である。
【００９３】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態について説明する。
実施形態について説明する。
【００９４】図７（ａ）〜図９（ｆ）は、本発明の第２
の実施形態に係わる赤外線センサの製造工程を説明する
図であり、図４、図５と同様に周辺回路のＭＯＳトラン
ジスタと支持構造の断面構造とを併記してある。また、
ボンディングパッドをソースドレイン領域の直上の配線
層に形成しているが、かかる構造以外の構造も当然採用
することは可能である。
の実施形態に係わる赤外線センサの製造工程を説明する
図であり、図４、図５と同様に周辺回路のＭＯＳトラン
ジスタと支持構造の断面構造とを併記してある。また、
ボンディングパッドをソースドレイン領域の直上の配線
層に形成しているが、かかる構造以外の構造も当然採用
することは可能である。
【００９５】さらに、本実施形態では図７（ａ）〜図９
（ｆ）に示すように、金属配線層１７が一層形成されて
いるが、多層金属配線を形成し、その最上層の金属配線
をボンディングパッドとすることも当然可能である。
（ｆ）に示すように、金属配線層１７が一層形成されて
いるが、多層金属配線を形成し、その最上層の金属配線
をボンディングパッドとすることも当然可能である。
【００９６】本実施形態の製造工程は、図７（ａ）〜図
９（ｆ）については、上述した第１の実施形態と全く同
一であるので、説明を省略する。第１の実施形態の最終
構造である図９（ｅ）に対して、さらにシリコン酸化膜
エッチングを進めると、図９（ｆ）の構造が得られる。
シリコン窒化膜１４、１５は支持絶縁構造３０２に対応
する。
９（ｆ）については、上述した第１の実施形態と全く同
一であるので、説明を省略する。第１の実施形態の最終
構造である図９（ｅ）に対して、さらにシリコン酸化膜
エッチングを進めると、図９（ｆ）の構造が得られる。
シリコン窒化膜１４、１５は支持絶縁構造３０２に対応
する。
【００９７】ボンディングパッド開口部４０１において
は、シリコン酸化膜２０１のサイドエッチングが進行
し、シリコン窒化膜２０２のオーバーハング形状が現れ
る。しかし、この図は、便宜上、ＭＯＳトランジスタの
ソースドレイン領域直上の配線１７をボンディングパッ
ドとして表現しているために、オーバーハング形状は、
実際と比較して強調されており、実際のボンディングパ
ッド寸法からは、充分無視でき、許容できる範囲であ
る。
は、シリコン酸化膜２０１のサイドエッチングが進行
し、シリコン窒化膜２０２のオーバーハング形状が現れ
る。しかし、この図は、便宜上、ＭＯＳトランジスタの
ソースドレイン領域直上の配線１７をボンディングパッ
ドとして表現しているために、オーバーハング形状は、
実際と比較して強調されており、実際のボンディングパ
ッド寸法からは、充分無視でき、許容できる範囲であ
る。
【００９８】一方の、支持構造をみると、支持絶縁層を
構成していたシリコン酸化膜２０１，１８，１１，８は
完全にエッチングされており、ポリサイド構造の支持配
線１０１、１０３とそれを保護するシリコン窒化膜１
４，１５のみの構造となっている。この構造は、金属シ
リサイド層１０３がシリコン窒化膜１４、１５および多
結晶シリコン１０１によって、完全に保護されている断
面構造により実現できるものである。
構成していたシリコン酸化膜２０１，１８，１１，８は
完全にエッチングされており、ポリサイド構造の支持配
線１０１、１０３とそれを保護するシリコン窒化膜１
４，１５のみの構造となっている。この構造は、金属シ
リサイド層１０３がシリコン窒化膜１４、１５および多
結晶シリコン１０１によって、完全に保護されている断
面構造により実現できるものである。
【００９９】このときの、画素構造を図１０に示す。図
から明らかなように、支持構造の断面積は、大幅に低減
されており、支持構造の熱伝導の大幅な低下による、大
幅な高感度化が可能である。
から明らかなように、支持構造の断面積は、大幅に低減
されており、支持構造の熱伝導の大幅な低下による、大
幅な高感度化が可能である。
【０１００】本構造によれば、リソグラフィー等による
微細化の限界を超えて、支持構造の幅を細くするのみな
らず、事実上、支持構造の熱伝導は支持配線のみによっ
て支配されるレベルに低減される。その大幅な断面積の
低減効果により、大幅な高感度化が可能である。それと
同時に、ＭＯＳトランジスタのゲート電極と同層で形成
するということは、極めて微細な加工が可能であること
にもなり、その効果による高感度化が可能である。
微細化の限界を超えて、支持構造の幅を細くするのみな
らず、事実上、支持構造の熱伝導は支持配線のみによっ
て支配されるレベルに低減される。その大幅な断面積の
低減効果により、大幅な高感度化が可能である。それと
同時に、ＭＯＳトランジスタのゲート電極と同層で形成
するということは、極めて微細な加工が可能であること
にもなり、その効果による高感度化が可能である。
【０１０１】また、ポリサイドやポリメタルという低抵
抗材料を用いているので、支持配線の電気抵抗に起因す
る熱雑音を抑制可能であり、その効果からも高感度化が
可能である。
抗材料を用いているので、支持配線の電気抵抗に起因す
る熱雑音を抑制可能であり、その効果からも高感度化が
可能である。
【０１０２】その他、第１の実施形態と同様の効果が得
られる。
られる。
【０１０３】（第３の実施形態）次に本発明の第３の実
施形態に係わる赤外線センサの製造方法について、シリ
コンエッチング工程前後の工程を中心に、図１１（ａ）
〜図１２（ｄ）を用いて説明する。
施形態に係わる赤外線センサの製造方法について、シリ
コンエッチング工程前後の工程を中心に、図１１（ａ）
〜図１２（ｄ）を用いて説明する。
【０１０４】図１１（ａ）〜図１２（ｄ）は、本発明の
第３の実施形態に係わる赤外線センサの製造工程を説明
する図であり、図４、図５と同様に周辺回路のＭＯＳト
ランジスタと支持構造の断面構造とを併記してある。ま
た、ボンディングパッドをソースドレイン領域の直上の
配線層に形成しているが、かかる構造以外の構造も当然
採用することは可能である。
第３の実施形態に係わる赤外線センサの製造工程を説明
する図であり、図４、図５と同様に周辺回路のＭＯＳト
ランジスタと支持構造の断面構造とを併記してある。ま
た、ボンディングパッドをソースドレイン領域の直上の
配線層に形成しているが、かかる構造以外の構造も当然
採用することは可能である。
【０１０５】さらに、本実施形態では図１１（ａ）〜図
１２（ｄ）に示すように、金属配線層１７が一層形成さ
れているが、多層金属配線を形成し、その最上層の金属
配線をボンディングパッドとすることも当然可能であ
る。
１２（ｄ）に示すように、金属配線層１７が一層形成さ
れているが、多層金属配線を形成し、その最上層の金属
配線をボンディングパッドとすることも当然可能であ
る。
【０１０６】まず、ＲＩＥにより、シリコン窒化膜２０
２、シリコン酸化膜２０１をエッチング加工し、ボンデ
ィングパッド開口部４０１を形成するが、エッチング量
を制御することで、開口部４０１からパッド１７が露出
しない状態でＲＩＥを停止するが、一般には、適当量の
オーバーエッチングを行うために、シリコン酸化膜２０
１も一部エッチングされる（図１１（ａ））。
２、シリコン酸化膜２０１をエッチング加工し、ボンデ
ィングパッド開口部４０１を形成するが、エッチング量
を制御することで、開口部４０１からパッド１７が露出
しない状態でＲＩＥを停止するが、一般には、適当量の
オーバーエッチングを行うために、シリコン酸化膜２０
１も一部エッチングされる（図１１（ａ））。
【０１０７】このとき、支持構造部の表面側のシリコン
窒化膜２０２、シリコン酸化膜２０１を同時にエッチン
グすることも可能であり、そうすることで支持構造の断
面積を低減し、高感度化が可能である。図１１（ａ）
は、かかる場合について示している。もちろん、パッド
開口部４０１の形成とは、別の工程において、支持構造
部のみの表面側支持絶縁層をエッチングすることが可能
なのは、言うまでも無い。
窒化膜２０２、シリコン酸化膜２０１を同時にエッチン
グすることも可能であり、そうすることで支持構造の断
面積を低減し、高感度化が可能である。図１１（ａ）
は、かかる場合について示している。もちろん、パッド
開口部４０１の形成とは、別の工程において、支持構造
部のみの表面側支持絶縁層をエッチングすることが可能
なのは、言うまでも無い。
【０１０８】そして、中空構造形成のためのエッチング
ホール１９をＲＩＥにより形成し、単結晶シリコン支持
基板６を露出させる（図１１（ｂ））。このとき、エッ
チングホール１９以外の領域は、すべてシリコン酸化膜
２０１およびシリコン窒化膜２０２により覆われてい
る。
ホール１９をＲＩＥにより形成し、単結晶シリコン支持
基板６を露出させる（図１１（ｂ））。このとき、エッ
チングホール１９以外の領域は、すべてシリコン酸化膜
２０１およびシリコン窒化膜２０２により覆われてい
る。
【０１０９】次に、中空構造形成のための、シリコン異
方性エッチングを行う。単結晶シリコンの異方性エッチ
ャントとして、たとえばＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａ−Ｍｅｔ
ｈｙｌ−Ａｍｍｏｎｉｕｍ−Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）等の
薬液を用いた単結晶シリコンの異方性エッチングを行う
ことで、単結晶シリコン支持基板６内部に中空構造７が
形成される（図１２（ｃ））。
方性エッチングを行う。単結晶シリコンの異方性エッチ
ャントとして、たとえばＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａ−Ｍｅｔ
ｈｙｌ−Ａｍｍｏｎｉｕｍ−Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）等の
薬液を用いた単結晶シリコンの異方性エッチングを行う
ことで、単結晶シリコン支持基板６内部に中空構造７が
形成される（図１２（ｃ））。
【０１１０】最後に、ボンディングパッドを露出させる
ために、シリコン酸化膜２０１のエッチングを行う。こ
のとき、ボンディングパッド１７のアルミニウムとの選
択比を高めるために、エッチャントとしては、酢酸と弗
化アンモニウムの混合液を用いることが好ましい。
ために、シリコン酸化膜２０１のエッチングを行う。こ
のとき、ボンディングパッド１７のアルミニウムとの選
択比を高めるために、エッチャントとしては、酢酸と弗
化アンモニウムの混合液を用いることが好ましい。
【０１１１】保護酸化膜２０１のエッチングにおいて
は、支持構造を構成するシリコン酸化膜２０１、１８、
１１、８もエッチングされるが、シリコン窒化膜１５は
エッチングされず、図１２（ｄ）の断面形状を得ること
になる。このときの赤外線検出画素の平面図、断面図は
図３となる。
は、支持構造を構成するシリコン酸化膜２０１、１８、
１１、８もエッチングされるが、シリコン窒化膜１５は
エッチングされず、図１２（ｄ）の断面形状を得ること
になる。このときの赤外線検出画素の平面図、断面図は
図３となる。
【０１１２】このとき、弗化アンモニウムに対する薬品
耐性が弱い金属シリサイド層１０３は、その表面と側面
をシリコン窒化膜１５により保護され、底面はポリシリ
コン１０１に保護されているので、支持配線がエッチン
グされることは無い。
耐性が弱い金属シリサイド層１０３は、その表面と側面
をシリコン窒化膜１５により保護され、底面はポリシリ
コン１０１に保護されているので、支持配線がエッチン
グされることは無い。
【０１１３】本構造によれば、リソグラフィー等による
微細化の限界を超えて、支持構造の幅を細くすることが
可能であり、その断面積の低減効果により高感度化が可
能である。それと同時に、ＭＯＳトランジスタのゲート
電極と同層で形成するということは、極めて微細な加工
が可能であることにもなり、その効果による高感度化が
可能である。
微細化の限界を超えて、支持構造の幅を細くすることが
可能であり、その断面積の低減効果により高感度化が可
能である。それと同時に、ＭＯＳトランジスタのゲート
電極と同層で形成するということは、極めて微細な加工
が可能であることにもなり、その効果による高感度化が
可能である。
【０１１４】また、ポリサイドやポリメタルという低抵
抗材料を用いているので、支持配線の電気抵抗に起因す
る熱雑音を抑制可能であり、その効果からも高感度化が
可能である。
抗材料を用いているので、支持配線の電気抵抗に起因す
る熱雑音を抑制可能であり、その効果からも高感度化が
可能である。
【０１１５】その他、第１の実施形態と同様の効果が得
られる。
られる。
【０１１６】（第４の実施形態）次に、本発明の第４の
実施形態について説明する。
実施形態について説明する。
【０１１７】図１１（ａ）〜図１３は、本発明の第４の
実施形態に係わる赤外線センサの製造工程を説明する図
であり、図４、図５と同様に周辺回路のＭＯＳトランジ
スタと支持構造の断面構造とを併記してある。また、ボ
ンディングパッドをソースドレイン領域の直上の配線層
に形成しているが、かかる構造以外の構造も当然採用す
ることは可能である。
実施形態に係わる赤外線センサの製造工程を説明する図
であり、図４、図５と同様に周辺回路のＭＯＳトランジ
スタと支持構造の断面構造とを併記してある。また、ボ
ンディングパッドをソースドレイン領域の直上の配線層
に形成しているが、かかる構造以外の構造も当然採用す
ることは可能である。
【０１１８】さらに、本実施形態では図１１（ａ）〜図
１３に示すように、金属配線層１７が一層形成されてい
るが、多層金属配線を形成し、その最上層の金属配線を
ボンディングパッドとすることも当然可能である。
１３に示すように、金属配線層１７が一層形成されてい
るが、多層金属配線を形成し、その最上層の金属配線を
ボンディングパッドとすることも当然可能である。
【０１１９】本実施形態の製造工程は、図１１（ａ）〜
図１２（ｄ）については、上述した第１の実施形態と全
く同一であるので、説明を省略する。第３の実施形態の
最終構造である図１２（ｄ）に対して、さらにシリコン
酸化膜エッチングを進めると、図１３の構造が得られ
る。
図１２（ｄ）については、上述した第１の実施形態と全
く同一であるので、説明を省略する。第３の実施形態の
最終構造である図１２（ｄ）に対して、さらにシリコン
酸化膜エッチングを進めると、図１３の構造が得られ
る。
【０１２０】ボンディングパッド開口部４０１において
は、シリコン酸化膜２０１のサイドエッチングが進行
し、シリコン窒化膜２０２のオーバーハング形状が現れ
る。しかし、この図は、便宜上、ＭＯＳトランジスタの
ソースドレイン領域直上の配線１７をボンディングパッ
ドとして表現しているために、オーバーハング形状は、
実際と比較して強調されており、実際のボンディングパ
ッド寸法からは、充分無視できる、許容できる範囲であ
る。
は、シリコン酸化膜２０１のサイドエッチングが進行
し、シリコン窒化膜２０２のオーバーハング形状が現れ
る。しかし、この図は、便宜上、ＭＯＳトランジスタの
ソースドレイン領域直上の配線１７をボンディングパッ
ドとして表現しているために、オーバーハング形状は、
実際と比較して強調されており、実際のボンディングパ
ッド寸法からは、充分無視できる、許容できる範囲であ
る。
【０１２１】一方の、支持構造をみると、支持絶縁層を
構成していたシリコン酸化膜２０１，１８，１１，８は
完全にエッチングされており、ポリサイド構造の支持配
線１０１、１０３とそれを保護するシリコン窒化膜１
４，１５のみの構造となっている。この構造は、金属シ
リサイド層１０３がシリコン窒化膜１４、１５および多
結晶シリコン１０１によって、完全に保護されている断
面構造により実現できるものである。
構成していたシリコン酸化膜２０１，１８，１１，８は
完全にエッチングされており、ポリサイド構造の支持配
線１０１、１０３とそれを保護するシリコン窒化膜１
４，１５のみの構造となっている。この構造は、金属シ
リサイド層１０３がシリコン窒化膜１４、１５および多
結晶シリコン１０１によって、完全に保護されている断
面構造により実現できるものである。
【０１２２】このときの、画素構造は、図１０のように
なる。図から明らかなように、支持構造の断面積は、大
幅に低減されており、支持構造の熱伝導の大幅な低下に
よる、大幅な高感度化が可能である。
なる。図から明らかなように、支持構造の断面積は、大
幅に低減されており、支持構造の熱伝導の大幅な低下に
よる、大幅な高感度化が可能である。
【０１２３】本構造によれば、リソグラフィー等による
微細化の限界を超えて、支持構造の幅を細くするのみな
らず、事実上、支持構造の熱伝導は支持配線のみによっ
て支配されるレベルに低減される。その大幅な断面積の
低減効果により、大幅な高感度化が可能である。それと
同時に、ＭＯＳトランジスタのゲート電極と同層で形成
するということは、極めて微細な加工が可能であること
にもなり、その効果による高感度化が可能である。
微細化の限界を超えて、支持構造の幅を細くするのみな
らず、事実上、支持構造の熱伝導は支持配線のみによっ
て支配されるレベルに低減される。その大幅な断面積の
低減効果により、大幅な高感度化が可能である。それと
同時に、ＭＯＳトランジスタのゲート電極と同層で形成
するということは、極めて微細な加工が可能であること
にもなり、その効果による高感度化が可能である。
【０１２４】また、ポリサイドやポリメタルという低抵
抗材料を用いているので、支持配線の電気抵抗に起因す
る熱雑音を抑制可能であり、その効果からも高感度化が
可能である。
抗材料を用いているので、支持配線の電気抵抗に起因す
る熱雑音を抑制可能であり、その効果からも高感度化が
可能である。
【０１２５】その他、第１の実施形態と同様の効果が得
られる。
られる。
【０１２６】（第５及び第６の実施形態）次に本発明の
第５及び第６の実施形態に係わる赤外線センサについて
説明する。
第５及び第６の実施形態に係わる赤外線センサについて
説明する。
【０１２７】図１４は、本発明の第５の実施形態に係わ
る赤外線センサの画素部の断面構造および平面構造であ
る。
る赤外線センサの画素部の断面構造および平面構造であ
る。
【０１２８】図１４は、図３に示した第１の実施形態と
類似の断面構造であるが、赤外線センサ部１０の底部
に、ＳＯＩ基板の埋め込み酸化膜８が存在せず、ＳＯＩ
層９が中空構造７に直接接触し、露出している部分が異
なっている。
類似の断面構造であるが、赤外線センサ部１０の底部
に、ＳＯＩ基板の埋め込み酸化膜８が存在せず、ＳＯＩ
層９が中空構造７に直接接触し、露出している部分が異
なっている。
【０１２９】この構造によれば、センサ部１０裏面から
の輻射による熱輸送が抑制され、支持構造の微細化に伴
う高感度化の限界を、より高感度側にシフト可能とな
る。その理由は以下の通りである。
の輻射による熱輸送が抑制され、支持構造の微細化に伴
う高感度化の限界を、より高感度側にシフト可能とな
る。その理由は以下の通りである。
【０１３０】図２２の従来構造および、図３の構造によ
れば、センサ部の底面には、必ずシリコン酸化膜あるい
はシリコン窒化膜が形成されている。ところで、既に述
べたように、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜は、
図６に示すように、各々Ｓｉ−Ｏ結合、Ｓｉ−Ｎ結合の
存在に起因した１０μｍ帯での吸収を示す。これは、逆
の見方をすれば、１０μｍ帯の輻射率が高いことに他な
らず、入射赤外線により上昇したセンサ部１０の温度
が、これら底面のシリコン酸化膜やシリコン窒化膜から
の輻射による熱輸送により低下してしまうことになる。
れば、センサ部の底面には、必ずシリコン酸化膜あるい
はシリコン窒化膜が形成されている。ところで、既に述
べたように、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜は、
図６に示すように、各々Ｓｉ−Ｏ結合、Ｓｉ−Ｎ結合の
存在に起因した１０μｍ帯での吸収を示す。これは、逆
の見方をすれば、１０μｍ帯の輻射率が高いことに他な
らず、入射赤外線により上昇したセンサ部１０の温度
が、これら底面のシリコン酸化膜やシリコン窒化膜から
の輻射による熱輸送により低下してしまうことになる。
【０１３１】支持構造の微細化により、支持構造の熱コ
ンダクタンスは１０-7[Ｗ／ｍ／Ｋ]程度の値が実現され
ているが、今後の微細化トレンドにおいて、上記の熱コ
ンダクタンスが１０-8[Ｗ／ｍ／Ｋ]程度になった場合に
は、上述の裏面からの輻射による熱輸送が支配的とな
り、高感度化の限界が訪れることが予測される。
ンダクタンスは１０-7[Ｗ／ｍ／Ｋ]程度の値が実現され
ているが、今後の微細化トレンドにおいて、上記の熱コ
ンダクタンスが１０-8[Ｗ／ｍ／Ｋ]程度になった場合に
は、上述の裏面からの輻射による熱輸送が支配的とな
り、高感度化の限界が訪れることが予測される。
【０１３２】一方、本実施形態を示す図１４の構造で
は、センサ部１０の裏面の大部分には、単結晶シリコン
９が露出している。単結晶シリコンは、非常に低不純物
であるので、Ｓｉ−ＯやＳｉ−Ｎに起因する赤外線の吸
収ピークを示さず、したがって、輻射率も極めて低い。
は、センサ部１０の裏面の大部分には、単結晶シリコン
９が露出している。単結晶シリコンは、非常に低不純物
であるので、Ｓｉ−ＯやＳｉ−Ｎに起因する赤外線の吸
収ピークを示さず、したがって、輻射率も極めて低い。
【０１３３】すなわち、本実施形態によれば、支持構造
の微細化トレンドにおける高感度化の限界を、さらに高
感度側に延長することが可能となる。
の微細化トレンドにおける高感度化の限界を、さらに高
感度側に延長することが可能となる。
【０１３４】次に、本発明の第６の実施形態について説
明する。
明する。
【０１３５】図１５は、本発明の第６の実施形態に係わ
る赤外線センサの画素部の断面構造および平面構造であ
る。
る赤外線センサの画素部の断面構造および平面構造であ
る。
【０１３６】図１５は、図１０に示した第１の実施形態
と類似の断面構造であるが、赤外線センサ部１０の底部
に、ＳＯＩ基板の埋め込み酸化膜８が存在せず、ＳＯＩ
層９が中空構造７に直接接触し、露出している部分が異
なっている。
と類似の断面構造であるが、赤外線センサ部１０の底部
に、ＳＯＩ基板の埋め込み酸化膜８が存在せず、ＳＯＩ
層９が中空構造７に直接接触し、露出している部分が異
なっている。
【０１３７】あるいは、図１４に示した第５の実施形態
と類似の断面構造であるが、支持構造を構成する支持配
線を保護する支持絶縁層がシリコン窒化膜３０２のみで
あるとともに、支持配線底面の多結晶シリコン１０１が
露出している部分が異なっている。
と類似の断面構造であるが、支持構造を構成する支持配
線を保護する支持絶縁層がシリコン窒化膜３０２のみで
あるとともに、支持配線底面の多結晶シリコン１０１が
露出している部分が異なっている。
【０１３８】本実施形態によれば、支持構造の熱コンダ
クタンスは、極めて低い値であると同時、センサ部裏面
からの輻射による熱輸送を大幅に低減している。
クタンスは、極めて低い値であると同時、センサ部裏面
からの輻射による熱輸送を大幅に低減している。
【０１３９】したがって、本実施形態によれば、極めて
感度の高い赤外線センサを得ることができる。
感度の高い赤外線センサを得ることができる。
【０１４０】次に本発明の第５の実施形態および第６の
実施形態に係わる赤外線センサの製造方法を、図１６〜
図１８に示した。図１６〜図１８は、前述の図７〜図９
と基本的に同一の工程であるので、その説明は省略する
が、図１６（ａ）と図７（ａ）との比較からわかるよう
に、図１６（ａ）に示した本実施例では、埋め込み酸化
膜８が薄いＳＯＩ基板を用いている。したがって、最終
構造である図１８（ｅ）あるいは図１８（ｆ）に示すよ
うに、支持構造の底面には埋め込み酸化膜８が存在しな
い。図示していないが、センサ部１０の底面には単結晶
シリコン層９が露出している。
実施形態に係わる赤外線センサの製造方法を、図１６〜
図１８に示した。図１６〜図１８は、前述の図７〜図９
と基本的に同一の工程であるので、その説明は省略する
が、図１６（ａ）と図７（ａ）との比較からわかるよう
に、図１６（ａ）に示した本実施例では、埋め込み酸化
膜８が薄いＳＯＩ基板を用いている。したがって、最終
構造である図１８（ｅ）あるいは図１８（ｆ）に示すよ
うに、支持構造の底面には埋め込み酸化膜８が存在しな
い。図示していないが、センサ部１０の底面には単結晶
シリコン層９が露出している。
【０１４１】図１８（ｅ）までの製造工程で、図１４の
構造が得られ、図１８（ｆ）までの製造工程で図１５の
工程が得られる。
構造が得られ、図１８（ｆ）までの製造工程で図１５の
工程が得られる。
【０１４２】（第７及び第８の実施形態）次に、本発明
の第７及び第８の実施形態に係わる赤外線センサの製造
方法を、図１９〜図２１に示した。図１９〜図２１は、
前述の図１１〜図１３と基本的に同一の工程であるの
で、その説明は省略するが、図１９（ａ）と図１１
（ａ）との比較からわかるように、図１９（ａ）に示し
た本実施形態では、埋め込み酸化膜８が薄いＳＯＩ基板
を用いている。したがって、最終構造である図２０
（ｄ）あるいは図２１に示すように、支持構造の底面に
は埋め込み酸化膜８が存在しない。図示していないが、
センサ部１０の底面には単結晶シリコン層９が露出して
いる。
の第７及び第８の実施形態に係わる赤外線センサの製造
方法を、図１９〜図２１に示した。図１９〜図２１は、
前述の図１１〜図１３と基本的に同一の工程であるの
で、その説明は省略するが、図１９（ａ）と図１１
（ａ）との比較からわかるように、図１９（ａ）に示し
た本実施形態では、埋め込み酸化膜８が薄いＳＯＩ基板
を用いている。したがって、最終構造である図２０
（ｄ）あるいは図２１に示すように、支持構造の底面に
は埋め込み酸化膜８が存在しない。図示していないが、
センサ部１０の底面には単結晶シリコン層９が露出して
いる。
【０１４３】図２０（ｄ）までの製造工程で、図１４の
構造が得られ、図２１までの製造工程で図１５の工程が
得られる。
構造が得られ、図２１までの製造工程で図１５の工程が
得られる。
【０１４４】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではない。例えば、以上説明してきた実施形態はい
ずれも、赤外線検出画素を２次元的にアレイ配置して構
成された赤外線センサであるが、もちろん赤外線検出画
素を１次元的に配列した１次元センサや、アレイ配置さ
れない単一の赤外線センサに適用しても、同様の効果が
得られることは言うまでも無い。
ものではない。例えば、以上説明してきた実施形態はい
ずれも、赤外線検出画素を２次元的にアレイ配置して構
成された赤外線センサであるが、もちろん赤外線検出画
素を１次元的に配列した１次元センサや、アレイ配置さ
れない単一の赤外線センサに適用しても、同様の効果が
得られることは言うまでも無い。
【０１４５】また、本実施形態では、ポリサイド構造に
よりゲート電極および支持配線を形成した例を示した
が、さらに低抵抗化が可能であるポリメタル構造の適用
も可能であり、支持配線部の電気抵抗に起因する熱雑音
をより低減可能であり、高感度化可能なので、より好ま
しい。
よりゲート電極および支持配線を形成した例を示した
が、さらに低抵抗化が可能であるポリメタル構造の適用
も可能であり、支持配線部の電気抵抗に起因する熱雑音
をより低減可能であり、高感度化可能なので、より好ま
しい。
【０１４６】この場合、ゲート電極および支持配線の積
層構造としては、たとえば、多結晶シリコン層１０１上
に、金属シリサイド層１０３の代わりに、バリアメタル
としての窒化チタン膜と低抵抗化のためのタングステン
膜を積層形成することが可能である。
層構造としては、たとえば、多結晶シリコン層１０１上
に、金属シリサイド層１０３の代わりに、バリアメタル
としての窒化チタン膜と低抵抗化のためのタングステン
膜を積層形成することが可能である。
【０１４７】また、本発明は、熱電変換手段として用い
るｐｎ接合として、プレーナ構造のｐｎ接合に限定する
ものでは無く、図２３に示されるような、ラテラル構造
のｐｎ接合を熱電変換手段として用いる場合にも実施可
能である。
るｐｎ接合として、プレーナ構造のｐｎ接合に限定する
ものでは無く、図２３に示されるような、ラテラル構造
のｐｎ接合を熱電変換手段として用いる場合にも実施可
能である。
【０１４８】また、本発明は、熱電変換手段としてｐｎ
接合を用いるものに限定されるものではなく、たとえ
ば、センサ素子周辺回路におけるＭＯＳトランジスタの
ゲート材料として、低抵抗のポリサイド構造やポリメタ
ル構造を用いて、これと同層にてボロメータを形成する
構造においても、その微細加工性や、工程短縮効果によ
る、高感度化および低コスト化の効果を同様に得ること
が可能である。
接合を用いるものに限定されるものではなく、たとえ
ば、センサ素子周辺回路におけるＭＯＳトランジスタの
ゲート材料として、低抵抗のポリサイド構造やポリメタ
ル構造を用いて、これと同層にてボロメータを形成する
構造においても、その微細加工性や、工程短縮効果によ
る、高感度化および低コスト化の効果を同様に得ること
が可能である。
【０１４９】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施可能である。
種々変形して実施可能である。
【０１５０】
【発明の効果】本発明によれば、低コストで高感度の非
冷却赤外線センサを得ることが可能である。
冷却赤外線センサを得ることが可能である。
【図１】 本発明の第１の実施形態に係わる赤外線セン
サの全体構成図。
サの全体構成図。
【図２】 本発明の第１の実施形態に係わる赤外線セン
サの赤外線検出画素の等価回路。
サの赤外線検出画素の等価回路。
【図３】 本発明の第１の実施形態に係わる赤外線セン
サの赤外線検出画素の断面構造と平面構造を説明するた
めの図。
サの赤外線検出画素の断面構造と平面構造を説明するた
めの図。
【図４】 本発明の第１の実施形態に係わる赤外線セン
サのセンサ部を支持するための支持構造、およびセンサ
素子周辺回路に形成されるＭＯＳトランジスタの製造工
程を説明するための工程断面図。
サのセンサ部を支持するための支持構造、およびセンサ
素子周辺回路に形成されるＭＯＳトランジスタの製造工
程を説明するための工程断面図。
【図５】 図４に続く工程断面図。
【図６】 ＣＶＤシリコン窒化膜、ＣＶＤシリコン酸化
膜、および熱酸化によるシリコン酸化膜の１０μｍ帯に
おける吸収を説明するための特性図。
膜、および熱酸化によるシリコン酸化膜の１０μｍ帯に
おける吸収を説明するための特性図。
【図７】 本発明の第１および第２の実施形態に係わる
赤外線センサにおけるセンサ部を支持するための支持構
造、およびセンサ素子周辺回路に形成されるＭＯＳトラ
ンジスタの製造工程を説明するための工程断面図。
赤外線センサにおけるセンサ部を支持するための支持構
造、およびセンサ素子周辺回路に形成されるＭＯＳトラ
ンジスタの製造工程を説明するための工程断面図。
【図８】 図７に続く工程断面図。
【図９】 図８に続く工程断面図。
【図１０】 本発明の第２の実施形態に係わる赤外線セ
ンサの赤外線検出画素の断面構造と平面構造を説明する
ための図。
ンサの赤外線検出画素の断面構造と平面構造を説明する
ための図。
【図１１】 本発明の第３および第４の実施形態に係わ
る赤外線センサにおけるセンサ部を支持するための支持
構造およびセンサ素子周辺回路に形成されるＭＯＳトラ
ンジスタの製造工程を説明するための工程断面図。
る赤外線センサにおけるセンサ部を支持するための支持
構造およびセンサ素子周辺回路に形成されるＭＯＳトラ
ンジスタの製造工程を説明するための工程断面図。
【図１２】 図１１に続く工程断面図。
【図１３】 図１２に続く工程断面図。
【図１４】 本発明の第５の実施形態に係わる赤外線セ
ンサの赤外線検出画素の断面構造と平面構造を説明する
ための図。
ンサの赤外線検出画素の断面構造と平面構造を説明する
ための図。
【図１５】 本発明の第６の実施形態に係わる赤外線セ
ンサの赤外線検出画素の断面構造と平面構造を説明する
ための図。
ンサの赤外線検出画素の断面構造と平面構造を説明する
ための図。
【図１６】 本発明の第５および第６の実施形態に係わ
る赤外線センサにおける、センサ部を支持するための支
持構造およびセンサ素子周辺回路に形成されるＭＯＳト
ランジスタの、中空構造形成前のための製造工程を説明
するための断面構造図。
る赤外線センサにおける、センサ部を支持するための支
持構造およびセンサ素子周辺回路に形成されるＭＯＳト
ランジスタの、中空構造形成前のための製造工程を説明
するための断面構造図。
【図１７】 図１６に続く工程断面図。
【図１８】 図１７に続く工程断面図。
【図１９】 本発明の第７および第８の実施形態に係わ
る赤外線センサにおけるセンサ部を支持するための支持
構造およびセンサ素子周辺回路に形成されるＭＯＳトラ
ンジスタの製造工程を説明するための断面構造図。
る赤外線センサにおけるセンサ部を支持するための支持
構造およびセンサ素子周辺回路に形成されるＭＯＳトラ
ンジスタの製造工程を説明するための断面構造図。
【図２０】 図１９に続く工程断面図。
【図２１】 図２０に続く工程断面図。
【図２２】 従来の赤外線センサにおける赤外線検出画
素の断面構造を説明するための断面図。
素の断面構造を説明するための断面図。
【図２３】 ラテラル型ｐｎ接合を用いた赤外線検出画
素の構造を説明するための斜視図。
素の構造を説明するための斜視図。
【符号の説明】 １…赤外線検出画素 ２…赤外線検出画素アレイ ３…垂直信号線 ４…水平アドレス線 ５…列選択トランジスタ ６…単結晶シリコン支持基板 ７…中空構造 ８…埋め込みシリコン酸化膜層 ９…単結晶シリコン層 １０…センサ部 １１…素子分離シリコン酸化膜 １２…ゲート絶縁膜 １３…ＬＤＤ不純物領域 １３´…ソース・ドレイン不純物領域 １４…シリコン窒化膜 １６…プラグ １７…金属配線 １８…絶縁層（層間絶縁膜） １９…エッチングホール １０１…多結晶シリコン層 １０２…金属膜 １０３…金属シリサイド層 ２０１…シリコン酸化膜層 ２０２…シリコン窒化膜層 ３０１…第２の絶縁膜（シリコン酸化膜等） ３０２…第１の絶縁膜（シリコン窒化膜等） ３０３…第２の絶縁膜（シリコン酸化膜等） ４０１…ボンディングパッド開口部 ４０２…酸化シリコン層 ５０１…反射層 ５０２…絶縁層 ５０３…吸収体層
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/33 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１３Ｚ (72)発明者 真塩 尚哉 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 2G065 AB02 BA02 BA06 BA14 BA34 DA20 4M118 AA01 AA10 AB01 BA06 CA03 CA23 CA32 CA35 EA01 GA10 5C024 AX06 BX04 CX41 CY47 GX08 GY31 GY37 5F110 AA30 BB09 CC02 DD05 DD13 EE01 EE04 EE05 EE09 EE14 EE32 FF02 GG02 GG12 HJ13 HK03 HK05 HK06 HK21 HK40 HL04 HL24 HM15 HM17 NN03 NN23 NN24 NN62 NN65 QQ11 QQ19
Claims (15)
- 【請求項１】 基板上に形成され赤外線を吸収する赤外
線吸収部と、前記基板上に形成され前記赤外線吸収部で
吸収された赤外線による温度変化を電気信号に変換する
熱電変換部と、この熱電変換部を前記基板上に空隙を介
して支持してなり、前記熱電変換部から前記電気信号を
出力する配線を有する支持構造とをそれぞれ有し、前記
基板上に配列されてなる複数の赤外線検出画素と、前記
複数の赤外線検出画素のうち前記電気信号を出力すべき
画素を選択する画素選択手段と、選択された前記赤外線
検出画素から前記電気信号を前記配線を介して出力する
出力手段とを備えた赤外線センサであって、前記画素選
択手段と前記出力手段の少なくとも一つはＭＯＳ型トラ
ンジスタを有する回路から構成され、前記配線は前記Ｍ
ＯＳ型トランジスタのゲートと同層で形成されてなるこ
とを特徴とする赤外線センサ。 - 【請求項２】 前記配線及び前記ゲートは、それぞれ多
結晶シリコン層と金属シリサイド層とを含む積層構造に
より構成されることを特徴とする請求項１記載の赤外線
センサ。 - 【請求項３】 前記配線及び前記ゲートは、それぞれ多
結晶シリコン層と金属層とを含む積層構造により構成さ
れることを特徴とする請求項１記載の赤外線センサ。 - 【請求項４】 前記ＭＯＳ型トランジスタのゲート層の
側壁には側壁絶縁膜が形成され、前記支持構造の前記配
線の側面及び上面を覆って第１の絶縁膜が形成され、こ
の第１の絶縁膜は前記ＭＯＳ型トランジスタの前記側壁
絶縁膜と同層で形成されてなることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれかに記載の赤外線センサ。 - 【請求項５】 基板上に形成され赤外線を吸収する赤外
線吸収部と、前記基板上に形成され前記赤外線吸収部で
吸収された赤外線による温度変化を電気信号に変換する
熱電変換部と、この熱電変換部を前記基板上に空隙を介
して支持してなり、前記熱電変換部から前記電気信号を
出力する配線を有する支持構造とをそれぞれ有し、前記
基板上に配列されてなる複数の赤外線検出画素と、前記
複数の赤外線検出画素のうち前記電気信号を出力すべき
画素を選択する画素選択手段と、選択された前記赤外線
検出画素から前記電気信号を前記配線を介して出力する
出力手段とを備えた赤外線センサであって、前記画素選
択手段と前記出力手段の少なくとも一つはＭＯＳ型トラ
ンジスタを有する回路から構成され、前記ＭＯＳ型トラ
ンジスタのゲート層の側壁には側壁絶縁膜が形成され、
前記支持構造の前記絶縁膜は前記配線の側面及び上面を
覆う第１の絶縁膜を有し、この第１の絶縁膜は前記ＭＯ
Ｓ型トランジスタの前記側壁絶縁膜と同層で形成されて
なることを特徴とする赤外線センサ。 - 【請求項６】 基板上に形成され赤外線を吸収する赤外
線吸収部と、前記基板上に形成され前記赤外線吸収部で
吸収された赤外線による温度変化を電気信号に変換する
熱電変換部と、この熱電変換部を前記基板上に空隙を介
して支持してなり、前記熱電変換部から前記電気信号を
出力する配線を有する支持構造とをそれぞれ有し、前記
基板上に配列されてなる複数の赤外線検出画素と、前記
複数の赤外線検出画素のうち前記電気信号を出力すべき
画素を選択する画素選択手段と、選択された前記赤外線
検出画素から前記電気信号を前記配線を介して出力する
出力手段とを備えた赤外線センサであって、前記支持構
造の前記絶縁膜は前記配線の側面及び上面を覆う第１の
絶縁膜を有し、さらにこの第１の絶縁膜上及び前記配線
下の少なくとも一方の側には当該第１の絶縁膜よりも幅
の狭い第２の絶縁膜を有することを特徴とする赤外線セ
ンサ。 - 【請求項７】 前記第１の絶縁膜は窒化シリコンからな
り、前記第２の絶縁膜は酸化シリコンからなることを特
徴とする請求項６記載の赤外線センサ。 - 【請求項８】 赤外線を吸収する赤外線吸収部とこの赤
外線吸収部で吸収された赤外線による温度変化を電気信
号に変換する熱電変換部とをそれぞれ有する複数の赤外
線検出画素を、基板上に配列して形成する工程と、前記
基板上に導電膜を形成する工程と、この導電膜をパター
ニングし、当該導電膜から第１の導電層パターンを前記
赤外線検出画素の形成領域に形成するとともに、当該導
電膜から第２の導電層パターンを前記赤外線検出画素の
形成領域以外の領域に形成する工程と、前記第１の導電
層パターン下の前記基板の部分をエッチングして、前記
複数の赤外線検出画素それぞれの前記熱電変換部を前記
基板上に空隙を介して支持してなるとともに、前記第１
の導電層パターンを前記赤外線検出画素から前記電気信
号を出力する配線として有する支持構造を形成する工程
と、前記第２の導電層パターンをゲートとしてＭＯＳ型
トランジスタを形成する工程と、このＭＯＳ型トランジ
スタを用いて、前記複数の赤外線検出画素のうち前記電
気信号を出力すべき画素を選択する画素選択手段と、選
択された前記赤外線検出画素から前記電気信号を前記配
線を介して出力する出力手段とを形成する工程とを具備
することを特徴とする赤外線センサの製造方法。 - 【請求項９】 前記導電膜を多結晶シリコン層と金属シ
リサイド層とを含む積層構造により形成し、前記配線及
び前記ゲートを、それぞれ当該多結晶シリコン層と金属
シリサイド層とを含む積層構造により形成することを特
徴とする請求項８記載の赤外線センサの製造方法。 - 【請求項１０】 前記導電膜を多結晶シリコン層と金属
層とを含む積層構造により形成し、前記配線及び前記ゲ
ートを、それぞれ当該多結晶シリコン層と金属層とを含
む積層構造により形成することを特徴とする請求項８記
載の赤外線センサの製造方法。 - 【請求項１１】 前記ＭＯＳ型トランジスタのゲート層
の側壁に側壁絶縁膜を形成する工程と、前記支持構造の
前記配線の側面及び上面を覆って第１の絶縁膜を形成す
る工程とを具備し、この第１の絶縁膜を前記ＭＯＳ型ト
ランジスタの前記側壁絶縁膜と同層で形成することを特
徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の赤外線セ
ンサの製造方法。 - 【請求項１２】 赤外線を吸収する赤外線吸収部とこの
赤外線吸収部で吸収された赤外線による温度変化を電気
信号に変換する熱電変換部とをそれぞれ有する複数の赤
外線検出画素を、基板上に配列して形成する工程と、第
１の導電層パターンを前記赤外線検出画素の形成領域に
形成するとともに、第２の導電層パターンを前記赤外線
検出画素の形成領域以外の領域に形成する工程と、当該
第１の導電層パターン及び第２の導電層パターンの側面
及び上面を覆って第１の絶縁膜を形成する工程と、前記
第１の導電層パターン下の前記基板の部分をエッチング
して、前記複数の赤外線検出画素それぞれの前記熱電変
換部を前記基板上に空隙を介して支持してなるととも
に、前記第１の導電層パターンを前記赤外線検出画素か
ら前記電気信号を出力する配線として有する支持構造を
形成する工程と、前記第１の絶縁膜をエッチングするこ
とにより前記第２の導電層パターンの側壁に側壁絶縁膜
を形成して前記第２の導電層パターンをゲートとするＭ
ＯＳ型トランジスタを形成する工程と、このＭＯＳ型ト
ランジスタを用いて、前記複数の赤外線検出画素のうち
前記電気信号を出力すべき画素を選択する画素選択手段
と、選択された前記赤外線検出画素から前記電気信号を
前記配線を介して出力する出力手段とを形成する工程と
を具備することを特徴とする赤外線センサの製造方法。 - 【請求項１３】 前記基板の前記赤外線検出画素の形成
領域に凹部を形成し、この凹部に素子分離絶縁膜を形成
する工程と、この素子分離絶縁膜上に前記第１の導電層
パターンを形成する工程と、前記第１の絶縁膜上に第２
の絶縁膜を形成する工程と、前記素子分離絶縁膜及び前
記第２の絶縁膜を前記第１の絶縁膜に対して選択的にエ
ッチングして、前記素子分離絶縁膜及び前記第２の絶縁
膜の少なくとも一方を除去するか、若しくはこれらの絶
縁膜の幅を前記第１の絶縁膜の幅よりも狭くする工程と
を具備することを特徴とする請求項１２記載の赤外線セ
ンサの製造方法。 - 【請求項１４】 赤外線を吸収する赤外線吸収部とこの
赤外線吸収部で吸収された赤外線による温度変化を電気
信号に変換する熱電変換部とをそれぞれ有する複数の赤
外線検出画素を、基板上に配列して形成する工程と、前
記基板の前記赤外線検出画素の形成領域に凹部を形成
し、この凹部に素子分離絶縁膜を形成する工程と、この
素子分離絶縁膜上に第１の導電層パターンを形成する工
程と、当該第１の導電層パターンの側面及び上面を覆っ
て第１の絶縁膜を形成する工程と、この第１の絶縁膜上
に第２の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の導電層パ
ターン下の前記基板の部分をエッチングして、前記複数
の赤外線検出画素それぞれの前記熱電変換部を前記基板
上に空隙を介して支持してなるとともに、前記第１の導
電層パターンを前記赤外線検出画素から前記電気信号を
出力する配線として有する支持構造を形成する工程と、
前記素子分離絶縁膜及び前記第２の絶縁膜を前記第１の
絶縁膜に対して選択的にエッチングして、前記素子分離
絶縁膜及び前記第２の絶縁膜の少なくとも一方を除去す
るか、若しくはこれらの絶縁膜の幅を前記第１の絶縁膜
の幅よりも狭くする工程と、前記複数の赤外線検出画素
のうち前記電気信号を出力すべき画素を選択する画素選
択手段と、選択された前記赤外線検出画素から前記電気
信号を前記配線を介して出力する出力手段とを形成する
工程とを具備することを特徴とする赤外線センサの製造
方法。 - 【請求項１５】 前記第１の絶縁膜として窒化シリコン
膜を用い、前記第２の絶縁膜として酸化シリコン膜を用
いることを特徴とする請求項１４記載の赤外線センサの
製造方法。
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