JP2002181627A - Method of manufacturing thermal infrared solid image pickup device, and its structure - Google Patents

Method of manufacturing thermal infrared solid image pickup device, and its structure

Info

Publication number
JP2002181627A
JP2002181627A JP2000380204A JP2000380204A JP2002181627A JP 2002181627 A JP2002181627 A JP 2002181627A JP 2000380204 A JP2000380204 A JP 2000380204A JP 2000380204 A JP2000380204 A JP 2000380204A JP 2002181627 A JP2002181627 A JP 2002181627A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon substrate
wiring layer
layer
infrared
metal layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000380204A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3715886B2 (en
Inventor
Yasuaki Ota
泰昭 太田
Masafumi Ueno
雅史 上野
Junji Nakanishi
淳治 中西
Yasuhiro Ozasayama
泰浩 小笹山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2000380204A priority Critical patent/JP3715886B2/en
Publication of JP2002181627A publication Critical patent/JP2002181627A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3715886B2 publication Critical patent/JP3715886B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal infrared solid image pickup device of high detecting performance, suppressing the dissipation of heat from a thermal infrared detector. SOLUTION: In the thermal infrared solid image pickup device with an infrared detecting part supported on a recessed part formed at a silicon board, by a support leg, a wiring layer is formed of material with high specific resistance so that the heat conductivity of the wiring layer on the support leg is low.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱型赤外線固体撮
像装置の製造方法及びその構造に関し、特に、赤外線検
出部の検出感度を向上させた熱型赤外線固体撮像装置の
製造方法及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a thermal infrared solid-state imaging device and a structure thereof, and more particularly, to a method of manufacturing a thermal infrared solid-state imaging device with improved detection sensitivity of an infrared detecting section and a method of manufacturing the same. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は、OPTO-ELECTRONICS REVIEW Vol.
7, No.4に記載された、全体が100で表される従来構
造の熱型赤外線検出器であり、図7(a)に上面図、図
7(b)にVI−VI方向の断面図を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows an OPTO-ELECTRONICS REVIEW Vol.
FIG. 7A is a top view of a thermal infrared detector having a conventional structure described in No. 4 as a whole, and is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 7B. Is shown.

【0003】熱型赤外線検出器100では、シリコン基
板101上には絶縁膜102が形成されている。また、
シリコン基板101には、凹部103が形成されてい
る。凹部103の上方には、支持脚104と支持脚10
4に支えられた赤外線検出部105が設けられている。
赤外線検出部105には、絶縁膜102に覆われた、シ
リコンからなる赤外線検知膜106が設けられている。
支持脚104の絶縁膜102の上には、タングステンの
配線層109が形成されている。赤外線検知膜106の
上の絶縁膜102はビアホール107が開口され、ビア
ホール107内にも配線層109を延在させることによ
り、赤外線検知膜106と配線層109とが接続されて
いる。更に、配線層109等を600℃以上に昇温する
ことにより、タングステンシリサイドからなるコンタク
ト層110が形成されている。また配線層109は、絶
縁膜102に形成された外部配線112、及びビアホー
ル108内に形成されたコンタクト層110を介してシ
リコン基板101にそれぞれ接続されている。
In the thermal infrared detector 100, an insulating film 102 is formed on a silicon substrate 101. Also,
A concave portion 103 is formed in the silicon substrate 101. The support leg 104 and the support leg 10 are located above the recess 103.
4 is provided with an infrared detector 105 supported by the infrared detector.
The infrared detecting section 105 is provided with an infrared detecting film 106 made of silicon and covered with the insulating film 102.
On the insulating film 102 of the support leg 104, a tungsten wiring layer 109 is formed. A via hole 107 is opened in the insulating film 102 on the infrared detection film 106, and the infrared detection film 106 and the wiring layer 109 are connected by extending the wiring layer 109 also in the via hole 107. Further, the contact layer 110 made of tungsten silicide is formed by raising the temperature of the wiring layer 109 and the like to 600 ° C. or higher. The wiring layer 109 is connected to the silicon substrate 101 via an external wiring 112 formed in the insulating film 102 and a contact layer 110 formed in the via hole 108, respectively.

【0004】図8は、熱型赤外線検出器100が3行×
3列に配置された、全体が200で示される熱型赤外線
固体撮像装置の斜視図である。熱型赤外線固体撮像装置
200では、シリコン基板101上に絶縁膜102が設
けられ、絶縁膜102上に検出器アレイ部120と信号
処理回路部121とが設けられている。
FIG. 8 shows that the thermal infrared detector 100 has three rows.
FIG. 2 is a perspective view of a thermal infrared solid-state imaging device generally denoted by 200 arranged in three rows. In the thermal infrared solid-state imaging device 200, an insulating film 102 is provided on a silicon substrate 101, and a detector array unit 120 and a signal processing circuit unit 121 are provided on the insulating film 102.

【0005】熱型赤外線検出器100の検出性能を向上
させるためには、赤外線検出部105からの熱の散逸を
抑制する必要がある。かかる熱の散逸は、主に支持脚1
04上の配線層109を介して起きる。このため、従
来、配線層109の断面積を小さくし、又は配線長を長
くすることが行なわれてきた。
In order to improve the detection performance of the thermal infrared detector 100, it is necessary to suppress the dissipation of heat from the infrared detector 105. Such heat dissipation is mainly due to the support leg 1
Occurs via the wiring layer 109 on the substrate 04. Therefore, conventionally, the cross-sectional area of the wiring layer 109 has been reduced or the wiring length has been increased.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、配線層109
の断面積を小さくするとエレクトロマイグレーション等
に対する耐性が低下し、また、配線層109の配線長を
長くすると熱型赤外線検出器100の小型化が困難とな
るなど、これらの対策には一定の限界があった。
However, the wiring layer 109
There is a certain limit to these countermeasures, for example, the resistance to electromigration is reduced when the cross-sectional area is reduced, and it is difficult to reduce the size of the thermal infrared detector 100 when the wiring length of the wiring layer 109 is increased. there were.

【0007】一方、金属の熱伝導率はその金属の比抵抗
に反比例する(Weidemann-Franz則)ため、配線層10
9の金属の比抵抗を高くすることにより、配線層109
の熱伝導率を低くし、熱型赤外線検出器100の検出性
能を向上させることが検討されている。しかしながら、
比抵抗が5×10-5Ω・cm以上のような、所望の比抵
抗を有する配線層109の形成は困難であった。
On the other hand, since the thermal conductivity of a metal is inversely proportional to the specific resistance of the metal (Weidemann-Franz law), the wiring layer 10
9 by increasing the specific resistance of the metal of the wiring layer 109.
To reduce the thermal conductivity of the thermal infrared detector 100 and improve the detection performance thereof. However,
It was difficult to form the wiring layer 109 having a desired specific resistance such as a specific resistance of 5 × 10 −5 Ω · cm or more.

【0008】これに対して、発明者らが鋭意研究の結
果、上述のような比抵抗を有するように配線層109を
形成した場合であっても、コンタクト層110を形成す
るために配線層109が熱処理されることにより、配線
層109の比抵抗が小さくなってしまうことがわかっ
た。
On the other hand, as a result of intensive studies by the inventors, even when the wiring layer 109 is formed so as to have the above-described specific resistance, the wiring layer 109 is formed to form the contact layer 110. Has been found that the specific resistance of the wiring layer 109 is reduced by the heat treatment.

【0009】そこで、本発明は、配線層の比抵抗を高く
して、熱型赤外線検出器の検出性能を向上させた熱型赤
外線固体撮像装置を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a thermal infrared solid-state imaging device in which the specific resistance of the wiring layer is increased and the detection performance of the thermal infrared detector is improved.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、シリコン基板
に形成された凹部上に赤外線検出部が支持脚で支持され
た熱型赤外線固体撮像装置の製造方法であって、シリコ
ン基板上の所定の位置に赤外線検知膜を形成する工程
と、該赤外線検知膜を覆うように該シリコン基板上に絶
縁膜を形成する工程と、該シリコン基板上の該絶縁膜に
ビアホールを形成して該ビアホール内に該シリコン基板
の表面を露出させる工程と、該ビアホール内に露出した
該シリコン基板の表面を覆うように金属層を形成し、該
シリコン基板を熱処理して該金属層と該シリコン基板と
の間にコンタクト層を形成する熱処理工程と、該熱処理
工程後に該コンタクト層と該赤外線検知膜とを電気的に
接続する比抵抗の高い高抵抗配線層を形成する配線工程
と、該赤外線検知膜を含む赤外線検出部が、該高抵抗配
線層の形成された支持脚で支持されるように、該赤外線
検知膜の下方の該シリコン基板に凹部を形成する工程と
を含むことを特徴とする熱型赤外線固体撮像装置の製造
方法である。このように、熱処理工程の後に配線層を形
成することにより、比抵抗の高い配線層を形成すること
ができる。この結果、支持脚の配線を通って、赤外線検
出部から外部に散逸する熱量を減らすことが可能とな
り、熱型赤外線検出器の感度を向上させることができ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing a thermal infrared solid-state imaging device in which an infrared detecting section is supported by supporting legs on a concave portion formed in a silicon substrate. Forming an infrared detection film at the position of; forming an insulating film on the silicon substrate so as to cover the infrared detection film; forming a via hole in the insulating film on the silicon substrate; Exposing the surface of the silicon substrate to a surface of the silicon substrate, forming a metal layer so as to cover the surface of the silicon substrate exposed in the via hole, and heat-treating the silicon substrate to form a gap between the metal layer and the silicon substrate. A heat treatment step of forming a contact layer on the substrate, a wiring step of forming a high-resistance wiring layer having a high specific resistance for electrically connecting the contact layer and the infrared detection film after the heat treatment step, and the infrared detection film Forming a concave portion in the silicon substrate below the infrared detecting film so that the infrared detecting section includes the supporting leg formed with the high resistance wiring layer. 3 is a method for manufacturing an infrared solid-state imaging device. In this manner, by forming the wiring layer after the heat treatment step, a wiring layer with high specific resistance can be formed. As a result, it is possible to reduce the amount of heat dissipated from the infrared detection unit to the outside through the wiring of the support leg, and it is possible to improve the sensitivity of the thermal infrared detector.

【0011】また、上記熱処理工程が、上記ビアホール
内に露出した上記シリコン基板の表面を覆い、該シリコ
ン基板と上記赤外線検知膜とを電気的に接続するように
上記金属層を形成し、該金属層と該シリコン基板との間
に上記コンタクト層を形成する工程を含み、上記配線工
程が、該金属層上に、熱処理された該金属層より比抵抗
の高い高抵抗配線層を形成する工程を含むことを特徴と
する製造方法でもある。かかる製造方法を用いることに
より、比抵抗の高い配線層の形成が可能となる。
The heat treatment step covers the surface of the silicon substrate exposed in the via hole, and forms the metal layer so as to electrically connect the silicon substrate and the infrared detecting film. Forming the contact layer between the layer and the silicon substrate, wherein the wiring step includes forming a high-resistance wiring layer having a higher specific resistance than the heat-treated metal layer on the metal layer. It is also a manufacturing method characterized by including. By using such a manufacturing method, a wiring layer having high specific resistance can be formed.

【0012】また、上記熱処理工程が、少なくとも上記
ビアホール内に露出した上記シリコン基板の表面を覆う
金属層を形成し、該金属層と該シリコン基板との間に上
記コンタクト層を形成する工程を含み、該コンタクト層
を残して該金属層を除去した後に、上記配線工程を行う
ことを特徴とする製造方法でもある。かかる製造方法を
用いることにより、更に比抵抗の高い配線層の形成が可
能となる。
Further, the heat treatment step includes a step of forming a metal layer covering at least a surface of the silicon substrate exposed in the via hole, and forming the contact layer between the metal layer and the silicon substrate. After the metal layer is removed while leaving the contact layer, the wiring step is performed. By using such a manufacturing method, a wiring layer having a higher specific resistance can be formed.

【0013】また、上記熱処理工程が、少なくとも上記
ビアホール内に露出した上記シリコン基板の表面を覆う
金属層と、少なくとも該ビアホールを埋め込む中間配線
層とを形成し、該金属層と該シリコン基板との間に上記
コンタクト層を形成する工程を含み、該ビアホール内に
のみ該金属層と該中間配線層が残るように該金属層と該
中間配線層とを除去した後に、上記配線工程を行なうこ
とを特徴とする製造方法でもある。かかる製造方法を用
いることにより、比抵抗の高い配線層の形成が可能とな
る。また、コンタクト層を形成することにより、コンタ
クト抵抗を低くすることも可能となる。
Further, the heat treatment step forms a metal layer covering at least the surface of the silicon substrate exposed in the via hole and an intermediate wiring layer filling at least the via hole. Forming the contact layer in between, and removing the metal layer and the intermediate wiring layer so that the metal layer and the intermediate wiring layer remain only in the via hole, and then performing the wiring step. It is also a characteristic manufacturing method. By using such a manufacturing method, a wiring layer having high specific resistance can be formed. Further, by forming the contact layer, the contact resistance can be reduced.

【0014】更に、上記赤外線検知膜がシリコンからな
り、該赤外線検知膜上の該絶縁膜にビアホールを形成し
て該ビアホール内に該赤外線検知膜の表面を露出させる
工程を含み、上記熱処理工程が、該ビアホール内に露出
した該赤外線検知膜の表面を覆うように上記金属層を形
成し、該金属層と該赤外線検知膜との間にも上記コンタ
クト層を形成する工程を含むものであっても良い。
Further, the infrared detecting film is made of silicon, and a step of forming a via hole in the insulating film on the infrared detecting film to expose a surface of the infrared detecting film in the via hole is included. Forming the metal layer so as to cover the surface of the infrared detection film exposed in the via hole, and forming the contact layer also between the metal layer and the infrared detection film. Is also good.

【0015】上記高抵抗配線層の比抵抗は、5×10-5
Ω・cm以上であることが好ましい。比抵抗を5×10
-5Ω・cm以上とすることにより、配線層を通る熱の散
逸を有効に防止することができ、高感度の熱型赤外線検
出器を得ることができる。
The specific resistance of the high resistance wiring layer is 5 × 10 -5
It is preferably Ω · cm or more. 5 × 10 specific resistance
By setting the resistance to -5 Ω · cm or more, heat dissipation through the wiring layer can be effectively prevented, and a high-sensitivity thermal infrared detector can be obtained.

【0016】上記熱処理工程は、少なくとも上記シリコ
ン基板と上記金属層との界面を600℃以上に加熱し
て、上記コンタクト層を該界面に形成する工程であるこ
とが好ましい。600℃以上の熱処理によりコンタクト
層を形成することにより、シリコン基板と配線層との間
のコンタクト抵抗を大幅に低減することが可能となる。
Preferably, the heat treatment step is a step of heating at least an interface between the silicon substrate and the metal layer to 600 ° C. or higher to form the contact layer at the interface. By forming the contact layer by heat treatment at 600 ° C. or higher, it is possible to greatly reduce the contact resistance between the silicon substrate and the wiring layer.

【0017】上記金属層は、W、Co、Cu、Pt、T
a及びTiからなる群から選択される1の元素を含むこ
とが好ましい。
The metal layer is made of W, Co, Cu, Pt, T
It is preferable to include one element selected from the group consisting of a and Ti.

【0018】上記コンタクト層は、W、Co、Cu、P
t、Ta及びTiからなる群から選択される1の元素を
含む材料のシリサイドを含むことが好ましい。
The contact layer is made of W, Co, Cu, P
It is preferable to include a silicide of a material containing one element selected from the group consisting of t, Ta and Ti.

【0019】また、本発明は、シリコン基板に形成され
た凹部上に赤外線検出部が支持脚で支持された熱型赤外
線固体撮像装置であって、シリコン基板と、該シリコン
基板に設けられた凹部上に、支持脚で支持された赤外線
検出部と、該赤外線検出部に設けられた赤外線検知膜
と、該支持脚上に形成され、該赤外線検知膜と該シリコ
ン基板とを電気的に接続する配線層と、該配線層と該シ
リコン基板との間に形成されたコンタクト層とを含み、
該配線層の熱伝導率が小さくなるように、該配線層が比
抵抗の高い材料を含むことを特徴とする熱型赤外線固体
撮像装置である。かかる熱型赤外線固体撮像装置では、
支持脚上の配線層を通って、赤外線検出部から外部に散
逸する熱量を減らすことが可能となり、熱型赤外線検出
器の感度を向上させることができる。
The present invention is also directed to a thermal infrared solid-state imaging device in which an infrared detecting section is supported by supporting legs on a concave portion formed in a silicon substrate, wherein the silicon substrate and the concave portion provided in the silicon substrate are provided. The infrared detecting section supported by the supporting leg, the infrared detecting film provided on the infrared detecting section, and the infrared detecting film formed on the supporting leg and electrically connecting the infrared detecting film to the silicon substrate. A wiring layer, including a contact layer formed between the wiring layer and the silicon substrate,
A thermal infrared solid-state imaging device, wherein the wiring layer contains a material having a high specific resistance so that the thermal conductivity of the wiring layer is reduced. In such a thermal infrared solid-state imaging device,
It is possible to reduce the amount of heat dissipated from the infrared detection unit to the outside through the wiring layer on the support leg, and it is possible to improve the sensitivity of the thermal infrared detector.

【0020】上記配線層の比抵抗は、5×10-5Ω・c
m以上であることが好ましい。配線層の比抵抗をかかる
値とすることにより、赤外線検出器の検出性能に大きな
影響を与えない程度にまで熱量の散逸を小さくできる。
The specific resistance of the wiring layer is 5 × 10 −5 Ω · c.
m or more. By setting the specific resistance of the wiring layer to such a value, the dissipation of heat can be reduced to such an extent that the detection performance of the infrared detector is not significantly affected.

【0021】上記配線層が、比抵抗が5×10-5Ω・c
mより小さい下層配線層と、比抵抗が5×10-5Ω・c
m以上の上層配線層との積層構造から形成されても良
い。
The wiring layer has a specific resistance of 5 × 10 −5 Ω · c.
m and a lower wiring layer having a specific resistance of 5 × 10 −5 Ω · c
It may be formed from a laminated structure with m or more upper wiring layers.

【0022】上記下層配線層は、W、Co、Cu、P
t、Ta及びTiからなる群から選択される1の元素を
含むことが好ましい。これらの材料は、600℃以上の
熱処理によりシリコンと反応してシリサイド層を形成
し、シリコン基板等と下層配線層とのコンタクト抵抗を
大幅に低減することができる。
The lower wiring layer is made of W, Co, Cu, P
It preferably contains one element selected from the group consisting of t, Ta and Ti. These materials react with silicon by a heat treatment at a temperature of 600 ° C. or more to form a silicide layer, and the contact resistance between a silicon substrate or the like and a lower wiring layer can be significantly reduced.

【0023】また、上記配線層が、上記シリコン基板上
に形成された絶縁膜上に設けられ、更に、上記配線層
が、該シリコン基板の表面が露出するように該絶縁膜に
形成されたビアホールを埋め込むように形成された中間
配線層を含むものでもある。中間配線層を設けることに
より、シリコン基板等と下層配線層とのコンタクト抵抗
を更に低減することができる。この結果、駆動性能、信
頼性の高い熱型赤外線固体撮像装置を得ることができ
る。
Further, the wiring layer is provided on an insulating film formed on the silicon substrate, and the wiring layer is further formed on a via hole formed in the insulating film such that a surface of the silicon substrate is exposed. And an intermediate wiring layer formed so as to be embedded therein. By providing the intermediate wiring layer, the contact resistance between the silicon substrate or the like and the lower wiring layer can be further reduced. As a result, a thermal infrared solid-state imaging device having high driving performance and high reliability can be obtained.

【0024】上記中間配線層は、Si、W、WSi、T
iN、Cuからなる群から選択される1の材料からな
り、その比抵抗が5×10-5Ω・cm以下であることが
好ましい。
The intermediate wiring layer is made of Si, W, WSi, T
It is preferably made of one material selected from the group consisting of iN and Cu, and has a specific resistance of 5 × 10 −5 Ω · cm or less.

【0025】更に、上記赤外線検知膜がシリコンからな
り、該赤外線検知膜と上記配線層との間にも上記コンタ
クト層が形成されても構わない。
Further, the infrared detecting film may be made of silicon, and the contact layer may be formed between the infrared detecting film and the wiring layer.

【0026】上記コンタクト層は、W、Co、Cu、P
t、Ta及びTiからなる群から選択される1の元素を
含む材料のシリサイドを含むことが好ましい。かかる材
料からコンタクト層を形成することにより、シリコン基
板等と配線層との間にコンタクト抵抗を低減することが
できる。
The contact layer is made of W, Co, Cu, P
It is preferable to include a silicide of a material containing one element selected from the group consisting of t, Ta and Ti. By forming the contact layer from such a material, the contact resistance between the silicon substrate or the like and the wiring layer can be reduced.

【0027】上記配線層は、幅が1μm以下であり、厚
みが0.2μm以下である配線層からなることが好まし
い。配線層の寸法をこのようにすることにより、配線層
の断面積を小さくして、更に、赤外線検出部から配線層
を通って散逸する熱量を低減することができる。
It is preferable that the wiring layer has a width of 1 μm or less and a thickness of 0.2 μm or less. By setting the dimensions of the wiring layer in this manner, the cross-sectional area of the wiring layer can be reduced, and the amount of heat dissipated through the wiring layer from the infrared detector can be reduced.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は、全体が5
0で示される、本実施の形態にかかる熱型赤外線検出器
であり、図1(a)に上面図、図1(b)にI−I方向
の断面図を示す。また、図2は、図1の熱型赤外線検出
器の製造工程断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG.
FIG. 1A is a top view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along a line II in FIG. 1B. FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of the thermal infrared detector of FIG.

【0029】熱型赤外線検出器50の製造工程では、ま
ず、図2(a)に示すように、シリコン基板1上に酸化
シリコン等の絶縁膜2が形成される。絶縁膜2は、例え
ば、2回の工程から形成され、その中に、シリコンから
なる赤外線検知膜6が形成される。赤外線検知膜6は、
例えば、単結晶シリコン膜からなり、pn接合ダイオー
ドが形成されている。
In the manufacturing process of the thermal infrared detector 50, first, as shown in FIG. 2A, an insulating film 2 such as silicon oxide is formed on a silicon substrate 1. The insulating film 2 is formed, for example, by two processes, in which an infrared detecting film 6 made of silicon is formed. The infrared detection film 6
For example, a pn junction diode is formed from a single crystal silicon film.

【0030】続いて、一般的な、フォトリソグラフィ工
程、エッチング工程を用いて、絶縁膜2にビアホール7
を形成し、赤外線検知膜6の表面を露出させる。また、
ビアホール8を形成してシリコン基板1の表面を露出さ
せる。
Subsequently, a via hole 7 is formed in the insulating film 2 by using a general photolithography process and an etching process.
Is formed, and the surface of the infrared detecting film 6 is exposed. Also,
Via holes 8 are formed to expose the surface of silicon substrate 1.

【0031】続いて、赤外線検知膜6とシリコン基板
1、赤外線検知膜6と外部配線(図1(a)に符号12
で表示)とを接続する金属層(下層配線層)13を形成
する。金属層13は、例えばチタンからなり、スパッタ
法で形成する。スパッタ法で成膜した直後の金属層13
の比抵抗は、5×10-5Ω・cm以上である。
Subsequently, the infrared detecting film 6 and the silicon substrate 1 and the infrared detecting film 6 and the external wiring (the reference numeral 12 in FIG.
Is formed to form a metal layer (lower wiring layer) 13 for connection with the metal layer (indicated by). The metal layer 13 is made of, for example, titanium and is formed by a sputtering method. Metal layer 13 immediately after being formed by sputtering
Has a specific resistance of 5 × 10 −5 Ω · cm or more.

【0032】なお、金属層13としては、W、Co、C
u、Pt、Ta及びTiからなる群から選択される1の
元素を含む材料を用いることが好ましい。かかる材料に
は、これらの元素を含む材料の窒化膜、シリサイド膜、
及び合金も含まれる。
The metal layer 13 is made of W, Co, C
It is preferable to use a material containing one element selected from the group consisting of u, Pt, Ta and Ti. Such materials include nitride films, silicide films of materials containing these elements,
And alloys.

【0033】次に、図2(b)に示すように、熱処理工
程を行うことにより、シリコン基板1と金属層13との
界面、及び赤外線検知膜6と金属層13との界面に、コ
ンタクト層10を形成する。熱処理工程は、例えば、還
元雰囲気の炉内で、600℃以上の温度で行なわれる。
コンタクト層10は、例えば、金属層13にチタンを用
いた場合にはチタンシリサイドからなる。コンタクト層
10は、W、Co、Cu、Pt、Ta及びTiからなる
群から選択される1の元素を含む材料のシリサイドから
なることが好ましい。かかるコンタクト層10を形成す
ることにより、シリコン基板1と金属層13との間のコ
ンタクト抵抗が小さくなる。なお、かかる熱処理工程を
行うことにより、金属層13の比抵抗は5×10-5Ω・
cmより小さくなる。これは、金属層13の構造的変化
によるものと考えられる。
Next, as shown in FIG. 2B, by performing a heat treatment step, a contact layer is formed on the interface between the silicon substrate 1 and the metal layer 13 and the interface between the infrared detecting film 6 and the metal layer 13. Form 10. The heat treatment step is performed, for example, in a furnace in a reducing atmosphere at a temperature of 600 ° C. or higher.
The contact layer 10 is made of, for example, titanium silicide when titanium is used for the metal layer 13. The contact layer 10 is preferably made of a silicide of a material containing one element selected from the group consisting of W, Co, Cu, Pt, Ta and Ti. By forming such a contact layer 10, the contact resistance between the silicon substrate 1 and the metal layer 13 is reduced. By performing such a heat treatment step, the specific resistance of the metal layer 13 is 5 × 10 −5 Ω ·
cm. This is considered to be due to a structural change of the metal layer 13.

【0034】次に、図2(c)に示すように、金属層1
3の上に配線層(上層配線層)14を形成する。配線層
14は、例えばスパッタ法で形成した窒化チタンからな
り、比抵抗は、5×10-5Ω・cm以上である。配線層
14としては、W、Co、Cu、Pt、Ta及びTiか
らなる群から選択される1の元素を含む材料を用いるこ
とが好ましい。かかる材料には、これらの元素を含む材
料の窒化膜、シリサイド膜、及び合金も含まれる。
Next, as shown in FIG.
A wiring layer (upper wiring layer) 14 is formed on 3. The wiring layer 14 is made of, for example, titanium nitride formed by a sputtering method, and has a specific resistance of 5 × 10 −5 Ω · cm or more. As the wiring layer 14, it is preferable to use a material containing one element selected from the group consisting of W, Co, Cu, Pt, Ta and Ti. Such materials include nitride films, silicide films, and alloys of materials containing these elements.

【0035】次に、図2(d)に示すように、シリコン
基板1の表面を覆うように保護膜11を形成する。保護
膜11は、例えば窒化シリコンからなる。最後に、赤外
線検知膜6の下方のシリコン基板1を選択的にエッチン
グして、凹部3を形成する。これにより、図1(a)
(b)に示すように、支持脚4と、支持脚4に支持され
た赤外線検出部5が、凹部3上に形成された、熱型赤外
線検出器50が完成する。金属層13、配線層14は、
支持脚4上に配置されている。かかる赤外線検出器50
は、図8に示すように、アレイ状に形成されて、熱型赤
外線固体撮像装置となる。
Next, as shown in FIG. 2D, a protective film 11 is formed so as to cover the surface of the silicon substrate 1. The protective film 11 is made of, for example, silicon nitride. Finally, the concave portion 3 is formed by selectively etching the silicon substrate 1 below the infrared detecting film 6. As a result, FIG.
As shown in (b), a thermal infrared detector 50 in which the support leg 4 and the infrared detection unit 5 supported by the support leg 4 are formed on the recess 3 is completed. The metal layer 13 and the wiring layer 14
It is arranged on the support leg 4. Such an infrared detector 50
Are formed in an array as shown in FIG. 8 to form a thermal infrared solid-state imaging device.

【0036】本実施の形態1にかかる熱型赤外線検出器
50では、シリコン基板1と赤外線検知膜6との間、赤
外線検知膜6と外部配線12との間が、金属層13、配
線層14の2層の配線により電気的に接続されている。
例えば、金属層(下層配線層)13を、比抵抗が3.8
×10-5Ω・cm、幅が0.5μm、膜厚が100Åの
チタン層から形成し、配線層(上層配線層)14を、比
抵抗が1.0×10-4Ω・cm、幅が0.5μm、膜厚
が400Åの窒化チタン層から形成した場合、金属層1
3、配線層14からなる配線のシート抵抗は、15.1
Ω/□となる。これに対して、図7に示す従来構造の熱
型赤外線検出器100では、配線層109は、比抵抗が
3.8×10-5Ω・cm、幅が0.5μm、膜厚が50
0Åの窒化チタン層から形成され、シート抵抗は7.6
Ω/□であった。
In the thermal infrared detector 50 according to the first embodiment, the metal layer 13 and the wiring layer 14 are provided between the silicon substrate 1 and the infrared detecting film 6 and between the infrared detecting film 6 and the external wiring 12. Are electrically connected by the two-layer wiring.
For example, when the metal layer (lower wiring layer) 13 has a specific resistance of 3.8
× 10 -5 Ω · cm, a width of 0.5 [mu] m, the film thickness is formed from a titanium layer of 100 Å, a wiring layer (upper wiring layer) 14, the specific resistance is 1.0 × 10 -4 Ω · cm, a width Is formed from a titanium nitride layer having a thickness of 0.5 μm and a thickness of 400 °
3. The sheet resistance of the wiring composed of the wiring layer 14 is 15.1
Ω / □. In contrast, in the thermal infrared detector 100 of the conventional structure shown in FIG. 7, the wiring layer 109, the resistivity is 3.8 × 10 -5 Ω · cm, a width of 0.5 [mu] m, thickness 50
It is formed from a 0 ° titanium nitride layer and has a sheet resistance of 7.6.
Ω / □.

【0037】従って、本実施の形態1にかかる熱型赤外
線検出器50を用いることにより、配線のシート抵抗
を、従来構造の熱型赤外線検出器100の約2倍とする
ことができる。この結果、支持脚4の配線を通って、赤
外線検出部5から外部に散逸する熱量を約1/2に減ら
すことが可能となり、熱型赤外線検出器50の感度を向
上させることができる。
Therefore, by using the thermal infrared detector 50 according to the first embodiment, the sheet resistance of the wiring can be about twice that of the thermal infrared detector 100 having the conventional structure. As a result, the amount of heat dissipated from the infrared detection unit 5 to the outside through the wiring of the support leg 4 can be reduced to about 1 /, and the sensitivity of the thermal infrared detector 50 can be improved.

【0038】実施の形態2.図3は、全体が60で示さ
れる、本実施の形態にかかる熱型赤外線検出器であり、
図3(a)に上面図、図3(b)にII−II方向の断面図
を示す。また、図4は、図3の熱型赤外線検出器60の
製造工程断面図である。図中、図1、2と同一符号は、
同一又は相当箇所を示す。
Embodiment 2 FIG. 3 shows a thermal infrared detector according to the present embodiment, which is indicated as a whole by 60;
FIG. 3A is a top view, and FIG. 3B is a cross-sectional view in the II-II direction. FIG. 4 is a sectional view showing a manufacturing process of the thermal infrared detector 60 of FIG. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS.
Indicates the same or equivalent parts.

【0039】熱型赤外線検出器60の製造工程では、ま
ず、図4(a)に示すように、実施の形態1と同様の工
程でシリコン基板1上に金属層13、コンタクト層10
等を形成する。
In the manufacturing process of the thermal infrared detector 60, first, as shown in FIG. 4A, the metal layer 13 and the contact layer 10 are formed on the silicon substrate 1 in the same process as in the first embodiment.
Etc. are formed.

【0040】次に、図4(b)に示すように、例えばウ
エットエッチング法を用いて、金属層13を選択的にエ
ッチングし、ビアホール7、8の底面にコンタクト層1
0を残す。
Next, as shown in FIG. 4B, the metal layer 13 is selectively etched using, for example, a wet etching method, and the contact layer 1 is formed on the bottom surfaces of the via holes 7 and 8.
Leave 0.

【0041】次に、図4(c)に示すように、例えば窒
化チタンからなる配線層14をスパッタ法を用いて形成
する。配線層14の比抵抗は5×10-5Ω・cm以上で
ある。
Next, as shown in FIG. 4C, a wiring layer 14 made of, for example, titanium nitride is formed by a sputtering method. The specific resistance of the wiring layer 14 is 5 × 10 −5 Ω · cm or more.

【0042】次に、図4(d)に示すように、シリコン
基板1の表面を覆うように、例えば窒化シリコンからな
る保護膜11を形成する。最後に、赤外線検知膜6の下
方のシリコン基板1を選択的にエッチングして、凹部3
を形成し、熱型赤外線検出器60が完成する。
Next, as shown in FIG. 4D, a protective film 11 made of, for example, silicon nitride is formed so as to cover the surface of the silicon substrate 1. Finally, the silicon substrate 1 under the infrared detecting film 6 is selectively etched to
Is formed, and the thermal infrared detector 60 is completed.

【0043】本実施の形態2にかかる熱型赤外線検出器
60では、シリコン基板1と赤外線検知膜6との間、赤
外線検知膜6と外部配線12との間が、配線層14のみ
により電気的に接続されている。
In the thermal infrared detector 60 according to the second embodiment, the electrical connection between the silicon substrate 1 and the infrared detecting film 6 and the electrical connection between the infrared detecting film 6 and the external wiring 12 are made only by the wiring layer 14. It is connected to the.

【0044】例えば、配線層14を、比抵抗が1.0×
10-4Ω・cm、幅が0.5μm、膜厚が500Åの窒
化チタン層から形成した場合、配線層14のシート抵抗
は、20.0Ω/□となる。これに対して、図7に示す
従来構造の熱型赤外線検出器100では、配線層109
のシート抵抗は7.6Ω/□であった。
For example, when the wiring layer 14 has a specific resistance of 1.0 ×
When formed from a titanium nitride layer having a thickness of 10 −4 Ω · cm, a width of 0.5 μm, and a thickness of 500 °, the sheet resistance of the wiring layer 14 is 20.0 Ω / □. On the other hand, in the thermal infrared detector 100 having the conventional structure shown in FIG.
Had a sheet resistance of 7.6 Ω / □.

【0045】従って、本実施の形態2にかかる熱型赤外
線検出器60を用いることにより、配線のシート抵抗
を、従来構造の熱型赤外線検出器100の約2.6倍と
することができ、この結果、赤外線検出部5から外部に
散逸する熱量を従来の約1/3に減らすことが可能とな
り、熱型赤外線検出器60の感度を向上させることがで
きる。
Therefore, by using the thermal infrared detector 60 according to the second embodiment, the sheet resistance of the wiring can be increased to about 2.6 times that of the thermal infrared detector 100 having the conventional structure. As a result, the amount of heat dissipated from the infrared detection unit 5 to the outside can be reduced to about 1/3 of the conventional amount, and the sensitivity of the thermal infrared detector 60 can be improved.

【0046】実施の形態3.図5は、全体が70で示さ
れる、本実施の形態にかかる熱型赤外線検出器であり、
図5(a)に上面図、図5(b)にIII−III方向の断面
図を示す。また、図6は、図5の熱型赤外線検出器70
の製造工程断面図である。図中、図1、2と同一符号
は、同一又は相当箇所を示す。
Embodiment 3 FIG. 5 shows a thermal infrared detector according to the present embodiment, which is indicated as a whole by 70.
FIG. 5A is a top view, and FIG. 5B is a cross-sectional view in the III-III direction. FIG. 6 shows the thermal infrared detector 70 of FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a manufacturing process. In the drawings, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 indicate the same or corresponding parts.

【0047】熱型赤外線検出器70の製造工程では、ま
ず、図6(a)に示すように、実施の形態1と同様の工
程でシリコン基板1上に金属層13、コンタクト層10
等を形成する。
In the manufacturing process of the thermal infrared detector 70, first, as shown in FIG. 6A, the metal layer 13 and the contact layer 10 are formed on the silicon substrate 1 in the same process as in the first embodiment.
Etc. are formed.

【0048】次に、図6(b)に示すように、ビアホー
ル7、8を埋め込むように、中間配線層15を形成す
る。中間配線層15は、例えばCVD法で形成されたタ
ングステンからなり、その比抵抗は5×10-5Ω・cm
以下である。なお、中間配線層は、Si、W、WSi、
TiN、Cuからなる群から選択される1の材料から形
成されることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 6B, an intermediate wiring layer 15 is formed so as to fill the via holes 7 and 8. The intermediate wiring layer 15 is made of, for example, tungsten formed by a CVD method, and has a specific resistance of 5 × 10 −5 Ω · cm.
It is as follows. The intermediate wiring layer is made of Si, W, WSi,
It is preferable to be formed from one material selected from the group consisting of TiN and Cu.

【0049】次に、図6(c)に示すように、例えばド
ライエッチング法により金属層13、中間配線層15を
エッチングして、ビアホール7、8の中にのみ金属層1
3、中間配線層15を残す。
Next, as shown in FIG. 6C, the metal layer 13 and the intermediate wiring layer 15 are etched by, for example, a dry etching method so that the metal layer 1 is formed only in the via holes 7 and 8.
3. The intermediate wiring layer 15 is left.

【0050】次に、図6(d)に示すように、シリコン
基板1と赤外線検知膜6との間、赤外線検知膜6と外部
配線(図5中に符号12で表す)との間を接続するよう
に配線層14を形成する。配線層14は、例えば窒化チ
タンからなる配線層14をスパッタ法を用いて形成す
る。配線層14の比抵抗は5×10-5Ω・cm以上であ
る。続いて、シリコン基板1の表面を覆うように、例え
ば窒化シリコンからなる保護膜11を形成する。最後
に、赤外線検知膜6の下方のシリコン基板1を選択的に
エッチングして、凹部3を形成し、熱型赤外線検出器7
0が完成する。
Next, as shown in FIG. 6D, connection is made between the silicon substrate 1 and the infrared detecting film 6, and between the infrared detecting film 6 and the external wiring (indicated by reference numeral 12 in FIG. 5). The wiring layer 14 is formed as described above. The wiring layer 14 is formed by, for example, forming the wiring layer 14 made of titanium nitride by a sputtering method. The specific resistance of the wiring layer 14 is 5 × 10 −5 Ω · cm or more. Subsequently, a protective film 11 made of, for example, silicon nitride is formed so as to cover the surface of the silicon substrate 1. Finally, the silicon substrate 1 below the infrared detecting film 6 is selectively etched to form the concave portion 3 and the thermal infrared detector 7
0 is completed.

【0051】本実施の形態3にかかる熱型赤外線検出器
70では、シリコン基板1と赤外線検知膜6との間、赤
外線検知膜6と外部配線12との間が、比抵抗が5×1
-5Ω・cm以上の1層の配線層14で電気的に接続さ
れている。このため、配線層14の熱伝導率が小さくな
り、赤外線検出部5からの熱の散逸を減少させ、赤外線
検出器70の感度を向上させることができる。
In the thermal infrared detector 70 according to the third embodiment, the specific resistance is 5 × 1 between the silicon substrate 1 and the infrared detecting film 6 and between the infrared detecting film 6 and the external wiring 12.
It is electrically connected by one wiring layer 14 of 0 -5 Ω · cm or more. For this reason, the thermal conductivity of the wiring layer 14 is reduced, the dissipation of heat from the infrared detector 5 is reduced, and the sensitivity of the infrared detector 70 can be improved.

【0052】また、熱型赤外線検出器70では、ビアホ
ール7、8の中のコンタクト層10と配線層14との間
には、比抵抗が5×10-5Ω・cmより小さい中間配線
層15が形成されている。このため、配線層14とシリ
コン基板1との間のコンタクト抵抗が低減でき、熱型赤
外線検出器70の駆動性能、信頼性が向上する。
In the thermal infrared detector 70, the intermediate wiring layer 15 having a specific resistance of less than 5 × 10 −5 Ω · cm is provided between the contact layer 10 and the wiring layer 14 in the via holes 7 and 8. Are formed. Therefore, the contact resistance between the wiring layer 14 and the silicon substrate 1 can be reduced, and the driving performance and reliability of the thermal infrared detector 70 are improved.

【0053】なお、実施の形態1〜3では、赤外線検知
膜6がシリコンからなるpn接合ダイオードの場合につ
いて説明したが、酸化バナジウム等からなるボロメー
タ、BS(BaSrTiO3)からなる焦電体を用いることも可
能である。このような場合には、赤外線検知膜6の上に
は、配線材料のシリサイド化合物からなるコンタクト層
10は形成されない。
In the first to third embodiments, the case where the infrared detecting film 6 is a pn junction diode made of silicon has been described. However, a bolometer made of vanadium oxide or the like and a pyroelectric body made of BS (BaSrTiO 3 ) are used. It is also possible. In such a case, the contact layer 10 made of the silicide compound of the wiring material is not formed on the infrared detecting film 6.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にかかる熱型赤外線固体撮像装置では、赤外線検知膜に
接続された配線層の熱伝導度が小さくなり、赤外線検知
膜からの熱の散逸を低減して高感度の熱型赤外線固体撮
像装置を得ることができる。
As is clear from the above description, in the thermal infrared solid-state imaging device according to the present invention, the thermal conductivity of the wiring layer connected to the infrared detecting film is reduced, and the heat from the infrared detecting film is reduced. Dissipation can be reduced to obtain a high-sensitivity thermal infrared solid-state imaging device.

【0055】また、コンタクト層の上に比抵抗の小さい
中間配線層を設けることによりコンタクト抵抗を低減し
て、駆動性能、信頼性の高い熱型赤外線固体撮像装置を
得ることができる。
Further, by providing an intermediate wiring layer having a low specific resistance on the contact layer, the contact resistance can be reduced and a thermal infrared solid-state imaging device having high driving performance and high reliability can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1にかかる熱型赤外線検
出器である。
FIG. 1 is a thermal infrared detector according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態1にかかる熱型赤外線検
出器の製造工程断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the thermal infrared detector according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施の形態2にかかる熱型赤外線検
出器である。
FIG. 3 is a thermal infrared detector according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施の形態2にかかる熱型赤外線検
出器の製造工程断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the thermal infrared detector according to the second embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施の形態3にかかる熱型赤外線検
出器である。
FIG. 5 is a thermal infrared detector according to a third embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施の形態3にかかる熱型赤外線検
出器の製造工程断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the thermal infrared detector according to the third embodiment of the present invention.

【図7】 従来の熱型赤外線検出器である。FIG. 7 is a conventional thermal infrared detector.

【図8】 従来の熱型赤外線固体撮像装置である。FIG. 8 shows a conventional thermal infrared solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板、2 絶縁膜、3 凹部、4 支持
脚、5 赤外線検出部、6 赤外線検知膜、7、8 ビ
アホール、10 コンタクト層、11 保護膜、12
外部配線、13 金属層、14 配線層、15 中間配
線層、50、60、70 熱型赤外線検出器。
Reference Signs List 1 silicon substrate, 2 insulating film, 3 concave portion, 4 supporting leg, 5 infrared detecting section, 6 infrared detecting film, 7, 8 via hole, 10 contact layer, 11 protective film, 12
External wiring, 13 metal layer, 14 wiring layer, 15 intermediate wiring layer, 50, 60, 70 Thermal infrared detector.

───────────────────────────────────────────────────── 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) H01L 21/768 H04N 5/33 27/14 H01L 21/88 M 37/02 21/90 C H04N 5/33 27/14 K (72)発明者 中西 淳治 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 小笹山 泰浩 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 2G065 AB02 BA12 BA13 BA14 BA34 BE08 CA13 DA18 2G066 BA04 BA09 BA51 BA55 BB09 CA02 4M118 AA01 AA10 AB01 BA30 CA03 CA32 CB12 CB14 5C024 AX06 CX41 CY47 EX15 5F033 HH07 HH11 HH18 HH19 HH21 HH25 HH27 HH28 HH30 HH32 JJ04 JJ05 JJ06 JJ07 JJ11 JJ18 JJ19 JJ21 JJ25 JJ27 JJ28 JJ30 JJ32 JJ33 JJ34 KK01 KK06 MM05 NN06 PP15 QQ09 QQ37 QQ48 QQ70 QQ73 RR04 RR06 VV00 WW00 WW01 WW02 XX00 XX09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/768 H04N 5/33 27/14 H01L 21/88 M 37/02 21/90 C H04N 5/33 27/14 K (72) Inventor Junji Nakanishi 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Yasuhiro Osasayama 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric In-house F term (reference) 2G065 AB02 BA12 BA13 BA14 BA34 BE08 CA13 DA18 2G066 BA04 BA09 BA51 BA55 BB09 CA02 4M118 AA01 AA10 AB01 BA30 CA03 CA32 CB12 CB14 5C024 AX06 CX41 CY47 EX15 5F033 HH07 HH HH HH HH HH HH HH HH HH JJ05 JJ06 JJ07 JJ11 JJ18 JJ19 JJ21 JJ25 JJ27 JJ28 JJ30 JJ32 JJ33 JJ34 KK01 KK06 MM05 NN06 PP15 QQ09 QQ37 QQ48 QQ70 QQ73 RR04 RR06 VV00 WW00 WW01 WW02 XX00 XX09

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン基板に形成された凹部上に赤外
線検出部が支持脚で支持された熱型赤外線固体撮像装置
の製造方法であって、 シリコン基板上の所定の位置に赤外線検知膜を形成する
工程と、 該赤外線検知膜を覆うように該シリコン基板上に絶縁膜
を形成する工程と、 該シリコン基板上の該絶縁膜にビアホールを形成して該
ビアホール内に該シリコン基板の表面を露出させる工程
と、 該ビアホール内に露出した該シリコン基板の表面を覆う
ように金属層を形成し、該シリコン基板を熱処理して該
金属層と該シリコン基板との間にコンタクト層を形成す
る熱処理工程と、 該熱処理工程後に該コンタクト層と該赤外線検知膜とを
電気的に接続する比抵抗の高い高抵抗配線層を形成する
配線工程と、 該赤外線検知膜を含む赤外線検出部が、該高抵抗配線層
の形成された支持脚で支持されるように、該赤外線検知
膜の下方の該シリコン基板に凹部を形成する工程とを含
むことを特徴とする熱型赤外線固体撮像装置の製造方
法。
1. A method for manufacturing a thermal infrared solid-state imaging device in which an infrared detecting section is supported by supporting legs on a concave portion formed in a silicon substrate, wherein an infrared detecting film is formed at a predetermined position on the silicon substrate. Forming an insulating film on the silicon substrate so as to cover the infrared detection film; forming a via hole in the insulating film on the silicon substrate to expose the surface of the silicon substrate in the via hole Forming a metal layer so as to cover the surface of the silicon substrate exposed in the via hole, and heat-treating the silicon substrate to form a contact layer between the metal layer and the silicon substrate A wiring step of forming a high-resistance wiring layer having a high specific resistance for electrically connecting the contact layer and the infrared detection film after the heat treatment step; and an infrared detection unit including the infrared detection film, Forming a recess in the silicon substrate below the infrared detection film so as to be supported by the support leg on which the high resistance wiring layer is formed. Method.
【請求項2】 上記熱処理工程が、上記ビアホール内に
露出した上記シリコン基板の表面を覆い、該シリコン基
板と上記赤外線検知膜とを電気的に接続するように上記
金属層を形成し、該金属層と該シリコン基板との間に上
記コンタクト層を形成する工程を含み、 上記配線工程が、該金属層上に、熱処理された該金属層
より比抵抗の高い高抵抗配線層を形成する工程を含むこ
とを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
2. The heat treatment step covers the surface of the silicon substrate exposed in the via hole and forms the metal layer so as to electrically connect the silicon substrate and the infrared detection film. Forming the contact layer between the layer and the silicon substrate, wherein the wiring step comprises forming a high-resistance wiring layer having a higher specific resistance than the heat-treated metal layer on the metal layer. The method according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 上記熱処理工程が、少なくとも上記ビア
ホール内に露出した上記シリコン基板の表面を覆う金属
層を形成し、該金属層と該シリコン基板との間に上記コ
ンタクト層を形成する工程を含み、 該コンタクト層を残して該金属層を除去した後に、上記
配線工程を行うことを特徴とする請求項1に記載の製造
方法。
3. The heat treatment step includes a step of forming a metal layer covering at least a surface of the silicon substrate exposed in the via hole, and forming the contact layer between the metal layer and the silicon substrate. 2. The method according to claim 1, wherein the wiring step is performed after removing the metal layer while leaving the contact layer.
【請求項4】 上記熱処理工程が、少なくとも上記ビア
ホール内に露出した上記シリコン基板の表面を覆う金属
層と、少なくとも該ビアホールを埋め込む中間配線層と
を形成し、該金属層と該シリコン基板との間に上記コン
タクト層を形成する工程を含み、 該ビアホール内にのみ該金属層と該中間配線層が残るよ
うに該金属層と該中間配線層とを除去した後に、上記配
線工程を行なうことを特徴とする請求項1に記載の製造
方法。
4. The heat treatment step forms a metal layer covering at least the surface of the silicon substrate exposed in the via hole, and an intermediate wiring layer filling at least the via hole. Forming the contact layer between the metal layer and the intermediate wiring layer such that the metal layer and the intermediate wiring layer remain only in the via hole. The method according to claim 1, wherein:
【請求項5】 更に、上記赤外線検知膜がシリコンから
なり、該赤外線検知膜上の該絶縁膜にビアホールを形成
して該ビアホール内に該赤外線検知膜の表面を露出させ
る工程を含み、 上記熱処理工程が、該ビアホール内に露出した該赤外線
検知膜の表面を覆うように上記金属層を形成し、該金属
層と該赤外線検知膜との間にも上記コンタクト層を形成
する工程を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれ
かに記載の製造方法。
5. The method according to claim 1, further comprising: forming the via hole in the insulating film on the infrared detecting film, exposing a surface of the infrared detecting film in the via hole. Forming the metal layer so as to cover the surface of the infrared detection film exposed in the via hole, and forming the contact layer also between the metal layer and the infrared detection film. The production method according to claim 1, wherein:
【請求項6】 上記高抵抗配線層の比抵抗が、5×10
-5Ω・cm以上であることを特徴とする請求項1〜4の
いずれかに記載の製造方法。
6. The high-resistance wiring layer has a specific resistance of 5 × 10
The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the resistivity is at least -5? Cm.
【請求項7】 上記熱処理工程が、少なくとも上記シリ
コン基板と上記金属層との界面を600℃以上に加熱し
て、上記コンタクト層を該界面に形成する工程であるこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の製造方
法。
7. The method according to claim 1, wherein the heat treatment step is a step of heating at least an interface between the silicon substrate and the metal layer to 600 ° C. or more to form the contact layer at the interface. 5. The production method according to any one of items 1 to 4.
【請求項8】 上記金属層が、W、Co、Cu、Pt、
Ta及びTiからなる群から選択される1の元素を含む
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の製造
方法。
8. The method according to claim 1, wherein the metal layer is made of W, Co, Cu, Pt,
The method according to any one of claims 1 to 4, further comprising one element selected from the group consisting of Ta and Ti.
【請求項9】 上記コンタクト層が、W、Co、Cu、
Pt、Ta及びTiからなる群から選択される1の元素
を含む材料のシリサイドを含むことを特徴とする請求項
1〜4のいずれかに記載の製造方法。
9. The method according to claim 9, wherein the contact layer is formed of W, Co, Cu,
The method according to any one of claims 1 to 4, further comprising a silicide of a material containing one element selected from the group consisting of Pt, Ta, and Ti.
【請求項10】 シリコン基板に形成された凹部上に赤
外線検出部が支持脚で支持された熱型赤外線固体撮像装
置であって、 シリコン基板と、 該シリコン基板に設けられた凹部上に、支持脚で支持さ
れた赤外線検出部と、 該赤外線検出部に設けられた赤外線検知膜と、 該支持脚上に形成され、該赤外線検知膜と該シリコン基
板とを電気的に接続する配線層と、 該配線層と該シリコン基板との間に形成されたコンタク
ト層とを含み、 該配線層の熱伝導率が小さくなるように、該配線層が比
抵抗の高い材料を含むことを特徴とする熱型赤外線固体
撮像装置。
10. A thermal infrared solid-state imaging device in which an infrared detecting section is supported by supporting legs on a concave portion formed in a silicon substrate, comprising: a silicon substrate; and a supporting member mounted on the concave portion provided in the silicon substrate. An infrared detection unit supported by the leg, an infrared detection film provided on the infrared detection unit, a wiring layer formed on the support leg and electrically connecting the infrared detection film and the silicon substrate; A contact layer formed between the wiring layer and the silicon substrate, wherein the wiring layer contains a material having a high specific resistance so that the thermal conductivity of the wiring layer is reduced. Type infrared solid-state imaging device.
【請求項11】 上記配線層の比抵抗が、5×10-5Ω
・cm以上であることを特徴とする請求項10に記載の
熱型赤外線固体撮像装置。
11. The specific resistance of the wiring layer is 5 × 10 −5 Ω.
11. The thermal infrared solid-state imaging device according to claim 10, wherein the temperature is not less than cm.
【請求項12】 上記配線層が、比抵抗が5×10-5Ω
・cmより小さい下層配線層と、比抵抗が5×10-5Ω
・cm以上の上層配線層との積層構造からなることを特
徴とする請求項10に記載の熱型赤外線固体撮像装置。
12. The wiring layer has a specific resistance of 5 × 10 −5 Ω.
・ Lower wiring layer smaller than cm and specific resistance of 5 × 10 −5 Ω
11. The thermal infrared solid-state imaging device according to claim 10, wherein the thermal infrared solid-state imaging device has a laminated structure with an upper wiring layer of at least cm.
【請求項13】 上記下層配線層が、W、Co、Cu、
Pt、Ta及びTiからなる群から選択される1の元素
を含むことを特徴とする請求項12に記載の熱型赤外線
固体撮像装置。
13. The method according to claim 13, wherein the lower wiring layer is formed of W, Co, Cu,
The thermal infrared solid-state imaging device according to claim 12, comprising one element selected from the group consisting of Pt, Ta, and Ti.
【請求項14】 上記配線層が、上記シリコン基板上に
形成された絶縁膜上に設けられ、 更に、上記配線層が、該シリコン基板の表面が露出する
ように該絶縁膜に形成されたビアホールを埋め込むよう
に形成された中間配線層を含むことを特徴とする請求項
10に記載の熱型赤外線固体撮像装置。
14. The via hole formed on the insulating film formed on the silicon substrate, wherein the wiring layer is formed on the insulating film such that the surface of the silicon substrate is exposed. The thermal infrared solid-state imaging device according to claim 10, further comprising an intermediate wiring layer formed so as to embed the pattern.
【請求項15】 上記中間配線層が、Si、W、WS
i、TiN、Cuからなる群から選択される1の材料か
らなり、その比抵抗が5×10-5Ω・cm以下であるこ
とを特徴とする請求項14に記載の熱型赤外線固体撮像
装置。
15. The semiconductor device according to claim 15, wherein the intermediate wiring layer is made of Si, W, WS.
15. The thermal infrared solid-state imaging device according to claim 14, wherein the thermal infrared solid-state imaging device is made of one material selected from the group consisting of i, TiN, and Cu, and has a specific resistance of 5 × 10 −5 Ω · cm or less. .
【請求項16】 更に、上記赤外線検知膜がシリコンか
らなり、該赤外線検知膜と上記配線層との間にも上記コ
ンタクト層が形成されたことを特徴とする請求項10に
記載の熱型赤外線固体撮像装置。
16. The thermal infrared ray according to claim 10, wherein said infrared ray detection film is made of silicon, and said contact layer is also formed between said infrared ray detection film and said wiring layer. Solid-state imaging device.
【請求項17】 上記コンタクト層が、W、Co、C
u、Pt、Ta及びTiからなる群から選択される1の
元素を含む材料のシリサイドを含むことを特徴とする請
求項10又は16に記載の熱型赤外線固体撮像装置。
17. The method according to claim 17, wherein the contact layer is made of W, Co, C
17. The thermal infrared solid-state imaging device according to claim 10, comprising a silicide of a material containing one element selected from the group consisting of u, Pt, Ta, and Ti.
【請求項18】 上記配線層が、幅が1μm以下であ
り、厚みが0.2μm以下である配線層からなることを
特徴とする請求項10に記載の熱型赤外線固体撮像装
置。
18. The thermal infrared solid-state imaging device according to claim 10, wherein the wiring layer has a width of 1 μm or less and a thickness of 0.2 μm or less.
JP2000380204A 2000-12-14 2000-12-14 Manufacturing method and structure of thermal infrared solid-state imaging device Expired - Fee Related JP3715886B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000380204A JP3715886B2 (en) 2000-12-14 2000-12-14 Manufacturing method and structure of thermal infrared solid-state imaging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000380204A JP3715886B2 (en) 2000-12-14 2000-12-14 Manufacturing method and structure of thermal infrared solid-state imaging device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002181627A true JP2002181627A (en) 2002-06-26
JP3715886B2 JP3715886B2 (en) 2005-11-16

Family

ID=18848436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000380204A Expired - Fee Related JP3715886B2 (en) 2000-12-14 2000-12-14 Manufacturing method and structure of thermal infrared solid-state imaging device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3715886B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011096042A1 (en) * 2010-02-02 2011-08-11 株式会社 東芝 Infrared ray imaging element and process for production thereof
JP2012008035A (en) * 2010-06-25 2012-01-12 Seiko Epson Corp Pyroelectric detector, pyroelectric detection device, electronic apparatus
JP2012149893A (en) * 2011-01-17 2012-08-09 Mitsubishi Electric Corp Infrared detector and infrared solid-state imaging device
JP2013134079A (en) * 2011-12-26 2013-07-08 Seiko Epson Corp Terahertz camera and electronic apparatus
JP2015017988A (en) * 2014-07-30 2015-01-29 セイコーエプソン株式会社 Pyroelectric detector, pyroelectric detection device, and electronic apparatus

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011096042A1 (en) * 2010-02-02 2011-08-11 株式会社 東芝 Infrared ray imaging element and process for production thereof
JP5369196B2 (en) * 2010-02-02 2013-12-18 株式会社東芝 Infrared imaging device and manufacturing method thereof
US8749010B2 (en) 2010-02-02 2014-06-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Infrared imaging device and method for manufacturing same
JP2012008035A (en) * 2010-06-25 2012-01-12 Seiko Epson Corp Pyroelectric detector, pyroelectric detection device, electronic apparatus
JP2012149893A (en) * 2011-01-17 2012-08-09 Mitsubishi Electric Corp Infrared detector and infrared solid-state imaging device
JP2013134079A (en) * 2011-12-26 2013-07-08 Seiko Epson Corp Terahertz camera and electronic apparatus
JP2015017988A (en) * 2014-07-30 2015-01-29 セイコーエプソン株式会社 Pyroelectric detector, pyroelectric detection device, and electronic apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP3715886B2 (en) 2005-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3980387B2 (en) Capacitance detection type sensor and manufacturing method thereof
US7196365B2 (en) Solid-state imaging device, solid-state imaging apparatus and methods for manufacturing the same
JP2002107224A (en) Infrared sensor and its manufacturing method
US7276698B2 (en) Thermal-type infra-red ray solid-state image sensor and method of fabricating the same
JP4009832B2 (en) Bolometer type infrared solid-state image sensor
JP2002181627A (en) Method of manufacturing thermal infrared solid image pickup device, and its structure
US4920402A (en) Integrated circuit device
JP2002340684A (en) Manufacturing method of thermal infrared solid-state image sensor, and thermal infrared solid-state image sensor
JP4792799B2 (en) Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
JP3681113B2 (en) Thermal infrared detector array
JP5008580B2 (en) Infrared imaging device manufacturing method and infrared imaging device
JP3476443B2 (en) Manufacturing method of thermal sensor
JP5725875B2 (en) Infrared detector and infrared solid-state image sensor
JP3413653B2 (en) Semiconductor device
JP3064476B2 (en) Semiconductor device
JP4299303B2 (en) Production of heat detection structure
JP3497608B2 (en) Semiconductor device
JP3166153B2 (en) Semiconductor device
WO2012077330A1 (en) Semiconductor device, method for manufacturing same, solid-state imaging device, method for manufacturing same, and electronic information device
JP3039163B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR100290442B1 (en) Thermal Image Semiconductor Device
JP3031689B2 (en) Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same
JPH0618239B2 (en) Semiconductor device
JP2002296117A (en) Image pickup device
JPS5885550A (en) Manufacture of laminated integrated circuit element

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050111

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050310

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050607

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050801

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050823

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050826

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080902

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090902

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090902

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100902

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110902

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110902

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120902

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130902

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees