JP2003294523A - Infrared detector, its manufacturing method and infrared solid imaging device - Google Patents

Infrared detector, its manufacturing method and infrared solid imaging device

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JP2003294523A
JP2003294523A JP2002101491A JP2002101491A JP2003294523A JP 2003294523 A JP2003294523 A JP 2003294523A JP 2002101491 A JP2002101491 A JP 2002101491A JP 2002101491 A JP2002101491 A JP 2002101491A JP 2003294523 A JP2003294523 A JP 2003294523A
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JP
Japan
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film
infrared
umbrella structure
detection
infrared detector
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JP2002101491A
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Inventor
Yasuaki Ota
泰昭 太田
Hirofumi Yagi
宏文 八木
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-cooling type infrared solid imaging device including an infrared detector having high detection sensitivity. <P>SOLUTION: This infrared detector for detecting the temperature change of a detection part by a detection film includes a substrate, the detection part supported by a support leg on the substrate and having the detection film mounted thereon, a first infrared absorption film and a second infrared absorption film mutually arranged approximately in parallel, and a reflecting film for reflecting an infrared ray transmitted through the first infrared absorption film and the second infrared absorption film and allowing the infrared ray to enter the first infrared absorption film and the second infrared absorption film. A first optical distance between the first infrared absorption film and the reflecting film and a second optical distance between the second infrared absorption film and the reflecting film are mutually different. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、赤外線検出器に関
し、赤外線の検出感度を向上させた非冷却の赤外線検出
器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared detector, and more particularly to an uncooled infrared detector having improved infrared detection sensitivity.

【0002】[0002]

【従来の技術】図16は、Ishikawa等による“Performa
nce of 320×240 Uncooled IRFPA with SOI Diode Dete
ctors” SPIE Vol. 4130, p.152-p.159 (2000) に記載
された、従来構造の赤外線固体撮像装置400の斜視図
である。図16に示すように、赤外線固体撮像装置40
0は、シリコン基板301を含む。シリコン基板301
上には、複数の検出器200をマトリックス状に配列し
た検出器アレイ302と、検出器200が出力した電気
信号を処理して外部に出力する信号処理回路部303と
が設けられている。検出器アレイ302に含まれるそれ
ぞれの検出器200と信号処理回路部303とは、配線
層(図示せず)により接続されている。
2. Description of the Related Art FIG. 16 shows "Performa" by Ishikawa et al.
nce of 320 × 240 Uncooled IRFPA with SOI Diode Dete
ctors ”SPIE Vol. 4130, p.152-p.159 (2000), is a perspective view of an infrared solid-state imaging device 400 having a conventional structure. As shown in FIG.
0 includes a silicon substrate 301. Silicon substrate 301
A detector array 302, in which a plurality of detectors 200 are arranged in a matrix, and a signal processing circuit unit 303 that processes the electric signal output by the detector 200 and outputs the processed electric signal to the outside are provided on the top. Each of the detectors 200 included in the detector array 302 and the signal processing circuit unit 303 are connected by a wiring layer (not shown).

【0003】図17は、図16に示す赤外線固体撮像装
置400に含まれる赤外線検出器200を拡大して示し
た上面図である。わかりやすく説明するために、傘構造
部310と酸化シリコン層316は透視して記載してあ
る。また、図18は、図17をD−D方向に見た場合の
断面図である。図17、18に示すように、赤外線検出
器200は、シリコン基板301の上に形成された支持
脚305と、支持脚305によって凹部306上で中空
に保持した検出部307とを含む。検出部307には、
例えばアルミニウムからなる配線層304と、例えばシ
リコンのpn接合ダイオードからなる検知膜308が設
置されている。配線層304は支持脚305にも設けら
れ、信号処理回路部303と検知膜308とを電気的に
接続している。後述するように、配線層304は反射膜
312の役割も兼ねている。また、検出部307上には
傘構造部310が設けられている。傘構造部310は、
例えば窒化チタンからなる吸収膜311と、吸収膜31
1を覆う、例えば酸化シリコンから形成された絶縁膜3
17を含む。
FIG. 17 is an enlarged top view of an infrared detector 200 included in the infrared solid-state image pickup device 400 shown in FIG. For ease of explanation, the umbrella structure 310 and the silicon oxide layer 316 are shown transparently. Further, FIG. 18 is a cross-sectional view when FIG. 17 is viewed in the DD direction. As shown in FIGS. 17 and 18, the infrared detector 200 includes a support leg 305 formed on the silicon substrate 301, and a detection unit 307 held by the support leg 305 in a hollow shape on the recess 306. The detection unit 307 has
A wiring layer 304 made of, for example, aluminum and a detection film 308 made of, for example, a silicon pn junction diode are provided. The wiring layer 304 is also provided on the support leg 305, and electrically connects the signal processing circuit unit 303 and the detection film 308. As will be described later, the wiring layer 304 also serves as the reflection film 312. Further, the umbrella structure unit 310 is provided on the detection unit 307. The umbrella structure 310 is
For example, the absorption film 311 made of titanium nitride and the absorption film 31
Insulating film 3 formed of, for example, silicon oxide, which covers 1
Including 17

【0004】従来の赤外線固体撮像装置400では、撮
像対象となる被写体が発した赤外線は、赤外線検出器2
00の傘構造部310側から入射し、吸収膜311で吸
収される。一方、吸収膜311を透過した赤外線は、傘
構造部310の下方にある反射膜312で反射され、吸
収膜311に裏面から入射して吸収される。吸収膜31
1と反射膜312とは、赤外線が高効率で吸収されるよ
うな構造(以下、「赤外線吸収構造」という。)を形成
している。かかる赤外線吸収構造では、赤外線の波長λ
と、吸収膜311と反射膜312との間の光学距離Lと
の間に、以下の式1のような関係が成り立つ。なお、赤
外線吸収構造の詳細については、後述する。
In the conventional infrared solid-state image pickup device 400, the infrared rays emitted by the object to be imaged are detected by the infrared detector 2.
00 enters from the side of the umbrella structure 310 and is absorbed by the absorption film 311. On the other hand, the infrared light that has passed through the absorption film 311 is reflected by the reflection film 312 below the umbrella structure portion 310, enters the absorption film 311 from the back surface, and is absorbed. Absorption film 31
1 and the reflection film 312 form a structure (hereinafter, referred to as “infrared absorbing structure”) that absorbs infrared rays with high efficiency. In such an infrared absorption structure, the infrared wavelength λ
And the optical distance L between the absorption film 311 and the reflection film 312, the relationship expressed by the following Expression 1 is established. The details of the infrared absorption structure will be described later.

【0005】 L=(m・λ)/4 (式1)[0005]       L = (m · λ) / 4 (Equation 1)

【0006】ここで、mは奇数である。光学距離Lにつ
いて説明すると、屈折率がnの媒質中を通る光の波長
は、真空中の波長の1/nになる。このため、この光が
この媒質中を物理的な距離dだけ進むと、距離n・dを
進むのと同じ位相変化を生じる。即ち、光学距離Lは、
n・dとなる。従って、この赤外線吸収構造では、赤外
線の波長λと、吸収膜311と反射膜312との物理的
な距離dとの間には、以下の式2のような関係が成り立
つ。
Here, m is an odd number. Explaining the optical distance L, the wavelength of light passing through a medium having a refractive index of n is 1 / n of the wavelength in vacuum. Therefore, when this light travels in the medium by the physical distance d, the same phase change as that in the distance n · d occurs. That is, the optical distance L is
n · d. Therefore, in this infrared absorption structure, the relationship represented by the following Expression 2 is established between the wavelength λ of infrared light and the physical distance d between the absorption film 311 and the reflection film 312.

【0007】 d=(m・λ)/(4・n) (式2)[0007]       d = (m · λ) / (4 · n) (Equation 2)

【0008】次に、図19を参照しながら、赤外線吸収
構造の原理について説明する。赤外線検出器200で
は、入射した赤外線に対して反射膜312は固定端とし
て働くため、かかる赤外線は反射膜312を節とした定
在波を形成する。上記式1が成立する場合、この定在波
の腹が、丁度、吸収膜311の位置にくるようになる。
即ち、式1を満たす波長を有する赤外線の振幅は、吸収
膜311の位置において最大となり、吸収膜311で共
鳴吸収される。
Next, the principle of the infrared absorbing structure will be described with reference to FIG. In the infrared detector 200, the reflection film 312 acts as a fixed end with respect to the incident infrared light, so that the infrared light forms a standing wave with the reflection film 312 as a node. When the above Expression 1 is satisfied, the antinode of this standing wave comes to be exactly at the position of the absorption film 311.
That is, the amplitude of the infrared ray having the wavelength satisfying the expression 1 becomes maximum at the position of the absorption film 311, and is absorbed by the absorption film 311.

【0009】反射膜312の赤外線に対する反射率R
は、Hagen-Rubensの関係と呼ばれる次の式3で表され
る。
The reflectance R of the reflecting film 312 with respect to infrared rays
Is expressed by the following Expression 3 called the Hagen-Rubens relationship.

【0010】 R=1−(2ω/(π・σ))1/2 (式3) 但し、ωは赤外線の振動数、σは反射膜の電気伝導率で
ある。
R = 1− (2ω / (π · σ)) 1/2 (Formula 3) where ω is the frequency of infrared rays and σ is the electrical conductivity of the reflective film.

【0011】従来の赤外線固体撮像装置300では、上
記式3の関係に基づき、波長が10μmの赤外線に対す
る反射率Rが0.9以上になるように、反射膜312の
比抵抗を8.3×10−6Ω・cm以下としている。な
お、反射膜312の材料は、式3を満たす材料から任意
に選択できる。
In the conventional infrared solid-state image pickup device 300, the specific resistance of the reflection film 312 is set to 8.3 × so that the reflectance R with respect to infrared rays having a wavelength of 10 μm becomes 0.9 or more based on the relation of the above expression 3. It is set to 10 −6 Ω · cm or less. The material of the reflective film 312 can be arbitrarily selected from the materials satisfying the formula 3.

【0012】また、赤外線に対する吸収膜311の吸収
率が最大となるのは、吸収膜311のシート抵抗が、自
由空間の特性インピーダンス377Ω/□となる場合と
推測されている。従来の赤外線固体撮像装置400で
は、かかる推測を基に、吸収膜311のシート抵抗を設
定している。なお、吸収膜311と反射膜312との間
の層間膜の屈折率nが1より大きい場合は、式1と式2
より、吸収膜311と反射膜312との間の物理的な距
離dは、光学距離Lよりも小さくなる。
It is presumed that the absorption coefficient of the absorption film 311 with respect to infrared rays becomes maximum when the sheet resistance of the absorption film 311 becomes the characteristic impedance of 377Ω / □ in free space. In the conventional infrared solid-state imaging device 400, the sheet resistance of the absorption film 311 is set based on this estimation. When the refractive index n of the interlayer film between the absorption film 311 and the reflection film 312 is larger than 1, the formula 1 and the formula 2
Therefore, the physical distance d between the absorption film 311 and the reflection film 312 is smaller than the optical distance L.

【0013】次に、赤外線検出器200を用いた赤外線
の検出方法について述べる。赤外線固体撮像装置400
の撮像対象となる被写体が発した赤外線が、検出器アレ
イ302内の赤外線検出器200に入射すると、上述の
赤外線吸収構造で赤外線が吸収され、検出部307の温
度が上昇する。かかる温度変化に応じて、検出部307
中の検知膜308の電気特性が変化する。それぞれの検
知膜308の電気特性を信号処理回路部303で読み取
って外部に出力し、被写体の熱画像を得る。
Next, a method of detecting infrared rays using the infrared detector 200 will be described. Infrared solid-state imaging device 400
When the infrared rays emitted by the subject to be imaged enter the infrared detector 200 in the detector array 302, the infrared rays are absorbed by the infrared absorption structure described above, and the temperature of the detection unit 307 rises. In accordance with the temperature change, the detection unit 307
The electrical characteristics of the sensing film 308 therein change. The electrical characteristics of each detection film 308 are read by the signal processing circuit unit 303 and output to the outside to obtain a thermal image of the subject.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、赤外線
固体撮像装置400に含まれる赤外線検出器200で
は、赤外線吸収構造に含まれる吸収膜311と反射膜3
12が、それぞれ1層ずつであるため、赤外線検出器2
00で検出可能な赤外線の波長帯域が狭くなるととも
に、赤外線の吸収効率も低かった。このため、赤外線検
出器200の検出感度が高くできなかった。
However, in the infrared detector 200 included in the infrared solid-state imaging device 400, the absorption film 311 and the reflection film 3 included in the infrared absorption structure are included.
Infrared detector 2 because 12 is one layer each
The wavelength band of infrared rays that can be detected at 00 became narrower, and the absorption efficiency of infrared rays was also low. Therefore, the detection sensitivity of the infrared detector 200 cannot be increased.

【0015】そこで、本発明は、従来より検出感度を高
くした赤外線検出器を含む、非冷却の赤外線固体撮像装
置の提供を目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide an uncooled infrared solid-state image pickup device including an infrared detector whose detection sensitivity is higher than before.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、検出部の温度
変化を検知膜で検出する赤外線検出器であって、基板
と、該基板上に支持脚で支持され、検知膜が設けられた
検出部と、互いに略平行に配置された第1赤外線吸収膜
および第2赤外線吸収膜と、該第1赤外線吸収膜および
該第2赤外線吸収膜を透過した赤外線を反射して、該第
1赤外線吸収膜および該第2赤外線吸収膜に入射させる
反射膜とを含み、該第1赤外線吸収膜と該反射膜との間
の第1光学距離と、該第2赤外線吸収膜と該反射膜との
間の第2光学距離とが、互いに異なることを特徴とする
赤外線検出器である。かかる赤外線検出器では、検出可
能な赤外線の波長を広帯域とすることにより、又は、特
定の波長の赤外線の吸収効率を高めることにより、赤外
線の検出感度を高くできる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an infrared detector for detecting a temperature change of a detection part by a detection film, which is provided with a substrate and a detection film supported by supporting legs on the substrate. The detection unit, the first infrared absorption film and the second infrared absorption film arranged substantially parallel to each other, the infrared light transmitted through the first infrared absorption film and the second infrared absorption film are reflected, and the first infrared light is reflected. A first optical distance between the first infrared absorbing film and the reflecting film, and a second infrared absorbing film and the reflecting film. The second optical distance between the infrared detectors is different from each other. In such an infrared detector, the detection sensitivity of infrared rays can be increased by making the wavelength of infrared rays that can be detected into a wide band or by increasing the absorption efficiency of infrared rays of a specific wavelength.

【0017】上記第1光学距離が、略0.75μm以上
で略1.25μm以下の範囲内にあり、上記第2光学距
離が、略2.0μm以上で略3.5μm以下の範囲内に
あることが好ましい。かかる構造では、検出可能な赤外
線の波長を広帯域とすることにより、赤外線の検出感度
を高くできる。
The first optical distance is approximately 0.75 μm or more and approximately 1.25 μm or less, and the second optical distance is approximately 2.0 μm or more and approximately 3.5 μm or less. It is preferable. In such a structure, the detection sensitivity of infrared rays can be increased by making the wavelength of infrared rays that can be detected into a wide band.

【0018】また、上記第1光学距離と上記第2光学距
離とが、上記赤外線の波長λの、略m/4倍(mは奇
数)であることが好ましい。かかる構造では、特定の波
長の赤外線の吸収効率を高めることにより、赤外線の検
出感度を高くできる。
Further, it is preferable that the first optical distance and the second optical distance are approximately m / 4 times (m is an odd number) times the wavelength λ of the infrared rays. With such a structure, the detection sensitivity of infrared rays can be increased by increasing the absorption efficiency of infrared rays of a specific wavelength.

【0019】好適には、上記第1光学距離が、上記赤外
線の波長λの略1/4倍であり、上記第2光学距離が、
上記赤外線の波長λの略3/4倍である。
Preferably, the first optical distance is approximately ¼ times the wavelength λ of the infrared ray, and the second optical distance is
It is approximately 3/4 times the wavelength λ of the infrared rays.

【0020】上記第1赤外線吸収膜と上記反射膜との
間、および/または上記第2赤外線吸収膜と該反射膜と
の間に、屈折率が略1以上の誘電体膜を設けたものであ
っても良い。傘構造部の厚みを小さくすることにより熱
時定数が短くなり、動きのすばやい被写体の撮影が可能
となる。
A dielectric film having a refractive index of about 1 or more is provided between the first infrared absorbing film and the reflecting film and / or between the second infrared absorbing film and the reflecting film. It may be. By reducing the thickness of the umbrella structure, the thermal time constant is shortened, and it is possible to shoot a fast-moving subject.

【0021】上記第1赤外線吸収膜と、上記第2赤外線
吸収膜との間に、屈折率が略1以上の誘電体膜を設けた
ものであっても良い。同じく、傘構造部の厚みを小さく
することにより熱時定数が短くなり、動きのすばやい被
写体の撮影が可能となる。
A dielectric film having a refractive index of about 1 or more may be provided between the first infrared absorbing film and the second infrared absorbing film. Similarly, by reducing the thickness of the umbrella structure, the thermal time constant is shortened, and it is possible to shoot a fast-moving subject.

【0022】上記誘電体膜は、好適には、酸化シリコ
ン、窒化シリコン、酸化タンタル、およびチタン酸スト
ロンチウムバリウムからなる群から選択される材料から
なる。
The dielectric film is preferably made of a material selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, tantalum oxide, and strontium barium titanate.

【0023】上記第1赤外線吸収膜と上記第2赤外線吸
収膜とが、連続した一の赤外線吸収膜からなるものであ
っても良い。単純な構造で、赤外線の検出感度を向上さ
せることができる。
The first infrared absorbing film and the second infrared absorbing film may be composed of one continuous infrared absorbing film. With a simple structure, infrared detection sensitivity can be improved.

【0024】好適には、上記第1赤外線吸収膜および/
または上記第2赤外線吸収膜の上に、反射防止膜(無反
射膜)が設けられる。赤外線の反射を防止することによ
り、更に赤外線の検出感度を向上させることができる。
Preferably, the first infrared absorption film and / or
Alternatively, an antireflection film (non-reflection film) is provided on the second infrared absorption film. By preventing the reflection of infrared rays, the detection sensitivity of infrared rays can be further improved.

【0025】上記反射防止膜は、第1反射防止膜と、該
第1反射防止膜上に設けられた第2反射防止膜とを含
み、該第2反射防止膜の屈折率が、該第1反射防止膜の
屈折率の略平方根であることが好ましい。
The antireflection film includes a first antireflection film and a second antireflection film provided on the first antireflection film, and the refractive index of the second antireflection film is the first antireflection film. It is preferably approximately the square root of the refractive index of the antireflection film.

【0026】上記検知膜は、上記第1赤外線吸収膜また
は上記第2赤外線吸収膜を兼ねものであっても良い。か
かる機能を兼ね備えることにより、赤外線検出器の構造
を単純化できる。
The detection film may also serve as the first infrared absorption film or the second infrared absorption film. By having such a function, the structure of the infrared detector can be simplified.

【0027】また、本発明は、上記検出部上に設けら
れ、脚部と該脚部で支持された平坦部とを有する第1傘
構造部と、該第1傘構造部上に設けられ、脚部と該脚部
で支持された平坦部とを有する第2傘構造部とを含み、
上記第1赤外線吸収膜が該第1傘構造部に含まれ、上記
第2赤外線吸収膜が該第2傘構造部に含まれることを特
徴とする赤外線検知器でもある。
According to the present invention, the first umbrella structure portion is provided on the detecting portion and has a leg portion and a flat portion supported by the leg portion, and the first umbrella structure portion is provided on the first umbrella structure portion. A second umbrella structure having a leg portion and a flat portion supported by the leg portion;
It is also an infrared detector characterized in that the first infrared absorbing film is included in the first umbrella structure portion and the second infrared absorbing film is included in the second umbrella structure portion.

【0028】また、本発明は、上記検出部上に設けら
れ、脚部と該脚部で支持された平坦部とを有する傘構造
部を含み、上記第1赤外線吸収膜と上記第2赤外線吸収
膜とが、該傘構造部に含まれることを特徴とする赤外線
検知器でもある。
The present invention also includes an umbrella structure portion provided on the detection portion and having a leg portion and a flat portion supported by the leg portion, the first infrared absorbing film and the second infrared absorbing film. It is also an infrared detector characterized in that the film is included in the umbrella structure.

【0029】上記反射膜は、上記検出部を挟んで、上記
傘構造部と反対側に配置されたものであっても良い。
The reflection film may be arranged on the opposite side of the umbrella structure section with the detection section interposed therebetween.

【0030】また、本発明は、検出部の温度変化を検知
膜で検出する赤外線検出器であって、基板と、該基板上
に支持脚で支持され検知膜が設けられた検出部と、該検
出部上に設けられ、脚部と、該脚部で支持され反射膜を
含む平坦部とを有する第1傘構造部と、該第1傘構造部
上に設けられ、脚部と、該脚部で支持され赤外線吸収膜
を含む平坦部とを有する第2傘構造部とを含み、該赤外
線吸収膜を透過した赤外線が、該反射膜に反射されて該
赤外線吸収膜に入射することを特徴とする赤外線検知器
でもある。
Further, the present invention is an infrared detector for detecting a temperature change of a detection part by a detection film, the substrate, the detection part provided with a detection film supported by supporting legs on the substrate, A first umbrella structure part provided on the detection part and having a leg part and a flat part supported by the leg part and including a reflection film; a leg part provided on the first umbrella structure part; A second umbrella structure portion having a flat portion including an infrared absorbing film supported by a portion, and infrared rays transmitted through the infrared absorbing film are reflected by the reflecting film and enter the infrared absorbing film. It is also an infrared detector.

【0031】好適には、上記反射膜と、上記赤外線吸収
膜とが、略平行に対向配置された、面積が略等しい膜か
らなる。
Preferably, the reflection film and the infrared absorption film are films which are arranged substantially parallel to each other and have substantially the same area.

【0032】また、本発明は、上述の赤外線検出器をマ
トリックス状に配置した検出器アレイ部と、該赤外線検
出器と配線層を介して接続され、該赤外線検出器から取
り出された電気信号を処理する信号処理回路部と含むこ
とを特徴とする赤外線固体撮像装置でもある。
Further, according to the present invention, a detector array part in which the above infrared detectors are arranged in a matrix is connected to the infrared detectors via a wiring layer, and an electric signal extracted from the infrared detectors is transmitted. It is also an infrared solid-state imaging device characterized by including a signal processing circuit section for processing.

【0033】また、本発明は、検出部の温度変化を検知
膜で検出する赤外線検出器の製造方法であって、基板を
準備する工程と、該基板上に、配線層と、該配線層に接
続された検知膜とを含む絶縁層を形成する工程と、該絶
縁層上に、第1犠牲層を形成する工程と、該第1犠牲層
に第1孔部を形成し、該絶縁層を露出させる工程と、該
第1孔部を埋め込むように、該第1犠牲層上に、第1傘
部材料層を堆積させる工程と、該第1傘部材料層上に第
2犠牲層を形成する工程と、該第2犠牲層に第2孔部を
形成し、該第1傘部材料層を露出させる工程と、該第2
孔部を埋め込むように、該第2犠牲層上に、第2傘部材
料層を堆積させる工程と、該第1犠牲層と該第2犠牲層
とを除去して、該絶縁層上に設けられ該第1傘部材料層
からなる第1傘構造部と、該第1傘構造部上に設けられ
該第2傘部材料層からなる第2傘構造部とを形成する工
程と、該基板をエッチングして、該配線層を含む支持脚
と、該支持脚に支持され、該検知膜を含み、かつ上部に
該第1傘構造部が設けられた検出部とを形成する工程と
を含むことを特徴とする赤外線検出器の製造方法でもあ
る。かかる製造方法では、傘構造部を有する赤外線検出
器の作製が容易となる。
Further, the present invention is a method of manufacturing an infrared detector for detecting a temperature change of a detection part by a detection film, which comprises a step of preparing a substrate, a wiring layer on the substrate, and a wiring layer on the wiring layer. Forming an insulating layer including the connected sensing film; forming a first sacrificial layer on the insulating layer; forming a first hole in the first sacrificial layer; Exposing, depositing a first umbrella material layer on the first sacrificial layer so as to fill the first hole, and forming a second sacrificial layer on the first umbrella material layer And a step of forming a second hole in the second sacrificial layer to expose the first umbrella material layer,
A step of depositing a second umbrella material layer on the second sacrificial layer so as to fill the hole, and removing the first sacrificial layer and the second sacrificial layer, and then providing the insulating layer on the insulating layer. Forming a first umbrella structure part made of the first umbrella structure material layer and a second umbrella structure part provided on the first umbrella structure part and made of the second umbrella part material layer; and the substrate. To form a support leg including the wiring layer, and a detection portion supported by the support leg, including the detection film, and having the first umbrella structure portion provided on the upper portion thereof. It is also a method for manufacturing an infrared detector. With this manufacturing method, it is easy to manufacture an infrared detector having an umbrella structure.

【0034】好適には、上記第1傘構造部と上記第2傘
構造部が、赤外線吸収膜を含む。
Preferably, the first umbrella structure portion and the second umbrella structure portion include an infrared absorbing film.

【0035】好適には、上記第1傘構造部が反射膜を含
み、上記第2傘構造部が赤外線吸収膜を含むことを特徴
とする製造方法でもある。
Preferably, the manufacturing method is characterized in that the first umbrella structure section includes a reflection film and the second umbrella structure section includes an infrared absorption film.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は、本発明の
実施の形態にかかる赤外線固体撮像装置300の斜視図
である。また、図2は、赤外線固体撮像装置300に含
まれる赤外線検出器100を、A−A方向に見た場合の
断面図である。図1、2中、図16〜18と同一符号
は、同一又は相当箇所を示す。なお、傘構造部310と
吸収膜311とを透視して記載した赤外線検出器100
の上面図(図示せず)は、図17に示す赤外線検出器1
00の上面図と、略同じである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. FIG. 1 is a perspective view of an infrared solid-state imaging device 300 according to the embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 is a cross-sectional view of the infrared detector 100 included in the infrared solid-state imaging device 300 when viewed in the AA direction. 1 and 2, the same reference numerals as those in FIGS. 16 to 18 indicate the same or corresponding portions. In addition, the infrared detector 100 described with the umbrella structure 310 and the absorption film 311 seen through
17 is a top view (not shown) of the infrared detector 1 shown in FIG.
00 is the same as the top view.

【0037】本実施の形態にかかる赤外線固体撮像装置
300では、従来構造の赤外線固体撮像装置400と同
様に、複数の赤外線検出器100が、シリコン基板30
1上にマトリックス状に配列され、配線層304により
信号処理回路部303に接続されている。なお、以下の
実施の形態2〜8で述べる赤外線検出器を用いた赤外線
固体撮像装置の外観も、図1に示す赤外線固体撮像装置
300の外観と略同じである。
In the infrared solid-state imaging device 300 according to the present embodiment, a plurality of infrared detectors 100 are arranged in the silicon substrate 30 as in the conventional infrared solid-state imaging device 400.
1 are arranged in a matrix on the first substrate 1 and are connected to the signal processing circuit unit 303 by the wiring layer 304. The appearance of the infrared solid-state imaging device using the infrared detector described in the following second to eighth embodiments is also substantially the same as that of the infrared solid-state imaging device 300 shown in FIG.

【0038】本実施の形態にかかる赤外線検出器100
は、シリコン基板301を含む。シリコン基板301の
上には、酸化シリコン層316が設けられている。シリ
コン基板301には凹部306が形成され、その上に、
支持脚305により中空に保持された検出部307が設
けられている。支持脚305と検出部307は、酸化シ
リコン層316から形成される。検出部307には、例
えばアルミニウムからなる配線層304と、例えばシリ
コンのpn接合ダイオードからなる検知膜308とが設
置されている。配線層304は支持脚305にも設けら
れ、検知膜308と信号処理回路部303とを電気的に
接続する。配線層304は、反射膜312の役割も兼ね
ている。
Infrared detector 100 according to the present embodiment
Includes a silicon substrate 301. A silicon oxide layer 316 is provided over the silicon substrate 301. A concave portion 306 is formed in the silicon substrate 301, and on the concave portion 306,
A detection unit 307, which is held in the air by the support leg 305, is provided. The support leg 305 and the detection unit 307 are formed of the silicon oxide layer 316. A wiring layer 304 made of, for example, aluminum and a detection film 308 made of, for example, a silicon pn junction diode are provided in the detection unit 307. The wiring layer 304 is also provided on the support leg 305, and electrically connects the detection film 308 and the signal processing circuit unit 303. The wiring layer 304 also serves as the reflection film 312.

【0039】また、検出部307上には傘構造部310
が設けられている。傘構造部310は、例えば窒化チタ
ンからなる吸収膜311と、例えば酸化シリコンから形
成され、吸収膜311を覆う絶縁膜317とを含む。検
出部307上に傘構造部310が設けられ、傘構造部3
10は吸収膜311を含むという点で、赤外線検出器1
00は従来の赤外線検出器200と同じ構造であるが、
2段構造の傘構造部310を設けることにより、反射膜
312からの光学距離の異なる2つの吸収膜311を配
置した点で、従来の赤外線検出器200と異なってい
る。
Further, the umbrella structure portion 310 is provided on the detection portion 307.
Is provided. The umbrella structure portion 310 includes an absorption film 311 made of, for example, titanium nitride, and an insulating film 317 made of, for example, silicon oxide and covering the absorption film 311. The umbrella structure unit 310 is provided on the detection unit 307, and the umbrella structure unit 3 is provided.
Infrared detector 1 includes an absorption film 311.
00 has the same structure as the conventional infrared detector 200,
By providing the umbrella structure portion 310 having a two-stage structure, the infrared ray detector 200 is different from the conventional infrared detector 200 in that two absorption films 311 having different optical distances from the reflection film 312 are arranged.

【0040】本実施の形態にかかる赤外線検検出器10
0では、2段構造の傘構造部310を用いて赤外線の検
出効率を向上させるために、以下に示す2種類の配置が
可能である。
Infrared detector 10 according to the present embodiment
In 0, the following two types of arrangements are possible in order to improve the infrared detection efficiency by using the two-tiered umbrella structure portion 310.

【0041】第1の配置は、傘構造部310に含まれる
検出膜311が吸収する赤外線の波長を広帯域に広げる
ことにより、赤外線の検出効率を向上させるものであ
る。図3は、黒体の赤外線分光放射特性を表すグラフで
あり、横軸が赤外線の波長、縦軸が分光放射率(Spectr
al Radiant Emittance)である。また、図4は、大気中
の赤外線の透過率を表すグラフであり、横軸が赤外線の
波長、縦軸が透過率である。
The first arrangement improves the detection efficiency of infrared rays by broadening the wavelength of infrared rays absorbed by the detection film 311 included in the umbrella structure portion 310 to a wide band. FIG. 3 is a graph showing the infrared spectral emission characteristics of a black body, where the horizontal axis is the infrared wavelength and the vertical axis is the spectral emissivity (Spectr).
al Radiant Emittance). FIG. 4 is a graph showing the transmittance of infrared rays in the atmosphere, where the horizontal axis is the wavelength of infrared rays and the vertical axis is the transmittance.

【0042】図3から、300K近傍の温度の被写体か
ら複写される赤外線は、10μm近傍が最大となるよう
に広がっており、赤外線波長を広帯域で検出することに
より、被写体の検出感度が向上する。また、図4から、
実際に赤外線固体撮像装置300が使用される大気中で
は、被写体から輻射される赤外線のうち、波長が略3〜
5μmの帯域、略8〜14μmの帯域の赤外線の透過率
が高いことがわかる。従って、この2つの帯域の赤外線
を主に検出することにより、被写体の検出感度が向上す
る。
From FIG. 3, the infrared rays copied from the object at a temperature near 300 K are spread so that the maximum is around 10 μm, and the detection sensitivity of the object is improved by detecting the infrared wavelength in a wide band. Also, from FIG.
In the atmosphere where the infrared solid-state imaging device 300 is actually used, among infrared rays radiated from a subject, the wavelength is about 3 to
It can be seen that the infrared ray transmittance is high in the band of 5 μm, approximately 8 to 14 μm. Therefore, the detection sensitivity of the subject is improved by mainly detecting the infrared rays in these two bands.

【0043】即ち、第1の配置では、上述の赤外線吸収
構造の原理から、図2の赤外線検出器100において、
反射膜312から下段の吸収膜311までの光学距離が
略0.75μm〜略1.25μmの範囲内となり、一
方、反射膜312から上段の吸収膜311までの光学距
離が略2.0μm〜略3.5μmの範囲内となるよう
に、2段構造の傘構造部310を形成すればよい。これ
により、波長が略3〜5μmの帯域の赤外線と、波長が
略8〜14μmの帯域の赤外線との吸収効率を向上させ
ることができる。
That is, in the first arrangement, the infrared detector 100 of FIG.
The optical distance from the reflective film 312 to the lower absorption film 311 is in the range of approximately 0.75 μm to approximately 1.25 μm, while the optical distance from the reflective film 312 to the upper absorption film 311 is approximately 2.0 μm to approximately. The umbrella structure portion 310 having a two-stage structure may be formed so that the thickness falls within the range of 3.5 μm. As a result, it is possible to improve the absorption efficiency of infrared rays in the wavelength band of about 3 to 5 μm and infrared rays in the wavelength band of about 8 to 14 μm.

【0044】ここで、反射膜312と吸収膜311の間
の光路上には、反射膜312、吸収膜311を覆う酸化
シリコン層316、絶縁膜317が存在する。このた
め、これらの膜の屈折率を1以上にすることにより、反
射膜312と吸収膜311との間の物理的な距離(実際
の距離)は、光学距離より小さくなり、赤外線検出器1
00の小型化が可能となる。
Here, on the optical path between the reflection film 312 and the absorption film 311, there are the reflection film 312, the silicon oxide layer 316 covering the absorption film 311, and the insulating film 317. Therefore, by setting the refractive index of these films to 1 or more, the physical distance (actual distance) between the reflection film 312 and the absorption film 311 becomes smaller than the optical distance, and the infrared detector 1
00 can be miniaturized.

【0045】第2の配置は、傘構造部310に含まれる
吸収膜311での、特定の波長の赤外線の吸収率を高く
することにより、赤外線の検出効率を向上させるもので
ある。即ち、上述の赤外線吸収構造の原理から、例え
ば、波長が10μmの赤外線の吸収効率を高くする場
合、反射膜312から吸収膜311までの光学距離が略
2.5μmとなるようにすれば、吸収膜311での吸収
効率が最も高くなる。更に、上述の式1から、かかる光
学距離略2.5μmの奇数倍の位置毎に、共鳴吸収が起
きる光学距離が存在する。従って、図2に示すように、
2段の傘構造部310を有する赤外線検出器100にお
いて、例えば、反射膜312から下段の吸収膜311ま
での光学距離が略2.5μmで、かつ反射膜312から
上段の吸収膜311までの光学距離が略7.5μmとな
るように2段の傘構造部310を形成すれば、2つの吸
収膜311により、波長が略10μmの赤外線を高効率
で吸収できる。
The second arrangement is to increase the infrared ray detection efficiency by increasing the absorption rate of the infrared ray having a specific wavelength in the absorption film 311 included in the umbrella structure portion 310. That is, from the principle of the infrared absorption structure described above, for example, in the case of increasing the absorption efficiency of infrared rays having a wavelength of 10 μm, if the optical distance from the reflection film 312 to the absorption film 311 is set to approximately 2.5 μm, the absorption is performed. The absorption efficiency of the film 311 is the highest. Further, from the above formula 1, there is an optical distance at which resonance absorption occurs at each position of an odd multiple of the optical distance of about 2.5 μm. Therefore, as shown in FIG.
In the infrared detector 100 having the two-tier umbrella structure section 310, for example, the optical distance from the reflection film 312 to the lower absorption film 311 is approximately 2.5 μm, and the optical distance from the reflection film 312 to the upper absorption film 311 is reduced. If the two-tiered umbrella structure portion 310 is formed so that the distance is about 7.5 μm, the two absorption films 311 can absorb infrared rays with a wavelength of about 10 μm with high efficiency.

【0046】かかる構造においても、反射膜312と吸
収膜311の間の光路上に、絶縁膜317のような屈折
率が1以上の膜を配置することにより、反射膜312と
吸収膜311との間の物理的な距離を、光学距離より小
さくできる。なお、光路上がすべて真空の場合、具体的
には、反射膜312と吸収膜311との間に、酸化シリ
コン層316、絶縁膜317が存在しない場合(傘構造
部310が絶縁膜などを含まず、吸収膜311だけで構
成されている場合)は、物理的な距離と光学距離が等し
くなることは言うまでもない。
Also in such a structure, by disposing a film having a refractive index of 1 or more such as an insulating film 317 on the optical path between the reflection film 312 and the absorption film 311, the reflection film 312 and the absorption film 311 are separated from each other. The physical distance between them can be smaller than the optical distance. Note that when the optical path is entirely vacuum, specifically, when the silicon oxide layer 316 and the insulating film 317 are not present between the reflective film 312 and the absorption film 311, the umbrella structure portion 310 includes an insulating film and the like. It goes without saying that the physical distance and the optical distance are the same in the case where the absorption film 311 alone is used).

【0047】このように、本実施の形態における赤外線
検出器100を含む赤外線固体撮像装置300では、2
段の傘構造部310を用いて、検出可能な赤外線の波長
を広帯域とすることにより、又は、特定の波長の赤外線
の吸収効率を高めることにより、従来よりも赤外線の検
出感度が高い赤外線検出器100を搭載した赤外線固体
撮像装置300を得ることができる。
As described above, in the infrared solid-state image pickup device 300 including the infrared detector 100 according to the present embodiment, 2
An infrared detector having a higher infrared detection sensitivity than before by using the stepped umbrella structure portion 310 to make the wavelength of the infrared light that can be detected into a wide band or by increasing the absorption efficiency of infrared light of a specific wavelength. An infrared solid-state imaging device 300 equipped with 100 can be obtained.

【0048】本実施の形態では、傘構造部310が2段
の場合について説明したが、傘構造部310を3段以上
にすることも可能である。傘構造部310を3段以上と
することにより、吸収する赤外線の波長を更に広帯域と
することや、特定の波長の赤外線の吸収効率を更に高く
することが可能になる。
In the present embodiment, the case where the umbrella structure portion 310 has two stages has been described, but the umbrella structure portion 310 can have three or more stages. When the umbrella structure portion 310 has three or more stages, it becomes possible to further increase the wavelength of infrared rays to be absorbed and to further increase the absorption efficiency of infrared rays of a specific wavelength.

【0049】次に、図5を参照しながら、本実施の形態
にかかる赤外線固体撮像装置300の製造方法について
説明する。製造方法は、以下の工程1〜6を含む。
Next, with reference to FIG. 5, a method of manufacturing the infrared solid-state imaging device 300 according to the present embodiment will be described. The manufacturing method includes the following steps 1 to 6.

【0050】工程1:図5(a)に示すように、シリコ
ン基板301を準備する、続いて、シリコン基板301
の上に、酸化シリコン層316を堆積させる。更に、酸
化シリコン層316上に検知膜材料を堆積させ、これを
パターニングして検知膜308を形成する。検知膜30
8は、例えばVO等のボロメータ材料や、pn接合ダ
イオードが形成されたシリコンからなる。
Step 1: As shown in FIG. 5A, a silicon substrate 301 is prepared, and subsequently the silicon substrate 301 is prepared.
A silicon oxide layer 316 is deposited thereon. Further, a sensing film material is deposited on the silicon oxide layer 316 and patterned to form a sensing film 308. Detection film 30
8, for example, a bolometer material such as VO X, consisting of silicon pn junction diode is formed.

【0051】工程2:図5(b)に示すように、検知膜
308を覆うように、更に、酸化シリコン層316を堆
積させる。続いて、酸化シリコン層316上に、例えば
アルミニウム層を形成した後に、これをパターニングし
て配線層304を形成する。かかる工程で、赤外線検出
器100の周辺の信号処理回路部303の位置にも、ト
ランジスタ、容量、配線層等を形成する(図1参照)。
更に、配線層304を覆うように、酸化シリコン層31
6を堆積させる。
Step 2: As shown in FIG. 5B, a silicon oxide layer 316 is further deposited so as to cover the detection film 308. Then, after forming, for example, an aluminum layer on the silicon oxide layer 316, this is patterned to form the wiring layer 304. In this step, transistors, capacitors, wiring layers, etc. are formed also in the position of the signal processing circuit unit 303 around the infrared detector 100 (see FIG. 1).
Further, the silicon oxide layer 31 is formed so as to cover the wiring layer 304.
6 is deposited.

【0052】工程3:図5(c)に示すように、酸化シ
リコン層316の所定の位置をエッチングして、エッチ
ング孔309を形成する。エッチング孔309の底面に
は、シリコン基板301を露出させる。続いて、エッチ
ング孔309を埋め込むように、酸化シリコン層316
の上に犠牲層313を堆積させる。犠牲層313は、例
えば、ポリイミドやレジスト材、多結晶シリコンからな
る。これらの材料を犠牲層313に用いることにより、
犠牲層313の表面の平坦性が向上し、傘構造部310
等の多層構造を容易に実現できる。
Step 3: As shown in FIG. 5C, a predetermined position of the silicon oxide layer 316 is etched to form an etching hole 309. The silicon substrate 301 is exposed on the bottom surface of the etching hole 309. Then, the silicon oxide layer 316 is filled so as to fill the etching hole 309.
A sacrificial layer 313 is deposited on top. The sacrificial layer 313 is made of, for example, polyimide, a resist material, or polycrystalline silicon. By using these materials for the sacrificial layer 313,
The flatness of the surface of the sacrificial layer 313 is improved, and the umbrella structure portion 310
It is possible to easily realize a multilayer structure such as.

【0053】工程4:図5(d)に示すように、検知膜
308の上方の犠牲層313を開口する。続いて、プラ
ズマCVD法を用いて、犠牲層313の上に、開口部を
埋めるように絶縁膜317を形成する。絶縁膜317
は、例えば、酸化シリコンや窒化シリコンからなる。続
いて、絶縁層317の上に、例えば窒化チタン膜をスパ
ッタ法で堆積させ、これをパターニングして吸収層31
1を形成する。更に、吸収層311を覆うように絶縁膜
317を堆積させる。最終的に、絶縁膜317は所定の
形状にパターニングされ、下段の傘構造部310を形成
する。以上の工程1〜4は、図16〜18に示す、従来
構造の赤外線検出器200を含む赤外線固体撮像装置4
00の製造方法と同じである。
Step 4: As shown in FIG. 5D, the sacrifice layer 313 above the detection film 308 is opened. Then, an insulating film 317 is formed on the sacrificial layer 313 by plasma CVD so as to fill the opening. Insulation film 317
Is made of, for example, silicon oxide or silicon nitride. Subsequently, a titanium nitride film, for example, is deposited on the insulating layer 317 by a sputtering method, and this is patterned to form the absorbing layer 31.
1 is formed. Further, an insulating film 317 is deposited so as to cover the absorption layer 311. Finally, the insulating film 317 is patterned into a predetermined shape to form the lower umbrella structure portion 310. The above steps 1 to 4 are the infrared solid-state imaging device 4 including the infrared detector 200 having the conventional structure shown in FIGS.
The manufacturing method of No. 00 is the same.

【0054】工程5:図5(e)に示すように、再度、
傘構造部310の上に犠牲層313を堆積し、上述の工
程4と同じ方法で、上段の傘構造部310を形成する。
上段の傘構造部310は、下段の傘構造部310の上面
上に支持される。
Step 5: As shown in FIG.
The sacrificial layer 313 is deposited on the umbrella structure 310, and the upper umbrella structure 310 is formed by the same method as the above-described step 4.
The upper umbrella structure 310 is supported on the upper surface of the lower umbrella structure 310.

【0055】工程6:図5(f)に示すように、隣接す
る傘構造部310の間にある孔から、例えばXeFのよ
うなエッチャントを導入する。これにより、2層の犠牲
層313を除去し、更に、シリコン基板301の一部を
除去する。この結果、シリコン基板301に設けられた
凹部306上に、支持脚305で支持された検出部30
7と、検出部307の上に設けられ2段の傘構造部31
0とを含む赤外線検出器100が完成する。
Step 6: As shown in FIG. 5F, an etchant such as XeF is introduced through the holes between the adjacent umbrella structure portions 310. As a result, the two sacrificial layers 313 are removed, and further a part of the silicon substrate 301 is removed. As a result, the detection unit 30 supported by the support legs 305 is provided on the recess 306 provided in the silicon substrate 301.
7 and the two-tiered umbrella structure 31 provided on the detector 307
The infrared detector 100 including 0 and 0 is completed.

【0056】なお、本実施の形態にかかる赤外線検出器
100において、傘構造部310が絶縁膜317を含ま
ず、吸収膜311および反射膜312だけで構成されて
いてもよい。
In the infrared detector 100 according to this embodiment, the umbrella structure 310 may not include the insulating film 317 and may be composed of only the absorbing film 311 and the reflecting film 312.

【0057】また、上述の製造方法では、検知膜308
の形成後に、信号処理回路部303を形成したが、検知
膜308の形成前に信号処理回路部303を形成しても
よい。前者は、検知膜308がシリコンプロセスに適合
する材料(例えば、SOIウエハのSOI層に形成され
たPN接合ダイオード)からなる場合に用いる製造方法
であり、後者は、検知膜308がシリコンプロセスに適
合しない材料(例えば、酸化バナジウムなどのボロメー
タ材料)からなる場合に用いる製造方法である。
In the manufacturing method described above, the detection film 308 is used.
Although the signal processing circuit unit 303 is formed after forming the above, the signal processing circuit unit 303 may be formed before forming the detection film 308. The former is a manufacturing method used when the sensing film 308 is made of a material compatible with a silicon process (for example, a PN junction diode formed in an SOI layer of an SOI wafer), and the latter is a manufacturing method used when the sensing film 308 is compatible with a silicon process. This is a manufacturing method used when it is made of a material (for example, a bolometer material such as vanadium oxide).

【0058】実施の形態2.図6は、本実施の形態にか
かる赤外線固体撮像装置300に含まれる赤外線検出器
110を拡大した上面図であり、わかりやすく説明する
ために、傘構造部310、吸収膜311、及び反射膜3
12を透視して記載してある。また、図7は、図6の赤
外線検出器110を、B−B方向に見た場合の断面図で
ある。図6、7中、図2と同一符号は、同一又は相当箇
所からなる。
Embodiment 2. FIG. 6 is an enlarged top view of the infrared detector 110 included in the infrared solid-state imaging device 300 according to the present embodiment. For the sake of clarity, the umbrella structure 310, the absorption film 311, and the reflection film 3 are illustrated.
12 is seen through. Further, FIG. 7 is a cross-sectional view of the infrared detector 110 of FIG. 6 when viewed in the BB direction. 6 and 7, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same or corresponding portions.

【0059】本実施の形態にかかる赤外線検出器110
では、実施の形態1にかかる赤外線検出器100と同様
に、シリコン基板301に設けられた凹部306上に、
支持脚305により検出部307が支持されている。ま
た、検出部307の上には、2段の傘構造部310が設
けられている。但し、赤外線検出器100では検出部3
07に設けられていた反射膜312(配線層304を兼
ねる)が、下段の傘構造部310に設けられている点に
おいて、更には、赤外線検出器100では2段の傘構造
部310にそれぞれ設けられていた吸収膜311が、上
段の傘構造部310のみに設けられている点において、
赤外線検出器100と異なった構造となっている。
Infrared detector 110 according to the present embodiment
Then, similarly to the infrared detector 100 according to the first embodiment, on the concave portion 306 provided in the silicon substrate 301,
The detection unit 307 is supported by the support legs 305. Further, a two-tiered umbrella structure section 310 is provided on the detection section 307. However, in the infrared detector 100, the detection unit 3
The reflecting film 312 (which also serves as the wiring layer 304) provided on 07 is provided on the lower umbrella structure 310, and further, in the infrared detector 100, it is provided on the two umbrella structures 310, respectively. In that the absorption film 311 that has been provided is provided only on the upper umbrella structure portion 310,
The structure is different from that of the infrared detector 100.

【0060】即ち、赤外線検出器110では、検出部3
07中の配線層304を検知膜308との接続部分だけ
に残して、配線層304の面積を必要最小限にとどめて
いる。このため、配線層304は反射膜として機能せ
ず、下段の傘構造部310に、別途、反射膜312を設
けている。そして、本実施の形態における赤外線固体撮
像装置300に含まれる赤外線検出器110では、下段
の傘構造部310に設けられた反射膜312と、上段の
傘構造部310に設けられた吸収膜311との面積、大
きさを、同程度としている。
That is, in the infrared detector 110, the detector 3
The wiring layer 304 in 07 is left only in the connection portion with the detection film 308, and the area of the wiring layer 304 is kept to a necessary minimum. Therefore, the wiring layer 304 does not function as a reflection film, and the reflection film 312 is separately provided on the lower umbrella structure portion 310. In the infrared detector 110 included in the infrared solid-state imaging device 300 according to the present embodiment, the reflection film 312 provided on the lower umbrella structure portion 310 and the absorption film 311 provided on the upper umbrella structure portion 310. The area and size of are the same.

【0061】この結果、反射膜312で反射される赤外
線の量が増加し、赤外線吸収構造で吸収できる赤外線の
量が多くなり、赤外線の検出感度が高くなる。また、検
出部307は配線層304を含まないため、検出部30
7の厚みが小さくなり、検出部307の熱容量を小さく
できる。この結果、赤外線検出器110の熱時定数が小
さくなり、すばやい被写体の動きを追跡することができ
る。
As a result, the amount of infrared light reflected by the reflection film 312 increases, the amount of infrared light that can be absorbed by the infrared absorbing structure increases, and the infrared detection sensitivity increases. Further, since the detection unit 307 does not include the wiring layer 304, the detection unit 30
7, the thickness of No. 7 becomes small, and the heat capacity of the detection unit 307 can be made small. As a result, the thermal time constant of the infrared detector 110 becomes smaller, and it is possible to track the movement of the object quickly.

【0062】なお、本実施の形態では、傘構造部310
を2段構造としたが、3段以上とすることも可能であ
る。3段以上とすることにより、吸収膜311を2段以
上配置し、実施の形態1と同様に、吸収する赤外線の波
長を広帯域としたり、特定の波長の赤外線の吸収効率を
高くすることにより、更に、赤外線検出器110の赤外
線の検出感度を高くできる。
In this embodiment, the umbrella structure section 310 is used.
Although it has a two-stage structure, it is also possible to have three or more stages. By having three or more stages, the absorption films 311 are arranged in two or more stages, and like the first embodiment, the wavelength of infrared rays to be absorbed is in a wide band, or the absorption efficiency of infrared rays of a specific wavelength is increased, Further, the infrared detection sensitivity of the infrared detector 110 can be increased.

【0063】次に、本実施の形態かかる赤外線固体撮像
装置300に含まれた赤外線検出器110の製造方法に
ついて、簡単に説明する。かかる製造方法は、以下の点
を除いて、実施の形態1の製造方法と略同様である。
Next, a method of manufacturing the infrared detector 110 included in the infrared solid-state imaging device 300 according to this embodiment will be briefly described. The manufacturing method is substantially the same as the manufacturing method of the first embodiment except for the following points.

【0064】即ち、上述の工程2(図5(b))におい
て、検出部307中の配線層304を検知膜308との
接続部分だけに残して、配線層304の面積を必要最小
限にとどめる。また、工程4(図5(d))において、
絶縁膜317上に、例えばアルミニウムからなる反射膜
312を形成し、反射膜312を備えた下段の傘構造部
310を作製する。
That is, in the above-mentioned step 2 (FIG. 5B), the wiring layer 304 in the detection portion 307 is left only in the connection portion with the detection film 308, and the area of the wiring layer 304 is minimized. . In step 4 (FIG. 5D),
A reflective film 312 made of, for example, aluminum is formed on the insulating film 317, and the lower umbrella structure portion 310 including the reflective film 312 is manufactured.

【0065】なお、かかる製造工程においても、実施の
形態1の製造方法と同様に、検知膜308の形成前に信
号処理回路部303を形成してもよい。また、傘構造部
310を、吸収膜311や反射膜312だけで構成して
もよい。
Also in this manufacturing process, the signal processing circuit portion 303 may be formed before the detection film 308 is formed, as in the manufacturing method of the first embodiment. Further, the umbrella structure portion 310 may be composed of only the absorption film 311 and the reflection film 312.

【0066】実施の形態3.図8は、本実施の形態にか
かる赤外線固体撮像装置300に含まれる赤外線検出器
120の断面図であり、図1のA−A方向に見た場合に
相当する断面図である。図8中、図2と同一符号は、同
一又は相当箇所を示す。
Third Embodiment FIG. 8 is a cross-sectional view of the infrared detector 120 included in the infrared solid-state imaging device 300 according to the present embodiment, which is a cross-sectional view corresponding to the case when seen in the AA direction of FIG. In FIG. 8, the same symbols as those in FIG. 2 indicate the same or corresponding portions.

【0067】本実施の形態にかかる赤外線検出器120
では、シリコン基板301に設けられた凹部306上
に、支持脚305により検出部307が支持されてい
る。支持部307には、配線層304に接続された検知
膜308が設けられている。また、実施の形態2と同様
に、検出部307中に設けられた配線層304の面積
は、必要最小限にとどめられている。
Infrared detector 120 according to the present embodiment
Then, the detection portion 307 is supported by the support leg 305 on the concave portion 306 provided in the silicon substrate 301. A detection film 308 connected to the wiring layer 304 is provided on the support portion 307. Further, as in the second embodiment, the area of the wiring layer 304 provided in the detection unit 307 is kept to a necessary minimum.

【0068】検出部307の上には1段の傘構造部31
0が設けられている。傘構造部310は、下方から順
に、1層の反射膜312と、2層の吸収膜311とを含
んでいる。反射膜312と吸収膜311との間、吸収膜
311と吸収膜311との間には、それぞれ誘電体膜3
14が挟まれている。
Above the detection unit 307, the one-tiered umbrella structure unit 31 is provided.
0 is provided. The umbrella structure portion 310 includes a reflection film 312 of one layer and an absorption film 311 of two layers in this order from the bottom. The dielectric film 3 is provided between the reflection film 312 and the absorption film 311 and between the absorption film 311 and the absorption film 311.
14 is sandwiched.

【0069】赤外線検出器120の、反射膜312と吸
収膜311の配置については、上記実施の形態1と同様
に、2種類の配置が可能である。即ち、第1の配置は、
吸収する赤外線の波長を広帯域とするための配置であ
る。具体的には、反射膜312から下層の吸収膜311
までの光学距離を、略0.75〜略1.25μmとし、
反射膜312から上層の吸収膜311までの光学距離を
略2.0〜略3.5μmとなるようにする。
Regarding the arrangement of the reflection film 312 and the absorption film 311 of the infrared detector 120, two kinds of arrangements are possible as in the first embodiment. That is, the first arrangement is
This is an arrangement for widening the wavelength of infrared rays to be absorbed. Specifically, from the reflection film 312 to the lower absorption film 311
Optical distance to about 0.75 to about 1.25 μm,
The optical distance from the reflection film 312 to the upper absorption film 311 is set to about 2.0 to about 3.5 μm.

【0070】赤外線検出器120では、反射膜312と
吸収膜311、2層の吸収層311の間に誘電体層31
4が設けられている。この場合、反射膜312と吸収膜
311とに挟まれた誘電体膜314の屈折率をn1、膜
厚をd1とし、下方の吸収膜311と上方の吸収膜31
1とに挟まれた誘電体膜の屈折率をn2、膜厚をd2と
すると、以下の式4、式5が成立する。
In the infrared detector 120, the dielectric layer 31 is provided between the reflection film 312 and the absorption film 311, and the two absorption layers 311.
4 are provided. In this case, the dielectric film 314 sandwiched between the reflective film 312 and the absorbing film 311 has a refractive index of n1 and a film thickness of d1, and the lower absorbing film 311 and the upper absorbing film 31.
When the refractive index of the dielectric film sandwiched between 1 and n is n2 and the film thickness is d2, the following equations 4 and 5 are established.

【0071】 0.75μm < n1・d1 < 1.25μm (式4)[0071]       0.75 μm <n1 · d1 <1.25 μm (Equation 4)

【0072】 2.0μm < n1・d1+na・da+n2・d2 < 3.5μm (式5) 但し、naは下方の吸収膜311の屈折率、daは下方
の吸収膜311の膜厚である。
2.0 μm <n1 · d1 + na · da + n2 · d2 <3.5 μm (Equation 5) where na is the refractive index of the lower absorption film 311 and da is the film thickness of the lower absorption film 311.

【0073】第2の配置は、特定の波長の赤外線を強く
吸収するための配置である。具体的には、例えば、波長
が略10μmの赤外線を吸収する場合には、反射膜31
2から吸収膜311までの光学距離を、略2.5μmお
よびその奇数倍となるように配置する。具体的には、以
下の式6、式7を満たすように調整する。
The second arrangement is an arrangement for strongly absorbing infrared rays having a specific wavelength. Specifically, for example, when absorbing infrared rays having a wavelength of about 10 μm, the reflection film 31
The optical distance from 2 to the absorption film 311 is arranged to be approximately 2.5 μm and an odd multiple thereof. Specifically, adjustment is made so as to satisfy the following equations 6 and 7.

【0074】 n1・d1 = 2.5μm (式6)[0074]       n1 · d1 = 2.5 μm (Equation 6)

【0075】 n1・d1+na・da+n2・d2 = 7.5μm (式7)[0075]       n1 · d1 + na · da + n2 · d2 = 7.5 μm (Equation 7)

【0076】ここで、誘電体膜314が、例えば、Ta
、BaSrTiOなどの、高誘電率の材料であ
れば、屈折率n1、n2が大きくなる。このため、式4
〜式7を満たす膜厚d1、d2が薄くなる。この結果、
傘構造部317の厚みを小さくでき、傘構造部310の
熱容量が小さくなる。
Here, the dielectric film 314 is, for example, Ta.
If the material has a high dielectric constant, such as 2 O 5 or BaSrTiO 3 , the refractive indices n1 and n2 are large. Therefore, equation 4
~ The film thicknesses d1 and d2 satisfying Expression 7 are thinned. As a result,
The thickness of the umbrella structure 317 can be reduced, and the heat capacity of the umbrella structure 310 can be reduced.

【0077】このように、本実施の形態にかかる赤外線
検出器120では、検出可能な赤外線の波長を広帯域に
とることにより、又は、特定の波長の赤外線の吸収効率
を向上させることにより、赤外線の検出感度を高くする
ことができる。また、吸収膜311と反射膜312の面
積が同程度となり、反射膜312の面積が従来構造より
も大きくなるため、赤外線の検出感度が高くなる。更
に、傘構造部310が1段となり、かつ、その厚みが小
さくなるため、傘構造部310の熱容量が小さくでき
る。また、検出部307に含まれる配線層304を最小
限とするため、検出部307の熱容量も小さくなる。従
って、赤外線検出器の熱時定数が小さくなり、すばやい
被写体の動きを追跡することができる。
As described above, in the infrared detector 120 according to the present embodiment, the wavelength of the infrared rays that can be detected is set to a wide band, or the absorption efficiency of the infrared rays of a specific wavelength is improved, so that the infrared rays of the infrared rays are detected. The detection sensitivity can be increased. Further, since the areas of the absorption film 311 and the reflection film 312 are about the same, and the area of the reflection film 312 is larger than that of the conventional structure, the infrared detection sensitivity is increased. Further, since the umbrella structure portion 310 has one stage and the thickness thereof is small, the heat capacity of the umbrella structure portion 310 can be reduced. Further, since the wiring layer 304 included in the detection unit 307 is minimized, the heat capacity of the detection unit 307 is also reduced. Therefore, the thermal time constant of the infrared detector becomes small, and the movement of the object can be quickly tracked.

【0078】なお、従来構造のように、配線層304が
反射膜を兼ねる構造とすることにより、傘構造部310
に反射膜312を設けない構造としても構わない。
As in the conventional structure, the structure of the wiring layer 304 also serves as the reflection film, whereby the umbrella structure portion 310 is formed.
Alternatively, the reflective film 312 may not be provided.

【0079】次に、本実施の形態かかる赤外線固体撮像
装置300に含まれた赤外線検出器120の製造方法に
ついて、簡単に説明する。かかる製造方法は、以下の点
を除いて、実施の形態1の製造方法と略同様である。
Next, a method of manufacturing the infrared detector 120 included in the infrared solid-state imaging device 300 according to this embodiment will be briefly described. The manufacturing method is substantially the same as the manufacturing method of the first embodiment except for the following points.

【0080】即ち、上述の工程2(図5(b))におい
て、検出部307中の配線層304を検知膜308との
接続部分だけに残して、配線層304の面積を必要最小
限にとどめる。また、工程4(図5(d))において、
孔部を形成した犠牲層318の上に、反射膜312、誘
電膜314、吸収膜311、誘電膜314、吸収膜31
1を順に形成し、傘構造部310を形成する。傘構造部
310は1段のみであり、続いて、図5(f)の工程を
行うことにより、赤外線検出器120を作製する。
That is, in the above-mentioned step 2 (FIG. 5B), the wiring layer 304 in the detection section 307 is left only at the connection portion with the detection film 308, and the area of the wiring layer 304 is minimized. . In step 4 (FIG. 5D),
The reflection film 312, the dielectric film 314, the absorption film 311, the dielectric film 314, and the absorption film 31 are formed on the sacrificial layer 318 having the holes.
1 is sequentially formed to form the umbrella structure portion 310. The umbrella structure portion 310 has only one stage, and then the infrared detector 120 is manufactured by performing the process of FIG.

【0081】なお、かかる製造工程においても、実施の
形態1の製造方法と同様に、検知膜308の形成前に信
号処理回路部303を形成してもよい。また、傘構造部
310を、吸収膜311、反射膜312、および誘電膜
314だけで構成してもよい。
In this manufacturing process, the signal processing circuit section 303 may be formed before the detection film 308 is formed, as in the manufacturing method of the first embodiment. Further, the umbrella structure portion 310 may be composed of only the absorption film 311, the reflection film 312, and the dielectric film 314.

【0082】実施の形態4.図9は、本実施の形態にか
かる赤外線固体撮像装置300に含まれる赤外線検出器
130の断面図であり、図1のA−A方向に見た場合に
相当する断面図である。図9中、図2と同一符号は、同
一又は相当箇所を示す。
Fourth Embodiment FIG. 9 is a cross-sectional view of the infrared detector 130 included in the infrared solid-state imaging device 300 according to the present embodiment, which is a cross-sectional view corresponding to the AA direction of FIG. 1. 9, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same or corresponding portions.

【0083】本実施の形態にかかる赤外線検出器130
では、シリコン基板301に設けられた凹部306上
に、支持脚305により検出部307が支持されてい
る。支持部307には、配線層304に接続された検知
膜308が設けられている。また、実施の形態2と同様
に、検出部307中に設けられた配線層304の面積
は、必要最小限にとどめられている。
Infrared detector 130 according to the present embodiment
Then, the detection portion 307 is supported by the support leg 305 on the concave portion 306 provided in the silicon substrate 301. A detection film 308 connected to the wiring layer 304 is provided on the support portion 307. Further, as in the second embodiment, the area of the wiring layer 304 provided in the detection unit 307 is kept to a necessary minimum.

【0084】検出部307の上には、3段の傘構造部3
10が設けられている。下段の傘構造部310は反射膜
312を、中段の傘構造部310は2段の吸収膜311
を、上段の傘構造部310は2層の吸収膜311を、そ
れぞれ含んでいる。なお、反射膜312等は、酸化シリ
コン等の絶縁膜317により覆われている。
Above the detection unit 307, the three-tiered umbrella structure unit 3 is provided.
10 are provided. The lower umbrella structure 310 includes a reflective film 312, and the middle umbrella structure 310 includes a second absorption film 311.
The upper umbrella structure portion 310 includes two layers of absorption films 311. The reflective film 312 and the like are covered with an insulating film 317 such as silicon oxide.

【0085】赤外線検出器130の、反射膜312と吸
収膜311の配置については、上記実施の形態1と同様
に、2種類の配置が可能である。即ち、第1の配置は、
吸収する赤外線の波長を広帯域にとるための配置であ
る。具体的には、下段の反射膜312から中段の吸収膜
311までの光学距離が、略0.75μm〜略1.25
μm、下段の反射膜312から上段の吸収膜311まで
の光学距離が、略2.0μm〜略3.5μmとなるよう
にする。更に、本実施の形態においては、中段および上
段の傘構造部317に低まれる吸収膜311を、それぞ
れ2層ずつとすることにより、略3〜略5μmおよび略
8〜略14μmの各波長帯域中において、それぞれ2種
類の波長の赤外線を強く吸収することができる。
Regarding the arrangement of the reflection film 312 and the absorption film 311 of the infrared detector 130, two kinds of arrangements are possible as in the first embodiment. That is, the first arrangement is
This is an arrangement for setting the wavelength of infrared rays to be absorbed into a wide band. Specifically, the optical distance from the lower reflection film 312 to the middle absorption film 311 is about 0.75 μm to about 1.25.
The optical distance from the lower reflection film 312 to the upper absorption film 311 is about 2.0 μm to about 3.5 μm. Further, in the present embodiment, each of the absorption films 311 lowered in the middle and upper umbrella structure portions 317 has two layers, so that each wavelength band of approximately 3 to approximately 5 μm and approximately 8 to approximately 14 μm. Inside, infrared rays of two different wavelengths can be strongly absorbed.

【0086】例えば、下段の反射膜312からの光学距
離がそれぞれ略0.875μmと略1μmである2層の
吸収膜311を有する中段の傘構造部310と、下段の
反射膜312からの光学距離がそれぞれ略2.25μm
と略2.5μmである2層の吸収膜311を有する上段
の傘構造部310とを設けることにより、波長が略3.
5μm、略4μm、略9μm、および略10μmの赤外
線を強く吸収することができる。
For example, the optical distance from the lower reflecting film 312 and the middle umbrella structure 310 having the two-layer absorption film 311 whose optical distances from the lower reflecting film 312 are about 0.875 μm and about 1 μm, respectively. Are approximately 2.25 μm
And the upper umbrella structure portion 310 having the two-layer absorption film 311 having a thickness of about 2.5 μm, the wavelength is about 3.
Infrared rays of 5 μm, approximately 4 μm, approximately 9 μm, and approximately 10 μm can be strongly absorbed.

【0087】図10は、赤外線検出器130の赤外線吸
収構造が吸収する赤外線の波長ごとの強度であり、横軸
が赤外線の波長、縦軸が吸収強度を示す。図10から明
らかなように、赤外線の波長が、略3.5μm、略4μ
m、略9μm、および略10μmの赤外線の吸収強度が
大きくなるとともに、吸収波長は一定の幅を持ってい
る。即ち、より広帯域の赤外線を吸収できることがわか
る。なお、反射膜312と吸収膜311との間の光路上
には、反射膜312と吸収膜311を覆う絶縁膜317
が存在する。このため、絶縁膜317の屈折率を1以上
とすることで、これらの膜の間の物理的な距離を、光学
距離より小さくできる。
FIG. 10 shows the intensity of each infrared ray absorbed by the infrared absorbing structure of the infrared detector 130, the horizontal axis shows the infrared wavelength, and the vertical axis shows the absorption intensity. As is clear from FIG. 10, the infrared wavelengths are about 3.5 μm and about 4 μm.
m, about 9 μm, and about 10 μm, the absorption intensity of infrared rays increases, and the absorption wavelength has a certain width. That is, it can be seen that infrared rays in a wider band can be absorbed. An insulating film 317 that covers the reflection film 312 and the absorption film 311 is provided on the optical path between the reflection film 312 and the absorption film 311.
Exists. Therefore, by setting the refractive index of the insulating film 317 to 1 or more, the physical distance between these films can be made smaller than the optical distance.

【0088】また、第2の配置は、特定の波長の赤外線
を強く吸収するための配置である。例えば、略10μm
の赤外線を吸収する場合は、実施の形態1と同様に、反
射膜312から吸収膜311までの光学距離が、略2.
5μmおよびその奇数倍となるように、傘構造部310
を形成すればよい。更に、本実施の形態では、中段およ
び上段の傘構造部317に含まれる吸収膜311を、そ
れぞれ2層ずつとすることにより、波長が略10μm前
後の広い波長帯域の赤外線を強く吸収することができ
る。
The second arrangement is an arrangement for strongly absorbing infrared rays having a specific wavelength. For example, approximately 10 μm
In the case of absorbing the infrared rays of, the optical distance from the reflection film 312 to the absorption film 311 is approximately 2.
5 μm and an odd multiple thereof, so that the umbrella structure portion 310
Should be formed. Furthermore, in the present embodiment, by forming each of the absorption films 311 included in the middle and upper umbrella structures 317 in two layers, it is possible to strongly absorb infrared rays having a wide wavelength band of about 10 μm. it can.

【0089】例えば、下段の反射膜312からの光学距
離が、それぞれ略2.4μmと略2.6μmの吸収膜3
11を含む中段の傘構造部310と、下段の反射膜31
2からの光学距離が略7.2μmと略7.8μmの吸収
膜311を含む上段の傘構造部310を設ける。これに
より、波長が略9.6μmと略10.4μmの赤外線を
強く吸収することができる。
For example, the absorption film 3 whose optical distances from the lower reflection film 312 are about 2.4 μm and about 2.6 μm, respectively.
Umbrella structure part 310 in the middle tier including 11 and reflective film 31 in the lower tier
An upper umbrella structure portion 310 including an absorption film 311 having an optical distance from 2 of about 7.2 μm and about 7.8 μm is provided. This makes it possible to strongly absorb infrared rays having wavelengths of about 9.6 μm and about 10.4 μm.

【0090】図10に示す吸収スペクトルと同様に、こ
の場合は、波長が略9.6μmと略10.4μmの赤外
線だけが吸収されるのではなく、その波長でピークをも
ち、かつ、ある一定の幅の波長をもつ赤外線が吸収され
る。このため、かかる配置では、より広帯域の赤外線を
吸収することもできる。なお、かかる第2の配置におい
ても、第1の配置と同様に、物理的な距離を光学距離よ
り小さくできる。
Similar to the absorption spectrum shown in FIG. 10, in this case, not only infrared rays having wavelengths of about 9.6 μm and about 10.4 μm are absorbed, but there is a peak at that wavelength and a certain constant value. Infrared rays with a wavelength in the range of are absorbed. Therefore, such an arrangement can also absorb infrared rays in a wider band. Note that also in the second arrangement, the physical distance can be made smaller than the optical distance, as in the first arrangement.

【0091】なお、光路上がすべて真空の場合、即ち、
反射膜312上、および吸収膜311近傍に絶縁膜31
7が存在しない場合(傘構造部310が絶縁膜317を
含まず、吸収膜311だけで構成されている場合)は、
物理的な距離と光学距離が等しくなることは言うまでも
ない。
When the optical path is entirely vacuum, that is,
The insulating film 31 is formed on the reflection film 312 and in the vicinity of the absorption film 311.
7 does not exist (when the umbrella structure portion 310 does not include the insulating film 317 and is configured by only the absorption film 311),
It goes without saying that the physical distance and the optical distance are equal.

【0092】このように、本実施の形態にかかる赤外線
検出器130では、検出可能な赤外線の波長を広帯域に
とることにより、又は、特定の波長の赤外線の吸収効率
を向上させることにより、赤外線の検出感度を高くする
ことができる。また、吸収膜311と反射膜312の面
積、大きさが同程度となり、反射膜312の面積が従来
構造よりも大きくなるため、赤外線の検出感度が高くな
る。
As described above, in the infrared detector 130 according to the present embodiment, the wavelength of infrared rays that can be detected is set in a wide band, or the absorption efficiency of infrared rays of a specific wavelength is improved, so that The detection sensitivity can be increased. Further, since the area and size of the absorption film 311 and the reflection film 312 are substantially the same and the area of the reflection film 312 is larger than that of the conventional structure, the infrared detection sensitivity is increased.

【0093】また、吸収膜311と吸収膜311との間
に誘電体膜314を設けることにより、傘構造部310
の熱容量を低減し、赤外線検出器130の熱時定数を低
減できる。
Further, by providing the dielectric film 314 between the absorption films 311 and 311, the umbrella structure portion 310 is provided.
The heat capacity of the infrared detector 130 can be reduced, and the thermal time constant of the infrared detector 130 can be reduced.

【0094】また、吸収膜311と反射膜312との間
に誘電体膜314を設けることにより、下段と中段の傘
構造部310を1段の傘構造部310に集約し、傘構造
部310を3段から2段へ減らすことができる。
By providing the dielectric film 314 between the absorption film 311 and the reflection film 312, the lower and middle umbrella structure portions 310 are integrated into one umbrella structure portion 310, and the umbrella structure portion 310 is removed. It can be reduced from 3 to 2.

【0095】また、各波長帯域中にそれぞれ2層の吸収
膜311を設けているが、それぞれ3層以上としてもよ
い。この場合、更に多くの異なる波長の赤外線を強く吸
収することができる。
Although two absorption films 311 are provided in each wavelength band, each absorption film 311 may have three or more layers. In this case, more infrared rays of different wavelengths can be strongly absorbed.

【0096】なお、本実施の形態では、傘構造部310
が3段構成の場合を示したが、4段以上にすることも可
能である。また、従来構造のように、配線層304が反
射膜を兼ねる構造とすることにより、傘構造部310に
反射膜312を設けない構造としても構わない。
In this embodiment, the umbrella structure section 310 is used.
Shows the case of a three-stage configuration, but it is also possible to have four or more stages. Further, as in the conventional structure, the wiring layer 304 may also serve as a reflective film, so that the umbrella structure 310 does not have the reflective film 312.

【0097】次に、本実施の形態かかる赤外線固体撮像
装置300に含まれた赤外線検出器130の製造方法に
ついて、簡単に説明する。かかる製造方法は、以下の点
を除いて、実施の形態1の製造方法と略同様である。
Next, a method of manufacturing the infrared detector 130 included in the infrared solid-state imaging device 300 according to this embodiment will be briefly described. The manufacturing method is substantially the same as the manufacturing method of the first embodiment except for the following points.

【0098】即ち、上述の工程2(図5(b))におい
て、検出部307中の配線層304を検知膜308との
接続部分だけに残して、配線層304の面積を必要最小
限にとどめる。また、工程4(図5(d))において、
孔部を形成した犠牲層318の上に、反射膜312を形
成し、傘構造部310を形成する。
That is, in the above-described step 2 (FIG. 5B), the area of the wiring layer 304 is kept to a necessary minimum by leaving the wiring layer 304 in the detection portion 307 only at the connection portion with the detection film 308. . In step 4 (FIG. 5D),
The reflection film 312 is formed on the sacrificial layer 318 having the holes, and the umbrella structure portion 310 is formed.

【0099】工程4に続いて、再度、犠牲層313を堆
積させ、吸収膜311を2層形成し、中段の傘構造部3
10を形成する。次に、再度、犠牲層313を堆積さ
せ、吸収膜311を2層形成し、上段の傘構造部310
を形成する。ただし、中段の2層の吸収膜間、および上
段の2層の吸収膜間には絶縁膜317を形成し、各吸収
膜311のシート抵抗が自由空間の特性インピーダンス
となるようにする。
Following step 4, the sacrificial layer 313 is deposited again to form two absorption films 311 and the middle umbrella structure 3 is formed.
Form 10. Next, the sacrificial layer 313 is deposited again, two absorption films 311 are formed, and the upper umbrella structure portion 310 is formed.
To form. However, an insulating film 317 is formed between the two absorption films in the middle stage and between the two absorption films in the upper stage so that the sheet resistance of each absorption film 311 becomes the characteristic impedance in the free space.

【0100】なお、かかる製造工程においても、実施の
形態1の製造方法と同様に、検知膜308の形成前に信
号処理回路部303を形成してもよい。また、傘構造部
310を、吸収膜311や反射膜312だけで構成して
もよい。
Also in this manufacturing process, the signal processing circuit section 303 may be formed before the detection film 308 is formed, as in the manufacturing method of the first embodiment. Further, the umbrella structure portion 310 may be composed of only the absorption film 311 and the reflection film 312.

【0101】実施の形態5.図11は、本実施の形態に
かかる赤外線固体撮像装置300に含まれる赤外線検出
器140の断面図であり、図1のA−A方向に見た場合
に相当する断面図である。図11中、図2と同一符号
は、同一又は相当箇所を示す。
Embodiment 5. FIG. 11 is a cross-sectional view of the infrared detector 140 included in the infrared solid-state imaging device 300 according to the present embodiment, which is a cross-sectional view corresponding to the AA direction of FIG. 1. 11, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same or corresponding portions.

【0102】本実施の形態にかかる赤外線検出器140
では、シリコン基板301に設けられた凹部306上
に、支持脚305により検出部307が支持されてい
る。支持部307には、配線層304に接続された検知
膜308が設けられている。また、実施の形態2と同様
に、検出部307中に設けられた配線層304の面積
は、必要最小限にとどめられている。
Infrared detector 140 according to the present embodiment
Then, the detection portion 307 is supported by the support leg 305 on the concave portion 306 provided in the silicon substrate 301. A detection film 308 connected to the wiring layer 304 is provided on the support portion 307. Further, as in the second embodiment, the area of the wiring layer 304 provided in the detection unit 307 is kept to a necessary minimum.

【0103】検出部307の上には、3段の傘構造部3
10が設けられている。3段の傘構造部310の下段に
反射膜312を、中段に吸収膜311を、上段に吸収膜
311および無反射膜(反射防止膜)315を設けてい
る。無反射膜315は、無反射膜下部315aおよび無
反射膜上部315bからなる。
Above the detection unit 307, the three-tiered umbrella structure unit 3 is provided.
10 are provided. A reflective film 312 is provided in the lower stage of the three-tier umbrella structure portion 310, an absorbing film 311 is provided in the middle stage, and an absorbing film 311 and a non-reflective film (antireflection film) 315 are provided in the upper stage. The antireflection film 315 is composed of an antireflection film lower portion 315a and an antireflection film upper portion 315b.

【0104】赤外線検出器140の、反射膜312と吸
収膜311の配置については、上記実施の形態1と同様
に、2種類の配置が可能である。即ち、第1の配置は、
吸収する赤外線の波長を広帯域にとるための配置であ
り、第2の配置は、特定の波長の赤外線を強く吸収する
ための配置である。
Regarding the arrangement of the reflection film 312 and the absorption film 311 of the infrared detector 140, two kinds of arrangements are possible as in the first embodiment. That is, the first arrangement is
The second arrangement is an arrangement for strongly absorbing an infrared ray having a specific wavelength.

【0105】更に、本実施の形態にかかる赤外線検出器
140では、上段の傘構造部310に含まれる吸収膜3
11の上に設けられた無反射膜315において、無反射
膜下部315aの屈折率naと無反射膜上部315bの
屈折率nbとの間に、式8の関係が成立する。
Further, in the infrared detector 140 according to the present embodiment, the absorption film 3 included in the upper umbrella structure portion 310.
In the antireflection film 315 provided on the reference numeral 11, the relationship of Expression 8 is established between the refractive index na of the lower antireflection film 315a and the refractive index nb of the upper antireflection film 315b.

【0106】 na=√nb (式8)[0106]       na = √nb (Equation 8)

【0107】即ち、式8が成立する場合、無反射膜上部
315b側から傘構造部310へ入射した赤外線が、反
射されずに無反射膜下部315a側へ透過する割合が最
も大きくなる。具体的には、無反射膜下部315aをシ
リコン、無反射膜上部315bを酸化シリコンとするこ
とにより、式8の関係をほぼ満足する。この結果、赤外
線検出器140に入射した赤外線が、傘構造部310上
段の表面で反射されるのを最小限に抑えることができ、
赤外線を効率よく吸収できる。
That is, when the expression 8 is satisfied, the ratio of infrared rays incident on the umbrella structure 310 from the non-reflection film upper portion 315b side to the non-reflection film lower portion 315a side without being reflected becomes the maximum. Specifically, the lower part of the non-reflection film 315a is made of silicon and the upper part of the non-reflection film 315b is made of silicon oxide, thereby substantially satisfying the relationship of Expression 8. As a result, infrared rays incident on the infrared detector 140 can be minimized from being reflected on the upper surface of the umbrella structure 310.
Can absorb infrared rays efficiently.

【0108】このように、本実施の形態にかかる赤外線
検出器140では、無反射膜上部315b側から傘構造
部310へ入射した赤外線が、反射されずに無反射膜下
部315a側へ透過する割合を大きくすることができ
る。なお、無反射膜315は、中段の傘構造部310に
含まれる吸収膜311の上面に設けてもかまわない。
As described above, in the infrared detector 140 according to the present embodiment, the ratio of infrared rays incident on the umbrella structure 310 from the non-reflection film upper portion 315b side to the non-reflection film lower portion 315a side without being reflected. Can be increased. The non-reflection film 315 may be provided on the upper surface of the absorption film 311 included in the middle umbrella structure portion 310.

【0109】また、吸収膜311と反射膜312の面積
が同程度となり、反射膜312の面積が従来よりも大き
くなる。
Further, the areas of the absorption film 311 and the reflection film 312 are about the same, and the area of the reflection film 312 becomes larger than that of the conventional one.

【0110】また、検出可能な赤外線の波長が広帯域と
なるため、または、特定の波長の赤外線を強く吸収する
ことができるため、赤外線の検出感度が高くなる。
Further, since the wavelength of infrared rays that can be detected is wide, or the infrared rays of a specific wavelength can be strongly absorbed, the infrared ray detection sensitivity is high.

【0111】なお、本実施の形態では、傘構造部310
が3段としたが、2段とすること、4段以上とすること
も可能である。まこの場合、各段に無反射膜315を形
成してもよい。また、無反射膜下部315aを用いる代
わりに、吸収膜311の屈折率が、式8の関係を満たす
屈折率naとなるように、吸収膜311の材料を選択し
ても構わない。
In the present embodiment, the umbrella structure 310 is used.
Although the number of steps is three, the number of steps may be two or four or more. In this case, the antireflection film 315 may be formed on each step. Further, instead of using the lower portion 315a of the non-reflection film, the material of the absorption film 311 may be selected so that the refractive index of the absorption film 311 becomes the refractive index na satisfying the relationship of Expression 8.

【0112】更に、配線層304を反射膜312として
用いることにより、傘構造部310には反射膜312を
設けなくともよい。即ち、傘構造部310の各段を、吸
収膜311および無反射膜315からなる構造とするこ
ともできる。
Further, by using the wiring layer 304 as the reflection film 312, it is not necessary to provide the reflection film 312 on the umbrella structure 310. That is, each stage of the umbrella structure portion 310 may be configured to have the absorption film 311 and the antireflection film 315.

【0113】次に、本実施の形態かかる赤外線固体撮像
装置300に含まれた赤外線検出器140の製造方法に
ついて、簡単に説明する。かかる製造方法は、以下の点
を除いて、実施の形態1の製造方法と略同様である。
Next, a method of manufacturing the infrared detector 140 included in the infrared solid-state imaging device 300 according to this embodiment will be briefly described. The manufacturing method is substantially the same as the manufacturing method of the first embodiment except for the following points.

【0114】即ち、上述の工程2(図5(b))におい
て、検出部307中の配線層304を検知膜308との
接続部分だけに残して、配線層304の面積を必要最小
限にとどめる。また、工程4(図5(d))において、
孔部を形成した犠牲層318の上に、反射膜312を形
成し、傘構造部310を形成する。更に、工程4に続い
て、再度、犠牲層313を堆積させ、吸収膜311を形
成し、中段の傘構造部310を形成する。次に、再度、
犠牲層313を堆積させ、吸収膜311、無反射膜下部
315a、無反射膜上部315bを順次形成し、上段の
傘構造部310を形成する。最後に、隣接する傘構造部
の間にある孔からエッチャントを導入して、犠牲層31
3を3層除去し、シリコン基板301の一部を除去す
る。これにより赤外線検出器140が完成する。
That is, in the above-mentioned step 2 (FIG. 5B), the area of the wiring layer 304 is kept to a necessary minimum by leaving the wiring layer 304 in the detection portion 307 only at the connection portion with the detection film 308. . In step 4 (FIG. 5D),
The reflection film 312 is formed on the sacrificial layer 318 having the holes, and the umbrella structure portion 310 is formed. Further, following step 4, the sacrificial layer 313 is deposited again, the absorption film 311 is formed, and the umbrella structure portion 310 in the middle stage is formed. Then again
A sacrificial layer 313 is deposited, an absorption film 311, a non-reflection film lower portion 315a, and a non-reflection film upper portion 315b are sequentially formed to form an upper umbrella structure portion 310. Finally, an etchant is introduced from the hole between the adjacent umbrella structure parts to remove the sacrificial layer 31.
3 layers of 3 are removed, and a part of silicon substrate 301 is removed. Thereby, the infrared detector 140 is completed.

【0115】なお、かかる製造工程においても、実施の
形態1の製造方法と同様に、検知膜308の形成前に信
号処理回路部303を形成してもよい。また、傘構造部
310を、吸収膜311、反射膜312、無反射膜31
5だけで構成してもよい。
In this manufacturing process, the signal processing circuit section 303 may be formed before the detection film 308 is formed, as in the manufacturing method of the first embodiment. In addition, the umbrella structure 310 is provided with the absorption film 311, the reflection film 312, and the non-reflection film 31.
You may comprise only five.

【0116】実施の形態6.図12は、本実施の形態に
かかる赤外線固体撮像装置300に含まれる赤外線検出
器150の断面図であり、図1のA−A方向に見た場合
に相当する断面図である。図12中、図2と同一符号
は、同一又は相当箇所を示す。
Sixth Embodiment FIG. 12 is a cross-sectional view of the infrared detector 150 included in the infrared solid-state imaging device 300 according to the present embodiment, which is a cross-sectional view corresponding to the AA direction of FIG. 1. 12, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same or corresponding portions.

【0117】本実施の形態にかかる赤外線検出器150
では、シリコン基板301に凹部を設け、その上に検出
部307を形成するのではなく、シリコン基板301上
に犠牲層313を形成し、その上に支持脚305で支持
された検出部307を形成している。また、反射膜31
2は、シリコン基板301上に設けられた酸化シリコン
層318の中に設けられている。その他の構造は、図2
に示す赤外線検出器100と同じである。
Infrared detector 150 according to the present embodiment
Then, instead of forming the concave portion in the silicon substrate 301 and forming the detection portion 307 thereon, the sacrifice layer 313 is formed on the silicon substrate 301, and the detection portion 307 supported by the support legs 305 is formed thereon. is doing. In addition, the reflective film 31
2 is provided in the silicon oxide layer 318 provided on the silicon substrate 301. Other structures are shown in Figure 2.
It is the same as the infrared detector 100 shown in FIG.

【0118】赤外線検出器150の、反射膜312と吸
収膜311の配置についても、実施の形態1と同様に、
2種類の配置が可能である。即ち、第1の配置は、吸収
する赤外線の波長を広帯域にとるための配置であり、第
2の配置は、特定の波長の赤外線を強く吸収するための
配置である。ただし、赤外線検出器150では、酸化シ
リコン層318の上の犠牲層313の膜厚を変えること
により、反射膜312と2層の吸収膜311、および反
射膜312と検知膜308との間の光学距離を調整でき
る。
The arrangement of the reflection film 312 and the absorption film 311 of the infrared detector 150 is the same as in the first embodiment.
Two types of arrangements are possible. That is, the first arrangement is an arrangement for making the wavelength of infrared rays to be absorbed into a wide band, and the second arrangement is an arrangement for strongly absorbing infrared rays of a specific wavelength. However, in the infrared detector 150, by changing the film thickness of the sacrificial layer 313 on the silicon oxide layer 318, the reflection film 312 and the two-layer absorption film 311 and the optical film between the reflection film 312 and the detection film 308 are changed. You can adjust the distance.

【0119】このように、本実施の形態にかかる赤外線
検出器150では、実施の形態1にかかる赤外線検出器
100と同様の効果を得ることができる。なお、本実施
の形態では、傘構造部310が2段構成の場合を示した
が、3段以上にすることも可能である。
As described above, the infrared detector 150 according to the present embodiment can obtain the same effect as the infrared detector 100 according to the first embodiment. In addition, although the case where the umbrella structure portion 310 has a two-stage configuration is shown in the present embodiment, it is also possible to have three or more stages.

【0120】次に、本実施の形態かかる赤外線固体撮像
装置300に含まれた赤外線検出器150の製造方法に
ついて、簡単に説明する。かかる製造方法は、以下の点
を除いて、実施の形態1の製造方法と略同様である。
Next, a method for manufacturing the infrared detector 150 included in the infrared solid-state imaging device 300 according to this embodiment will be briefly described. The manufacturing method is substantially the same as the manufacturing method of the first embodiment except for the following points.

【0121】即ち、上述の工程1(図5(a))におい
て、酸化シリコン層318中に、反射膜312を形成す
る。続いて、酸化シリコン層318の上に、犠牲層31
3、酸化シリコン層316を形成する。続いて、酸化シ
リコン層316の上に検知膜308を形成する。次に、
工程2〜5(図5(b)〜(e))を行った後に、隣接
する傘構造部310の間にある孔からエッチャントを導
入して、犠牲層313を2層除去し、更に、検知膜30
8下にある犠牲層313の一部を除去する。以上の工程
で、本実施の形態にかかる赤外線検出器150が完成す
る。
That is, in the above-mentioned step 1 (FIG. 5A), the reflection film 312 is formed in the silicon oxide layer 318. Then, the sacrificial layer 31 is formed on the silicon oxide layer 318.
3, a silicon oxide layer 316 is formed. Subsequently, the detection film 308 is formed on the silicon oxide layer 316. next,
After performing Steps 2 to 5 (FIGS. 5B to 5E), an etchant is introduced from the holes between the adjacent umbrella structure portions 310 to remove two sacrificial layers 313 and further to detect. Membrane 30
8 remove a portion of the sacrificial layer 313 located below. Through the above steps, the infrared detector 150 according to the present embodiment is completed.

【0122】なお、かかる製造工程においても、実施の
形態1の製造方法と同様に、検知膜308の形成前に信
号処理回路部303を形成してもよい。また、傘構造部
310を、吸収膜311だけで構成してもよい。
Also in this manufacturing process, the signal processing circuit section 303 may be formed before the detection film 308 is formed, as in the manufacturing method of the first embodiment. Further, the umbrella structure 310 may be composed of only the absorption film 311.

【0123】実施の形態7.図13は、本実施の形態に
かかる赤外線固体撮像装置300に含まれる赤外線検出
器160の断面図であり、図1のA−A方向に見た場合
に相当する断面図である。図13中、図2と同一符号
は、同一又は相当箇所を示す。
Seventh Embodiment FIG. 13 is a cross-sectional view of the infrared detector 160 included in the infrared solid-state imaging device 300 according to the present embodiment, which is a cross-sectional view corresponding to the case when seen in the AA direction in FIG. 13, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same or corresponding portions.

【0124】本実施の形態にかかる赤外線検出器160
では、吸収膜311を含む上段の傘構造部310が、凹
凸を有する構造となっている。即ち、反射膜312から
吸収膜311までの光学距離が、凸部では大きくなり、
凸部の間にストライプ状に設けられた凹部では小さくな
るように構成されている。他の構造は、図7に示す実施
の形態2にかかる赤外線検出器110と同じである。ま
た、シリコン基板301に設けられた凹部306上に、
支持脚305により検出部307が支持されている。支
持部307には、配線層304に接続された検知膜30
8が設けられている。更に、実施の形態2と同様に、検
出部307中に設けられた配線層304の面積は、必要
最小限にとどめられている。
Infrared detector 160 according to the present embodiment
Then, the upper umbrella structure portion 310 including the absorption film 311 has a structure having irregularities. That is, the optical distance from the reflection film 312 to the absorption film 311 increases at the convex portion,
The recesses formed in stripes between the protrusions are made smaller. The other structure is the same as that of the infrared detector 110 according to the second embodiment shown in FIG. 7. In addition, on the concave portion 306 provided in the silicon substrate 301,
The detection unit 307 is supported by the support legs 305. The support portion 307 has a detection film 30 connected to the wiring layer 304.
8 are provided. Furthermore, as in the second embodiment, the area of the wiring layer 304 provided in the detection unit 307 is kept to the minimum necessary.

【0125】ここで、吸収膜311を含む上段の傘構造
部310を、凹凸を有する構造として、反射膜312か
ら吸収膜311までの光学距離を変えるための配置(傘
構造部310の形状)として、2種類の配置がある。即
ち、第1の配置は、吸収する赤外線の波長を広帯域にと
るための配置であり、第2の配置は、特定の波長の赤外
線を強く吸収するための配置である。
Here, the upper umbrella structure portion 310 including the absorption film 311 has an uneven structure and is arranged to change the optical distance from the reflection film 312 to the absorption film 311 (shape of the umbrella structure portion 310). There are two types of placement. That is, the first arrangement is an arrangement for making the wavelength of infrared rays to be absorbed into a wide band, and the second arrangement is an arrangement for strongly absorbing infrared rays of a specific wavelength.

【0126】第1の配置では、実施の形態1等と同様
に、反射膜312から吸収膜311の凹部までの光学距
離が略0.75μm〜略1.25μm、反射膜312か
ら吸収膜311の凸部までの光学距離が略2.0μm〜
略3.5μmとなるように、傘構造部310を形成すれ
ばよい。第2の配置では、例えば、略10μmの赤外線
を吸収す場合は、反射膜312から吸収膜311の凹部
までの光学距離が略2.5μm、反射膜312から吸収
膜311の凸部までの光学距離が略7.5μmとなるよ
うに、傘構造部310を形成すればよい。
In the first arrangement, the optical distance from the reflection film 312 to the concave portion of the absorption film 311 is about 0.75 μm to about 1.25 μm, and the reflection film 312 to the absorption film 311 is similar to the first embodiment. The optical distance to the convex portion is approximately 2.0 μm
The umbrella structure 310 may be formed to have a thickness of about 3.5 μm. In the second arrangement, for example, when infrared rays of about 10 μm are absorbed, the optical distance from the reflection film 312 to the concave portion of the absorption film 311 is about 2.5 μm, and the optical distance from the reflection film 312 to the convex portion of the absorption film 311 is equal to the optical distance. The umbrella structure portion 310 may be formed so that the distance is approximately 7.5 μm.

【0127】なお、反射膜312と吸収膜311の間の
光路上には、反射膜312と吸収膜311を覆う絶縁膜
317が存在するため、これらの屈折率を1以上にする
ことで、物理的な距離は光学距離より小さくなる。ま
た、光路上がすべて真空の場合、即ち、反射膜312
上、および吸収膜311近傍に絶縁膜317が存在しな
い場合(傘構造部310が絶縁膜317などを含まず、
吸収膜311だけで構成されている場合)は、物理的な
距離と光学距離が等しくなることは言うまでもない。
Since an insulating film 317 that covers the reflection film 312 and the absorption film 311 exists on the optical path between the reflection film 312 and the absorption film 311, it is possible to control the physical properties by increasing the refractive index of these to 1 or more. The optical distance is smaller than the optical distance. When the optical path is entirely vacuum, that is, the reflection film 312
When the insulating film 317 does not exist on the top and in the vicinity of the absorption film 311 (the umbrella structure portion 310 does not include the insulating film 317, etc.,
It is needless to say that the physical distance and the optical distance are the same in the case where it is composed of only the absorption film 311).

【0128】本実施の形態にかかる赤外線検出器160
では、実施の形態1にかかる赤外線検出器100と同様
の効果を得ることができるが、特に、上述の第1の配置
により、2種類の波長の赤外線を吸収して検出感度を向
上させるのに適している。なお、本実施の形態では、傘
構造部310が2段構成の場合を示したが、3段以上に
することも可能である。また、吸収膜311を含む傘構
造部310を凹凸形状とする代わりに、反射膜312を
含む傘構造部310を凹凸形状にしてもよい。また、傘
構造部310自体が、3段以上の水平箇所を有するよう
に、凹凸を設けても良く、更には、上段を平坦な傘構造
部とし、かつ、下段の傘構造部に対して一定の傾斜を有
するように配置しても良い。更に、配線層304を反射
膜312として用いることにより、傘構造部310には
反射膜312を設けなくともよい。即ち、検出部307
の上に、凹凸構造を有する傘構造部310を1段だけ設
けた構造にしてもよい。
Infrared detector 160 according to the present embodiment
Then, the same effect as that of the infrared detector 100 according to the first embodiment can be obtained, but in particular, in order to improve the detection sensitivity by absorbing infrared rays of two kinds of wavelengths by the above-mentioned first arrangement. Are suitable. In addition, although the case where the umbrella structure portion 310 has a two-stage configuration is shown in the present embodiment, it is also possible to have three or more stages. Further, instead of making the umbrella structure portion 310 including the absorbing film 311 uneven, the umbrella structure portion 310 including the reflection film 312 may be uneven. Further, the umbrella structure 310 itself may be provided with unevenness so as to have three or more horizontal portions, and furthermore, the upper structure is a flat umbrella structure and is fixed with respect to the lower structure. You may arrange | position so that it may have the inclination. Furthermore, by using the wiring layer 304 as the reflection film 312, the reflection film 312 does not have to be provided on the umbrella structure portion 310. That is, the detection unit 307
A structure in which only one step of the umbrella structure portion 310 having the uneven structure may be provided on the above.

【0129】次に、本実施の形態かかる赤外線固体撮像
装置300に含まれた赤外線検出器160の製造方法に
ついて、簡単に説明する。かかる製造方法は、以下の点
を除いて、実施の形態2の製造方法と略同様である。
Next, a method for manufacturing the infrared detector 160 included in the infrared solid-state imaging device 300 according to this embodiment will be briefly described. This manufacturing method is substantially the same as the manufacturing method of the second embodiment except for the following points.

【0130】即ち、上述の工程4(図5(d))で、反
射膜312を含む下段の傘構造部310を形成した後、
工程5(図5(e))で、再度、犠牲層313を堆積さ
せる。続いて、犠牲層313をパターニングして、略平
行に配置されたストライプ状の凹部を形成する。犠牲層
313の所定の位置を開口した後に、吸収膜311を含
む傘構造部310を形成する。即ち、表面が凹凸形状を
有する犠牲層311の上に傘構造部310を形成するこ
とにより、傘構造部310が凹凸構造となる。最後に、
隣接する傘構造部310の間にある孔からエッチャント
を導入して、犠牲層313を2層除去する。以上の工程
で、本実施の形態にかかる赤外線検出器160が完成す
る。
That is, after the lower umbrella structure portion 310 including the reflection film 312 is formed in the above-mentioned step 4 (FIG. 5D),
In step 5 (FIG. 5E), the sacrificial layer 313 is deposited again. Subsequently, the sacrificial layer 313 is patterned to form stripe-shaped recesses arranged substantially in parallel. After opening the sacrifice layer 313 at a predetermined position, the umbrella structure portion 310 including the absorption film 311 is formed. That is, by forming the umbrella structure portion 310 on the sacrificial layer 311 having an uneven surface, the umbrella structure portion 310 has an uneven structure. Finally,
Two sacrificial layers 313 are removed by introducing an etchant through the holes between the adjacent umbrella structure portions 310. Through the above steps, the infrared detector 160 according to this embodiment is completed.

【0131】なお、かかる製造工程においても、実施の
形態1の製造方法と同様に、検知膜308の形成前に信
号処理回路部303を形成してもよい。また、傘構造部
310を、反射膜312や吸収膜311だけで形成して
もよい。
Also in this manufacturing process, the signal processing circuit section 303 may be formed before the detection film 308 is formed, as in the manufacturing method of the first embodiment. Further, the umbrella structure portion 310 may be formed only by the reflection film 312 and the absorption film 311.

【0132】実施の形態8.図14は、本実施の形態に
かかる赤外線固体撮像装置300に含まれる赤外線検出
器170を拡大した上面図であり、わかりやすく説明す
るために、傘構造部310、吸収膜311を透視して記
載してある。また、図15は、図14の赤外線検出器1
70を、C−C方向に見た場合の断面図である。図1
4、15中、図2と同一符号は、同一又は相当箇所から
なる。
Eighth Embodiment FIG. 14 is an enlarged top view of the infrared detector 170 included in the infrared solid-state imaging device 300 according to the present embodiment. For the sake of clarity, the umbrella structure 310 and the absorption film 311 are seen through. I am doing it. Further, FIG. 15 shows the infrared detector 1 of FIG.
FIG. 70 is a cross-sectional view when 70 is viewed in the CC direction. Figure 1
4 and 15, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same or corresponding portions.

【0133】本実施の形態にかかる赤外線検出器170
では、実施の形態6にかかる赤外線検出器150と同様
に、シリコン基板301上に犠牲層313を形成し、そ
の上に支持脚305で支持された検出部307を形成し
ている。また、反射膜312は、シリコン基板301上
に設けられた酸化シリコン層318の中に設けられてい
る。
Infrared detector 170 according to the present embodiment
Then, similarly to the infrared detector 150 according to the sixth embodiment, the sacrifice layer 313 is formed on the silicon substrate 301, and the detection portion 307 supported by the support leg 305 is formed thereon. The reflective film 312 is provided in the silicon oxide layer 318 provided on the silicon substrate 301.

【0134】しかし、実施の形態6の赤外線検出器15
0とは異なり、検出部307上の傘構造部310は1段
であり、検知膜308が吸収膜の機能を兼ね備えてい
る。即ち、検知部307と傘構造部310のそれぞれ
に、吸収膜の機能を備えた検知膜308が設けられてお
り、反射膜312からこれらの2層の検知膜308まで
の光学距離が異なるように配置されている。また、これ
らの2層の検知膜308は、電気的に直列に接続されて
いる。
However, the infrared detector 15 of the sixth embodiment
Unlike 0, the umbrella structure part 310 on the detection part 307 has a single stage, and the detection film 308 also has the function of an absorption film. That is, each of the detection unit 307 and the umbrella structure unit 310 is provided with the detection film 308 having a function of an absorption film, and the optical distances from the reflection film 312 to these two detection films 308 are different. It is arranged. Further, these two layers of detection films 308 are electrically connected in series.

【0135】これらの2層の検知膜308の配置につい
ては、実施の形態1等と同様に、2種類の配置が可能で
ある。即ち、第1の配置は、吸収する赤外線の波長を広
帯域にとるための配置であり、第2の配置は、特定の波
長の赤外線を強く吸収するための配置である。但し、反
射膜312と酸化シリコン層316との間に設けられた
犠牲層313の膜厚を変えることにより、反射膜312
と2層の検知膜(吸収膜)308の光学距離を調整でき
る。
Regarding the disposition of these two layers of detection film 308, two kinds of dispositions are possible as in the first embodiment and the like. That is, the first arrangement is an arrangement for making the wavelength of infrared rays to be absorbed into a wide band, and the second arrangement is an arrangement for strongly absorbing infrared rays of a specific wavelength. However, by changing the film thickness of the sacrificial layer 313 provided between the reflective film 312 and the silicon oxide layer 316, the reflective film 312 is changed.
The optical distance of the two-layer detection film (absorption film) 308 can be adjusted.

【0136】赤外線検出器170においても、検出部3
07中に設けられる配線層304の面積を必要最小限に
とどめている。即ち、検出部307中の配線層304
は、検知膜308との接続部分だけに残している。
Also in the infrared detector 170, the detecting section 3
The area of the wiring layer 304 provided in 07 is minimized. That is, the wiring layer 304 in the detection unit 307
Are left only in the connection portion with the detection film 308.

【0137】このように、本実施の形態にかかる赤外線
固体撮像装置300に含まれる赤外線検出器170で
は、検出可能な赤外線の波長を広帯域にとることによ
り、又は、特定の波長の赤外線の吸収効率を向上させる
ことにより、赤外線の検出感度を高くすることができ
る。また、2つの検知膜308が直列に接続されている
ため、温度変化に対する検知膜308の電気特性の変化
が略2倍となり、更に、反射膜312の面積も大きくな
る。このため、従来構造に比較して、赤外線の検出感度
が高い検出器を提供できる。
As described above, in the infrared detector 170 included in the infrared solid-state image pickup device 300 according to the present embodiment, the detectable infrared wavelength is set in a wide band or the infrared absorption efficiency of a specific wavelength. It is possible to increase the infrared detection sensitivity by improving Further, since the two detection films 308 are connected in series, the change in the electric characteristics of the detection film 308 with respect to the temperature change is almost doubled, and the area of the reflection film 312 is also increased. Therefore, it is possible to provide a detector having higher infrared detection sensitivity than the conventional structure.

【0138】なお、本実施の形態では、傘構造部310
を2段構造としたが、3段以上として、更に赤外線の検
出感度を向上させることも可能である。
In the present embodiment, the umbrella structure 310 is used.
Although it has a two-stage structure, it is possible to further improve the infrared detection sensitivity by providing three or more stages.

【0139】次に、本実施の形態かかる赤外線固体撮像
装置300に含まれた赤外線検出器170の製造方法に
ついて、簡単に説明する。実施の形態6にかかる赤外線
検出器150と同様に、酸化シリコン層中に、反射膜3
12を形成した後、酸化シリコン層上に、犠牲層31
3、酸化シリコン層316を形成し、更に、酸化シリコ
ン層316の上に検知膜308を形成する。次に、信号
処理回路部303の位置に、トランジスタや配線層30
4を形成するが、同時に、赤外線検出器170の配線層
304も形成する。次に、酸化シリコン層316の所定
の位置にエッチング孔309を開口し、犠牲層313を
堆積する。続いて、犠牲層313の所定の位置に開口し
て、検出部307中の検知膜308や配線層304との
電気接続がとれるように、検知膜308を形成し、傘構
造部310を形成する。最後に、隣接する傘構造部31
0の間にある孔からエッチャントを導入して、犠牲層3
13を2層除去し、検知膜308下にある犠牲層313
の一部を除去する。以上の工程により、本実施の形態に
かかる赤外線検出器170が完成する。
Next, a method for manufacturing the infrared detector 170 included in the infrared solid-state imaging device 300 according to this embodiment will be briefly described. Similar to the infrared detector 150 according to the sixth embodiment, the reflective film 3 is formed in the silicon oxide layer.
After forming 12, the sacrificial layer 31 is formed on the silicon oxide layer.
3. A silicon oxide layer 316 is formed, and a detection film 308 is further formed on the silicon oxide layer 316. Next, at the position of the signal processing circuit unit 303, the transistor and the wiring layer 30 are provided.
4 is formed, but at the same time, the wiring layer 304 of the infrared detector 170 is also formed. Next, an etching hole 309 is opened at a predetermined position of the silicon oxide layer 316, and a sacrifice layer 313 is deposited. Then, the detection film 308 is formed at a predetermined position of the sacrifice layer 313 so that the detection film 308 and the wiring layer 304 in the detection unit 307 can be electrically connected, and the umbrella structure portion 310 is formed. . Finally, the adjacent umbrella structure 31
The sacrificial layer 3 is introduced by introducing an etchant through the holes between 0.
13 of the sacrificial layer 313 under the sensing film 308 by removing two layers of
Remove part of. Through the above steps, the infrared detector 170 according to the present embodiment is completed.

【0140】なお、実施の形態1〜8では赤外線検出器
について説明したが、かかる検出器は、湿度センサ、フ
ローセンサ、熱分析センサ等の温度センサとしても利用
できる。また、複数の検出器を用いた検出器アレイのみ
ならず、1個だけの検出器に対しても適用できる。
Although the infrared detector has been described in the first to eighth embodiments, the detector can also be used as a temperature sensor such as a humidity sensor, a flow sensor and a thermal analysis sensor. Further, the invention can be applied not only to a detector array using a plurality of detectors but also to only one detector.

【0141】[0141]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にかかる赤外線検出器、及び赤外線検出器を含む赤外線
固体撮像装置では、検出可能な赤外線の波長を広帯域と
することにより、又は、特定の波長の赤外線の吸収効率
を高めることにより、赤外線の検出感度を高くできる。
As is apparent from the above description, in the infrared detector according to the present invention and the infrared solid-state imaging device including the infrared detector, the detectable infrared wavelength is set to a wide band or specified. The infrared detection sensitivity can be increased by increasing the absorption efficiency of infrared rays of the wavelength.

【0142】また、本発明にかかる製造方法では、傘構
造部を有する赤外線検出器の作製が容易となる。
Further, according to the manufacturing method of the present invention, it becomes easy to manufacture an infrared detector having an umbrella structure.

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

【図1】 本発明の実施の形態1にかかる赤外線固体撮
像装置の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of an infrared solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態1にかかる赤外線検出器
の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of the infrared detector according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 黒体の赤外線分光放射特性を表すグラフであ
る。
FIG. 3 is a graph showing infrared spectral emission characteristics of a black body.

【図4】 大気の赤外線透過特性を表すグラフである。FIG. 4 is a graph showing infrared transmission characteristics of the atmosphere.

【図5】 本発明の実施の形態1にかかる赤外線検出器
の製造工程の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the infrared detector according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施の形態2にかかる赤外線検出器
の上面図である。
FIG. 6 is a top view of the infrared detector according to the second embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施の形態2にかかる赤外線検出器
の断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of an infrared detector according to a second embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施の形態3にかかる赤外線検出器
の断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of an infrared detector according to a third embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施の形態4にかかる赤外線検出器
の断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of an infrared detector according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】 赤外線の波長と吸収強度との関係を表すグ
ラフである。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between infrared wavelength and absorption intensity.

【図11】 本発明の実施の形態5にかかる赤外線検出
器の断面図である。
FIG. 11 is a sectional view of an infrared detector according to a fifth embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の実施の形態6にかかる赤外線検出
器の断面図である。
FIG. 12 is a sectional view of an infrared detector according to a sixth embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の実施の形態7にかかる赤外線検出
器の断面図である。
FIG. 13 is a sectional view of an infrared detector according to a seventh embodiment of the present invention.

【図14】 本発明の実施の形態8にかかる赤外線検出
器の上面図である。
FIG. 14 is a top view of an infrared detector according to an eighth embodiment of the present invention.

【図15】 本発明の実施の形態8にかかる赤外線検出
器の断面図である。
FIG. 15 is a sectional view of an infrared detector according to an eighth embodiment of the present invention.

【図16】 従来の赤外線固体撮像装置の斜視図であ
る。
FIG. 16 is a perspective view of a conventional infrared solid-state imaging device.

【図17】 従来の赤外線検出器の上面図である。FIG. 17 is a top view of a conventional infrared detector.

【図18】 従来の赤外線検出器の断面図である。FIG. 18 is a sectional view of a conventional infrared detector.

【図19】 赤外線吸収構造の原理について説明する図
である。
FIG. 19 is a diagram illustrating the principle of an infrared absorption structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 赤外線検出器、300 赤外線固体撮像装置、
301 シリコン基板、302 検出器アレイ、303
信号処理回路部、304 配線層、305支持脚、3
06 凹部、307 検出部、308 検知膜、309
エッチング孔、310 傘構造部、311 吸収膜、
312 反射膜、313 犠牲層、314 誘電体膜、
315a 無反射膜下部、315b 無反射膜上部。
100 infrared detector, 300 infrared solid-state imaging device,
301 silicon substrate, 302 detector array, 303
Signal processing circuit unit, 304 wiring layer, 305 support leg, 3
06 recessed portion, 307 detection portion, 308 detection film, 309
Etching hole, 310 umbrella structure, 311 absorption film,
312 reflective film, 313 sacrificial layer, 314 dielectric film,
315a Antireflection film lower part, 315b Antireflection film upper part.

───────────────────────────────────────────────────── 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) // G01J 5/02 G01J 5/48 F 5/48 H01L 27/14 K Fターム(参考) 2G065 AA11 AB02 BA12 BA34 BB24 BB50 BC02 BC07 BE08 DA20 2G066 BA09 BA55 BA60 CA02 4M118 AA01 AB01 BA30 CA03 CA14 CA20 CA40 CB13 CB14 EA04 EA20 GA10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) // G01J 5/02 G01J 5/48 F 5/48 H01L 27/14 K F term (reference) 2G065 AA11 AB02 BA12 BA34 BB24 BB50 BC02 BC07 BE08 DA20 2G066 BA09 BA55 BA60 CA02 4M118 AA01 AB01 BA30 CA03 CA14 CA20 CA40 CB13 CB14 EA04 EA20 GA10

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検出部の温度変化を検知膜で検出する赤
外線検出器であって、 基板と、 該基板上に支持脚で支持され、検知膜が設けられた検出
部と、 互いに略平行に配置された第1赤外線吸収膜および第2
赤外線吸収膜と、 該第1赤外線吸収膜および該第2赤外線吸収膜を透過し
た赤外線を反射して、該第1赤外線吸収膜および該第2
赤外線吸収膜に入射させる反射膜とを含み、 該第1赤外線吸収膜と該反射膜との間の第1光学距離
と、該第2赤外線吸収膜と該反射膜との間の第2光学距
離とが、互いに異なることを特徴とする赤外線検出器。
1. An infrared detector for detecting a temperature change of a detection part by a detection film, wherein the substrate and the detection part supported by the supporting legs on the substrate and provided with the detection film are substantially parallel to each other. First infrared absorbing film and second disposed
Infrared absorbing film, infrared rays transmitted through the first infrared absorbing film and the second infrared absorbing film are reflected, and the first infrared absorbing film and the second infrared absorbing film are reflected.
A first optical distance between the first infrared absorbing film and the reflecting film, and a second optical distance between the second infrared absorbing film and the reflecting film. An infrared detector characterized in that and are different from each other.
【請求項2】 上記第1光学距離が、略0.75μm以
上で略1.25μm以下の範囲内にあり、上記第2光学
距離が、略2.0μm以上で略3.5μm以下の範囲内
にあることを特徴とする請求項1に記載の赤外線検出
器。
2. The first optical distance is in the range of approximately 0.75 μm or more and approximately 1.25 μm or less, and the second optical distance is in the range of approximately 2.0 μm or more and approximately 3.5 μm or less. The infrared detector according to claim 1, wherein:
【請求項3】 上記第1光学距離と上記第2光学距離と
が、上記赤外線の波長λの、略m/4倍(mは奇数)で
あることを特徴とする請求項1に記載の赤外線検出器。
3. The infrared ray according to claim 1, wherein the first optical distance and the second optical distance are approximately m / 4 times (m is an odd number) times the wavelength λ of the infrared ray. Detector.
【請求項4】 上記第1光学距離が、上記赤外線の波長
λの略1/4倍であり、上記第2光学距離が、上記赤外
線の波長λの略3/4倍であることを特徴とする請求項
1に記載の赤外線検出器。
4. The first optical distance is approximately ¼ times the wavelength λ of the infrared light, and the second optical distance is approximately 3/4 times the wavelength λ of the infrared light. The infrared detector according to claim 1.
【請求項5】 上記第1赤外線吸収膜と上記反射膜との
間、および/または上記第2赤外線吸収膜と該反射膜と
の間に、屈折率が略1以上の誘電体膜を設けたことを特
徴とする請求項1に記載の赤外線検出器。
5. A dielectric film having a refractive index of about 1 or more is provided between the first infrared absorbing film and the reflecting film and / or between the second infrared absorbing film and the reflecting film. The infrared detector according to claim 1, wherein:
【請求項6】 上記第1赤外線吸収膜と上記第2赤外線
吸収膜との間に、屈折率が略1以上の誘電体膜を設けた
ことを特徴とする請求項1に記載の赤外線検出器。
6. The infrared detector according to claim 1, wherein a dielectric film having a refractive index of about 1 or more is provided between the first infrared absorption film and the second infrared absorption film. .
【請求項7】 上記誘電体膜が、酸化シリコン、窒化シ
リコン、酸化タンタル、およびチタン酸ストロンチウム
バリウムからなる群から選択される材料からなることを
特徴とする請求項5又は6に記載の赤外線検出器。
7. The infrared detection device according to claim 5, wherein the dielectric film is made of a material selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, tantalum oxide, and barium strontium titanate. vessel.
【請求項8】 上記第1赤外線吸収膜と上記第2赤外線
吸収膜とが、連続した一の赤外線吸収膜からなることを
特徴とする請求項1に記載の赤外線検出器。
8. The infrared detector according to claim 1, wherein the first infrared absorbing film and the second infrared absorbing film are one continuous infrared absorbing film.
【請求項9】 上記第1赤外線吸収膜および/または上
記第2赤外線吸収膜の上に、反射防止膜が設けられたこ
とを特徴とする請求項1に記載の赤外線検出器。
9. The infrared detector according to claim 1, wherein an antireflection film is provided on the first infrared absorption film and / or the second infrared absorption film.
【請求項10】 上記反射防止膜が、第1反射防止膜
と、該第1反射防止膜上に設けられた第2反射防止膜と
を含み、該第2反射防止膜の屈折率が、該第1反射防止
膜の屈折率の略平方根であることを特徴とする請求項9
に記載の赤外線検出器。
10. The antireflection film includes a first antireflection film and a second antireflection film provided on the first antireflection film, and a refractive index of the second antireflection film is 10. The substantially square root of the refractive index of the first antireflection film.
Infrared detector described in.
【請求項11】 上記検知膜が、上記第1赤外線吸収膜
または上記第2赤外線吸収膜を兼ねることを特徴とする
請求項1に記載の赤外線検出器。
11. The infrared detector according to claim 1, wherein the detection film also serves as the first infrared absorption film or the second infrared absorption film.
【請求項12】 上記検出部上に設けられ、脚部と該脚
部で支持された平坦部とを有する第1傘構造部と、該第
1傘構造部上に設けられ、脚部と該脚部で支持された平
坦部とを有する第2傘構造部とを含み、 上記第1赤外線吸収膜が該第1傘構造部に含まれ、上記
第2赤外線吸収膜が該第2傘構造部に含まれることを特
徴とする請求項1に記載の赤外線検知器。
12. A first umbrella structure section provided on the detection section, the leg section and a flat section supported by the leg section, and the leg section and the leg section provided on the first umbrella structure section. A second umbrella structure having a flat portion supported by legs, the first infrared absorption film being included in the first umbrella structure, and the second infrared absorption film being the second umbrella structure. The infrared detector according to claim 1, wherein the infrared detector is included in:
【請求項13】 上記検出部上に設けられ、脚部と該脚
部で支持された平坦部とを有する傘構造部を含み、 上記第1赤外線吸収膜と上記第2赤外線吸収膜とが、該
傘構造部に含まれることを特徴とする請求項1に記載の
赤外線検知器。
13. An umbrella structure part provided on the detection part and having a leg part and a flat part supported by the leg part, wherein the first infrared absorption film and the second infrared absorption film are The infrared detector according to claim 1, wherein the infrared detector is included in the umbrella structure portion.
【請求項14】 上記反射膜が、上記検出部を挟んで、
上記傘構造部と反対側に配置されたことを特徴とする請
求項12または13のいずれかに記載の赤外線検出器。
14. The reflection film sandwiches the detection unit,
The infrared detector according to claim 12, wherein the infrared detector is arranged on the side opposite to the umbrella structure portion.
【請求項15】 検出部の温度変化を検知膜で検出する
赤外線検出器であって、 基板と、 該基板上に支持脚で支持され、検知膜が設けられた検出
部と、 該検出部上に設けられ、脚部と、該脚部で支持され、反
射膜を含む平坦部とを有する第1傘構造部と、 該第1傘構造部上に設けられ、脚部と、該脚部で支持さ
れ、赤外線吸収膜を含む平坦部とを有する第2傘構造部
とを含み、 該赤外線吸収膜を透過した赤外線が、該反射膜に反射さ
れて該赤外線吸収膜に入射することを特徴とする赤外線
検知器。
15. An infrared detector for detecting a temperature change of a detection part by a detection film, comprising: a substrate, a detection part supported by supporting legs on the substrate and provided with a detection film, and the detection part. A first umbrella structure part provided on the first umbrella structure part, the first umbrella structure part having a leg part and a flat part supported by the leg part and including a reflecting film; and the leg part and the first umbrella structure part provided on the first umbrella structure part. A second umbrella structure portion having a flat portion including a supported infrared absorbing film, wherein the infrared light transmitted through the infrared absorbing film is reflected by the reflecting film and enters the infrared absorbing film. Infrared detector.
【請求項16】 上記反射膜と、上記赤外線吸収膜と
が、略平行に対向配置された、面積が略等しい膜からな
ることを特徴とする請求項15に記載の赤外線検出器。
16. The infrared detector according to claim 15, wherein the reflection film and the infrared absorption film are films that are arranged in parallel and face each other and have substantially the same area.
【請求項17】 請求項1〜16から選択される赤外線
検出器をマトリックス状に配置した検出器アレイ部と、
該赤外線検出器と配線層を介して接続され、該赤外線検
出器から取り出された電気信号を処理する信号処理回路
部と含むことを特徴とする赤外線固体撮像装置。
17. A detector array section in which infrared detectors selected from claims 1 to 16 are arranged in a matrix,
An infrared solid-state imaging device comprising: a signal processing circuit unit that is connected to the infrared detector via a wiring layer and processes an electric signal extracted from the infrared detector.
【請求項18】 検出部の温度変化を検知膜で検出する
赤外線検出器の製造方法であって、 基板を準備する工程と、 該基板上に、配線層と、該配線層に接続された検知膜と
を含む絶縁層を形成する工程と、 該絶縁層上に、第1犠牲層を形成する工程と、 該第1犠牲層に第1孔部を形成し、該絶縁層を露出させ
る工程と、 該第1孔部を埋め込むように、該第1犠牲層上に、第1
傘部材料層を堆積させる工程と、 該第1傘部材料層上に第2犠牲層を形成する工程と、 該第2犠牲層に第2孔部を形成し、該第1傘部材料層を
露出させる工程と、 該第2孔部を埋め込むように、該第2犠牲層上に、第2
傘部材料層を堆積させる工程と、 該第1犠牲層と該第2犠牲層とを除去して、該絶縁層上
に設けられ該第1傘部材料層からなる第1傘構造部と、
該第1傘構造部上に設けられ該第2傘部材料層からなる
第2傘構造部とを形成する工程と、 該基板をエッチングして、該配線層を含む支持脚と、該
支持脚に支持され、該検知膜を含みかつ上部に該第1傘
構造部が設けられた検出部とを形成する工程とを含むこ
とを特徴とする赤外線検出器の製造方法。
18. A method of manufacturing an infrared detector for detecting a temperature change of a detection part with a detection film, the method comprising: a step of preparing a substrate; a wiring layer on the substrate; and a detection connected to the wiring layer. A step of forming an insulating layer including a film, a step of forming a first sacrificial layer on the insulating layer, a step of forming a first hole in the first sacrificial layer, and exposing the insulating layer. A first layer on the first sacrificial layer so as to fill the first hole;
Depositing an umbrella material layer, forming a second sacrificial layer on the first umbrella material layer, forming second holes in the second sacrificial layer, and forming the first umbrella material layer And exposing the second sacrificial layer so as to fill the second hole.
Depositing an umbrella material layer, removing the first sacrificial layer and the second sacrificial layer, and providing a first umbrella structure portion formed on the insulating layer and comprising the first umbrella material layer;
A step of forming a second umbrella structure portion provided on the first umbrella structure portion and made of the second umbrella material layer; a supporting leg including the wiring layer by etching the substrate; and a supporting leg. And a detection part including the detection film and having the first umbrella structure part provided on the top thereof, the manufacturing method of an infrared detector.
【請求項19】 上記第1傘構造部と上記第2傘構造部
が、赤外線吸収膜を含むことを特徴とする請求項18に
記載の製造方法。
19. The manufacturing method according to claim 18, wherein the first umbrella structure portion and the second umbrella structure portion include an infrared absorbing film.
【請求項20】 上記第1傘構造部が反射膜を含み、上
記第2傘構造部が赤外線吸収膜を含むことを特徴とする
請求項18に記載の製造方法。
20. The manufacturing method according to claim 18, wherein the first umbrella structure includes a reflective film, and the second umbrella structure includes an infrared absorbing film.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006220555A (en) * 2005-02-10 2006-08-24 Toshiba Corp Non-cooled infrared detector
JP2007263768A (en) * 2006-03-28 2007-10-11 Matsushita Electric Works Ltd Infrared sensor
JP2010512507A (en) * 2006-12-08 2010-04-22 リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミネソタ Detection beyond standard radiated noise limits using emissivity reduction and optical cavity coupling
JP2010151736A (en) * 2008-12-26 2010-07-08 Mitsubishi Electric Corp Infrared detector and manufacturing method of the same, infrared solid imager
JP2010210293A (en) * 2009-03-06 2010-09-24 Nec Corp Thermal infrared sensor, and method for manufacturing the same
JP2010267800A (en) * 2009-05-14 2010-11-25 Japan Aerospace Exploration Agency Solar heat collector of solar light and heat composite power generation system, and solar light and heat power generation module using the solar heat collector
JP2010272856A (en) * 2009-05-21 2010-12-02 Korea Electronics Telecommun Thermoelectric element utilizing radiant heat as heat source and method of fabricating the same
WO2011121706A1 (en) * 2010-03-29 2011-10-06 株式会社 東芝 Infrared ray imaging element and infrared ray imaging device
WO2017077996A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-11 日本電気株式会社 Bolometer type terahertz wave detector
DE102016223159A1 (en) 2016-05-12 2017-11-16 Mitsubishi Electric Corporation infrared sensor
JP2018040791A (en) * 2016-09-02 2018-03-15 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Imaging device
JP2018096877A (en) * 2016-12-14 2018-06-21 浜松ホトニクス株式会社 Photodetector
JP2018096878A (en) * 2016-12-14 2018-06-21 浜松ホトニクス株式会社 Photosensor
JP2020501149A (en) * 2016-12-07 2020-01-16 ユリス Infrared image sensor

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006220555A (en) * 2005-02-10 2006-08-24 Toshiba Corp Non-cooled infrared detector
JP2007263768A (en) * 2006-03-28 2007-10-11 Matsushita Electric Works Ltd Infrared sensor
JP4710691B2 (en) * 2006-03-28 2011-06-29 パナソニック電工株式会社 Infrared sensor
JP2010512507A (en) * 2006-12-08 2010-04-22 リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミネソタ Detection beyond standard radiated noise limits using emissivity reduction and optical cavity coupling
JP2010151736A (en) * 2008-12-26 2010-07-08 Mitsubishi Electric Corp Infrared detector and manufacturing method of the same, infrared solid imager
JP2010210293A (en) * 2009-03-06 2010-09-24 Nec Corp Thermal infrared sensor, and method for manufacturing the same
JP2010267800A (en) * 2009-05-14 2010-11-25 Japan Aerospace Exploration Agency Solar heat collector of solar light and heat composite power generation system, and solar light and heat power generation module using the solar heat collector
JP2010272856A (en) * 2009-05-21 2010-12-02 Korea Electronics Telecommun Thermoelectric element utilizing radiant heat as heat source and method of fabricating the same
WO2011121706A1 (en) * 2010-03-29 2011-10-06 株式会社 東芝 Infrared ray imaging element and infrared ray imaging device
JPWO2017077996A1 (en) * 2015-11-04 2018-08-23 日本電気株式会社 Bolometer type terahertz wave detector
WO2017077996A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-11 日本電気株式会社 Bolometer type terahertz wave detector
DE102016223159A1 (en) 2016-05-12 2017-11-16 Mitsubishi Electric Corporation infrared sensor
US10304973B2 (en) 2016-05-12 2019-05-28 Mitsubishi Electric Corporation Infrared sensor
JP2018040791A (en) * 2016-09-02 2018-03-15 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Imaging device
JP7019347B2 (en) 2016-09-02 2022-02-15 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Imaging device
JP2020501149A (en) * 2016-12-07 2020-01-16 ユリス Infrared image sensor
JP2020513553A (en) * 2016-12-07 2020-05-14 ユリス Infrared image sensor
JP2018096877A (en) * 2016-12-14 2018-06-21 浜松ホトニクス株式会社 Photodetector
WO2018110309A1 (en) * 2016-12-14 2018-06-21 浜松ホトニクス株式会社 Light detector
JP2018096878A (en) * 2016-12-14 2018-06-21 浜松ホトニクス株式会社 Photosensor
WO2018110310A1 (en) * 2016-12-14 2018-06-21 浜松ホトニクス株式会社 Light detector
US10852194B2 (en) 2016-12-14 2020-12-01 Hamamatsu Photonics K.K. Light detector
US11255730B2 (en) 2016-12-14 2022-02-22 Hamamatsu Photonics K.K. Light detector

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