JP2004340719A

JP2004340719A - 赤外線センサ

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Publication number: JP2004340719A
Application number: JP2003137076A
Authority: JP
Inventors: Hiromoto Inoue; 博元井上; Hisatoshi Hata; 久敏秦; Yoshiyuki Nakagi; 義幸中木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】熱型の赤外線センサに関し、特に、赤外線吸収構造の強度を向上させた赤外線センサを提供する。
【解決手段】熱型の赤外線センサにおいて、温度検知膜３を有する赤外線検出部６０と、支柱段差部９により赤外線検知部に固定された赤外線吸収構造５であって、溝状に突出させた凸部からなる支柱段差部と、略平坦な平面部とを有する赤外線吸収構造とを含み、少なくとも支柱段差部の溝状部分が平坦になるように、埋め込み材料を溝状部分に充填する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱型の赤外線センサに関し、特に、赤外線吸収構造の強度を向上させた赤外線センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来構造の赤外線センサでは、基板に形成された空洞部の上に、赤外線検出部が支持脚により支持されている。赤外線検出部の上には、支柱段差部を含む赤外線吸収構造が形成されている。このように、赤外線吸収構造を支持する支持部を支柱段差部として赤外線吸収構造と一体形成することにより、製造工程が簡略となる（例えば、特許文献１）。また、赤外線センサをブリッジ構造の支持台で支持する赤外線センサアレーも提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２０９４１８号公報
【特許文献２】
特開平７−２８０６４４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
赤外線センサの検出感度を向上させるには、赤外線吸収構造の膜厚を薄くして熱コンダクタンスを小さくすればよいが、逆に赤外線吸収構造の強度が低下し、製造歩留りが低下するという問題があった。
一方、受光面積を大きくして検出感度を向上させることもできるが、寸法的な制約があり大幅な向上は望めない。
【０００５】
そこで、本発明は、赤外線吸収構造を強化しつつ検出感度を向上させた赤外線センサの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、熱型の赤外線センサであって、温度検知膜を有する赤外線検出部と、支柱段差部により該赤外線検知部に固定された赤外線吸収構造であって、溝状に突出させた凸部からなる該支柱段差部と、略平坦な平面部とを有する赤外線吸収構造とを含み、少なくとも該支柱段差部の溝状部分が平坦になるように埋め込み材料を溝状部分に充填したこと、並びに赤外線吸収構造に庇部やリブ構造を設けたことをを特徴とする赤外線センサである。
かかる赤外線センサを用いることにより、赤外線吸収構造を強化できる。従って、赤外線の検出感度を向上させるために赤外線吸収構造を薄くしても、これによる赤外線吸収構造の破損等を防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１（ａ）は、全体が１００で表される、本実施の形態にかかる赤外線センサの断面図である。
赤外線センサ１００は、例えばシリコンからなる基板１を含む。基板１には、空洞部１５が設けられ、その上に、赤外線検出部６０が支持脚５０により支持されている。
支持脚５０は、例えば酸化シリコン、窒化シリコンからなる絶縁膜２とその中に設けられた配線２２からなる。配線２２は、例えばチタン、タングステン、窒化チタンなどの金属配線からなる。
また、赤外線検出部６０は、例えば酸化シリコン、窒化シリコンからなる絶縁膜２と、その中に設けられた赤外線検知部（温度検出部）３からなる。赤外線検知部３は、例えば酸化バナジウム、ポリシリコン、アモルファスシリコンなどのボロメータ薄膜材料からなる。
【０００８】
赤外線検出部６０の上には、赤外線吸収部７０が設けられている。赤外線吸収部７０は、絶縁膜６、赤外線吸収膜７、絶縁膜８の３層からなる赤外線吸収構造５を含む。絶縁膜６、８は、例えば酸化シリコン、窒化シリコンからなり、膜厚はそれぞれ２００ｎｍ程度である。また、赤外線吸収膜７は、シート抵抗が約２００Ω／□となる材料からなり、例えば窒化バナジウム、窒化チタン、ニクロム合金等が用いられる。
【０００９】
赤外線吸収構造５は、それ自体が凸部を有し支柱段差部９を形成する。赤外線吸収構造５は、支柱段差部９により赤外線検出部６０上に固定されている。
支柱段差部９の凹部には、平坦化膜１３（埋め込み材料）が埋めこまれている。平坦化膜１３は、例えばスピン・オン・グラス（ＳｐｉｎＯｎＧｌａｓｓ）からなる。
【００１０】
平坦化膜１３の上には、例えば酸化シリコンからなる絶縁膜２０が設けられているが、絶縁膜２０は設けなくても構わない。
【００１１】
このように、赤外線センサ１００では、支柱段差部９の凹部に平坦化膜１３を埋め込んで強化することにより、赤外線吸収部７０を薄くすることによる強度の低下を防止できる。この結果、製造工程などで発生していた赤外線吸収部７０の破損を防止し、赤外線センサ１００の製造歩留りを向上できる。
【００１２】
次に、図２、３を参照しながら、赤外線センサ１００の製造方法について簡単に説明する。製造工程は、以下の工程１〜１０を含む。
【００１３】
工程１：図２（ａ）に示すように、まずシリコンからなる基板１を準備する。続いて、基板１の上に酸化シリコンからなる絶縁膜２を形成し、その上にチタンからなる配線層２２、酸化バナジウムからなる赤外線検知膜３を形成する。更に、配線層２２、赤外線検知膜３を覆うように、再度、絶縁膜２を形成する。続いて、絶縁膜２等をパターニングして、支持脚５０とこれに接続された赤外線検出部６０を形成する。
【００１４】
工程２：図２（ｂ）に示すように、シリコンからなる犠牲層４を形成し、更に、パターニングにより開口部４０を形成する。なお、犠牲層４の材料には、化学的気相成長法により形成したアモルファスシリコン膜、マイクロクリスタルシリコン膜及びポリシリコン膜を用いてもよい。また、バイアス電圧を印加したスパッタリングによるシリコン膜を用いることもできる。この場合、特に段差被覆性が改善され、赤外線吸収構造５がより平坦となる。
【００１５】
工程３：図２（ｃ）に示すように、化学的気相成長法により、酸化シリコンからなる絶縁膜６を形成する。絶縁膜６の膜厚は、約２００ｎｍである。
【００１６】
工程４：図２（ｄ）に示すように、窒化バナジウムからなる赤外線吸収膜７を形成する。
【００１７】
工程５：図２（ｅ）に示すように、再度、化学的気相成長法により、酸化シリコンからなる絶縁膜８を形成する。絶縁膜８の膜厚は、約２００ｎｍである。開口部４０に沿って形成された絶縁膜６、赤外線吸収膜７、絶縁膜８は、支柱段差部９を形成する。
【００１８】
工程６：図２（ｆ）に示すように、絶縁膜７を覆うように平坦化膜１３を形成する。平坦化膜１３は、スピン・オン・グラスからなる。続いて、ドライエッチングにてパターニングを行い、開口部４０内に平坦化膜１３を残す。
【００１９】
工程７：図３（ｇ）に示すように、酸化シリコンからなる絶縁膜２０を設ける。
【００２０】
工程８：図３（ｈ）に示すように、フォトレジストを形成し、これをパターニングしてレジストマスク１４を形成する。続いて、レジストマスク１４を用いてエッチングホール１０を形成する。
【００２１】
工程９：図３（ｉ）に示すように、エッチングホール１０から、水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウムのうちの何れか一方のエッチング液を導入してシリコン基板１をエッチングし、空洞部１５を形成する。また、シリコン犠牲層４も同時に除去される。ここでは、空洞部１５のエッチングは異方性エッチングで行ったが、例えば２弗化キセノンを用いた等方性エッチングで行ってもよい。また、画素分離のためのエッチングストッパ層を設けても構わない。
【００２２】
工程１０：図３（ｊ）に示すように、レジストマスク１４を除去することにより、赤外線センサ１００が完成する。
【００２３】
本実施の形態１では、シリコンからなる犠牲層４を用いたが、例えばスピン・オン・グラスなどのゾルゲル材を焼結させることで平坦化させる材料や感光性ポリイミド樹脂を代用としてもよい。また、このような材料とシリコンからなる犠牲層４を併用することで段差被覆性が改善され、赤外線吸収構造５がより平坦になる。
【００２４】
なお、図１（ｂ）は、平坦化膜１３が設けられた赤外線吸収構造５の支柱段差部９短辺側をエッチングして平坦化膜１３を露出させ、プラズマアッシャー等を用いて平坦化膜１３を除去したものである。これにより、支柱段差部９の凹部が空洞化された赤外線吸収構造５を得ることができる。この場合、支柱段差部９上の強度は、絶縁膜２０で支持される。
また、赤外線吸収構造５の一部を除去したことで、熱容量を低減できる。
【００２５】
実施の形態２．
図４は、全体が２００で表される、本実施の形態２にかかる赤外線センサの断面図である。図４中、図１と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。
【００２６】
本実施の形態にかかる赤外線センサ２００では、赤外線吸収構造５が、絶縁膜６、赤外線吸収膜７の２層と、その上に設けられた平坦化膜１３からなる。平坦化膜１３は、支柱段差部９の凹部を埋め込むとともに、赤外線吸収膜７の上にも延びている。他の構造は、上述の赤外線センサ１００と同様である。
【００２７】
かかる赤外線センサ２００においても、支柱段差部９の凹部に平坦化膜１３を埋め込んで強化することができる。この結果、製造工程などで発生していた赤外線吸収部７０の破損を防止し、赤外線センサ２００の製造歩留りを向上できる。
【００２８】
次に、図５、６を参照しながら、赤外線センサ１００の製造方法について簡単に説明する。製造工程は、以下の工程１〜８を含む。
【００２９】
工程１〜４（図５（ａ）〜（ｄ））は、実施の形態１の製造工程１〜４と同様の工程である。
【００３０】
工程５：図６（ｅ）に示すように、スピン・オン・グラスやポリイミドからなる平坦化層１３を形成する。平坦化層１３は、支柱段差部９の凹部を埋め込むとともに、赤外線吸収膜７の上面を覆うように形成する。
【００３１】
工程６：図６（ｆ）に示すように、平坦化層１３の上にフォトレジストを形成し、パターニングしてレジストマスク１４を形成する。続いて、レジストマスク１４をエッチングマスクに用いてエッチングホール１０を形成する。
【００３２】
工程７〜８は、実施の形態１の製造工程９〜１０と同様の工程（図３（ｉ）〜（ｊ））である。以上の工程で、本実施の形態２にかかる赤外線センサ２００が完成する。
【００３３】
実施の形態３．
図７は、全体が３００で表される、本実施の形態３にかかる赤外線センサの断面図である。図７中、図１と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。
【００３４】
本実施の形態にかかる赤外線センサ３００では、赤外線吸収構造５が、絶縁膜６、２層の赤外線吸収膜７、及び絶縁膜８からなる。平坦化膜１３は、支柱段差部９の凹部に埋め込まれ、断面がＴ字型になっている。平坦化膜１３の上部は、支柱段差部９の凹部から上方にはみ出すとともに、左右方向にも、それぞれ２００ｎｍ程度の膜厚ではみ出している。
【００３５】
更に、平坦化膜１３の上にも、窒化バナジウムからなる赤外線吸収膜７が設けられている。赤外線吸収膜７の上には、酸化シリコンからなる絶縁膜８が設けられている。図７からわかるように、支柱段差部９付近の赤外吸収構造５の上面には緩やかな傾斜が設けられる。
【００３６】
かかる赤外線センサ３００においても、支柱段差部９の凹部に平坦化膜１３を埋め込んで強化することができる。特に、赤外線センサ３００では、平坦化膜１３の断面をＴ字型とすることにより、例えば、外圧などによる赤外線吸収構造５の折曲がり部分での負荷集中を緩和でき、赤外線吸収構造５を強化できる。この結果、製造工程などで発生していた赤外線吸収部７０の破損を防止し、赤外線センサ３００の製造歩留りを向上できる。
【００３７】
次に、図８、９を参照しながら、赤外線センサ３００の製造方法について簡単に説明する。製造工程は、以下の工程１〜１０を含む。
【００３８】
工程１〜４（図８（ａ）〜（ｄ））は、実施の形態１の製造工程１〜４と同様の工程である。
【００３９】
工程５：図８（ｅ）に示すように、スピン・オン・グラスやポリイミドからなる平坦化層１３を形成する。平坦化層１３は、まず、支柱段差部９の凹部を埋め込むとともに、赤外線吸収膜７の上面を覆うように形成する。
次に、ドライエッチングにてパターニングを行い、図８（ｅ）に示すような、断面がＴ字型の形状を得る。平坦化膜１３の上部は、支柱段差部９の凹部から上方にはみ出すとともに、左右方向にも、それぞれ２００ｎｍ程度の膜厚ではみ出している。
【００４０】
なお、はみ出した平坦化膜１３の膜厚は２００ｎｍ程度としたが、これに限定されるものではない。
また、平坦化膜１３には、スピン・オン・グラスを用いたが、これに限定されるものではない。例えば、焼結して得られる他のゾルゲルからなる絶縁材料、感光性ポリイミドを用いて形成してもよい。
【００４１】
工程６：図８（ｆ）に示すように、再度、平坦化膜１３全体を覆うように赤外線吸収膜７を形成する。なお、赤外線吸収膜７は最終的に必要となる抵抗率が得られるように制御される。
【００４２】
工程７：図９（ｇ）に示すように、酸化シリコンからなる絶縁膜８を形成する。絶縁膜８は、支柱段差部９付近において、緩やかな傾斜を有する。
【００４３】
工程８〜１０：実施の形態１の製造工程８〜１０と同様の工程（図３（ｈ）〜（ｊ））である。以上の工程で、本実施の形態３にかかる赤外線センサ３００が完成する。
【００４４】
実施の形態４．
図１０は本実施の形態４にかかる、全体が４００で表される赤外線センサである。図１０（ａ）は上面図、図１０（ｂ）、（ｃ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ方向、Ｂ−Ｂ方向に見た場合の断面図である。図１０中、図１と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。
【００４５】
図１０（ａ）は、１画素分の赤外線センサ４００の上面図である。赤外線吸収構造５は、中央に設けられた支柱段差部９により、赤外線検出部（図示せず）上に固定されている。赤外線吸収構造５には、シリコン基板をエッチングし、空洞部を形成するために使用するエッチングホール１０が形成されている。
また、赤外線吸収構造５には、エッチングホール１０に隣接して、支柱段差部９と略平行にリブ４２が設けられている。
【００４６】
図１０（ｂ）に示すように、赤外線センサ４００では、赤外線吸収構造５は、酸化シリコンの絶縁膜６、窒化バナジウムの赤外線吸収膜７、および酸化シリコンの絶縁膜８の３層構造からなる。
エッチングホール１０の上には、エッチングホール１０の上面を覆うように庇部１９が設けられている。庇部１９は、絶縁膜８と同様に、酸化シリコンからなる。
一方、図１０（ｃ）に示すように、エッチングホール１０を形成しない部分には、絶縁膜８が、凸型にせり出したリブ４２が形成されている。かかるリブ４２を有することにより、赤外線吸収構造５の強度が向上する。
なお、図１０（ｂ）、（ｃ）からわかるように、リブ４２の一部を除去して開口したのが庇部１９である。
【００４７】
このように、本実施の形態４にかかる赤外線センサ４００では、エッチングホール１０の上方に庇部１９が設けられている。このため、エッチングホール１０に異物が入り難くなり、画素の熱的短絡等を防止できる。
【００４８】
次に、図１１を参照しながら、赤外線センサ４００の製造方法について簡単に説明する。製造工程は、以下の工程１〜９を含む。なお、工程１〜８（図１１（ａ）〜（ｈ））において、基板は省略されている。
【００４９】
工程１〜３：実施の形態１の、工程１〜４（図２（ａ）〜（ｄ））と同様の工程であり、スパッタ犠牲層４の上に、絶縁膜６、赤外線吸収膜７を形成する。
【００５０】
工程４：図１１（ｄ）に示すように、フォトレジストを形成した後、パターニングによりレジストマスク１４を形成する。続いて、レジストマスク１４をエッチングマスクに用いてエッチングホール１０を形成する。
【００５１】
工程５：図１１（ｅ）に示すように、レジストマスク１４を除去した後、例えばフォトレジスト等の有機系感光材料からなる犠牲層１１を全面に塗布した後、パターニングして、図１１（ｅ）のような形状を残す。図１１（ｅ）では、断面をＬ字型としたが、Ｔ字型としても構わない。
【００５２】
工程６：図１１（ｆ）に示すように、酸化シリコンからなる絶縁膜８を形成する。絶縁膜６、赤外線吸収膜７、絶縁膜８より、赤外線吸収構造５が形成される。
【００５３】
工程７：図１１（ｇ）に示すように、フォトレジストを形成した後に、パターニングを行い、レジストマスク２４を形成する。レジストマスク２４の開口部は、赤外線吸収膜７上に張出した犠牲層１１が露出するように設ける。続いて、レジストマスク２４をエッチングマスクに用いて、絶縁膜８の一部を除去する。これにより、犠牲層１１の一部が露出する。
【００５４】
工程８：図１１（ｈ）に示すように、犠牲層１１を除去する。これにより、エッチングホール１０が形成される。
なお、犠牲層１１は、支持脚２の横に形成されている溝部上に設けることが望ましい。また、エッチングホール１０は、複数形成しても構わない。
【００５５】
工程９：図１１（ｉ）に示すように、エッチングホール１０を用いて、基板１に空洞部１５を形成し、シリコン犠牲層４を除去した後、レジストマスク２４を除去する。以上の工程により、赤外線センサ４００が完成する。
【００５６】
ここでは、赤外線吸収構造５上に、庇部１９を備えたエッチングホール１０を２つ設けたが、例えば断面がＴ字型の犠牲層１１を用いて、その両端あるいは片側をそれぞれ開口させても構わない。この場合には、赤外線吸収構造５上には庇部１９が４個形成される。
また、庇部１９と赤外吸収構造５との結合部には、緩やかな傾斜を設けることが望ましい。
【００５７】
また、エッチングホール１０の方向は、全て赤外線吸収構造５の端部側の面方向に向けて配置されているが、これに限定するものではない。
【００５８】
実施の形態５．
図１２は、全体が５００で表される、本実施の形態５にかかる赤外線センサの断面図である。図１２（ａ）、（ｂ）は、赤外線センサ５００を、図１０（ａ）のＡ−Ａ方向、Ｂ−Ｂ方向に見た場合に相当する。図１２中、図１０と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。
【００５９】
図１２（ａ）に示すように、赤外線センサ５００では、庇部１９が、絶縁膜６、赤外線吸収膜７、絶縁膜８の３層構造からなる点で、絶縁膜８のみからなる庇部１９を有する赤外線センサ４００と異なる。また、図１２（ｂ）に示すように、赤外線センサ５００では、リブ４２も、絶縁膜６、赤外線吸収膜７、絶縁膜８の３層構造からなる点で、絶縁膜８のみからなるリブ４２を有する赤外線センサ４００と異なる。他の部分は、赤外線センサ４００と同じ構成である。
【００６０】
このように、庇部１９、リブ４２にも赤外線吸収膜７を設けることにより、赤外線の受光面積を向上させることができる。
【００６１】
次に、図１３を参照しながら、赤外線センサ５００の製造方法について簡単に説明する。製造工程は、以下の工程１〜６を含む。なお、工程１〜５（図１２（ａ）〜（ｅ））において、基板は省略されている。
【００６２】
工程１：図１３（ａ）に示すように、実施の形態１と同じ工程で、基板状に、支持脚５０、赤外線検出部６０等を形成する。
【００６３】
工程２：図１３（ｂ）に示すように、スパッタ法により、シリコンからなる犠牲層４と絶縁膜１７を堆積し、レジストマスクを用いてパターニングを行ない一括エッチングする。
【００６４】
工程３：図１３（ｃ）に示すように、フォトレジストからなる犠牲層１１を形成し、図のような形状にパターニングする。
【００６５】
工程４：図１３（ｄ）に示すように、酸化シリコンからなる絶縁膜６、窒化バナジウムからなる赤外線吸収膜７、酸化シリコンからなる絶縁膜８を順次堆積する。絶縁膜６、赤外線吸収膜７、及び絶縁膜８は、赤外線吸収構造５を構成する。
【００６６】
工程５：図１３（ｅ）に示すように、レジストマスク１４を形成し、犠牲層１１の一部が露出するように、赤外線吸収構造５をエッチングする。続いて、犠牲層１１を除去する。これにより、エッチングホール１０が形成される。
【００６７】
工程６：図１３（ｆ）に示すように、エッチングホール１０を用いて犠牲層４を除去するとともに、基板１をエッチングし、空洞部１５を形成する。以上の工程により、赤外線センサ５００が完成する。
図１２（ａ）に示すように、赤外線センサ５００では、エッチングホール１０の上方が、３層構造の赤外線吸収構造５からなる庇部により覆われている。
なお、エッチングホール１０を設けない領域では、庇部はリブとなっている。
【００６８】
実施の形態６．
図１４は、全体が６００で表される、本実施の形態６にかかる赤外線センサの断面図である。図１４（ａ）、（ｂ）は、赤外線センサ６００を、図１０（ａ）のＡ−Ａ方向、Ｂ−Ｂ方向に見た場合に相当する。図１４中、図１０と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。
【００６９】
図１４（ａ）に示すように、赤外線センサ６００は、赤外線センサ５００に、実施の形態３の構造を適用した構造となっている。即ち、図１４（ａ）に示すように、赤外線吸収構造５の支柱段差部９に、断面形状がＴ字型の平坦化膜１３が埋め込まれている。平坦化膜７の上には、赤外線吸収膜７が形成され、更にその上に絶縁膜８が形成されている。
また、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、赤外線吸収構造５は、エッチングホール１０を覆う庇部１９と、リブ４２とを有する。
【００７０】
このように、本実施の形態６にかかる赤外線センサ６００では、支柱段差部９が平坦化膜７で埋め込まれて、支柱段差部９が強化されるとともに、赤外線吸収構造５がリブ４２を有することにより赤外線吸収構造５も強化されている。
また、庇部１９を有することにより、エッチングホール１０内への異物の混入を防止できる。
【００７１】
次に、図１５、１６を参照しながら、赤外線センサ６００の製造方法について簡単に説明する。製造工程は、以下の工程１〜１０を含む。なお、工程１〜９（図１５（ａ）〜１６（ｉ））において、基板は省略されている。
【００７２】
工程１〜３：上述の実施の形態５の工程１〜３（図１３（ａ）〜（ｃ））と同じ工程である。即ち、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、基板（図示せず）上に、所定形状の犠牲層４、１２等を形成する。
【００７３】
工程４〜７：上述の実施の形態３の工程３〜７（図８（ｃ）〜（ｇ））と同じ工程である。即ち、図１５（ｄ）〜（ｆ）及び図１６（ｇ）に示すように、犠牲層４、１２の上に、絶縁膜６、赤外線吸収膜７、絶縁膜８からなる赤外線吸収構造５を形成するとともに、支柱段差部９を平坦化膜１３で埋め込む。なお、平坦化膜１３の上にも赤外線吸収膜７が形成されている。
【００７４】
工程８：図１６（ｈ）に示すように、レジストマスク２４を用いて赤外線吸収構造５の一部を除去する。これにより、犠牲層１２の一部が露出する。
【００７５】
工程９：図１６（ｉ）に示すように、犠牲層１２を除去することにより、エッチングホール１０を形成する。
【００７６】
工程１０：図１６（ｊ）に示すように、エッチングホール１０を用いて犠牲層４をエッチングするとともに、基板１をエッチングして空洞部１５を形成する。最後にレジストマスク２４を除去する。以上の工程で、赤外線センサ６００が完成する。
【００７７】
実施の形態７．
図１７は、全体が７００で表される、本実施の形態７にかかる赤外線センサの断面図である。図１７（ａ）は、１画素分の上面図であり、図１７（ｂ）は、赤外線センサ７００をＣ−Ｃ方向に見た断面図に相当する。図１７中、図１２と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。
【００７８】
赤外線センサ７００は、上述の実施の形態５の赤外線センサ５００に対して、エッチングホール１０の位置を変更したもので、リブ４２の内側に隣接してエッチングホール１０が設けられている。
【００７９】
かかる構造は、赤外線センサ５００の製造工程において、エッチングホール１０を形成するために赤外線吸収構造５を除去する位置（図１３（ｅ）参照）を変更するだけで実現できる。
【００８０】
実施の形態８．
図１８は、全体が８００で表される、本実施の形態８にかかる赤外線センサの断面図である。図１８（ａ）は、１画素分の上面図であり、図１８（ｂ）は、赤外線センサ８００をＤ−Ｄ方向に見た断面図に相当する。図１８中、図１２と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。
【００８１】
赤外線センサ８００は、上述の実施の形態５の赤外線センサ５００に対して、エッチングホール１０の位置を変更したもので、一方のエッチングホール１０がリブ４２の内側に隣接して設けられている。
【００８２】
かかる構造も、赤外線センサ５００の製造工程において、エッチングホール１０を形成するために赤外線吸収構造５を除去する位置（図１３（ｅ）参照）を変更するだけで実現できる。
【００８３】
なお、実施の形態７、８に示すように、エッチングホール１０の位置は、リブ４２に隣接した領域で任意に選択できる。
【００８４】
実施の形態９．
図１９は、全体が９００で表される、本実施の形態９にかかる赤外線センサの断面図である。図１９（ａ）は、１画素分の上面図であり、図１９（ｂ）は、赤外線センサ９００をＥ−Ｅ方向に見た断面図に相当する。図１９中、図１２と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。図１９では、エッチングホール１０は省略されている。
【００８５】
図１９（ａ）に示すように、赤外線センサ９００では、赤外線吸収構造５の周囲に沿ってリブ４２が設けられている。かかる構造を用いることにより、赤外線吸収構造５の強度を向上できる。
なお、エッチングホール１０は、リブ４２に隣接した任意の位置に形成すればよい。
【００８６】
次に、図２０を参照しながら、赤外線センサ９００の製造方法について簡単に説明する。製造工程は、以下の工程１〜５を含む。なお、工程１〜５（図２０（ａ）〜（ｄ））において、基板は省略されている。
【００８７】
工程１：図２０（ａ）に示すように、基板（図示せず）の上に、支持脚５０、赤外線吸収部６０等を形成する。
【００８８】
工程２：図２０（ｂ）に示すように、支持脚５０等の上に、所定形状にパターニングした犠牲層４を形成する。犠牲層４には、フォトレジストやポリイミド膜が用いられる。
【００８９】
工程３：図２０（ｃ）に示すように、犠牲層４の上の、リブ４２を形成する位置に犠牲層１２を形成する。犠牲層１２の材料には、スパッタで形成したシリコン膜が用いられるが、犠牲層４をシリコン膜から形成した場合には、フォトレジストから形成しても構わない。
また、犠牲層４にスパッタ膜を形成して、フォトレジスト１２を設けてからドライエッチングを行ない、フォトレジストを除去することで同様の凸形状を得ても良い。
【００９０】
工程４：図２０（ｄ）に示すように、絶縁膜６、赤外線吸収膜７、絶縁膜８からなる赤外線吸収構造５を形成する。
【００９１】
工程５：図２０（ｅ）に示すように、レジストマスク１４を用いてエッチングホール（図示せず）を形成する。かかるエッチングホールは、犠牲層１２に隣接するように形成する。
次に、エッチングホールを用いて、犠牲層４、１２を除去し、最後にレジストマスク１４を除去して、赤外線センサ９００が完成する。
【００９２】
図２１（ａ）、（ｂ）は、全体が９１０で表される、本実施の形態９にかかる他の赤外線センサである。図２１（ａ）は、１画素分の上面図であり、図２１（ｂ）は、赤外線センサ９１０をＦ−Ｆ方向に見た断面図に相当する。図２１中、図１２と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。図２１においても、エッチングホール１０は省略されている。
【００９３】
図２１（ａ）に示すように、赤外線センサ９１０では、赤外線吸収構造５の周囲に沿ってリブ４２が、２重に設けられている。かかる構造を用いることにより、更に、赤外線吸収構造５の強度を向上できる。
なお、エッチングホール１０は、リブ４２に隣接した任意の位置に形成すればよい。
【００９４】
次に、図２２を参照しながら、赤外線センサ９１０の製造方法について簡単に説明する。製造工程は、以下の工程１〜４を含む。なお、工程１〜４（図２２（ａ）〜（ｄ））において、基板は省略されている。
【００９５】
工程１：図２２（ａ）に示すように、基板（図示せず）の上に、支持脚５０、赤外線吸収部６０等を形成する。
【００９６】
工程２：図２２（ｂ）に示すように、支持脚５０等の上に、所定の形状にパターニングした犠牲層４を形成する。
【００９７】
工程３：図２２（ｃ）に示すように、犠牲層４の上に、２重に犠牲層１２を形成する。
【００９８】
工程４：図２２（ｄ）に示すように、絶縁膜６、赤外線吸収膜７、絶縁膜８からなる赤外線吸収構造５を形成する。
【００９９】
工程４に続いて、図２０（ｅ）に示す工程を行なうことにより、赤外線センサ９１０が完成する。
【０１００】
図２３（ａ）、（ｂ）は、全体が９２０で表される、本実施の形態９にかかる他の赤外線センサである。図２３（ａ）は、１画素分の上面図であり、図２３（ｂ）は、赤外線センサ９２０をＧ−Ｇ方向に見た断面図に相当する。図２３中、図１２と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。図２３においても、エッチングホール１０は省略されている。
【０１０１】
赤外線センサ９２０は、上述の赤外線センサ９１０の変形例であり、赤外線吸収構造５に段差を設けた構造である。赤外線センサ９２０では、外部のリブ４２の断面形状が、内部のリブ４２の断面形状とやや異なっている。
かかる構造を用いることによっても、赤外線吸収構造５の強度を向上できる。
【０１０２】
実施の形態１０．
図２４は、全体が１０００で表される、本実施の形態１０にかかる赤外線センサの断面図である。赤外線センサ１０００は、例えば上記特許文献２に記載のブリッジ構造の赤外線センサの赤外線吸収構造５に、リブ４２を２重に設けた構造である。
このように、リブ４２を設けることにより、ブリッジ構造の赤外線センサにおいても、赤外線吸収構造５の強化が可能である。
【０１０３】
なお、ブリッジ構造の赤外線センサに対しては、上述の他の構造のリブ４２を適用してもよい。また、上述の庇部１９や、支柱段差部９を埋め込む平坦化膜１３等を適用しても構わない。
【０１０４】
以上の実施の形態１〜１０で説明したリブ構造、庇構造、支柱段差部の埋め込み構造は、適当に組み合わせることが可能であり、これにより、赤外線センサの強度を向上できる。
【０１０５】
【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センサでは、赤外線吸収構造の強度を強化し、製造歩留り等の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる赤外線センサの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる赤外線センサの製造工程の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる赤外線センサの製造工程の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかる赤外線センサの断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２にかかる赤外線センサの製造工程の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかる赤外線センサの製造工程の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３にかかる赤外線センサの断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３にかかる赤外線センサの製造工程の断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３にかかる赤外線センサの製造工程の断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４にかかる赤外線センサの上面図および断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４にかかる赤外線センサの製造工程の断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態５にかかる赤外線センサの断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態５にかかる赤外線センサの製造工程の断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態６にかかる赤外線センサの断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態６にかかる赤外線センサの製造工程の断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態６にかかる赤外線センサの製造工程の断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態７にかかる赤外線センサの上面図および断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態８にかかる赤外線センサの上面図および断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態９にかかる赤外線センサの上面図および断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態９にかかる赤外線センサの製造工程の断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態９にかかる他の赤外線センサの上面図および断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態９にかかる他の赤外線センサの製造工程の断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態９にかかる他の赤外線センサの上面図および断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態１０にかかる赤外線センサの断面図である。
【符号の説明】
１基板、２絶縁膜、３赤外線検知膜、４犠牲層、５赤外線吸収構造、６絶縁膜、７赤外線吸収膜、８絶縁膜、９支柱段差部、１０エッチングホール、１１犠牲層、１２犠牲層、１３平坦化膜、１４レジストマスク、１５、１６空洞部、１７、２０絶縁膜、５０支持脚、６０赤外線検出部、７０赤外線吸収部、１００赤外線センサ。

Claims

熱型の赤外線センサであって、
温度検知膜を有する赤外線検出部と、
支柱段差部により該赤外線検知部に固定された赤外線吸収構造であって、溝状に突出させた凸部からなる該支柱段差部と、略平坦な平面部とを有する赤外線吸収構造とを含み、
少なくとも該支柱段差部の溝状部分が平坦になるように、埋め込み材料を該溝状部分に充填したことを特徴とする赤外線センサ。
上記赤外線吸収構造が、絶縁膜と赤外線吸収膜からなり、上記埋め込み材料が、上記支柱段差部の溝状部分を埋め、かつ上記平面部の上にも積層されたことを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
上記赤外線吸収構造が、絶縁膜と赤外線吸収膜からなり、更に、上記埋め込み材料を覆うように他の赤外線吸収膜が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
上記埋め込み材料が、断面がＴ字型となるように、上記溝状部分の上端からはみだして設けられたことを特徴とする請求項３に記載の赤外線センサ。
熱型の赤外線センサであって、
温度検知膜を有する赤外線検出部と、
支柱段差部により該赤外線検知部に固定された赤外線吸収構造であって、溝状に突出させた凸部からなる該支柱段差部と、略平坦な平面部とを有する赤外線吸収構造と、
該支柱段差部の溝状部分を覆うように、該平面部上に設けられた薄板状の絶縁膜とを含むことを特徴とする赤外線センサ。
上記絶縁膜で覆われた上記溝状部分が、中空構造であることを特徴とする請求項５に記載の赤外線センサ。
熱型の赤外線センサであって、
空洞部を有する基板と、
該基板上に設けられ、該空洞部上に支持脚で支持された、温度検知膜を有する赤外線検出部と、
支柱段差部により該赤外線検知部に固定された赤外線吸収構造であって、溝状に突出させた凸部からなる該支柱段差部と、略平坦な平面部とを有する赤外線吸収構造と、
該赤外線吸収構造の該平面部に設けられたエッチングホールとを含み、
該赤外線吸収構造が、該エッチングホールの上方を覆う庇部を含むことを特徴とする赤外線センサ。
熱型の赤外線センサであって、
空洞部を有する基板と、
該基板上に設けられ、該空洞部上に支持脚で支持された、温度検知膜を有する赤外線検出部と、
支柱段差部により該赤外線検知部に固定された赤外線吸収構造であって、溝状に突出させた凸部からなる該支柱段差部と、略平坦な平面部とを有する赤外線吸収構造とを含み、
該赤外線吸収構造が、該平面部を溝状に突出させた凸部からなるリブを有することを特徴とする赤外線センサ。