JP2008039684A - 固体撮像素子及びその製造方法並びに撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セル部10は、入射された電波を受信することにより電気信号を生成するアンテナ部142と、アンテナ部に電気的に接続され、電気信号に応じたジュール熱を生成することにより、セル部の温度を変化させる電気抵抗12と、支持構造配線部111と電気的に接続されると共に、アンテナ部及び電気抵抗と電気的に絶縁され、かつ電気抵抗と熱的に接続され、セル部の温度変化を検出することにより、電気信号を生成する熱電変換素子31とを有し、セル部のうち電波の入射面側は、遠赤外線を反射する材料によって形成されている。
【選択図】図1
Description
半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられた読み出し配線部と、
前記半導体基板の表面部分に形成された凹部の上方に配置され、前記読み出し配線部と電気的に接続された接続配線を有する支持構造部と、
前記凹部の上方に配置され、前記支持構造部によって支持されたセル部と
を備え、前記セル部は、
入射された電波を受信することにより電気信号を生成するアンテナ部と、
前記アンテナ部に電気的に接続され、前記電気信号に応じたジュール熱を生成することにより、前記セル部の温度を変化させる電気抵抗と、
前記支持構造部と電気的に接続されると共に、前記アンテナ部及び前記電気抵抗と電気的に絶縁され、かつ前記電気抵抗と熱的に接続され、前記セル部の温度変化を検出することにより、電気信号を生成する熱電変換素子と、
前記セル部のうち前記電波の入射面側に設けられた赤外線を反射する部材と、
を備える。
半導体基板上に、熱電変換素子、熱電変換素子配線部、支持構造配線部、読み出し配線部及び層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜にパターニングを行ってエッチングホールを形成することにより、支持構造保護膜を形成する工程と、
前記支持構造保護膜の上部と前記熱電変換素子配線部の上方に形成されている層間絶縁膜とにエッチングを行って除去する工程と、
前記エッチングホールを埋め込むように、前記半導体基板上に犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層にエッチングを行って、前記層間絶縁膜の表面を露出させることにより、コンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホール内であってかつ前記層間絶縁膜上に、電気抵抗膜を成膜しパターニングを行って電気抵抗を形成する工程と、
前記犠牲層、前記層間絶縁膜及び前記電気抵抗上に、アンテナ下層保護膜、アンテナコンタクト、金属膜及びアンテナ上層保護膜を順次形成する工程と、
前記アンテナ上層保護膜、前記金属膜及び前記アンテナ下層保護膜にエッチングを行って、アンテナ部を形成すると共に、前記犠牲層の表面を露出させる工程と、
前記犠牲層と、前記熱電変換素子の下方に位置する前記半導体基板とにエッチングを行って、前記半導体基板の表面部分に凹部を形成する工程と、
前記アンテナ上層保護膜にエッチングを行って除去する工程と、
を備える。
半導体基板上に、熱電変換素子、熱電変換素子配線部、支持構造配線部、読み出し配線部及び層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜にパターニングを行ってエッチングホールを形成することにより、支持構造保護膜を形成する工程と、
前記支持構造保護膜の上部に形成されている層間絶縁膜にエッチングを行って除去する工程と、
前記エッチングホールを埋め込むように、前記半導体基板上に犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層にエッチングを行って、前記層間絶縁膜の表面を露出させることにより、コンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホール内であってかつ前記層間絶縁膜上に、電気抵抗膜を成膜しパターニングを行って電気抵抗を形成する工程と、
前記犠牲層、前記層間絶縁膜及び前記電気抵抗上に、アンテナ下層保護膜、アンテナコンタクト、金属膜及びアンテナ上層保護膜を順次形成する工程と、
前記アンテナ上層保護膜、前記金属膜及び前記アンテナ下層保護膜にエッチングを行って、アンテナ部を形成すると共に、前記犠牲層の表面を露出させる工程と、
前記犠牲層と、前記熱電変換素子の下方に位置する前記半導体基板とにエッチングを行って、前記半導体基板の表面部分に凹部を形成する工程と、
前記アンテナ上層保護膜と前記熱電変換素子配線部上に残存している前記層間絶縁膜とにエッチングを行って除去する工程と、
を備える。
半導体基板と、
前記半導体基板に画素アレイとしてマトリクス状に配置された複数の固体撮像素子と、
前記各固体撮像素子によって検出された電気信号を映像信号として順次読み出す読出し回路とを備え、
前記固体撮像素子は、
前記半導体基板上に設けられた読み出し配線部と、
前記半導体基板の表面部分に形成された凹部の上方に配置され、前記読み出し配線部と電気的に接続された接続配線を有する支持構造部と、
前記凹部の上方に配置され、前記支持構造部によって支持されたセル部と
を備え、前記セル部は、
入射された電波を受信することにより電気信号を生成するアンテナ部と、
前記アンテナ部に電気的に接続され、前記電気信号に応じたジュール熱を生成することにより、前記セル部の温度を変化させる電気抵抗と、
前記支持構造部と電気的に接続されると共に、前記アンテナ部及び前記電気抵抗と電気的に絶縁され、かつ前記電気抵抗と熱的に接続され、前記セル部の温度変化を検出することにより、電気信号を生成する熱電変換素子と、
前記セル部のうち前記電波の入射面側に設けられた赤外線を反射する部材と、
を備える。
L=n1L1 + n0L2 ・・・・(6)
111 支持構造配線部
112 支持構造保護膜
12 抵抗体
131 アンテナ下層保護膜
132 アンテナ上層保護膜
141 アンテナコンタクト
142 アンテナ部
201 読み出し配線
202 読み出し配線保護膜
31 熱電変換素子
32 層間絶縁膜
33 熱電変換素子配線層
34 熱電変換素子コンタクト
40 エッチングホール
41 犠牲層
42 コンタクトホール
43 アンテナ形成ホール
44 空洞部
5 半導体基板
51 埋め込み酸化膜
Claims (12)
- 半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられた読み出し配線部と、
前記半導体基板の表面部分に形成された凹部の上方に配置され、前記読み出し配線部と電気的に接続された接続配線を有する支持構造部と、
前記凹部の上方に配置され、前記支持構造部によって支持されたセル部と
を備え、前記セル部は、
入射された電波を受信することにより電気信号を生成するアンテナ部と、
前記アンテナ部に電気的に接続され、前記電気信号に応じたジュール熱を生成することにより、前記セル部の温度を変化させる電気抵抗と、
前記支持構造部と電気的に接続されると共に、前記アンテナ部及び前記電気抵抗と電気的に絶縁され、かつ前記電気抵抗と熱的に接続され、前記セル部の温度変化を検出することにより、電気信号を生成する熱電変換素子と、
前記セル部のうち前記電波の入射面側に設けられた赤外線を反射する部材と、
を備えることを特徴とする固体撮像素子。 - 前記アンテナ部は、第1及び第2のアンテナ部分を有し前記セル部のうち前記電波の入射面側に配置され、
前記赤外線を反射する部材は金属膜であり、前記電気抵抗を除く前記セル部の領域のうち前記第1及び第2のアンテナ部分によって覆われない当該セル部の表面部分に設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記金属膜は、前記熱電変換素子に電気的に接続された配線部を備える
ことを特徴とする請求項2に記載の固体撮像素子。 - 前記赤外線を反射する部材は金属膜であり、
前記熱電変換素子は、
直列接続された少なくとも2つのpn接合ダイオードを備え、
前記金属膜は、前記pn接合ダイオード間を接続する配線部を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記アンテナ部は、前記セル部のうち前記電波の入射面側に配置され、
前記セル部は、前記電波の入射側に位置する表面が、前記電気抵抗を除き、前記アンテナ部によって覆われている
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記金属膜の上面と、前記アンテナ部の下面との間に挟まれた領域の光路長は、4〜6[μm]の自然数倍となる
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記金属膜の上面と、前記アンテナ部の下面との間に挟まれた領域の光路長の略半分に相当する位置に、前記読み出し配線部から張り出して設けられた赤外線吸収膜
をさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の固体撮像素子。 - 前記熱電変換素子は、
直列接続された少なくとも2つのpn接合ダイオードを備え、前記支持構造配線部を介して前記pn接合ダイオードに順方向バイアス電圧を印加して一定電流を流し、前記電波を受信することによって生じる、前記熱電変換素子の両端の電位差の変化を検出することにより、前記セル部の温度変化に応じた電気信号を生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。 - 半導体基板上に、熱電変換素子、熱電変換素子配線部、支持構造配線部、読み出し配線部及び層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜にパターニングを行ってエッチングホールを形成することにより、支持構造保護膜を形成する工程と、
前記支持構造保護膜の上部と前記熱電変換素子配線部の上方に形成されている層間絶縁膜とにエッチングを行って除去する工程と、
前記エッチングホールを埋め込むように、前記半導体基板上に犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層にエッチングを行って、前記層間絶縁膜の表面を露出させることにより、コンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホール内であってかつ前記層間絶縁膜上に、電気抵抗膜を成膜しパターニングを行って電気抵抗を形成する工程と、
前記犠牲層、前記層間絶縁膜及び前記電気抵抗上に、アンテナ下層保護膜、アンテナコンタクト、金属膜及びアンテナ上層保護膜を順次形成する工程と、
前記アンテナ上層保護膜、前記金属膜及び前記アンテナ下層保護膜にエッチングを行って、アンテナ部を形成すると共に、前記犠牲層の表面を露出させる工程と、
前記犠牲層と、前記熱電変換素子の下方に位置する前記半導体基板とにエッチングを行って、前記半導体基板の表面部分に凹部を形成する工程と、
前記アンテナ上層保護膜にエッチングを行って除去する工程と、
を備える固体撮像素子の製造方法。 - 前記熱電変換素子配線部上に残存している前記層間絶縁膜にエッチングを行って除去する工程をさらに備えることを特徴とする請求項9に記載の固体撮像素子の製造方法。
- 半導体基板上に、熱電変換素子、熱電変換素子配線部、支持構造配線部、読み出し配線部及び層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜にパターニングを行ってエッチングホールを形成することにより、支持構造保護膜を形成する工程と、
前記支持構造保護膜の上部に形成されている層間絶縁膜にエッチングを行って除去する工程と、
前記エッチングホールを埋め込むように、前記半導体基板上に犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層にエッチングを行って、前記層間絶縁膜の表面を露出させることにより、コンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホール内であってかつ前記層間絶縁膜上に、電気抵抗膜を成膜しパターニングを行って電気抵抗を形成する工程と、
前記犠牲層、前記層間絶縁膜及び前記電気抵抗上に、アンテナ下層保護膜、アンテナコンタクト、金属膜及びアンテナ上層保護膜を順次形成する工程と、
前記アンテナ上層保護膜、前記金属膜及び前記アンテナ下層保護膜にエッチングを行って、アンテナ部を形成すると共に、前記犠牲層の表面を露出させる工程と、
前記犠牲層と、前記熱電変換素子の下方に位置する前記半導体基板とにエッチングを行って、前記半導体基板の表面部分に凹部を形成する工程と、
前記アンテナ上層保護膜と前記熱電変換素子配線部上に残存している前記層間絶縁膜とにエッチングを行って除去する工程と、
を備える固体撮像素子の製造方法。 - 半導体基板と、
前記半導体基板に画素アレイとしてマトリクス状に配置された複数の固体撮像素子と、
前記各固体撮像素子によって検出された電気信号を映像信号として順次読み出す読出し回路とを備え、
前記固体撮像素子は、
前記半導体基板上に設けられた読み出し配線部と、
前記半導体基板の表面部分に形成された凹部の上方に配置され、前記読み出し配線部と電気的に接続された接続配線を有する支持構造部と、
前記凹部の上方に配置され、前記支持構造部によって支持されたセル部と
を備え、前記セル部は、
入射された電波を受信することにより電気信号を生成するアンテナ部と、
前記アンテナ部に電気的に接続され、前記電気信号に応じたジュール熱を生成することにより、前記セル部の温度を変化させる電気抵抗と、
前記支持構造部と電気的に接続されると共に、前記アンテナ部及び前記電気抵抗と電気的に絶縁され、かつ前記電気抵抗と熱的に接続され、前記セル部の温度変化を検出することにより、電気信号を生成する熱電変換素子と、
前記セル部のうち前記電波の入射面側に設けられた赤外線を反射する部材と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
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