JP2010249780A - 赤外線センサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造歩留りの低下を抑制でき、且つ熱型赤外線検出部の薄膜化を図りながらも熱型赤外線検出部の反りを防止することが可能な赤外線センサおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】赤外線センサは、シリコン基板（半導体基板）１における熱型赤外線検出部３に対応する部位に熱絶縁用の空洞１１がウェットエッチングにより形成されている。熱型赤外線検出部３は、シリコン基板１の熱絶縁層３３上にｎ形ポリシリコン層（シリコン層）３４、ｐ形ポリシリコン層（シリコン層）３５および電極３７からなる温度検出部３６と、温度検出部３６を保護する層間絶縁膜（保護膜）４９およびパッシベーション膜（保護膜）６０とを備える。シリコン窒化膜からなるエッチング防止層７１が、温度検出部３６の両ポリシリコン層３４，３５の表面および熱絶縁層３３の表面を覆う形で形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線センサおよびその製造方法に関するものである。

従来から、図６（ａ）に示すように、単結晶のシリコン基板１’の一表面側において複数の熱型赤外線検出部３’が３行×３列に配列された赤外線センサが提案されている（特許文献１参照）。

図６（ａ）に示す構成の赤外線センサでは、図６（ｂ）に示すように、単結晶のシリコン基板１’の前記一表面側において複数の熱型赤外線検出部３’が配置された領域の外側の領域に該熱型赤外線検出部３’からの出力を読み出すための信号出力回路の一部を構成する２つのＭＯＳトランジスタ４ａ’，４ｂ’とを有し、シリコン基板１’において熱型赤外線検出部３’それぞれに対応する各部位に熱絶縁用の空洞１１’が形成されている。

ここにおいて、熱型赤外線検出部３’は、シリコン基板１’の前記一表面側に形成されたシリコン酸化膜からなる熱絶縁層３３’と、当該熱絶縁層３３’上にシリコンにより形成され赤外線を吸収するとともに該吸収による温度変化を検知するｐｎ接合ダイオードで構成された温度検出部３６’とを備える。また、熱型赤外線検出部３’は、温度検出部３６’が配設された平面視矩形状の赤外線吸収部３３ｂ’が、シリコン基板１’における熱絶縁用の空洞１１’の周部に設けられた支持部３３ａ’から延出した平面視Ｌ字状の梁部３３ｃ’によって、赤外線吸収部３３ｂ’を両側から支持する形でシリコン基板１’の前記一表面側に配置されている。

次に、図６に示す構成の赤外線センサの製造方法の概要について説明する。

まず、シリコン基板１’の前記一表面側にシリコン酸化膜からなる熱絶縁層３３’を形成し、その後、当該熱絶縁層３３’上における温度検出部３６’の形成予定領域Ａ１’および一方のＭＯＳトランジスタ４ａ’の形成予定領域Ａ２’に温度検出部３６’および前記一方のＭＯＳトランジスタ４ａ’の基礎となる単結晶シリコン層を島状に形成し、その後、他方のＭＯＳトランジスタ４ｂ’の形成予定領域Ａ３’に形成されている熱絶縁層３３’をエッチングにより除去し、その後、各ＭＯＳトランジスタ４ａ’，４ｂ’それぞれのゲート電極を形成してシリコン基板１’の前記一表面側に温度検出部３６’および各ＭＯＳトランジスタ４ａ’，４ｂ’を形成する。その後、温度検出部３６’および２つのＭＯＳトランジスタ４ａ’，４ｂ’を保護するための保護膜６１’、温度検出部３６’および２つのＭＯＳトランジスタ４ａ’，４ｂ’を電気的に接続する配線５７’，５８’を形成する。

保護膜６１’および配線５７’，５８’を形成した後、各熱型赤外線検出部３’の形成予定領域Ａ１’において、保護膜６１’および熱絶縁層３３’を厚み方向に貫通し且つ赤外線吸収部３３ｂ’と支持部３３ａ’とを離間させる複数のスリット１３’，１３’を形成する。しかして、赤外線吸収部３３ｂ’と２つの梁部３３ｃ’，３３ｃ’と支持部３３ａ’とが形成される。

複数のスリット１３’，１３’を形成した後に、スリット１３，１３を空洞１１’形成用のエッチング液導入孔としてエッチング液（例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）溶液）を導入してシリコン基板１’をウェットエッチング（異方性エッチング）することによりシリコン基板１’における熱型赤外線検出部３’に対応する部位に空洞１１’を形成することで、図６（ｂ）に示す構造が得られる。

なお、この類の赤外線センサには、温度検出部（図示せず）がサーモパイルで構成された赤外線センサもある。また、熱型赤外線検出部（図示せず）を１個だけ備えた赤外線センサもある。

特開２０００−８８６４０号公報

しかしながら、図６（ｂ）に示す構成の赤外線センサでは、温度検出部３６’がシリコンにより形成されているので、保護膜６１’と配線５７’，５８’との線膨張係数の差異や保護膜６１’の成膜不良等に起因して、保護膜６１’にクラックやピンホールが存在する場合、シリコン基板１’における熱型赤外線検出部３’に対応する部位に空洞１１’を形成する工程において、保護膜６１’の表面側から当該クラックやピンホールを通して温度検出部３６’にエッチング液が到達し温度検出部３６’がエッチングされることにより欠損し、製造歩留りが低下するおそれがある。

また、図６に示す構成の赤外線センサは、各梁部３３ｃ’が熱絶縁層３３’および保護膜６１’からなる２層構造を有している。ここで、当該赤外線センサにおいて、赤外線吸収による温度検出部３６’の温度変化を大きくすることで高感度化を図る目的で、各梁部３３ｃ’を含めた熱型赤外線検出器３’全体を薄くすることが考えられるが、この場合、例えば、梁部３３ｃ’の一部を構成するシリコン酸化膜からなる熱絶縁層３３’や保護膜６１’が圧縮応力を有する場合、梁部３３ｃ’が変形して熱型赤外線検出器３’に反りが発生し、感度が低下してしまうことが考えられる。

本願発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造歩留りの低下を抑制でき且つ熱型赤外線検出部の薄膜化を図りながらも熱型赤外線検出部の反りを防止することが可能な赤外線センサおよびその製造方法を提供することにある。

請求項１の発明は、半導体基板の一表面側に熱型赤外線検出部を有し、半導体基板における熱型赤外線検出部に対応する部位に熱絶縁用の空洞がウェットエッチングにより形成された赤外線センサであって、熱型赤外線検出部は、半導体基板の前記一表面側に形成された熱絶縁層と、当該熱絶縁層上に形成されたシリコン層を有し赤外線を吸収するとともに該吸収による温度変化を検知する温度検出部と、外部の湿気から温度検出部を保護するための保護膜とを備え、熱型赤外線検出部に対応する部位におけるシリコン層が形成されていない部位に保護膜の半導体基板側とは反対側の表面から半導体基板の前記一表面にまで達する形で形成されたエッチング液導入孔を通してエッチング液を導入し半導体基板における熱型赤外線検出部に対応する部位に熱絶縁用の空洞をウェットエッチングにより形成する際、温度検出部のシリコン層にエッチング液が到達しシリコン層が前記エッチング液によりエッチングされるのを防止し且つ熱絶縁層が有する残留応力と相殺して熱型赤外線検出部の残留応力を低減する応力を有する絶縁膜からなるエッチング防止層が、保護膜と温度検出部および熱絶縁層との間において温度検出部のシリコン層の表面および熱絶縁層の表面を覆う形で形成されてなることを特徴とする。

この発明によれば、温度検出部のシリコン層の表面を覆う形でエッチング防止層が形成されていることにより、熱型赤外線検出部に対応する部位におけるシリコン層が形成されていない部位に保護膜の半導体基板側とは反対側の表面から半導体基板の前記一表面にまで達する形で形成されたエッチング液導入孔を通してエッチング液を導入し半導体基板における熱型赤外線検出部に対応する部位に絶縁用の空洞をウェットエッチングにより形成する際、保護膜の製造過程で保護膜に生じたクラックやピンホールを通して温度検出部のシリコン層にエッチング液が到達しシリコン層が前記エッチング液によりエッチングされるのを防止することができるので、温度検出部のシリコン層がエッチングされることにより欠損し、製造歩留りが低下するのを抑制することができる。また、エッチング防止層が有する応力が、熱絶縁層が有する応力および保護膜が有する応力と相殺して熱型赤外線検出部に生ずる応力を低減することにより、熱型赤外線検出部の薄膜化を図りながらも熱型赤外線検出部の反りを防止することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記熱型赤外線検出部に並設され当該熱型赤外線検出部の出力を読み出すためのＭＯＳトランジスタを有し、ＭＯＳトランジスタは、前記半導体基板の内部の前記一表面側に形成されたウェル領域と、ウェル領域内における前記半導体基板の前記一表面側に形成されたドレイン領域と、前記半導体基板の前記一表面上であって且つウェル領域におけるドレイン領域とソース領域との間に位置する部位に形成されたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に半導体により形成されたゲート電極とを備え、熱絶縁用の前記空洞をウェットエッチングにより形成する際にエッチング液によりゲート電極がエッチングされるのを防止する絶縁膜からなる前記エッチング防止層が、ゲート電極の表面を覆う形で形成されてなることを特徴とする。

この発明によれば、ゲート電極の表面を覆う形で前記エッチング防止層が形成されていることにより、前記シリコン基板における前記熱型赤外線検出部に対応する部位に絶縁用の前記空洞をウェットエッチングにより形成する際、前記エッチング液がゲート電極に到達し半導体により形成されたゲート電極が前記エッチング液によりエッチングされることにより欠損し、製造歩留りが低下するのを抑制することができる。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記熱絶縁層は、シリコン酸化膜により形成され、前記エッチング防止層は、シリコン窒化膜により形成されてなることを特徴とする。

この発明によれば、前記エッチング防止層がシリコン窒化膜により形成されていることにより、前記エッチング防止層がシリコン酸化膜により形成されている場合に比べて緻密にできるので、前記温度検出部の前記シリコン層の欠損をより確実に防止することができる。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記半導体基板がシリコン基板であって、前記熱絶縁層を構成する前記シリコン酸化膜は、前記シリコン基板の前記一表面側を酸化させることにより形成され、前記エッチング防止層を構成する前記シリコン窒化膜は、前記シリコン酸化膜が有する圧縮応力と相殺して前記熱型赤外線検出部の残留応力を低減する引張応力を有することを特徴とする。

この発明によれば、前記シリコン窒化膜の一般的な成膜方法を用いて、前記シリコン窒化膜が、前記シリコン酸化膜の有する圧縮応力と相殺して前記熱型赤外線検出部の残留応力を低減する引張応力を有するようにすることができる。

請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４の発明において、前記半導体基板の前記一表面側に複数の前記熱型赤外線検出部が二次元アレイ状に配置されてなることを特徴とする。

この発明によれば、複数の前記熱型赤外線検出部が二次元アレイ状に配置されてなる赤外線センサについても製造歩留りを向上させることができる。

請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の赤外線センサの製造方法であって、前記半導体基板の前記一表面側における熱型赤外線検出部の形成予定領域に前記熱絶縁層を形成する熱絶縁層形成工程と、熱絶縁層形成工程の後で赤外線を吸収するとともに該吸収による温度変化を検知する前記温度検出部の前記シリコン層を前記熱絶縁層上に形成するシリコン層形成工程と、シリコン層形成工程の後で前記熱絶縁層の表面および前記温度検出部の前記シリコン層の表面に前記エッチング防止層を形成するエッチング防止層形成工程と、エッチング防止層形成工程の後で前記エッチング防止層の表面側に前記保護膜を形成する保護膜形成工程と、保護膜形成工程の後で前記熱絶縁層、前記エッチング防止層および前記保護膜からなる積層構造部をパターニングして前記積層構造部の前記熱型赤外線検出部に対応する部位における前記シリコン層が形成されていない部位に前記熱絶縁層、前記エッチング防止層および前記保護膜の厚み方向に貫通するエッチング液導入孔を形成する積層構造部パターニング工程と、積層構造部パターニング工程の後で前記エッチング液導入孔を通して前記エッチング液を導入し前記半導体基板における前記熱型赤外線検出部に対応する部位に熱絶縁用の前記空洞をウェットエッチングにより形成する空洞形成工程とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、赤外線を吸収するとともに該吸収による温度変化を検知する前記温度検出部の前記シリコン層を前記熱絶縁層上に形成するシリコン層形成工程の後で、前記熱絶縁層の表面および前記温度検出部の前記シリコン層の表面に前記エッチング防止層を形成するエッチング防止層形成工程を行ってから保護膜形成工程で前記保護膜を形成し、その後、空洞形成工程においてウェットエッチングにより前記空洞を形成するので、前記保護膜にクラックやピンホールがあっても当該クラックやピンホールを通して前記エッチング液が前記温度検出部の前記シリコン層に到達して前記温度検出部の前記シリコン層がエッチングされるのを防止でき、製造歩留りが低下するのを抑制することができる。

請求項１の発明によれば、温度検出部のシリコン層の表面および熱絶縁層の表面を覆う形でエッチング防止層が形成されていることにより、半導体基板における熱型赤外線検出部に対応する部位に絶縁用の空洞をウェットエッチングにより形成する際に使用するエッチング液が保護膜の製造過程で保護膜に生じたクラックやピンホールを通して温度検出部のシリコン層に到達し温度検出部のシリコン層がエッチングされるのを防止することができるので、熱絶縁用の空洞をウェットエッチングにより形成する際に、温度検出部のシリコン層がエッチングされることにより欠損し、製造歩留りが低下するのを抑制することができる。また、熱型赤外線検出部の薄膜化を図りながらも熱型赤外線検出部の反りを防止することができる。

請求項６の発明によれば、赤外線を吸収するとともに該吸収による温度変化を検知する前記温度検出部の前記シリコン層を前記熱絶縁層上に形成するシリコン層形成工程の後で、前記熱絶縁層の表面および前記温度検出部の前記シリコン層の表面に前記エッチング防止層を形成する前記エッチング防止層形成工程を行ってから保護膜形成工程で前記保護膜を形成し、その後、空洞形成工程においてウェットエッチングにより前記空洞を形成するので、前記保護膜にクラックやピンホールがあっても当該クラックやピンホールを通して前記エッチング液が前記温度検出部の前記シリコン層に到達して前記温度検出部の前記シリコン層がエッチングされるのを防止でき、製造歩留りが低下するのを抑制することができる。

実施形態の赤外線センサを示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 同上の赤外線センサを示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は等価回路図である。 同上の赤外線センサの製造方法を説明するための主要工程断面図である。 同上の赤外線センサの製造方法を説明するための主要工程断面図である。 同上の赤外線センサの製造方法を説明するための主要工程断面図である。 従来例の赤外線センサを示し、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は一部の断面図である。

以下、実施形態について図１乃至図５に基づいて説明する。

実施形態の赤外線センサは、図２（ａ）に示すように、熱型赤外線検出部３と画素選択用スイッチング素子であるＭＯＳトランジスタ４とを有する画素２が半導体基板であるシリコン基板１の厚み方向の一表面において二次元アレイ（マトリクス状）に配置されている。なお、図２に示す構成の赤外線センサでは、１枚のシリコン基板１の前記一表面側にｍ×ｎ（図示例では、８×８個）の画素２が配置されているが、画素２の数や配列は特に限定されるものではない。

また、図２（ａ）に示す構成の赤外線センサは、図２（ｂ）に示すように、各列の複数個の熱型赤外線検出部３の温度検出部３６（図１参照）の一端が前述のＭＯＳトランジスタ４を介して各列ごとに共通接続された複数の垂直読み出し線７と、各行の熱型赤外線検出部３に対応するＭＯＳトランジスタ４が各行ごとに共通接続された複数の水平信号線６と、各列の複数個の熱型赤外線検出部３の温度検出部３６の他端が各列ごとに共通接続された複数の基準バイアス線５とを備えている。従って、全ての熱型赤外線検出部３の出力を時系列的に読み出すことができる。

要するに、実施形態の赤外線センサは、シリコン基板１の前記一表面側に熱型赤外線検出部３と当該熱型赤外線検出部３に並設され当該熱型赤外線検出部３の出力を読み出すためのＭＯＳトランジスタ４とを有する複数の画素２が形成されている。

ここで、図２（ｃ）に示すように、ＭＯＳトランジスタ４は、ゲート電極４６（図１参照）が水平信号線６に接続され、ドレイン電極４７（図１参照）が温度検出部３６を介して基準バイアス線５に接続され、ソース電極４８が垂直読み出し線７に接続されており、図２（ａ）に示すように、各垂直読み出し線７、各水平信号線６および共通グランド線８それぞれが、パッド９と接続配線９１を介して電気的に接続されている。従って、ＭＯＳトランジスタ４が順次オン状態となるように各パッド９の電位を制御することで各熱型赤外線検出部３の出力を時系列的に読み出すことができる。実施形態では、例えば、水平信号線６に印加される電圧が５Ｖに設定されたときには、ＭＯＳトランジスタ４がオン状態となり、温度検出部３６からの信号が垂直読み出し線７に出力され、水平信号線６に印加される電圧が０Ｖに設定されたときには、ＭＯＳトランジスタ４がオフ状態となり、温度検出部３６からの信号は垂直読み出し線７に出力されないようにすることができる。なお、温度検出部３６は、後述のように、シリコン層であるｐ形ポリシリコン層３４とｎ形ポリシリコン層３５とを後述の電極３７により接続してなる熱電対からなるものであり、図２（ｃ）に示す電圧源Ｖｓは、熱型赤外線検出部３が赤外線を吸収したときに温度検出部３６で発生する熱起電力に対応する。

なお、図２（ｂ）では、温度検出部３６の等価回路を、温度検出部３６で発生する熱起電力に対応する電圧源Ｖｓと、前記電圧源Ｖｓに直列接続された抵抗Ｒと、前記抵抗Ｒに並列接続されたコンデンサＣとで表している。

以下、熱型赤外線検出部３およびＭＯＳトランジスタ４それぞれの構造について説明する。なお、実施形態では、シリコン基板１として、導電形がｎ形で前記一表面が（１００）面の単結晶シリコン基板を用いている。

熱型赤外線検出部３は、シリコン基板１の前記一表面側における熱型赤外線検出部３の形成予定領域Ａ１に形成され、シリコン基板１の前記一表面側に形成された矩形枠状の支持部３３ａと、当該支持部３３ａの内側に配置される矩形状の赤外線吸収部３３ｂと、支持部３３ａと赤外線吸収部３３ｂとを連結する複数（実施形態では２つ）の梁部３３ｃと、赤外線吸収部３３ｂで赤外線を吸収することにより発生した熱エネルギを電気エネルギに変換する温度検出部３６とを備える。ここで、各梁部３３ｃは、赤外線吸収部３３ｂの一側縁の長手方向の一端部から当該一側縁に直交する方向に延長され更に当該一側縁の前記一端部から他端部に向かって当該一側縁に沿って延長され更に前記他端部側で支持部３３ａに連結されており、各梁部３３ｃは、赤外線吸収部３３ｂの厚み方向に沿った中心軸に対して回転対称となるように配置されている。また、実施形態の赤外線センサでは、シリコン基板１における平面視で支持部３３ａの内側に対応する部位に、熱絶縁用の空洞１１が形成されている。

前記の支持部３３ａ、赤外線吸収部３３ｂおよび２つの梁部３３ｃからなる構造体は、シリコン基板１の前記一表面側に形成される第１の熱絶縁用シリコン酸化膜３１と当該第１の熱絶縁用シリコン酸化膜３１上に形成される第２の熱絶縁用シリコン酸化膜３２との積層膜（シリコン酸化膜）からなる熱絶縁層３３と、熱絶縁層３３上に形成されたシリコン窒化膜からなり後述の空洞形成工程においてエッチング液（実施形態では、ＴＭＡＨ溶液）により後述のｎ形ポリシリコン層３４やｐ形ポリシリコン層３５やゲート電極４６がエッチングされるのを防止するエッチング防止層７１と、エッチング防止層７１上に形成されたＢＰＳＧ膜からなる層間絶縁膜４９と、当該層間絶縁膜４９上に形成されたＰＳＧ膜と当該ＰＳＧ膜上に形成されたＮＳＧ膜との積層膜からなるパッシベーション膜６０との積層構造部をパターニングすることにより形成されている。なお、パッシベーション膜６０および層間絶縁膜４９は、熱型赤外線検出部３の形成予定領域Ａ１とＭＯＳトランジスタ４の形成予定領域Ａ２とに跨って形成されているが、熱型赤外線検出部３の形成予定領域Ａ１に形成された部分は赤外線吸収膜として機能する。ここで、層間絶縁膜４９とパッシベーション膜６０とから温度検出部３６およびゲート電極４６等を保護する保護膜が構成される。また、前記積層構造部をパターニングすることにより、熱型赤外線検出部３に対応する部位における後述のシリコン層であるｎ形ポリシリコン層３４やｐ形ポリシリコン層３５が形成されていない部位に保護膜のシリコン基板側とは反対側の表面からシリコン基板の前記一表面にまで達する形で後述のスリット１３，１３が形成され、後述の空洞形成工程では、後述のスリット１３，１３をエッチング液導入孔としてエッチング液（実施形態では、ＴＭＡＨ溶液）を導入し空洞１１を形成する。

ここで、エッチング防止層７１は、シリコン窒化膜で形成され、温度検出部３６の表面と、ゲート電極４６の表面と、熱絶縁層３３の表面とを覆う形で形成されている。また、熱絶縁層３３は、シリコン酸化膜である第１の熱絶縁用シリコン酸化膜３１および第２の熱絶縁用シリコン酸化膜３２からなり、第１の熱絶縁用シリコン酸化膜３１および第２の熱絶縁用シリコン酸化膜３２が、圧縮応力を有するのに対して、エッチング防止層７１を構成する前記シリコン窒化膜は、引張応力を有する。即ち、エッチング防止層７１が、熱絶縁層３３を構成する第１の熱絶縁用シリコン酸化膜３１および第２の熱絶縁用シリコン酸化膜３２が有する残留応力である圧縮応力と相殺して熱型赤外線検出部３の残留応力を低減する引張応力を有する。

しかして、赤外線吸収による熱型赤外線検出部３の温度変化を大きくすることで高感度化を図る目的で、熱型赤外線検出部３を薄膜化した場合であっても、熱型赤外線検出部３の反りを防止することができる。

温度検出部３６は、熱絶縁層３３上に形成されたｎ形ポリシリコン層３４と、ｐ形ポリシリコン層３５と、ｎ形ポリシリコン層３４とｐ型ポリシリコン層３５とを電気的に接続する後述の電極３７とを有する。ここで、ｎ形ポリシリコン層３４は、赤外線吸収部３３ｂの中央部から２つの梁部３３ｃの並び方向に直交する方向における一端部（図１（ａ）における下端部）まで延長され更に当該２つの梁部３３ｃの並び方向に直交する方向における一端縁（図１（ａ）における下端縁）に沿って赤外線吸収部３３ｂと梁部３３ｃ（図１（ａ）における右側の梁部３３ｃ）との連結部分まで延長され更に当該連結部分から梁部３３ｃ上に沿って支持部３３ａまで延長されている。一方、ｐ形ポリシリコン層３５は、赤外線吸収部３３ｂの中央部から２つの梁部３３ｃの並び方向に直交する方向における前記一端部とは反対側の他端部（図１（ａ）における上端部）まで延長され更に当該２つの梁部３３ｃの並び方向に直交する方向における前記一端縁とは反対側の他端縁（図１（ａ）における上端縁）に沿って赤外線吸収部３３ｂと梁部３３ｃ（図１（ａ）における左側の梁部３３ｃ）との連結部分まで延長され更に当該連結部分から梁部３３ｃ上に沿って支持部３３ａまで延長されている。つまり、ｎ形ポリシリコン層３４、ｐ形ポリシリコン層３５および電極３７からなる温度検出部３６は、平面形状が蛇行した形状であり、赤外線吸収部３３ｂと２つの梁部３３ｃと支持部３３ａとに跨って形成されている。また、温度検出部３６は、赤外線吸収部３３ｂにおける熱絶縁層３３の中央部上にｎ形ポリシリコン層３４の一端部とｐ形ポリシリコン層３５の一端部とが接する形で形成されており、両ポリシリコン層３４，３５の前記各一端部上に跨って形成された金属材料（例えば、Ａｌ−Ｓｉ）からなる電極（以下、第１の電極と称す。）３７を備えており、両ポリシリコン層３４，３５の前記各一端部と第１の電極３７とで温接点部Ｔ１が構成されている。また、温度検出部３６は、ｎ形ポリシリコン層３４の前記一端部とは反対側の他端部と支持部３３ａに設けられた電極（以下、第２の電極と称す。）３８とで１つの冷接点部Ｔ２が構成され、ｐ形ポリシリコン層３５の前記一端部とは反対側の他端部と支持部３３ａにおける第２の電極３８とは赤外線吸収部３３ｂの中央部に対して点対称となる位置に設けられた電極（以下、第３の電極と称す。）３９とで１つの冷接点部Ｔ３が構成されている。

ここで、熱型赤外線検出部３の前記３つの電極３７，３８，３９（第１の電極３７、第２の電極３８および第３の電極３９）は、シリコン基板１上の前記一表面側において層間絶縁膜４９により絶縁分離されている。ここに、第１の電極３７は、層間絶縁膜４９に形成されたコンタクトホール４９ａを通して両ポリシリコン層３４，３５の前記各一端部と電気的に接続され、第２の電極３８は、層間絶縁膜４９に形成されたコンタクトホール４９ｂを通してｎ形ポリシリコン層３４の前記他端部と電気的に接続され、第３の電極３９は、層間絶縁膜４９に形成されたコンタクトホール４９ｃを通してｐ形ポリシリコン層３５の前記他端部と電気的に接続されている。

ＭＯＳトランジスタ４は、前記のように、シリコン基板１の前記一表面側におけるＭＯＳトランジスタ４の形成用領域Ａ２に形成されている。ここで、ＭＯＳトランジスタ４は、シリコン基板１の前記一表面側にｐ^＋形ウェル領域４１が形成され、ｐ^＋形ウェル領域４１内に、ｎ^＋形ドレイン領域４３とｎ^＋形ソース領域４４とが離間して形成されている。また、ｐ^＋形ウェル領域４１内には、ｎ^＋形ドレイン領域４３とｎ^＋形ソース領域４４とを囲むｐ^＋＋形チャネルストッパ領域４２が形成されている。また、シリコン基板１の前記一表面上であって且つｐ^＋形ウェル領域４１におけるｎ^＋形ドレイン領域４３とｎ^＋形ソース領域４４との間の部位に対応する位置には、シリコン酸化膜（熱酸化膜）からなるゲート絶縁膜４５を介してポリシリコン層からなるゲート電極４６が設けられている。また、シリコン基板１の前記一表面上であって且つｎ^＋形ドレイン領域４３の一部に対応する位置には、ドレイン電極４７が設けられ、シリコン基板１の前記一表面上であって且つｎ^＋形ソース領域４４の一部に対応する位置には、ソース電極４８が設けられている。ここで、ゲート電極４６、ドレイン電極４７およびソース電極４８は、層間絶縁膜４９により絶縁分離されている。ここに、ドレイン電極４７は、層間絶縁膜４９に形成されたコンタクトホール４９ｄを通してｎ^＋ドレイン領域４３と電気的に接続され、ソース電極４８は、層間絶縁膜４９に形成されたコンタクトホール４９ｅを通してｎ^＋ソース領域４４に電気的に接続されている。なお、実施形態では、導電形がｎ形のシリコン基板１の前記一表面側に、ｐ^＋形ウェル領域４１、ｎ^＋形ドレイン領域４３およびｎ^＋形ソース領域４４を有する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、導電形がｐ形のシリコン基板１の前記一表面側に、ｎ^＋形ウェル領域（図示せず）、ｐ^＋形ドレイン領域（図示せず）およびｐ^＋形ソース領域（図示せず）を有するものであってもよい。

ところで、本実施形態の赤外線センサの各画素２では、ＭＯＳトランジスタ４のドレイン電極４７が当該ドレイン電極４７および温度検出部３６の第２の電極３８と連続一体に形成された金属配線（例えば、Ａｌ−Ｓｉ配線）５７を介して第２の電極３８と電気的に接続され、温度検出部３６の第３の電極３９が当該第３の電極３９および基準バイアス線５と連続一体に形成された金属配線（例えば、Ａｌ−Ｓｉ配線）５９を介して基準バイアス線５と電気的に接続されている。また、本実施形態の赤外線センサの各画素２では、ＭＯＳトランジスタ４のソース電極４８が当該ソース電極４８および基準読み出し線７と連続一体に形成された金属配線（例えば、Ａｌ−Ｓｉ配線）５８を介して垂直読み出し線７と電気的に接続され、ゲート電極４６が当該ゲート電極４６と連続一体に形成されたポリシリコン配線からなる水平信号線６と電気的に接続されている。また、各画素２では、ＭＯＳトランジスタ４のｐ^＋＋形チャネルストッパ領域４２が、当該ｐ^＋＋形チャネルストッパ領域４２をｎ^＋形ドレイン領域４３およびｎ＋ソース領域４４よりも低電位にバイアスして素子分離するための共通グランド線８（図１（ａ）、（ｂ）参照）と電気的に接続されている。なお、共通グランド線８は、金属配線８ａとポリシリコン配線８ｂとを組み合わせて構成してある。

以下、実施形態の赤外線センサの製造方法について、図３乃至図５を参照しながら簡単に説明する。

まず、シリコン基板１の前記一表面側における熱絶縁層３３の一部を構成する第１の熱絶縁用シリコン酸化膜３１を形成する熱絶縁層形成工程を行うことによって、図３（ａ）に示す構造を得る。この熱絶縁層形成工程では、シリコン基板１の前記一表面側の前面に第１の所定の膜厚（例えば、５０００Å）のシリコン酸化膜５１を形成する。ここに、熱型赤外線検出部３の形成予定領域Ａ１に形成されたシリコン酸化膜５１は、第１の熱絶縁用シリコン酸化膜３１を構成する。ここにおいて、シリコン酸化膜５１は、シリコン基板１を所定温度（例えば、１１００℃）で熱酸化することにより形成する。ここで、第１の熱絶縁用シリコン酸化膜３１には、圧縮応力が発生している。

熱絶縁層形成工程の後でシリコン基板１の前記一表面側におけるＭＯＳトランジスタ４の形成予定領域に第１導電形のウェル領域４１を形成するウェル領域形成工程を行い、その後、シリコン基板１の前記一表面側におけるｐ^＋形ウェル領域４１内にｐ^＋＋チャネルストッパ領域４２を形成するチャネルストッパ領域形成工程を行う。ここで、ウェル領域形成工程では、ｐ^＋形ウェル領域４１を形成するためのマスクを利用したフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用して、シリコン基板１の前記一表面側に形成されたシリコン酸化膜５１をパターニングし、続いて、パターニングされたシリコン酸化膜５１をイオン注入マスクとして、ｐ形不純物（例えば、ホウ素など）のイオン注入を行ってから、ドライブイン（不純物拡散）を行うことにより、ｐ^＋形ウェル領域４１を形成する。また、チャネルストッパ領域形成工程では、シリコン基板１の前記一表面側を所定温度で熱酸化することによりシリコン酸化膜（熱酸化膜）５２を形成し、その後、ｐ^＋形チャネルストッパ領域４２を形成するためのマスクを利用したフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してシリコン酸化膜５２をパターニングし、続いて、パターニングされたシリコン酸化膜５２をイオン注入マスクとして、ｐ形不純物（例えば、ホウ素など）のイオン注入を行ってから、ドライブインを行うことにより、ｐ^＋＋形チャネルストッパ領域４２を形成する。ここで、チャネルストッパ領域形成工程において、第１の熱絶縁用シリコン酸化膜３１上に第２の熱絶縁用シリコン酸化膜３２が形成される。しかして、第１の熱絶縁用シリコン酸化膜３１と第２の熱絶縁用シリコン酸化膜３２とからなる熱絶縁層３３が形成される。

チャネルストッパ領域形成工程の後、シリコン基板１の前記一表面側に熱酸化によりシリコン酸化膜（熱酸化膜）からなるゲート酸化膜４５を形成するゲート絶縁膜形成工程を行い、ゲート絶縁膜形成工程の後に、熱絶縁層３３上に赤外線を吸収するとともに該吸収による温度変化を検知する温度検出部３６のｎ形ポリシリコン層３４およびｐ形ポリシリコン層３５からなるシリコン層を形成するシリコン層形成工程を行う。その後、ｐ^＋ウェル領域４１内に第２導電形のドレイン領域４３およびソース領域４４を形成するドレイン・ソース領域形成工程を行うことにより、図３（ｃ）に示す構造を得る。

シリコン層形成工程では、まず、シリコン基板１の前記一表面側にゲート電極４６、ポリシリコン配線８ｂ、水平信号線６、温度検出部３６を構成するｎ形ポリシリコン層３４およびｐ形ポリシリコン層３５の基礎となる第２の所定の膜厚（例えば、３０００Å）のノンドープポリシリコン層をＬＰＣＶＤ法により形成するノンドープポリシリコン層形成工程を行う。

その後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用して前記ノンドープポリシリコン層のうちゲート電極４６、ポリシリコン配線８ｂ、水平信号線６、ｎ形ポリシリコン層３４およびｐ形ポリシリコン層３５それぞれに対応する部分が残るようにパターニングするポリシリコン層パターニング工程を行う。

続いて、前記ノンドープポリシリコン層のうちｐ形ポリシリコン層３５に対応する部分にｐ形不純物（例えば、ホウ素など）のイオン注入を行ってからドライブインを行うことによりｐ形ポリシリコン層３５を形成するｐ形ポリシリコン層形成工程を行う。

その後、前記ノンドープポリシリコン層のうちｎ形ポリシリコン層３４に対応する部分にｎ形不純物（例えば、リンなど）のイオン注入を行ってからドライブインを行うことによりｎ形ポリシリコン層３４を形成するｎ形ポリシリコン層形成工程を行う。

また、ドレイン・ソース領域形成工程では、前記ノンドープポリシリコン層のうちゲート電極４６、ポリシリコン配線８ｂ、水平信号線６に対応する部分、ｐ^＋形ウェル領域４１におけるｎ^＋形ドレイン領域４３およびｎ^＋形ソース領域４４それぞれの形成予定領域にｎ形不純物（例えば、リンなど）のイオン注入を行ってからドライブインを行うことによりゲート電極４６、ポリシリコン配線８ｂ、水平信号線６、ｎ^＋ドレイン領域４３およびｎ^＋ソース領域４４を形成する。ここにおいて、ゲート絶縁膜形成工程、ポリシリコン層形成工程、ポリシリコン層パターニング工程、ｐ形ポリシリコン層形成工程、ｎ形ポリシリコン層形成工程、ドレイン・ソース形成工程における各プロセス温度は、熱絶縁層３３の形成温度（実施形態では、１１００℃）以下にしているので、熱絶縁層３３の残留応力の変化はほとんどない。ここで、前記ノンドープポリシリコン層のうちゲート電極４６となる部分がｐ^＋ウェル領域４１におけるｎ^＋形ドレイン領域４３およびｎ^＋形ソース領域４４それぞれの形成予定領域にｎ形不純物をイオン中注入する際のｐ^＋形ウェル領域４１におけるゲート電極４６直下へのｎ形不純物のイオン注入を阻止するマスクを兼ねている。要するに、ドレイン・ソース領域形成工程では、ｎ^＋形ドレイン領域４３およびｎ^＋形ソース領域４４が周知のセルフアライメント技術を利用して形成されている。

ところで、実施形態では、ドレイン・ソース領域形成工程の後、熱絶縁層３３の表面、温度検出部３６の表面およびゲート電極４６の表面に、エッチング防止層７１を形成するエッチング防止層形成工程を行うことで、図４（ａ）に示す構造を得る。

エッチング防止層形成工程では、シリコン窒化膜を第３の所定の膜厚（例えば、７００Å）だけ形成する。エッチング防止層７１を構成するシリコン窒化膜は、ＬＰＣＶＤ法により成膜してからＮ_２ガス雰囲気中においてアニールすることにより形成している。ここにエッチング防止層７１を構成する前記シリコン窒化膜は、引張応力を有する。

エッチング防止層形成工程の後、シリコン基板１の前記一表面側にｎ形ポリシリコン層３４、ｐ形ポリシリコン層およびゲート電極４６を保護するための保護膜である層間絶縁膜４９を形成する層間絶縁膜形成工程を行い、続いて、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用して層間絶縁膜４９に前記各コンタクトホール４９ａ〜４９ｅを形成するコンタクトホール形成工程を行うことによって、図４（ｂ）に示す構造を得る。

ここで、層間絶縁膜形成工程では、シリコン基板１の前記一表面側に第４の所定の膜厚（例えば、６５００Å）のＢＰＳＧ膜をＣＶＤ法により堆積させてから、所定温度（例えば、８００℃）でリフローすることにより平坦化された層間絶縁膜４９を形成する。また、コンタクトホール形成工程では、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用して、ＢＰＳＧ膜からなる層間絶縁膜４９における温度検出部３６の温接点部Ｔ１、冷接点部Ｔ２，Ｔ３に対応する部位と、ＭＯＳトランジスタ４のｎ^＋形ドレイン領域４３およびｎ^＋形ソース領域４４に対応する部位とにコンタクトホール４９ａ〜４９ｅを形成する。ここで、層間絶縁膜４９をバッファードフッ酸によりエッチング防止層７１をエッチングストッパ層としてエッチングし、その後、エッチング防止層７１をリン酸溶液によりエッチングし、続いて、シリコン酸化膜５２をバッファードフッ酸によりエッチングする。

前記のコンタクトホール形成工程の後、シリコン基板１の前記一表面側の全面に第１の電極３７、第２の電極３８、第３の電極３９、ドレイン電極４７、ソース電極４８、各金属配線８ａ，５７，５８，５９および各パッド９の基礎となる第５の所定の膜厚（例えば、１μｍ）の金属膜をスパッタ法などにより形成する金属膜形成工程を行い、続いて、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用して前記金属膜をパターニングすることで第１の電極３７、第２の電極３８、第３の電極３９、ドレイン電極４７、ソース電極４８、各金属配線８ａ，５７，５８，５９、および各パッド９を形成する金属膜パターニング工程を行うことによって、図４（ｃ）に示す構造を得る。なお、金属膜パターニング工程では、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）により前記金属膜をエッチングする。

金属膜パターニング工程の後、シリコン基板１の前記一表面側（つまり、層間絶縁膜４９の表面側）に第６の所定の膜厚（例えば、０．２μｍ）のＰＳＧ膜と第７の所定の膜厚（例えば、０．２μｍ）のＮＳＧ膜との積層膜からなり赤外線センサの外部の湿気から温度検出部３６およびゲート電極４６を保護する保護膜であるパッシベーション膜６０をＣＶＤ法により形成するパッシベーション膜形成工程を行うことによって、図５（ａ）に示す構造を得る。ここに、前述の層間絶縁膜形成工程と、パッシベーション膜形成工程とから保護膜形成工程が構成されている。

前記のパッシベーション膜形成工程の後、第１の熱絶縁用シリコン酸化膜３１と第２の熱絶縁用シリコン酸化膜３２との積層膜からなる熱絶縁層３３と、当該熱絶縁層３３上に形成された温度検出部３６と、当該熱絶縁層３３の表面および温度検出部３６の表面を覆う形で形成されたエッチング防止層７１と、シリコン基板１の前記一表面側に形成された層間絶縁膜４９と、層間絶縁膜４９上に形成されたパッシベーション膜６０との積層構造部をパターニングすることにより前記の赤外線吸収部３３ｂと２つの梁部３３ｃと支持部３３ａとの構造体を形成する積層構造部パターニング工程を行うことによって、図５（ｂ）に示す構造を得る。なお、積層構造部パターニング工程では、積層構造部の厚み方向に貫通した赤外線吸収部３３ｂと支持部３３ａとを離間させる複数（実施形態では、２つ）のスリット１３，１３を形成することで赤外線吸収部３３ｂと２つの梁部３３ｃと支持部３３ａとの構造体を形成している。しかして、積層構造部パターニング工程では、前記積層構造部の熱型赤外線検出部３に対応する部位におけるシリコン層であるｎ形ポリシリコン層３４およびｐ形ポリシリコン層３５が形成されていない部位に、熱絶縁層３３とエッチング防止層７１と保護膜である層間絶縁膜４９およびパッシベーション膜６０との厚み方向に貫通し後述のエッチング液導入孔となるスリット１３，１３を形成する。

前記の積層構造部パターニング工程の後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してパッド９を露出させる開口部（図示せず）を形成する開口部形成工程を行い、続いて、前記のスリット１３，１３をエッチング液導入孔としてエッチング液を導入してシリコン基板１をウェットエッチング（実施形態では、異方性エッチング）することによりシリコン基板１に空洞１１を形成する空洞形成工程を行うことによって、図５（ｃ）に示す構造の赤外線センサを得る。

ここで、開口部形成工程では、ＲＩＥにより前記積層構造部をエッチングする。また、空洞形成工程では、エッチング液としてアルカリ系溶液（実施形態では、ＴＭＡＨ溶液）を用いたウェットエッチングを行う。

なお、実施形態では、空洞形成工程までの全工程をウェハレベルで行い、空洞形成工程が終了した後に、赤外線センサに分離する分離工程を行う。また、前記の説明から分かるように、ＭＯＳトランジスタ４の製造方法に関してみれば、周知の一般的なＭＯＳトランジスタ４の製造方法を採用しており、熱酸化による熱酸化膜の形成、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術による熱酸化膜のパターニング、不純物のイオン注入、ドライブインの基本工程を繰り返すことにより、ｐ^＋形ウェル領域４１、ｐ^＋＋形チャネルストッパ領域４２、ｎ^＋形ドレイン領域４３およびｎ^＋形ソース領域４４を形成している。

以上説明したように、実施形態の赤外線センサの製造方法は、シリコン基板１の一表面側に熱型赤外線検出部３と当該熱型赤外線検出部３に並設され当該熱型赤外線検出部３の出力を読み出すためのＭＯＳトランジスタ４とを有し、シリコン基板１における熱型赤外線検出部３に対応する部位に熱絶縁用の空洞１１が形成された赤外線センサの製造方法であって、シリコン基板１の前記一表面側における熱型赤外線検出部３の形成予定領域Ａ１に第１の熱絶縁用シリコン酸化膜３１を形成するシリコン酸化膜形成工程と、シリコン酸化膜形成工程の後で赤外線を吸収するとともに該吸収による温度変化を検知する温度検出部３６のｎ形ポリシリコン層３４およびｐ形ポリシリコン層３５を熱絶縁層３３上に形成するシリコン層形成工程と、シリコン層形成工程の後で熱絶縁層３３の表面および温度検出部３６の両ポリシリコン層３４，３５の表面にシリコン窒化膜からなるエッチング防止層７１を形成するエッチング防止層形成工程と、エッチング防止層形成工程の後でエッチング防止層７１の表面側に保護膜である層間絶縁膜４９を形成する層間絶縁膜形成工程と、層間絶縁膜形成工程の後で層間絶縁膜４９の表面側に保護膜であるパッシベーション膜６０を形成するパッシベーション膜形成工程と、パッシベーション膜形成工程の後でシリコン基板１における熱型赤外線検出部３に対応する部位に熱絶縁用の空洞１１を形成する空洞形成工程とを備えている。

しかして、温度検出部３６の両ポリシリコン層３４，３５の表面およびゲート電極４６の表面を覆う形でシリコン窒化膜からなるエッチング防止層７１が形成されていることにより、熱絶縁用の空洞１１をウェットエッチングにより形成する際に、温度検出部３６の両ポリシリコン層３４，３５およびゲート電極４６がエッチングされるのを防止することができるので、空洞形成工程において温度検出部３６の両ポリシリコン層３４，３５およびゲート電極４６がエッチングされることにより欠損し、製造歩留りが低下するのを抑制することができる。

また、赤外線吸収による熱型赤外線検出部３の温度変化を大きくすることで高感度化を図る目的で、熱型赤外線検出部３が薄膜化されている場合であっても、エッチング防止層７１が有する引張応力が、熱絶縁層３３が有する圧縮応力と相殺することで熱型赤外線検出部３に生ずる応力を低減することにより、熱型赤外線検出部３の薄膜化を図りながらも熱型赤外線検出部３の反りを防止することができる。

また、エッチング防止層７１がシリコン窒化膜から構成されていることにより、エッチング防止層７１がシリコン酸化膜から構成されている場合に比べて緻密にできるので、エッチング防止層７１がシリコン酸化膜から形成されている場合に比べて温度検出部３６の両ポリシリコン層３４，３５およびゲート電極４６の欠損をより確実に防止することができる。

また、熱絶縁層３３を構成する第１の熱絶縁用シリコン酸化膜３１および第２の熱絶縁用シリコン酸化膜３２が、ＭＯＳトランジスタ４の形成予定領域にｐ^＋形のウェル領域４１を形成するウェル領域形成工程、およびシリコン基板１の前記一表面側におけるｐ^＋形ウェル領域４１内にｐ^＋＋チャネルストッパ領域４２を形成するチャネルストッパ領域形成工程において使用するイオン注入マスクの基礎を兼ねることにより、前記イオン注入マスクの基礎を形成する工程を別途設ける必要がないので、製造工程を削減することができる。

また、実施形態の赤外線センサは、複数の熱型赤外線検出部３とＭＯＳトランジスタ４とを備える例について説明したが、これに限定されず、例えば、１つの熱型赤外線検出部３のみを備えたものであってもよい。また、温度検出部３６は、多数のｎ形ポリシリコン層（図示せず）とｐ形ポリシリコン層（図示せず）とを電極（図示せず）により接続してなる熱電対を直列に連結してなるサーモパイル、或いはｐｎ接合ダイオードからなるものであってもよい。

１ シリコン基板（半導体基板）
３ 熱型赤外線検出部
４ ＭＯＳトランジスタ
１１ 空洞
１３ スリット（エッチング液導入孔）
３１ 第１の熱絶縁用シリコン酸化膜
３２ 第２の熱絶縁用シリコン酸化膜
３３ 熱絶縁層
３４ ｎ形ポリシリコン層（シリコン層）
３５ ｐ形ポリシリコン層（シリコン層）
３６ 温度検出部
４１ ｐ^＋形ウェル領域
４３ ｎ^＋形ドレイン領域
４４ ｎ^＋形ソース領域
４５ ゲート絶縁膜
４６ ゲート電極
４９ 層間絶縁膜（保護膜）
５１，５２ シリコン酸化膜
５７ 金属配線
６０ パッシベーション膜（保護膜）
７１ エッチング防止層

Claims (6)

1. 半導体基板の一表面側に熱型赤外線検出部を有し、半導体基板における熱型赤外線検出部に対応する部位に熱絶縁用の空洞がウェットエッチングにより形成された赤外線センサであって、熱型赤外線検出部は、半導体基板の前記一表面側に形成された熱絶縁層と、前記半導体基板と同種類の半導体からなり且つ当該熱絶縁層上に形成されたシリコン層を有し赤外線を吸収するとともに該吸収による温度変化を検知する温度検出部と、外部の湿気から温度検出部を保護するための保護膜とを備え、熱型赤外線検出部に対応する部位におけるシリコン層が形成されていない部位に保護膜の半導体基板側とは反対側の表面から半導体基板の前記一表面にまで達する形で形成されたエッチング液導入孔を通してエッチング液を導入し半導体基板における熱型赤外線検出部に対応する部位に熱絶縁用の空洞をウェットエッチングにより形成する際、温度検出部のシリコン層にエッチング液が到達しシリコン層が前記エッチング液によりエッチングされるのを防止し且つ熱絶縁層が有する残留応力と相殺して熱型赤外線検出部の残留応力を低減する応力を有する絶縁膜からなるエッチング防止層が、保護膜と温度検出部および熱絶縁層との間において温度検出部のシリコン層の表面および熱絶縁層の表面を覆う形で形成されてなることを特徴とする赤外線センサ。
2. 前記熱型赤外線検出部に並設され当該熱型赤外線検出部の出力を読み出すためのＭＯＳトランジスタを有し、ＭＯＳトランジスタは、前記半導体基板の内部の前記一表面側に形成されたウェル領域と、ウェル領域内における前記半導体基板の前記一表面側に形成されたドレイン領域と、前記半導体基板の前記一表面上であって且つウェル領域におけるドレイン領域とソース領域との間に位置する部位に形成されたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に半導体により形成されたゲート電極とを備え、熱絶縁用の前記空洞をウェットエッチングにより形成する際にエッチング液によりゲート電極がエッチングされるのを防止する絶縁膜からなる前記エッチング防止層が、ゲート電極の表面を覆う形で形成されてなることを特徴とする請求項１記載の赤外線センサ。
3. 前記熱絶縁層は、シリコン酸化膜により形成され、前記エッチング防止層は、シリコン窒化膜により形成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の赤外線センサ。
4. 前記半導体基板がシリコン基板であって、前記熱絶縁層を構成する前記シリコン酸化膜は、前記シリコン基板の前記一表面側を酸化させることにより形成され、前記エッチング防止層を構成する前記シリコン窒化膜は、前記シリコン酸化膜が有する圧縮応力と相殺して前記熱型赤外線検出部の残留応力を低減する引張応力を有することを特徴とする請求項３記載の赤外線センサ。
5. 前記半導体基板の前記一表面側に複数の前記熱型赤外線検出部が二次元アレイ状に配置されてなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の赤外線センサ。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の赤外線センサの製造方法であって、前記半導体基板の前記一表面側における熱型赤外線検出部の形成予定領域に前記熱絶縁層を形成する熱絶縁層形成工程と、熱絶縁層形成工程の後で赤外線を吸収するとともに該吸収による温度変化を検知する前記温度検出部の前記シリコン層を前記熱絶縁層上に形成するシリコン層形成工程と、シリコン層形成工程の後で前記熱絶縁層の表面および前記温度検出部の前記シリコン層の表面に前記エッチング防止層を形成するエッチング防止層形成工程と、エッチング防止層形成工程の後で前記エッチング防止層の表面側に前記保護膜を形成する保護膜形成工程と、保護膜形成工程の後で前記熱絶縁層、前記エッチング防止層および前記保護膜からなる積層構造部をパターニングして前記積層構造部の前記熱型赤外線検出部に対応する部位における前記シリコン層が形成されていない部位に前記熱絶縁層、前記エッチング防止層および前記保護膜の厚み方向に貫通するエッチング液導入孔を形成する積層構造部パターニング工程と、積層構造部パターニング工程の後で前記エッチング液導入孔を通して前記エッチング液を導入し前記半導体基板における前記熱型赤外線検出部に対応する部位に熱絶縁用の前記空洞をウェットエッチングにより形成する空洞形成工程とを備えることを特徴とする赤外線センサの製造方法。

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