JP3006364B2

JP3006364B2 - 半導体装置

Info

Publication number: JP3006364B2
Application number: JP5234834A
Authority: JP
Inventors: 卓郎中邑; 拓郎石田; 崇善粟井; 浩一相澤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1993-09-21
Filing date: 1993-09-21
Publication date: 2000-02-07
Anticipated expiration: 2015-02-07
Also published as: JPH0794788A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば赤外線検出用素
子に用いられる半導体装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１１及び図１２に示すような赤
外線検出素子がある。この検出素子では、サーミスタ
（半導体素子）を備えた半導体装置が利用されている。
即ち、温度変化に伴い抵抗値が変化する抵抗体（感温抵
抗体）が半導体薄膜であるサーミスタを備えた半導体装
置が利用されている。

【０００３】この赤外線検出素子は、図１１に示すよう
に、中空部（熱分離空間）１を覆うように周辺が基板２
に支持された熱絶縁膜３の上に赤外線検出部８が設けら
れている。すなわち、導電性薄膜よりなる下部電極６、
感温抵抗体である半導体薄膜５、導電性薄膜よりなる上
部電極７及び赤外線吸収膜１１よりなる積層体が熱絶縁
膜３上であって、前記中空部１の上方位置に形成されて
いる。

【０００４】このように構成された赤外線検出素子は、
フィルター１２を介して入射する赤外線が赤外線吸収膜
１１で吸収されることにより生じる熱で、半導体薄膜５
の抵抗値を変化させ、この抵抗値変化を下部電極６、上
部電極７を介して取り出すことにより、赤外線検出が可
能となる。

【０００５】ここで、上記半導体薄膜５は、多結晶シリ
コン系やアモルファスシリコン系の厚み０．１〜５μｍ
程度の薄膜が使われる。中空部１により赤外線検出部８
が基板２から熱的に分離されるため、赤外線の吸収に伴
って生じる熱は、半導体薄膜５の温度上昇に有効に使わ
れ、その結果、赤外線検出感度が良い。また、基板２に
はシリコン基板などが使われており、中空部１は異方性
エッチングなどで形成することができる。

【０００６】下部電極６及び上部電極７は、図１２に示
すように、基板２に一体的に併設された信号処理回路１
３に接続されている。この信号処理回路１３は、例え
ば、検出信号の増幅、ノイズの除去といった信号処理を
行うためのものである。

【０００７】また、赤外線検出部８に被せられているフ
ィルター１２は、いわばノイズである検出赤外線以外の
光を遮断し、検出すべき必要な赤外線のみを赤外線検出
部８に入射させるためのものである。赤外線検出素子の
場合、一般に微弱な赤外線の輻射エネルギ−のみを選択
的に検出することが多いが、検出する赤外線は他の波長
域のノイズとなる光と混在していることが多く、そのた
め、フィルター１２でノイズとなる光を除去するのであ
る。

【０００８】熱絶縁膜３としては、酸化シリコン、窒化
シリコン、酸化窒化シリコンなどが用いられることが多
い。熱絶縁膜３は単一層構造の場合もあるが、酸化シリ
コン薄膜を窒化シリコン薄膜でサンドイッチしてなる３
層構造として、応力が緩和されるようにして、熱絶縁膜
３の機械的強度を高めるという構成が採られることもあ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
赤外線検出素子の場合、熱絶縁膜３の破壊という問題が
ある。これは、半導体薄膜５のパターン化のためのエッ
チングで熱絶縁膜３が損傷し易いからである。特に、熱
絶縁膜３は裏側に支持のない中空部１の位置で破壊が起
こり易い。その結果、製造上の歩留りが悪く、製造後の
信頼性も低い。

【００１０】半導体薄膜５のパターン化は、多結晶シリ
コン系やアモルファスシリコン系の薄膜に対し、プラズ
マエッチングやＲＩＥ（リアクティブ・イオンエッチン
グ）などの化学的エッチング、あるいはイオンビームエ
ッチングなどの物理的エッチングにより、選択エッチン
グを施すことで行われる。多結晶シリコン系やアモルフ
ァスシリコン系の薄膜の不要部分を完全に除去するため
に、このエッチングはオーバーエッチング気味となる。

【００１１】化学的エッチングの場合、反応性ガスとし
て、ハロゲン化炭素（ＣＦ₄，ＣＨＦ₃，Ｃ₃Ｆ₈）や
ＮＦ₃などのフッ素系のガスが用いられることが多く、
この際、Ｎ₂，Ｏ₂，Ｈ₂などを混合することもある。
これらのガスを用いた場合、酸化シリコン、窒化シリコ
ン、酸化窒化シリコンなどの熱絶縁膜３もエッチングさ
れるのであるが、下部電極６形成のためのパターン化を
終えた後、多結晶シリコン系やアモルファスシリコン系
の薄膜を形成し、半導体薄膜５形成のためのパターン化
を行っており、下部電極６以外の所では、多結晶シリコ
ン系やアモルファスシリコン系の薄膜が直接接してお
り、オーバーエッチングにより熱絶縁膜３がエッチング
され損傷してしまうのである。

【００１２】また、Ａｒガスなどを用いてエッチングす
るイオンビームエッチング法の場合は、物理的エッチン
グであるため、同様にオーバーエッチングにより熱絶縁
膜３が損傷することになる。物理的エッチングの場合
は、熱絶縁膜３だけでなく下部電極６もエッチングされ
るため、場合によっては電極配線の断線が生じる。この
場合、断線により歩留りが悪くなる。また、断線を防止
するため、下部電極６の膜厚を厚くすると、熱伝導が大
きくなるため、半導体薄膜（サーミスタ）５の温度上昇
が小さくなり、赤外線検出素子の感度が低下する。

【００１３】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、半導体薄膜をエッチング
する際、オーバーエッチングしても、熱絶縁膜がエッチ
ングされることのない半導体装置を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る半導体装置は、図１に示すように、中
空部１を有する基板２と、この中空部１を覆って周辺が
基板２に支持された熱絶縁膜３とを備え、この熱絶縁膜
３の上に所定パターンの、熱絶縁膜３がオーバーエッチ
ングによりエッチングされるのを防ぐ、プラズマＣＶＤ
で形成された低応力の下地保護膜４を形成するととも
に、半導体素子用の所定パターンの半導体薄膜５を下地
保護膜４の表面領域内に形成したものである。なお、図
２に示すように、熱絶縁膜３の上に所定パターンの導電
性薄膜６を形成するとともに、この導電性薄膜６を覆っ
て前記下地保護膜４を形成してもよい。

【００１５】

【作用】上記のように、熱絶縁膜３が下地保護膜４によ
り覆われているため、半導体薄膜５をエッチングする
際、オーバーエッチングしても熱絶縁膜３がエッチング
されることがない。熱絶縁膜３がエッチングされていな
いので、熱的に分離する中空部（熱分離空間）１を形成
したとき、熱絶縁膜３の機械的強度が低下することがな
い。従って、従来のように熱絶縁膜３が破壊するという
ようなこともなくなり、製造上の歩留りが向上する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を図面を参照して詳細に説明す
る。なお、一例として半導体素子としてサーミスタを備
えた半導体装置で説明する。

【００１７】まず、図３に示すように、基板２上に熱絶
縁膜３を形成し、続いて下地保護膜４を形成する。次
に、前記導電性薄膜である下部電極６を形成し、微細加
工技術によりエッチングする。その後、半導体薄膜５を
形成し、微細加工技術によりエッチングする。このと
き、下地保護膜４が全面に残っており、この下地保護膜
４が熱絶縁膜３のエッチングを防止する効果がある。続
いて、上部電極７を形成する。

【００１８】また、異なる例としては、図４に示すよう
に基板２上に熱絶縁膜３を形成し、続いて、下部電極６
を形成し微細加工技術によりエッチングする。次に、下
地保護膜４を形成し微細加工技術によりエッチングす
る。その後、半導体薄膜５を形成し、微細加工技術によ
りエッチングする。このとき、下地保護膜４が全面に残
っており、この下地保護膜４が熱絶縁膜３及び下部電極
６のエッチングを防止する効果がある。続いて、上部電
極７を形成する。

【００１９】このように本発明によれば、半導体薄膜５
をエッチングする際、下地保護膜４が全面にあるため、
オーバーエッチングしても熱絶縁膜３がエッチングされ
ることがない。

【００２０】この点を更に詳述する。半導体薄膜５とし
ては、シリコン（Ｓｉ）系の材料がよく用いられ、特
に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、アモルファス
シリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ）が多い。例えば、プ
ラズマエッチング、ＲＩＥのような化学的エッチングの
場合、反応性ガスとしてＣＦ₄のようなハロゲン化炭素
が用いられることが多い。

【００２１】一例として、ＣＦ₄とＯ₂の混合ガスを用
いたときのエッチングレートとエッチング比は下記の通
りである。

【００２２】ａ−Ｓｉ（ノンドープ）…エッチングレ
ート：１２０００Å／分ａ−Ｓｉ（Ｂドープ） …エッチングレート：２００
０〜６０００Å／分ａ−Ｓｉの１／２〜１／６のレー
トａ−ＳｉＣ（Ｂドープ）…エッチングレート：２００
０〜６０００Å／分ａ−Ｓｉの１／２〜１／６のレー
トａ−ＳｉＯ₂ …エッチングレート：８０
０〜２４００Å／分ａ−Ｓｉの１／５〜１／１５のレ
ートａ−Ｓｉ₃Ｎ₄ …エッチングレート：１５０
０〜４０００Å／分ａ−Ｓｉの１／３〜１／８のレー
トＣｒ，Ａｌ …エッチングレート：殆どエ
ッチングされず〔エッチング条件：Ｏ₂／ＣＦ₄＝５％，２００Ｗ，プ
ラズマエッチング〕半導体薄膜としてはｐ型またはｎ型が用いられることが
多く、例えば、半導体薄膜５として、ｐ型でドーピング
ガスとしてジボランを用いたａ−Ｓｉ，ａ−ＳｉＣの場
合などでは、ノンドープのものと比較してエッチングレ
ートが、上記のように１／２〜１／６程度になり、ａ−
Ｓｉ，ａ−ＳｉＣなどのエッチングレートが熱絶縁膜３
に対して大きくとれないので、オーバーエッチングの際
に、熱絶縁膜３もエッチングされてしまう。しかし、上
記のように、酸化シリコン、窒化シリコンなどは、エッ
チング比を小さくとることができるので、半導体薄膜５
をエッチングする際、オーバーエッチングしても、全面
を下地保護膜４が覆っているため、熱絶縁膜３がエッチ
ングされない。

【００２３】また、本発明はイオンビームエッチング法
などの物理的エッチングに関しても有用で、熱絶縁膜３
がオーバーエッチングによりエッチングされるのを防ぐ
ことができる。また、本発明によれば、イオンビームエ
ッチング法でも、下部電極６も下地保護膜４が覆ってい
るため、下部電極６がエッチングされることがない。な
お、イオンビームエッチング法でエッチングした場合、
選択性がなく、本発明で用いられている材料でのエッチ
ング比は、大きくは変わらない。

【００２４】次に、上述のことを図５乃至図７を参照し
て更に説明する。まず、図１に示す例の場合、半導体薄
膜５をエッチングして行くと、半導体薄膜５のパターン
以外の所がオーバーエッチングされて行くが、熱絶縁膜
３はエッチングされず、下地保護膜４がエッチングされ
る（図５参照）。

【００２５】また、図２に示す例の場合、半導体薄膜５
をエッチングして行くと、半導体薄膜５のパターン以外
の所がオーバーエッチングされて行くが、熱絶縁膜３は
エッチングされず、下地保護膜４がエッチングされる
（図６参照）。また、この例では、下部電極６も下地保
護膜４が覆っているため、オーバーエッチングによって
下部電極６がエッチングされることがない。この例は、
イオンビームエッチング法などの物理的エッチングに関
して特に効果的である。

【００２６】残った下地保護膜４は、エッチングなどで
簡単に取り除くことができる。例えば、酸化シリコン、
酸化窒化シリコンなどは、ＢＨＦ（バッファ弗酸）など
で簡単にエッチングできる。図７に示すように、下地保
護膜４は半導体薄膜５の下に若干残る程度である。

【００２７】このように、本発明によれば熱絶縁膜３が
エッチングされないので、図１及び図２に示すように、
熱的に分離する中空部（熱分離空間）１を形成したと
き、熱絶縁膜３の機械的強度が低下することがない。従
って、従来の熱絶縁膜３が破壊するという問題点を改善
できる。

【００２８】また、熱絶縁膜３が多層構造で出来ている
場合、熱絶縁膜３の上部がエッチングされると、応力の
バランスが崩れたりするため、熱的に分離する中空部
（熱分離空間）１を形成したとき、熱絶縁膜３の機械的
強度が低下し、熱絶縁膜３が破壊し易くなる。例えば、
熱絶縁膜３として３層構造を用いた場合、従来例では上
部の窒化シリコンが薄くなるため、エッチングされた部
分の窒化シリコンの引張応力のバランスが崩れ、熱絶縁
膜３の機械的強度が低下し、熱絶縁膜３が破壊し易くな
る。しかし、本発明によれば、熱絶縁膜３がエッチング
されることがないため、応力のバランスが崩れることは
なく、熱的に分離する中空部１を形成しても熱絶縁膜３
の機械的強度が低下せず、熱絶縁膜３が破壊しにくくな
る。

【００２９】なお、下地保護膜４はプラズマＣＶＤ法な
どで形成された低応力の膜であるため、熱絶縁膜３の強
度に殆ど影響を与えない。

【００３０】以下、本発明に係る具体的実施例を説明す
る。（実施例１）図８は実施例１に係る赤外線検出素子の要
部構成を示す断面図である。赤外線検出素子は、赤外線
検出部８がシリコン基板２表面の熱絶縁膜３の上に形成
されており、熱絶縁膜３は電気的絶縁性も有する。そし
て、シリコン基板２における赤外線検出部８の裏側に
は、この赤外線検出部８を基板２から熱的に分離する中
空部（熱分離空間）１が形成されている。また、熱絶縁
膜３の上に下地保護膜４が形成されている。

【００３１】赤外線検出部８では、熱を受けて抵抗が変
化する半導体薄膜である薄膜抵抗体５の下に下部電極６
が配されるとともに、薄膜抵抗体５の上に上部電極７が
配され、上部電極７の上に赤外線吸収膜も兼ねる保護膜
９が形成されている。

【００３２】その製法は、まず、シリコン基板２の表面
にＬＰＣＶＤ（低圧ＣＶＤ）法により、厚み１０００Å
の窒化シリコン、厚み８０００Åの酸化シリコン、厚み
１０００Åの窒化シリコンの３層からなる熱絶縁膜３を
形成した。そして、この熱絶縁膜３の上にグロー放電分
解法により、厚み１０００Åの酸化シリコンからなる下
地保護膜４を形成した。下地保護膜４の形成の成膜条件
は、７００％モルの亜酸化窒素（Ｎ₂Ｏ）を加えたモノ
シランを用い、基板温度２５０℃、圧力１Torr、放電電
力３０Ｗ、周波数１３．５６ＭHzとした。

【００３３】次に、電子ビーム蒸着法で厚み１０００Å
のクロム膜を基板温度１５０℃で成膜し、フォトリソグ
ラフィ法でパターン化し、下部電極６を形成した。続い
てグロー放電分解法により、厚み１０００Åのｐ型アモ
ルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ）薄膜を成膜
し、フォトリソグラフィ法でパターン化（１mm×１mmの
正方形）し、薄膜抵抗体５を形成した。成膜条件は、４
００％モルのメタン、０．２５％のジボランを加えたモ
ノシランを用い、基板温度１８０℃、圧力０．９Torr、
放電電力２０Ｗ、周波数１３．５６ＭHzとした。なお、
ａ−ＳｉＣのエッチングの際には、プラズマエッチング
により行った。エッチング条件としては、Ｏ₂／ＣＦ₄
＝５％、圧力０．７Torr、放電電力２００Ｗ、周波数１
３．５６ＭHzとした。

【００３４】次いで、薄膜抵抗体５の上に電子ビーム蒸
着法で厚み１０００Åのクロム膜を基板温度１５０℃で
成膜し、フォトリソグラフィ法でパターン化し、上部電
極７を形成した。上部電極７を形成した後、グロー放電
分解法により、厚み１００００Åの酸化シリコン薄膜を
成膜し、フォトリソグラフィ法でパターン化し、保護膜
９を形成した。

【００３５】この後、電子ビーム蒸着法で厚み１０００
Åのアルミニウム膜を基板温度１５０℃で成膜し、フォ
トリソグラフィ法でパターン化し、パッド１０を形成
し、最後に、赤外線検出部８搭載側とは反対側からリコ
ン基板２を、水酸化カリウム溶液を使う異方性エッチン
グにより彫り込みダイヤフラム構造とし、中空部（熱分
離空間）１を形成した。なお、エッチングされずに残っ
た熱絶縁膜３のサイズは１．４mm×１．４mm角である。

【００３６】（実施例２）図９は実施例２に係る赤外線
検出素子の要部構成を示す断面図である。この赤外線検
出素子は、赤外線検出部８がシリコン基板２表面の熱絶
縁膜３の上に形成されており、熱絶縁膜３は電気的絶縁
性も有する。そして、シリコン基板２における赤外線検
出部８の裏側には、この赤外線検出部８を基板２から熱
的に分離する中空部（熱分離空間）１が形成されてい
る。また、熱絶縁膜３の上に下地保護膜４が形成されて
いる。また、後述する下部電極６は、熱絶縁膜３と下地
保護膜４間に形成され、薄膜抵抗体５から抵抗を取り出
すための部分は、下地保護膜４をエッチングにより除去
してある。

【００３７】赤外線検出部８では、熱を受けて抵抗が変
化する薄膜抵抗体５の下に下部電極６が配されるととも
に、薄膜抵抗体５の上に上部電極７が配され、上部電極
７の上に赤外線吸収膜も兼ねる保護膜９が形成されてい
る。

【００３８】その製法は、まず、シリコン基板２の表面
にＬＰＣＶＤ（低圧ＣＶＤ）法により、厚み１０００Å
の窒化シリコン、厚み８０００Åの酸化シリコン、厚み
１０００Åの窒化シリコンの３層からなる熱絶縁膜３を
形成した。そして、この熱絶縁膜３の上に、電子ビーム
蒸着法で厚み１０００Åのクロム膜を基板温度１５０℃
で成膜し、フォトリソグラフィ法でパターン化し、下部
電極６を形成した。

【００３９】次に、グロー放電分解法により、厚み１０
００Åの酸化シリコンからなる下地保護膜４を形成し、
フォトリソグラフィ法でパターン化した。下地保護膜４
の形成の成膜条件は、７００％モルの亜酸化窒素（Ｎ₂
Ｏ）を加えたモノシランを用い、基板温度２５０℃、圧
力１Torr、放電電力３０Ｗ、周波数１３．５６ＭHzとし
た。

【００４０】続いて、グロー放電分解法により、厚み３
００Åのｐ型アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、厚み
１０００Åのｐ型アモルファスシリコンカーバイド（ａ
−ＳｉＣ）、厚み３００Åのｐ型アモルファスシリコン
（ａ−Ｓｉ）の３層からなる薄膜を成膜し、フォトリソ
グラフィ法でパターン化（１mm×１mmの正方形）し、薄
膜抵抗体５を形成した。ａ−Ｓｉの成膜条件は、０．２
５％のジボランを加えたモノシランを用い、基板温度１
８０℃、圧力０．９Torr、放電電力２０Ｗ、周波数１
３．５６ＭHzとした。また、ａ−ＳｉＣの成膜条件は、
４００％モルのメタン、０．２５％のジボランを加えた
モノシランを用い、基板温度１８０℃、圧力０．９Tor
r、放電電力２０Ｗ、周波数１３．５６ＭHzとした。な
お、ａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣのエッチングの際には、イオ
ンビームスパッタエッチング法により行った。エッチン
グ条件としては、導入ガス：Ａｒガス、圧力：４×１０
^-4Torrとした。

【００４１】ａ−Ｓｉ及びａ−ＳｉＣをエッチングした
後、下地保護膜４をエッチングにより取り除いた。

【００４２】次いで、薄膜抵抗体５の上に電子ビーム蒸
着法で厚み１０００Åのクロム膜を基板温度１５０℃で
成膜し、フォトリソグラフィ法でパターン化し、上部電
極７を形成した。上部電極７を形成した後、グロー放電
分解法により、厚み１００００Åの酸化シリコン薄膜を
成膜し、フォトリソグラフィ法でパターン化し、保護膜
９を形成した。

【００４３】この後、電子ビーム蒸着法で厚み１０００
Åのアルミニウム膜を基板温度１５０℃で成膜し、フォ
トリソグラフィ法でパターン化し、パッド１０を形成
し、最後に、赤外線検出部８搭載側とは反対側からシリ
コン基板２を、水酸化カリウム溶液を使う異方性エッチ
ングにより彫り込みダイヤフラム構造とし、中空部（熱
分離空間）１を形成した。なお、エッチングされずに残
った熱絶縁膜３のサイズは１．４mm×１．４mm角であ
る。

【００４４】（比較例）図１０は比較例に係る赤外線検
出素子の要部構成を示す断面図である。この赤外線検出
素子は、赤外線検出部８がシリコン基板２表面の熱絶縁
膜３の上に形成されており、熱絶縁膜３は電気的絶縁性
も有する。そして、シリコン基板２における赤外線検出
部８の裏側には、この赤外線検出部８を基板２から熱的
に分離する中空部（熱分離空間）１が形成されている。

【００４５】赤外線検出部８では、熱を受けて抵抗が変
化する薄膜抵抗体５の下に下部電極６が配されるととも
に、薄膜抵抗体５の上に上部電極７が配され、上部電極
７の上に赤外線吸収膜も兼ねる保護膜９が形成されてい
る。

【００４６】その製法は、まず、シリコン基板２の表面
にＬＰＣＶＤ（低圧ＣＶＤ）法により、厚み１０００Å
の窒化シリコン、厚み８０００Åの酸化シリコン、厚み
１０００Åの窒化シリコンの３層からなる熱絶縁膜３を
形成した。そして、この熱絶縁膜３の上に、電子ビーム
蒸着法で厚み１０００Åのクロム膜を基板温度１５０℃
で成膜し、フォトリソグラフィ法でパターン化し、下部
電極６を形成した。

【００４７】続いて、グロー放電分解法により、厚み３
００Åのｐ型アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、厚み
１０００Åのｐ型アモルファスシリコンカーバイド（ａ
−ＳｉＣ）、厚み３００Åのｐ型アモルファスシリコン
（ａ−Ｓｉ）の３層からなる薄膜を成膜し、フォトリソ
グラフィ法でパターン化（１mm×１mmの正方形）し、薄
膜抵抗体５を形成した。ａ−Ｓｉの成膜条件は、０．２
５％のジボランを加えたモノシランを用い、基板温度１
８０℃、圧力０．９Torr、放電電力２０Ｗ、周波数１
３．５６ＭHzとした。また、ａ−ＳｉＣの成膜条件は、
４００％モルのメタン、０．２５％のジボランを加えた
モノシランを用い、基板温度１８０℃、圧力０．９Tor
r、放電電力２０Ｗ、周波数１３．５６ＭHzとした。な
お、ａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣのエッチングの際には、イオ
ンビームスパッタエッチング法により行った。エッチン
グ条件としては、導入ガス：Ａｒガス、圧力：４×１０
^-4Torrとした。

【００４８】次いで、薄膜抵抗体５の上に電子ビーム蒸
着法で厚み１０００Åのクロム膜を基板温度１５０℃で
成膜し、フォトリソグラフィ法でパターン化し、上部電
極７を形成した。上部電極７を形成した後、グロー放電
分解法により、厚み１０００Åの酸化シリコン薄膜を成
膜し、フォトリソグラフィ法でパターン化し、保護膜９
を形成した。

【００４９】この後、電子ビーム蒸着法で厚み１０００
Åのアルミニウム膜を基板温度１５０℃で成膜し、フォ
トリソグラフィ法でパターン化し、パッド１０を形成
し、最後に、赤外線検出部８搭載側とは反対側からリコ
ン基板２を、水酸化カリウム溶液を使う異方性エッチン
グにより彫り込みダイヤフラム構造とし、中空部（熱分
離空間）１を形成した。なお、エッチングされずに残っ
た熱絶縁膜３のサイズは１．４mm×１．４mm角である。

【００５０】

【発明の効果】本発明は上記のように、熱絶縁膜が下地
保護膜により覆われているため、半導体薄膜をエッチン
グする際、オーバーエッチングしても熱絶縁膜がエッチ
ングされることがない。熱絶縁膜がエッチングされてい
ないので、熱的に分離する中空部を形成したとき、熱絶
縁膜の機械的強度が低下することがない。従って、従来
のように熱絶縁膜が破壊するというようなこともなくな
り、製造上の歩留りの良く、製造後の信頼性の高い半導
体装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体装置の要部構成例を示す断
面図である。

【図２】本発明に係る半導体装置の異なる要部構成例を
示す断面図である。

【図３】図１に示す半導体装置の一例を示す断面図であ
る。

【図４】図２に示す半導体装置の一例を示す断面図であ
る。

【図５】図１に示す半導体装置の効果を説明するための
断面図である。

【図６】図２に示す半導体装置の効果を説明するための
断面図である。

【図７】図２に示す半導体装置の効果を説明するための
断面図である。

【図８】実施例１に係る赤外線検出素子の要部構成を示
す断面図である。

【図９】実施例２に係る赤外線検出素子の要部構成を示
す断面図である。

【図１０】比較例に係る赤外線検出素子の要部構成を示
す断面図である。

【図１１】従来例に係る赤外線検出素子の要部構成を示
す断面図である。

【図１２】従来例に係る赤外線検出素子の要部構成を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１中空部（熱分離空間）２基板３熱絶縁膜４下地保護膜５半導体薄膜６導電性薄膜（下部電極）７導電性薄膜（上部電極）８赤外線検出部９保護膜１０パッド

フロントページの続き (72)発明者相澤浩一大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (56)参考文献特開平４−356979（ＪＰ，Ａ) 特開平５−90646（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 37/00 G01J 1/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】中空部を有する基板と、この中空部を覆
って周辺が基板に支持された熱絶縁膜とを備え、この熱
絶縁膜の上に所定パターンの、前記熱絶縁膜がオーバー
エッチングによりエッチングされるのを防ぐ、プラズマ
ＣＶＤで形成された低応力の下地保護膜が形成されてい
るとともに、半導体素子用の所定パターンの半導体薄膜
が前記下地保護膜の表面領域内に形成されている半導体
装置。
【請求項２】前記熱絶縁膜の上に所定パターンの導電
性薄膜が形成されるとともに、この導電性薄膜を覆って
前記下地保護膜が形成されている請求項１記載の半導体
装置。
【請求項３】前記導電性薄膜が前記半導体素子の下部
電極である請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】前記半導体薄膜が温度変化に伴い抵抗値
が変化する感温抵抗体であって前記半導体素子がサーミ
スタであるとともに、半導体薄膜が前記中空部の上方位
置に形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の半
導体装置。
【請求項５】前記半導体薄膜上には赤外線吸収膜も形
成されていて、この赤外線吸収膜の赤外線吸収に伴って
発生する熱を受けて前記感温抵抗体が温度変化するよう
に構成された請求項４記載の半導体装置。