JP4703502B2 - Temperature sensor and infrared solid-state imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、温度センサおよび赤外線固体撮像装置に関し、特に、ｐｎ接合ダイオードを備えた温度センサおよび赤外線固体撮像装置に関するものである。   The present invention relates to a temperature sensor and an infrared solid-state imaging device, and more particularly to a temperature sensor and an infrared solid-state imaging device including a pn junction diode.

従来から、ｐｎ接合ダイオードを用いた温度センサを画素として複数備えた赤外線固体撮像装置に関する技術が存在する（特許文献１、２参照）。この赤外線固体撮像装置は、単結晶シリコン支持基板上に埋め込みシリコン酸化膜層（ＢＯＸ(Buried Oxide)層）と単結晶シリコン層（ＳＯＩ(Silicon On Insulator)層）とが順次形成された、いわゆるＳＯＩ基板を用いて製造される。温度センサを構成するダイオードはＳＯＩ層部分に形成される。このダイオードが形成されたＳＯＩ層の上部にはパッシベーション膜が形成される。上記特許文献１および２に示されたダイオードは、ｐ型のＳＯＩ層の表面にイオン注入などによりｎ型不純物領域を形成することにより構成されている。
特開２００１−２８１０６５号公報 特開２００１−２６７５４２号公報 Conventionally, there is a technique related to an infrared solid-state imaging device including a plurality of temperature sensors using pn junction diodes as pixels (see Patent Documents 1 and 2). This infrared solid-state imaging device is a so-called SOI in which a buried silicon oxide layer (BOX (Buried Oxide) layer) and a single crystal silicon layer (SOI (Silicon On Insulator) layer) are sequentially formed on a single crystal silicon support substrate. Manufactured using a substrate. The diode constituting the temperature sensor is formed in the SOI layer portion. A passivation film is formed on the SOI layer where the diode is formed. The diodes disclosed in Patent Documents 1 and 2 are configured by forming an n-type impurity region on the surface of a p-type SOI layer by ion implantation or the like.
JP 2001-281655 A JP 2001-267542 A

このように赤外線固体撮像装置の画素となる各温度センサがｐｎ接合ダイオード型の場合、温度センサの温度変化係数はバナジウムオキサイドを用いた温度センサなどの他の原理の温度センサの温度変化係数と比較して非常に小さくなる傾向がある。このため、高感度の温度センサを得ることが困難であった。   Thus, when each temperature sensor which becomes a pixel of an infrared solid-state imaging device is a pn junction diode type, the temperature change coefficient of the temperature sensor is compared with the temperature change coefficient of the temperature sensor of another principle such as a temperature sensor using vanadium oxide. Tend to be very small. For this reason, it has been difficult to obtain a highly sensitive temperature sensor.

詳細は後述するが、ダイオードの電流密度を小さくすれば温度変化係数は増大する。そのためには、ｐｎ接合部の面積を大きくすることが考えられる。しかし、特許文献１および２に示されたダイオードの構成でｐｎ接合部の面積を大きくしようとすると、ダイオード自体の面積も大きくなる。この結果、雑音源であるＢＯＸ層およびパッシベーション膜と、ｐｎ接合ダイオードとの接触面積が増加し、温度センサの雑音が増大するという問題が生じる。   Although details will be described later, the temperature change coefficient increases if the current density of the diode is reduced. For this purpose, it is conceivable to increase the area of the pn junction. However, if it is attempted to increase the area of the pn junction in the diode configurations shown in Patent Documents 1 and 2, the area of the diode itself also increases. As a result, there arises a problem that the contact area between the BOX layer and the passivation film, which are noise sources, and the pn junction diode increases, and noise of the temperature sensor increases.

よって、従来のダイオードにおいては電流密度の低減と雑音の抑制とを両立させることが困難であり、高感度かつ低雑音の温度センサを得ることが困難であった。   Therefore, in the conventional diode, it is difficult to achieve both reduction in current density and noise suppression, and it is difficult to obtain a temperature sensor with high sensitivity and low noise.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電流密度の低減と雑音の抑制とを両立させることにより、高感度かつ低雑音の温度センサおよびそれを用いた固体撮像素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a high-sensitivity and low-noise temperature sensor and a solid-state imaging device using the same by simultaneously reducing current density and suppressing noise. With the goal.

本発明の温度センサは、厚さ方向に互いに対向する下面および上面を有する半導体層と、上記半導体層に形成された互いに接するｐ型不純物領域およびｎ型不純物領域をそれぞれが有する複数のダイオードとを備えている。複数のダイオードは上記厚さ方向に交差する方向に並んでいる。ｐ型不純物領域およびｎ型不純物領域のうち一方の領域はｐ型不純物領域およびｎ型不純物領域のうち他方の領域側へ突き出した部分を有する。上記突き出した部分は、上記厚さ方向において上記他方の領域に挟まれている。上記他方の領域の不純物濃度は上記一方の領域の不純物濃度に比して高い。 Temperature sensor of the present invention includes a semiconductor layer having a lower surface and an upper surface opposite to each other in the thickness direction, a plurality of diodes each p-type impurity region and an n-type impurity regions adjacent to each other formed in the upper Symbol semiconductor layer has It has. The plurality of diodes are arranged in a direction crossing the thickness direction. One region of the p-type impurity region and an n-type impurity region has a portion protruding to the other region side of the p-type impurity region and an n-type impurity regions. The protruding portion is sandwiched between the other regions in the thickness direction. The impurity concentration in the other region is higher than the impurity concentration in the one region.

本発明の赤外線固体撮像装置は、上述した温度センサを複数個備えたことを特徴とする。   An infrared solid-state imaging device according to the present invention includes a plurality of the temperature sensors described above.

本発明の温度センサおよび赤外線固体撮像装置によれば、ｐｎ接合は、ｐ型不純物領域がｎ型不純物領域側へ突き出した部分のｐｎ接合部分とｎ型不純物領域がｐ型不純物領域側へ突き出した部分のｐｎ接合部分とを有するため、ダイオード自体の面積を大きくすることなくｐｎ接合の面積を従来例より大きくすることができる。よって、ｐｎ接合面積の増大によりダイオードの電流密度を低減することができ、かつダイオード自体の面積を大きくする必要がないため、ダイオードと雑音源との接触面積の増大がなく雑音を抑制することができる。   According to the temperature sensor and the infrared solid-state imaging device of the present invention, the pn junction has a pn junction portion where the p-type impurity region protrudes toward the n-type impurity region side and an n-type impurity region protrudes toward the p-type impurity region side. Therefore, the area of the pn junction can be made larger than that of the conventional example without increasing the area of the diode itself. Therefore, since the current density of the diode can be reduced by increasing the pn junction area and the area of the diode itself does not need to be increased, the contact area between the diode and the noise source is not increased, and noise can be suppressed. it can.

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
最初に、本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の概略構成について、図１〜図８を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
First, a schematic configuration of the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１は、本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の構成を概略的に示す斜視図である。図１を参照して、本実施の形態の赤外線固体撮像装置３０３は、支持基板３００を基体としている。この支持基板３００上に、検出器アレイ３０１および信号処理回路３０２が配されている。検出器アレイ３０１の領域には、複数の赤外線検出器１００が配列されており、各赤外線検出器１００が赤外線固体撮像装置３０３の画素単位となる。各赤外線検出器１００は、この赤外線検出器１００の表面側を占める赤外線吸収傘１０１と、この赤外線吸収傘１０１の下方に形成された温度センサ１０３および支持体１０２とから構成されている。   FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of an infrared solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, infrared solid-state imaging device 303 of the present embodiment uses support substrate 300 as a base. A detector array 301 and a signal processing circuit 302 are arranged on the support substrate 300. A plurality of infrared detectors 100 are arranged in the area of the detector array 301, and each infrared detector 100 is a pixel unit of the infrared solid-state imaging device 303. Each infrared detector 100 includes an infrared absorbing umbrella 101 occupying the surface side of the infrared detector 100, a temperature sensor 103 and a support 102 formed below the infrared absorbing umbrella 101.

図２は、本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置が有する赤外線検出器を概略的に示す斜視図である。図２を参照して、赤外線検出器１００は、赤外線吸収傘１０１で吸収された赤外線による温度変化を検知するための温度センサ１０３と、この温度センサ１０３を支持基板３００から浮いた状態で保持するための支持体１０２とを有している。この支持体１０２は、アンカー部１０９の部分で支持基板３００と結合している。   FIG. 2 is a perspective view schematically showing an infrared detector included in the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 2, infrared detector 100 holds temperature sensor 103 for detecting a temperature change due to infrared rays absorbed by infrared absorbing umbrella 101, and holds temperature sensor 103 in a state of floating from support substrate 300. And a support 102 for the purpose. The support body 102 is coupled to the support substrate 300 at the anchor portion 109.

なお、図２は、赤外線検出器１００の主要部である温度センサ１０３および支持体１０２が見易くされるように、赤外線吸収傘１０１および支持基板３００を除いて図示されている。   Note that FIG. 2 is illustrated excluding the infrared absorbing umbrella 101 and the support substrate 300 so that the temperature sensor 103 and the support 102 which are the main parts of the infrared detector 100 can be easily seen.

図３は、本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の赤外線検出器部分を概略的に示す平面図である。図３を参照して、温度センサ１０３は、複数の単体ダイオード１０５を有している。各単体ダイオード１０５は、不純物が導入された半導体の存在する領域であるｎ型不純物領域１１およびｐ型不純物領域１２を有するｐｎダイオードである。   FIG. 3 is a plan view schematically showing an infrared detector portion of the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. With reference to FIG. 3, temperature sensor 103 includes a plurality of single diodes 105. Each single diode 105 is a pn diode having an n-type impurity region 11 and a p-type impurity region 12 which are regions where a semiconductor into which impurities are introduced exists.

隣り合って形成された単体ダイオード１０５同士は、導電体からなるメタル配線層１０８により、電気的に直列接続されている。この直列接続の両端に位置するｎ型不純物領域１１およびｐ型不純物領域１２の各々には、導電体からなる引き出し配線１０４が形成されている。   The single diodes 105 formed adjacent to each other are electrically connected in series by a metal wiring layer 108 made of a conductor. In each of the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12 located at both ends of the series connection, a lead wiring 104 made of a conductor is formed.

複数の単体ダイオード１０５の全体の側部には、側部絶縁膜２０が形成されている。
なお、図３は、温度センサ１０３の主要部である単体ダイオード１０５の上面が見易くされるように、赤外線吸収傘１０１、支持基板３００、および温度センサの最上面に形成されている絶縁膜を除いて図示されている。 A side insulating film 20 is formed on the entire side of the plurality of single diodes 105.
3 excludes the infrared absorbing umbrella 101, the support substrate 300, and the insulating film formed on the uppermost surface of the temperature sensor so that the upper surface of the single diode 105, which is the main part of the temperature sensor 103, can be easily seen. Is shown.

図４は、本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の赤外線検出器部分を概略的に示す断面図であり、その断面位置は、図２および図３におけるＩＶ−ＩＶ線の位置である。図４を参照して、温度センサ１０３は、支持体１０２により支持基板３００から中空部１０６を介して浮いた状態で保持されている。また、赤外線吸収傘１０１が、その一部において温度センサ１０３と連結されている。   FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an infrared detector portion of the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention, and the cross-sectional position is the position of the IV-IV line in FIGS. 2 and 3. . Referring to FIG. 4, temperature sensor 103 is held by support 102 in a state of floating from support substrate 300 through hollow portion 106. In addition, the infrared absorbing umbrella 101 is partly connected to the temperature sensor 103.

温度センサ１０３の下面側（図４の中空部１０６に面する側）には第１の絶縁膜２１が形成されている。この第１の絶縁膜２１は、好ましくはＳＯＩ基板のＢＯＸ層のうちの必要部分が残されることにより形成される。   A first insulating film 21 is formed on the lower surface side of the temperature sensor 103 (the side facing the hollow portion 106 in FIG. 4). The first insulating film 21 is preferably formed by leaving a necessary part of the BOX layer of the SOI substrate.

複数の単体ダイオード１０５は半導体層１０に形成されており、この半導体層１０は好ましくはＳＯＩ基板のＳＯＩ層部分を元に形成される。   The plurality of single diodes 105 are formed in the semiconductor layer 10, and the semiconductor layer 10 is preferably formed based on the SOI layer portion of the SOI substrate.

半導体層１０の側面には側部絶縁膜２０が形成されている。また、半導体層１０の上面には第２の絶縁膜２２が形成されている。この第２の絶縁膜２２には、引き出し配線１０４およびメタル配線層１０８が半導体層１０と接することができるように、コンタクトホールが開けられている。   A side insulating film 20 is formed on the side surface of the semiconductor layer 10. A second insulating film 22 is formed on the upper surface of the semiconductor layer 10. In the second insulating film 22, a contact hole is opened so that the lead-out wiring 104 and the metal wiring layer 108 can be in contact with the semiconductor layer 10.

温度センサ１０３の上面側には、第２の絶縁膜２２と引き出し配線１０４とメタル配線層１０８とを覆うように、絶縁保護膜２３が形成されている。   An insulating protective film 23 is formed on the upper surface side of the temperature sensor 103 so as to cover the second insulating film 22, the lead wiring 104, and the metal wiring layer 108.

支持体１０２は、支持体部配線１１１が支持体部保護膜１１２に被覆された構造を有している。この支持体部配線１１１の一方は、アンカー部１０９において、アンカー部保護膜１１５に被覆されたアンカー部配線１１４と電気的に接続されている。また、支持体部配線１１１の他方は、引き出し配線１０４と電気的に接続されている。   The support body 102 has a structure in which a support body wiring 111 is covered with a support body protection film 112. One of the support body wirings 111 is electrically connected to the anchor part wiring 114 covered with the anchor part protective film 115 in the anchor part 109. Further, the other of the support body wiring 111 is electrically connected to the lead-out wiring 104.

次に、本発明の実施の形態１における温度センサの内部に形成されている単体ダイオードの構造について、図５および図６を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の単体ダイオード部分に形成されたｎ型不純物領域の断面構造の説明図である。また、図６は、図５と同一断面におけるｐ型不純物領域の断面構造の説明図である。なお、図６において、図５と同一の要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。   Next, the structure of the single diode formed inside the temperature sensor according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of an n-type impurity region formed in a single diode portion of the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 6 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of a p-type impurity region in the same cross section as FIG. In FIG. 6, the same elements as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

主に図５を参照して、単体ダイオード１０５においてｎ型不純物領域１１とｐ型不純物領域１２との接合部であるｐｎ接合は、ｎ型不純物領域１１がｐ型不純物領域１２側へ突き出した部分Ｒ１またはＲ２の先端部のｐｎ接合部ＰＮ１またはＰＮ２を有し、かつｐ型不純物領域１２がｎ型不純物領域１１側へと突き出した部分Ｒ３の先端部のｐｎ接合部ＰＮ３を有している。   Referring mainly to FIG. 5, the pn junction which is a junction between n-type impurity region 11 and p-type impurity region 12 in single diode 105 is a portion where n-type impurity region 11 protrudes toward p-type impurity region 12. It has a pn junction PN1 or PN2 at the tip of R1 or R2, and a pn junction PN3 at the tip of the portion R3 where the p-type impurity region 12 protrudes toward the n-type impurity region 11 side.

この突き出した部分Ｒ１、Ｒ２がない場合、ｎ型不純物領域１１とｐ型不純物領域１２とのｐｎ接合は、図中破線で示すように直線状となる。これに対して、突き出した部分Ｒ１、Ｒ２がある場合には、ｎ型不純物領域１１とｐ型不純物領域１２とのｐｎ接合に、突き出した部分Ｒ１またはＲ２の側部のｐｎ接合部ＰＮ４またはＰＮ５が加わることになる。このため、突き出した部分Ｒ１、Ｒ２があることにより、突き出した部分Ｒ１、Ｒ２がない場合よりも、ｎ型不純物領域１１とｐ型不純物領域１２とのｐｎ接合面積は増大する。   In the absence of the protruding portions R1 and R2, the pn junction between the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12 is linear as shown by the broken line in the figure. On the other hand, when there are protruding portions R1 and R2, the pn junction PN4 or PN5 on the side of the protruding portion R1 or R2 is added to the pn junction between the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12. Will be added. For this reason, the presence of the protruding portions R1 and R2 increases the pn junction area between the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12 as compared with the case where there are no protruding portions R1 and R2.

また、突き出した部分Ｒ３がない場合には、図６に示すように、ｎ型不純物領域１１とｐ型不純物領域１２とのｐｎ接合は、図中破線で示すように直線状となる。これに対して、突き出した部分Ｒ３がある場合には、ｎ型不純物領域１１とｐ型不純物領域１２とのｐｎ接合に、突き出した部分Ｒ３の側部のｐｎ接合部ＰＮ４とＰＮ５とが加わることになる。このため、突き出した部分Ｒ３があることにより、突き出した部分Ｒ３がない場合よりも、ｎ型不純物領域１１とｐ型不純物領域１２とのｐｎ接合面積は増大する。   When there is no protruding portion R3, as shown in FIG. 6, the pn junction between the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12 is linear as shown by the broken line in the figure. On the other hand, when there is a protruding portion R3, pn junctions PN4 and PN5 on the side of the protruding portion R3 are added to the pn junction between the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12. become. For this reason, the presence of the protruding portion R3 increases the pn junction area between the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12 as compared with the case where there is no protruding portion R3.

なお、ｎ型不純物領域１１とｐ型不純物領域１２との双方は、図４に示すように引き出し配線１０４やメタル配線層１０８に接続する必要性から半導体層１０の上面２２２に位置している必要がある。また、図５に示すようにｎ型不純物領域１１がｐ型不純物領域１２側へ突き出した部分Ｒ１が半導体層１０の上面２２２の一部となっており、ｎ型不純物領域１１がｐ型不純物領域１２側へ突き出した部分Ｒ２が半導体層１０の下面２２１の一部となっている。   Note that both the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12 need to be located on the upper surface 222 of the semiconductor layer 10 because of the necessity to connect to the lead-out wiring 104 and the metal wiring layer 108 as shown in FIG. There is. Further, as shown in FIG. 5, a portion R1 where the n-type impurity region 11 protrudes toward the p-type impurity region 12 is a part of the upper surface 222 of the semiconductor layer 10, and the n-type impurity region 11 is the p-type impurity region. A portion R <b> 2 protruding toward the 12 side is a part of the lower surface 221 of the semiconductor layer 10.

図７は、本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の単体ダイオード部分を概略的に示す断面図である。図８は、図７の点Ｏを起点とした矢印部分についての深さ方向の不純物濃度プロファイルを示す図である。   FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a single diode portion of the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing an impurity concentration profile in the depth direction for the arrow portion starting from the point O in FIG.

図７を参照して、点Ｏを起点とした矢印部分において、点Ｏの直下にはｎ型不純物領域１１が形成されており、それよりも深い位置にｎ型不純物領域１１とｐ型不純物領域１２との境界部であるｐｎ接合が形成されており、さらにその深部にはｐ型不純物領域１２が形成されている。   Referring to FIG. 7, in the arrow portion starting from point O, n-type impurity region 11 is formed immediately below point O, and n-type impurity region 11 and p-type impurity region are located deeper than that. A pn junction that is a boundary with the p-type impurity region 12 is formed, and a p-type impurity region 12 is formed in the deep portion.

主に図８を参照して、不純物濃度プロファイルは、ｎ型不純物領域１１においてはｎ型不純物（Ａｓ：砒素）濃度がｐ型不純物（Ｂ：ホウ素）濃度よりも高い。また、ｐ型不純物領域１２においてはｐ型不純物（Ｂ：ホウ素）濃度がｎ型不純物（Ａｓ：砒素）よりも高い。そして、ｎ型不純物領域１１とｐ型不純物領域１２との境界となる深さ（０．１４μｍ）において、ｎ型不純物（Ａｓ：砒素）およびｐ型不純物（Ｂ：ホウ素）の濃度が等しくなっている。   Referring mainly to FIG. 8, in the n-type impurity region 11, the n-type impurity (As: arsenic) concentration is higher than the p-type impurity (B: boron) concentration in the n-type impurity region 11. In the p-type impurity region 12, the p-type impurity (B: boron) concentration is higher than that of the n-type impurity (As: arsenic). Then, at the depth (0.14 μm) that becomes the boundary between the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12, the concentrations of the n-type impurity (As: arsenic) and the p-type impurity (B: boron) become equal. Yes.

ｎ型不純物領域１１におけるｎ型不純物の濃度のピーク値は８×１０20／ｃｍ3程度であり、ｐ型不純物領域１２におけるｐ型不純物の濃度のピーク値は２×１０17／ｃｍ3程度である。よって、これらピーク値での比較によると、ｎ型不純物濃度の方がｐ型不純物濃度よりも２桁以上高濃度となっている。 The n-type impurity concentration peak value in the n-type impurity region 11 is about 8 × 10 20 / cm 3 , and the p-type impurity concentration peak value in the p-type impurity region 12 is about 2 × 10 17 / cm 3 . is there. Therefore, according to the comparison between these peak values, the n-type impurity concentration is two or more orders of magnitude higher than the p-type impurity concentration.

続いて、本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置３０３の原理について説明する。図１を参照して、撮像対象となる被写体が発した赤外線が、検出器アレイ３０１内の赤外線検出器１００に入射する。図４を参照して、入射した赤外線は、赤外線吸収傘１０１によって吸収され、その結果、この赤外線吸収傘１０１と結合されている温度センサ１０３の温度が上昇する。この温度変化に応じて、温度センサ１０３の有する各単体ダイオード１０５の電気特性が変化する。図１を参照して、この電気特性の変化を信号処理回路３０２が読み取って外部に出力し、被写体の熱画像を得る。   Next, the principle of the infrared solid-state imaging device 303 according to Embodiment 1 of the present invention will be described. Referring to FIG. 1, infrared rays emitted from a subject to be imaged are incident on infrared detector 100 in detector array 301. Referring to FIG. 4, incident infrared rays are absorbed by infrared absorbing umbrella 101, and as a result, the temperature of temperature sensor 103 coupled to infrared absorbing umbrella 101 rises. In accordance with this temperature change, the electrical characteristics of each single diode 105 of the temperature sensor 103 change. Referring to FIG. 1, the signal processing circuit 302 reads this change in electrical characteristics and outputs it to the outside to obtain a thermal image of the subject.

続いて、本実施の形態１の赤外線固体撮像装置３０３の製造方法について、主に図９〜図１５に基づいて説明する。図９〜図１５は、本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の製造方法の第１〜第７工程における温度センサ部分を示す概略断面図である。   Next, a method for manufacturing the infrared solid-state imaging device 303 according to the first embodiment will be described mainly based on FIGS. 9 to 15 are schematic cross-sectional views showing temperature sensor portions in the first to seventh steps of the method for manufacturing the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention.

図９を参照して、いわゆるＳＯＩ基板４００が準備される。このＳＯＩ基板は、支持基板３００上にＢＯＸ層４０１が形成され、その上にＳＯＩ層４０２が形成されることで準備される。   Referring to FIG. 9, a so-called SOI substrate 400 is prepared. This SOI substrate is prepared by forming the BOX layer 401 on the support substrate 300 and forming the SOI layer 402 thereon.

図１０を参照して、個々の赤外線検出器１００の分離に、たとえばＳＴＩ(Shallow Trench Isolation)やＬＯＣＯＳ(Local Oxidation of Silicon)分離法などのプロセスが行なわれる。これによって、画素間分離領域となる側部絶縁膜２０が形成される。次に、イオン注入装置などによりｐ型の不純物が、側部絶縁膜２０に囲まれた部分である検知部領域の全面について、その表面から所定の深さまで注入される。ここで所定の深さとはＳＯＩ層４０２全体に不純物を行き渡らせる深さを意味する。これにより、検知部領域全面がｐ型不純物領域４０４となる。   Referring to FIG. 10, processes such as STI (Shallow Trench Isolation) and LOCOS (Local Oxidation of Silicon) separation are performed to separate individual infrared detectors 100. As a result, the side insulating film 20 that becomes the inter-pixel isolation region is formed. Next, p-type impurities are implanted from the surface to a predetermined depth with respect to the entire surface of the detection region, which is a portion surrounded by the side insulating film 20, by an ion implantation apparatus or the like. Here, the predetermined depth means a depth at which impurities are spread throughout the SOI layer 402. As a result, the entire detection portion region becomes the p-type impurity region 404.

図１１を参照して、写真製版技術などを用いて、側部絶縁膜２０およびｐ型不純物領域４０４上にレジストパターン５０１が形成され、このレジストパターン５０１をマスクとしてたとえばイオン注入法（図中矢印）によりｎ型不純物領域４０５が形成される。イオン注入の際、注入されるイオンのエネルギー分布の最小値を一定値以上とすることで、所定の深さよりも深部にのみイオンが注入される。また、イオン注入におけるビーム電流と注入時間が調整され、形成されるｎ型不純物領域４０５のｎ型不純物濃度が、既に形成されているｐ型不純物領域４０４のｐ型不純物濃度よりも２桁以上大きくされる。イオン注入終了後、レジストパターン５０１が除去される。   Referring to FIG. 11, a resist pattern 501 is formed on side insulating film 20 and p-type impurity region 404 by using a photoengraving technique or the like, and using this resist pattern 501 as a mask, for example, an ion implantation method (arrow in the figure). ) Forms an n-type impurity region 405. At the time of ion implantation, by setting the minimum value of the energy distribution of ions to be implanted to a certain value or more, ions are implanted only in a deeper part than a predetermined depth. Further, the beam current and the implantation time in the ion implantation are adjusted, and the n-type impurity concentration of the n-type impurity region 405 to be formed is two orders of magnitude higher than the p-type impurity concentration of the p-type impurity region 404 that has already been formed. Is done. After the ion implantation is completed, the resist pattern 501 is removed.

図１２を参照して、前工程のレジストパターン５０１の開口部のうちの一方端部（図中の右方端部）だけが開口部となったレジストパターン５０２が形成され、このレジストパターン５０２をマスクとしてたとえばイオン注入法（図中矢印）によりｎ型不純物領域４０６が形成される。注入に用いられるイオンのエネルギーの分布としては、前工程では含まれなかった低エネルギーの成分も含まれるようにされる。その結果、レジストパターン５０２の開口部分において、ＢＯＸ層４０１の上面から基板最上面にかけて、ｎ型不純物領域４０６が形成される。また、イオン注入におけるビーム電流と注入時間が調整され、形成されるｎ型不純物領域４０６のｎ型不純物濃度が、既に形成されているｐ型不純物領域４０４のｐ型不純物濃度よりも２桁以上大きくされる。イオン注入終了後、レジストパターン５０２が除去される。   Referring to FIG. 12, a resist pattern 502 is formed in which only one end (right end in the drawing) of the opening of resist pattern 501 in the previous process is an opening. For example, an n-type impurity region 406 is formed as a mask by ion implantation (arrow in the figure). The energy distribution of ions used for implantation includes low-energy components that were not included in the previous step. As a result, an n-type impurity region 406 is formed in the opening portion of the resist pattern 502 from the upper surface of the BOX layer 401 to the uppermost surface of the substrate. Further, the beam current and the implantation time in the ion implantation are adjusted, and the n-type impurity concentration of the n-type impurity region 406 to be formed is more than two orders of magnitude higher than the p-type impurity concentration of the p-type impurity region 404 that has already been formed. Is done. After the ion implantation is completed, the resist pattern 502 is removed.

図１３を参照して、前々工程（図１１）のレジストパターン５０１と同じパターン形状を有するレジストパターン５０３をマスクとして、イオン注入法（図中矢印）によりｎ型不純物領域４０７が形成される。この際、注入されるイオンのエネルギー分布の最大値は、前工程におけるエネルギー分布の最大値よりも小さくかつ前々工程のエネルギー分布の最小値よりも小さくされる。これにより、前々工程で形成されたｎ型不純物領域４０５の最浅部よりもさらに浅い位置から基板表面にかけてｎ型不純物領域４０７が形成される。以上により、ｎ型不純物領域４０５、４０６、４０７が連結された領域からなるｎ型不純物領域１１と、ｎ型不純物の注入が行なわれなかった領域であるｐ型不純物領域１２とを有するダイオードが形成される。   Referring to FIG. 13, n-type impurity region 407 is formed by ion implantation (arrow in the figure) using resist pattern 503 having the same pattern shape as resist pattern 501 in the previous step (FIG. 11) as a mask. At this time, the maximum value of the energy distribution of the implanted ions is set to be smaller than the maximum value of the energy distribution in the previous process and smaller than the minimum value of the energy distribution of the previous process. As a result, an n-type impurity region 407 is formed from a position shallower than the shallowest portion of the n-type impurity region 405 formed in the preceding process to the substrate surface. As described above, a diode having the n-type impurity region 11 composed of the region where the n-type impurity regions 405, 406 and 407 are connected and the p-type impurity region 12 which is a region where the n-type impurity is not implanted is formed. Is done.

図１４を参照して、第２の絶縁膜２２が成膜される。そして、この第２の絶縁膜２２に対して、通常の写真製版技術およびエッチング技術により、図中両端部のコンタクトホール４０９Ｅと、これらコンタクトホール４０９Ｅに挟まれたコンタクトホール４０９Ｍとが形成される。両端部の２つのコンタクトホール４０９Ｅの各々は、ｎ型不純物領域１１およびｐ型不純物領域１２の配列の両端に位置するｎ型不純物領域１１およびｐ型不純物領域１２の各々の上面の一部に設けられる。コンタクトホール４０９Ｍは、ｎ型不純物領域１１およびｐ型不純物領域１２の境界部の上面に設けられる。   Referring to FIG. 14, a second insulating film 22 is formed. Then, contact holes 409E at both ends in the figure and contact holes 409M sandwiched between the contact holes 409E are formed in the second insulating film 22 by a normal photolithography technique and etching technique. Each of the two contact holes 409E at both ends is provided on a part of the upper surface of each of the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12 located at both ends of the arrangement of the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12. It is done. Contact hole 409M is provided on the upper surface of the boundary between n-type impurity region 11 and p-type impurity region 12.

図１５を参照して、コンタクトホール４０９Ｅを介してｎ型不純物領域１１またはｐ型不純物領域１２に電気的に接続するように引き出し配線１０４が形成され、コンタクトホール４０９Ｍを介してｎ型不純物領域１１およびｐ型不純物領域１２の双方に電気的に接続するようにメタル配線層１０８が形成される。引き出し配線１０４およびメタル配線層１０８は、短絡防止のため、相互に分離して形成される。さらに、引き出し配線１０４およびメタル配線層１０８の上に、絶縁保護膜２３が形成される。   Referring to FIG. 15, lead-out wiring 104 is formed so as to be electrically connected to n-type impurity region 11 or p-type impurity region 12 through contact hole 409E, and n-type impurity region 11 is formed through contact hole 409M. Metal interconnection layer 108 is formed so as to be electrically connected to both p-type impurity region 12 and p-type impurity region 12. The lead-out wiring 104 and the metal wiring layer 108 are formed separately from each other to prevent a short circuit. Further, the insulating protective film 23 is formed on the lead wiring 104 and the metal wiring layer 108.

この後、図の両端部において側部絶縁膜２０および第２の絶縁膜２２の一部がエッチングにより除去される。このエッチング除去された領域において、側部絶縁膜２０と離れた所定の部分にアンカー部保護膜１１５に被覆されたアンカー部配線１１４からなるアンカー部１０９が形成され、これ以外の部分のＢＯＸ層がエッチング除去されてエッチング孔４１２が形成される。このエッチング孔４１２の一部において、支持体部保護膜１１２に被覆された支持体部配線１１１からなる支持体１０２が、支持基板３００上に形成される。続いてエッチング孔４１２から、たとえばＴＭＡＨ(Tetra-Methyl-Ammonium-Hydroxide)などのエッチャントが導入され、図の両端部各々に位置するアンカー部保護膜１１５の間に位置する支持基板３００が、所定の深さだけエッチングされる。   Thereafter, a part of the side insulating film 20 and the second insulating film 22 is removed by etching at both ends of the figure. In this etched area, an anchor portion 109 composed of the anchor portion wiring 114 covered with the anchor portion protective film 115 is formed in a predetermined portion away from the side insulating film 20, and the BOX layer of the other portion is formed. Etching is removed to form an etching hole 412. In a part of the etching hole 412, the support body 102 made of the support body wiring 111 covered with the support body protection film 112 is formed on the support substrate 300. Subsequently, an etchant such as TMAH (Tetra-Methyl-Ammonium-Hydroxide), for example, is introduced from the etching hole 412, and the support substrate 300 positioned between the anchor protective films 115 positioned at both ends of the figure has a predetermined Only the depth is etched.

図４を参照して、このエッチングにより、支持基板３００に中空部１０６が形成され、温度センサ１０３となる部分が支持基板３００から浮いた状態となる。   Referring to FIG. 4, by this etching, hollow portion 106 is formed in support substrate 300, and the portion that becomes temperature sensor 103 is in a state of floating from support substrate 300.

以上の製造方法により図４に示す赤外線検出器１００を有する赤外線固体撮像装置３０３の主要部分を形成することができる。   The main part of the infrared solid-state imaging device 303 having the infrared detector 100 shown in FIG. 4 can be formed by the above manufacturing method.

次に、単体ダイオード１０５を構成するｎ型不純物領域１１およびｐ型不純物領域１２の好ましい不純物濃度条件について理論的に説明する。   Next, the preferable impurity concentration conditions of the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12 constituting the single diode 105 will be theoretically described.

まず、不純物濃度条件と空乏層幅の制御性との関係について説明する。一般的に、ｐ型半導体とｎ型半導体との接合部であるｐｎ接合の接合界面には空乏層といわれる領域が形成される。ダイオードの特性を安定的に制御するためには、この空乏層幅を制御することが必要である。この空乏層幅をＷとすると、Ｗは   First, the relationship between the impurity concentration condition and the controllability of the depletion layer width will be described. Generally, a region called a depletion layer is formed at a junction interface of a pn junction that is a junction between a p-type semiconductor and an n-type semiconductor. In order to stably control the characteristics of the diode, it is necessary to control the depletion layer width. When this depletion layer width is W, W is

Figure 0004703502
Figure 0004703502

により表される。ここで、εSiはシリコンの比誘電率、ε0は真空の誘電率、ｑは電荷量、ＮAはｐ型不純物濃度、ＮDはｎ型不純物濃度、Ｖfは順方向電圧である。φはビルトイン電圧であって、 It is represented by Here, ε Si is the relative dielectric constant of silicon, ε 0 is the dielectric constant of vacuum, q is the charge amount, N A is the p-type impurity concentration, N D is the n-type impurity concentration, and V f is the forward voltage. φ is the built-in voltage,

Figure 0004703502
Figure 0004703502

の関係がある。ここで、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、ｎiはシリコン真性半導体電子濃度である。 There is a relationship. Here, k is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, and ni is the silicon intrinsic semiconductor electron concentration.

これらの式によると、たとえばｐ型不純物濃度を１×１０18ｃｍ3、ｎ型不純物濃度を１×１０20ｃｍ3とすると、無バイアス時の空乏層幅Ｗは３７ｎｍと見積もられる。 According to these equations, for example, when the p-type impurity concentration is 1 × 10 18 cm 3 and the n-type impurity concentration is 1 × 10 20 cm 3 , the depletion layer width W without bias is estimated to be 37 nm.

ここで、空乏層幅Ｗの式においてＮAとＮDとを変数と考えると、ＮDがＮAに比して非常に大きければ、空乏層幅Ｗの値は、ＮDの値にはほとんど依存せず、ほぼＮAの値に依存する。逆に、ＮAがＮDに比して非常に大きければ、空乏層幅Ｗの値は、ＮAの値にはほとんど依存せず、ほぼＮDの値に依存する。したがって、ｐ型不純物とｎ型不純物との一方が高濃度とされ他方が低濃度とされ、かつその差が大きければ、高濃度の方の不純物濃度の影響をあまり受けずに、低濃度の方の不純物濃度により空乏層幅Ｗを制御することができる。 Here, if N A and N D are considered as variables in the formula of the depletion layer width W, if N D is very large compared to N A , the value of the depletion layer width W is equal to the value of N D. most independent, depending on the value of approximately N a. On the other hand, if N A is very large compared to N D , the value of the depletion layer width W hardly depends on the value of N A and almost depends on the value of N D. Therefore, if one of the p-type impurity and the n-type impurity has a high concentration and the other has a low concentration and the difference between the two is large, the lower concentration is less affected by the higher concentration. The depletion layer width W can be controlled by the impurity concentration.

実際上、高濃度の方の不純物濃度が低濃度の方の不純物濃度よりも２桁以上大きくされれば、低濃度の方の不純物濃度の制御により空乏層幅Ｗの制御が安定的に行なえるといえる。   In practice, if the impurity concentration of the higher concentration is made two orders of magnitude higher than the impurity concentration of the lower concentration, the depletion layer width W can be stably controlled by controlling the impurity concentration of the lower concentration. It can be said.

空乏層幅Ｗが安定的に制御されることは、単体ダイオード１０５がＳＯＩ基板４００のＳＯＩ層４０２を元に形成される場合、特に重要である。通常のバルク基板の単結晶シリコン層は数百μｍもの厚みを有するが、ＳＯＩ基板４００のＳＯＩ層４０２はそれに比して厚みが薄く、その薄い中で空乏層幅Ｗの制御が必要となるからである。   It is particularly important that the depletion layer width W is stably controlled when the single diode 105 is formed based on the SOI layer 402 of the SOI substrate 400. A single-crystal silicon layer of a normal bulk substrate has a thickness of several hundred μm, but the SOI layer 402 of the SOI substrate 400 is thinner than that, and it is necessary to control the depletion layer width W in the thin layer. It is.

次に、不純物濃度とｐｎ接合ダイオードの温度変化係数（順方向電圧Ｖfの温度に関する微係数）との関係について説明する。温度センサの特性を安定的に制御するためには、この温度変化係数の安定的な制御が重要である。数式で表すと、この温度変化係数は、 Next, the relationship between the impurity concentration and the temperature change coefficient of the pn junction diode (a small coefficient related to the temperature of the forward voltage Vf ) will be described. In order to stably control the characteristics of the temperature sensor, stable control of this temperature change coefficient is important. Expressed by a mathematical formula, this temperature change coefficient is

Figure 0004703502
Figure 0004703502

となる。ここで、Ｅgはシリコンのバンドギャップを示す。
この温度変化係数は負であるため、その絶対値を大きくするためにはＶfを小さくすることが必要である。Ｖfは、 It becomes. Here, E g represents the band gap of silicon.
Since this temperature change coefficient is negative, it is necessary to reduce V f in order to increase the absolute value thereof. V f is

Figure 0004703502
Figure 0004703502

の式により表される。ここで、Ｉfは順方向電流、ＩSは逆方向飽和電流を示す。よって、ＩSを大きくすることによりＶfを小さくすることができる。 It is expressed by the following formula. Here, I f is the forward current, I S denotes a reverse saturation current. Therefore, V f can be reduced by increasing I S.

ＩSは、 I S is,

Figure 0004703502
Figure 0004703502

により表される。ここで、Ａはリチャードソン定数、Ｓはｐｎ接合面積である。
よって、リチャードソン定数Ａまたはｐｎ接合面積Ｓが大きくなれば、ＩSが大きくなる。これによりＶfが小さくなり、温度変化係数の絶対値が大きくなる。この式から、ｐｎ接合面積Ｓが大きくされれば、温度変化係数を大きくすることができる。ただし、その際にリチャードソン定数Ａにばらつきが生じると、温度変化係数もばらつくこととなる。リチャードソン定数Ａは、 It is represented by Here, A is a Richardson constant and S is a pn junction area.
Therefore, if the Richardson constant A or the pn junction area S increases, I S increases. As a result, V f decreases and the absolute value of the temperature change coefficient increases. From this equation, if the pn junction area S is increased, the temperature change coefficient can be increased. However, if the Richardson constant A varies at that time, the temperature change coefficient also varies. Richardson constant A is

Figure 0004703502
Figure 0004703502

により表される。ここで、πは円周率、ｈはプランク定数、ｍpは正孔の有効質量、ｍnは電子の有効質量、τpは正孔の再結合寿命、τnは電子の再結合寿命、Ｄpは正孔の拡散係数、Ｄnは電子の拡散係数である。 It is represented by Here, [pi is pi, h is Planck's constant, m p is the hole effective mass, m n is the electron effective mass, tau p hole recombination lifetime, tau n is the electron recombination lifetime, D p is a hole diffusion coefficient, and D n is an electron diffusion coefficient.

よって、リチャードソン定数Ａの式でＮAとＮDとを変数と考えると、ＮDがＮAに比して非常に大きければ、リチャードソン定数の値は、ＮDの値にはほとんど依存せず、ほぼＮAの値に依存する。逆に、ＮAがＮDに比して非常に大きければ、リチャードソン定数Ａの値は、ＮAの値にはほとんど依存せず、ほぼＮDの値に依存する。したがって、ｐ型不純物およびｎ型不純物の一方を高濃度とし他方を低濃度とし、かつその濃度差が大きくされれば、高濃度の方の不純物濃度の影響をあまり受けずに、低濃度の方の不純物濃度によりリチャードソン定数Ａを制御することができる。 Thus, if N A and N D are considered as variables in the Richardson constant A equation, the value of the Richardson constant is almost dependent on the value of N D if N D is very large compared to N A. Without depending on the value of N A. Conversely, if N A is very large compared to N D , the value of the Richardson constant A hardly depends on the value of N A and almost depends on the value of N D. Therefore, if one of the p-type impurity and the n-type impurity has a high concentration and the other has a low concentration and the concentration difference is increased, the lower concentration is less affected by the higher concentration of impurities. The Richardson constant A can be controlled by the impurity concentration.

実際上、高濃度の方の不純物濃度が低濃度の方の不純物濃度よりも２桁以上大きくされれば、低濃度の方の不純物濃度の制御により、リチャードソン定数Ａの制御が容易に行なえるといえる。   In practice, if the impurity concentration of the higher concentration is made two orders of magnitude higher than the impurity concentration of the lower concentration, the Richardson constant A can be easily controlled by controlling the impurity concentration of the lower concentration. It can be said.

以上から、半導体領域の高濃度の方の不純物濃度が低濃度の方の不純物濃度よりも２桁以上大きくされれば、低濃度の方の不純物濃度の制御により、空乏層幅Ｗおよび温度変化係数の２つの重要な物性値が制御できる。これにより、温度センサ１０３の特性を安定的に制御することが可能となる。   From the above, if the impurity concentration of the higher concentration in the semiconductor region is increased by two orders of magnitude or more than the impurity concentration of the lower concentration, the depletion layer width W and the temperature change coefficient are controlled by controlling the impurity concentration of the lower concentration. These two important physical property values can be controlled. Thereby, the characteristics of the temperature sensor 103 can be stably controlled.

本実施の形態によれば、図５および図６に示すように、単体ダイオード１０５におけるｐｎ接合は、ｐ型不純物領域１２がｎ型不純物領域１１側へ突き出した部分Ｒ３と、ｎ型不純物領域１１がｐ型不純物領域１２側へ突き出した部分Ｒ１およびＲ２とを有している。このため、これら突き出した部分Ｒ１〜Ｒ３がない場合と比して、突き出した部分Ｒ１〜Ｒ３により生じるｐｎ接合部ＰＮ４およびＰＮ５の分だけ、ｐｎ接合の面積が大きくなる。この結果、ｐｎ接合における電流密度が低減され、単体ダイオード１０５の温度変化係数が増大する。よって、感度の高い温度センサ１０３を得ることができる。   According to the present embodiment, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, the pn junction in the single diode 105 includes the portion R3 in which the p-type impurity region 12 protrudes toward the n-type impurity region 11 and the n-type impurity region 11. Has portions R1 and R2 protruding toward the p-type impurity region 12 side. For this reason, the area of the pn junction is increased by the amount of the pn junctions PN4 and PN5 generated by the protruding portions R1 to R3 as compared with the case where these protruding portions R1 to R3 are not present. As a result, the current density at the pn junction is reduced, and the temperature change coefficient of the single diode 105 is increased. Therefore, the temperature sensor 103 with high sensitivity can be obtained.

また、本実施の形態によれば、単体ダイオード１０５の内部において、上述した突き出した部分Ｒ１〜Ｒ３を設けることによりｐｎ接合部の面積を増加させることができる。よって、単体ダイオード１０５自体の面積の増大を伴わずに、ｐｎ接合の面積を増やすことができる。これにより、ｐｎ接合の面積が増大する際に、雑音源である絶縁膜２１、２２と単体ダイオード１０５との接触面積の増大が伴わない。よって、温度センサ１０３を、高感度かつ低雑音のものとすることができる。   Further, according to the present embodiment, the area of the pn junction can be increased by providing the protruding portions R1 to R3 described above inside the single diode 105. Therefore, the area of the pn junction can be increased without increasing the area of the single diode 105 itself. Thus, when the area of the pn junction increases, the contact area between the insulating films 21 and 22 that are noise sources and the single diode 105 does not increase. Therefore, the temperature sensor 103 can have high sensitivity and low noise.

また、本実施の形態によれば、図４に示すように、半導体層１０の下面側に第１の絶縁膜２１が形成されており、半導体層１０の上面側に第２の絶縁膜２２が形成されている。よって、ＳＯＩ基板４００を元に温度センサ１０３を形成することができる。すなわち、第１の絶縁膜２１としてＳＯＩ基板４００のＢＯＸ層４０１が用いられ、半導体層１０としてＳＯＩ基板４００のＳＯＩ層４０２が用いられ、この半導体層１０の上に成膜された絶縁膜が第２の絶縁膜２２とされることができる。ＳＯＩ基板４００が用いられることにより、通常のバルク基板が用いられる場合と比して、温度変化係数が向上し、雑音が抑制される。   Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 4, the first insulating film 21 is formed on the lower surface side of the semiconductor layer 10, and the second insulating film 22 is formed on the upper surface side of the semiconductor layer 10. Is formed. Therefore, the temperature sensor 103 can be formed based on the SOI substrate 400. That is, the BOX layer 401 of the SOI substrate 400 is used as the first insulating film 21, the SOI layer 402 of the SOI substrate 400 is used as the semiconductor layer 10, and the insulating film formed on the semiconductor layer 10 is the first insulating film. Two insulating films 22 can be formed. By using the SOI substrate 400, the temperature change coefficient is improved and noise is suppressed as compared with the case where a normal bulk substrate is used.

また、本実施の形態によれば、図８に例示するように、ｐ型不純物領域１２およびｎ型不純物領域１１の一方が相対的に不純物濃度の高い高濃度不純物領域であり、他方が相対的に不純物濃度の低い低濃度不純物領域である。この濃度差は、好ましくは２桁以上とされる。これにより、ｐｎ接合の空乏層幅Ｗおよび単体ダイオード１０５の温度変化係数が安定的に制御され、特性の安定した温度センサ１０３を得ることができる。特に、単体ダイオード１０５が形成される領域が図９に示すＳＯＩ基板４００のＳＯＩ層４０２のように薄い領域である場合、空乏層幅Ｗを高精度に制御する必要性が高いため、大きな効果を得ることができる。   Further, according to the present embodiment, as illustrated in FIG. 8, one of the p-type impurity region 12 and the n-type impurity region 11 is a high-concentration impurity region having a relatively high impurity concentration, and the other is a relative one. This is a low concentration impurity region having a low impurity concentration. This density difference is preferably two digits or more. Thereby, the depletion layer width W of the pn junction and the temperature change coefficient of the single diode 105 are stably controlled, and the temperature sensor 103 with stable characteristics can be obtained. In particular, when the region where the single diode 105 is formed is a thin region such as the SOI layer 402 of the SOI substrate 400 shown in FIG. 9, it is highly necessary to control the depletion layer width W with high accuracy. Obtainable.

また、本実施の形態によれば、図５に示すように、ｎ型不純物領域１１がｐ型不純物領域１２側へ突き出した部分Ｒ２が、半導体層１０の下面２２１の一部Ｂ１となっている。このため、ｐｎ接合部ＰＮ５と第１の絶縁膜２１との間には、ｎ型不純物領域１１が存在することになる。図８に示すように、ｎ型不純物領域１１はｐ型不純物領域１２に比して、高濃度の不純物領域である。高濃度の不純物領域においては、半導体のキャリアの拡散長が短いため、再結合がｐｎ接合部ＰＮ５の近傍で終結する。このため、キャリアが、突き出した部分Ｒ２を貫通して第１の絶縁膜２１まで到達する頻度が低い。よってキャリアが第１の絶縁膜２１と半導体層１０との界面にトラップされる頻度が低くなる。これにより、第１の絶縁膜２１の影響から生じる温度センサ１０３の雑音が少なくなる。   Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, the portion R <b> 2 where the n-type impurity region 11 protrudes toward the p-type impurity region 12 is a part B <b> 1 of the lower surface 221 of the semiconductor layer 10. . Therefore, the n-type impurity region 11 is present between the pn junction PN5 and the first insulating film 21. As shown in FIG. 8, the n-type impurity region 11 is a higher concentration impurity region than the p-type impurity region 12. In the high-concentration impurity region, since the diffusion length of the semiconductor carriers is short, recombination terminates in the vicinity of the pn junction PN5. For this reason, the frequency with which the carrier reaches the first insulating film 21 through the protruding portion R2 is low. Therefore, the frequency with which carriers are trapped at the interface between the first insulating film 21 and the semiconductor layer 10 is reduced. Thereby, the noise of the temperature sensor 103 resulting from the influence of the first insulating film 21 is reduced.

なお、赤外線固体撮像装置３０３の製造にＳＯＩ基板４００が用いられる場合、必ずＢＯＸ層４０１が第１の絶縁膜２１として存在するので、本実施の形態により、雑音の低減を図ることができる。   Note that, when the SOI substrate 400 is used for manufacturing the infrared solid-state imaging device 303, the BOX layer 401 is always present as the first insulating film 21, and therefore, noise can be reduced according to this embodiment.

また、本実施の形態によれば、図５に示すように、ｎ型不純物領域１１がｐ型不純物領域１２側へ突き出した部分Ｒ１が、半導体層１０の上面の一部Ｂ２となっている。このため、ｐｎ接合部ＰＮ４と第２の絶縁膜２２との間には、ｎ型不純物領域１１が存在することになる。よって、上記と同様、キャリアが第２の絶縁膜２２と半導体層１０との界面にトラップされる頻度が低くなるため、第２の絶縁膜２２の影響から生じる温度センサ１０３の雑音が少なくなる。   Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, the portion R <b> 1 where the n-type impurity region 11 protrudes toward the p-type impurity region 12 is a part B <b> 2 of the upper surface of the semiconductor layer 10. For this reason, the n-type impurity region 11 exists between the pn junction PN4 and the second insulating film 22. Therefore, similarly to the above, since the frequency with which carriers are trapped at the interface between the second insulating film 22 and the semiconductor layer 10 is reduced, noise of the temperature sensor 103 caused by the influence of the second insulating film 22 is reduced.

また、本実施の形態によれば、赤外線固体撮像装置３０３の各画素部分に対応する温度センサ１０３の特性を高感度かつ低雑音とすることができる。このため、各画素部分において、高感度かつ低雑音で赤外線が検知される。よって、高感度かつ低雑音の赤外線画像を得ることができる。   Further, according to the present embodiment, the characteristics of the temperature sensor 103 corresponding to each pixel portion of the infrared solid-state imaging device 303 can be highly sensitive and low noise. For this reason, infrared rays are detected with high sensitivity and low noise in each pixel portion. Therefore, a highly sensitive and low noise infrared image can be obtained.

（実施の形態２）
最初に、本発明の実施の形態２における赤外線固体撮像装置の温度センサの構成について説明する。 (Embodiment 2)
Initially, the structure of the temperature sensor of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 2 of this invention is demonstrated.

図１６は、本発明の実施の形態２における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分を概略的に示す断面図である。図１６を参照して、本実施の形態の構成は、実施の形態１の構成と比較して、隣り合う単体ダイオード１０５同士を電気的に接続するために、また単体ダイオード１０５と引き出し配線１０４とを電気的に接続するために複数の埋め込みコンタクト３０が形成されている点で異なっている。   FIG. 16 is a cross-sectional view schematically showing a temperature sensor portion of the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 2 of the present invention. Referring to FIG. 16, the configuration of this embodiment is different from that of Embodiment 1 in order to electrically connect adjacent single diodes 105 to each other, and The difference is that a plurality of buried contacts 30 are formed to electrically connect the two.

埋め込みコンタクト３０は、単体ダイオード１０５同士を電気的に直列接続するとともに、この直列接続の両端部を引き出し配線１０４と電気的に接続する機能を有している。この埋め込みコンタクト３０は低抵抗であり、かつ各単体ダイオード１０５の図中側部全体に接するように半導体層１０に深く埋め込まれている。このため、各単体ダイオード１０５の図中側部における電位は、浅い部分から深い部分にかけてほぼ一定となる。この結果、各単体ダイオード１０５の浅い部分にも深い部分にも、ほぼ同様に電圧を印可することができる。   The embedded contact 30 has a function of electrically connecting the single diodes 105 in series and electrically connecting both ends of the series connection to the lead-out wiring 104. The buried contact 30 has a low resistance and is buried in the semiconductor layer 10 so as to be in contact with the entire side portion of each single diode 105 in the drawing. For this reason, the potential at the side of each single diode 105 in the figure is substantially constant from the shallow part to the deep part. As a result, the voltage can be applied to the shallow and deep portions of each single diode 105 in substantially the same manner.

なお、本実施の形態のこれ以外の構成は上述した実施の形態１の構成とほぼ同様であるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。   In addition, since the structure of this embodiment other than this is substantially the same as the structure of Embodiment 1 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected about the same element and the description is abbreviate | omitted.

次に、本発明の実施の形態２の赤外線固体撮像装置の製造方法について、主に図１７〜図１９に基づいて説明する。図１７〜図１９は、本発明の実施の形態２における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分の製造方法を工程順に示す概略断面図である。なお、製造方法の初期段階については、実施の形態１と図１３の状態まで同様であるため、その説明を省略する。   Next, a method for manufacturing the infrared solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention will be described mainly based on FIGS. 17 to 19 are schematic cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the temperature sensor portion of the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 2 of the present invention in the order of steps. The initial stage of the manufacturing method is the same as in the first embodiment up to the state shown in FIG.

図１７を参照して、半導体層１０および側部絶縁膜２０の上面に絶縁膜２４が成膜される。次に、この絶縁膜２４に開口部が形成される。開口部の位置は、最終的に単体ダイオード１０５の端部となる位置に対応している。開口部を形成するには、たとえば通常の写真製版技術およびＲＩＥ(Reactive Ion Etching)などのドライエッチング技術の組み合わせを用いることができる。   Referring to FIG. 17, an insulating film 24 is formed on the upper surfaces of the semiconductor layer 10 and the side insulating film 20. Next, an opening is formed in the insulating film 24. The position of the opening corresponds to the position that finally becomes the end of the single diode 105. In order to form the opening, for example, a combination of a normal photolithography technique and a dry etching technique such as RIE (Reactive Ion Etching) can be used.

図１８を参照して、半導体層１０のうち前述した開口部に位置する部分がエッチングにより除去される。これにより、各単体ダイオード１０５の両端部に、半導体層１０のトレンチが形成される。このエッチングは、シリコン異方性エッチング技術などを用いて行なうことができる。   Referring to FIG. 18, a portion of semiconductor layer 10 located at the above-described opening is removed by etching. Thereby, trenches of the semiconductor layer 10 are formed at both ends of each single diode 105. This etching can be performed using a silicon anisotropic etching technique or the like.

続いて、このトレンチ部分を埋め込むように低抵抗な導電体材料３０が堆積される。この堆積は、たとえばＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法によりタングステンを堆積するなどの方法により行なわれる。次に、埋め込んだ導電体材料３０の表面の凹凸を平坦化するために、ドライエッチングによるエッチバックや、ＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing)などが行なわれる。これにより、トレンチ部分にのみ導電体材料３０が残存されて埋め込みコンタクト３０が形成される。また、埋め込みコンタクト３０の表面高さは、絶縁膜２４の表面高さにほぼ同じ高さとされる。 主に図１９を参照して、前工程の絶縁膜２４の上に絶縁膜が追加成膜されて絶縁膜の厚みが増される。この厚みの増された絶縁膜が第２の絶縁膜２２となる。続いて、両端の埋め込みコンタクト３０の直上部分の位置の第２の絶縁膜２２がエッチング除去され、その埋め込みコンタクト３０に達するコンタクトホールが形成される。   Subsequently, a low-resistance conductive material 30 is deposited so as to fill the trench portion. This deposition is performed by, for example, a method of depositing tungsten by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. Next, in order to flatten the unevenness of the surface of the embedded conductor material 30, etch back by dry etching, CMP (Chemical Mechanical Polishing), or the like is performed. As a result, the conductive material 30 remains only in the trench portion, and the buried contact 30 is formed. The surface height of the embedded contact 30 is substantially the same as the surface height of the insulating film 24. Referring mainly to FIG. 19, an additional insulating film is formed on insulating film 24 in the previous step to increase the thickness of the insulating film. This insulating film with increased thickness becomes the second insulating film 22. Subsequently, the second insulating film 22 at the position immediately above the buried contact 30 at both ends is removed by etching, and a contact hole reaching the buried contact 30 is formed.

そして、このコンタクトホール部分を介して埋め込みコンタクト３０と電気的に接続するように、引き出し配線１０４が形成される。続いて、最上面に、絶縁保護膜２３が形成される。   Then, the lead wiring 104 is formed so as to be electrically connected to the buried contact 30 through this contact hole portion. Subsequently, an insulating protective film 23 is formed on the uppermost surface.

以上の工程により、温度センサ１０３の主要部を形成することができる。さらにこの後、実施の形態１と同様の工程を経て、赤外線検出器１００が得られる。この赤外線検出器１００がアレイ化された状態で、信号処理回路３０２と共に形成されることにより、図１に示すような赤外線固体撮像装置３０３が得られる。   Through the above steps, the main part of the temperature sensor 103 can be formed. Thereafter, the infrared detector 100 is obtained through the same process as in the first embodiment. By forming the infrared detector 100 together with the signal processing circuit 302 in an arrayed state, an infrared solid-state imaging device 303 as shown in FIG. 1 is obtained.

本実施の形態によれば、図１６に示すように、電気的接続のために半導体層１０に埋め込まれた埋め込みコンタクト３０が形成されている。これにより、図４に示すように半導体層１０の上面に設けられた引き出し配線１０４およびメタル配線層１０８により各単体ダイオード１０５に電圧が印加される場合と異なり、本実施の形態では各単体ダイオード１０５の側部の深い部分においても、側部の浅い部分とほぼ同様の電圧が印可される。よって、深い部分においても浅い部分とほぼ同様の電流が流れるため、電流の経路がより分散される。よって、実効的な電流密度が低減し、温度変化係数が増大する。これにより、感度の高い温度センサ１０３を得ることができる。   According to the present embodiment, as shown in FIG. 16, the embedded contact 30 embedded in the semiconductor layer 10 is formed for electrical connection. Accordingly, unlike the case where a voltage is applied to each single diode 105 by the lead wiring 104 and the metal wiring layer 108 provided on the upper surface of the semiconductor layer 10 as shown in FIG. Also in the deep part of the side part, substantially the same voltage is applied as in the shallow part of the side part. Therefore, since the same current flows in the deep portion as in the shallow portion, the current path is more dispersed. Therefore, the effective current density is reduced and the temperature change coefficient is increased. Thereby, the temperature sensor 103 with high sensitivity can be obtained.

（実施の形態３）
図２０は、本発明の実施の形態３における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分を概略的に示す断面図である。図２０を参照して、本実施の形態の温度センサ１０３の構成は、図４に示す実施の形態１の構成と比較して、単体ダイオード１０５の内部構造が異なっている。すなわち、本実施の形態においては、半導体層１０の一方の端部（図中右側）に位置する単体ダイオード１０５では、ｎ型不純物領域１１が半導体層１０の上面において下面よりも大きい面積を有し、ｐ型不純物領域１２が半導体層１０の上面において下面よりも小さく面積を有している。また、それ以外の単体ダイオード１０５では、ｎ型不純物領域１１が半導体層１０の下面において上面よりも大きい面積を有し、ｐ型不純物領域１２が半導体層１０の下面において上面よりも小さい面積を有している。 (Embodiment 3)
FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing a temperature sensor portion of the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 3 of the present invention. Referring to FIG. 20, the configuration of temperature sensor 103 of the present embodiment is different from that of the first embodiment shown in FIG. 4 in the internal structure of single diode 105. That is, in the present embodiment, in the single diode 105 located at one end (right side in the figure) of the semiconductor layer 10, the n-type impurity region 11 has a larger area on the upper surface of the semiconductor layer 10 than on the lower surface. The p-type impurity region 12 has a smaller area on the upper surface of the semiconductor layer 10 than on the lower surface. In other single diodes 105, the n-type impurity region 11 has an area larger than the upper surface on the lower surface of the semiconductor layer 10, and the p-type impurity region 12 has an area smaller than the upper surface on the lower surface of the semiconductor layer 10. is doing.

なお、本実施の形態のこれ以外の構成は、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付し、説明を省略する。   In addition, since the structure other than this of this Embodiment is as substantially the same as the structure of Embodiment 1 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected about the same element and description is abbreviate | omitted.

本実施の形態によれば、直列接続された複数の単体ダイオード１０５の一方端（図中右端）に位置するｎ型不純物領域１１の半導体層１０上面における面積（図中のＲ）と他方端（図中左端）に位置するｐ型不純物領域１２の半導体層１０上面における面積（図中のＬ）との双方が大きくなる。これにより、引き出し配線１０４のためのコンタクトホールを所望の位置（図中のＬまたはＲ）に合わせて形成するためのフォトリソグラフィ時に要求される重ね合わせ精度を緩和することができる。   According to the present embodiment, the area (R in the figure) on the upper surface of the semiconductor layer 10 of the n-type impurity region 11 located at one end (right end in the figure) of the plurality of single diodes 105 connected in series and the other end ( Both the area (L in the figure) of the upper surface of the semiconductor layer 10 of the p-type impurity region 12 located at the left end in the figure become large. As a result, the overlay accuracy required during photolithography for forming the contact hole for the lead-out wiring 104 at a desired position (L or R in the drawing) can be relaxed.

また、本実施の形態によれば、半導体層１０全体としては、ｎ型不純物領域１１の半導体層１０の下面である部分の面積の方が、ｎ型不純物領域１１の半導体層１０の上面である部分の面積よりも大きい。また、図８に示したように、ｎ型不純物領域１１はｐ型不純物領域１２と比して相対的に高濃度不純物領域である。すなわち、高濃度不純物領域の半導体層の下面である部分の面積の方が、高濃度不純物領域の半導体層の上面である部分の面積よりも大きい。このため、単体ダイオード１０５内部のｐｎ接合と下面部側に存在する第１の絶縁膜２１との間には、主に、半導体のキャリアの拡散長が短い高濃度不純物領域が形成されている。よって、キャリアが第１の絶縁膜２１まで到達する頻度が低く、その結果、キャリアが第１の絶縁膜２１と半導体層１０との界面にトラップされる頻度が低くなる。これにより、第１の絶縁膜２１の影響から生じる温度センサ１０３の雑音が少なくなる。   Further, according to the present embodiment, the area of the lower surface of the semiconductor layer 10 in the n-type impurity region 11 is the upper surface of the semiconductor layer 10 in the n-type impurity region 11 as the entire semiconductor layer 10. It is larger than the area of the part. Further, as shown in FIG. 8, the n-type impurity region 11 is a relatively high concentration impurity region as compared with the p-type impurity region 12. That is, the area of the portion that is the lower surface of the semiconductor layer in the high concentration impurity region is larger than the area of the portion that is the upper surface of the semiconductor layer in the high concentration impurity region. Therefore, a high-concentration impurity region having a short semiconductor carrier diffusion length is mainly formed between the pn junction inside the single diode 105 and the first insulating film 21 existing on the lower surface side. Therefore, the frequency with which carriers reach the first insulating film 21 is low, and as a result, the frequency with which carriers are trapped at the interface between the first insulating film 21 and the semiconductor layer 10 is low. Thereby, the noise of the temperature sensor 103 resulting from the influence of the first insulating film 21 is reduced.

（実施の形態４）
図２１は、本発明の実施の形態４における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分を概略的に示す断面図である。図２１を参照して、本実施の形態の温度センサ１０３の構成は、図４に示す実施の形態１の構成と比較して、単体ダイオード１０５の内部構造が異なっている。すなわち、本実施の形態においては、半導体層１０の一方の端部（図中左側）に位置する単体ダイオード１０５では、ｎ型不純物領域１１が半導体層１０の上面において下面よりも小さい面積を有し、ｐ型不純物領域１２が半導体層１０の上面において下面よりも大きい面積を有している。また、それ以外の単体ダイオード１０５では、ｎ型不純物領域１１が半導体層１０の上面において下面よりも大きい面積を有し、ｐ型不純物領域１２が半導体層１０の下面において上面よりも大きい面積を有している。 (Embodiment 4)
FIG. 21 is a cross-sectional view schematically showing a temperature sensor portion of the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 4 of the present invention. Referring to FIG. 21, the configuration of temperature sensor 103 of the present embodiment is different from that of the first embodiment shown in FIG. 4 in the internal structure of single diode 105. That is, in the present embodiment, in the single diode 105 located at one end (left side in the figure) of the semiconductor layer 10, the n-type impurity region 11 has a smaller area on the upper surface of the semiconductor layer 10 than on the lower surface. The p-type impurity region 12 has a larger area on the upper surface of the semiconductor layer 10 than on the lower surface. In other single diodes 105, the n-type impurity region 11 has an area larger than the lower surface on the upper surface of the semiconductor layer 10, and the p-type impurity region 12 has an area larger than the upper surface on the lower surface of the semiconductor layer 10. is doing.

なお、本実施の形態のこれ以外の構成は、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付し、説明を省略する。   In addition, since the structure other than this of this Embodiment is as substantially the same as the structure of Embodiment 1 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected about the same element and description is abbreviate | omitted.

本実施の形態によれば、直列接続された複数の単体ダイオード１０５の一方端（図中左端）に位置するｐ型不純物領域１２の半導体層１０上面における面積（図中のＬ）と他方端（図中右端）に位置するｎ型不純物領域１１の半導体層１０上面における面積（図中のＲ）との双方が大きくなる。これにより、引き出し配線１０４のためのコンタクトホールを所望の位置（図中のＬまたはＲ）に合わせて形成するためのフォトリソグラフィ時に要求される重ね合わせ精度を緩和することができる。   According to the present embodiment, the area (L in the figure) and the other end (L in the figure) of the p-type impurity region 12 located at one end (left end in the figure) of the plurality of single diodes 105 connected in series. Both the area (R in the figure) of the upper surface of the semiconductor layer 10 of the n-type impurity region 11 located at the right end in the figure become large. As a result, the overlay accuracy required during photolithography for forming the contact hole for the lead-out wiring 104 at a desired position (L or R in the drawing) can be relaxed.

また、本実施の形態によれば、半導体層１０全体としては、ｎ型不純物領域１１の半導体層１０の上面である部分の面積の方が、ｎ型不純物領域１１の半導体層１０の下面である部分の面積よりも大きい。また、図８に示したように、ｎ型不純物領域１１はｐ型不純物領域１２と比して相対的に高濃度不純物領域である。すなわち、高濃度不純物領域の半導体層の上面である部分の面積の方が、高濃度不純物領域の半導体層の下面である部分の面積よりも大きい。このため、単体ダイオード１０５内部のｐｎ接合と上面部側に存在する第２の絶縁膜２２との間には、主に、半導体のキャリアの拡散長が短い高濃度不純物領域が形成されている。よって、キャリアが第２の絶縁膜２２まで到達する頻度が低く、その結果、キャリアが第２の絶縁膜２２と半導体層１０との界面にトラップされる頻度が低くなる。これにより、第２の絶縁膜２２の影響から生じる温度センサ１０３の雑音が少なくなる。   Further, according to the present embodiment, as the entire semiconductor layer 10, the area of the upper surface of the semiconductor layer 10 in the n-type impurity region 11 is the lower surface of the semiconductor layer 10 in the n-type impurity region 11. It is larger than the area of the part. Further, as shown in FIG. 8, the n-type impurity region 11 is a relatively high concentration impurity region as compared with the p-type impurity region 12. That is, the area of the portion that is the upper surface of the semiconductor layer in the high concentration impurity region is larger than the area of the portion that is the lower surface of the semiconductor layer in the high concentration impurity region. Therefore, a high-concentration impurity region having a short semiconductor carrier diffusion length is mainly formed between the pn junction inside the single diode 105 and the second insulating film 22 existing on the upper surface side. Therefore, the frequency with which carriers reach the second insulating film 22 is low, and as a result, the frequency with which carriers are trapped at the interface between the second insulating film 22 and the semiconductor layer 10 is low. Thereby, the noise of the temperature sensor 103 resulting from the influence of the second insulating film 22 is reduced.

（実施の形態５）
最初に、本発明の実施の形態５における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分の構成について、図２２〜図２４を用いて説明する。なお、本実施の形態の赤外線固体撮像装置３０３の温度センサ１０３部分以外の構成は、上述した実施の形態１と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。 (Embodiment 5)
Initially, the structure of the temperature sensor part of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 5 of this invention is demonstrated using FIGS. 22-24. Since the configuration of the infrared solid-state imaging device 303 of this embodiment other than the temperature sensor 103 is the same as that of the first embodiment described above, the same elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. To do.

図２２は、本発明の実施の形態５における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分を概略的に示す断面図である。図２２を参照して、温度センサ１０３の下面側には第１の絶縁膜２１が形成されている。半導体層１０には複数の単体ダイオード１０５が形成されている。各単体ダイオード１０５の側部には、側部絶縁膜２０が形成されている。この側部絶縁膜２０により、各単体ダイオード１０５が分離されている。   FIG. 22 is a cross-sectional view schematically showing a temperature sensor portion of the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 5 of the present invention. Referring to FIG. 22, a first insulating film 21 is formed on the lower surface side of temperature sensor 103. A plurality of single diodes 105 are formed in the semiconductor layer 10. A side insulating film 20 is formed on the side of each single diode 105. Each single diode 105 is separated by the side insulating film 20.

各単体ダイオード１０５にはｎ型不純物領域１１およびｐ型不純物領域１２が形成されている。ｐ型不純物領域１２は凸状の断面形状を有しており、それを包むようにｎ型不純物領域１１が形成されている。その結果、ｐ型不純物領域１２の凸状形状の突起部の上面は半導体層１０の上面に達しているが、ｐ型不純物領域１２のそれ以外の面はｎ型不純物領域１１により包まれている。   Each single diode 105 is formed with an n-type impurity region 11 and a p-type impurity region 12. The p-type impurity region 12 has a convex cross-sectional shape, and the n-type impurity region 11 is formed so as to surround it. As a result, the upper surface of the convex protrusion of the p-type impurity region 12 reaches the upper surface of the semiconductor layer 10, but the other surface of the p-type impurity region 12 is surrounded by the n-type impurity region 11. .

半導体層１０の上面にはコンタクトホールを有する第２の絶縁膜２２が形成されている。この第２の絶縁膜２２上には、複数の単体ダイオード１０５を電気的に直列接続するために、コンタクトホールを介してメタル配線層１０８が形成されている。このメタル配線層１０８により、隣り合う単体ダイオード１０５のｎ型不純物領域１１とｐ型不純物領域１２とが電気的に接続されている。この結果、ダイオードとしての順方向が同一方向となるように、複数の単体ダイオード１０５が直列接続される。   A second insulating film 22 having a contact hole is formed on the upper surface of the semiconductor layer 10. A metal wiring layer 108 is formed on the second insulating film 22 through a contact hole in order to electrically connect the plurality of single diodes 105 in series. By this metal wiring layer 108, the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12 of the adjacent single diode 105 are electrically connected. As a result, the plurality of single diodes 105 are connected in series so that the forward direction as the diode is the same direction.

また、温度センサ１０３に対して外部から電気的接続をとるためのコンタクトホールを介して、引き出し配線１０４が両端部に位置する単体ダイオード１０５に接するように設けられている。なお、配列された複数の単体ダイオード１０５のうち一方端部（図中右側）の単体ダイオード１０５では、引き出し配線１０４はｐ型不純物領域１２に接続されており、他方端部（図中左側）の単体ダイオード１０５では引き出し配線１０４はｎ型不純物領域１１に接続されている。また、温度センサ１０３の上面側には、第２の絶縁膜２２と引き出し配線１０４とメタル配線層１０８とを覆うように、絶縁保護膜２３が形成されている。   Further, the lead-out wiring 104 is provided so as to be in contact with the single diodes 105 located at both ends through a contact hole for electrical connection to the temperature sensor 103 from the outside. In the single diode 105 at one end (right side in the drawing) of the plurality of single diodes 105 arranged, the lead-out wiring 104 is connected to the p-type impurity region 12 and the other end (left side in the drawing). In the single diode 105, the lead-out wiring 104 is connected to the n-type impurity region 11. Further, an insulating protective film 23 is formed on the upper surface side of the temperature sensor 103 so as to cover the second insulating film 22, the lead-out wiring 104, and the metal wiring layer 108.

なお、ｎ型不純物領域１１およびｐ型不純物領域１２の不純物の条件に関しては実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。   Note that the conditions of the impurities in the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12 are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

図２３は、本発明の実施の形態５における赤外線固体撮像装置の単体ダイオード内に形成されたｎ型不純物領域およびｐ型不純物領域の断面構造の説明図である。図２３を参照して、単体ダイオード１０５において、ｎ型不純物領域１１とｐ型不純物領域１２との接合部であるｐｎ接合はｐｎ接合部ＰＮ１、ＰＮ３、ＰＮ４、ＰＮ５を有している。ｎ型不純物領域１１がｐ型不純物領域１２側へ突き出した部分Ｒ１の先端部に、ｐｎ接合部ＰＮ１が形成されている。また、ｐ型不純物領域１２がｎ型不純物領域１１側へ突き出した部分Ｒ３の先端部に、ｐｎ接合部ＰＮ３が形成されている。これら突き出した部分Ｒ１、Ｒ３があることにより、ｐｎ接合部ＰＮ４が存在し、突き出した部分Ｒ１およびＲ３がない場合に比して、ｐｎ接合面積が増大している。   FIG. 23 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of an n-type impurity region and a p-type impurity region formed in a single diode of an infrared solid-state imaging device according to Embodiment 5 of the present invention. Referring to FIG. 23, in single diode 105, a pn junction that is a junction between n-type impurity region 11 and p-type impurity region 12 has pn junctions PN1, PN3, PN4, and PN5. A pn junction PN1 is formed at the tip of the portion R1 where the n-type impurity region 11 protrudes toward the p-type impurity region 12 side. A pn junction PN3 is formed at the tip of the portion R3 where the p-type impurity region 12 protrudes toward the n-type impurity region 11. Due to the presence of these protruding portions R1 and R3, the pn junction area is increased as compared to the case where the pn junction portion PN4 is present and the protruding portions R1 and R3 are not present.

なお、ｎ型不純物領域１１とｐ型不純物領域１２との双方は、図２２に示すように、半導体層１０の上面において電気的接続がとられる必要性から、単体ダイオード１０５の上面に位置している必要がある。また、図２３に示すように、突き出した部分Ｒ１が半導体層１０の上面２２２の一部となっている。   Note that both the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12 are located on the upper surface of the single diode 105 because the electrical connection is required on the upper surface of the semiconductor layer 10 as shown in FIG. Need to be. Further, as shown in FIG. 23, the protruding portion R <b> 1 is a part of the upper surface 222 of the semiconductor layer 10.

図２４は、本発明の実施の形態５における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分の一部を概略的に示す上面図である。なお、半導体層１０上面の構造が図示されるように、絶縁保護膜２３と引き出し配線１０４とメタル配線層１０８と第２の絶縁膜２２とを除いて図示されている。主に図２４を参照して、各単体ダイオード１０５の上面２２２においては、ｐ型不純物領域１２が比較的狭い面積で存在しており、その周りを取り囲むように広い面積でｎ型不純物領域１１が存在している。   FIG. 24 is a top view schematically showing a part of the temperature sensor portion of the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 5 of the present invention. Note that the structure of the upper surface of the semiconductor layer 10 is illustrated except for the insulating protective film 23, the lead-out wiring 104, the metal wiring layer 108, and the second insulating film 22. Referring mainly to FIG. 24, p-type impurity region 12 exists in a relatively small area on upper surface 222 of each single diode 105, and n-type impurity region 11 has a wide area so as to surround it. Existing.

図中の大きい正方形の破線は、各単体ダイオード１０５の内部領域に形成されているｐｎ接合部ＰＮ３の位置を表している。すなわち、突き出した部分Ｒ３は、ｐ型不純物領域１２が半導体層１０の上面２２２に位置している所から、四方に突き出している。この結果、半導体層１０の内部に、ＰＮ接合部ＰＮ４が枠状に形成されている。   The large square broken line in the figure represents the position of the pn junction PN3 formed in the internal region of each single diode 105. In other words, the protruding portion R3 protrudes in all directions from the position where the p-type impurity region 12 is located on the upper surface 222 of the semiconductor layer 10. As a result, the PN junction PN4 is formed in a frame shape inside the semiconductor layer 10.

なお、図中の小さい破線正方形は、図２４においては図示しない第２の絶縁膜２２のコンタクトホール１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄの位置を表している。コンタクトホール１４Ａ、１４Ｃは、ｎ型不純物領域１１が形成されている領域に位置している。また、コンタクトホール１４Ｂ、１４Ｄは、ｐ型不純物領域１２が形成されている領域に位置している。   In addition, the small broken-line square in a figure represents the position of contact hole 14A, 14B, 14C, 14D of the 2nd insulating film 22 which is not illustrated in FIG. The contact holes 14A and 14C are located in the region where the n-type impurity region 11 is formed. The contact holes 14B and 14D are located in the region where the p-type impurity region 12 is formed.

また、図中ＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿った断面部が、前述した図２２に示す断面部に相当する。   Further, the cross-sectional portion along the line XXII-XXII in the drawing corresponds to the cross-sectional portion shown in FIG.

図２５は、本発明の実施の形態５における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分の一部を概略的に示す上面図であり、絶縁保護膜２３を除いて図示されている。図２５を参照して、破線部は、各単体ダイオード１０５が形成されている領域を示している。メタル配線層１０８の平面パターンは、両端において別々の単体ダイオード１０５の平面パターンと重なっているが、各端部において、コンタクトホール１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄのうち１つを包含している。これにより、隣り合う単体ダイオード１０５のｎ型不純物領域１１とｐ型不純物領域１２とが電気的に接続されている。   FIG. 25 is a top view schematically showing a part of the temperature sensor portion of the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 5 of the present invention, and is shown excluding the insulating protective film 23. Referring to FIG. 25, a broken line portion indicates a region where each single diode 105 is formed. The planar pattern of the metal wiring layer 108 overlaps with the planar pattern of the separate single diode 105 at both ends, but includes one of the contact holes 14B, 14C, and 14D at each end. Thereby, the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12 of the adjacent single diode 105 are electrically connected.

また、複数の単体ダイオード１０５の列の端部に位置する単体ダイオードに形成されたコンタクトホール１４Ａの平面パターンを包含するように、引き出し配線１０４が形成されている。これにより、複数の単体ダイオード１０５の列の一方端部（図中左側）において、ｎ型不純物領域１１と電気的に接する引き出し配線１０４が形成されている。なお、図２４では記載が略されている他方端部においては、ｐ型不純物領域１２と電気的に接する引き出し配線１０４が形成されている。   In addition, the lead-out wiring 104 is formed so as to include the planar pattern of the contact hole 14A formed in the single diode located at the end of the row of the plurality of single diodes 105. Thus, a lead-out wiring 104 that is in electrical contact with the n-type impurity region 11 is formed at one end (left side in the drawing) of the row of the plurality of single diodes 105. Note that a lead-out wiring 104 that is in electrical contact with the p-type impurity region 12 is formed at the other end, which is not shown in FIG.

なお、図中ＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿った断面部が、前述した図２２に示す断面部に相当する。   In addition, the cross-sectional part along the XXII-XXII line in the figure corresponds to the cross-sectional part shown in FIG.

また、本実施の形態のこれ以外の構成は、実施の形態１と同様のため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。   In addition, since the other configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

本実施の形態によれば、図２３に示すようにｎ型不純物領域１１がｐ型不純物領域１２側に突き出した部分Ｒ１の先端部のｐｎ接合部ＰＮ１、およびｐ型不純物領域１２がｎ型不純物領域１１側に突き出した部分Ｒ３の先端部のｐｎ接合部ＰＮ３を有している。これにより、これら突き出した部分がない場合と比して、ｐｎ接合部ＰＮ４の部分だけｐｎ接合部の面積が大きくなる。この結果、単体ダイオード１０５における電流密度が低減され、温度変化係数が増大する。よって、感度の高い温度センサ１０３を得ることができる。   According to the present embodiment, as shown in FIG. 23, pn junction PN1 at the tip of portion R1 where n-type impurity region 11 protrudes toward p-type impurity region 12 and p-type impurity region 12 are n-type impurities. It has a pn junction PN3 at the tip of the portion R3 protruding to the region 11 side. As a result, the area of the pn junction portion is increased by the portion of the pn junction portion PN4 as compared with the case where there is no protruding portion. As a result, the current density in the single diode 105 is reduced and the temperature change coefficient is increased. Therefore, the temperature sensor 103 with high sensitivity can be obtained.

また、本実施の形態によれば、図２４に示すように、ｎ型不純物領域１１が枠形状に形成されている。そして、ｐ型不純物領域１２がこの枠形状の内部に形成されている。枠形状のｎ型不純物領域１１の少なくとも一部は枠形状の内部のｐ型不純物領域１２側に突き出した部分Ｒ１の先端部のｐｎ接合部ＰＮ１を有している。また、この枠形状内部のｐ型不純物領域１２は、枠形状のｎ型不純物領域１１の少なくとも一部の側に突き出した部分Ｒ３の先端部のｐｎ接合部ＰＮ３を有している。よって、突き出した部分Ｒ１およびＲ３の存在に起因するｐｎ接合部ＰＮ４も、枠形状の少なくとも一部となる形状を有する。これにより、ｎ型不純物領域１１が枠形状ではなく辺状に形成されている場合と比して、よりいっそうｐｎ接合部の面積を大きくすることができる。この結果、単体ダイオード１０５における電流密度を低減し、温度変化係数を増大させることができる。よって、より感度の高い温度センサ１０３を得ることができる。   Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 24, n-type impurity region 11 is formed in a frame shape. A p-type impurity region 12 is formed inside the frame shape. At least a part of the frame-shaped n-type impurity region 11 has a pn junction PN1 at the tip of the portion R1 protruding toward the p-type impurity region 12 inside the frame shape. The p-type impurity region 12 inside the frame shape has a pn junction PN3 at the tip of a portion R3 protruding toward at least a part of the frame-shaped n-type impurity region 11. Therefore, the pn junction part PN4 resulting from the presence of the protruding portions R1 and R3 also has a shape that is at least a part of the frame shape. Thereby, the area of the pn junction can be further increased as compared with the case where the n-type impurity region 11 is formed in a side shape instead of a frame shape. As a result, the current density in the single diode 105 can be reduced and the temperature change coefficient can be increased. Therefore, the temperature sensor 103 with higher sensitivity can be obtained.

また、本実施の形態によれば、図２３および図２４に示すように、枠状形状がｎ型不純物領域１１であり、かつ半導体層１０の上面２２２においてｎ型不純物領域１１が突き出した部分Ｒ１を有している。このため、半導体層１０の上面２２２において大部分の面積が枠形状のｎ型不純物領域１１により占められており、ｐ型不純物領域１２はこのｎ型不純物領域１１に囲まれた小さな面積領域にしか存在しない。図８に示すように、ｎ型不純物領域１１はｐ型不純物領域１２に比して、高濃度の不純物領域として形成されている。高濃度の不純物領域においては半導体のキャリアの拡散長が短いため、キャリアがこのｎ型不純物領域１１を通過して第２の絶縁膜２２まで到達する頻度は低く、よってキャリアが第２の絶縁膜２２と半導体層１０との界面にトラップされる頻度が低くなる。これにより、第２の絶縁膜２２の影響から生じる温度センサ１０３の雑音が少なくなる。   Further, according to the present embodiment, as shown in FIGS. 23 and 24, the frame shape is the n-type impurity region 11, and the portion R <b> 1 where the n-type impurity region 11 protrudes from the upper surface 222 of the semiconductor layer 10. have. For this reason, most of the area of the upper surface 222 of the semiconductor layer 10 is occupied by the frame-shaped n-type impurity region 11, and the p-type impurity region 12 is only in a small area region surrounded by the n-type impurity region 11. not exist. As shown in FIG. 8, the n-type impurity region 11 is formed as a higher concentration impurity region than the p-type impurity region 12. Since the diffusion length of the semiconductor carrier is short in the high-concentration impurity region, the frequency of carriers passing through the n-type impurity region 11 and reaching the second insulating film 22 is low, and thus the carrier is in the second insulating film. The frequency of trapping at the interface between the semiconductor layer 10 and the semiconductor layer 10 is reduced. Thereby, the noise of the temperature sensor 103 resulting from the influence of the second insulating film 22 is reduced.

また、図２３に示すように、半導体層１０の下面２２１の領域は、すべてｎ型不純物領域１１で占められている。図８に示すように、ｎ型不純物領域１１はｐ型不純物領域１２に比して、高濃度の不純物領域として形成されている。高濃度の不純物領域においては半導体のキャリアの拡散長が短いため、キャリアがこのｎ型不純物領域１１を通過して第１の絶縁膜２１まで到達する頻度は低く、よってキャリアが第１の絶縁膜２１と半導体層１０との界面にトラップされる頻度が低くなる。これにより、第１の絶縁膜２１の影響から生じる温度センサ１０３の雑音が少なくなる。   Further, as shown in FIG. 23, the region of the lower surface 221 of the semiconductor layer 10 is entirely occupied by the n-type impurity region 11. As shown in FIG. 8, the n-type impurity region 11 is formed as a higher concentration impurity region than the p-type impurity region 12. Since the semiconductor carrier diffusion length is short in the high-concentration impurity region, the frequency of carriers passing through the n-type impurity region 11 and reaching the first insulating film 21 is low, and thus the carrier is the first insulating film. The frequency of trapping at the interface between the semiconductor layer 21 and the semiconductor layer 10 is reduced. Thereby, the noise of the temperature sensor 103 resulting from the influence of the first insulating film 21 is reduced.

また、本実施の形態によれば、図２２および図２４に示すように、各単体ダイオード１０５の側面の領域は、すべてｎ型不純物領域１１で占められている。図８に示すように、ｎ型不純物領域１１はｐ型不純物領域１２に比して、高濃度の不純物領域として形成されている。高濃度の不純物領域においては半導体のキャリアの拡散長が短いため、キャリアがこのｎ型不純物領域１１を通過して、各単体ダイオード１０５の側部に形成されている側部絶縁膜２０まで到達する頻度は低く、よってキャリアが側部絶縁膜２０と半導体層１０との界面にトラップされる頻度が低くなる。これにより、側部絶縁膜２０の影響から生じる温度センサ１０３の雑音が少なくなる。   Further, according to the present embodiment, as shown in FIGS. 22 and 24, the side region of each single diode 105 is entirely occupied by n-type impurity region 11. As shown in FIG. 8, the n-type impurity region 11 is formed as a higher concentration impurity region than the p-type impurity region 12. Since the semiconductor carrier diffusion length is short in the high concentration impurity region, the carrier passes through the n-type impurity region 11 and reaches the side insulating film 20 formed on the side portion of each single diode 105. The frequency is low, and thus the frequency with which carriers are trapped at the interface between the side insulating film 20 and the semiconductor layer 10 is low. Thereby, the noise of the temperature sensor 103 resulting from the influence of the side insulating film 20 is reduced.

（実施の形態６）
図２６は、本発明の実施の形態６における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分を概略的に示す断面図である。温度センサ１０３の下面側には第１の絶縁膜２１が形成されている。半導体層１０には複数の単体ダイオード１０５が形成されている。各単体ダイオード１０５の内部構成は実施の形態５と同一であるため、同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。 (Embodiment 6)
FIG. 26 is a cross-sectional view schematically showing a temperature sensor portion of the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 6 of the present invention. A first insulating film 21 is formed on the lower surface side of the temperature sensor 103. A plurality of single diodes 105 are formed in the semiconductor layer 10. Since the internal configuration of each single diode 105 is the same as that of the fifth embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

各単体ダイオード１０５の側部には、低抵抗の埋め込みコンタクト３０が形成されている。この埋め込みコンタクト３０の側部には、側部絶縁膜２０がさらに形成されている。   A low-resistance buried contact 30 is formed on the side of each single diode 105. A side insulating film 20 is further formed on the side of the buried contact 30.

半導体層１０の上面には第２の絶縁膜２２が形成されている。この第２の絶縁膜２２には、複数のコンタクトホールが開けられている。両端のコンタクトホール以外のコンタクトホールにはメタル配線層１０８が形成され、隣り合う２つの単体ダイオード１０５のｐ型不純物領域１２と埋め込みコンタクト３０とが電気的に接続されている。これにより、ダイオードとしての順方向が同一方向となるように、複数の単体ダイオード１０５が直列接続されている。   A second insulating film 22 is formed on the upper surface of the semiconductor layer 10. A plurality of contact holes are opened in the second insulating film 22. Metal wiring layers 108 are formed in contact holes other than the contact holes at both ends, and the p-type impurity regions 12 of the two adjacent single diodes 105 and the buried contacts 30 are electrically connected. Thereby, the several single-piece | unit diode 105 is connected in series so that the forward direction as a diode may become the same direction.

また、両端のコンタクトホール部分には、引き出し配線１０４が形成されている。一方の引き出し配線１０４（図中左側）はｎ型不純物領域１１側部にある埋め込みコンタクト３０と接しており、他方の引き出し配線１０４（図中右側）はｐ型不純物領域１２と接している。   In addition, lead wires 104 are formed in the contact hole portions at both ends. One lead wiring 104 (left side in the figure) is in contact with the buried contact 30 on the side of the n-type impurity region 11, and the other lead wiring 104 (right side in the figure) is in contact with the p-type impurity region 12.

図２７は、本発明の実施の形態６における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分の一部を概略的に示す上面図である。なお、埋め込みコンタクト３０上面の構造が図示されるように、絶縁保護膜２３と引き出し配線１０４とメタル配線層１０８と第２の絶縁膜２２とを除いて図示されている。図２７を参照して、各単体ダイオード１０５を取り囲むように埋め込みコンタクト３０が形成されている。   FIG. 27 is a top view schematically showing a part of the temperature sensor portion of the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 6 of the present invention. It should be noted that the structure of the upper surface of the buried contact 30 is illustrated except for the insulating protective film 23, the lead-out wiring 104, the metal wiring layer 108, and the second insulating film 22. Referring to FIG. 27, embedded contact 30 is formed so as to surround each single diode 105.

なお、図中の破線に囲われた領域は、図２７においては図示しない第２の絶縁膜２２のコンタクトホール１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄの位置を表している。コンタクトホール１４Ａ、１４Ｃは、枠形状の埋め込みコンタクト３０の大部分を包含するように形成されているが、完全には閉じていない形状を有している。また、コンタクトホール１４Ｂ、１４Ｄは、単体ダイオード１０５上面にｐ型不純物領域１２が形成されている領域に包含されている。   In addition, the area | region enclosed with the broken line in a figure represents the position of the contact holes 14A, 14B, 14C, 14D of the 2nd insulating film 22 which is not illustrated in FIG. The contact holes 14A and 14C are formed so as to cover most of the frame-shaped embedded contact 30, but have a shape that is not completely closed. The contact holes 14B and 14D are included in a region where the p-type impurity region 12 is formed on the upper surface of the single diode 105.

また、図中ＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿った断面部が、前述した図２６に示す断面部に相当する。   Further, the cross-sectional portion along the line XXVI-XXVI in the drawing corresponds to the cross-sectional portion shown in FIG. 26 described above.

図２８は、本発明の実施の形態６における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分の一部を概略的に示す上面図である。なお、図を見やすくするために、絶縁保護膜２３を除いて図示されている。図２８を参照して、メタル配線層１０８の平面パターンは、一方端部（図中左側の端部）においてコンタクトホール１４Ｂを包含するように形成されており、他方端部（図中右側の端部）においてコンタクトホール１４Ｃを包含するように形成されている。これにより、隣り合う単体ダイオード１０５のｐ型不純物領域１２と埋め込みコンタクト３０とが電気的に接続されている。   FIG. 28 is a top view schematically showing a part of the temperature sensor portion of the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 6 of the present invention. In order to make the drawing easier to see, the insulating protective film 23 is omitted. Referring to FIG. 28, the planar pattern of metal wiring layer 108 is formed so as to include contact hole 14B at one end (the left end in the figure), and the other end (the right end in the figure). Part) is formed so as to include the contact hole 14C. Thereby, the p-type impurity region 12 of the adjacent single diode 105 and the buried contact 30 are electrically connected.

また、複数の単体ダイオード１０５の列の端部に位置する単体ダイオードに形成されたコンタクトホール１４Ａの平面パターンを包含するように、引き出し配線１０４が形成されている。これにより、複数の単体ダイオード１０５の列の一方端部（図中左側）において、埋め込みコンタクト３０と電気的に接する引き出し配線１０４が形成されている。なお、図２８では記載が略されている他方端部においては、ｐ型不純物領域１２と電気的に接する引き出し配線１０４が形成されている。   In addition, the lead-out wiring 104 is formed so as to include the planar pattern of the contact hole 14A formed in the single diode located at the end of the row of the plurality of single diodes 105. Thus, a lead-out wiring 104 that is in electrical contact with the embedded contact 30 is formed at one end (left side in the figure) of the row of the plurality of single diodes 105. Note that a lead-out wiring 104 that is in electrical contact with the p-type impurity region 12 is formed at the other end, which is not shown in FIG.

なお、図中ＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿った断面部が、前述した図２６に示す断面部に相当する。   In addition, the cross-sectional part along the XXVI-XXVI line in the figure corresponds to the cross-sectional part shown in FIG.

なお、本実施の形態のこれ以外の構成は、上述した実施の形態１の構成と同様であるため、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。   In addition, since the structure other than this of this Embodiment is the same as that of the structure of Embodiment 1 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and the description is abbreviate | omitted.

本実施の形態によれば、図２６および図２７に示すように、半導体層１０に埋め込まれた低抵抗の埋め込みコンタクト３０が形成されている。この埋め込みコンタクト３０は、各単体ダイオードの側部全体を覆っている。このため、各単体ダイオード１０５に電圧が印加される際に、単体ダイオード１０５の側部の浅い位置と深い位置とで、ほぼ電位の差なしに、均等に電圧が印加される。このため、各単体ダイオード１０５の深い部分においても、浅い部分とほぼ同様に電界が印可される。よって、深い部分においても浅い部分とほぼ同様の電流が流れる。この作用により、埋め込みコンタクト３０がない場合と比して、本実施の形態は電流の経路がより分散される。よって、実効的な電流密度が低減し、温度変化係数が増大する。これにより、感度の高い温度センサ１０３を得ることができる。   According to the present embodiment, as shown in FIGS. 26 and 27, the low-resistance embedded contact 30 embedded in the semiconductor layer 10 is formed. The buried contact 30 covers the entire side of each single diode. For this reason, when a voltage is applied to each single diode 105, the voltage is equally applied between the shallow position and the deep position on the side of the single diode 105 with almost no potential difference. For this reason, an electric field is applied to the deep portion of each single diode 105 in substantially the same manner as the shallow portion. Therefore, substantially the same current flows in the deep part as in the shallow part. Due to this action, the current path is more dispersed in the present embodiment than in the case where there is no buried contact 30. Therefore, the effective current density is reduced and the temperature change coefficient is increased. Thereby, the temperature sensor 103 with high sensitivity can be obtained.

（実施の形態７）
図２９は、本発明の実施の形態７における赤外線固体撮像装置の単体ダイオード内に形成されたｎ型不純物領域およびｐ型不純物領域の断面構造の説明図である。図２９を参照して、単体ダイオード１０５において、ｎ型不純物領域１１とｐ型不純物領域１２との接合部であるｐｎ接合は、ｎ型不純物領域１１がｐ型不純物領域１２側へ突き出した部分Ｒ１またはＲ２もしくはＲ４の先端部のｐｎ接合部ＰＮ１またはＰＮ２もしくはＰＮ８を有し、かつｐ型不純物領域１２がｎ型不純物領域１１側へと突き出した部分Ｒ３またはＲ５の先端部のｐｎ接合部ＰＮ３またはＰＮ９を有している。これら突き出した部分Ｒ１〜Ｒ５があるため、ｐｎ接合部ＰＮ１、ＰＮ２、ＰＮ３、ＰＮ８およびＰＮ９以外に、ＰＮ４、ＰＮ５、ＰＮ６およびＰＮ７が存在する。 (Embodiment 7)
FIG. 29 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of an n-type impurity region and a p-type impurity region formed in a single diode of an infrared solid-state imaging device according to Embodiment 7 of the present invention. Referring to FIG. 29, in the single diode 105, the pn junction that is the junction between the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12 is a portion R1 where the n-type impurity region 11 protrudes toward the p-type impurity region 12 side. Alternatively, the pn junction PN3 or the pn junction PN3 at the tip of the portion R3 or R5 having the pn junction PN1 or PN2 or PN8 at the tip of R2 or R4 and the p-type impurity region 12 protruding toward the n-type impurity region 11 or It has PN9. Because of these protruding portions R1 to R5, PN4, PN5, PN6, and PN7 exist in addition to the pn junctions PN1, PN2, PN3, PN8, and PN9.

なお、本実施の形態における赤外線固体撮像装置３０３の単体ダイオード１０５の内部構造以外の構成は、実施の形態１と同様であるため、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。   The configuration other than the internal structure of the single diode 105 of the infrared solid-state imaging device 303 in the present embodiment is the same as that in the first embodiment. Omitted.

本実施の形態によれば、図２９に示すように、ｎ型不純物領域１１がｐ型不純物領域１２側へ突き出した部分が複数あり、かつｐ型不純物領域１２がｎ型不純物領域１１側へと突き出した部分も複数ある。このため、実施の形態１のように、ｐ型不純物領域１２がｎ型不純物領域１１側へと突き出した部分が１箇所しかない場合と比して、よりいっそうｐｎ接合の面積を増大させることができる。これにより、より感度の高い温度センサ１０３を得ることができる。   According to the present embodiment, as shown in FIG. 29, there are a plurality of portions where n-type impurity region 11 protrudes toward p-type impurity region 12, and p-type impurity region 12 extends toward n-type impurity region 11. There are also several protruding parts. Therefore, as in the first embodiment, the area of the pn junction can be further increased as compared with the case where the p-type impurity region 12 has only one portion protruding toward the n-type impurity region 11 side. it can. Thereby, the temperature sensor 103 with higher sensitivity can be obtained.

（実施の形態８）
図３０は、本発明の実施の形態８における赤外線固体撮像装置の単体ダイオード部分に形成されたｎ型不純物領域およびｐ型不純物領域の断面構造の説明図である。図３０を参照して、単体ダイオード１０５においてｎ型不純物領域１１とｐ型不純物領域１２との接合部であるｐｎ接合は、ｎ型不純物領域１１がｐ型不純物領域１２側へ突き出した部分Ｒ１の先端部のｐｎ接合部ＰＮ１を有し、かつｐ型不純物領域１２がｎ型不純物領域１１側へと突き出した部分Ｒ３の先端部のｐｎ接合部ＰＮ３を有している。 (Embodiment 8)
FIG. 30 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of an n-type impurity region and a p-type impurity region formed in the single diode portion of the infrared solid-state imaging device according to Embodiment 8 of the present invention. Referring to FIG. 30, the pn junction which is the junction between n-type impurity region 11 and p-type impurity region 12 in single diode 105 is a portion of portion R1 where n-type impurity region 11 protrudes toward p-type impurity region 12. It has a pn junction PN1 at the tip of the portion R3 that has the pn junction PN1 at the tip and the p-type impurity region 12 protrudes toward the n-type impurity region 11 side.

なお、本実施の形態における赤外線固体撮像装置３０３の単体ダイオード１０５の内部構造以外の構成は、実施の形態１と同様であるため、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。   The configuration other than the internal structure of the single diode 105 of the infrared solid-state imaging device 303 in the present embodiment is the same as that in the first embodiment. Omitted.

本実施の形態によれば、図３０に示すように、ｐｎ接合が突き出した部分Ｒ１およびＲ３があることにより、ｐｎ接合部ＰＮ４が形成されることで、突き出し部がない場合に比して、ｐｎ接合の面積が増大する。これにより、より感度の高い温度センサ１０３を得ることができる。   According to the present embodiment, as shown in FIG. 30, the pn junction portion PN4 is formed by the presence of the portions R1 and R3 where the pn junction protrudes, so that compared to the case where there is no protrusion, The area of the pn junction increases. Thereby, the temperature sensor 103 with higher sensitivity can be obtained.

また、本実施の形態によれば、突き出した部分Ｒ１およびＲ３が合計２箇所であり、実施の形態１の突き出した部分Ｒ１〜Ｒ３の合計３箇所よりも突き出した部分の数が少ないため、製造を簡易におこなうことができる。   Further, according to the present embodiment, the protruding portions R1 and R3 are two in total, and the number of protruding portions is smaller than the total of three protruding portions R1 to R3 in the first embodiment. Can be performed easily.

（実施の形態９）
図３１は、本発明の実施の形態９における赤外線固体撮像装置の単体ダイオード内に形成されたｎ型不純物領域およびｐ型不純物領域の断面構造の説明図である。図３１を参照して、単体ダイオード１０５においてｎ型不純物領域１１とｐ型不純物領域１２との接合部であるｐｎ接合は、ｎ型不純物領域１１がｐ型不純物領域１２側へ深さ方向に突き出した部分Ｒ６の先端部のｐｎ接合部ＰＮ１０を有し、かつｐ型不純物領域１２がｎ型不純物領域１１側へと深さ方向に突き出した部分Ｒ７の先端部のｐｎ接合部ＰＮ１１を有している。 (Embodiment 9)
FIG. 31 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of an n-type impurity region and a p-type impurity region formed in a single diode of an infrared solid-state imaging device according to Embodiment 9 of the present invention. Referring to FIG. 31, in pn junction which is a junction between n-type impurity region 11 and p-type impurity region 12 in single diode 105, n-type impurity region 11 protrudes in the depth direction toward p-type impurity region 12. A pn junction PN10 at the tip of the portion R6, and a pn junction PN11 at the tip of the portion R7 in which the p-type impurity region 12 protrudes in the depth direction toward the n-type impurity region 11 side. Yes.

突き出した部分Ｒ６およびＲ７がないとすると、ｐｎ接合はｐｎ接合部ＰＮ１０、ＰＮ１１、ＰＮ１４およびＰＮ１５からなる。突き出した部分Ｒ６およびＲ７があることにより、さらにｐｎ接合部ＰＮ１２およびＰＮ１３が形成されるため、ｐｎ接合の面積が増大する。これにより、感度の高い温度センサ１０３を得ることができる。   If there are no protruding portions R6 and R7, the pn junction consists of pn junctions PN10, PN11, PN14 and PN15. Since the protruding portions R6 and R7 are present, the pn junctions PN12 and PN13 are further formed, so that the area of the pn junction is increased. Thereby, the temperature sensor 103 with high sensitivity can be obtained.

なお、本実施の形態における赤外線固体撮像装置３０３の単体ダイオード１０５の内部構造以外の構成は、実施の形態５とほぼ同様であるため、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。   Since the configuration other than the internal structure of the single diode 105 of the infrared solid-state imaging device 303 in the present embodiment is almost the same as that of the fifth embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Is omitted.

本実施の形態によれば、図３１に示すように、ｐｎ接合が突き出した部分Ｒ６およびＲ７があることにより、ｐｎ接合部ＰＮ１２およびＰＮ１３が形成される。よって、突き出した部分Ｒ６およびＲ７がない場合に比して、ｐｎ接合の面積が増大する。これにより、より感度の高い温度センサ１０３を得ることができる。   According to the present embodiment, as shown in FIG. 31, pn junctions PN12 and PN13 are formed by the presence of portions R6 and R7 from which the pn junction protrudes. Therefore, the area of the pn junction increases as compared with the case where there are no protruding portions R6 and R7. Thereby, the temperature sensor 103 with higher sensitivity can be obtained.

なお、本発明の各実施の形態において、図８に示した不純物濃度プロファイルの元素の種類である砒素（Ａｓ）およびホウ素（Ｂ）を入れ替えて半導体領域を形成することも可能である。この場合、上述した説明においてｎ型とｐ型とを入れ替えた議論がそのまま成立する。   In each embodiment of the present invention, it is possible to form a semiconductor region by exchanging arsenic (As) and boron (B), which are the element types of the impurity concentration profile shown in FIG. In this case, the discussion in which the n-type and the p-type are interchanged in the above-described explanation is valid.

また、図８に示した具体的な不純物元素である砒素（Ａｓ）およびホウ素（Ｂ）は例示であり、これ以外の不純物元素により、ｎ型不純物領域１１やｐ型不純物領域１２を形成することもできる。   Further, arsenic (As) and boron (B), which are the specific impurity elements shown in FIG. 8, are exemplifications, and the n-type impurity region 11 and the p-type impurity region 12 are formed with other impurity elements. You can also.

また、図８に示した不純物濃度プロファイルの具体的な数値は例示であり、他の濃度分布とすることもできる。   Further, specific numerical values of the impurity concentration profile shown in FIG. 8 are merely examples, and other concentration distributions can be used.

今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。   Each embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、ｐｎ接合ダイオードを備えた温度センサおよび赤外線固体撮像装置に特に有利に適用され得る。   The present invention can be applied particularly advantageously to a temperature sensor including a pn junction diode and an infrared solid-state imaging device.

本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の構成を概略的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing a configuration of an infrared solid-state imaging device in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の赤外線検出器部分の構成を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematically the structure of the infrared detector part of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の赤外線検出器部分を概略的に示す平面図ある。It is a top view which shows roughly the infrared detector part of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の赤外線検出器部分を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the infrared detector part of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の単体ダイオードに形成されたｎ型不純物領域の断面構造の説明図である。It is explanatory drawing of the cross-section of the n-type impurity region formed in the single-piece | unit diode of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の単体ダイオードに形成されたｐ型不純物領域の断面構造の説明図である。It is explanatory drawing of the cross-sectional structure of the p-type impurity region formed in the single-piece | unit diode of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の単体ダイオード部分を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the single-piece | unit diode part of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の単体ダイオードの不純物濃度プロファイルの一例である。It is an example of the impurity concentration profile of the single-piece | unit diode of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 1st process of the manufacturing method of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 2nd process of the manufacturing method of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 3rd process of the manufacturing method of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の製造方法の第４工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 4th process of the manufacturing method of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の製造方法の第５工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 5th process of the manufacturing method of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の製造方法の第６工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 6th process of the manufacturing method of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における赤外線固体撮像装置の製造方法の第７工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 7th process of the manufacturing method of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the temperature sensor part of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２における赤外線固体撮像装置の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 1st process of the manufacturing method of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２における赤外線固体撮像装置の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 2nd process of the manufacturing method of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２における赤外線固体撮像装置の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 3rd process of the manufacturing method of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the temperature sensor part of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態４における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the temperature sensor part of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態５における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the temperature sensor part of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態５における赤外線固体撮像装置の単体ダイオード内に形成されたｎ型不純物領域およびｐ型不純物領域の断面構造の説明図である。It is explanatory drawing of the cross-section of the n-type impurity region and p-type impurity region which were formed in the single-piece | unit diode of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態５における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分の一部を概略的に示す上面図である。It is a top view which shows roughly a part of temperature sensor part of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態５における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分の一部を概略的に示す上面図である。It is a top view which shows roughly a part of temperature sensor part of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態６における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the temperature sensor part of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態６における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分の一部を概略的に示す上面図である。It is a top view which shows roughly a part of temperature sensor part of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態６における赤外線固体撮像装置の温度センサ部分の一部を概略的に示す上面図である。It is a top view which shows roughly a part of temperature sensor part of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態７における赤外線固体撮像装置の単体ダイオード内に形成されたｎ型不純物領域およびｐ型不純物領域の断面構造の説明図である。It is explanatory drawing of the cross-section of the n-type impurity region and p-type impurity region which were formed in the single-piece | unit diode of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施の形態８における赤外線固体撮像装置の単体ダイオード内に形成されたｎ型不純物領域およびｐ型不純物領域の断面構造の説明図である。It is explanatory drawing of the cross-sectional structure of the n-type impurity region and p-type impurity region which were formed in the single-piece | unit diode of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態９における赤外線固体撮像装置の単体ダイオード内に形成されたｎ型不純物領域およびｐ型不純物領域の断面構造の説明図である。It is explanatory drawing of the cross-section of the n-type impurity region and p-type impurity region which were formed in the single-piece | unit diode of the infrared solid-state imaging device in Embodiment 9 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 半導体層、１１ ｎ型不純物領域、１２ ｐ型不純物領域、１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ コンタクトホール、２０ 側部絶縁膜、２１ 第１の絶縁膜、２２ 第２の絶縁膜、２３ 絶縁保護膜、２４ 絶縁膜、３０ 埋め込みコンタクト、１００ 赤外線検出器、１０１ 赤外線吸収傘、１０２ 支持体、１０３ 温度センサ、１０４ 引き出し配線、１０５ 単体ダイオード、１０６ 中空部、１０８ メタル配線層、１０９ アンカー部、１１１ 支持体部配線、１１２ 支持体部保護膜、１１４ アンカー部配線、１１５ アンカー部保護膜、３００ 支持基板、３０１ 検出器アレイ、３０２ 信号処理回路、３０３ 赤外線固体撮像装置、４００ ＳＯＩ基板、４０１ ＢＯＸ層、４０２ ＳＯＩ層、４０３ 画素間分離領域、４０９ コンタクトホール、４１２ エッチング孔、５０１ レジストマスク。   10 semiconductor layer, 11 n-type impurity region, 12 p-type impurity region, 14A, 14B, 14C, 14D contact hole, 20 side insulating film, 21 first insulating film, 22 second insulating film, 23 insulating protective film , 24 Insulating film, 30 Embedded contact, 100 Infrared detector, 101 Infrared absorbing umbrella, 102 Support body, 103 Temperature sensor, 104 Lead wire, 105 Single diode, 106 Hollow part, 108 Metal wiring layer, 109 Anchor part, 111 Support Body part wiring, 112 Support part protective film, 114 Anchor part wiring, 115 Anchor part protective film, 300 Support substrate, 301 Detector array, 302 Signal processing circuit, 303 Infrared solid-state imaging device, 400 SOI substrate, 401 BOX layer, 402 SOI layer, 403 inter-pixel separation region, 409 Kutohoru, 412 etched holes 501 resist mask.

Claims (9)

厚さ方向に互いに対向する下面および上面を有する半導体層と、前記半導体層に形成された互いに接するｐ型不純物領域およびｎ型不純物領域をそれぞれが有する複数のダイオードとを備え、前記複数のダイオードが前記厚さ方向に交差する方向に並んでいる温度センサであって、
前記ｐ型不純物領域および前記ｎ型不純物領域のうち一方の領域は前記ｐ型不純物領域および前記ｎ型不純物領域のうち他方の領域側へ突き出した部分を有し、前記突き出した部分は前記厚さ方向において前記他方の領域に挟まれており、前記他方の領域の不純物濃度が前記一方の領域の不純物濃度に比して高い、温度センサ。 A semiconductor layer having a lower surface and an upper surface opposite to each other in the thickness direction, and a plurality of diodes the semiconductor layer formed another p-type impurity region and an n-type impurity regions in contact with each having said plurality of diodes A temperature sensor arranged in a direction crossing the thickness direction ,
Has a portion protruding to the other region side, the protruding portion is the thickness of the p-type impurity regions and one region of the n-type impurity region said p-type impurity region and the n-type impurity regions A temperature sensor that is sandwiched between the other regions in the direction, and the impurity concentration of the other region is higher than the impurity concentration of the one region . 前記複数のダイオードは、互いに隣り合う第１および第２のダイオードを含み、The plurality of diodes include first and second diodes adjacent to each other,
前記第１のダイオードが有する前記ｐ型不純物領域と、前記第２のダイオードが有するｎ型不純物領域とは互いに接しており、The p-type impurity region included in the first diode and the n-type impurity region included in the second diode are in contact with each other.
前記第１のダイオードが有する前記ｐ型不純物領域と、前記第２のダイオードが有するｎ型不純物領域とを互いに電気的に接続する配線をさらに備える、請求項１に記載の温度センサ。2. The temperature sensor according to claim 1, further comprising a wiring that electrically connects the p-type impurity region included in the first diode and the n-type impurity region included in the second diode. 前記ｐ型不純物領域および前記ｎ型不純物領域の一方が枠形状に形成されており他方が前記枠形状の内部に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の温度センサ。   2. The temperature sensor according to claim 1, wherein one of the p-type impurity region and the n-type impurity region is formed in a frame shape, and the other is formed in the frame shape. 前記半導体層の前記下面に形成された第１の絶縁膜と、前記半導体層の前記上面に形成された第２の絶縁膜とをさらに備えたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の温度センサ。 Wherein a first insulating film formed on the lower surface of the semiconductor layer, and further comprising a second insulating film formed on the upper surface of the semiconductor layer, any of claim 1-3 temperature sensor according to any. 複数の前記ダイオードのうち隣り合う前記ダイオードを電気的に接続するために前記半導体層に埋め込まれた埋め込みコンタクトをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の温度センサ。 Temperature sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein said further that with a buried contact embedded in the semiconductor layer to connect the diode adjacent among the plurality of diodes electrically. 複数の前記ダイオードのうち一方端部に位置する前記ダイオードにおいては前記ｐ型およびｎ型不純物領域の一方は前記半導体層の下面よりも上面において広い面積を有しており、かつ複数の前記ダイオードのうち他方端部に位置する前記ダイオードにおいては前記ｐ型およびｎ型不純物領域の他方は前記半導体層の下面よりも上面において広い面積を有していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の温度センサ。 In the diode located at one end of the plurality of diodes, one of the p-type and n-type impurity regions has a larger area on the upper surface than the lower surface of the semiconductor layer, and the plurality of the diodes among the other of the p-type and n-type impurity region in the diode located at the other end, characterized in that it has a large area in the upper surface than the lower surface of the semiconductor layer, according to claim 1 to 5 The temperature sensor in any one. 前記ｐ型不純物領域および前記ｎ型不純物領域の一方が相対的に不純物濃度の高い高濃度不純物領域であり、他方が相対的に不純物濃度の低い低濃度不純物領域であり、前記高濃度不純物領域が前記低濃度不純物領域側へ突き出した部分の一部が前記半導体層の上面または下面の一部となっていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の温度センサ。 The one of the p-type impurity region and the n-type impurity region is a relatively high impurity concentration high-concentration impurity regions, Ri other is relatively low impurity concentration low concentration impurity regions der, the high concentration impurity regions There characterized Rukoto part of the portion that protrudes into the low concentration impurity region side is not a part of the upper or lower surface of the semiconductor layer, a temperature sensor according to any of claims 1-6. 前記高濃度不純物領域の前記半導体層の上面である部分の面積および前記高濃度不純物領域の前記半導体層の下面である部分の面積の一方の面積が他方の面積よりも大きいことを特徴とする、請求項７に記載の温度センサ。 One of the area of the portion of the high concentration impurity region that is the upper surface of the semiconductor layer and the area of the portion of the high concentration impurity region that is the lower surface of the semiconductor layer is larger than the other area, The temperature sensor according to claim 7 . 請求項１〜８のいずれかの温度センサを複数個備えたことを特徴とする、赤外線固体撮像装置。 Characterized by comprising a plurality of temperature sensors claim 1-8, infrared solid-state imaging device.
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