JPH08148663A

JPH08148663A - 赤外線吸収層の形成方法

Info

Publication number: JPH08148663A
Application number: JP6284905A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Morita; 信一森田; Masaki Hirota; 正樹廣田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-11-18
Filing date: 1994-11-18
Publication date: 1996-06-07
Anticipated expiration: 2017-02-04
Also published as: JP3252626B2

Abstract

(57)【要約】【目的】微細加工技術が確立されている半導体を基体と
して赤外線吸収効率の良い正確に所望パターン形状をな
す赤外線吸収層を半導体基体から熱的に良好に分離され
たダイアフラム構造に形成させる方法を提供することに
ある。【構成】半導体基板１の一主面の全面に直接または下地
膜２を介して犠牲層３を形成させ、次に犠牲層が部分的
に除去された開口部４を所望パターン形状に形成させた
後、微視的に樹枝状多孔質でエッチング液を下方へ浸透
させ易い赤外線吸収層５により全面を被覆させ、その後
更にウェットエッチングにより下の犠牲層３ごと赤外線
吸収層５をリフトオフ除去することにより赤外線吸収層
を上記所望パターン形状に残留させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フォトリソグラフィに
よる微細加工技術が確立されている半導体を基体とし
て、赤外線吸収効率の良い赤外線吸収層を、半導体基体
から熱的に良好に分離されたダイアフラム構造に形成さ
せる赤外線吸収層の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】赤外線検知素子には、冷却を必要とする
量子形と、冷却を必要としない熱形の２種類がある。入
射した赤外線を検出する熱形赤外線検知素子には、焦電
形やサーモパイル形、ボロメータ形がある。また、入射
赤外線を有効利用するために、熱分離構造、すなわち、
半導体基板から熱的に分離されたダイアフラム構造を用
いている。赤外線吸収効率の非常に優れた材料として、
金属黒膜とくに金黒膜がある。高い赤外線吸収効率を有
する金属黒膜は、低い真空度のもとで薄膜形成技術によ
り形成されるが、その特徴は下記の如くである。（Ａ）状態が微視的に樹枝状である。（Ｂ）赤外線吸収が非常に良い。（Ｃ）段差被覆性が良い。（Ｄ）下地との密着性が悪い。（Ｅ）膜強度が弱い。（Ｆ）膜密度が低い。これらの特徴を有する金属黒膜の赤外線吸収機能を確保
するには、ある程度の厚さが必要である。例えば金黒膜
の場合、９０％以上の赤外線吸収効率を得るためには約
３μｍ以上の厚さが必要である。

【０００３】従来からの赤外線吸収層の形成方法として
は、前記金属黒膜の場合、金属マスクを用いてパターン
化する方法が、また、赤外線吸収性の比較的良いＮｉＣ
ｒ膜（通常の特性を有する金属膜）などの場合、公知の
感光性樹脂膜（以下、フォトレジストとよぶ）を用いる
フォトリソグラフィ技術によりパターン化する技術が利
用されている。後者の場合のフォトリソグラフィ技術の
一例として、リフトオフ法の従来の工程を、図８に示し
てある。図（ａ）に示すように酸化膜（例えばＳｉＯ₂
膜）またはシリコン窒化膜８０が形成された半導体基板
１の上に、図（ｂ）に示すようにフォトレジスト８１を
塗布し、フォトリソグラフィ技術により図（ｃ）に示す
ようにフォトレジストパターン（又はフォトレジスト開
口部）８２を形成する。次に、図（ｄ）に示すようにＮ
ｉＣｒ膜８３を真空蒸着法などの薄膜形成技術で全面に
形成させ、図（ｅ）に示すようにフォトレジスト剥離液
でフォトレジストパターンを除去し、ＮｉＣｒ膜のパタ
ーンを形成させる。

【０００４】しかし、上記のようなリフトオフ法による
赤外線吸収層のパターン形成法は、図（ｄ）に示すよう
に、ＮｉＣｒ膜８３の厚さがフォトレジスト膜８１の厚
さより薄く、段差部においてフォトレジスト膜へレジス
ト剥離液（エッチング液）が浸透できる開口部８４が存
在することが必要である。例えばＮｉＣｒ膜の場合、そ
の赤外線吸収率は、６０ｎｍ以下の厚さで約７０％で、
６０ｎｍ以上では反射が多くなり約５０％と低くなるた
め、薄い膜で赤外線吸収が可能であり、赤外線吸収層厚
とフォトレジスト膜厚の差が著しく異なり、リフトオフ
法による赤外線吸収層のパターン化を可能にする。なお
上記以外に、フォトレジストパターンを利用して金属膜
をエッチングして除去する赤外線吸収層のパターン化法
もある。

【０００５】しかし、通常の金属膜は、前述のように表
面での赤外線反射が多く、赤外線吸収率が高い金属黒膜
（例えば金黒膜の場合９０％以上である）と比較すると
赤外線吸収効率が低い。このため、赤外線吸収層として
赤外線吸収性に優れた金属黒膜（例えば金黒膜）のパタ
ーン形成が重要であるが、従来は金属マスクを利用する
パターン形成法が用いられているだけであった。しか
し、この方法では、精度確保が難しく、赤外線吸収層の
微細パターン形成は困難であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の赤外線吸収層を
形成する方法には、下記の問題があった。（Ａ）ＮｉＣｒ膜などのような黒色をした通常の強度と
密度を有する金属膜の場合、表面状態が滑らかで、表面
での赤外線反射が大きく、赤外線吸収効率を約７０％以
上にすることができない。（Ｂ）赤外線吸収効率の最も優れた金属黒膜たとえば金
黒膜のような特性の膜を赤外線吸収層として用いる場
合、必要な膜厚を確保することは、露光条件等の制約か
ら困難であり、赤外線吸収層のパターン形成が難しい。（Ｃ）金属マスクを用いて金属黒膜をパターン化する従
来の方法では精度の確保や微細化が困難である。これらのことから、従来技術による赤外線吸収効率の優
れた金属黒膜たとえば金黒膜のパターン形成は技術的に
困難であった。

【０００７】本発明は上記のような従来の問題を解消
し、赤外線吸収効率が良好な赤外線吸収層たとえば金属
黒膜を、所望パターン形状に高精度で形成させることが
できる赤外線吸収層の形成方法を提供することを課題と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、半導体基板の一主面の全面に直接
または下地膜を介して犠牲層を形成させ、次に犠牲層が
部分的に除去された開口部を所望パターン形状に形成さ
せた後、微視的に樹枝状多孔質でエッチング液を下方へ
浸透させ易い赤外線吸収層により全面を被覆させ、その
後さらに、ウェットエッチングにより下の犠牲層ごと赤
外線吸収層をリフトオフ除去することにより赤外線吸収
層が上記所望パターン形状に上記半導体基板の一主面に
直接または下地膜を介して残留して被覆するようにし
た。

【０００９】

【作用】上記のような手段を採れば、たとえ赤外線吸収
層の厚さが犠牲層のパターン形成段差部よりも大きく、
もし赤外線吸収層が通常の金属膜たとえばＮｉＣｒ膜で
あったならばエッチング液が開口部周縁の段差部から赤
外線吸収層の所望パターン外の部分の赤外線吸収層の下
の犠牲層まで浸透するのが困難な場合であっても、本発
明に係る赤外線吸収層は微視的に樹枝状多孔質であるか
ら、本発明によれば赤外線吸収層自体をエッチング液が
下方の犠牲層まで浸透してエッチングを行ない、犠牲層
を下方の半導体基板またはその上に形成させた下地膜か
ら剥離させ、犠牲層はその上に形成された赤外線吸収層
もろともリフトオフされ除去される。このように本発明
に係る赤外線吸収層は微視的に樹枝状多孔質で赤外線を
殆ど反射しないから赤外線吸収効率は極めて良好であ
り、しかも上記のように赤外線吸収膜自体がエッチング
液を下方へ浸透させ易いという性質を利用してリフトオ
フ法により所望パターン部以外の個所の赤外線吸収層を
除去するのであるから、赤外線吸収層を赤外線吸収効率
が高くなるように十分厚くしたために、赤外線吸収層の
厚さが、たとえ犠牲層の膜厚より厚くなったとしても、
ウェットエッチングにより正確なパターン形状を有する
赤外線吸収層を形成させることができる。以上のように
本発明によれば、極めて良好な赤外線吸収効率を有する
赤外線吸収層を、高精度で所望パターン形状に形成させ
ることが可能になるので、赤外線検知素子の感度向上に
寄与することができる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の第１実施例の工程手順を説明
するための図である。図（ａ）に示すように半導体基板
１の一主面上全面に、アモルファスシリコン膜またはポ
リシリコン膜またはシリコン酸化膜またはシリコン窒化
膜または金属膜を下地膜２として薄膜形成技術により形
成させる。下地膜２の不必要な領域はフォトリソグラフ
ィ技術によりエッチングして除去しても良い。次に図
（ｂ）に示すように厚さ２μｍ程度の犠牲層３を形成さ
せる。犠牲層としては、例えばフォトレジスト膜または
ポリシリコン膜または高濃度のＰ₂Ｏ₃を含有するフォス
フォラスシリケートグラス（ＰＳＧ）膜などを用いる。
適切な犠牲層の厚さは、犠牲層エッチング液が犠牲層と
赤外線吸収層の下地をエッチングする速度の選択比に関
係し、犠牲層エッチング除去時間から考慮する。たとえ
ば、７.６モル％の高濃度のＰ₂Ｏ₃を含むＰＳＧ膜とプ
ラズマＣＶＤ法で成膜されたシリコン窒化膜の組合せの
場合、ＮＨ₄Ｆ：ＣＨ₃ＣＯＯＨ：Ｈ₂Ｏ＝１：１：１の
容積比で混合したエッチング液を用いると、ＰＳＧ膜と
シリコン窒化膜とのエッチング速度の選択比は約８０で
ある。ＰＳＧ膜の厚さを厚くするとエッチングで除去す
る時間が長くなり、赤外線吸収層のパターン形成に支障
を来す。この組合せの場合、ＰＳＧ膜の厚さとして２μ
ｍ程度を用いている。

【００１１】次に、犠牲層に、フォトリソグラフィ技術
およびエッチングにより、図（ｃ）に示すように開口部
４を設ける。半導体基板１の全面に図２に示すような、
犠牲層エッチング液が浸透し易い赤外線吸収層５例えば
金黒膜を、図（ｄ）に示すように真空蒸着法により形成
する。金黒膜を形成する際には、真空度１.２〜３.０Ｔ
ｏｒｒ程度の低い真空度の不活性ガス例えば窒素雰囲気
中で成膜すると赤外線吸収率の良い膜が得られる。真空
度２Ｔｏｒｒ前後で重量が１平方センチメートル当り２
００μｇ以上である赤外線吸収層たとえば金黒膜である
ことが好ましい。次に犠牲層エッチング液に浸漬して、
エッチング液が赤外線吸収層の下部まで浸透し、犠牲層
の上面から均一にエッチングされ、不要領域の赤外線吸
収層をエッチング除去し、図（ｅ）に示すように赤外線
吸収層のパターン形成を行う。

【００１２】ここで、赤外線吸収層のパターン形成の機
構について説明する。図２（ａ）は赤外線吸収層の一例
として用いる金黒膜表面のＳＥＭ（走査電子顕微鏡）写
真を、図２（ｂ）は金黒膜断面のＳＥＭ写真を、それぞ
れ２値画像として示す図である。この場合の金黒膜は真
空度２Ｔｏｒｒの窒素雰囲気中で真空蒸着法により形成
されたもので、両写真とも倍率１０，０００倍で撮影さ
れている。表面写真を見ると、ミクロ的な金黒樹枝が１
μｍ前後の間隔で形成され、金黒樹枝の隙間から犠牲層
エッチング液が浸透できる構造となっている。また、断
面写真から、金黒樹枝は半導体基板の上方に成長してお
り、立体的にも隙間の多い構造になっていることが判
る。このように、金黒膜は到る所で犠牲層エッチング液
が下部まで浸透できる形状になっている。このため、犠
牲層エッチングは其の開口部側から開始されるよりは、
犠牲層全体の上面から均一に開始され、金黒膜のような
構造の赤外線吸収層のパターン形成を可能にしている。
赤外線吸収層の厚さが犠牲層より厚い場合でも犠牲層の
エッチング除去が可能である。赤外線吸収層の材料の一
例として金黒について述べたが、Ｂｉ黒またはＮｉ黒ま
たはＮｉＰ黒またはＰｔ黒などの、赤外線吸収効率が良
く、ミクロ的に樹枝状の形状の膜で、犠牲層のエッチン
グ液に耐性のある材料であれば、との材料でも差支えな
い。

【００１３】図３は本発明の第２実施例の工程手順を示
す図である。図３（ａ）に示すように、半導体基板１の
一主面上全面にアモルファスシリコン膜またはポリシリ
コン膜またはシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜また
は金属膜を下地膜２として薄膜形成技術により形成させ
る。下地膜２の不必要な領域はフォトリソグラフィ技術
によりエッチングにより除去してもよい。次に、全面に
厚さ１μｍ以下の犠牲層を薄膜形成技術により形成させ
る。次に赤外線吸収層を所望のパターンに形成する周辺
端部近辺以外の犠牲層をフォトリソグラフィ技術により
エッチングして除去し、図３（ｂ）に示すように、犠牲
層３０を形成する。犠牲層３０としては、例えば下地膜
２がシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜または金属膜
のときはアモルファスシリコン膜またはポリシリコン膜
または金属膜（例えばアルミニウム膜）を用い、下地膜
２がアモルファスシリコン膜またはポリシリコン膜のと
きは金属膜、例えばアルミニウム膜を用いる。

【００１４】次に、第１実施例の厚さ２μｍ程度の犠牲
層３を形成させ、フォトリソグラフィ技術およびエッチ
ングにより、図３（ｃ）に示すように、開口部を設け
る。次に犠牲層３０をウエットエッチング除去し、犠牲
層３０の開口部近辺をオーバハングの形状３１にする。
次に図３（ｄ）に示すように、オーバハングの形状３１
の犠牲層３が形成されている半導体基板全面に赤外線吸
収層５を薄膜形成技術により形成する。最後に犠牲層エ
ッチング液に浸漬して、図３（ｅ）に示すように、犠牲
層３の上面から均一にエッチングすることにより、赤外
線吸収層のパターン形成が行なわれる。

【００１５】図４は本発明の第３実施例の工程手順を示
す図である。半導体基板１の一主面上に図（ａ）に示す
ように下地膜２としてアモルファスシリコン膜またはポ
リシリコン膜またはシリコン酸化膜またはシリコン窒化
膜または金属膜を薄膜形成技術により全面に形成させ
る。アモルファスシリコン膜またはポリシリコン膜また
はシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜または金属膜な
どの下地膜２の不必要な領域はフォトリソグラフィ技術
およびエッチングで除去しても良い。次に、図（ｂ）に
示すように犠牲層エッチング液で除去される速度の速い
犠牲層４０と除去される速度の遅い犠牲層４１を形成さ
せて、エッチング速度の異なる複数層の犠牲層とする。
次に、犠牲層をフォトリソグラフィ技術およびエッチン
グにより除去し、開口部を設ける。この犠牲層のエッチ
ング除去時、下部の犠牲層が速く、上部の犠牲層が遅く
エッチングされるため、図（ｃ）に示すように赤外線吸
収層を形成させる領域、すなわち犠牲層の開口部の段差
形状をオーバハング４２にすることができる。更に赤外
線吸収層５例えば金黒膜を、真空蒸着法で図（ｄ）に示
すように全面に形成させる。最後に犠牲層エッチング液
に浸漬して、図（ｅ）に示すように犠牲層の上面から均
一にエッチングが開始され、赤外線吸収層のパターン形
成が行なわれる。このように犠牲層を複数層にすること
により、パターン形成のための犠牲層開口部での赤外線
吸収層５の段切れが良くなっている。

【００１６】例えば、犠牲層がポリシリコン膜の場合、
下部犠牲層にはノンドープ又はドープしたポリシリコン
膜、上部犠牲層には高濃度のボロンをドープしたポリシ
リコン膜を組合せた犠牲層として、シリコンエッチング
液でエッチング除去し、犠牲層がシリケート膜の場合、
下部犠牲層には高濃度のＰ₂Ｏ₃を含むＰＳＧ膜またはノ
ンドープシリケートグラス（ＮＳＧ）膜またはボロンフ
ォスフォシリケートグラス（ＢＰＳＧ）膜などの薄膜を
組合せた犠牲層として、シリケート膜エッチング液たと
えばＨＦ：ＨＮＯ₃：Ｈ₂Ｏ＝３：２：６０の容積比で混
合したＰエッチ液またはＮＨ₄Ｆ：ＣＨ₃ＣＯＯＨ：Ｈ₂
Ｏ＝１：１：１の容積比で混合したエッチング液に浸漬
してエッチング除去し、犠牲層の開口部の段差形状をオ
ーバハングにする。

【００１７】図５は本発明の第４実施例の工程手順を示
す図である。第１〜第３実施例で、アモルファスシリコ
ン膜またはポリシリコン膜またはシリコン酸化膜または
シリコン窒化膜または金属膜よりなる赤外線吸収層下地
膜５０を形成させる工程に、下地膜に部分的に穴またな
溝を設ける工程を加える。工程について説明する。ま
ず、半導体基板１の一主面上に形成された下地膜５０を
フォトリソグラフィ技術およびエッチングにより部分的
に開口し、図５（ａ）に示すように穴または溝５１を作
る。次に、犠牲層エッチング液で除去される速度の速い
犠牲層４０と除去される速度の遅い犠牲層４１を形成し
て、図５（ｂ）に示すようにエッチング速度の異なる複
数層よりなる犠牲層とする。次に、犠牲層開口部をフォ
トリソグラフィ技術およびエッチングにより除去し、図
５（ｃ）に示すように開口部の段差形状をオーバハング
４２にした犠牲層を設ける。さらに赤外線吸収層５例え
ば金黒膜を図５（ｄ）に示すように真空蒸着法で全面に
形成させる。最後に犠牲層エッチング液に浸漬して、上
面から均一に犠牲層がエッチングされ、図５（ｅ）に示
すように赤外線吸収層のパターン形成を行なう。

【００１８】図６は本発明の第５実施例の工程手順を示
す図である。第１〜第４実施例の赤外線吸収層下地のア
モルファスシリコン膜またはポリシリコン膜またはシリ
コン酸化膜またはシリコン窒化膜または金属膜を形成す
る工程で、第４実施例で用いた犠牲層エッチング液で除
去される速度の速い層６０を形成させ、次にその上に、
アモルファスシリコン膜またはポリシリコン膜またはシ
リコン酸化膜またはシリコン窒化膜または金属膜よりな
る下地膜６１を形成させ、この膜をフォトリソグラフィ
技術およびエッチングにより部分的に除去して穴または
溝６２を設けている。

【００１９】工程について説明する。まず、半導体基板
１の一主面上に犠牲層エッチング液で除去される速度の
速い層６０を、次にこの層の上にアモルファスシリコン
膜またはポリシリコン膜またはシリコン酸化膜またはシ
リコン窒化膜または金属膜よりなる下地膜６１を形成さ
せる。この下地膜６１をフォトリソグラフィ技術および
エッチングにより部分的に除去して、図６（ａ）に示す
ように複数個の穴または複数本の溝６２を作る。次に、
第４実施例で示したように、犠牲層除去液で除去される
速度の速い犠牲層４０と犠牲層除去液で除去される速度
の遅い犠牲層４１を形成して、図６（ｂ）に示すよう
に、エッチング速度の異なる複数層よりなる犠牲層を作
る。次に、図６（ｃ）に示すように、犠牲層の開口部を
フォトリソグラフィ技術およびエッチングにより除去
し、犠牲層の段差４２と、アモルファスシリコン膜また
はポリシリコン膜またはシリコン酸化膜またはシリコン
窒化膜または金属膜よりなる下地膜６１の穴または溝６
２の下部段差をオーバハング６２にする。さらに図６
（ｄ）に示すように赤外線吸収層５例えば金黒膜を真空
蒸着法により全面に形成させる。最後に犠牲層エッチン
グ液に浸漬して、図６（ｅ）に示すように、上面から均
一に犠牲層４０、４１と、アモルファスシリコン膜また
はポリシリコン膜またはシリコン酸化膜またはシリコン
窒化膜または金属膜よりなる下地膜６１の下部の層がエ
ッチング除去され、赤外線吸収層５のパターン形成が行
なわれる。

【００２０】図７は赤外線吸収層のパターン化のための
犠牲層のエッチング除去の方法を説明する図である。全
面に赤外線吸収層が成膜されている実施例１〜５の構造
の半導体基板７１を犠牲層エッチング液のゆっくりした
流れ７３の中に浸漬し、赤外線吸収層のパターン形成を
行なっている。なお、図７中、７０はエッチング槽、７
２は犠牲層エッチング液である。犠牲層エッチング液の
流れの速度は、例えばスターラを用いる場合には毎分３
００回転程度の流れの速度である。犠牲層エッチング液
が静止していても赤外線吸収層のパターン形成はできる
が、犠牲層エッチング液が流れている方がエッチング除
去が容易になる。しかし、流れが速すぎると残したい領
域の赤外線吸収層も除去されてしまう。

【００２１】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、微視的に樹枝状で赤外線吸収が非常に良く、密着性
が悪く密度が低く強度が弱いなどの特性を有する赤外線
吸収層たとえば金黒膜のパターン形成を、その微視的に
樹枝状多孔質な構造を利用して犠牲層エッチング液を赤
外線吸収層から下部まで浸透させ、犠牲層の全面を均一
にエッチング除去することにより行なうので、赤外線吸
収層の厚さを犠牲層の厚さより厚くしても正確なパター
ン形成ができる。赤外線吸収層の下地としてアモルファ
スシリコン膜またはポリシリコン膜またはシリコン窒化
膜または金属膜を用いると犠牲層とのエッチング速度の
選択比を確保できる。さらに、金属膜の場合、赤外線吸
収層との密着性を向上できる。このような赤外線吸収層
を用いると、赤外線検知素子の感度を著しく向上でき
る。

【００２２】第２実施例特有の効果は、犠牲層のオーバ
ハング部を寸法で大きくすることが出来る。このため、
真空蒸着法で金属黒膜を形成するときの蒸気の回り込み
を少なくし、パターン形成のための赤外線吸収層の断切
れを良くすると共に、パターンの精度を高め、パターン
形成を容易にする。

【００２３】第３実施例特有の効果は、犠牲層開口部の
段差形状をオーバハングにすることができ、パターン形
成に際し赤外線吸収層の段切れを良くし、パターンの精
度を高め、その形成を容易にする。また、エッチング除
去される速度の異なる複数層の犠牲層、すなわち下部犠
牲層のエッチング速度が上部犠牲層のエッチング速度よ
りも速い犠牲層を用いると、犠牲層のパターン形成が１
回で済み、しかも犠牲層開口部の段差を逆テーパにする
ことが出来、パターン形成のための赤外線吸収層の断切
れを良くし、パターン形成が容易になる。なお、第２の
実施例と共に用いると、さらに効果が上がる。

【００２４】第４実施例特有の効果は、赤外線吸収層の
下地のアモルファスシリコン膜またはポリシリコン膜ま
たはシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜または金属膜
に複数個の部分的な穴または複数本の溝を形成させたこ
とにより赤外線吸収層の機械的密着性が向上し、赤外線
吸収層のパターン形成工程の歩留まりを高めることがで
きる。

【００２５】第５実施例特有の効果は、第４実施例特有
の効果に加え、赤外線吸収層の下地のアモルファスシリ
コン膜またはポリシリコン膜またはシリコン酸化膜また
はシリコン窒化膜または金属膜に設けた複数個の部分的
な穴または複数本の溝の下部をエッチング除去し、其処
の段差をオーバハングさせることにより赤外線吸収層の
機械的密着性を更に向上させ、機械的剥がれを防止し、
赤外線吸収層のパターン形成工程の歩留まりを更に高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の工程手順を説明するため
の断面図である。

【図２】（ａ）は赤外線吸収層として用いる金黒膜の表
面の電子顕微鏡写真を、（ｂ）は金黒膜断面の電子顕微
鏡写真を、それぞれ２値画像にして示す図である。

【図３】本発明の第２実施例の工程手順を説明するため
の断面図である。

【図４】本発明の第３実施例の工程手順を説明するため
の断面図である。

【図５】本発明の第４実施例の工程手順を説明するため
の断面図である。

【図６】本発明の第５実施例の工程手順を説明するため
の断面図である。

【図７】赤外線吸収層のパターン化のために、エッチン
グ液の流れの中で、犠牲層をエッチング除去する本発明
に係るエッチング方法を説明する断面図である。

【図８】赤外線吸収性が比較的よくて薄いＮｉＣｒ膜な
どを、フォトリソグラフィ技術のリフトオフ法によりパ
ターン化する、従来からの工程手順を説明するための断
面図である。

【符号の説明】

１…半導体基板２…アモルファスシリコン膜またはシリコン窒化膜また
はシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜または金属膜よ
りなる下地膜３…犠牲層４…犠牲層の開口部５…微視的に樹枝状多孔質の赤外線吸収層３０…犠牲層３１…犠牲層のオーバハング４０…エッチング除去される速度が速い犠牲層４１…エッチング除去される速度が遅い犠牲層４２…犠牲層開口部の段差形状のオーバハング５０…アモルファスシリコン膜またはシリコン窒化膜ま
たはシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜または金属膜
よりなる下地膜５１…アモルファスシリコン膜またはシリコン窒化膜ま
たはシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜または金属膜
よりなる下地膜に設けられた複数の穴または溝６０…エッチング除去される速度が速い犠牲層６１…アモルファスシリコン膜またはシリコン窒化膜ま
たはシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜または金属膜
よりなる下地膜６２…犠牲層開口部の段差形状のオーバハング７０…エッチング槽７１…半導体基板７２…犠牲層エッチング液７３…犠牲層エッチング液の流れ８０…アモルファスシリコン膜またはシリコン窒化膜ま
たはシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜８１…フォトレジスト８２…フォトレジストパターン又はフォトレジスト開口
部８３…赤外線吸収用ＮｉＣｒ膜８４…フォトレジストとＮｉＣｒ膜との開口部段差

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微細加工技術が確立された半導体を基体と
する赤外線検知素子を製作するために、半導体基板の一
主面の全面に直接または下地膜を介して犠牲層を形成さ
せ、次に犠牲層が部分的に除去された開口部を所望パタ
ーン形状に形成させた後、微視的に樹枝状多孔質でエッ
チング液を下方へ浸透させ易い赤外線吸収層により全面
を被覆させ、その後さらに、ウェットエッチングにより
下の犠牲層ごと赤外線吸収層をリフトオフ除去すること
により赤外線吸収層が上記所望パターン形状に上記半導
体基板の一主面に直接または下地膜を介して残留被覆す
るようにしたことを特徴とする赤外線吸収層の形成方
法。
【請求項２】下地膜の少なくとも上表面部はアモルファ
スシリコン膜またはポリシリコン膜またはシリコン酸化
膜またはシリコン窒化膜または金属膜よりなることを特
徴とする請求項１記載の赤外線吸収層の形成方法。
【請求項３】犠牲層の開口部周辺がオーバハングである
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の赤外線
吸収層の形成方法。
【請求項４】犠牲層に形成された開口部内の下地膜が部
分的に除去されていることを特徴とする請求項２記載の
赤外線吸収層の形成方法。
【請求項５】犠牲層は、半導体基板側から上方へ順次、
ウェットエッチングにより除去される速度が、早い層
と、遅い層の、複数層よりなりことを特徴とする請求項
１〜請求項４のいずれか１項に記載の赤外線吸収層の形
成方法。
【請求項６】犠牲層がシリケート膜であることを特徴と
する請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の赤外線
吸収層の形成方法。
【請求項７】エッチング液を流動させながら犠牲層をウ
ェットエッチングして所望パターン形状の赤外線吸収層
を形成させることを特徴とする請求項１〜請求項６のい
ずれか１項に記載の赤外線吸収層の形成方法。
【請求項８】赤外線吸収層が金黒膜であることを特徴と
する請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の赤外線
吸収層の形成方法。
【請求項９】赤外線吸収層の金黒膜を真空度１.２〜３.
０Ｔｏｒｒの不活性ガス雰囲気中で真空蒸着法により形
成させることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれ
か１項に記載の赤外線吸収層の形成方法。