JPH10288550A - 熱型赤外線センサ及び固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構造で、検出信号のＳ／Ｎ比を大きく
することができる熱型赤外線センサ及びこれを用いた固
体撮像装置を提供する。 【解決手段】 シリコン基板３１の上面３１Ａに空隙Ｓ
を介して赤外線受光部３０Ａが形成され、該シリコン基
板３１の下面３１Ｂが鏡面研磨されている。この下面３
１Ｂは、受光面として機能する。又、下面３１Ｂには光
学層３７が形成され、この光学層３７に、ロングパス・
フィルタ、ショートパス・フィルタ、バンドパス・フィ
ルタ、及び／又は反射防止膜としての機能を持たせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱型赤外線センサ
に関し、特にマイクロブリッジ構造の熱型赤外線センサ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】入射した赤外線のフォトンエネルギーを
吸収して温度が変化する赤外線受光部と、該赤外線受光
部の物性値を示す電気信号を半導体基板上の読出回路に
送るための配線部とを具えた熱型赤外線センサが公知で
ある。かかる熱型赤外線センサにあっては、入射赤外線
の強さに応じて赤外線受光部の物性値（例えば、抵抗
値）が応答よく変化する程、センサ感度が高くなる。

【０００３】このため従来より、図７に示すように、赤
外線受光部２Ａと半導体基板１との間の熱コンダクタン
スを小さくするために、赤外線受光部２Ａと半導体基板
１との間に空隙Ｓを設けるようにしたマイクロブリッジ
構造の熱型赤外線センサ２が提案されている。このマイ
クロブリッジ構造の熱型赤外線センサ２では、赤外線受
光部２Ａがボロメータを構成する物質にて形成されると
共に、該赤外線受光部２Ａがこれに連なる２つの架橋部
２Ｃ，２Ｃによって半導体基板１上に空隙Ｓを設けて配
置されている。尚、図７中、符号４は架橋部２Ｃ，２Ｃ
に形成された配線であり、符号５はマイクロブリッジ構
造を形成する窒化シリコン膜である。

【０００４】又、図８に示すように、半導体基板１に凹
部１Ａを設けて、赤外線受光部３Ａと半導体基板１との
間の熱コンダクタンスを小さくすべく、赤外線受光部３
Ａと半導体基板１との間に空隙Ｓを設けたダイヤフラム
構造の熱型赤外線センサ３も提案されている。尚、図８
中、符号６は配線、符号７は窒化シリコン膜である。こ
のような構造の熱型赤外線センサ２，３は、赤外線受光
部２Ａ，３Ａと半導体基板１との間に空隙Ｓが設けられ
ているため、赤外線受光部を直付けするタイプの他の熱
型赤外線センサ（図示省略）に比べて、赤外線受光部２
Ａ，３Ａから半導体基板１への熱の伝導率が低くなりセ
ンサ感度が向上する。尚、図７，図８中、符号２Ｄ，３
Ｄは、赤外線受光部２Ａ，３Ａを透過した赤外線を再び
該赤外線受光部２Ａ，３Ａに戻すための反射膜である。

【０００５】上記した構成の熱型赤外線センサ２，３
は、図９に示すように、固体撮像装置１０に取り付けら
れて、赤外線ビデオカメラ２０に搭載される。尚、図９
は熱型赤外線センサ２を固体撮像装置１０内に配置した
ものを示し、同図では、模式的に１つの熱型赤外線セン
サ２のみ図示している。赤外線ビデオカメラ２０では、
対物レンズ２４を介して入射してきた赤外線が固体撮像
装置１０内の熱型赤外線センサ２によって検知されるよ
うになっていた。

【０００６】ところで、上記固体撮像装置１０では、熱
型赤外線センサ２，２…が形成された半導体基板１は温
度調整部（電子冷却装置）１２に取り付けられて、入射
してきた赤外線のフォントエネルギーが、熱型赤外線セ
ンサ２の赤外線受光部２Ａの温度変化として精度よく現
れるようにしている。又、上記構成の赤外線ビデオカメ
ラ２０では、前記固体撮像装置１０は、真空容器１０Ａ
によって真空断熱され、上記入射した赤外線による温度
変化を、当該赤外線受光部２Ａで更に精度よく検出でき
るようにしていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、赤外線
ビデオカメラ２０では、対物レンズ２４を介して、鏡筒
２１内に入射してきた赤外線によって、熱型赤外線セン
サ２，２…を取り囲む装置（例えば図９の真空容器１０
Ａ、フィルタ１４等）の温度が上昇することがある。

【０００８】このように、熱型赤外線センサ２，２…を
取り囲む装置の温度が上昇すると、その温度上昇によっ
て余分な赤外線（背景光成分）が発生し、この赤外線
が、当該赤外線受光部２Ａの余分な温度上昇を引き起こ
す。しかして、この背景成分に係る赤外線が、被写体か
らの赤外線の強さを示す信号にノイズとして現れＳ／Ｎ
比が小さくなり、被写体からの赤外線の強度を正確に検
知することができなくなる。

【０００９】特に、赤外線の光軸Ｌ１上に配置されたフ
ィルタ１４の温度上昇が、当該熱型赤外線センサ２の検
出信号のＳ／Ｎ比を小さくする大きな要因となってい
た。このため、従来は、図９に示しているように固体撮
像装置１０において、真空容器１０Ａの内側にアパーチ
ャを有する遮蔽部材１３を設けると共に、この遮蔽部材
１３を、前記した温度調整部（電子冷却装置）１２に取
り付けて、真空容器１０Ａ内で発生する余分な赤外線
（特にフィルタ１４から発生する赤外線）が、当該赤外
線受光部２Ａに入射しないようにすることが試みられて
いた。

【００１０】しかし、遮蔽部材１３を設けても、フィル
タ１４から生じる赤外線（背景成分）による影響を十分
に除去できなかった。又、このように遮蔽部材１３を設
けるとその分、部品点数が増えて固体撮像装置１０、赤
外線ビデオカメラ２０のコスト高を招くことにもなる。
又、上記固体撮像装置１０に形成される、マイクロブリ
ッジ構造の熱型赤外線センサ２，２…は、断熱効果を高
めるためその架橋部２Ｃ，２Ｃ（図７）が細く形成され
ておりその強度が低い。このため、当該固体撮像装置２
０の赤外線ビデオカメラへの組立作業時等において、そ
の取り扱いに注意を払わなければならなかった。

【００１１】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、第１の目的は、簡易な構造で、検出信号のＳ／Ｎ
比を大きくすることができる熱型赤外線センサを提供す
ることである。又、第２の目的は、簡易な構造で、検出
信号のＳ／Ｎ比を大きくすることができ、しかも、赤外
線ビデオカメラ等への取付時にその取り扱いが容易な固
体撮像装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、半導体基板の上面に空隙
を介して赤外線受光部を形成し、該半導体基板の下面を
鏡面研磨し、該鏡面研磨された下面に反射防止膜を形成
したものである。

【００１３】又、請求項２に記載の発明は、半導体基板
の上面に空隙を介して赤外線受光部を形成し、該半導体
基板の下面を鏡面研磨し、該鏡面研磨された下面にフィ
ルタを構成する膜を形成したものである。又、請求項３
に記載の発明は、前記フィルタを構成する膜に、反射防
止膜としての機能を持たせたものである。

【００１４】又、請求項４に記載の発明は、前記空隙を
介して形成された赤外線受光部の直下の半導体基板に反
射防止膜を形成したものである。又、請求項５に記載の
発明は、前記赤外線受光部に、ショットキーバリアダイ
オードを形成したものである。又、請求項６に記載の発
明は、請求項１から請求項４の何れかに記載の熱型赤外
線センサの前記半導体基板を、一端が閉塞された筒状の
保持部材に、該保持部材の他端を閉塞するように、且つ
前記鏡面研磨された下面が外側を向くようにして配置
し、該筒状の保持部材と前記半導体基板とで画成された
空間を略真空に保持したものである。

【００１５】（作用）上記請求項１の発明によれば、上
面にマイクロブリッジ構造の熱型赤外線センサが形成さ
れた半導体基板において、その下面を、当該熱型赤外線
センサにて検出される赤外線の入射面とすることができ
る。又、請求項２の発明によれば、当該熱型赤外線セン
サにて検出可能な赤外線の波長の帯域を、半導体基板の
下面に形成されたフィルタで制限することができる。

【００１６】又、請求項３の発明によれば、１つの膜
で、フィルタと反射防止膜とが達成され、これを用いた
固体撮像装置の構造が簡略になる。又、請求項４の発明
によれば、当該熱型赤外線センサの赤外線受光部に効率
よく赤外線を入射させることができる。又、請求項５の
発明によれば、精度よく赤外線を検知することができ
る。

【００１７】又、請求項６の発明によれば、簡単な構成
で、所望の帯域の赤外線のみを精度よく検出できる固体
撮像装置が達成できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
添付図面を参照して説明する。尚、この第１の実施形態
は、請求項１から請求項６に対応する。

【００１９】先ず、熱型赤外線センサ３０の構造につい
て、図１を用いて説明する。熱型赤外線センサ３０は、
同図に示すように、赤外線受光部３０Ａが、シリコン基
板３１上で架橋部３０Ｃで支持されたマイクロブリッジ
構造となっている。この熱型赤外線センサ３０では、シ
リコン基板３１の上面３１Ａに赤外線受光部３０Ａが形
成され、その下面３１Ｂが赤外線の入射面３０Ｂとなっ
ている。

【００２０】この入射面３０Ｂは、フィルタ（ロングパ
ス・フィルタ、ショートパス・フィルタ、バンドパス・
フィルタ）及び／又は反射防止膜として機能する光学層
３７にて構成されている。又、前記赤外線受光部３０Ａ
の直下のシリコン基板３１上には、前記入射面３０Ｂか
ら前記赤外線受光部３０Ａに至る赤外線の反射を、その
界面で防止するための酸化シリコン膜３０Ｄ及び窒化シ
リコン膜３２が形成されている。

【００２１】このようなマイクロブリッジ構造の熱型赤
外線センサ３０は、赤外線受光部３０Ａとシリコン基板
３１との間に設けられた空隙Ｓにより、赤外線受光部３
０Ａとシリコン基板３１との断熱構造が得られている。
しかして、一定の強さの赤外線が入射した際、赤外線受
光部３０Ａの温度変化が大きくなる。又、赤外線受光部
３０Ａには、温度センサ部として用いられるショットキ
ーバリアダイオード（以下「ＳＢＤ」と略記する。）が
形成されている。このＳＢＤは、赤外線受光部３０Ａに
入射した赤外線の強さに応じて当該赤外線受光部３０Ａ
の温度が変化したときに、この温度変化に応じてその逆
方向電流の値が変化するものである。しかして、この逆
方向飽和電流の値を検出することにより入射赤外線の強
さを求めることができる。

【００２２】具体的には、熱型赤外線センサ３０は、図
１に示すように、ｎ形のシリコン基板３１の上面３１Ａ
に、酸化シリコン膜３０Ｄが形成されており、該酸化シ
リコン膜３０Ｄを覆うように、その全面に窒化シリコン
膜３２が形成されている。そして、前記酸化シリコン膜
３０Ｄと前記窒化シリコン膜３２とが協働して反射防止
膜として機能する。

【００２３】一方、上記酸化シリコン膜３０Ｄの上方に
は、窒化シリコン膜３３が橋状に形成され、その上面に
多結晶シリコン層３４が形成されている。多結晶シリコ
ン層３４の上面の略中央には、白金シリサイド層３５が
形成され、多結晶シリコン層３４との間でＳＢＤを構成
している。又、多結晶シリコン層３４には、白金シリサ
イド層３５との接合面を囲むように、ｐ形の拡散層から
なるガードリング３４Ｇが形成され、ガードリング３４
Ｇの外側の領域に、ｎ⁺形拡散層３４Ａが形成されてい
る。

【００２４】又、多結晶シリコン層３４の表面には、酸
化シリコン膜３８が形成され、この酸化シリコン膜３８
に設けられたコンタクトホールを介して、チタンからな
る配線３６Ａ，３６Ｂが、各々、上記ガードリング３４
Ｇ、上記ｎ⁺形拡散層３４Ａに電気的に接続されてい
る。そして、これらの全面を覆うように保護膜及び赤外
線吸収層としての窒化シリコン膜３９が形成されてい
る。

【００２５】又、シリコン基板３１には、ｐ⁺形拡散層
（図示省略）が予め形成されており、窒化シリコン膜３
２に設けられたコンタクトホールを介して、各々、上記
配線３６Ａ，３６Ｂに電気的に接続されている。次に、
斯かる構造の熱型赤外線センサ３０，３０…が多数配置
された固体撮像装置５０及びこれを具えた赤外線カメラ
６０について、図２及び図３を用いて説明する。

【００２６】固体撮像装置５０は、図２に示すように、
筐体（保持部材）５１及び多数の熱型赤外線センサ３
０，３０…が設けられたシリコン基板３１によって構成
されている。更にこのセンサユニット５０Ｂには、温度
調整部５２が取り付けられて、当該センサユニット５０
Ｂ全体の温度が、常温に保たれるようになっている。こ
の固体撮像装置５０は、真空封止された真空容器５０Ａ
内に封入されている。

【００２７】固体撮像装置５０は、その筐体５１が、図
２に示すように、断面がコ字型で、一端５１Ａが閉塞さ
れた筒状となっている。そして、筐体５１の他端５１Ｂ
側を閉塞するように、前記シリコン基板３１が、その入
射面３０Ｂ（シリコン基板３１の下面３１Ｂ）が外側
（図中下方）を向くように取り付けられている。このと
き、筐体５１とシリコン基板３１の上面３１Ａとで画成
された空間Ｍは略真空に保たれている。

【００２８】このようにシリコン基板３１の下面３１Ｂ
を筐体５１の外側に向けて取り付けることによって、脆
弱な構造の熱型赤外線センサ３０の赤外線受光部３０Ａ
が、固体撮像装置５０の外面に現れないため、固体撮像
装置５０の真空容器５０Ａ内への封入や、赤外線ビデオ
カメラ６０への取付時の作業が容易になる。又、入射面
３０Ｂでは、その表面が鏡面研磨されたシリコン基板３
１の下面３１Ｂに、光学層３７が形成されている。この
光学層３７は、フィルタ（ロングパス・フィルタ、ショ
ートパス・フィルタ、バンドパス・フィルタ）として機
能するようにその材質、構造が実験的に決定される。こ
の場合、その材質、構造を適宜選択することで、該光学
層３７を反射防止膜として機能させることもできる。

【００２９】この固体撮像装置５０は、図３に示すよう
に、光軸Ｌ１に対して、その入射面３０Ｂが垂直となる
ように、当該赤外線ビデオカメラ６０内に配置されてい
る。この固体撮像装置５０では、その入射面３０Ｂにフ
ィルタとして機能する光学層３７が形成されているた
め、レンズ６４と熱型赤外線センサ３０とを結ぶ光軸Ｌ
１上の窓５４に、別途フィルタを設ける必要がない。

【００３０】又、素子とフィルタが一体に構成されてい
るので、素子温度を一定に制御することにより、フィル
タの温度も一定に制御できる。このようにフィルタの温
度を素子の温度と一緒に制御できると、背景光成分とな
る赤外線の量を一定にすることができ、この結果、赤外
線カメラとしての安定性、再現性の向上を図ることがで
きる。

【００３１】更に、上記一定に制御される素子、フィル
タの温度を、測定対象に比べて低温とすることで、フィ
ルタの温度に起因して該フィルタから発生する背景光成
分を除去することができ、Ｓ／Ｎ比が向上する。又、こ
のような構成とすることで、従来、フィルタの温度制御
のために別個に必要であったフィルタ及びフィルタの固
定具用の温度調整部が不要となり、素子とフィルタの温
度を合わせて制御する分、温度制御の質量を少なくする
ことができる。

【００３２】このことは、温度制御能力の小さい冷却・
加熱手段であっても、当該固体撮像装置の温度制御に利
用できることを意味し、素子のサイズを小さくし、安価
で、信頼性の高い赤外線カメラを提供することができる
ようになる。尚、図２に示すように、筐体５１の凹部５
１Ｃに、アルミ等で反射膜５５を形成し、該反射膜５５
と赤外線受光部３０Ａの表面との間隔ｄを検知する赤外
線の波長λの４分のｎ倍（但しｎは奇数）とすれば、オ
プティカル・キャビティが達成できる。

【００３３】次に、上記構造の熱型赤外線センサ３０の
製造方法について、図４〜図７を用いて説明する。 （１） ｎ形のシリコン基板３１上に、周知の半導体製
造技術によって、熱型赤外線センサ３０の読み出し回路
（図示省略）を予め形成しておき、その後、シリコン基
板３１の表面に酸化シリコン膜を例えば、ＣＶＤ法によ
って０．４μｍの膜厚に形成し、これを周知のホトリソ
グラフィ技術を用いたエッチングにて所望の形状（赤外
線受光部３０Ａに対応する形状）にパターニングして所
望の形状の酸化シリコン膜３０Ｄを形成する。次いで、
その上面に、例えばプラズマＣＶＤ法によって、膜厚が
０．１μｍの窒化シリコン膜３２を形成する。

【００３４】次いで、その上面に液状のシリカ系化合物
を回転塗布し、その後これを焼成して（スピン・オン・
グラス法）ＳＯＧ膜４２を形成する。ここまでの工程で
得られた構造を図４（ａ）に示す。 （２） 上記形成したＳＯＧ膜４２の上面にレジストを
塗布し、これを所望の形状に露光／現像してマスク４３
を作製し、これを用いて、上記ＳＯＧ膜４２をドライエ
ッチングし、所望形状のＳＯＧ膜４２Ａを形成する。こ
こまでの工程で得られた構造を図４（ｂ）に示す。

【００３５】（３） 上記マスク３を除去し、上記形成
されたＳＯＧ膜４２Ａの上面に、上記と同じスピン・オ
ン・グラス法でＳＯＧ膜を再び形成し、続いてエッチン
グバックを行って上記ＳＯＧ膜４２Ａと窒化シリコン膜
３２との間の段差をなくすための傾斜部４４，４４を形
成する。しかして、当該傾斜部４４，４４は、上記ＳＯ
Ｇ膜４２Ａと協働して犠牲層４５を構成する。ここまで
の工程で得られた構造を図４（ｃ）に示す。

【００３６】（４） 上記犠牲層４５を覆うように、例
えばＣＶＤ法で窒化シリコンを０．３μｍの膜厚に形成
し、これをパターニングして所望の形状の窒化シリコン
膜３３を形成する。このパターニングされた窒化シリコ
ン膜３３がマイクロブリッジ構造を構成する。前記窒化
シリコン膜３３の上面に、抵抗率が１×１０¹⁶Ωcmとな
るようにｎ形の不純物が導入された多結晶シリコン膜
を、例えば、ＣＶＤ法で１．０μｍの膜厚に形成し、こ
れをレジストで覆ったのち当該レジストを所望の形状
（赤外線受光部３０Ａの形状）に露光／現像してマスク
を形成し、これを用いたドライエッチングで、赤外線受
光部３０Ａの形状に応じた多結晶シリコン層３４を形成
する。上記レジストを除去した後、熱酸化により、多結
晶シリコン層３４の表面に、０．１μｍの膜厚の酸化シ
リコン膜３８を成長させる。ここまでの工程で得られた
構造を図４（ｄ）に示す。

【００３７】（５） 酸化シリコン膜３８が形成された
多結晶シリコン層３４の上面に所望のマスクを作製し、
これを用いたイオンインプランテーションによりボロン
を注入（注入量は５×１０¹⁵cm^-2）する。上記マスクを
除去した後、再び周知のホトリソグラフィ技術によって
マスクを形成し、これを用いたイオンインプランテーシ
ョンによりヒ素を注入して（注入量は３×１０¹⁵c
m^-2）、当該マスクを除去した後、アニール（９００
℃，１時間）を施して、ガードリング３４Ｇ及びｎ⁺形
拡散層３４Ａを形成する。ここまでの工程で得られた構
造を図５（ｅ）に示す。

【００３８】（６） 次いで、レジストを全面に塗布
し、これを所望の形状に露光／現像して酸化シリコン膜
３８の所望の領域（ＳＢＤが形成される領域に対応）の
みを露出させ、この状態でウェットエッチングを行っ
て、露出している酸化シリコン膜３８を除去する。更
に、その上面に白金シリサイドを例えば、スパック法に
よって０．０１μｍ形成し、その後、上記レジストを除
去して（リフトオフ）、上記所望の領域にのみ白金シリ
サイド膜３５を形成する。ここまでの工程で得られた構
造を図５（ｆ）に示す。

【００３９】（７） 次いで、シリコン基板３１の上面
３１Ａに形成されている窒化シリコン膜３２上にレジス
トを塗布し、これを所望の形状に露光／現像してマスク
を形成し、これを用いたエッチングにより、窒化シリコ
ン膜３２に、シリコン基板３１のｐ⁺形拡散層（図示省
略）に連通するコンタクトホール３２Ａ，３２Ｂを設け
る。次いで、少なくとも酸化シリコン膜３８を覆うよう
にレジストを塗布し、これを露光／現像してマスクを作
製し、これを用いた酸化シリコン膜３８のエッチングに
よって上記ガイドリング３４Ｇ，ｎ⁺形拡散層３４Ａに
連通するコンタクトホールを形成する。上記レジストを
除去した後、その上面にチタン膜を、例えばスパッタ法
によって０．５μｍの膜厚に形成し、これを公知のホト
リソグラフィ技術によって所望の形状にパターニングし
て、配線３６Ａ，３６Ｂを形成する（図５（ｇ））。

【００４０】（８） 次いで、保護膜及び赤外線吸収膜
として、窒化シリコン膜を、例えば、ＣＶＤ法によって
０．３μｍの膜厚に形成し、これを公知のホトリソグラ
フィ技術によってパターニングして、赤外線受光部３０
Ａに対応する領域に所望形状の窒化シリコン膜３９を形
成する。この場合、犠牲層４５は、一旦、当該窒化シリ
コン膜３９によって全面が覆われるが、その後のパター
ニングによって、その一部が再び露出する。

【００４１】次いで、シリコン基板３１の、赤外線受光
部３０Ａに相当する部分以外を覆うように、レジストを
形成し、この状態でウェットエッチングを行って、前記
犠牲層４５を除去し、窒化シリコン膜３２と窒化シリコ
ン膜３３との間に空隙Ｓを形成して示すマイクロブリッ
ジ構造を得る。ここまでの工程で得られた構造を図６
（ｈ）に示す。

【００４２】（９） およそ赤外線受光部３０Ａが形成
されたシリコン基板３１の上面３１Ａ側に、レジスト４
６を全面塗布して、表面保護膜とする。ここまでの工程
で得られた構造を図６（ｉ）に示す。 （１０） 次いで、レジスト４６で表面が保護されたシ
リコン基板３１の上面３１Ａ側を、ウェーハ研磨装置
（図示省略）のプレッシャ・プレートにワックス（図示
省略）で固定し、シリコン基板３１の下面３１Ｂを鏡面
研磨する。ここまでの工程で得られた構造を図６（ｊ）
に示す。

【００４３】（１１） 上記ワックス（図示省略）とレ
ジスト４６を剥離洗浄して、これらを除去し、該鏡面研
磨されたシリコン基板３１の下面３１Ｂに、例えばゲル
マニウム（Ｇｅ）、酸化シリコン（ＳｉＯ）、テルル
（Ｔｅ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）を交互にスパッタ法で蒸
着して、特定波長の赤外線を遮断する光学層３７（例え
ば、ロングパス・フィルタ、ショートパス・フィルタ、
バンドパス・フィルタ等として機能するフィルタ）を形
成し、図１に示す熱型赤外線センサ３０を得る。

【００４４】この場合、光学層３７を構成する膜の材
質、構造（膜厚等）は所望のフィルタ（ロングパス・フ
ィルタ、ショートパス・フィルタ、バンドパス・フィル
タ）として機能するように、その材質、構造（膜厚等）
が実験的に決定される。尚、この光学層３７に反射防止
膜としての機能を持たせるようにその材質、膜厚を実験
的に決定することもできる。

【００４５】尚、上記した実施形態では、シリコン基板
３１の上面３１Ａに熱型赤外線センサ３０を形成し、そ
の下面３１Ｂを入射面とすべく該下面３１Ｂを鏡面研磨
するとともに、鏡面研磨した下面３１Ｂに、光学層３７
を形成した例について説明したが、シリコン基板３１に
代えて他の半導体基板、例えばゲルマニウム基板（Ｇｅ
基板）を用いて略同一構造の熱型赤外線センサを形成し
てもよい。

【００４６】仮に、ゲルマニウム基板を用いた場合、光
学層をロングパスフィルタとして機能させるのであれ
ば、 1.43μｍＺｎＳ/((0.49μｍＺｎＳ/0.42μｍＰｂＴｅ/
0.49μｍＺｎＳ)×７層）/Ｇｅ基板 バンド・パスフィルタとして機能させるのであれば、 HLLHHLHLHLLHL/Ｇｅ基板（但し、H=0.42μｍＰｂＴｅ；
L=0.96μｍＺｎＳ） 又、反射防止膜として機能させるのであれば、 ＴｈＦ４(1.633μｍ)/Ｇｅ(0.213μｍ)ＴｈＦ４(0.305
μｍ)/Ｇｅ基板 とすればよい。

【００４７】尚、上記実施形態では、光学層３７を構成
する膜の材質、構造を、実験的に適宜決定することによ
って、該光学層３７をフィルタ、反射防止膜として機能
させる例をあげて説明したが、フィルタとして機能する
膜と、反射防止膜とを別個に形成してもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明した請求項１の発明によれば、
赤外線を半導体基板の裏面を入射面として用いることが
でき、この受光部にフィルタを形成する等して、当該固
体撮像装置の構造を簡略にできるようになる。

【００４９】又、請求項２から請求項６の発明によれ
ば、赤外線を検知する固体撮像装置において必要なフィ
ルタを、熱型赤外線センサが形成される半導体基板に一
体的に形成されているため、熱型赤外線センサとフィル
タとの間の温度差を防止できる。従って、フィルタを別
途設ける場合に、フィルタと熱型赤外線センサ（特に赤
外線受光部）との温度差によって生じていた赤外線の背
景成分（検出時にノイズ成分となる赤外線）がなくな
り、Ｓ／Ｎ比が大きくなって、センサの温度分解能が向
上する。

【００５０】又、請求項２又は請求項３の発明によれ
ば、固体撮像装置においてフィルタを別途設ける必要が
なくなるため、構成が簡素化し、赤外線ビデオカメラの
部品点数を減少させ、更に、当該赤外線ビデオカメラの
小型化にも有用である。又、請求項４の発明によれば、
半導体基板の下面と上面に反射防止膜を構成することに
よって、各界面で、赤外線の反射による損失を小さくす
ることができ、当該熱型赤外線センサの温度分解能が向
上する。又、請求項６の発明によれば、脆弱なマイクロ
ブリッジ構造の熱型赤外線センサからなる固体撮像装置
の取り扱いが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の熱型赤外線センサ３０を示す
断面図である。

【図２】固体撮像装置５０の断面図である。

【図３】赤外線ビデオカメラ６０の構成を示す模式図で
ある。

【図４】熱型赤外線センサ３０の製造工程を示す断面図
である。

【図５】図４に示す製造工程に続いて行われる熱型赤外
線センサ３０の製造工程を示す断面図である。

【図６】図５に示す製造工程に続いて行われる熱型赤外
線センサ３０の製造工程を示す断面図である。

【図７】従来の熱型赤外線センサ２を示す断面図であ
る。

【図８】従来の熱型赤外線センサ３を示す断面図であ
る。

【図９】従来の赤外線ビデオカメラ２０の構成を示す模
式図である。

【符号の説明】

３０ 熱型赤外線センサ ３０Ａ 赤外線受光部 ３０Ｄ 酸化シリコン膜 ３０Ｂ 入射面 ３１ シリコン基板（半導体基板） ３１Ａ 上面 ３１Ｂ 下面 ３７ 光学層（フィルタ、反射防止膜） ４５ 犠牲層 Ｓ 空隙

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板の上面に空隙を介して赤外線
   受光部が形成され、 該半導体基板の下面が鏡面研磨され、該鏡面研磨された
   下面に反射防止膜が形成されていることを特徴とする熱
   型赤外線センサ。
2. 【請求項２】 半導体基板の上面に空隙を介して赤外線
   受光部が形成され、 該半導体基板の下面が鏡面研磨され、該鏡面研磨された
   下面にフィルタを構成する膜が形成されていることを特
   徴とする熱型赤外線センサ。
3. 【請求項３】 前記フィルタを構成する膜は、反射防止
   膜としての機能を併せ持つことを特徴とする請求項２に
   記載の熱型赤外線センサ。
4. 【請求項４】 前記空隙を介して形成された赤外線受光
   部の直下の半導体基板に反射防止膜が形成されているこ
   とを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の
   熱型赤外線センサ。
5. 【請求項５】 前記赤外線受光部には、ショットキーバ
   リアダイオードが形成されていることを特徴とする請求
   項１から請求項４の何れかに記載の熱型赤外線センサ。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５の何れかに記載の
   熱型赤外線センサの前記半導体基板を、一端が閉塞され
   た筒状の保持部材に、該保持部材の他端を閉塞するよう
   に、且つ前記鏡面研磨された下面が外側を向くようにし
   て配置し、 該筒状の保持部材と前記半導体基板とで画成された空間
   が略真空に保持されていることを特徴とする固体撮像装
   置。