KR100392044B1 - 적외선 센서 및 그 제조 방법 - Google Patents

적외선 센서 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100392044B1
KR100392044B1 KR10-2001-0015444A KR20010015444A KR100392044B1 KR 100392044 B1 KR100392044 B1 KR 100392044B1 KR 20010015444 A KR20010015444 A KR 20010015444A KR 100392044 B1 KR100392044 B1 KR 100392044B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insulating layer
single crystal
crystal silicon
layer
support
Prior art date
Application number
KR10-2001-0015444A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010095000A (ko
Inventor
이이다요시노리
시게나까게이따로
마시오나오야
Original Assignee
가부시끼가이샤 도시바
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시끼가이샤 도시바 filed Critical 가부시끼가이샤 도시바
Publication of KR20010095000A publication Critical patent/KR20010095000A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100392044B1 publication Critical patent/KR100392044B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/09—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • H01L31/103—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN homojunction type
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1463—Pixel isolation structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14649—Infrared imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/024—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/035281—Shape of the body
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

본 발명은 고감도의 적외선 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따르면, 센서부를 중공 구조 상에 지지하기 위한 지지체를 종래 구조와 비교하여 대폭 얇게 하고, 그 단면적을 대폭 저감하여, 열 컨덕턴스를 대폭 저감할 수 있고, 그 결과로서 매우 감도가 높은 적외선 센서를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 지지체 영역의 절연층을 에칭하여 희생 실리콘 막을 매립하므로, 지지각(支持脚)을 형성하기 위한 절연층 RIE의 애스펙트비를 대폭 저감하여, 공정을 용이하게 함과 동시에, 부차적 효과로서 지지각의 단면적을 더욱 저감하여, 더욱 고감도화하는 것이 가능하다.

Description

적외선 센서 및 그 제조 방법{INFRARED SENSOR AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 적외선 센서 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 비냉각형 적외선 센서의 화소 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 고감도의 비냉각형 적외선 센서 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
적외선 촬상은 주야에 상관없이 촬상 가능함과 동시에 가시광보다도 연무(煙霧) 등에 대한 투과성이 높다고 하는 장점이 있고, 또한 피사체의 온도 정보도 얻을 수 있기 때문에, 방위분야를 시작으로 감시 카메라나 화재 감지 카메라로서 넓은 응용범위를 갖고 있다.
종래에 주류를 이루는 양자형 적외선 고체 촬상 장치의 최대 결함은 저온 동작을 위해서는 냉각기구를 필요로 하는 것이었지만, 최근에는 냉각기구를 필요로 하지 않는 「비냉각형 적외선 고체 촬상 소자」의 개발이 널리 이루어지고 있다. 비냉각형 즉 열형(熱型)의 적외선 고체 촬상 장치는 파장 10μ정도의 입사 적외선을 흡수 구조에 의해 열로 변환하는 것으로, 이 미약한 열에 의해 발생하는 감열부의 온도 변화를 어떠한 열전기 변환 수단에 의해 전기적 신호로 변환하고, 이 전기적 신호를 판독함으로써 적외선 화상 정보를 얻는 것이다.
이러한 비냉각형 적외선 센서의 감도를 향상시키기 위해서는 크게 분류해서 3종류의 방법이 있다.
첫번째는, 피사체의 온도 변화 dTs에 대한, 적외선 검출부에 입사하는 적외선 파워 dP의 비, 즉 dP/dTs를 향상시키는 방법이다. 이 방법은 주로 광학계에 의한 감도 향상이고, 적외선 렌즈의 대구경화(大口徑化), 반사 방지막 코팅, 저흡수 렌즈 재료의 사용이나, 적외선 검출부의 적외선 흡수율의 향상, 적외선 흡수 면적의 향상 등이 이것에 해당한다.
최근의 비냉각형 적외선 센서는 다(多)화소화하는 경향에 있고, 또한 단위 화소의 사이즈는 40μm ×40μm 정도가 주류를 이루고 있으며, 상술한 항목 중, 적외선 검출부에서의 적외선 흡수 면적의 향상이 비교적 중요 과제로서 남아 있다.
그러나, 적외선 흡수층을 화소 상부에 적층 형성함으로써 적외선 흡수 면적을 화소 면적의 약 90%에까지 향상시킨 것이 보고되고 있고(Tomihiro Ishikawa, et al., Proc. SPIE Vol. 3698, p.556, 1999), 이 이상의 대폭적인 감도 향상을 광학적 수단으로 얻는 것은 곤란하다.
두번째는, 입사 적외선 파워 dP와, 적외선 검출부의 온도 변화 dTd와의 비, 즉 dTd/dp를 향상시키는 방법이며, 상술한 방법이 광학적 수법인 것에 대해, 이것은 열적인 방법이라고 말할 수 있다. 일반적으로, 진공 패키지에 실장되는 비냉각형 적외선 센서에 있어서는, 현재 상황에서는, 적외선 검출부로부터의 지지 기판으로의 열 수송은 적외선 검출부를 지지 기판 내부의 중공(中空) 구조 상에 지지하는 지지 구조의 열전도에 의한 것이 지배적이다. 따라서, 저열전도율의 재료로 이루어지는 각(脚)형상의 지지 구조를, 설계상 가능한 범위에서 보다 가늘고, 보다 길게 레이아웃하는 것이 행해지고 있다 (예를 들면, Tomihiro Ishikawa, et al., proc. SPIE Vol.3698, p.556, 1999).
그러나, 화소 사이즈가 40μm×40μm 정도로 미세화되고 있는 중에, 이미 실리콘 LSI 프로세스 레벨의 미세 가공을 행하고 있기 때문에 지지 구조의 레이아웃상의 연구에 의해, 이 이상의 대폭적인 감도 향상을 실현하는 것은 곤란하다. 마찬가지로, 지지 구조의 재료 특성인 열전도율을 더욱 줄이는 것도 곤란하고, 특히 적외선 검출부로부터의 전기 신호를 출력하기 위한 배선에 대해서는, 그 기구가 유사한 전기 전도와 열전도에 대해 상반되는 요구가 있어, 재료적으로 대폭적인 감도 향상을 실현하는 것도 곤란하다.
세번째는, 적외선 검출부의 온도 변화 dTd와, 열전기 변환 수단에 의해 발생하는 전기 신호 변화 dS와의 비, 즉 dS/dT를 향상시키는 수단이며, 이것은 전기적인 방법이다. 이 방법에 대해서는, 다른 2개의 방법과 달리, 단순한 고감도화 즉 dS/dTd의 향상을 목적으로 하면서도, 동시에 발생하는 각종 전기적인 잡음을 줄이는 것이 대단히 중요하고, 지금까지 여러 열전기 변환 수단이 검토되어오고 있다.
그중 중요한 것을 거론하면 다음과 같다.
(1) 제벽효과(Seebeck effect)에 의해 온도차를 전위차로 변환하는 써모파일
(예를 들면, Toshio Kanno, et al., Proc. SPIE Vol.2269. pp.450-459, 1994).
(2) 저항체의 변화 온도에 의해 온도 변화를 저항 변화로 변환하는 볼로미터(bolometer)
(예를 들면, A.Wood, Proc. IEDM, pp.175-177, 1993)
(3) 집전효과에 의해 온도 변화를 전하로 변환하는 집전 소자
(예를 들면, Charles Hanson. et al., Proc. SPIE Vol.2020. pp.330-339, 1993)
(4) 일정한 순방향 전류에 의해 온도 변화를 전압 변화로 변환하는 실리콘 pn 접합
(예를 들면, Tomohiro Ishikawa, et al., Proc. SPIE Vol. 3698, p.556, 1999)
그러나, 각 방식의 비교에 있어서, 그 열전기 변환 특성이나 잡음 특성, 그리고 제조 방법을 종합적으로 보아, 다른 방식보다 결정적으로 뛰어난 방식이라고는 말할 수 없는 것이 현재 상황이다. 예를 들면, 온도 분해능적으로는 볼로미터가 뛰어나지만, 제조 공정상으로는 실리콘 LSI 공정만으로 제조할 수 있는 실리콘 pn 접합이 우수하다고 하는 경우가 있다.
상술한 바와 같이, 비냉각형 적외선 센서를 고감도화하기 위한 방법 중 하나로서, 입사 적외선 파워 dP와, 적외선 검출부의 온도 변화 dTd와의 비, 즉 dTd/dP를 향상시킨다고 하는 열적인 방법이 있다.
일반적으로, 적외선 검출부로부터 지지 기판으로의 열 수송은 적외선 검출부를 지지기판 내부의 중공 구조상에 지지하는 지지 구조의 열전도에 의한 것이 지배적이고, 저열전도율의 재료로 이루어지는 각 형상의 지지 구조를, 설계 가능한 범위에서, 보다 가늘고, 보다 길게 레이아웃하는 것이 행해지고 있지만, 화소 사이즈가 40μm×40μm 정도로 미세화하고 있는 중이고, 이미 실리콘 LSI 프로세스 레벨의 미세 가공을 행하고 있기 때문에 지지 구조의 레이아웃상의 연구에 의해, 이 이상의 대폭적인 감도 향상을 실현하는 것은 곤란하다.
본 발명은 이러한 과제의 인식에 기초하여 이루어진 것으로, 그 목적은 적외선 검출부를 지지하는 지지 구조의 단면적을 종래 보다도 대폭 축소하고, 열의 「누출」을 억제함으로써 검출 감도를 현저히 개선한 적외선 센서 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 적외선 센서의 전체 구성도.
도 2는 도 1의 적외선 검출 화소(1)의 등가 회로도.
도 3a는 도 2에 나타낸 적외선 검출 화소의 평면 구성도이고, 도 3b는 그의 A-A'선 단면도.
도 4는 적외선 검출 화소의 제조 공정을 나타낸 주요부 공정 단면도.
도 5는 적외선 검출 화소의 제조 공정을 나타낸 주요부 공정 단면도.
도 6a는 적외선 검출 화소의 평면 구성도이고, 도 6b는 그의 A-A'선 단면도.
도 7은 실리콘 산화막(20)을 두껍게 형성한 예를 나타낸 개념도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 적외선 센서의 또 다른 구체예를 나타낸 개념도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 적외선 검출 화소의 평면 구성과 단면 구조를 설명하기 위한 개략 구조도.
도 10은 좌로부터, 센서부, 트랜지스터, 캐패시터를 배치하여 그 단면 구조를 비교 표시한 개념도.
도 11은 본 발명의 제2 실시예의 적외선 센서의 화소를 제조하는 공정을 나타낸 공정 단면도.
도 12는 본 발명의 제2 실시예의 적외선 센서의 화소를 제조하는 공정을 나타낸 공정 단면도.
도 13은 본 발명의 제2 실시예의 적외선 센서의 화소를 제조하는 공정을 나타낸 공정 단면도.
도 14는 본 발명의 제2 실시예의 적외선 센서의 화소를 제조하는 공정을 나타낸 공정 단면도.
도 15는 지지부(11)의 상면(11T)이 센서부(10)의 표면(10T)보다 낮은 높이로 형성된 적외선 센서의 개념도.
도 16은 적외선 흡수층을 적층 형성한 적외선 센서의 구성을 나타낸 개념도.
도 17은 측면(lateral) 구조의 주요부를 개념적으로 나타낸 사시 투시도.
도 18a - 도 18c는 희생 실리콘막을 설치하지 않고 종래보다도 얇은 지지부를 형성하는 제조 공정을 나타낸 도면.
도 19a - 도 19c는 도 18에 계속되는 제조 공정도.
도 20a는 종래의 적외선 검출 화소의 평면 구성도이고, 도 20b는 그의 A-A'선 단면도.
도 21은 종래의 적외선 센서의 제조 공정의 주요부를 나타낸 공정 단면도.
도 22는 종래의 적외선 센서의 제조 공정의 주요부를 나타낸 공정 단면도.
도 23a는 종래의 적외선 검출 화소의 평면 구성도이고, 도 23b는 그의 A-A'선 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 적외선 검출 화소
2 : 적외선 검출 화소 어레이
3 : 수직 신호선
6 : 단결정 실리콘 기판
7 : 중공 구조
9 : 매립 절연층
10 : 센서부
11 : 지지부
14 : 소자 분리 절연층
16 : 컨택트 홀
17 : 금속 배선
19 : 에칭 홀
20 : 층간 절연층
21 : 희생 실리콘막
22 : 게이트 전극
26 : 절연층
31 : 수직 어드레스 회로
32 : 수평 어드레스 회로
33 : 정전류원
상기 목적을 달성하기 위해, 적외선 센서는,
복수의 오목(凹)부를 갖는 반도체 기판과, 입사 적외선을 흡수하여 열로 변환하는 흡수부(18, 20)와, 상기 흡수부에서 발생한 열에 의한 온도 변화를 전기 신호로 변환하는 pn 접합부를 갖는 열전기 변환부(8, 15)를 가지며, 상기 반도체 기판상에 형성되는 복수의 적외선 검출부(10)와,
상기 복수의 적외선 검출부 각각을 상기 반도체 기판의 상기 복수의 오목부 각각에 해당 반도체 기판으로부터 이격하여 지지하고, 상기 반도체 기판면에 대해 거의 평행 방향으로 연장하는, 적어도 하나 이상의 지지체(11)를 구비하고,
상기 열전기 변환부는 상기 흡수부의 하면에 형성된 반도체층(8)을 갖고, 이 반도체 층 내에 상기 pn 접합부가 형성되며,
상기 지지체의 한 단부는 각각 상기 적외선 검출부에 접속되고, 다른 단부는 각각 상기 반도체 기판에 접속되며,
상기 지지체의 두께는 상기 적외선 검출부의 두께보다도 얇다.
또한, 입사 적외선을 흡수하여 열로 변환하는 흡수부(18, 20)와, 상기 흡수부에 있어서 발생한 열에 의한 온도 변화를 전기 신호로 변환하는 pn 접합부를 갖는 열전기 변환부(8,15)를 가지며, 단결정 실리콘 기판(6)상에 형성되는 복수의 적외선 검출부(10)와,
상기 복수의 적외선 검출부 각각을 상기 단결정 실리콘 기판으로부터 이격하여 지지하고, 상기 단결정 실리콘 기판면에 대해 거의 평행 방향으로 연장하는, 적어도 하나 이상의 지지체(11)를 구비하며,
상기 열전기 변환부는 상기 흡수부의 하면에 형성된 단결정 실리콘층(8)을 가지며, 이 단결정 실리콘층 내에 상기 pn 접합부가 형성되는 적외선 센서의 제조 방법은,
단결정 실리콘 기판(6), 매립 절연층(9) 및 상기 단결정 실리콘층을 이 순서대로 적층하여 이루어지는 SOI 기판의 상기 단결정 실리콘층의 일부를 에칭 제거하여 제1 오목부를 형성하여, 상기 매립 절연층을 노출시키는 공정과,
상기 제1 오목부에 소자 분리 절연층(14)을 매립하는 공정과,
상기 소자 분리 절연층의 일부와, 그 아래의 상기 매립 절연층을 에칭 제거하여 제2 오목부를 형성하여, 상기 단결정 실리콘 기판을 노출시키는 공정과,
상기 제2 오목부에 희생 실리콘층(21)을 매립하는 공정과,
상기 단결정 실리콘층에, 열에 의한 온도 변화를 전기 신호로 변환하는 pn 접합부를 갖는 상기 열전기 변환부를 형성하는 공정과,
기판 상면에, 상기 열전기 변환부로부터 전기 신호를 출력하기 위한배선층(17)과 그 상면에 형성된 상기 흡수부의 일부에 대응하는 제1 절연막(20)을 포함하는 적층체를 형성하는 공정과,
상기 적층체 상에, 상기 흡수부의 일부에 대응하는 제2 절연층(18)을 형성하는 공정과,
상기 희생 실리콘층 상에 형성된 상기 적층체 및 상기 제2 절연층을 부분적으로 에칭 제거함으로써 상기 희생 실리콘층 상에 상기 지지체를 형성하는 공정과,
상기 희생 실리콘층을 에칭 제거하여 상기 단결정 실리콘 기판을 노출시키는 공정과,
노출된 상기 단결정 실리콘 기판을 에칭하여 상기 적외선 검출부를 상기 단결정 실리콘 기판으로부터 이격시키는 공정을 포함한다.
또한, 입사 적외선을 흡수하여 열로 변환하는 흡수부(18,20)와, 상기 흡수부에서 발생한 열에 의한 온도 변화를 전기 신호로 변환하는 pn 접합부를 갖는 열전기 변환부(8, 15)를 갖고, 단결정 실리콘 기판(6) 상에 형성되는 복수의 적외선 검출부(10)와,
상기 복수의 적외선 검출부 각각을 상기 단결정 실리콘 기판으로부터 이격하여 지지하고, 상기 단결정 실리콘 기판면에 대해 거의 평행 방향으로 연장하는, 적어도 하나 이상의 지지체(11)를 구비하며,
상기 열전기 변환부는 상기 흡수부의 하면에 형성된 단결정 실리콘층(8)을 갖고, 이 단결정 실리콘층 내에 상기 pn 접합부가 형성되는 적외선 센서의 제조 방법은,
단결정 실리콘 기판(6), 매립 절연층(9) 및 상기 단결정 실리콘층(8)을 이 순서대로 적층하여 이루어지는 SOI 기판의 상기 단결정 실리콘층의 일부를 에칭 제거하여 제1 오목부를 형성하여, 상기 매립 절연층을 노출시키는 공정과,
상기 제1 오목부에 소자 분리 절연층(14)을 매립하는 공정과,
상기 단결정 실리콘층에, 열에 의한 온도 변화를 전기 신호로 변환하는 pn 접합부를 갖는 상기 열전기 변환부를 형성하는 공정과,
기판 상면에 제1 절연층(25)을 퇴적하는 공정과,
상기 제1 오목부를 형성한 영역의 일부에서, 상기 제1 절연층과 그 아래의 상기 소자 분리 절연층과 그 아래의 상기 매립 절연층을 각각 에칭 제거하여 제2 오목부를 형성하여, 상기 단결정 실리콘 기판을 노출시키는 공정과,
상기 제2 오목부에 희생 실리콘층(21)을 매립하는 공정과,
기판 상면에 제2 절연층(26)을 퇴적하는 공정과,
상기 열전기 변환부로부터 전기 신호를 출력하기 위한 컨택트부를 상기 제1 및 제2 절연층에 형성하고 추가로 배선(17)을 형성하는 공정과,
기판 상면에, 상기 흡수부의 일부에 대응하는 제3 절연층(20)을 퇴적하는 공정과,
상기 제3 절연층의 상면에, 상기 흡수부의 일부에 대응하는 제4 절연층(18)을 형성하는 공정과,
상기 희생 실리콘층 상에 형성된 상기 제2, 제3 및 제4 절연층을 부분적으로 에칭 제거함으로써 상기 희생 실리콘층 상에 상기 지지체를 형성하는 공정과,
상기 희생 실리콘층을 에칭 제거하여 상기 단결정 실리콘 기판을 노출시키는 공정과,
노출된 상기 단결정 실리콘 기판을 에칭하여 상기 적외선 검출부를 상기 단결정 실리콘 기판으로부터 이격시키는 공정을 포함한다.
또한, 입사 적외선을 흡수하여 열로 변환하는 흡수부(18, 20)와, 상기 흡수부에서 발생한 열에 의한 온도 변화를 전기 신호로 변환하는 pn 접합부를 갖는 열전기 변환부(8, 15)를 가지며, 단결정 실리콘 기판(6) 상에 형성되는 복수의 적외선 검출부(10)와,
상기 복수의 적외선 검출부 각각을 상기 단결정 실리콘 기판으로부터 이격하여 지지하고, 상기 단결정 실리콘 기판 면에 대해 거의 평행한 방향으로 연장하는, 적어도 하나 이상의 지지체(11)를 포함하고,
상기 열전기 변환부는 상기 흡수부의 하면에 형성된 단결정 실리콘층(8)을 가지며, 이 단결정 실리콘층 내에 상기 pn 접합부가 형성되는 적외선 센서의 제조 방법은,
단결정 실리콘 기판(6), 매립 절연층(9) 및 상기 단결정 실리콘층(8)을 이 순서대로 적층하여 이루어지는 SOI 기판의 상기 단결정 실리콘층의 일부를 에칭 제거하여 제1 오목부를 형성하여, 상기 매립 절연층을 노출시키는 공정과,
상기 제1 요부에 소자 분리 절연층(14)을 매립하는 공정과,
상기 단결정 실리콘층에 pn 접합부를 설치함으로써 상기 열전기 변환부를 형성하는 공정과,
기판 상면에 제1 절연층(25)을 퇴적하는 공정과,
상기 열전기 변환부로부터 전기 신호를 출력하기 위한 컨택트부를 상기 제1 절연층에 형성하고 추가로 배선(17)을 형성하는 공정과,
기판 상면에, 상기 흡수부의 일부에 대응하는 제2 절연층(20)을 퇴적하는 공정과,
상기 제2 절연층의 상면에, 상기 흡수부의 일부에 대응하는 제3 절연층(18)을 형성하는 공정과,
상기 단결정 실리콘층, 상기 제1 절연층, 상기 제2 절연층 및 상기 제3 절연층을 부분적으로 에칭 제거함으로써 상기 지지체를 형성하는 공정과,
상기 지지체의 상면에 위치하는 상기 제3 절연층 전부와 상기 제2 절연층의 일부를 제거하여 상기 지지체의 두께를 얇게 하는 공정과,
상기 단결정 실리콘 기판을 에칭하여 상기 적외선 검출부를 상기 단결정 실리콘 기판으로부터 이격시키는 공정을 포함한다.
본 발명에 의하면, 이상 설명한 구성에 의해, 적외선 검출부와 지지 기판 사이의 지지체를 대폭 얇게 형성할 수 있고, 미세 가공 수준 등에 의해 제한되는 평면상에서의 레이아웃이 동일해도, 지지체의 단면적을 크게 줄일 수 있다. 따라서, 적외선 검출부와 지지체 사이의 열 수송을 지배하는, 지지체의 열전도를 크게 줄일 수 있고, 그 결과로서 고감도의 비냉각형 적외선 센서를 얻을 수 있다.
<실시예>
이하, 본 발명의 실시예에 대해 구체예를 참조하면서 상세히 설명한다.
(제1 실시예)
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 적외선 센서의 전체 구성도이다. 입사 적외선을 전기 신호로 변환하는 적외선 검출 화소(1)가 반도체 기판상에 2차원적으로 배치되고, 화소 선택을 위한 수직 어드레스 회로(31) 및 수평 어드레스 회로(32)가 적외선 검출 화소 어레이(2)에 인접 배치되고, 선택된 화소로부터의 신호는 순차 출력된다.
도 1의 적외선 검출 화소(1)는 순바이어스된 pn 접합이고, 화소의 pn 접합을 순바이어스하기 위한 정전류원(33)도 적외선 검출 화소 어레이(2)에 인접하여 배치되어 있다. 여기에서, 도 1에서는 적외선 검출 화소 어레이(2)로서 2행×2열의 4화소의 어레이를 도시하고 있다.
수직 어드레스 회로(31)에 의해 선택된 적외선 검출 화소행에는, 정전류원(33)으로부터 공급되는 순바이어스 전류가 수직 신호선(3), 선택 화소, 수평 어드레스선(4)의 전류 패스를 흐르고, 수직 신호선(3)에 발생한 신호 전압은 수평 어드레스 회로(32)에 의해 순차 선택되어 출력된다.
도 1에서는, 가장 단순한 예로서, 수직 신호선(3)에 발생한 신호 전압을 수평 어드레스 회로(32)에 의해 순차 선택되는 열선택 트랜지스터(5)를 거쳐 직접 출력하는 구조를 도시하고 있지만, 이 신호 전압은 미약하기 때문에, 필요에 따라 신호 전압을 열단위로 증폭하는 구조를 설치해도 좋다.
도 2는 도 1의 적외선 검출 화소(1)의 등가 회로도이다. 고감도화를 위해 pn 접합은 n개 직렬 접속되어 있고, pn 접합에 직렬로 부가 저항 Ra가 존재하고 있다.
부가 저항 Ra는 pn 접합과 수평 어드레스선(4)과의 사이, 및 pn 접합과 수직 신호선(5)과의 사이의 화소 내부 배선의 저항 R1, 이 배선과 pn 접합과의 컨택트 저항 Rc, 및 pn 접합의 p 영역 및 n 영역의 저항 Rs로 이루어져 있다.
도 3a는 도 2에 나타낸 적외선 검출 화소의 평면 구성도이고, 도 3b는 그의 A-A'선 단면도이다. 적외선 검출 화소는 단결정 실리콘 기판(6) 내부에 형성된 중공(中空) 구조(7)상에 적외선 흡수층(18), 열전기 변환을 위하여 형성된 SOI층(8) 내부의 pn 접합, 및 이 SOI 층(8)을 지지하고 있는 매립 실리콘 산화막층(9)으로 이루어지는 센서부(10)와, 이 센서부(10)를 중공 구조(7)상에 지지함과 동시에 센서부(10)로부터의 전기 신호를 출력하기 위한 지지부(11)와, 이 센서부(10)와 수직 신호선(4) 및 수평 어드레스선(5)을 접속하는 접속부(도시안됨)로 이루어져 있다.
도 3b에 의하면, 센서부(10)와 지지부(11)는 중공에 떠있는 것처럼 보이지만, 실제로는, 도 3a에 도시한 바와 같이, 센서부(10)는 그의 양측에서 각각 지지부(11)의 한 단부에 의해 지지되고, 지지부(11)의 다른 단부는 각각 수직 신호선 및 수평 어드레스선에 접속되어 있다.
센서부(10) 및 지지부(11)가 중공 구조(7)상에 설치됨으로써, 입사 적외선에 의한 센서부(10)의 온도의 변조를 효율 좋게 행하는 구조로 되어 있다. 도 3에서는 n=2인 경우의 구조를 도시하고 있다.
그리고, 본 발명에서는, 지지부(11)의 두께 T1이 센서부(10)의 두께 T2보다도 얇게 되도록 형성되어 있다. 특히, 본 구체예의 경우에는, 지지부(11)의하면(11B)을 기판(6)에서 보아 센서부(10)의 하면(10B)보다도 높은 위치에 형성하고, 두께 T1을 T2보다도 얇게 하고 있다. 이와 같이, 지지부의 두께 T1을 얇게 함으로써, 열의 「누출」을 억제하여 적외선에 대한 감도를 대폭 향상시킬 수 있다.
다음에, 도 3에 도시한 적외선 검출 화소의 제조 공정에 대해 설명한다.
도 4 및 도 5는 적외선 검출 화소의 제조 공정을 도시한 주요부 공정 단면도이다. 우선, 반도체 기판으로서 단결정 실리콘 기판(6)상에 매립 실리콘 산화막층(9), 단결정 실리콘층(8)이 순차 적층된, 소위 SOI 기판을 준비한다(도 4a).
다음에, 소자 분리로서 STI(Shallow-Trench-Isolation)와 마찬가지의 공정을 행한다. 즉, 포토리소그래피 등의 기술을 이용하여 소자 분리 영역을 정의하고, 소자 분리 영역의 단결정 실리콘층(8)을 예를 들면 RIE(Reactive-Ion-Etching) 등의 기술에 의해 에칭 제거한 후에, 소자 분리 실리콘 산화막(14)을 CVD(Chemical-Vapor-Deposition) 등의 기술에 의해 매립하고, CMP(Chemical-Mechanical-Polishing) 등의 기술로 평탄화한다(도 4b). 이 때, 지지부(11)의 영역도 소자 분리 영역으로서 정의되고, 소자 분리 실리콘 산화막(14)이 매립된다.
다음에, 소자 분리 영역 중, 지지부(11)를 형성하기 위한 지지 구조용 소자 분리 영역의 소자 분리 실리콘 산화막(14)과 매립 실리콘 산화막층(9)을, 예를 들면 RIE(Reactive-Ion-Etching) 등의 기술에 의해 에칭 제거한 후에, 희생 실리콘막(21)을 CVD(Chemical-Vapor-Deposition) 등의 기술에 의해 매립하고, CMP(Chemical-Mechanical-Polishing) 등의 기술로 평탄화한다(도 4c).
이 희생 실리콘막(21)은 후에 행하는 공정인 지지 기판(6)의 에칭에 의해 에칭되기 위한, 소위 희생층이기 때문에, 단결정, 다결정, 비정질 어느 구조이더라도 상관없다.
이 희생 실리콘막(21)을 지지 구조용 소자 분리 영역내에 매립한 후의 CMP 등에 의한 평탄화 공정으로 단결정 실리콘층(8)이 노출되어 버린다. 따라서, 소위 활성 영역에서의 단결정 실리콘층(8)의 표면을 보호하기 위하여, 지지 구조용 소자 분리 영역의 실리콘 산화막 에칭 공정에 앞서, 단결정 실리콘층(8) 표면을 실리콘 산화막 등으로 보호하는 공정을 실시하는 것이 보다 바람직하다.
다음에, 어드레스 회로, 출력부, 정전류원 등의 주변 회로의 소스, 드레인 영역과 마찬가지로 센서부(10)의 pn 접합을 위한 n형 불순물 영역(15)을 포토리소그래피 기술과 이온 주입 등의 도핑 기술에 의해 형성한 후, 주변 회로 및 pn 접합의 배선을 위한 컨택트 홀(16)의 형성과 금속 배선(17)의 형성을 행하는, 소위 메탈라이제이션 공정을 행한다(도 4d).
다음에, 센서부(10)에 적외선 흡수층을 형성하지만, 본 실시예와 같이 메탈라이제이션 공정에서 형성하는 층간 절연층(20) 및 패시베이션막(18)을 유용하는 것도 가능하다(도 4d). 층간 절연막(20)은 예를 들면 실리콘 산화막으로 형성되고, 패시베이션막(18)은 예를 들면 실리콘 질화막으로 형성된다. 층간 절연막(20)과 패시베이션막(18)은 흡수부에 대응한다.
다음에, 지지부(11)와 중공 구조(7)를 형성하기 위한 에칭 홀(19)을 형성하기 위해, 패시베이션막(18) 및 층간 절연막을 RIE(Reactive-Ion-Etching) 등의 에칭을 행한다(도 5a).
다음에, 이 에칭 홀(19)을 통해 희생 실리콘막(21)을, 예를 들면 TMAH(Tetra-Methyl-Ammonium-Hydroxide) 등의 약액(藥液)에 의해 에칭 제거한다(도 5b).
마지막으로, 단결정 실리콘의 이방성 에칭으로서, 예를 들면 TMAH(Tetra-Methyl-Ammonium-Hydroxide) 등의 약액(藥液)을 사용한 단결정 실리콘의 이방성 에칭을 행하는 것으로, 단결정 실리콘 기판(6)의 내부에 중공 구조(7)를 형성하여, 도 3의 적외선 검출 화소의 구조를 얻을 수 있다(도 5c).
도 5의 설명에서는, 희생 실리콘막(21)의 에칭 제거 공정과, 이것에 이어지는 단결정 실리콘 기판(6)의 이방성 에칭 공정을 독립하여 설명하였지만, 이들의 에칭에 이용되는 약액(藥液)은 기본적으로 동일한 약액이기 때문에, 실제의 공정에서는 도 5a의 형상으로 된 후에, 예를 들면 TMAH 등의 약액에 의한 에칭을 행하는 것으로, 도 5b의 형상을 인식하지 않고 최종 형상인 도 5c의 구조를 얻을 수 있다.
물론, 주변 회로에서 이용되는 트랜지스터 형성을 위한 게이트 전극 형성 공정이 필요한 것은 말할 것도 없지만, 적외선 검출 화소의 제조 공정과는 직접 관계가 없는 공정이기 때문에, 상기의 설명 중에서는 생략하고 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 센서 구조는 소자 분리 공정 직후에 지지부용 소자 분리 영역에 희생 실리콘층(21)을 매립하여 형성하고, 그 후에 희생 실리콘층(21)을 에칭하여 제거함으로써 지지부의 저부가 단결정 실리콘층(8)의 표면과 동일한 정도의 높이로 형성되어 있다. 이 때문에, 지지부(11)는 상당히 얇게형성되어, 지지부(11)의 단면적이 대폭으로 저감되고, 센서부(10)와 지지 기판(6)간의 열 컨덕턴스가 대폭으로 저감된다. 따라서, 본 실시예와, 종래예의 단면 구조인 도 20에 도시한 단면 구조를 비교할 때에, 단면적의 저감은 자명하다.
도 20a는 종래의 적외선 검출 화소의 평면 구성도이며, 도 20b는 그의 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다. 이들 도면에 대해서는 도 3과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 병기하고 그의 상세한 설명은 생략한다.
도 3에 도시한 본 실시예의 지지부(11)와, 도 20에 도시한 종래의 지지부(11)를 비교하면, 본 실시예에서는 지지부(11)의 단면적이 상당히 작게 되어 있음을 알 수 있다. 그 결과로서, 센서부(10)로부터의 열의 「누출」을 대폭으로 저감할 수 있고, 입사 적외선 파워에 대한 센서부의 온도 변화의 비, 소위, 열감도가 대폭으로 향상되므로, 높은 적외선 온도를 가진 적외선 센서를 얻을 수 있다.
여기서, 도 5a의 형상을 형성한 후에, 지지부(11)를 제외한 영역을 포토레지스트 등에 의해서 보호한 상태에서, 지지부(11)의 표면측의 패시베이션막(18)을 적당량 에칭하고, 그 후에 희생 실리콘층(21) 및 지지 단결정 실리콘 기판(6)을 에칭 처리함으로써 도 6에 도시한 구조를 얻을 수도 있다.
즉, 도 6에 도시한 구조에서는 지지부(11)의 저면(11B)이 단결정 실리콘층(8)의 상면과 동일한 정도의 높이로 형성되어 있는 것 뿐만 아니라, 지지부(11)의 상면(11T)이 센서부(10)의 상면(10T)보다도 낮은 위치에 형성되어 있다. 도 6의 구조에 의하면, 도 3의 구조와 비교하여 지지부(11)의 단면적이 더욱 저감되므로, 열의 「누출」을 더욱 억제하여 적외선 센서를 보다 고감도화할 수 있다.
이와 같이, 지지부(11)의 상면(11T)을 에칭하여 센서부의 상면(10T)보다도 낮게 형성함으로써 실질적으로 큰 이점을 갖는다. 이것은 센서의 감도를 향상시키기 위해서 센서부(10)의 실리콘 산화막(20)을 두껍게 형성할 필요가 있기 때문이다.
도 7은 실리콘 산화막(20)을 도 6보다 두껍게 형성한 예를 나타내는 개념도이다.
즉, 적외선에 대한 감도를 향상시키기 위해서는 센서부(10)의 실리콘 산화막(20)이 적외선을 충분히 흡수하도록 두껍게 형성할 필요가 있다. 실제로 실리콘 산화막(20)의 막 두께를 500㎚ 혹은 그 이상으로 두껍게 형성하는 경우도 있다. 또한, 그 위에 광흡수막으로서 질화 실리콘막(30)을 300㎚ 정도의 두께로 퇴적하는 경우도 있다. 이러한 경우에, 지지부(11)의 상면을 에칭하여, 그의 상면(11T)을 센서부의 상면(10T)보다도 낮게 형성하면, 지지부(11)의 단면적을 대폭으로 축소하여 감도를 더욱 개선하는 것도 가능하게 된다.
또한, 도 8은 본 실시예에 관한 적외선 센서의 또 하나의 구체예를 나타내는 개념도이다. 즉, 이 구체예에서는 단결정 실리콘층(8)과 배선(7)이 도 3으로부터도 떨어져 설치되고, 깊은 컨택트홀(16)에 의해서 접속되어 있다. 이 구성은 센서부(10)의 주위에 설치되는 주변 회로의 구성상, 필요하게 되는 경우가 있으며, 이점에 대해서는 후술한다.
한편, 도 4 및 도 5에 도시한 공정에 의하면, 완성된 도 3의 구조의 적외선 센서가 고감도화하는 효과외에도 제조 공정을 보다 간단히 할 수 있다는 효과도 있다. 이러한 점을 설명하기 위해서, 먼저 비교를 위해서, 도 20에 도시한 종래 구조의 적외선 센서의 제조 공정을 설명한다.
도 21 및 도 22는 도 20에 도시한 종래의 적외선 센서의 제조 공정의 주요부를 나타내는 공정 단면도이다. 이들 도면에 관해서는 지지 구조용 소자 분리 영역에 희생 실리콘층(21)을 매립하지 않는 점과, 이 희생 실리콘층(21)을 에칭하여 제거하는 공정이 없다는 점을 제외하면, 도 4 및 도 5와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이들 제조 공정을 참조하면서, 도 3에 도시한 본 발명과 도 20에 도시한 종래의 구조에 있어서의 지지부(11)의 단면적으로부터 열전도율을 각각 산출하면 이하와 같다.
먼저, 지지부(11)에서의 절연 재료로서 실리콘 산화막, 배선(17)의 재료로서 티탄을 각각 사용한 경우를 상정한다. 또한, 티탄 배선의 폭을 0.6㎛, 두께를 0.05㎛로 한다. 또한, 지지부(11)를 구성하는 절연 재료의 폭은 티탄 배선의 보호를 위해서 1.0㎛로 한다.
도 20의 종래 구조로서, 절연층의 두께가 매립 실리콘 산화막층: 0.2㎛, SOI층: 0.2㎛, 배선 아래의 실리콘 산화막 두께: 1㎛ + 0.1㎛, 배선 위의 실리콘 산화막 두께: 0.5㎛로 하면, 전체 막의 두께는 2㎛이다.
도 3의 본 발명의 경우는 상기 종래의 절연막 중에서 매립 산화막 0.2㎛, SOI층 0.2㎛ 및 배선 아래의 실리콘 산화막 두께 1㎛가 불필요하게 된다. 따라서, 절연막의 전체 막 두께는 0.6㎛가 된다.
여기서, Ti 배선의 단위 길이당 열전도율은 본 발명이나 종래예나 동일하며, 다음식으로부터 얻어진다.
2.2 ×10 -5[W/㎛/K] ×0.6㎛ ×0.05㎛ = 6.6 ×10 -7[㎛·W/K]
또한, 실리콘 산화막의 단위 길이당 열전도율은 이하와 같다.
종래예에서는,
1.4 ×10 -6[W/㎛/K] ×1.0㎛ ×2.0㎛ =2.8 ×10 -6[㎛·W/K]
본 발명에서는,
1.4 ×10 -6[W/㎛/K] ×1.0㎛ ×0.6㎛ = 8.4 ×10 -7[㎛·W/K]
Ti와 실리콘 산화막의 열전도를 합계하면, 종래예에서는 3.5 ×10 -6[W/㎛/K]이며, 본 발명에서는 1.5 ×10 -6[W/㎛/K]이 된다.
요컨대, 본 발명에서는 열전도가 1.5/3.5배, 즉 1/2이하로 저감되어, 그 결과 감도가 2배 이상 향상된다.
이상, 지지부(11)에서의 열의 「누출」의 제어 효과에 대하여 정량적으로 설명하였다.
이어서, 실제의 제작상의 장점에 대하여 설명한다.
먼저, 도 22a에 도시한 지지부(11)의 형성과 에칭홀(19)의 형성을 겸한 실리콘 산화막 에칭 직후의 단면 구조와 본 실시예에서의 도 5a의 단면 구조를 비교한다.
이 공정에서의 실리콘 산화막 에칭의 패턴은 한정된 화소 영역 내부에서, 센서부(8)를 가능한 한 대면적으로 하고, 지지부(11)를 가능한 한 가늘고 길게하기위해서 포토리소그래피로 가공 가능한 최소 치수로 설계되어 있다. 또한, 이러한 최소 치수로 설계된 레이아웃을 엄밀하게 가공하기 위해서는 실리콘 산화막 에칭은 이방성 에칭인 RIE를 이용하는 것이 일반적이다.
RIE에 의한 에칭은 그의 개구폭과 에칭 깊이와의 비로서 정의된다. 소위 에스펙트비가 RIE 공정을 실시할 때의 기술적 곤란성의 지표가 되는 경우가 일반적으로 알려져 있다. 즉, 동일한 개구폭인 경우에도 보다 깊은 에칭 깊이가 요구되는 종래 공정(도 21 및 도 22) 및 종래 구조(도 20)는 보다 곤란한 RIE 공정이며, 환언하면, 본 실시예에 의한 제조 공정은 보다 용이한 RIE 공정이다.
또한, 본 실시예에 의하면, 지지부(11)를 얇게 형성하는 것에 의한 고감도화의 효과와, 제조 공정이 용이해짐에 따른 효과 외에, 제조 공정이 용이해지는 것에 기인한 부착적인 고감도화의 효과도 있다.
즉, 이방성 에칭인 RIE는 그의 에칭의 이온성을 이용하여, 이온 입사의 방향, 즉 기판에 대하여 수직인 이방성 에칭을 실현한다. 그러나, 상술한 에칭 깊이가 깊게 되고, 또한 에칭 개구폭이 좁게되어 그의 에스펙트가 높은 경우에는 입사 이온의 방향성이 나쁘게 되어, 현실적으로는 그의 에칭 단면은 수직이 이니라 약간 테이퍼 형상이 발생하는 것도 일반적인 사실로서 널리 알려져 있다.
여기서, 도 22a를 참조로, 고에스펙트비의 실리콘 산화막 RIE를 고려해 본다. 그려면, 도 22a에서는 수직으로 표현되어 있는 에칭홀의 단면은 실제로는 약간 테이퍼 형상으로 되어 있다. 이 에칭홀 형상의 테이퍼 형상을 고려하면, 이하의 2가지 이유에 의해서 실제로 작성되는 지지부(11)의 단면적은 도 22a 및 도 20에 도시한 것보다 대면적이 되는 것을 알 수 있다.
그 하나의 이유는 에칭홀(19) 단면의 테이퍼 형상은 지지부(11) 단면의 역테이퍼 형상을 초래하기 때문에, 지지부(11)의 단면은 상부 저면보다 하부 저면이 긴 사다리꼴 형상으로 되어, 그의 단면적은 상부 저면과 두께로 설계되는 단면적보다 크게 되기 때문이다.
또 하나의 이유는 에칭홀(19)이 테이퍼 형상으로 된 경우에, 지지 단결정 실리콘 기판(6)의 에칭 공정에 있어서, 에칭 약액이 공급되는 에칭홀(19)의 저부의 개구 면적이 저하하는 문제이다. 즉, 에칭홀(19)의 단면의 테이퍼 형상을 고려하여, 에칭홀의 저부에서의 개구 면적을 확보하기 위해서는 에칭홀(19)의 상부 저부를 약간 확대한 레이아웃을 행하는 것이 필요하게 된다. 따라서, 지지부(11)의 단면적은 더욱 증대하고, 적외선 센서의 감도는 더욱 악화된다.
(제2 실시예)
이어서, 본 발명의 제2 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예에 따른 적외선 센서의 전체 구성, 및 적외선 검출 화소의 등가 회로는 제1 실시예와 마찬가지로 각각 도 1 및 도 2에 도시한 것과 동일하여 그 설명은 생략한다.
도 9는 본 실시예에 관한 적외선 검출 화소의 단면 구조와 평면 구조를 설명하기 위한 개략적인 구조도이다. 도 9에 도시된 구조는 제1 실시예에서 도시된 도 3과 거의 동일한 것이지만, 지지부(11)의 저면(11B)이 기판(6)에서 볼 때 단결정 실리콘(8)의 높이보다도 높은 위치, 보다 구체적으로는 저면(11B)이 센서부(10)내의 절연층(26)의 저면과 일치하는 점에서, 도 3의 구조와 다르게 되어 있다.
본 실시예에서도, 지지부(11)의 두께 T1은 센서부(10)의 두께 T2보다도 얇게 형성되어 열의 「누출」을 억제할 수 있는 구성으로 되어 있다.
또한, 도 3과 비교하면, 도 9의 센서부(10)에서의 컨택트홀(16)의 깊이는 깊게 되어 있다. 이것은, 본 실시예를 설명하는 데에 있어서, 제1 실시예와의 차이를 이해하기 쉽게 하기 위한 목적에 의한 것이다.
본 실시예와 상술한 제1 실시예와의 차이점에 대해서는 도 9에 도시하는 본 실시예와 도 8에 도시하는 제1 실시예를 비교하면, 보다 이해하기 쉽다. 제1 실시예를 설명하고 있는 도 3과 도 8의 차이는 센서부(10)에서의 컨택트홀(16)의 깊이가 깊게 되어 있는 부분만이다. 도 8은 도 3보다도 보다 실제의 단면 구조에 가까운 구조를 표현하고 있다고 말할 수 있다. 이것은 도 3에는 도시되어 있지 않다. 어드레스 회로나 출력 회로 등의 주변 회로를 구성하는 트랜지스터나 커패시터의 존재에 의해서, 센서부(8) 내부에서의 컨택트홀(16)이 깊게 되어 버린다고 하는 상황을 반영하고 있기 때문이다. 이러한 상황을 도 10을 이용하여 설명한다.
도 10은 좌측에서부터 센서부(10), 트랜지스터Tr, 및 캐패시터C를 배치하고, 그의 단면 구조를 비교하여 표시한 개념도이다. 센서부(10)의 구조는, 상술한 바와 같으므로 생략한다. n-채널형 MOS 트랜지스터부Tr는 소스/드레인을 구성하는 N형 불순물 영역과, 게이트 산화막 위에 형성되는 게이트 전극(22)으로 구성되어 있고, 캐패시터C는 소자 분리 실리콘 산화막(14) 위에 캐패시터 하부 전극(23)과, 이 하부 전극 위에 유전체막을 개재하여 적층 형성되는 캐패시터 상부 전극(24)으로 되어 있다.
그리고, 이들의 각 영역에 형성되는 배선(17)은 공통 배선이며, 배선(17)을 형성하기 전의 절연막 표면은 CMP 등의 기술에 의해서 평탄화되어 있다. 따라서, 도 10에 도시한 바와 같이, 트랜지스터의 게이트 전극(22)이나, 캐패시터 상부 전극(24)보다도 높은 위치에, 절연막을 개재한 상태에서 배선(17)을 형성하는 것이 필요하다. 따라서, 실제의 센서부의 단면 구조는 도 10 또는 도 8에 표시한 바와 같이, 깊은 컨택트홀(16)을 가진 구조로 된다. 그리고, 실제의 캐패시터 구조를 고려하면, 그 깊이는 1㎛ 정도로 되어 버린다.
동일하게, 주변 회로의 존재에 기인하여 형성되는 센서부(10)의 깊은 컨택트홀을 고려한 경우의 종래 구조의 적외선 센서의 화소 구조를 도 23b에 도시한다.
여기서, 도 9에 도시한 본 실시예의 설명으로 돌아간다.
도 9에 도시한 구조는, 제1 실시예로서 도시한 도 3과 거의 동일한 것이나, 지지 구조(11)의 저부가 단결정 실리콘층(8)의 높이보다도 높아, 절연층(26)의 저면과 동일한 높이로 형성되어 있는 부분이 다르게 되어 있다. 따라서, 제1 실시예 보다도 더욱 지지부(11)의 단면적을 저감할 수 있어, 보다 높은 감도의 적외선 센서를 얻을 수 있다. 여기서, 도 10에 대하여 상술한 설명으로부터도 이해되도록 본 실시예에서의 지지부(11)의 두께는 제1 실시예에서의 지지부(11)의 두께 보다도 약 1㎛나 얇게 형성되어 있는 것으로 된다.
이어서, 본 실시예의 적외선 센서의 화소를 제조하는 공정을 도 11-도 13의 공정 단면도를 이용하여 설명한다.
먼저, 반도체 기판으로서 단결정 실리콘 기판(6) 상에 매립 실리콘산화막층(9), 단결정 실리콘층(8)이 순차 적층된, 소위 SOI 기판을 준비한다(도 11a).
이어서, 소자 분리로서 STI(Shallow-Trench-Isolation)와 동일한 공정을 행한다. 즉, 포토리소그래피 등의 기술을 이용하여 소자 분리 영역을 정의하고, 소자 분리 영역의 단결정 실리콘층(8)을, 예를 들면 RIE 등의 기술에 의해 에칭 제거한 후, 소자 분리 실리콘 산화막(14)을 CVD(Chemical-Vapor-Deposition) 등의 기술에 의해 매립하고, CMP(Chemical-Mechanical-Polishing) 등의 기술로 평탄화한다(도 11b). 이 때에, 지지부(11)의 영역도 소자 분리 영역으로서 정의되고, 소자 분리 실리콘 산화막(14)이 매립된다.
이어서, 어드레스 회로, 출력부, 정전류원 등의 주변 회로의 소스/드레인 영역과 동일하게 센서부의 pn 접합을 위한 n형 불순물 영역(15)을 포토리소그래피 기술과 이온 주입 등의 도핑 기술에 의해서 형성한 후에, 절연층(25)을 형성한다(도 11c).
이어서, 소자 분리 영역 중, 지지부(11)를 형성하기 위한 지지 구조용 소자 분리 영역의 절연층(25)과, 소자 분리 실리콘 산화막(14)과, 매립 실리콘 산화막(9)을, 예를 들면 RIE 등의 기술에 의해서 에칭 제거한다(도 11d).
이어서, 희생 실리콘층(21)을 CVD 등의 기술에 의해서 매립하고, CMP 등의 기술로 평탄화한다(도 12a). 이 희생 실리콘층(21)은 후처리 공정인 지지 기판(6)의 에칭에 있어서 에칭되기 위한, 소위 희생층이므로 단결정, 다결정, 비정질의 어느 구조라도 상관없다.
이어서, 기판 상면에 절연층(26)을 형성하고, 희생 실리콘층(21)과 배선(17)과의 사이에 절연층을 형성한다. 이러한 지지부(11)에 있어서, 배선(17)의 아래에 형성되는 절연층(26)이 최종적으로 지지부(11)의 저면이 된다(도 12d). 절연층(26)은 실리콘 에칭 공정에서의 배선(17)의 하면을 보호하는 역할을 한다.
이어서, 주변 회로 및 pn 접합의 배선을 위한 컨택트홀(16)의 형성, 및 금속 배선(17)을 형성하는, 소위 메탈라이제이션 공정을 행한다.
이어서, 센서부에는 적외선 흡수층을 형성하지만, 본 실시예와 같이, 메탈라이제이션 공정에서 형성되는 층간 절연막 및 패시베이션막(18)을 유용하는 것도 가능하다(도 12c).
이어서, 지지부(11)를 형성함과 함께, 중공 구조(7)를 형성하기 위한 에칭홀(19)을 형성하기 위해서, 패시베이션막(18) 및 절연층(26)을 RIE 등에 의해서 에칭한다(도 13a).
이어서, 이 에칭홀(19)을 개재하여 희생 실리콘막(21)을, 예를 들면 TMAH(Tetra-Methyl-Ammonium-Hydroxide) 등의 약액에 의해서 에칭 제거한다(도 13b).
최종적으로, 단결정 실리콘의 이방성 에칭액으로서, 예를 들면 TMAH 등의 약액을 이용한 단결정 실리콘의 이방성 에칭을 행함으로써, 단결정 실리콘 기판(6)의 내부에 중공 구조(7)를 형성하고, 도 9의 적외선 검출 화소의 구조를 얻을 수 있다(도 13c).
도 13b-도 13c의 설명에서는 희생 실리콘층(21)의 에칭 제거 공정과, 그 후의 지지 단결정 실리콘 기판(6)의 이방성 에칭 공정을 독립적으로 설명하였으나, 이들의 에칭에 사용되는 에칭액은 기본적으로는 동일한 약액이므로, 실제의 공정에서는 도 13a의 형상으로 된 후에, 예를 들면 TMAH 등의 약액에 의한 에칭을 행함으로써 도 13b의 형상을 인식하지 않고, 최종 형상인 도 13c의 구조를 얻을 수 있다.
물론, 주변회로에서 이용되는 트랜지스터 형성을 위한 게이트 전극 형성 공정이 필요한 것은 말할 필요도 없지만, 적외선 검출 화소의 제조 공정과는 직접적인 관계가 없으므로, 상기의 설명 내용에서는 생략되어 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 센서 구조에서는 메탈라이제이션 공정 전에 실시되는 절연막(25)의 평탄화 공정에 있어서, 지지부용 소자 분리 영역에 희생 실리콘막(21)을 매립 형성하고, 그 후에, 이 희생 실리콘층을 에칭 제거함으로써 지지부의 저부(11B)가 절연층(26)의 저면과 동일한 높이로 형성되어 있다. 이 때문에, 지지부(11)는 더욱 얇게 형성되어, 지지부(11)의 단면적은 더욱 대폭으로 저감되고, 센서부(10)와 지지 기판(6)간의 열 컨덕턴스는 더욱 대폭 저감된다. 본 실시예와의 비교를 위해서, 종래예로서 도 d에 도시한 단면 구성도와의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 지지부(11)의 단면적의 저감은 자명하다.
결과적으로, 입사 적외선 파워에 대한 센서부의 온도 변화의 비, 소위 열감도는 대폭으로 향상되므로 높은 적외선 감도를 갖는 적외선 센서를 얻을 수 있다.
또한, 도 13a의 형상을 형성한 후에, 지지부(11)를 제외한 영역을 포토레지스트 등에 의해 보호한 상태에서 지지부(11)의 표면측의 패시베이션막(18)을 적당량 에칭하고, 그 후에 희생 실리콘막(21)을 제거하고(도 14b), 다시 지지 단결정실리콘 기판(6)의 에칭 처리(도 14c)를 함으로써, 도 15에 도시한 구조를 얻는 것도 가능하다.
즉, 도 15에 도시한 구조에서는 지지부(11)의 저면(11B)이 배선(17)의 표면과 동일한 정도의 높이로 형성되어 있을 뿐만 아니라, 지지부(11)의 상면(11T)이 센서부(10)의 표면(10T)보다도 낮은 높이로 형성되어 있다. 이러한 구조에 의하면, 도 9의 구조와 비교하여 지지부(11)의 단면적이 더욱 저감되어 적외선 센서를 보다 고감도화할 수 있으므로 더욱 바람직하다.
이상, 구체예를 참조하면서, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 설명은 이러한 구체예에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 본 발명의 적외선 센서에서 설치되는 배선(17)에 대하여 더욱 보충하면, 센서부(10)에서의 배선과 지지부(11)에서의 배선은 동일한 재료로 한정되지 않는다. 예를 들면, 센서부(10)에서의 배선(17)의 재료로서는 통상의 LSI 공정에서 사용되는 알루미늄(Al) 등의 금속 배선 재료를 사용하고, 지지부(11)의 배선(17)의 재료에는 열전도율이 낮은 티탄(Ti)을 사용하면 열의 「누출」을 더욱 저감하는 것이 가능하여 보다 바람직하다.
이 경우에는, 배선(17)의 형성 공정을 센서부(10)에서의 알루미늄 배선을 형성하는 제1 배선 형성 공정과, 지지부(11)에서의 티탄 배선을 형성하는 제2 배선 공정의 2회를 행하게 된다. 이 때에, 알루미늄 배선과 티탄 배선과의 사이에 층간 절연막을 형성하고, 양 배선의 접속을 위한 컨택트홀을 형성하는 방법도 가능하지만, 이하의 방법도 가능하여 보다 바람직하다.
이것은 제2 배선 패턴이 제1 배선 패턴 상에 반드시 형성되도록 설계하여, 제1 배선 형성 공정의 직후에 제2 배선 공정을 실시하는 방법이다. 물론 지지부(11)에는 제2 배선 패턴만을 형성한다. 이 방법에 의하면, 상기의 절연층 형성·컨택트 형성 공정이 불필요하게 될 뿐만 아니라, 상층에 막 두께가 극히 얇은 티탄 배선을 형성하는 컨택트홀에서의 티탄 배선의 끊어짐에 의한 컨택트 불량의 발생을 방지하는 것이 가능하다. 이 티탄 배선의 막 두께를 극히 얇게 하는 것은 지지부(11)의 열전도를 저감하여 고감도화하는 목적인 것은 말할 필요도 없다.
한편, 이상 설명한 제1 및 제2의 실시의 형태는 모두 적외선 검출 화소를 2차원적으로 어레이 배치하여 구성된 적외선 센서이지만, 물론 적외선 검출 화소를 1차원적으로 배열한 1차원 센서나, 어레이 배치되어 있지 않은 단일의 적외선 센서에 적용해도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 말할 필요도 없다.
이상 상술한 구체예 외에 적외선 흡수층을 적층한 구성으로 해도 할 수 있다.
도 16은 적외선 흡수층을 적층 형성한 적외선 센서의 구성을 나타내는 개념도이다. 즉, 본 발명의 실시예로서 상술한 어느 것의 구성에서, 센서부(10)의 위에, 적외선 흡수층(100)을 적층시킨다. 적외선 흡수층(100)은 반사층(100A)과 절연층(100B)과 흡수층(100C)을 적층한 구성을 갖고, 적외선을 흡수하여 열을 센서부(10)에 공급한다. 이러한 적외선 흡수층(100)은 센서부(10)보다도 훨씬 큰 검출 면적을 가지므로, 적외선 흡수 면적을 확대하고, 광학적인 감도 향상의 효과와 더불어 보다 고감도의 적외선 센서를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에서 열전기 변환 수단으로서 이용되는 pn 접합은 평면 구조의 pn 접합에 한정되지 않고, 측면 구조의 pn 접합도 열전기 변환 수단으로서 동일하게 채용할 수 있다.
도 17은 이러한 측면 구조의 주요부를 개념적으로 나타낸 사시 투시도이다. 즉, 도 17에 도시한 것에서는 기판(200) 상에 형성된 매립 산화막(210)의 위에 SOI막으로 이루어진 복수의 측면형 pn 접합 다이오드(220)가 설치되고, 금속 스트립(230)에 의해서 직렬 접속되어 있다. 본 발명에 있어서는 이러한 측면 구조의 pn 접합도 열전기 변환 수단으로서 동일하게 채용할 수 있다.
그 외에, 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위에서 각종의 변형 실시예가 가능하다.
예를 들면, 상술한 각 실시예에서는 희생 실리콘층(21) 상에 지지부(11)를 형성하는 예를 설명하였으나, 반드시 희생 실리콘층(21)을 설치하지 않아도 된다. 도 18-도 20은 희생 실리콘(21)을 설치하지 않고, 종래보다도 얇은 지지부(11)를 형성하는 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 18a-도 18c의 공정은 도 11a-11c의 공정과 동일하다. 다음으로, 주변 회로 및 pn 접합의 배선을 위한 컨택트홀(16)을 형성함과 동시에, 금속 배선(17)을 형성하는 소위 메탈라이제이션 공정을 행한다(도 19a).
이어서, 센서부에는 적외선 흡수층을 형성하지만, 본 실시예와 같이, 메탈라이제이션 공정에서 형성하는 층간 절연막 및 패시베이션막(18)을 활용하는 것도 가능하다(도 19a). 이어서, 지지부(11)를 형성함과 동시에, 중공 구조(7)를 형성하기 위한 에칭홀(19)을 형성하기 위해서, 패시베이션막(18) 및 절연층(26)을 RIE 등에 의해서 에칭한다(도 19b).
마지막으로, 지지부(11)를 제거한 영역을 포토레지스트 등에 의해서 보호한 상태에서 지지부(11)의 표면측의 패시베이션막(18)을 적당량 에칭하고, 그 후에 단결정 실리콘의 이방성 에칭액으로서, 예를 들면 TMAH 등의 약액을 이용한 단결정 실리콘의 이방성 에칭을 행하고, 단결정 실리콘 기판(6) 내부에 중공 구조(7)를 형성하여, 도 9의 적외선 검출 화소의 구조를 얻을 수 있다(도 19c).
이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 센서부를 중공 구조 위에 지지하기 위한 지지부를 종래 구조와 비교하여 대폭으로 얇게 하여 그의 단면적을 대폭으로 저감하여 열 콘덕턴스를 대폭으로 저감하는 것이 가능하여, 결과적으로 감도가 높은 적외선 센서를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 지지부 영역의 절연층을 에칭하여, 희생 실리콘막을 매립하므로, 지지부를 형성하기 위한 절연층 RIE의 에스펙트비를 대폭으로 저감하고, 공정을 용이하게 함과 동시에, 부차적인 효과로서 더욱 지지부의 단면적을 저감하여 보다 고감도화하는 것이 가능하다.
또한, 도 3b에 도시한 바와 같이, 지지부(11)의 저면(11B)을 높게 함으로써 단결정 실리콘 (111)면에 의해 구성되는 테이퍼 형상의 부분과 지지부(11)의 저면(11B)과의 간격을 확대할 수 있다. 그 결과, 그 제조 공정에서의 실리콘 기판(6)을 TMAH로 웨트 에칭하는 공정과, 그 전후의 웨트 공정에 있어서,지지부(11)가 실리콘 기판(6)에 부착되는, 소위 스티킹(sticking)의 문제를 회피할 수 있고, 제조 효율의 향상에 따른 저코스트화라고 하는 효과도 기대할 수 있다.
또한, 도 20b에 도시한 바와 같이, 지지부(11)의 표면(11T)을 낮게 하는 것은 미세 구조인 지지부(11)를 센서부나 그 외의 소자 형성 부분의 표면보다도 낮은 위치에 배치시키게 되므로 어셈블리를 포함한 제조 공정에 있어서, 지지부(11)에 직접 접촉하여 파괴하는 손실이 줄어들게 되어, 결과적으로 제조 효율의 향상과 이에 따른 저코스트화라고 하는 부차적인 효과를 기대할 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 종래보다도 고감도의 비냉각 적외선 센서를 용이하고 확실하게 얻는 것이 가능하게 되어, 각종 응용 분야에서 고성능의 센서를 저코스트로 제공할 수 있다는 점에서 산업상의 장점이 상당히 크다.

Claims (20)

  1. 적외선 센서에 있어서,
    복수의 오목(凹)부를 갖는 반도체 기판과, 입사 적외선을 흡수하여 열로 변환하는 흡수부(18, 20)와, 상기 흡수부에서 발생한 열에 의한 온도 변화를 전기 신호로 변환하는 pn 접합부를 갖는 열전기 변환부(8, 15)를 가지며, 상기 반도체 기판 상에 형성되는 복수의 적외선 검출부(10)와;
    상기 복수의 적외선 검출부 각각을 상기 반도체 기판의 상기 복수의 오목부 각각에 해당 반도체 기판으로부터 이격하여 지지하고, 상기 반도체 기판면에 대해 거의 평행 방향으로 연장하는 적어도 하나 이상의 지지체(11)
    를 포함하고,
    상기 열전기 변환부는 상기 흡수부의 하면(下面)에 형성된 반도체층(8)을 가지며, 이 반도체층 내에 상기 pn 접합부가 형성되고,
    상기 지지체의 한 단부는 각각 상기 적외선 검출부에 접속되고, 다른 단부는 각각 상기 반도체 기판에 접속되며,
    상기 지지체의 두께는 상기 적외선 검출부의 두께보다도 얇은 적외선 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지체의 하면은 상기 반도체층의 상면과 거의 동일한 높이이거나, 또는 이 계면보다도 높은 위치에 형성되는 적외선 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지지체의 상면은 상기 적외선 검출부의 상면보다도 낮은 위치에 형성되는 적외선 센서.
  4. 제1항에 있어서, 상기 열전기 변환부의 상면에 형성되는 제1 절연층(25)과,
    상기 제1 절연층의 상면에 형성되는 제2 절연층(26)과,
    상기 제2 절연층의 상면에 형성되어, 상기 제1 및 제2 절연층의 일부에 형성되는 컨택트를 통해 상기 열전기 변환부에 접속되는 배선층(17)
    을 포함하고,
    상기 흡수부는 상기 배선층의 상면에 형성되고,
    상기 지지체의 하면에는 상기 제2 절연층을 연장하여 형성되는 제3 절연층(11B)이 설치되며,
    상기 배선층은 상기 제3 절연층 상에 연장하여 설치되는 적외선 센서.
  5. 제1항에 있어서, 상기 열전기 변환부의 상면에 형성되는 제1 절연층(25)과,
    상기 제1 절연층의 상면에 형성되는 제2 절연층(26)과,
    상기 제2 절연층의 상면에 형성되어, 상기 제1 및 제2 절연층의 일부에 형성되는 컨택트를 통해 상기 열전기 변환부에 접속되는 배선층(17)
    을 포함하고,
    상기 흡수부는 상기 배선층의 상면에 형성되고,
    상기 지지체의 하면에는 상기 제2 절연층을 연장하여 형성되는 제3절연층(11B)이 설치되며,
    상기 배선층은 상기 제3 절연층 상에 연장하여 설치되고,
    상기 지지체의 상면은 상기 흡수부의 상면보다 낮은 위치에 형성되는 적외선 센서.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적외선 검출부는 상기 열전기 변환부로부터의 전기 신호를 출력하기 위해 상기 반도체 기판면에 대해 거의 평행 방향으로 연장되는 제1 배선을 가지고,
    상기 지지체는 상기 제1 배선에 접속되는 제2 배선을 가지며,
    상기 제2 배선은 상기 제1 배선보다도 열전도율이 낮은 재료로 이루어지는 적외선 센서.
  7. 제1항에 있어서, 단결정 실리콘 기판(6), 매립 절연층(9) 및 단결정 실리콘층(8)을 이 순서대로 적층하여 이루어지는 SOI 기판의 상기 단결정 실리콘층에 상기 반도체층이 포함되는 적외선 센서.
  8. 입사 적외선을 흡수하여 열로 변환하는 흡수부(18, 20)와, 상기 흡수부에서 발생한 열에 의한 온도 변화를 전기 신호로 변환하는 pn 접합부를 갖는 열전기 변환부(8, 15)를 가지며, 단결정 실리콘 기판(6) 상에 형성되는 복수의 적외선 검출부(10)와,
    상기 복수의 적외선 검출부 각각을 상기 단결정 실리콘 기판으로부터 이격하여 지지하고, 상기 단결정 실리콘 기판면에 대해 거의 평행 방향으로 연장하는 적어도 하나 이상의 지지체(11)
    를 포함하고,
    상기 열전기 변환부는 상기 흡수부의 하면에 형성된 단결정 실리콘층(8)을 가지며, 이 단결정 실리콘층 내에 상기 pn 접합부가 형성되는 적외선 센서의 제조 방법에 있어서,
    단결정 실리콘 기판(6), 매립 절연층(9) 및 상기 단결정 실리콘층을 이 순서대로 적층하여 이루어지는 SOI 기판의 상기 단결정 실리콘층의 일부를 에칭 제거하여 제1 오목부를 형성하여, 상기 매립 절연층을 노출시키는 공정과;
    상기 제1 오목부에 소자 분리 절연층(14)을 매립하는 공정과;
    상기 소자 분리 절연층의 일부와, 그 아래의 상기 매립 절연층을 에칭 제거하여 제2 오목부를 형성하여, 상기 단결정 실리콘 기판을 노출시키는 공정과;
    상기 제2 오목부에 희생 실리콘층(21)을 매립하는 공정과;
    상기 단결정 실리콘층에, 열에 의한 온도 변화를 전기신호로 변환하는 pn 접합부를 갖는 상기 열전기 변환부를 형성하는 공정과;
    기판 상면에, 상기 열전기 변환부로부터 전기 신호를 출력하기 위한 배선층(17)과 그 상면에 형성되어 상기 흡수부의 일부에 대응하는 제1 절연층(20)을 포함하는 적층체를 형성하는 공정과;
    상기 적층체 상에, 상기 흡수부의 일부에 대응하는 제2 절연층(18)을 형성하는 공정과;
    상기 희생 실리콘층 상에 형성된 상기 적층체 및 상기 제2 절연층을 부분적으로 에칭 제거함으로써 상기 희생 실리콘층 상에 상기 지지체를 형성하는 공정과;
    상기 희생 실리콘층을 에칭 제거하여 상기 단결정 실리콘 기판을 노출시키는 공정과;
    노출된 상기 단결정 실리콘 기판을 에칭하여 상기 적외선 검출부를 상기 단결정 실리콘 기판으로부터 이격시키는 공정
    을 포함하는 적외선 센서의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 지지체를 형성하는 공정 또는 그 후에, 상기 지지체의 상면에 위치하는 상기 제2 절연층의 전부와 상기 제1 절연층의 일부를 에칭하여 상기 지지체의 두께를 얇게 하는 적외선 센서의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 지지체의 하면은 상기 열전기 변환부 중의 pn 접합을 포함하는 상기 단결정 실리콘층의 상면과 거의 동일한 높이이거나, 또는 상기 단결정 실리콘층의 상면보다도 높은 위치에 형성되는 적외선 센서의 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 지지체의 상면은 상기 흡수부의 상면보다도 낮은 위치에 형성되는 적외선 센서의 제조 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 적외선 검출부의 내부에 상기 열전기 변환부로부터의 전기 신호를 출력하기 위해, 상기 반도체 기판면에 대해 거의 평행 방향으로 연장되는 제1 배선을 형성하는 공정과,
    상기 지지체의 내부에 상기 제1 배선에 접속되는 제2 배선을 형성하는 공정
    을 포함하고,
    상기 제2 배선은 상기 제1 배선보다도 열전도율이 낮은 재료로 이루어지는 적외선 센서의 제조 방법.
  13. 입사 적외선을 흡수하여 열로 변환하는 흡수부(18, 20)와, 상기 흡수부에서 발생한 열에 의한 온도 변화를 전기 신호로 변환하는 pn 접합부를 갖는 열전기 변환부(8, 15)를 가지며, 단결정 실리콘 기판(6) 상에 형성되는 복수의 적외선 검출부(10)와,
    상기 복수의 적외선 검출부 각각을 상기 단결정 실리콘 기판으로부터 이격하여 지지하고, 상기 단결정 실리콘 기판면에 대해 거의 평행 방향으로 연장하는 적어도 하나 이상의 지지체(11)
    를 포함하고,
    상기 열전기 변환부는 상기 흡수부의 하면에 형성된 단결정 실리콘층(8)을 가지며, 이 단결정 실리콘층 내에 상기 pn 접합부가 형성되는 적외선 센서의 제조 방법에 있어서,
    단결정 실리콘 기판(6), 매립 절연층(9) 및 상기 단결정 실리콘층을 이 순서대로 적층하여 이루어지는 SOI 기판의 상기 단결정 실리콘층의 일부를 에칭 제거하여 제1 오목부를 형성하여, 상기 매립 절연층을 노출시키는 공정과;
    상기 제1 오목부에 소자 분리 절연층(14)을 매립하는 공정과;
    상기 단결정 실리콘층에, 열에 의한 온도 변화를 전기 신호로 변환하는 pn 접합부를 갖는 상기 열전기 변환부를 형성하는 공정과;
    기판 상면에 제1 절연층(25)을 퇴적하는 공정과;
    상기 제1 오목부를 형성한 영역의 일부에서, 상기 제1 절연층을 그 아래의 상기 소자 분리 절연층과 그 아래의 상기 매립 절연층을 각각 에칭 제거하여 제2 오목부를 형성해서 상기 단결정 실리콘 기판을 노출시키는 공정과;
    상기 제2 오목부에 희생 실리콘층(21)을 매립하는 공정과;
    기판 상면에 제2 절연층(26)을 퇴적하는 공정과;
    상기 열전기 변환부로부터 전기 신호를 출력하기 위한 컨택트부를 상기 제1 및 제2 절연층에 형성하고 또한 배선(17)을 형성하는 공정과;
    기판 상면에, 상기 흡수부의 일부에 대응하는 제3 절연층(20)을 퇴적하는 공정과;
    상기 제3 절연층의 상면에, 상기 흡수부의 일부에 대응하는 제4 절연층(18)을 형성하는 공정과;
    상기 희생 실리콘층 상에 형성된 상기 제2, 제3 및 제4 절연층을 부분적으로 에칭 제거함으로써 상기 희생 실리콘층 상에 상기 지지체를 형성하는 공정과;
    상기 희생 실리콘층을 에칭 제거하여 상기 단결정 실리콘 기판을 노출시키는공정과;
    노출된 상기 단결정 실리콘 기판을 에칭하여 상기 적외선 검출부를 상기 단결정 실리콘 기판으로부터 이격시키는 공정
    을 포함하는 적외선 센서의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 지지체를 형성하는 공정 또는 그 후에, 상기 지지체의 상면에 노출하는 상기 제4 절연층의 전부와 상기 제3 절연층의 일부를 에칭하여 상기 지지체의 두께를 얇게 하는 적외선 센서의 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 지지체의 하면에는 상기 제2 절연층을 연장한 제3 절연층이 형성되고, 상기 배선은 상기 제3 절연층 상에 연장하여 형성되는 적외선 센서의 제조 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 지지체의 상면은 상기 흡수부의 상면보다도 낮은 위치에 형성되는 적외선 센서의 제조 방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 적외선 검출부의 내부에 상기 열전기 변환부로부터의 전기 신호를 출력하기 위해 상기 반도체 기판면에 대해 거의 평행 방향으로 연장되는 제1 배선을 형성하는 공정과,
    상기 지지체의 내부에, 상기 제1 배선에 접속되는 제2 배선을 형성하는 공정
    을 포함하고,
    상기 제2 배선은 상기 제1 배선보다도 열전도율이 낮은 재료로 이루어지는 적외선 센서의 제조 방법.
  18. 입사 적외선을 흡수하여 열로 변환하는 흡수부(18, 20)와, 상기 흡수부에서 발생한 열에 의한 온도 변화를 전기 신호로 변환하는 pn 접합부를 갖는 열전기 변환부(8, 15)를 가지며, 단결정 실리콘 기판(6) 상에 형성되는 복수의 적외선 검출부(10)와,
    상기 복수의 적외선 검출부 각각을 상기 단결정 실리콘 기판으로부터 이격하여 지지하고, 상기 단결정 실리콘 기판면에 대해 거의 평행 방향으로 연장하는 적어도 하나 이상의 지지체(11)
    를 포함하고,
    상기 열전기 변환부는 상기 흡수부의 하면에 형성된 단결정 실리콘층(8)을 가지며, 이 단결정 실리콘층 내에 상기 pn 접합부가 형성되는 적외선 센서의 제조 방법에 있어서,
    단결정 실리콘 기판(6), 매립 절연층(9) 및 상기 단결정 실리콘층(8)을 이 순서대로 적층하여 이루어지는 SOI 기판의 상기 단결정 실리콘층의 일부를 에칭 제거하여 제1 오목부를 형성해서, 상기 매립 절연층을 노출시키는 공정과;
    상기 제1 오목부에 소자 분리 절연층(14)을 매립하는 공정과;
    상기 단결정 실리콘층에 pn 접합을 설치함으로써 상기 열전기 변환부를 형성하는 공정과;
    기판 상면에 제1 절연층(25)을 퇴적하는 공정과;
    상기 열전기 변환부로부터 전기 신호를 출력하기 위한 컨택트부를 상기 제1 절연층에 형성하고 또한 배선(17)을 형성하는 공정과;
    기판 상면에, 상기 흡수부의 일부에 대응하는 제2 절연층(20)을 퇴적하는 공정과;
    상기 제2 절연층의 상면에, 상기 흡수부의 일부에 대응하는 제3 절연층(18)을 형성하는 공정과;
    상기 단결정 실리콘층, 상기 제1 절연층, 상기 제2 절연층 및 상기 제3 절연층을 부분적으로 에칭 제거함으로써 상기 지지체를 형성하는 공정과;
    상기 지지체의 상면에 위치하는 상기 제3 절연층의 전부와 상기 제2 절연층의 일부를 제거하여 상기 지지체의 두께를 얇게 하는 공정과;
    상기 단결정 실리콘 기판을 에칭하여 상기 적외선 검출부를 상기 단결정 실리콘 기판으로부터 이격시키는 공정
    을 포함하는 적외선 센서의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 지지체의 상면은 상기 흡수부의 상면보다도 낮은 위치에 형성되는 적외선 센서의 제조 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 적외선 검출부의 내부에 상기 열전기 변환부로부터의전기 신호를 출력하기 위해, 상기 반도체 기판면에 대해 거의 평행 방향으로 연장되는 제1 배선을 형성하는 공정과,
    상기 지지체의 내부에, 상기 제1 배선에 접속되는 제2 배선을 형성하는 공정
    을 포함하고,
    상기 제2 배선은 상기 제1 배선보다도 열전도율이 낮은 재료로 이루어지는 적외선 센서의 제조 방법.
KR10-2001-0015444A 2000-03-30 2001-03-24 적외선 센서 및 그 제조 방법 KR100392044B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000-095687 2000-03-30
JP2000095687A JP3497797B2 (ja) 2000-03-30 2000-03-30 赤外線センサの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010095000A KR20010095000A (ko) 2001-11-03
KR100392044B1 true KR100392044B1 (ko) 2003-07-22

Family

ID=18610555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0015444A KR100392044B1 (ko) 2000-03-30 2001-03-24 적외선 센서 및 그 제조 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6573504B2 (ko)
JP (1) JP3497797B2 (ko)
KR (1) KR100392044B1 (ko)
TW (1) TW488081B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101227242B1 (ko) 2011-02-01 2013-01-28 안동대학교 산학협력단 에스오아이 기판을 이용한 써모파일의 제조방법 및 적외선 센서의 제조방법

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001264441A (ja) * 2000-01-14 2001-09-26 Seiko Instruments Inc カロリーメーターとその製造方法
JP3589997B2 (ja) * 2001-03-30 2004-11-17 株式会社東芝 赤外線センサおよびその製造方法
JP3959480B2 (ja) * 2001-06-15 2007-08-15 三菱電機株式会社 赤外線検出器
US7038623B2 (en) * 2003-12-04 2006-05-02 Raytheon Company Method and apparatus for detecting radiation at one wavelength using a detector for a different wavelength
JP4239980B2 (ja) * 2005-01-14 2009-03-18 三菱電機株式会社 赤外線固体撮像装置およびその製造方法
US8541678B2 (en) * 2005-03-14 2013-09-24 Borealis Technical Limited Thermionic/thermotunneling thermo-electrical converter
JP4792980B2 (ja) 2006-01-12 2011-10-12 日産自動車株式会社 赤外線検出素子
WO2008108784A2 (en) * 2006-05-23 2008-09-12 Regents Of The Uninersity Of Minnesota Tunable finesse infrared cavity thermal detectors
DE102006028435A1 (de) * 2006-06-21 2007-12-27 Robert Bosch Gmbh Sensor und Verfahren zu seiner Herstellung
JP4221424B2 (ja) 2006-08-09 2009-02-12 株式会社東芝 固体撮像素子及びその製造方法並びに撮像装置
JP2010512507A (ja) * 2006-12-08 2010-04-22 リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミネソタ 放射率の低減と光空洞カップリングを使用した、標準的な放射雑音限界を超える検出
JP2009074898A (ja) * 2007-09-20 2009-04-09 Toshiba Corp ボロメータ型非冷却赤外線センサおよびその駆動方法
JP2009229260A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Toshiba Corp 赤外線センサ素子
JP5264597B2 (ja) * 2008-04-03 2013-08-14 三菱電機株式会社 赤外線検出素子及び赤外線固体撮像装置
US8003425B2 (en) 2008-05-14 2011-08-23 International Business Machines Corporation Methods for forming anti-reflection structures for CMOS image sensors
US7759755B2 (en) 2008-05-14 2010-07-20 International Business Machines Corporation Anti-reflection structures for CMOS image sensors
DE102008001885A1 (de) * 2008-05-20 2009-11-26 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung und Verfahren zum Betrieb einer Sensoranordnung
WO2010033142A1 (en) 2008-05-30 2010-03-25 Regents Of The University Of Minnesota Detection beyond the standard radiation noise limit using spectrally selective absorption
DE102008041587B4 (de) * 2008-08-27 2017-07-20 Robert Bosch Gmbh Mikrostrukturiertes Temperatursensorelement mit zusätzlicher IR-absorbierender Schicht
JP5443793B2 (ja) * 2009-03-13 2014-03-19 株式会社東芝 赤外線固体撮像素子
KR101182406B1 (ko) 2009-08-21 2012-09-13 한국전자통신연구원 적외선 감지 센서 및 그 제조 방법
JP5425207B2 (ja) * 2009-09-10 2014-02-26 株式会社東芝 赤外線撮像素子
WO2011055734A1 (ja) * 2009-11-04 2011-05-12 ローム株式会社 圧力センサおよび圧力センサの製造方法
WO2011096042A1 (ja) * 2010-02-02 2011-08-11 株式会社 東芝 赤外線撮像素子及びその製造方法
JP2011187594A (ja) * 2010-03-08 2011-09-22 Hitachi Displays Ltd フォトセンサ装置
JP5143176B2 (ja) * 2010-03-31 2013-02-13 株式会社東芝 赤外線撮像素子およびその製造方法
US8927934B2 (en) * 2010-09-13 2015-01-06 Ricoh Company, Ltd. Thermal infrared sensor and manufacturing method thereof
JP5214690B2 (ja) * 2010-09-13 2013-06-19 株式会社東芝 赤外線検出素子
JP5772052B2 (ja) * 2011-02-23 2015-09-02 セイコーエプソン株式会社 焦電型検出器、焦電型検出装置及び電子機器
JP5861264B2 (ja) * 2011-03-29 2016-02-16 セイコーエプソン株式会社 赤外線検出素子
TWI452272B (zh) * 2011-05-24 2014-09-11 Univ Nat Kaohsiung Applied Sci Thermopile sensing element
CN102403321A (zh) * 2011-09-30 2012-04-04 上海新傲科技股份有限公司 半导体装置及制备方法
RU2490751C1 (ru) * 2012-02-09 2013-08-20 Открытое акционерное общество "АНГСТРЕМ" Микроболометр с упрочненными поддерживающими балками и способы его изготовления
DE102012208220A1 (de) * 2012-05-16 2013-11-21 Robert Bosch Gmbh Infrarot-Sensorvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Infrarot-Sensorvorrichtung
DE102012208192A1 (de) * 2012-05-16 2013-11-21 Robert Bosch Gmbh Infrarot-Sensorvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Infrarot-Sensorvorrichtung
DE102012218414A1 (de) * 2012-10-10 2014-04-10 Robert Bosch Gmbh Integrierte Diodenanordnung und entsprechendes Herstellungsverfahren
TWI512955B (zh) * 2013-08-26 2015-12-11 Ind Tech Res Inst 半導體元件結構、紅外線感測元件與其製作方法
JP6160381B2 (ja) * 2013-09-11 2017-07-12 Tdk株式会社 温度センサ
CN105244357B (zh) * 2015-08-31 2018-06-26 上海集成电路研发中心有限公司 可见光红外混合成像探测器像元结构及其制备方法
TWI615985B (zh) 2015-12-25 2018-02-21 財團法人工業技術研究院 光感測元件及其製造方法
CN106124067B (zh) * 2016-07-18 2019-01-18 上海集成电路研发中心有限公司 红外探测像元结构及其制备方法、混合成像器件
EP3370048B1 (en) * 2016-09-02 2023-07-26 Sony Semiconductor Solutions Corporation Image pickup device
US10483416B2 (en) * 2017-10-24 2019-11-19 Mukti Rana Medium wave infrared (MWIR) and long wavelength infrared (LWIR) operating microbolometer with raised strut design
CN113091919A (zh) * 2021-04-12 2021-07-09 上海芯物科技有限公司 一种热电堆传感器及其制作方法
CN117083999A (zh) * 2022-02-24 2023-11-17 京东方科技集团股份有限公司 显示模组和显示装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06229821A (ja) * 1993-01-30 1994-08-19 Nissan Motor Co Ltd 赤外線センサおよびその製造方法
US5343064A (en) * 1988-03-18 1994-08-30 Spangler Leland J Fully integrated single-crystal silicon-on-insulator process, sensors and circuits
JPH06342942A (ja) * 1993-06-02 1994-12-13 Nissan Motor Co Ltd 赤外線センサの製造方法
JPH08297052A (ja) * 1995-04-26 1996-11-12 Honda Motor Co Ltd ボロメータ型赤外線センサおよびこれを用いたボロメータ型赤外線イメージセンサ
JPH1140539A (ja) * 1997-07-18 1999-02-12 Mitsuteru Kimura フローティング部を有する半導体装置及びフローティング単結晶薄膜の形成方法
KR20010060358A (ko) * 1999-11-19 2001-07-06 무라타 야스타카 적외선 센서용 열 흡수체 및 이것을 형성하기 위한 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991016607A1 (en) * 1990-04-26 1991-10-31 Commonwealth Of Australia, The Secretary Department Of Defence Semiconductor film bolometer thermal infrared detector
JP3287173B2 (ja) * 1995-04-07 2002-05-27 三菱電機株式会社 赤外線検出素子
JPH10185681A (ja) 1996-11-08 1998-07-14 Mitsuteru Kimura 熱型赤外線センサとその製造方法およびこれを用いた赤外線イメージセンサ
JP3529596B2 (ja) 1997-08-06 2004-05-24 株式会社東芝 赤外線固体撮像装置及びその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5343064A (en) * 1988-03-18 1994-08-30 Spangler Leland J Fully integrated single-crystal silicon-on-insulator process, sensors and circuits
JPH06229821A (ja) * 1993-01-30 1994-08-19 Nissan Motor Co Ltd 赤外線センサおよびその製造方法
JPH06342942A (ja) * 1993-06-02 1994-12-13 Nissan Motor Co Ltd 赤外線センサの製造方法
JPH08297052A (ja) * 1995-04-26 1996-11-12 Honda Motor Co Ltd ボロメータ型赤外線センサおよびこれを用いたボロメータ型赤外線イメージセンサ
JPH1140539A (ja) * 1997-07-18 1999-02-12 Mitsuteru Kimura フローティング部を有する半導体装置及びフローティング単結晶薄膜の形成方法
KR20010060358A (ko) * 1999-11-19 2001-07-06 무라타 야스타카 적외선 센서용 열 흡수체 및 이것을 형성하기 위한 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101227242B1 (ko) 2011-02-01 2013-01-28 안동대학교 산학협력단 에스오아이 기판을 이용한 써모파일의 제조방법 및 적외선 센서의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP3497797B2 (ja) 2004-02-16
TW488081B (en) 2002-05-21
KR20010095000A (ko) 2001-11-03
US20010028035A1 (en) 2001-10-11
US6573504B2 (en) 2003-06-03
JP2001281065A (ja) 2001-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100392044B1 (ko) 적외선 센서 및 그 제조 방법
US6806470B2 (en) Infrared sensor device and manufacturing method thereof
KR100537124B1 (ko) 적외선 센서 및 그 제조 방법
KR100376925B1 (ko) 적외선 고체 촬상소자
KR100889365B1 (ko) 3차원 구조의 영상센서와 그 제작방법
US6599771B2 (en) Thermal infrared sensor and a method of manufacturing the same
JP5988020B2 (ja) 固体撮像素子及びその製造方法
KR20100102043A (ko) 광차폐부를 포함한 화소 센서 셀
WO2010114001A1 (ja) 赤外線アレイセンサ
KR20040018957A (ko) 적외선 검출기와 그를 이용한 적외선 화상 검출기
KR100535841B1 (ko) 열형 적외선 촬상 소자 및 그 제조 방법
JP2003152170A (ja) 赤外線センサ
JP3672516B2 (ja) 赤外線センサ装置及びその製造方法
JP4028441B2 (ja) 赤外線固体撮像素子およびその製造方法
JP2008500725A (ja) キャリア収集要素を持つ垂直カラーフィルターセンサー群
JP2008500724A (ja) 垂直カラーフィルターセンサー群およびその半導体集積回路の製造方法
JP2019075562A (ja) ヘルムホルツ共振器を備える光検出器
JP3763822B2 (ja) 赤外線センサ
JPH03212979A (ja) 赤外線センサ
JP4410071B2 (ja) 赤外線固体撮像装置
US11888007B2 (en) Image sensor formed in sequential 3D technology
JP5669654B2 (ja) 赤外線撮像素子の製造方法および赤外線撮像素子
US20240055463A1 (en) Image sensor structure for reduced pixel pitch and methods thereof
KR20230097887A (ko) 이미지 센서

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080626

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee