KR20010024718A - 적외선 고체 촬상소자 - Google Patents

Abstract

2차원으로 배열된 각 화소마다에 대응해서 형성되고 입사된 적외선을 흡수해서 열로 변환하는 적외선 흡수부(400)와 반도체기판(1)상에서 각 화소마다에 대응해서 형성되고 순 방향으로 바이어스된 복수의 직렬접속된 실리콘 Pn 접합다이오드로 구성된 온도검출기부(300)와 반도체기판(1)상의 온도검출기부(300)가 형성되는 각 영역에 형성된 공동부(200)와 열저항이 큰 재료로 구성되고 온도검출기부를 공동부상에서 반도체기판상에 지지하는 지지기구(지지각 (21), (22))와 적외선 흡수부(400)를 온도검출기부(300)로부터 분리해서 보존하는 동시에 적외선 흡수부(400)와 온도검출기부(300)을 열적으로 결합하는 접합주(140)를 구비하였으므로 희생층 제거를 제외한 모든 제조공정을 실리콘 VLSI 프로세스라인에서 처리할수 있는 동시에 화소부분에는 온도검출기용 실리콘 Pn 접합다이오드 이외의 능동소자가 필요없게 되므로, 생산성이 개선된 값싸고 균일성이 높은 적외선 촬상소자를 안정하게 제조할 수가 있다.

Description

적외선 고체 촬상소자{INFRARED SOLID STATE IMAGE SENSING DEVICE}

열형 적외선 검출기라는 것은 적외선이 조사되면 조사된 적외선을 흡수해서 온도가 상승하고 또 온도변화를 검출하는 것이다.

도 11은 온도로 저항치가 변화하는 블로미터 박막을 사용한 종래의 열형 적외선 검출기를 사용한 2차원 고체 촬상소자의 한개의 화소의 구조예를 표시하는 사시도이다.

도면에서 1은 예를 들면 실리콘등의 반도체로된 반도체 기판이고 10은 이 반도체 기판(1)과 공간을 띠워서 설치된 적외선 검출기부 11은 볼로미터 박막 21, 22는 적외선 검출기부(10)를 실리콘 반도체 기판에서 띠워서 들어 올리기 위한 지지각, 31, 32는 블로미터 박막에 전류를 흘리기 위한 금속배선, 40은 금속배선(31), (32)과 블로미터박막(11)을 통해서 흐르는 전류의 온ㆍ오프를 하는 스위치 트랜지스터, 50은 금속배선(32)에 접속된 신호선, 60은 스위치 트랜지스터의 온ㆍ오프를 제어 하기위한 제어 클록선, 70은 검출기부와 광학적 공진동 구조를 만들고 적외선 검출부(10)에서의 적외선의 흡수를 증대시키기 위한 금속반사막이다.

도 12는 도 11에 표시한 종래의 열형 적외선 검출기를 사용한 2차원 고체 촬상소자의 화소의 구조의 전류경로에 따른 단면 구조를 표시하는 도면으로 여기서는 본 발명에 직접 관계가없는 스위치 트랜지스터(40), 신호선(50), 제어클록선(60)등은 생략하고 있다.

전술한 바와 같이 적외선 검출기부(10)의 위에는 블로미터 박막(11)이 형성되어 있고 블로미터 박막(11)에는 금속배선(31), (32)가 접속되고 콘텍트부의 (121), (122)를 통해서 실리콘 반도체 기판상에 형성된 신호판독회로(도시 않음)과 접속되어 있다.

이 블로미터 박막(11)과 금속배선(31), (32)는 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 된 절연막(100), (110)으로 덮혀있고 이 절연막(100), (110)이 적외선 검출기부(10)와 지지각(21), (22)의 기계적 구조를 형성하고 있다. 80은 반도체 기판(1) 상에 형성된 신호 판독회로와 배선 (31), (32)를 절연하기위한 절연막으로 이 절연막(80)상의 금속 반사막(70)의위에 공동부(90)를 통해서 광검출기부(10)가 배치되어있다. 금속반사막 (70)의 표면에는 다른 절연막이 형성되는 경우도 있다.

다음 이 열형 적외선 검출기를 사용한 종래의 2차원 적외선 고체 촬상소자의 동작에 대해 설명한다.

적외선은 광검출기부(10)가 존재하는 쪽에서 입사하고, 광검출부(10)에서 흡수된다.

입사한 적외선은 금속반사막(70)의 존재에의해 금속반사막(70)의 위치가 마다가 되도록된 정재파가 생겨 적외선 검출기부(10)와 금속반사막(70)의 간격을 적절히 설정함으로써 적외선 검출기부(10)에서의 적외선 에너지의 흡수를 증대시킬 수가 있다.

적외선 검출기부(10)에서 흡수된 적외선의 에너지는 열로 변환되어 적외선 검출기부(10)의 온도를 상승시킨다. 온도상승은 입사하는 적외선의 량에 의존(입사하는 적외선의 량은 촬상대상물의 온도와 방사율에 의존)한다.

온도 상승의 량은 블로미터 박막(11)의 저항치의 변화를 측정함으로써 알수가 있으므로 촬상 대상물이 방사하고 있는 적외선의 량을 블로미터 박막(11)의 저항치의 변화로 알 수가 있다.

온도변화에의한 저항변화가 큰 블로미터 재료로는, 문헌 PㆍW Knise, "Uncooled IR Focal Plane Arraye." Proceedings of SPIE, vol 2552, PP 556-563에 있듯이 산화 바나듐(VOx)등의 반도체가 사용된다.

블로미터 박막(11)의 저항온도 계수가 같으면, 적외선 검출기부(10)의 온도상승이 클수록 같은량의 적외선 입사로 얻어지는 저항 변화가 커지고, 감도가 높아지나, 온도상승을 높게하기 위해서는 적외선 검출기부(10)로부터 실리콘 반도체기판(1)로 빠지는 열을 가능한한 적게 하는것이 효과적이고 이 때문에 지지각(21), (22)는 열저항을 될수록 작게 하도록 설계된다.

또 촬상소자의 프레임 시간에 비해 적외선 검출기부(10)의 온도시정수가 짧게 되도록 적외선 검출기부(10)의 열용량을 작게 하는것도 중요하다.

적외선은 화소내에 전체에 입사하나, 적외선 검출기부(10)의 온도상승에 기여하는것은 적외선 검출기(10)의 부분에 입사한것만(약간은 적외선 검출기부(10)에 가까운 지지각에 입사한 적외선도 유효하나)이고 그 이외의 영역에 입사한 적외선은 무효가 되어 버린다.

이 때문에 감도를 높이는 데는 개구율(화소면적에 대한 적외선 검출기부(10)의 면적의 비율)을 크게 하는것도 유효하다는 것은 쉽게 이해가 된다.

상기한 종래예에서 설명된 블로미터로 온도변화를 검출하는 방식으로는 온도에 의한 저항변화가 크고, 잡음이 작은 재료로서 산화바나디움(VOx)등의 통상실리콘 프로세스에서는 사용하지 않는 재료를 사용할 필요가 있다.

이러한 재료는 실리콘 프로세스와 같은 제조기술을 사용해서 성막, 사진제판, 애칭등의 처리를 할수 있으나, 실리콘 프로세스의 오염의 관점에서 실리콘 VLSI과 같은 제조라인내에서 처리를 하는것이 어려웠었다.

또 도 11, 도 12에 표시하는 종래의 적외선 고체 촬상장치의 구조에서는 적외선 검출기부(10)는 적어도 지지각 (21), (22) 및 이 지지각과 실리콘 반도체기판(1) 상에 형성된 판독회로를 접속하는 콘텍트 부분을 제외한 영역에 형성해야 하므로, 개구율은 이 지지각과 콘텍트 부분 및 이들 부분과 적외선 검출기부(10)와의 간격여유의 설계에 따라 제약을 받고 있고 고감도화를 저해하고 있었다.

또, 이 문제는 화소가 작아질수록 현저해 지고, 감도를 유지한채로 작은 화소를 사용해서 고해상도화 해가는 것을 어렵게 하고 있었다. 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기위해 된것으로 신호판독회로와 동일반도체 기판상에 열형 적외선 검출기를 형성하는 2차원 적외선 고체 촬상소자에서 종래의 실리콘 VLSI 제조라인에서 최종의 희생층(일반적으로, 아래층을 에칭해서 위층을 남기는 경우에 아래의 제거되는 층의 것을 희생층이라 칭한다.) 제거의 공정을 제외한 보든 공정의 가공을 할수가 있고 또 단열구조를 형성하는 지지각이나 금속배선, 콘텍트부 등의 설계에 의존하지 않고 높은 개구율을 구성할수 있는 열형 적외선 검출기의 실현을 가능케하고 이것에의해 제조공정이 용이하고 또 감도가 높은 적외선 고체 촬영소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 개시]

본 발명의 적외선 고체 촬상소자는 2차원으로 배열된 각 화소마다에 대응해서 형성되고 입사된 적외선을 흡수해서 열로 변환하는 적외선 흡수부와 반도체 기판상에서 각 화소마다에 대응해서 형성되고 순 방향으로 바이어스된 복수의 직렬 접속된 실리콘 Pn 접합 다이오드로 구성된 온도 검출기부와, 반도체 기판상의 온도 검출기부가 형성되는 각 영역에 형성된 공동부와 열 저항이 큰 재료로 구성되고, 온도 검출기부를 공동부상에서 반도체 기판상에 지지하는 지지기구와, 적외선 흡수부를 온도 검출기부로부터 분리해서 보존하는 동시에 적외선 흡수부와 온도 검출기부를 열적으로 결합하는 접합주를 구비하였으므로 희생층 제거를 제외하는 모든 제조공정을 실리콘 VLSI 프로데스라인에서 처리할수가 있고, 화소부분에는 온도 검출기용의 실리콘 Pn 접합 다이오드 이외의 능동소자가 필요없게 되므로 생산성이 개선된 값싸고 균일성이 높은 적외선 촬상소자를 안정하게 제조할 수가 있다.

또, 적외선 흡수부와 온도 검출기부를 다른층으로 형성하고 적외선 흡수부와 온도 검출기부를 기계적, 열적으로 접합하는 수단인 접합주를 설치 하였으므로, 실효적으로 개구율을 결정하는 적외선 흡수부의 면적을 크게해서 고개구율화, 고감도화를 도모할 수가 있다.

또, 본 발명의 적외선 고체 촬상소자는 반도체 기판으로 SOL 기판을 사용함으로서 쉽게 온도검출용 실리콘 Pn 접합 다이오드를 결정 Si를 구성부재로서 형성할 수가 있다.

또, 본 발명의 적외선 고체 촬상소자의 온도 검출기부의 실리콘 Pn 접합다이오드는, 단 결정 실리콘층에 교호로 p층과 n층을 형성해서 복수의 실리콘 Pn 접합 다이오드를 구성하는 동시에, 전압 인가시에 역 방향이되는 접합간을 금속배선으로 접속하고 있으므로 화소내의 면적의 한정된 영역내에 실리콘 Pn 접합 다이오드를 고밀도로 배치하는 것이 가능해지고 실리콘 Pn 접합 다이오드의 수를 증가시켜 고감도화를 도모할 수가 있다.

또, 본 발명의 적외선 고체 촬상소자는 단락용 금속배선으로서 배선 개구부분에 자기 정합적으로 형성되는 백금 실리사이드를 사용하였으므로 프로세스의 간소화가 도모된다.

또, 본발명의 적외선 고체 촬상소자는 반도체 기판으로서 P형 반도체 기판을 사용하는 동시에 온도 검출기부의 순방향으로 바이어스된 복수의 직렬 접속된 실리콘 Pn에 접합 다이오드는 이 P형 반도체상에 설치된 n형 불순물 영역층내에 형성되므로, 온도 검출기부의 밑에는 절연막을 필요로 하지않고 전해에칭으로 대응할수 있고, 반도체 기판으로 SOL 기판보다 싼 종래의 기판을 사용할 수 있다.

또, 본 발명의 적외선 고체 촬상소자의 적외선 흡수부는 적외선 흡수 금속 박막, 절연막 및 금속 반사막의 층으로 구성되어 있으므로 적외선 흡수부를 얇게 구성하고 간섭흡수 구조로 함으로써 적외선의 흡수를 증대하는 것이 가능해지고 고감도화를 도모할 수 있다.

또, 본 발명의 적외선 고체 촬상소자의 적외선 흡수부는 절연막 및 금속 반사막의 층으로 구성되어 있으므로, 적외선 흡수 금속박막을 형성할 공정이 불필요해지고 제조공정의 간략화가 도모된다.

또, 본 발명의 적외선 고체 촬상소자의 접합성은 적외선 흡수부의 구성부재의 일부로 구성되어 있으므로, 접합주를 적외선 흡수부와 동시에 형성할 수가 있고 제조공정의 간략화가 도모된다.

또, 본 발명의 적외선 고체 촬상소자는, 반도체 기판내의 공동부 형성 영역의 주변부에 공동부를 에칭하는 에천트에 대해 에칭 내성을 갖는 에칭스톱층을 설치 하였으므로, 필요없이 에칭이 넓혀질 염려가 없고 에칭되는 영역과 에칭되지 않는 영역에 만들어야 할 구조사이의 마진을 작게 할수있어 온도 검출기부의 영역이 절약되며 온도검출용 실리콘 Pn 접합다이오드의 고밀도화가 가능해진다.

또 화소와 화소 사이의 거리를 작게할 수 있으므로, 결과로서 화소를 작게 할수 있고 화소를 축소해서 고밀도로 배치할 수 있다.

또 본 발명의 적외선 고체 촬상소자는 각 수직라인마다에 일단율 고정전위에 접속된 정전류원을 구비하였으므로, 이 정전류원은 각 수직라인 마다에 설치된 출격신호 검출용의 부하가 되어 화소수가 증가해도 1화소양의 통전시간을 길게 할수 있고 충분한 신을 판독이 가능해지고 협대역화에서 출력신호의 잡음저감을 도모할 수가 있다.

또, 본 발명의 적외선 고체 촬상소자는 각 수직라인 마다에 일단을 고정 전위에 접속된 다이오드를 구비하였으므로, 이 다이오드는 각 수직라인마다에 설치된 출력신호 검출용 부하가 되고 화소수가 증가해도 1화소당의 통전시간을 길게할 수 있고 충분한 신호 판독이 가능해져 협대역화에서 출력신호의 잡음 저감을 도모할 수 있다.

또 본 발명의 적외선 고체 촬상소자의 각 수직라인 마다에 일단은 고정전위에 접속된 다이오드는 화소의 온도검출기부의 실리콘 Pn 접합 다이오드와 같은 형상의 것이 같은 수만큼 직렬로 접속된것으로, 소자의 온도변화에 대해 온도 검출기부의 실리콘 Pn 접합 다이오드와 같이 특성이 변화하고 소자온도 변화에 의한 출력변화의 보상이 가능해진다.

또, 본 발명의 적외선 고체 촬상소자의 각 수직라인은 수평선택 트랜지스터를 통해서 일단은 고정전위에 접속된 공통부하를 구비하고 있으므로, 각 수직라인 마다의 부하의 흐트러짐에 의한 출력신호의 흐트러짐을 없이 할 수가 있다.

또, 본 발명의 적외선 고체 촬상소자의 각 수직라인에 대한 공통부하는 다이오드이고 온도검출기부의 실리콘 Pn 접합 다이오드와 같은 형상의 것을 같은 수량만큼 직렬로 접속된것으로 각 수직라인 마다의 부하의 흐트러짐에의한 출력신호의 흐트러짐을 없이 할수 있는 동시에, 소자의 온도변화에 대해 온도검출기부의 실리콘 Pn 접합 다이오드와 같이 특성이 변화하고 소자 온도변화로부터 출력변화의 보상이 가능해진다.

본 발명은 입사된 적외선을 검출해서 흡수하고, 열로 변환하는 열형 적외선 검출기를 사용한 2차원 적외선 고체 촬상소자에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제1의 실시예의 적외선 고체 촬상소자의 화소의 단면구조를 표시하는 도면.

도 2는 본 발명의 제1의 실시예의 적외선 고체 촬상소자의 화소의 적외선 흡수부를 제외한 평면 레이아웃 도면.

도 3은 본 발명의 제1의 실시예의 적외선 고체 촬상소자의 판독회로의 구성을 표시하는 도면.

도 4는 본 발명의 제1의 실시예의 적외선 고체 촬상소자의 적외선 흡수부의 레이아웃을 표시하는 도면.

도 5는 본 발명의 제1의 실시예의 적외선 고체 촬상소자의 화소의 제조공정 플로를 표시하는 도면.

도 6은 본 발명의 제2의 실시예의 적외선 고체 촬상소자의 화소의 단면구조를 표시하는 도면.

도 7은 본 발명의 제3의 실시예의 적외선 고체 촬상소자의 판독회로의 구성예를 표시하는 도면.

도 8은 본 발명의 제3의 실시예의 적외선 고체 촬상소자의 판독회로의 구성의 다른예를 표시하는 도면.

도 9는 본 발명의 제4의 실시예의 적외선 고체 촬상소자의 구성을 표시하는 도면.

도 10은 본 발명의 제5의 실시예의 적외선 고체 촬상소자의 화소의 단면 구조를 표시하는 도면

도 11은 종래의 적외선 고체 촬상소자의 화소의 구조를 표시하는 사시도.

도 12는 종래의 적외선 고체 촬상소자의 화소의 구조를 표시하는 단면도.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해 첨부한 도면에 따라 설명한다. 또 도면에서 종래와 같은 부호는 종래의 것과 같거나 상당하는 것을 표시한다.

제1의 실시예

도 1은, 본 발명의 제1의 실시예를 표시하는 열형적외선 검출기를 사용한 2차원 적외선 고체 촬상소자의 화소의 단면구조를 표시하는 도면이다.

도 1은 간단하게 하기위해 반도체기판(1)상에 설치된 신호 판독용 배선은 생략되어 있다.

반도체기판(1)로는 SOI(Silicon on lnsulator) 실리콘 반도체 기판이 사용되고 있고 도면에서 100은 이 SOI의 반도체기판(1)내에 매럽된 실리콘 산화막으로 형성된 절연막으로, 이 절연막(100)의 위에 형성한(300)은 온도검출기부로 u형 실리콘 영역(u형 불순물 영역이라고도 칭함) (1a),(1b),(1c),(1d)와 P형 실리콘 영역(P형 불순물 영역이라고도 함) (2a),(2b),(2c),(2d)로된 직렬 실리콘 Pn 접합 다이오드로 구성되어 있다.

(2a)와(1b),(2b)와(1c),(2c)와(1d) 사이는 단락용 금속배선(3a),(3b),(3c)에의해 쇼트되어 있고, Pn 접합 다이오드로서는 (1a)와 (2a)간, (1b)와 (2b)간, (1c)와 (2c)간, (1d)와 (2d)간만이 유효하게 작용한다.

또 (110), (120)을 실리콘 산화막, 실리콘 질화막등으로 된 절연막이고, (31),(32)는 금속배선이다. (21),(22)는 SOI 반도체기판(1)중에 형성한 공동부 (200)위에 온도검출기부 (300)을 띠워서 지지하는 지지각이고 절연막(100),(110), (120)과 금속배선 (31),(32)의 1부가 이 지지각(21),(22)의 구조를 구성하고 있다.

온도 검출기부(300) 위에 형성된 (400)은 적외선을 흡수해서 열로 변환하는 적외선 흡수부로 적외선 흡수부(400)은 금속반사막(150), 절연막(130), 적외선 흡수금속박막(160)으로 되어있다.

또, 140은 적외선 흡수부(400)를 온도 검출기부(300)로부터 분리해서 보존하는 동시에 적외선 흡수부(400)와 온도검출기부(300)를 열적으로 결합하는 수단인 접합주이다.

190은 공동부(200)를 형성하는데 등방성 에칭을 사용한 경우에 필요없이 넓게 에칭이 진행하는 것을 방지하기위한 에칭 스토퍼인 에칭스톱층이다.

도 2는 도 1에 표시한 제1의 실시예에의한 적외선 흡수부(열형 적외선 검출기)를 사용한 2차원 적외선 고체 촬상소자의 화소의 구조에서 적외선 흡수부(400)를 제외한 부분의 평명 레이아웃을 표시하는 도면이다.

도면에서 1000은 화소전체를 표시하고 있고, 500은 신호를 판독하기위한 수직신호선, 600은 전술한 직렬실리콘 Pn 접합 다이오드(이하, 단지 직렬 다이오드 또는 다이오드라고도 함)에 전압을 공급하기 위한 바이어스선이다.

또, 1a~1m는 n형 실리콘 영역(n형 불순물영역), 2a~2m는 P형 실리콘영역(P형 불순물영역), 3a~31은 단락용 금속배선이고 도 2에서는 직렬 다이오드의 수를 도 1보다 많게 되어 있으나, 다이오느는 다수 접속할수록 감도가 많아지므로 도 2와 같이 사행시켜서 다수 배치하는 것이 바람직하다.

또 설명에서는 지지각(21), (22)와 금속배선(31), (32)는 종래구조와 같은 단순한 형상으로 하였으나, 열저항을 크게 하기위해 사행등의 레이아웃 방법으로 될수있는 한 길이를 짧게 하는 것이 바람직하다.

도 3은 도1, 도2에 표시한 화소를 매트릭스상으로 여러개 배열해서 촬상소자를 구성(도면에서는 간단하게 하기위해 4×4 화소얼레이를 표시하고 있으나, 전체로는 수만~수십만 화소가 된다)한 상태를 표시한 도면이다.

도면에서 1011~1044는 도 2의 1000으로 표시한 화소를 표시하고 있고 각 화소중의 직렬 Pn 접합 다이오드는 도 3에서는 간단하게 하기위해 하나의 다이오드의기호로 표시되어있다.

501~504와 601~604는 각각 도 2의 500, 600에 대응하는 것으로, 수직신호선 및 바이어스선이다.

1201~1204, 1301~1304가 수직 및 수평의 주사회로 1400, 1500으로부터의 클록으로 동작하는 수직 및 수평주사 트랜지스터, 1600은 수직신호선 501~504에 나타난 신호를 샘플ㆍ홀드하고 수평신호선 700에 출력하기위한 수직-수평 인터페이스회로, 1800은 출력앰프, 1500은 바이어스 전원, 1900은 출력단자이다.

또, 1101~1104는 각 수직라인 마다에 일단을 고정단위에 접속된 부하로서의 정전류원으로 포화영역에서 동작하는 MO,J 트랜지스터나 바이폴라 트랜지스터등을 사용해서 구성할수가 있다.

도 4는 도 1,도 2에 표시한 화소를 다수배열한 상태를 표시한 도면이다.

도면에서 점선으로 표시한 장방형 1011~1024는 도 2의 1000으로 표시한 화소를 표시하고 있고, 화소의 속의 구조는 접합주 141~148 이외는 생략해서 표시하고 있다.

401~408은 각각 도 1에 표시한 적외선 흡수부 400이고 접합주 141~148에의해 반도체기판(1)과는 분리되어지게 되어있다. 반도체기판(1)의 상면에 형성된 화소 1011~1024와 적외선 흡수부 401~408은 동일영역에 형성될 필요는 없고, 도 4에 표시한 바와 같이 화소에 대해 어긋나 있어도 무방하다.

도면에서 분명하듯이 적외선 흡수부(401~408)의 각각의 면적은 화소면적으로부터 인접한 적외선 흡수부간의 약간의 간격을 제외한 면적으로 하는것이 가능하고 따라서, 개구율(화소면적에 대한 적외선 흡수부의 면적의 비율)을 대단히 크게 할수가 있다.

다음, 본 실시예에의한 열형 적외선 검출기를 사용한 2차원 적외선 고체 촬상소자의 동작에 대해 설명한다.

적외선은 적외선 흡수부(400) 측으로부터 입사한다.

입사한 적외선은 적외선 흡수부(400)에서 흡수되어 적외선 흡수부(400)의 온도를 상승시킨다.

적외선 흡수부(400)의 온도변화는 접합주(140)를 통해서 온도검출기부(300)에 전달되고, 온도검출기부(300)의 온도를 상승시킨다.

접합주(140)의 열저항은 지지각(21),(22)의 열저항에 비해 작게 설계되어있고, 온도검출기부(300), 접합주(140), 적외선흡수부(400)의 3개의 구조체를 합계한 열용량과 지지각(21),(22)의 열저항으로 결정되는 시정수는 프레엄시간(1획 면분에 상당하는 신호를 모두 판독하는데 요하는 시간, 또는 고체 촬상소자의 전화소의 신호를 판독하는데 요하는 시간을 말함)보다 짧게 설계되어 있으므로, 프레임 시간마다 관측한 경우에 온도검출기부(300)의 온도상승은 적외선 흡수부(400)의 온도상승과 거의 같게 된다.

다음, 도 3을 사용해서 화소부분의 온도변화를 전기 신호로 해서 인출하는 방법에 대해 설명한다.

촬상소자의 임의의 1 수평기간의 동작에 대해 생각한다.

우선, 수직주사회로(1400)의 하나의 클록 출력이 "H"(하이레벨) 상태가 되고, 수직선택 트랜지스터(1201~1204)중의 하나를 온상태로 해서 바이어스 전원(1500)을 바이어스선(601~604)의 어느하나에 인가한다.

회로적으로는 도시하지 않았으나 선택되어 있지않은 바이어스선은 이때 바이어스 되어있지 않은 "L"(로 레벨)상태가 되어있다. 예를 들면 1202의 게이트(수직선택 트랜지스터)에 클록이 인가되어 온 상태가 된 경우는 바이어스선(602)에 바이어스 전압이 인가되고, 바이어스선(601), (603), (604)는 전압이 가해지지 않는 상태가 된다.

이 상태에서는 화소(1021), (1022), (1032), (1042)의 다이오드만이 순방향으로 바이어스된 상태가 되고 다른 화소의 다이오드는 역방향으로 바이어스된 상태가 된다.

이 상태에서는 전류를 전원(1500)으로부터 수직선택 트랜지스터(1202), 수직바이어스선(602)를 거친후 4분할되고 하나는 화소(1012), 수직신호선(501)을 거쳐서 전류원(1101)로 또 하나는 (1022)에서 (502)를 거쳐서 (1102)로, 또 하나는 (1032)에서 (503)을 거쳐 (1103)으로, 마지막 하나는 (1042)에서 (504)를 거쳐 (1104)로 흐른다.

이와같이 화소에는 온도검출용 다이오드만 포함되어 있으나, 선택되는 화소는 바이어스를 부여한 쪽의 화소뿐이 된다.

순방향으로 정전류를 흘리는 다이오드는 단소자로는 이미 온도센서로서 실용화되어있고(예를들면 미국 Yare Share Cryotrouics Inc의 실리콘 다이오드센서 DT시리즈등), 온도에 의해 정전류를 흘리는데 필요한 인가전압이 변화하는 것이 알려져있다.

구체적으로는 하나의 실리콘 Pn 다이오드에서는 1°의 온도상승에서 2~2.5mv 정도저하된다. 이 온도에의한 전압변화는 직렬에 접속하는 다이오드의 수에 비례한다.

따라서 전술한 예에서는 화소 1012, 1022, 1032, 1042의 각 화소에서의 온도를 반영해서 각 화소에 포함되는 다이오드에 의한 전압강하의 량이 달라지고 501, 502, 503, 504에는 화소 1012, 1022, 1032, 1042의 온도를 반영한 전압이 나타난다. 이 전압을 수직-수평 인터페이스부(1000)에서 샘플홀드하고 수평주사 회로(1700)을 구동해서 순수평선택 트랜지스터(1301~1304)를 온 상태로 해서 신호를 수평 신호선(700), 출력앰프(1800)를 통해서 외부에 판독한다.

다음의 수평기간에는 다른 수직선택 트랜지스터를 온 해서 다른 화소열을 선택햇 같은 동작을 반복한다.

다음, 이 실시예의 구조의 제조방법에 대해 설명한다.

반도체기판(1)로는 SOI(Silicon on Insulator) 실리콘 반도체 기판을 사용한다.

도 5(a)에서 100은 SOI 반도체기판(1)내에 매접된 실리콘 산화막으로 처음 실리콘 산화막(100)상태는 엷은 단결정 실리콘 층이 형성되어 있으나, 다이오드가 되는 일부를 제외하고 이 실리콘 단결정층을 산화해서 실리콘 산화막층(120)을 형성한다.

125는 남은 단결정 실리콘층으로 이 예에서는 P형으로 하였다. 190은 최후의 공정에서 실리콘을 에칭할때의 에칭스토퍼가 되는 에칭스톱층으로 트렌치에칭을 실시한 후, 표면을 열산화하고 실리콘 산화막이나 폴리실리콘을 매립해서 형성한다.

도 5(b)에서는 도 5(a)에서 (125)에서 표시한 단결정 실리콘층에 이온극입법으로 n 불순물 영역(2a~2d)를 형성하고 동시에 P형 영역을 (1a~1d)으로 분할한다.

그 후, 얇은 산화막을 단결정 실리콘 층(125)상에 형성(도시하지 않음)한 후, 단락용 금속배선(3a~3c)를 형성하는 부분을 개구하고 백금을 증착하고 열처리에의해 실리콘과 접한 부분에 백금 실리사이드를 형성한다. 백금 실리사이드 형성 후, 실리콘 산화막상에 남은 백금은 옥수로 제거할수 있고 백금 실리사이드는 셀퍼라인으로 형성할 수 있다.

다음, 금속 배선(31), (32)를 형성하고 표면을 실리콘 산화막이나 실리콘 질화막 또는 그 복합막으로 덮는다. 백금 실리사이드는 금속배선(31), (32)와 단결정 실리콘 박막이 접하는 콘텍트부분에 형성해도 된다. 이 상태에서 도면에는 표시하지 않았으나 절연막 (100), (110), (120)을 관통해서 최후에 실리콘 에칭을 할때에 에천트를 공급하는 에칭창을 형성한다.

이 에칭창은 도 2의 백관의 형상을 하고있다.

도 5(c)에서는 후에 에칭해서 제거하는 희생층(180)을 형성하고 접합주(140)가 되는 부분을 사진제판 기술로 제거한 후, 접합주가 되는 막을 형성한다.

이 예에서는 희생층 개구부이외의 접합주가 되는 막 재료는 제거된 구조로 되어있으나 이는 선택적인 매립이나 에치백 기술을 사용함으로써 만들수가 있다.

단, 접합주 부분이외에 접합주의 부재가 남아 있어도 아무 불편도 생기지 않는다.

희생층으로서 폴리실리콘 또는 아몰퍼스 실리콘을 사용하면 반도체기판(1)내에 공동을 만드는 에칭을 하는 동시에 희생층 에칭이 가능하다.

도 5(d)에서는 적외선 흡수부(400)의 구성 부재인 반사막(150), 절연막(130), 적외선 흡수 금속박막(160)을 순차적으로 형성하고 패터닝한다.

희생층(180) 및 실리콘 에칭시에 에천트에 폭로되는 금속반사막(150), 적외선 흡수 금속박막(160)이 에천트에 내성이 없는 경우는 적외선 흡수부(400)의 상하를 에칭 내성이 있는 절연막으로 덮을 필요가 있다.

도 5(e)는 도 1과 같은것이고, 도 4(b)의 구조를 실리콘 에칭함으로써 희생층(180) 및 온도검출기부(300)의 밑에 있는 반도체기판(1)을 에칭해서 단열구조를 완성한다. 즉 적외선을 흡수하고 온도변화 대신 적외선 흡수부(400)를 접합주(140)만을 통해서 온도검출기부(300)상에 분리된 상태로 기계적 열적에 결합되는 동시에 온도검출기부(300)는 높은 열저항을 갖인 지지각(21), (22)에의해 반도체기판(1)에 에칭으로 형성된 공동부(200) 상에서 SOL 반도체기판(1)과 열적으로 절연된 상태로 지지되는 구조를 실현한다.

이 때, 온도검출기부(300)는 실리콘산화막(100)으로 하면을 보호하고 있으므로 에칭되지 않는다.

이 예에서는 주변의 회로의 형성공정을 생략하고 설명하고 있으나 주변회로는 SOL 반도체기판(1)상에 형성할수도 있고, SOL´반도체기판(1)으로부터 단결정실리콘층(125)과 실리콘산화막(100)을 주변회로 부분만큼 제거하고 그 위에 형성할수도 있다.

상기 실시예에서는 접합주(140)가 하나인 경우에 대해 설명하였으나 접합주는 복수라도 된다. 이 사정은 아래에 표시하는 모든 실시예에 대해 공통적으로 말할수 있는 것이다.

또, 접합주(140)의 위치는 임의이나, 기계적으로 적외선 흡수부(400)를 지지할수가 있고, 적외선 흡수부(400)에 큰 온도분포를 발생하지 않는 위치가 바람직하다.

이 조건을 충족하는 위치로는 적외선 흡수부(400)의 중심의 밑의 위치가 최적하다. 이 사정은, 아래에 표시하는 모든 실시예에 대해 공통적으로 말할수 있다.

또, 접합주(140)의 굵기에 대해서는 적외선 흡수부(400)와 온도검출기부 (300)의 온도에 큰차를 일으키지 않게 온도검출기부와 SOL 반도체기판(1)을 열적으로 접속하는 지지각의 열저항에 비해 충분히 작은 열저항을 갖도록 설계할 필요가 있다. 이 사정은 아래에 표시하는 모든 실시예에 대해 공통적으로 말할수가 있다.

상기 실시예에서는 적외선 흡수부(400)로 3층 구조의 것을 채용하였으나, 적외선 흡수가 가능하면 단층 또는 2층 구조라도 되고, 3층이상의 구조로해도 무방하다.

또 적외선 흡수부(400)는 각층이 연속된 하나의 구조물이 아니라도 되고, 일부의 층이 제거된 구조로 되어있어도 된다.

상기 실시예에서는 접합주(140)는 적외선 흡수부(400)와 다른 구조로 하였으나 접합주(140)는 적외선 흡수부(400)의 적어도 1부의 부재를 사용해서 구성해도 된다.

상기 실시예에서는 에칭스톱층(190)을 설치하고 있으나, 에칭스톱층(190)은 에칭마진을 고려해서 에칭하지 않는 영역이 충분히 남는 경우는 이를 설치할 필요는 없고 공동부(200) 주변의 1부에만 설치해도 된다.

이상과 같이 제1의 실시예에의한 적외선 촬상소자는 2차원으로 배열된 각 화소마다에 대응해서 형성되고, 입사된 적외선을 흡수해서 열로 변환하는 적외선 흡수부(400)와, 반도체기관(1)상에서 각 화소마다에 대응해서 형성되고 순 방향으로 바이어스된 다수의 직렬접속된 실리콘 Pn 접합 다이오드로 구성된 온도 검출기부(300)와 반도체기판(1)상의 온도검출기(300)가 형성되는 각 영역에 형성된 공동부(200)와 열저항이 큰 재료로 구성되고 온도 검출기부를 동동부상에서 반도체 기판상에 지지하는 지지기구(지지각 21,22)와 적외선흡수부(400)을 온도검출기 (300)으로부터 분리해서 보존하는 동시에 적외선흡수부(400)와 온도검출기부(300)를 열적으로 결합하는 접합주(140)를 구비하였으므로, 희생층 제거를 제외한 제조공정을 실리콘 VLSI 프로세스라인으로 처리할 수가 있는 동시에 화소부분에는 온도검출기용의 실리콘 Pn 접합 다이오드이외의 능동 소자가 필요치 않으므로, 생산성의 개선된 값싸고 균일성이 높은 적외선 촬상소자를 안정되게 제조할 수가있다. 또, 적외선흡수부(400)와 온도검출기부(300)를 다른 층으로 형성하고, 적외선흡수부(400)와 온도검출기부(300)를 기계적, 열적으로 접합하는 수단인 접합주(140)를 설치 하였으므로 실효적으로 개구율을 결정하는 적외선흡수부(400)의 면적을 크게해서 고개구율화, 고감도화를 도모할 수가있다.

또, 반도체기판으로 SOL 기판을 사용함으로써 쉽게 온도검출용 실리콘 Pn 접합 다이오드를 결정 Si 상에 형성할수가 있다.

또, 온도검출기부(300)의 실리콘 Pn 접합다이오드는 단결정 실리콘 층에 교호로 P층과 n층을 형성해서 다수의 실리콘 Pn 접합다이오드를 구성하는 동시에, 전압인가시에 역방향이 되는 접합간을 금속배선 3a~3l 로 접속되어 있으므로, 화소내의 면적이 제한된 영역내에 실리콘 Pn 접합다이오드를 조밀하게 배치하는 것이 가능해지고 실리콘 Pn 접합다이오드의 수를 증가해서 고감도화를 도모할수 있다.

또, 단락용의 금속배선 3a~3l 로서 배선 개구부분에 자기정합적으로 형성되는 백금 실리사이드를 사용하였으므로 프로세스의 간소화가 도모된다.

또, 적외선 흡수부(400)는 적외선 흡수 금속박막(160), 절연막(130) 및 금속 반사막(150)의 층으로 구성되어 있으므로, 적외선 흡수부를 얇게 구성하고, 간접 흡수구조로 함으로써 적외선의 흡수를 증대하는 것이 가능해지고 고감도화를 도모할수 있다.

또, 적외선 흡수부(400)는 절연막 및 금속 반사막의 층으로 구성함으로써, 적외선 흡수금속막(160)을 형성하는 공정이 불필요하게 되어, 제조공정의 간략화가 도모된다.

또, 접합주(140)를 적외선 흡수부(400)의 구성부재의 일부로 구성함으로써, 접합주(140)를 적외선 흡수부(400)와 동시에 형성할수가 있어, 제조공정의 간략이 도모된다.

또, 반도체기판(1)내의 공동부(200)의 형성영역 주변부에 공동부(200)를 에칭하는 에천트에 대해 에칭내성을 갖는 에칭스톱층(190)을 설치하였으므로, 필요없이 에칭이 넓혀지는 염려가 없고 에칭되는 영역과 에칭되지 않는 영역에 만들어야 할 구조사이의 마진을 작게할수 있고, 고밀도화가 가능해진다.

또, 각 수직라인 마다에 일단을 고정전위에 접속된 정전류원(1101)~(1104)를 구비하였으므로 이 정전류원은 각수직라인 마다에 설치된 출력신호 검출용의 부하가 되고 화소수가 증가해도 1화소당의 통전시간을 길게 할수있고 충분한 신호판독이 가능해지고, 협대역화에서 출력신호의 잡음저감을 도모할수가 있다.

제2의 실시예

전술한 제1의 실시에에서는 SOL 반도체기판(1)에 공동부(200)을 만드는데 등방성 에칭을 사용하고 있었으나, 이방선 에칭을 사용할수도 있고 이 경우 사용하는 SOL 반도체기판(1)으로 (100)면을 사용하면 에칭 스톱층이 없어도 (111)면이 나타난 단계에서 에칭속도가 습격히 늦어져 필요없이 공동영역을 넓히지 않고 에칭이 가능하게 된다.

이 경우의 화소부 단면형상을 도 6에 표시한다. 201은 이방성 에칭으로 형성된 공동부분이다.

제3의 실시예

제1의 실시예에서는 도 3에 표시하는 바와같이 각 행에 정전류원(1101~1104)을 설치해서 신호를 검출하였으나 이를 도 7 또는 도 8에 표시한 바와같이 부하저항(1111~1114) 또는 부하다이오드(1121~1124)로 치환 하여도 된다.

또, 다이오드 부하의 경우, 화소부분과 같은 형상 개수의 다이오드를 화소의 다이오드와 직렬고 접속해서 부하로해서 화소다이오드와 부하다이오드의 접속점을 출력하는 구성을 취한다.

이 경우, 부하의 다이오드하에는 공동부(200) 또는 (201)을 형성하지 않게 하면, 화소부분의 다이오드(즉 온도검출기부(300)의 실리콘 Pn 접합다이오드)는 적외선의 입사에 의해 특성이 변화하는데 대해 부하의 다이오드는 반도체기판(1)과 열적으로 잘 결합되어 있으므로 외부로부터의 적외선 입사에의해 거의 특성은 변화하지 않는다.

따라서 적외선 입사에의해 화소부분의 다이오드(즉, 온도검출기부(300)의 실리콘 Pn 접합다이오드)와 부하의 다이오드의 특성변화가 다르므로 출력이 변화한다.

다이오드의 특성은 절대온도로 결정되나 적외선 입사에 의한 온도변화는 다이오드 소자 자신의 온도를 기점으로 한 변화이고 소자온도가 변화하면 적외선이 입사했을때의 화소다이오드(즉, 온도검출기부(300)의 실리콘 Pn 접합다이오드)의 절대온도가 변화하고 문제가 된다. 그러나, 부하다이오드가 소자의 절대온도에 따라 특성변화를 하고 있으므로 이 구성에서는 부하다이오드를 화소다이오드(즉, 온도검출기(300)의 실리콘 Pn 접합다이오드)와 같은 온도특성을 갖게 함으로써 소자온도 이상과 같이 제3의 실시예에의한 적외선 고체 촬상소자는 각 수직라인 마다에 1단을 고정전위에 접속된 출력신호 검출용의 부하저항(1111~1114)를 구비하였으므로, 화소수가 증가해도 1화소당의 통전시간을 길게 할수있고 충분한 신호판독이 가능해지고 협대역화에서 출력신호의 잡음저감을 도모할수가 있다.

또, 각 수직라인 마다에 1단을 고정전위에 접속된 출력신호 검출용 부하다이오드(1121~1124)를 구비하였으므로, 화소수가 증가해도 1화소당의 통전시간을 길게 할수있고 충분한 신호판독이 가능해져 협대역화에서 출력신호의 잡음저감을 도모할수가 있다.

또, 각 수직라인 마다에 1단을 고정전위에 접속된 부하다이오드(1121~1124)는 화소의 온도검출기부(300)의 실리콘 Pn 접합다이오드와 같은 형상의 것이 같은 개수직렬로 접속된 것으로 소자의 온도변화에 대해 온도검출기부(300)의 실리콘 Pn 접합다이오드와 같이 특성이 변화하고, 소자온도변화에 의한 출력변화의 보상이 가능해진다.

제4의 실시예

제2의 실시예 또는 제3의 실시예에서는 각 행에 정전류원, 저항 또는 다이오드를 설치해서 수직-수평 인터페이스부(1600)에 신호를 샘플 홀드해서 일시 축적할수 있도록 하고 있으나 도 9에 표시한 바와같이 각행에 대한 공통부하로서 촬상소자내 정전류원, 저항 또는 다이오드의 어는 것으로 된 공통부하(1130)를 설치해서 하나의 수평주사회로에 의해 1행씩 수평신호선(700)에 연결하도록 해도된다.

이 방법에서는 1화소씩 통전할 필요가 있으므로 화소수가 증가하면 1화소의 판독에 할당되는 시간이 적어지고 판독이 충분히 안되거나, 1화소를 판독하는 주타수의 대역이 넓어져 잡음을 발생할 가능성이 있으나 화소수가 적은 경우에는 각 행마다에 부하를 설치하기 보다는 이전 공통부하의 구성을 채용하는 쪽이 각 행의 부하의 흐트러짐에 의한 출력의 흐트러짐이 방지되고 양호한 화상을 얻을수가 있다.

또, 공통부하(1130)가 다이오드인 경우, 화소부분의 다이오드(즉, 온도검출기부(300)의 실리콘 Pn 접합다이오드)와 같은 형상, 개수의 다이오드를 화소부분의 다이오드와 직결로 접속해서 부하로해 화소다이오드와 부하다이오드의 접속점을 출력하는 구성을 취한다. 이 경우 부하의 다이오드 밑에는 공동부(200) 또는 (201)을 형성하지 않도록 하면 화소부분의 다이오드(즉, 온도검출기부(300)의 실리콘 Pn 접합다이오드)는 적외선의 입사에의해 특성이 변하는데 대해 부하의 다이오드는 반도체기판(1)과 열적으로 잘 결합되어 있으므로, 외부로부터의 적외선 입사에의해 거의 특성은 변화하지 않는다.

따라서, 적외선 입사에의해 화소부분의 다이오드(즉, 온도검출기부 300)와 부하의 다이오드의 특성변화가 다르기 때문에 출력이 변화한다.

다이오드의 특성은 절대온도로 결정되나 적외선 입사에의한 온도변화는 다이오드소자 자신의 온도를 기점으로 한 변화이고, 소자온도가 변화하면 적외선이 입사했을때의 화소다이오드(즉, 온도검출기부 300의 실리콘 Pn 접합다이오드)의 절대온도가 변화해서 문제가 된다. 그러나, 부하다이오드가 소자의 절대온도에 따라 특성변화를 하고 있으므로 이 구성에서는 부하다이오드를 화소다이오드(즉, 온도검출기부(300)의 실리콘 Pn 접합다이오드)와 같은 온도특성을 갖게 함으로써 소자온도의 변화에 의한 출력의 변화를 보상할수가 있다.

또, 상기 제1의 실시내지 제4의 실시예에서는 반도체기판(1)로서 SOI 반도체기판을 사용한 예를 표시하였으나, 레이터 재결정화등의 방법으로 실리콘 반도체기판상에 형성한 실리콘 산화막위에 단결정 실리콘을 형성한 반도체기판을 사용할수 있고 실리콘 산화막은 실리콘 반도체기판 전면에 존재하지 않아도 반도체기판에 공동을 형성하는 영역(다시 한정하면 온도검출기부(300)의 하면만)에만 존재하면 되고, 산소를 이온 주입해서 형성하는 SIMOX 구조등도 사용할수가 있다.

이상과 같이, 제4의 실시예에의한 적외선 고체 촬상소자의 각 수직라인은 수평선택 트랜지스터(1301~1304)를 통해서 1단을 고정전위에 접속된 공통부하(1130)를 구비하고 있으므로, 각 수직라인 마다의 부하의 흐트러짐에 의한 출력신호의 흐트러짐을 없이 할수가 있다. 또, 각 수직라인에 대한 공통부하(130)는 다이오드이고 온도검출기부의 실리콘 Pn 접하다이오드와 같은 형상의 것을 같은 개수 직렬로 접속된 것으로서, 각 수직라인 마다의 부하의 흐트러짐에의한 출력신호의 흐트러짐을 없이 할수가 있으며 소자의 온도변화에 대해 온도검출기부의 실리콘 Pn 접합다이오드와 같이 특성이 변화하고 소자온도 변화에의한 출력변화의 보상이 가능해진다.

제5의 실시예

도 10은 본 발명에의한 열형 적외선 검출기를 사용한 2차원 적외선 고체 촬상소자의 제5의 실시예를 표시하는 화소의 단면구조이다.

도면에서 301은 온도검출기부이고, 도면에 표시하는 바와같이 실시예 2에의한 화소의 구조는 실시예 1의 것과 비교해서 온도검출기부의 구조가 다르게 되어있다.

이 제5의 실시예에서는 반도체기판(1)은 P형 실리콘 반도체기판이고 또 온도검출기부(301)내의 12는 n형 불순부영역으로 온도검출용 Pn 접합다이오드는 이 n 형 불순물영역(12)중에 형성되어 있다.

반도체기판(1)에 공동부 (200)를 형성하는데는 일본의 에사시, 후지타, 이가라시, 스기야마 공저「마이크로 머시닝과 마이크로 메가트로 닉스」(바이후캉) p19~20에 진술되어있는 전해에칭을 사용한다. 전해에칭에서는 P형 실리콘 반도체기판은 에칭되나 n형 불순물 영역은 에칭되지않고 남게되고 도 10과 같은 구조를 만들수가 있다.

도 10에서 (1a), (1b), (1c)는 P형 불순물 영역은 (2a), (2b), (2c)는 n형 불순물 영역이고 (1a-2a), (1b-2b), (1c-2c)가 온도검출용 Pn 다이오드를 구성하고 있다.

각각의 Pn 다이오드는 금속배선 (3a), (3b)에의해 직렬로 접속되어 있다. n형 불순물 영역 (2a), (2b), (2c) 와 P형 불순물 영역 (1a), (1b),(1c)와는 역방향 바이오스가 되도록 전압을 인가한다. 직렬에 접속되는 Pn 다이오드는 실시예 1의 경우와 같이 많을수록 감도가 높아진다.

이 실시예의 화소를 사용한 적외선 촬상소자도 제1의 실시예에 표시한것과 같은 회로에의해 동작시킬수가 있다.

이상과 같이, 제5의 실시예에의한 적외선 고체 촬상소자는 반도체기판(1)로서 P형 반도체기판을 사용하는 동시에 온도검출기부(301)의 순방향에 바이오스된 다수의 직렬접속된 실리콘 Pn 결합다이오드는 이 P형 반도체상에 설치된 n형 불순물영역(12)의 층내에 형성되므로 온도검출기부(301)의 밑에는 절연막이 필요없고 전해에칭으로 대응되고 반도체기판으로서 SOL 기판보다 값싼 종래의 기판을 사용할수가 있다.

이상과 같이 본 발명에 관한 적외선 고체 촬상장치는 화소부분에 온도검출과 화소선택의 양방의 기능을 겸용한 실리콘 Pn 접합다이오드를 형성함으로써, 희생층 제거를 제외한 모든 제조공정을 실리콘 VLSI 프로세스라인에서 처리할 수 있는 생산성이 개선된 값싸고 균일성이 높은 적외선 고체 촬상소자를 실현하는데 적당하다.

Claims (3)

1. 2차원으로 배열된 각 화소마다에 대응해서 형성되고 입사된 적외선을 흡수해서 열로 변환하는 적외선 흡수부와, 반도체기판상에서 상기 각 화소마다에 대응해서 형성되고 순방향으로 바이어스된 다수의 직렬접속된 실리콘 Pn 접합다이오드로 구성된 온도검출기부와, 상기 반도체기판상의 상기 온도검출기부가 형성되는 각 영역에 형성된 공동부와, 열저항이 큰 재료로 구성하고, 상기 온도검출기부를 상기 공동부상에서 상기 반도체기판상에 지지하는 지지기구와, 상기 적외선 흡수부를 상기 온도검출기부로부터 분리해서 보존하는 동시에 상기 적외선 흡수부와 상기 온도검출기를 열적으로 결합하는 전합주를 구비한것을 특징으로 하는 적외선 고체 촬상소자.
2. 반도체기판으로 SOI 기판을 사용하는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재한 적외선 고체 촬상소자.
3. 반도체기판내의 공동부 형성영역 주변부에 공동부 에칭을 하는 에천트에 대해 에칭 내성을 갖는 에칭스톱층을 설치한것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재한 적외선 고체 촬상소자.