JP2000111396A - 赤外線検出素子およびその製造方法 - Google Patents
赤外線検出素子およびその製造方法Info
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- JP2000111396A JP2000111396A JP10284543A JP28454398A JP2000111396A JP 2000111396 A JP2000111396 A JP 2000111396A JP 10284543 A JP10284543 A JP 10284543A JP 28454398 A JP28454398 A JP 28454398A JP 2000111396 A JP2000111396 A JP 2000111396A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】赤外線検出素子におけるサーモパイルを構成す
る抵抗膜の断面形状の高さ/幅の比(アスペクト比)を
大きくし、感度を高めたり、強度を高める。 【解決手段】基板1の上面に熱分離領域11が形成さ
れ、この熱分離領域11を覆うようにメンブレン10が
形成される。メンブレン10は梁15で基板1に支持さ
れ、表面に赤外線吸収膜5が設けられる。梁15には、
高さ/幅が1以上のn型およびp型ポリSi抵抗7,8
が形成される。n型およびp型ポリSi抵抗7,8の一
端は赤外線吸収膜5で温接点13により互いに接続され
るとともに、他端は基板1上で冷接点14にそれぞれ接
続される。
る抵抗膜の断面形状の高さ/幅の比(アスペクト比)を
大きくし、感度を高めたり、強度を高める。 【解決手段】基板1の上面に熱分離領域11が形成さ
れ、この熱分離領域11を覆うようにメンブレン10が
形成される。メンブレン10は梁15で基板1に支持さ
れ、表面に赤外線吸収膜5が設けられる。梁15には、
高さ/幅が1以上のn型およびp型ポリSi抵抗7,8
が形成される。n型およびp型ポリSi抵抗7,8の一
端は赤外線吸収膜5で温接点13により互いに接続され
るとともに、他端は基板1上で冷接点14にそれぞれ接
続される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーモパイルを用
いた赤外線検出素子およびその製造方法に関する。
いた赤外線検出素子およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】サーモパイルを用いた熱型赤外線検出素
子は、受光した赤外線を吸収して熱に変換する赤外線吸
収体を有する受光部と、発生した熱量に基づいて起電力
を発生するサーモパイルを有する温度検出部とから構成
される。そして、受光部と温度検出部が梁部により基板
上に支持された構造を有する。このような赤外線検出素
子では、赤外線吸収体の発熱により温度が上昇する受光
部と基板との間が熱的に分離され、温度検出部は受光部
と基板との温度差に応じて電気信号に変化を生じさせ
る。
子は、受光した赤外線を吸収して熱に変換する赤外線吸
収体を有する受光部と、発生した熱量に基づいて起電力
を発生するサーモパイルを有する温度検出部とから構成
される。そして、受光部と温度検出部が梁部により基板
上に支持された構造を有する。このような赤外線検出素
子では、赤外線吸収体の発熱により温度が上昇する受光
部と基板との間が熱的に分離され、温度検出部は受光部
と基板との温度差に応じて電気信号に変化を生じさせ
る。
【0003】上述した赤外線検出素子には、多種多様な
ニーズに適合するように高感度化と高強度化が要求され
ている。赤外線検出素子の感度Rは、次式(1)で表す
ことができる。
ニーズに適合するように高感度化と高強度化が要求され
ている。赤外線検出素子の感度Rは、次式(1)で表す
ことができる。
【数1】R=n・α・Rth (1) ただし、n:サーモカップルの対数、α:ゼーベック係
数、Rth:赤外線検出素子全体の熱抵抗である。
数、Rth:赤外線検出素子全体の熱抵抗である。
【0004】熱抵抗Rthは次式(2)の関係があるの
で、式(2)を式(1)に代入することにより式(3)
を得る。
で、式(2)を式(1)に代入することにより式(3)
を得る。
【数2】Rth=L/(r・b・h) (2) ただし、L:サーモパイルの長さ、r:サーモパイル1
つの熱係数、b:サーモパイルを構成する抵抗膜の幅、
h:サーモパイルを構成する抵抗膜の高さである。
つの熱係数、b:サーモパイルを構成する抵抗膜の幅、
h:サーモパイルを構成する抵抗膜の高さである。
【数3】R=n・α・L/(r・b・h) (3) 感度Rを高くするためには、式(3)における(b・
h)を小さく、すなわちサーモパイルを構成する抵抗膜
の断面積を小さくすればよいことがわかる。
h)を小さく、すなわちサーモパイルを構成する抵抗膜
の断面積を小さくすればよいことがわかる。
【0005】次に、赤外線検出素子の強度に関してサー
モパイルを構成する抵抗膜に発生する応力σは次式
(4)で表すことができる。
モパイルを構成する抵抗膜に発生する応力σは次式
(4)で表すことができる。
【数4】σ=6・M/(b・h2 ) (4) ただし、M:外力によりサーモパイルを構成する抵抗膜
に作用するモーメントである。
に作用するモーメントである。
【0006】サーモパイルを構成する抵抗膜に発生する
応力σが小さいほど強度が高くなり、上式(4)より、
サーモパイルを構成する抵抗膜に発生する応力σを小さ
くするためには、サーモパイルを構成する抵抗膜の断面
積(b・h)を大きくすればよいことがわかる。また、
式(4)から、断面積(b・h)が同じ場合には幅に対
する高さの比率(高さ/幅=h/b)を高めれば応力σ
を小さく、すなわち、強度を高くできることがわかる。
応力σが小さいほど強度が高くなり、上式(4)より、
サーモパイルを構成する抵抗膜に発生する応力σを小さ
くするためには、サーモパイルを構成する抵抗膜の断面
積(b・h)を大きくすればよいことがわかる。また、
式(4)から、断面積(b・h)が同じ場合には幅に対
する高さの比率(高さ/幅=h/b)を高めれば応力σ
を小さく、すなわち、強度を高くできることがわかる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、赤外
線検出素子においては、感度を高める目的からサーモパ
イルを構成する抵抗膜の断面積を小さくするとサーモパ
イルの強度が低くなるというトレードオフの関係があ
る。また、従来の技術では、赤外線検出素子の製造に用
いるステッパー装置の精度やプロセス等により、サーモ
パイルを構成する抵抗膜の断面形状における高さ/幅の
比(アスペクト比と呼ぶ)が1以下である。
線検出素子においては、感度を高める目的からサーモパ
イルを構成する抵抗膜の断面積を小さくするとサーモパ
イルの強度が低くなるというトレードオフの関係があ
る。また、従来の技術では、赤外線検出素子の製造に用
いるステッパー装置の精度やプロセス等により、サーモ
パイルを構成する抵抗膜の断面形状における高さ/幅の
比(アスペクト比と呼ぶ)が1以下である。
【0008】数値例をあげて説明すると、所定の感度を
得るように製造されたサーモパイルを構成する抵抗膜の
断面形状の高さと幅は、それぞれ数千 、数μmという
値であるので、アスペクト比が1以下となり機械的強度
が弱く歩留まりや信頼性を保つのが困難という問題があ
る。
得るように製造されたサーモパイルを構成する抵抗膜の
断面形状の高さと幅は、それぞれ数千 、数μmという
値であるので、アスペクト比が1以下となり機械的強度
が弱く歩留まりや信頼性を保つのが困難という問題があ
る。
【0009】本発明の目的は、サーモパイルを構成する
抵抗膜の断面形状の高さ/幅の比(アスペクト比)を大
きくし、高感度で強度も備えた赤外線検出素子およびそ
の製造方法を提供することにある。
抵抗膜の断面形状の高さ/幅の比(アスペクト比)を大
きくし、高感度で強度も備えた赤外線検出素子およびそ
の製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】(1)請求項1の発明
は、赤外線を受光する受光部5と、受光部5の温度上昇
を検出するサーモパイルSPを含む温度検出部20と、
受光部5および温度検出部20を支持する基板1とから
構成される赤外線検出素子に適用される。そして、サー
モパイルSPを構成する抵抗膜7,8の断面形状におけ
る高さ/幅の比を1以上にすることにより上述した目的
を達成する。 (2)請求項2の発明による赤外線検出素子の製造方法
は、請求項1に記載の赤外線検出素子を製造する方法に
おいて、少なくとも基板1の上面に酸化膜3を形成する
工程と、酸化膜3をサーモパイルSPの形状に即した形
状にパターニングする工程と、パターニングされた酸化
膜3上にサーモパイルSPとなる抵抗膜を形成する工程
と、パターニングされた酸化膜3に接する抵抗膜7,8
が残るように抵抗膜を除去してサーモパイルSPを形成
する工程とを有することにより上述した目的を達成す
る。
は、赤外線を受光する受光部5と、受光部5の温度上昇
を検出するサーモパイルSPを含む温度検出部20と、
受光部5および温度検出部20を支持する基板1とから
構成される赤外線検出素子に適用される。そして、サー
モパイルSPを構成する抵抗膜7,8の断面形状におけ
る高さ/幅の比を1以上にすることにより上述した目的
を達成する。 (2)請求項2の発明による赤外線検出素子の製造方法
は、請求項1に記載の赤外線検出素子を製造する方法に
おいて、少なくとも基板1の上面に酸化膜3を形成する
工程と、酸化膜3をサーモパイルSPの形状に即した形
状にパターニングする工程と、パターニングされた酸化
膜3上にサーモパイルSPとなる抵抗膜を形成する工程
と、パターニングされた酸化膜3に接する抵抗膜7,8
が残るように抵抗膜を除去してサーモパイルSPを形成
する工程とを有することにより上述した目的を達成す
る。
【0011】なお、上記課題を解決するための手段で
は、わかりやすく説明するために実施の形態の図と対応
づけたが、これにより本発明が実施の形態に限定される
ものではない。
は、わかりやすく説明するために実施の形態の図と対応
づけたが、これにより本発明が実施の形態に限定される
ものではない。
【0012】
【発明の効果】本発明による赤外線検出素子によれば、
温度検出部におけるサーモパイルを構成する抵抗膜の断
面形状のアスペクト比を1以上になるように大きくした
ので、赤外線検出素子が同じ感度を有する場合には、断
面形状のアスペクト比が1以下である従来の赤外線検出
素子よりも温度検出部の強度を高くすることができ、温
度検出部が同じ強度を有する場合には、従来の赤外線検
出素子よりも感度を高くすることができる。また、サー
モパイルの形状に即した酸化膜をパターニングにより形
成し、その酸化膜を覆うように抵抗膜を形成した後、パ
ターニングされた酸化膜と接する抵抗膜が残るように抵
抗膜を除去することにより、サーモパイルを構成する抵
抗膜の断面形状のアスペクト比を1以上に大きくするよ
うにしたので、サーモパイルを高精度に低コストで作成
することができる。
温度検出部におけるサーモパイルを構成する抵抗膜の断
面形状のアスペクト比を1以上になるように大きくした
ので、赤外線検出素子が同じ感度を有する場合には、断
面形状のアスペクト比が1以下である従来の赤外線検出
素子よりも温度検出部の強度を高くすることができ、温
度検出部が同じ強度を有する場合には、従来の赤外線検
出素子よりも感度を高くすることができる。また、サー
モパイルの形状に即した酸化膜をパターニングにより形
成し、その酸化膜を覆うように抵抗膜を形成した後、パ
ターニングされた酸化膜と接する抵抗膜が残るように抵
抗膜を除去することにより、サーモパイルを構成する抵
抗膜の断面形状のアスペクト比を1以上に大きくするよ
うにしたので、サーモパイルを高精度に低コストで作成
することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 −赤外線検出素子の構造− 図1は本発明の実施の形態による赤外線検出素子の構造
を示す図である。図2は図1の赤外線検出素子を上から
見た平面図であり、図3は図2の赤外線検出素子のA−
A’における断面図を示し、図4はB−B’における断
面図である。赤外線検出素子は、熱分離領域としての空
所11が形成されたシリコン基板1と、熱分離領域11
の上部を覆うように形成されたメンブレン10の上面に
薄膜として形成された赤外線吸収膜5と、赤外線吸収膜
5と基板1とを熱的に分離して支持する梁部15と、赤
外線吸収膜5の温度上昇を検出するための温度検出素子
20とから構成される。温度検出素子20は梁部15上
に形成され、赤外線吸収膜5と梁部15は熱分離領域1
1上に位置している。
施の形態を説明する。 −赤外線検出素子の構造− 図1は本発明の実施の形態による赤外線検出素子の構造
を示す図である。図2は図1の赤外線検出素子を上から
見た平面図であり、図3は図2の赤外線検出素子のA−
A’における断面図を示し、図4はB−B’における断
面図である。赤外線検出素子は、熱分離領域としての空
所11が形成されたシリコン基板1と、熱分離領域11
の上部を覆うように形成されたメンブレン10の上面に
薄膜として形成された赤外線吸収膜5と、赤外線吸収膜
5と基板1とを熱的に分離して支持する梁部15と、赤
外線吸収膜5の温度上昇を検出するための温度検出素子
20とから構成される。温度検出素子20は梁部15上
に形成され、赤外線吸収膜5と梁部15は熱分離領域1
1上に位置している。
【0014】温度検出素子20は、p型ポリSi抵抗7
とn型ポリSi抵抗8とが直列に接続されたサーモパイ
ルSPで構成され、温接点13は赤外線吸収膜5に、冷
接点14は基板1にそれぞれ接続されている。サーモパ
イルSPを構成する抵抗膜の断面形状のアスペクト比
(h/b)は1より大きい。赤外線吸収膜5は、基板1
から熱的に分離された熱分離領域11の上部のメンブレ
ン10に形成されているため、赤外線吸収膜5および温
度検出素子20と基板1との間の直接的な熱伝導は生じ
ない。図3および図4において符号2は窒化膜、4は酸
化膜、6は保護膜、9はアルミ配線、12はエッチング
孔であり、これらは後述する赤外線検出素子の製造方法
の項において説明する。
とn型ポリSi抵抗8とが直列に接続されたサーモパイ
ルSPで構成され、温接点13は赤外線吸収膜5に、冷
接点14は基板1にそれぞれ接続されている。サーモパ
イルSPを構成する抵抗膜の断面形状のアスペクト比
(h/b)は1より大きい。赤外線吸収膜5は、基板1
から熱的に分離された熱分離領域11の上部のメンブレ
ン10に形成されているため、赤外線吸収膜5および温
度検出素子20と基板1との間の直接的な熱伝導は生じ
ない。図3および図4において符号2は窒化膜、4は酸
化膜、6は保護膜、9はアルミ配線、12はエッチング
孔であり、これらは後述する赤外線検出素子の製造方法
の項において説明する。
【0015】図1および図2に示す赤外線検出素子によ
る温度検出動作を説明する。赤外線検出素子に入射する
赤外線は、赤外線吸収膜5によって吸収され熱に変換さ
れ、赤外線吸収膜5の温度が上昇する。この温度上昇
は、熱伝導により温度検出素子20の温接点13まで伝
わり、温接点13の温度が上昇する。上述した熱分離領
域11の効果により、赤外線吸収膜5と温度検出素子2
0から下部に位置する基板1へ直接的な熱伝導が生じな
いため、温接点13と基板1に接続されている冷接点1
4との間には吸収した赤外線の量に応じた温度差が生
じ、ゼーベック効果による起電力が生じる。
る温度検出動作を説明する。赤外線検出素子に入射する
赤外線は、赤外線吸収膜5によって吸収され熱に変換さ
れ、赤外線吸収膜5の温度が上昇する。この温度上昇
は、熱伝導により温度検出素子20の温接点13まで伝
わり、温接点13の温度が上昇する。上述した熱分離領
域11の効果により、赤外線吸収膜5と温度検出素子2
0から下部に位置する基板1へ直接的な熱伝導が生じな
いため、温接点13と基板1に接続されている冷接点1
4との間には吸収した赤外線の量に応じた温度差が生
じ、ゼーベック効果による起電力が生じる。
【0016】サーモパイルSP全体の熱起電力Sは、各
々のポリSi抵抗7,8の熱起電力の和として表され、
一般に次式(5)のようになる。
々のポリSi抵抗7,8の熱起電力の和として表され、
一般に次式(5)のようになる。
【数5】S=n・(αp +αn )・Rth・P (5) ただし、n:サーモカップルの対数、αp :p型ポリS
i抵抗7のゼーベック係数、αn :n型ポリSi抵抗8
のゼーベック係数、Rth:メンブレン10の合成抵抗、
P:入射エネルギーである。
i抵抗7のゼーベック係数、αn :n型ポリSi抵抗8
のゼーベック係数、Rth:メンブレン10の合成抵抗、
P:入射エネルギーである。
【0017】以上の実施の形態では、サーモパイルSP
を構成する抵抗膜7,8の断面形状におけるアスペクト
比(h/b)が1以上の値になるようにしたので、本実
施の形態における赤外線検出素子は次のような利点を有
する。 −強度について− 赤外線検出素子の感度を一定とする場合には、式(3)
よりサーモパイルSPを構成するポリSi抵抗7または
8の断面積(b・h)が一定である。各ポリSi抵抗7
または8に発生する応力は、式(4)よりポリSi抵抗
7または8の断面積と高さの積(b・h2)と反比例の
関係にあるので、同じ断面積であれば高さが高いほど、
すなわち、ポリSi抵抗7または8の断面形状における
アスペクト比(h/b)が大きいほどその強度を高くで
きる。すなわち、赤外線検出素子の感度を損なうことな
くポリSi抵抗7または8、すなわち、サーモパイルS
Pの強度を高くできる。 −感度について− 赤外線検出素子の強度を一定とする場合には、式(4)
よりサーモパイルSPを構成するポリSi抵抗7または
8の断面積と高さの積(b・h2)が一定である。この
条件下でアスペクト比(h/b)を大きくすると、断面
積(b・h)が小さくなるので、式(3)により感度を
高くできる。すなわち、ポリSi抵抗7または8、すな
わちサーモパイルSPの強度を損なうことなく赤外線検
出素子の感度を高くできる。
を構成する抵抗膜7,8の断面形状におけるアスペクト
比(h/b)が1以上の値になるようにしたので、本実
施の形態における赤外線検出素子は次のような利点を有
する。 −強度について− 赤外線検出素子の感度を一定とする場合には、式(3)
よりサーモパイルSPを構成するポリSi抵抗7または
8の断面積(b・h)が一定である。各ポリSi抵抗7
または8に発生する応力は、式(4)よりポリSi抵抗
7または8の断面積と高さの積(b・h2)と反比例の
関係にあるので、同じ断面積であれば高さが高いほど、
すなわち、ポリSi抵抗7または8の断面形状における
アスペクト比(h/b)が大きいほどその強度を高くで
きる。すなわち、赤外線検出素子の感度を損なうことな
くポリSi抵抗7または8、すなわち、サーモパイルS
Pの強度を高くできる。 −感度について− 赤外線検出素子の強度を一定とする場合には、式(4)
よりサーモパイルSPを構成するポリSi抵抗7または
8の断面積と高さの積(b・h2)が一定である。この
条件下でアスペクト比(h/b)を大きくすると、断面
積(b・h)が小さくなるので、式(3)により感度を
高くできる。すなわち、ポリSi抵抗7または8、すな
わちサーモパイルSPの強度を損なうことなく赤外線検
出素子の感度を高くできる。
【0018】−赤外線検出素子の製造方法− 図5(a)〜(d)は、本発明の実施の形態による赤外
線検出素子を製造するプロセスフロー図である。図2の
平面図のC−C’における断面図で表した図であり、こ
の図を参照してプロセス順に説明する。 (a)まず、Si等からなる基板1の主表面に、温度検
出素子20となるp型ポリSi抵抗7およびn型ポリS
i抵抗8を支持する窒化膜2を形成する。
線検出素子を製造するプロセスフロー図である。図2の
平面図のC−C’における断面図で表した図であり、こ
の図を参照してプロセス順に説明する。 (a)まず、Si等からなる基板1の主表面に、温度検
出素子20となるp型ポリSi抵抗7およびn型ポリS
i抵抗8を支持する窒化膜2を形成する。
【0019】(b)次に、窒化膜2の上面を覆うように
パターニング用酸化膜3を膜厚約5μmに形成し、形成
した酸化膜3のうち、図2における符号7および8で示
された領域に挟まれた部分を残してその他の部分をドラ
イエッチングにより除去する。この処理によりパターニ
ング用酸化膜3は、次工程で形成するp型ポリSi抵抗
7とn型ポリSi抵抗8とからなるサーモパイルSPの
形状に即した形状にパターニングされる。さらに、パタ
ーニングされた酸化膜3を覆うように化学蒸着法(CV
D)等によりポリSi抵抗を形成し、ポリSi抵抗に対
してイオン注入による不純物の導入を行う。すなわち、
パターニングされた酸化膜3の一側面側と他の側面側と
に形成されたポリSi抵抗の抵抗値に差が生じるよう
に、パターニング酸化膜3の両側に形成されたポリSi
抵抗に不純物をそれぞれ添加する。そして、パターニン
グ酸化膜3を覆うように形成され、不純物導入されたp
型ポリSi抵抗7およびn型ポリSi抵抗8を、ドライ
エッチングによりp型およびn型ポリSi抵抗7,8そ
れぞれの線幅が約2μmとなるように除去する。これに
より、パターニング酸化膜3の両側面には、図5(b)
において縦方向に図示される高さと、横方向に図示され
る幅との比(アスペクト比)が1以上である薄いp型ポ
リSi抵抗7とn型ポリSi抵抗8が形成される。
パターニング用酸化膜3を膜厚約5μmに形成し、形成
した酸化膜3のうち、図2における符号7および8で示
された領域に挟まれた部分を残してその他の部分をドラ
イエッチングにより除去する。この処理によりパターニ
ング用酸化膜3は、次工程で形成するp型ポリSi抵抗
7とn型ポリSi抵抗8とからなるサーモパイルSPの
形状に即した形状にパターニングされる。さらに、パタ
ーニングされた酸化膜3を覆うように化学蒸着法(CV
D)等によりポリSi抵抗を形成し、ポリSi抵抗に対
してイオン注入による不純物の導入を行う。すなわち、
パターニングされた酸化膜3の一側面側と他の側面側と
に形成されたポリSi抵抗の抵抗値に差が生じるよう
に、パターニング酸化膜3の両側に形成されたポリSi
抵抗に不純物をそれぞれ添加する。そして、パターニン
グ酸化膜3を覆うように形成され、不純物導入されたp
型ポリSi抵抗7およびn型ポリSi抵抗8を、ドライ
エッチングによりp型およびn型ポリSi抵抗7,8そ
れぞれの線幅が約2μmとなるように除去する。これに
より、パターニング酸化膜3の両側面には、図5(b)
において縦方向に図示される高さと、横方向に図示され
る幅との比(アスペクト比)が1以上である薄いp型ポ
リSi抵抗7とn型ポリSi抵抗8が形成される。
【0020】(c)次いで、p型ポリSi抵抗7とn型
ポリSi抵抗8を絶縁分離するため、両ポリSi抵抗を
覆う厚さの酸化膜4を形成する。そして、図2の符号1
3で示される温接点を形成する領域の酸化膜4をエッチ
ング処理により除去し、アルミ配線9にてp型ポリSi
抵抗7とn型ポリSi抵抗8とを直列に接続して温接点
13を形成する。再び、酸化膜4およびアルミ配線9の
上からアルミ配線9を覆い隠す厚さの酸化膜4を形成
し、酸化膜4の上にはプラズマSiN膜等からなる保護
膜6を形成する。
ポリSi抵抗8を絶縁分離するため、両ポリSi抵抗を
覆う厚さの酸化膜4を形成する。そして、図2の符号1
3で示される温接点を形成する領域の酸化膜4をエッチ
ング処理により除去し、アルミ配線9にてp型ポリSi
抵抗7とn型ポリSi抵抗8とを直列に接続して温接点
13を形成する。再び、酸化膜4およびアルミ配線9の
上からアルミ配線9を覆い隠す厚さの酸化膜4を形成
し、酸化膜4の上にはプラズマSiN膜等からなる保護
膜6を形成する。
【0021】(d)最後に、図1の符号12で示す部分
を赤外線吸収膜5の上から基板1の表面が露出するまで
削り、このエッチング孔12からヒドラジン等のアルカ
リ系エッチング液を用いて基板1の一部を除去する。す
なわち、基板1の窒化膜2で保護されないエッチング孔
12からエッチング液が浸食し、基板1のメンブレン1
0の下部を(111)面に沿って除去し、熱分離領域と
なる四角錐状の空所11を形成する。この処理により、
素子中央部メンブレン10および梁部15は、基板1か
ら物理的、熱的に分離された熱分離領域11の上部に形
成される。その後、最上部には、金黒(Au−blac
k)からなる赤外線吸収膜5を形成する。
を赤外線吸収膜5の上から基板1の表面が露出するまで
削り、このエッチング孔12からヒドラジン等のアルカ
リ系エッチング液を用いて基板1の一部を除去する。す
なわち、基板1の窒化膜2で保護されないエッチング孔
12からエッチング液が浸食し、基板1のメンブレン1
0の下部を(111)面に沿って除去し、熱分離領域と
なる四角錐状の空所11を形成する。この処理により、
素子中央部メンブレン10および梁部15は、基板1か
ら物理的、熱的に分離された熱分離領域11の上部に形
成される。その後、最上部には、金黒(Au−blac
k)からなる赤外線吸収膜5を形成する。
【0022】特許請求の範囲における各構成要素と、発
明の実施の形態における各構成要素との対応について説
明すると、赤外線吸収膜5が受光部に、温度検出素子2
0が温度検出部に、p型ポリSi抵抗7とn型ポリSi
抵抗8が抵抗膜に、パターニング用酸化膜3が酸化膜に
それぞれ対応する。
明の実施の形態における各構成要素との対応について説
明すると、赤外線吸収膜5が受光部に、温度検出素子2
0が温度検出部に、p型ポリSi抵抗7とn型ポリSi
抵抗8が抵抗膜に、パターニング用酸化膜3が酸化膜に
それぞれ対応する。
【図1】本発明の実施の形態による赤外線検出素子の構
造を示す斜視図
造を示す斜視図
【図2】
図1の赤外線検出素子を上から見た
平面図
図1の赤外線検出素子を上から見た
平面図
【図3】図2の赤外線検出素子のA−A’における断面
図
図
【図4】図2の赤外線検出素子のB−B’における断面
図
図
【図5】赤外線検出素子を製造するプロセスを、図2の
赤外線検出素子のC−C’における断面図で示したプロ
セスフロー図
赤外線検出素子のC−C’における断面図で示したプロ
セスフロー図
1…基板、2…窒化膜、3…パターニング用酸化膜、4
…酸化膜、5…赤外線吸収膜、6…保護膜、7…p型ポ
リSi抵抗、8…n型ポリSi抵抗、9…アルミ配線、
10…メンブレン、11…熱分離領域、12…エッチン
グ孔、13…温接点、14…冷接点、15…梁部、16
…基板1の(111)面、20…温度検出素子、SP…
サーモパイル
…酸化膜、5…赤外線吸収膜、6…保護膜、7…p型ポ
リSi抵抗、8…n型ポリSi抵抗、9…アルミ配線、
10…メンブレン、11…熱分離領域、12…エッチン
グ孔、13…温接点、14…冷接点、15…梁部、16
…基板1の(111)面、20…温度検出素子、SP…
サーモパイル
Claims (2)
- 【請求項1】赤外線を受光する受光部と、前記受光部の
温度上昇を検出するサーモパイルを含む温度検出部と、
前記受光部および前記温度検出部を支持する基板とから
構成される赤外線検出素子において、 前記サーモパイルを構成する抵抗膜の断面形状における
高さ/幅の比を1以上にしたことを特徴とする赤外線検
出素子。 - 【請求項2】請求項1に記載の赤外線検出素子を製造す
る方法において、 少なくとも基板の上面に酸化膜を形成する工程と、 前記酸化膜を前記サーモパイルの形状に即した形状にパ
ターニングする工程と、 前記パターニングされた酸化膜上に前記サーモパイルと
なる抵抗膜を形成する工程と、 前記パターニングされた酸化膜に接する抵抗膜が残るよ
うに前記抵抗膜を除去してサーモパイルを形成する工程
とを有することを特徴とする赤外線検出素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10284543A JP2000111396A (ja) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | 赤外線検出素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10284543A JP2000111396A (ja) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | 赤外線検出素子およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000111396A true JP2000111396A (ja) | 2000-04-18 |
Family
ID=17679823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10284543A Pending JP2000111396A (ja) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | 赤外線検出素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000111396A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP7485581B2 (ja) | 2020-10-16 | 2024-05-16 | セイコーNpc株式会社 | 赤外線センサ素子及び赤外線センサ |
-
1998
- 1998-10-06 JP JP10284543A patent/JP2000111396A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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