JP5708122B2 - 熱型赤外線固体撮像素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
2 接続電極
3 支持部
4 受光部(ダイアフラム)
5 ボロメータ薄膜
6 空洞部
7 犠牲層
8 撮像部スリット
9 参照部スリット
10 遮光Ti膜
11 遮光Al膜
12 遮光導電性材料膜乃至犠牲層保護SiN膜
13 受光素子(単位画素)
14 参照素子(単位画素)
15 受光部構成用SiN膜
16 フォトレジストマスク
17 参照部スリットパターン
18 フォトレジストマスク
19 撮像部スリットパターン
20a 第1素子
20b 第2素子
21 回路基板
21a 読出回路
22 反射膜
23 コンタクト
24 第1犠牲層(DLC)
25 第1保護膜
26 ボロメータ薄膜
27 第2保護膜
28 電極配線
29 第3保護膜
30 第2犠牲層
31 庇
32 支持部
33 温度検出部
34 空洞部
35 第1スリット
36 第2スリット
37 第3スリット
38 ダイアフラム
39 第1支持部
40 第2支持部
41 梁
42 第1コンタクト部
43 第2コンタクト部
44 スリット
45 読出回路付Si基板
46 接続電極
47 第1絶縁膜
48 第1配線
49 第2配線
50 第2絶縁膜
51 第3絶縁膜
52 ボロメータ薄膜
53 第4絶縁膜
54 第3配線
55 第5絶縁膜
Claims (5)
- 入射赤外線を検出する受光素子が複数配列された撮像部と、入射赤外線に影響されること無く基準信号を出力する参照素子が少なくとも一個以上配列された参照部と、が基板上に設けられ、前記受光素子及び前記参照素子は、熱電変換素子を内包する受光部と、当該受光部を前記基板から隔離して支持する支持部と、を含み、前記支持部は、前記基板と前記受光部との間の階層に設けられた構造体の両端が前記基板と前記受光部とに接続されてなる熱型赤外線固体撮像素子において、
前記受光素子の受光部は、犠牲層を除去して形成された空洞部により前記基板から熱的に分離され、
前記参照素子の受光部は、除去されずに存在する前記犠牲層によって前記基板と熱的に接続され、
前記参照素子では、当該参照素子の受光部を形作るスリットが、前記熱電変換素子を挟み込む絶縁膜を貫通して前記犠牲層に達するように形成され、少なくとも前記受光部及び前記スリット上に少なくとも一層以上の導電性材料膜が設けられ、さらに前記導電性材料膜上の少なくとも前記スリット上方に保護膜が設けられ、前記導電性材料膜及び前記保護膜が前記スリットの側壁及び底部を覆い、かつ、前記スリット内に空隙が残存した構成となっており、
前記受光素子では、当該受光素子の受光部を形作るスリットが、前記絶縁膜、又は、前記絶縁膜及び前記保護膜を貫通するように形成されていることを特徴とする熱型赤外線固体撮像素子。 - 前記導電性材料膜が、ステップカバレッジが相対的に良い材料膜と、ステップカバレッジが相対的に悪い材料膜と、の積層膜であることを特徴とする請求項1に記載の熱型赤外線固体撮像素子。
- 前記保護膜が、前記受光部上乃至当該受光部と同階層の前記支持部上の所定の領域で除去されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱型赤外線固体撮像素子。
- 入射赤外線を検出する受光素子が複数配列された撮像部と、入射赤外線に影響されること無く基準信号を出力する参照素子が少なくとも一個以上配列された参照部と、が基板上に設けられ、前記受光素子及び前記参照素子は、熱電変換素子を内包する受光部と、当該受光部を前記基板から隔離して支持する支持部と、を含み、前記支持部は、前記基板と前記受光部との間の階層に設けられた構造体と、前記構造体の一端と前記基板とを接続する第1接続部と、前記構造体の他端と前記受光部とを接続する第2接続部と、で構成される熱型赤外線固体撮像素子の製造方法において、
信号読出回路が形成された前記基板上に、前記支持部の前記第1接続部が接続される前記信号読出回路の端子電極上を除いて、第1犠牲層を形成する工程と、
前記支持部の前記第1接続部及び前記構造体となる領域に、第1絶縁膜と下層金属配線と第2絶縁膜とを形成する工程と、
前記第2接続部を除いて、前記受光部となる領域と前記第1犠牲層との間に、第2犠牲層を形成する工程と、
前記支持部の前記第2接続部となる領域に、第3絶縁膜と前記下層金属配線に接続される上層金属配線と第4絶縁膜と第5絶縁膜とを形成すると共に、前記受光部となる領域の前記第2犠牲層上に、前記第3絶縁膜と前記熱電変換素子と前記第4絶縁膜と前記熱電変換素子の端部に接続される上層金属配線と前記第5絶縁膜とを形成、若しくは、前記第3絶縁膜と前記上層金属配線と前記第4絶縁膜と前記熱電変換素子と前記第5絶縁膜とを形成する工程と、
前記参照部においては、前記第3乃至第5絶縁膜を貫通する第1スリットを形成して前記参照部の受光部を形作り、少なくとも前記参照部の前記受光部及び前記第1スリット上に導電性材料膜を形成した後、少なくとも前記第1スリット上に保護膜を形成することにより、前記導電性材料膜及び前記保護膜が前記第1スリットの側壁及び底部を覆い、かつ、前記第1スリット内に空隙が残存した構造を形成する工程と、
前記撮像部においては、前記第3乃至第5絶縁膜、又は、当該第3乃至第5絶縁膜及び前記保護膜を貫通する第2スリットを形成して前記撮像部の受光部を形作り、前記第2スリットを介して、前記撮像部の前記第1犠牲層及び前記第2犠牲層を除去する工程と、
を少なくとも有することを特徴とする熱型赤外線固体撮像素子の製造方法。 - 前記導電性材料膜として、ステップカバレッジが相対的に良い材料膜と、ステップカバレッジが相対的に悪い材料膜と、を積層することを特徴とする請求項4に記載の熱型赤外線固体撮像素子の製造方法。
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