(57)【要約】      （修正有）【課題】製品の歩留まりの低下を可及的に抑制する。【解決手段】対向する第１面および第２面を有するとともに第１面から第２面に貫通する空洞部が設けられている第１絶縁層７、２４ｃと、絶縁層内に形成された第１および第２配線と、を有する配線形成部３０と、第２面側から入射された赤外線を吸収する赤外線吸収膜２４と、赤外線吸収膜と電気的に絶縁され赤外線吸収膜の温度変化を検出することにより、電気信号を生成する少なくとも１個の熱電変換素子１２と、を有し、空洞部内に設けられた赤外線検出部１０と、赤外線検出部を空洞部内に支持し、一端が第１および第２配線の他端に接続され、他端が熱電変換素子の一端に接続された第１および第２接続配線２２ａ、２２ｂと、第１および第２接続配線を覆うように形成された第１および第２絶縁膜２４ａ、２４ｂとを有する第１および第２接続配線部２０ａ、２０ｂと、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１面および第２面を有するとともに前記第１面から前記第２面に貫通する空洞部が設けられている絶縁層と、前記絶縁層内に形成され外部との電気的接続のための第１および第２パッドと、前記絶縁層に前記第１面の側から形成され前記第１および第２パッドにそれぞれ通じる第１および第２開口の表面を覆うように設けられた第１および第２パッド電極と、前記絶縁層内に形成され一端が前記第１パッドに電気的に接続された第１配線と、前記絶縁層内に形成され一端が前記第２パッドに電気的に接続された第２配線と、を有する配線形成部と、
前記空洞部内に設けられた赤外線検出部であって、前記第２面側から入射された赤外線を吸収する赤外線吸収膜と、前記赤外線吸収膜と電気的に絶縁され前記赤外線吸収膜の温度変化を検出することにより、電気信号を生成する少なくとも１個の熱電変換素子と、を有する赤外線検出部と、
前記赤外線検出部を前記空洞部内に支持し、一端が前記第１配線の他端に接続され、他端が前記熱電変換素子の一端に接続された第１接続配線と、前記第１接続配線を覆うように形成された第１絶縁膜とを有する第１接続配線部と、
前記赤外線検出部を前記空洞部内に支持し、一端が前記第２配線の他端に接続され、他端が前記熱電変換素子の他端に接続された第２接続配線と、前記第２接続配線を覆うように形成された第２絶縁膜とを有する第２接続配線部と、
を備えていることを特徴とする赤外線撮像素子。
【請求項２】
前記熱電変換素子は複数個であって、これらの熱電変換素子は直列に接続されていることを特徴とする請求項１記載の赤外線撮像素子。
【請求項３】
前記熱電変換素子は、ｐｎ接合ダイオードであることを特徴とする請求項１または２記載の赤外線撮像素子。
【請求項４】
前記熱電変換素子は、抵抗体であることを特徴とする請求項１または２記載の赤外線撮像素子。
【請求項５】
前記赤外線検出部を覆うように、前記配線形成部の前記第２面側に設けられた赤外線透過部を更に備え、前記赤外線検出部と前記赤外線透過部との間に間隙が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の赤外線撮像素子。
【請求項６】
絶縁膜上に素子領域を形成するとともにこの素子領域を取り囲むように絶縁体からなる素子分離領域を形成する工程と、
前記素子領域に熱電変換素子を形成する工程と、
一端が前記熱電変換素子の一端と電気的に接続する第１接続配線および一端が前記熱電変換素子の他端と電気的に接続する第２接続配線を前記素子分離領域上に形成する工程と、
前記熱電変換素子と、前記第１および第２接続配線と、前記素子分離領域と、を覆うように、赤外線を吸収する第１絶縁層を形成する工程と、
前記熱電変換素子の一端に接続する第１コンタクト、前記熱電変換素子の他端に接続する第２コンタクト、前記第１および第２接続配線の他端にそれぞれ接続する第３および第４コンタクトを前記第１絶縁層に形成する工程と、
前記第１および第２コンタクトに接続する第１および第２コンタクト電極を前記第１絶縁層上に形成するとともに、第１および第２パッドと、前記第３および第４コンタクトに接続する第１および第２パッド配線電極と、前記第１パッドと前記第１パッド配線電極とを接続する第１配線と、前記第２パッドと前記第２パッド配線電極とを接続する第２配線と、を前記素子分離領域に対応する前記第１絶縁層の領域上に形成する工程と、
前記第１および第２コンタクト電極、前記第１および第２パッド、前記第１および第２パッド配線電極と、前記第１配線と、前記第２配線と、を覆うように、前記第１絶縁層上に赤外線を吸収する第２絶縁層を形成する工程と、
前記第２絶縁層、前記第１絶縁層、前記素子分離領域、および前記絶縁膜をパターニングして、前記第２絶縁層、前記第１絶縁層、前記素子分離領域、および前記絶縁膜を貫通する溝を形成することにより、前記熱電変換素子を有する赤外線検出部と、前記第１接続配線を有する第１接続配線部と、前記第２接続配線を形成する第２接続配線部と、前記第１および第２パッド、第１および第２配線、ならびに前記第１および第２パッド配線電極を有する配線形成部とを分離形成する工程と、
前記第１および第２接続配線部の前記第２絶縁層を除去するとともに、前記第１絶縁層の一部を除去することにより、前記赤外線検出部と前記配線形成部との間に第１間隙を形成する工程と、
前記赤外線検出部の前記第２絶縁層の一部分を前記第２絶縁層の上面から除去することにより、前記赤外線検出部の前記第２絶縁層の高さを前記配線形成部の前記第２絶縁層の高さよりも低くする工程と、
前記第１間隙および前記溝を埋め込むように、全面に犠牲層を形成する工程と、
前記配線形成部の前記第２絶縁層の上面が露出するまで前記犠牲層を削り、前記犠牲層を平坦化する工程と、
前記犠牲層を覆うように、前記配線形成部の前記第２絶縁層上に、赤外線を透過する赤外線透過部を形成する工程と、
前記絶縁膜の、前記熱電変換素子が形成された側と反対側の面から前記犠牲層を除去する工程と、
前記絶縁膜の、前記熱電変換素子が形成された側と反対側の面から、前記絶縁膜および第１絶縁層を選択的にエッチングし、前記第１および第２パッドにそれぞれ通じる第１および第２開口を形成する工程と、
前記第１および第２開口のそれぞれの表面を覆うように第１および第２パッド電極を形成する工程と、
を備えていることを特徴とする赤外線検出素子の製造方法。
【請求項７】
前記熱電変換素子は複数個であって、これらの熱電変換素子は直列に接続されていることを特徴とする請求項６記載の赤外線撮像素子の製造方法。
【請求項８】
前記熱電変換素子は、ｐｎ接合ダイオードであることを特徴とする請求項６または７記載の赤外線撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線撮像素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外線を利用した赤外線撮像素子は、昼夜に拘わらず撮像可能であると共に、可視光よりも煙や霧に対して透過性が高いという特長を有し、更に被写体の温度情報をも得られるという特長を有する。このため、防衛分野を初め監視カメラや火災検知カメラとして広い応用範囲を有する。
【０００３】
従来の主流素子である量子型赤外線固体撮像素子の最大な欠点は低温動作のための冷却機構を必要とすることであるが、近年このような冷却機構を必要としない非冷却型赤外線撮像素子が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この非冷却型赤外線撮像素子は、半導体基板と、この半導体基板上に設けられた読み出し配線部と、上記半導体基板の表面部分に形成された凹部の上方に配置され、上記読み出し配線部と電気的に接続された接続配線を有する支持構造部と、上記凹部の上方に配置され、上記支持構造部によって支持されたセル部と、を備え、上記セル部は、入射された赤外線を吸収する赤外線吸収層と、上記支持構造部と電気的に接続されると共に、上記赤外線吸収層と電気的に絶縁され、上記セル部の温度変化を検出することにより、電気信号を生成する複数の熱電変換素子と、を有している構成となっている。
【特許文献１】特許第３７６３８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記非冷却型赤外線撮像素子においては、半導体基板に凹部を形成するために、半導体基板をウェットエッチングする必要がある。このウェットエッチングによって、上記読み出し配線部の配線またはパッドメタルがエッチングされるのを防止するために、上記読み出し配線部の配線またはパッドメタルを酸化膜等で保護している。
【０００６】
しかし、現在の技術では、上記読み出し配線部の配線またはパッドメタルを酸化膜等で保護することは十分ではなく、製品の歩留まりの低下を招いている。
【０００７】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、製品の歩留まりの低下を可及的に抑制することのできる赤外線撮像素子およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様による赤外線撮像素子は、対向する第１面および第２面を有するとともに前記第１面から前記第２面に貫通する空洞部が設けられている絶縁層と、前記絶縁層内に形成され外部との電気的接続のための第１および第２パッドと、前記絶縁層に前記第１面の側から形成され前記第１および第２パッドにそれぞれ通じる第１および第２開口の表面を覆うように設けられた第１および第２パッド電極と、前記絶縁層内に形成され一端が前記第１パッドに電気的に接続された第１配線と、前記絶縁層内に形成され一端が前記第２パッドに電気的に接続された第２配線と、を有する配線形成部と、前記空洞部内に設けられた赤外線検出部であって、前記第２面側から入射された赤外線を吸収する赤外線吸収膜と、前記赤外線吸収膜と電気的に絶縁され前記赤外線吸収膜の温度変化を検出することにより、電気信号を生成する少なくとも１個の熱電変換素子と、を有する赤外線検出部と、前記赤外線検出部を前記空洞部内に支持し、一端が前記第１配線の他端に接続され、他端が前記熱電変換素子の一端に接続された第１接続配線と、前記第１接続配線を覆うように形成された第１絶縁膜とを有する第１接続配線部と、前記赤外線検出部を前記空洞部内に支持し、一端が前記第２配線の他端に接続され、他端が前記熱電変換素子の他端に接続された第２接続配線と、前記第２接続配線を覆うように形成された第２絶縁膜とを有する第２接続配線部と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の第２の態様による赤外線撮像素子の製造方法は、絶縁膜上に素子領域を形成するとともにこの素子領域を取り囲むように絶縁体からなる素子分離領域を形成する工程と、前記素子領域に熱電変換素子を形成する工程と、一端が前記熱電変換素子の一端と電気的に接続する第１接続配線および一端が前記熱電変換素子の他端と電気的に接続する第２接続配線を前記素子分離領域上に形成する工程と、前記熱電変換素子と、前記第１および第２接続配線と、前記素子分離領域と、を覆うように、赤外線を吸収する第１絶縁層を形成する工程と、前記熱電変換素子の一端に接続する第１コンタクト、前記熱電変換素子の他端に接続する第２コンタクト、前記第１および第２接続配線の他端にそれぞれ接続する第３および第４コンタクトを前記第１絶縁層に形成する工程と、前記第１および第２コンタクトに接続する第１および第２コンタクト電極を前記第１絶縁層上に形成するとともに、第１および第２パッドと、前記第３および第４コンタクトに接続する第１および第２パッド配線電極と、前記第１パッドと前記第１パッド配線電極とを接続する第１配線と、前記第２パッドと前記第２パッド配線電極とを接続する第２配線と、を前記素子分離領域に対応する前記第１絶縁層の領域上に形成する工程と、前記第１および第２コンタクト電極、前記第１および第２パッド、前記第１および第２パッド配線電極と、前記第１配線と、前記第２配線と、を覆うように、前記第１絶縁層上に赤外線を吸収する第２絶縁層を形成する工程と、前記第２絶縁層、前記第１絶縁層、前記素子分離領域、および前記絶縁膜をパターニングして、前記第２絶縁層、前記第１絶縁層、前記素子分離領域、および前記絶縁膜を貫通する溝を形成することにより、前記熱電変換素子を有する赤外線検出部と、前記第１接続配線を有する第１接続配線部と、前記第２接続配線を形成する第２接続配線部と、前記第１および第２パッド、第１および第２配線、ならびに前記第１および第２パッド配線電極を有する配線形成部とを分離形成する工程と、前記第１および第２接続配線部の前記第２絶縁層を除去するとともに、前記第１絶縁層の一部を除去することにより、前記赤外線検出部と前記配線形成部との間に第１間隙を形成する工程と、前記赤外線検出部の前記第２絶縁層の一部分を前記第２絶縁層の上面から除去することにより、前記赤外線検出部の前記第２絶縁層の高さを前記配線形成部の前記第２絶縁層の高さよりも低くする工程と、前記第１間隙および前記溝を埋め込むように、全面に犠牲層を形成する工程と、前記配線形成部の前記第２絶縁層の上面が露出するまで前記犠牲層を削り、前記犠牲層を平坦化する工程と、前記犠牲層を覆うように、前記配線形成部の前記第２絶縁層上に、赤外線を透過する赤外線透過部を形成する工程と、前記絶縁膜の、前記熱電変換素子が形成された側と反対側の面から前記犠牲層を除去する工程と、前記絶縁膜の、前記熱電変換素子が形成された側と反対側の面から、前記絶縁膜および第１絶縁層を選択的にエッチングし、前記第１および第２パッドにそれぞれ通じる第１および第２開口を形成する工程と、前記第１および第２開口のそれぞれの表面を覆うように第１および第２パッド電極を形成する工程と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、製品の歩留まりの低下を可及的に抑制することの可能な赤外線撮像素子およびその製造方法を提供することができる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施形態による赤外線撮像素子を、図１および図２を参照して説明する。図１は、本実施形態の赤外線撮像素子の上面図であり、図２は図１に示す切断線Ａ−Ａで切断した場合の断面図である。
【００１２】
本実施形態の赤外線撮像素子は、赤外線検出部１０と、接続配線部２０ａ、２０ｂと、配線形成部部３０と、赤外線透過部４０と、を備えている。本実施形態においては、これらの赤外線検出部１０、接続配線部２０ａ、２０ｂ、および配線形成部３０は、それぞれ絶縁膜４上に形成されている。そして、赤外線検出部１０は、配線形成部３０によって取り囲まれており、赤外線検出部１０と配線形成部３０と間には、間隙４２ａが設けられている。すなわち、赤外線検出部１０は、配線形成部３０とは間隙４２ａを介して隔離されている。しかし、赤外線検出部１０と配線形成部３０とは、間隙４２ａに設けられた接続配線部２０を通して接続される構成となっている。
【００１３】
赤外線検出部１０はセル部とも呼ばれ、複数（図１では、４個）の熱電変換素子１２を有している。本実施形態においては、これらの熱電変換素子１２は、ダイオードとなっているが、抵抗体であってもよい。これらの複数の熱電変換素子すなわち、ダイオード１２は、直列に接続された構成となっている。各ダイオード１２は、絶縁膜４上に設けられた半導体層（例えば、Ｓｉ層）に形成される。そして、各ダイオード１２は、上記半導体層内に設けられたｎ型不純物層１２ａと、ｐ型不純物層１２ｂとを備え、これらの不純物層１２ａ、１２ｂからなるｐｎ接合を有している。ｐ型不純物層１２ｂは、上記半導体層内に設けられたｐ型の高濃度不純物層であるｐ＋型不純物層１３に形成されている。ｎ型不純物層１２ａは、ｐ型不純物層１２ｂに形成されている。これらのダイオード１２は、素子分離絶縁膜７によって素子分離されるとともに、絶縁材からなり赤外線を吸収する赤外線吸収膜（例えば、ＳｉＮ膜またはＳｉＯ２膜）２４によって覆われている。また、ｎ型不純物層１２ａは赤外線吸収膜２４内に設けられた配線電極１５にコンタクト１４を介して電気的に接続され、ｐ＋型不純物層１３は赤外線吸収膜２４内に設けられた配線電極１７にコンタクト１６を介して電気的に接続されている。これらの配線電極１５、１７を適切に電気的に接続することにより、複数のダイオード１２が直列に接続される。
【００１４】
接続配線部２０ａは絶縁膜４上に設けられた素子分離絶縁膜７と、絶縁膜２４ａと、この絶縁膜２４ａ内に設けられた接続配線２２ａとを備え、接続配線部２０ｂは絶縁膜４上に設けられた素子分離絶縁膜７と、絶縁膜２４ｂと、この絶縁膜２４ｂ内に設けられた接続配線２２ｂとを備えている。接続配線部２０ａの接続配線２２ａは直列に接続された複数のダイオード１２からなる直列回路の一端に接続され、接続配線部２０ｂの接続配線２２ｂは直列に接続された複数のダイオード１２からなる直列回路の他端に接続されている。
【００１５】
配線形成部３０は、絶縁膜４上に形成された素子分離絶縁膜７と、絶縁膜２４ｃと、配線電極３２ａ、３２ｂと、パッド３４ａ、３４ｂと、パッド電極３８ａ、３８ｂとを備えている。配線電極３２ａ、３２ｂ、パッド３４ａ、３４ｂ、およびパッド電極３８ａ、３８ｂは、絶縁膜２４ｃ内に設けられている。配線電極３２ａは、接続配線２２ａと電気的に接続される。すなわち、配線電極３２ａは接続配線２２ａを介して複数のダイオード１２からなる直列回路の一端に接続される。また、配線電極３２ｂは、接続配線２２ｂと電気的に接続される。すなわち、配線電極３２ｂは接続配線２２ｂを介して複数のダイオード１２からなる直列回路の他端に接続される。また、配線電極３２ａは絶縁膜２４ｃ内に設けられた図示しない配線を介してパッド３４ａに電気的に接続され、配線電極３２ｂは絶縁膜２４ｃ内に設けられた図示しない配線を介してパッド３４ｂに電気的に接続される。また、絶縁膜２４ｃには絶縁膜４側から設けられた開口３６ａ、３６ｂが形成されている。そして、開口３６ａはパッド３４ａに通じ、パッド３６ｂはパッド３４ｂに通じる。すなわち、パッド３４ａは絶縁膜４側から設けられた開口３６ａの底面となり、パッド３４ｂは絶縁膜４側から設けられた開口３６ｂの底面となるように構成されている。また、パッド電極３８ａはパッド３４ａの側面および底面、すなわち表面を覆うように形成され、パッド電極３８ｂはパッド３４ｂの側面および底面、すなわち表面を覆うように形成されている。そして、配線形成部３０の、パッド電極３８ａ、３８ｂが設けられた側とは反対側の面には、赤外線検出部１０を覆うように、赤外線の透過率の高い部材からなる赤外線透過部４０が設けられている。この赤外線透過部４０と赤外線検出部１０との間には、間隙４２ｂが設けられている。なお、絶縁膜２４ａ、２４ｂ、２４ｃは赤外線吸収膜２４と同じ材料から構成されていてもよい。
【００１６】
このように構成された本実施形態の赤外線撮像素子においては、赤外線検出部１０は、配線形成部３０内に形成された間隙４２ａ、４２ｂを有する空洞部４２内に設けられてかつ接続配線部２０ａ、２０ｂによって支持された構成となっている。したがって、赤外線透過部４０を介して、赤外線検出部１０に入射した赤外線は、赤外線吸収膜２４によって吸収され、この赤外線吸収膜２４内に生じた熱エネルギーにより、赤外線吸収膜２４の温度が上昇する。この温度変化が熱電変換素子（ダイオード）１２によって電気信号に変換されて赤外線検出部１０の出力（電圧）となる。この出力は、接続配線２２ａ、２２ｂ等を介してパッド電極３８ａ、３８ｂから取り出される。
【００１７】
また、本実施形態においては、赤外線検出部１０からの熱の逃げ道は、接続配線部２０ａ、２０ｂのみとなる。したがって、赤外線検出部１０の熱隔離性は、接続配線部２０ａ、２０ｂの熱コンダクタンスによって決定され、接続配線部２０ａ、２０ｂの長さが長く構成されればされるほど、また細く形成すればするほど断熱性は向上する。
【００１８】
次に、本実施形態の赤外線撮像素子の製造方法を図３（ａ）乃至図４（ｃ）を参照して説明する。
【００１９】
まず、半導体基板として単結晶シリコンからなる支持基板２上に、埋め込みシリコン酸化膜４、単結晶シリコン層（ＳＯＩ層）６が順次積層された、いわゆるＳＯＩ基板１を準備する（図３（ａ））。続いて、素子分離としてＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）と同様の工程を行う。すなわち、フォトリソグラフィー等の技術を用いて素子分離領域を画定し、素子分離領域のＳＯＩ層６を、例えばＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等の技術によりエッチング除去し、その後、素子分離シリコン酸化膜をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等の技術により埋め込み、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等の技術で平坦化することにより、素子分離絶縁膜７を形成する（図３（ｂ））。素子分離絶縁膜７によって分離された素子領域６にダイオード１２が形成される。
【００２０】
次に、図３（ｃ）に示すように、周知の技術を用いて、素子分離領域７上に接続配線部となる絶縁膜２４ａ、２４ｂを形成し、この絶縁膜２４ａ、２４ｂ上に接続配線２２ａ、２２ｂをそれぞれ形成する。その後、図３（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィー技術とイオン注入等のドーピング技術とを用いて、素子領域６に、ダイオード１２のｐｎ接合を形成するためのｎ型不純物層１２ａおよびｐ型不純物層１２ｂを形成する。続いて、ｐ型不純物層１２ｂの外側を覆うように、ｐ＋型不純物層１３を形成する（図３（ｄ））。
【００２１】
次に、図４に示すように、赤外線を吸収する絶縁膜（赤外線吸収膜）２４を全面に形成する。その後、ｎ型不純物層１２ａおよびｐ＋型不純物層１３にそれぞれ接続するコンタクト１４、１６を絶縁膜２４に形成する（図４）。
【００２２】
続いて、図５に示すように、金属膜を絶縁膜２４上に堆積し、リソグラフィー技術を用いて、この金属膜をパターニングすることにより、コンタクト１４に接続する配線電極１５と、コンタクト１６に接続する配線電極１７と、複数のダイオード１２を直列に接続するように配線電極１５と配線電極１７との間を接続する配線（図示せず）と、配線形成部に設けられる配線電極３２ａ、３２ｂおよびパッド３４ａ、３４ｂと、配線電極３２ａとパッド３４ａとの間を接続する配線（図示せず）と、配線電極３２ｂとパッド３４ｂとの間を接続する配線（図示せず）と、を絶縁膜２４上に形成する。このとき、配線電極３２ａは、絶縁膜２４に設けられた図示しないコンタクトを介して接続配線２２ａを介して接続されるので、配線電極３２ａは、直列に接続された複数のダイオード１２からなる直列回路の一端と、接続配線２２ａを介して接続される。また、配線電極３２ｂは、絶縁膜２４に設けられた図示しないコンタクトを介して接続配線２２ｂを介して接続されるので、配線電極３２ｂは、直列に接続された複数のダイオード１２からなる直列回路の他端と、接続配線２２ｂを介して接続される。
【００２３】
次に、図６に示すように、これらの配線電極１５、１７、３２ａ、３２ｂ、およびパッド３４ａ、３４ｂならびに配線を覆うように、赤外線を吸収する絶縁膜２４を形成する。続いて、図７に示すように、ＲＩＥ ( R e a c t i v e  I o n  E t c h i n g) 等の異方性エッチングを用いて絶縁膜２４をパターニングすることにより絶縁膜２４内に支持基板２に達する溝５０を形成し、赤外線検出部１０および接続配線部２０ａ、２０ｂを配線形成部３０から分離する。この分離工程により、絶縁膜２４は、赤外線検出部１０では赤外線吸収膜２４となり、接続配線部２０ａ、２０ｂではそれぞれ、絶縁膜２４ａ、２４ｂとなり、配線形成部３０では絶縁膜２４ｃとなる。
【００２４】
次に、図８に示すように、接続配線部２０ａ、２０ｂ上の絶縁膜２４ａ、２４ｂの一部をその上面から選択的にエッチングし、赤外線検出部１０と配線形成部３０との間に間隙４２ａを形成する。
【００２５】
次に、図９に示すように、赤外線検出部１０の赤外線吸収膜２４の一部をその上面から選択的にエッチングし、赤外線吸収膜２４の高さを配線形成部３０の絶縁膜２４ｃの高さよりも低くする。
【００２６】
次に、図１０に示すように、間隙４２ａを埋め込むように、犠牲層５２を全面に形成する。犠牲層５２としては、アモルファスシリコンまたはポリイミドを用いることができる。
【００２７】
続いて、図１１に示すように、ＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing)を用いて、絶縁膜２４ｃの上面が露出するまで犠牲層５２を削り、犠牲層５２を平坦化する。
【００２８】
次に、図１２に示すように、絶縁膜２４ｃおよび犠牲層５２の上面に、赤外線の透過率が高い部材を接着し、赤外線透過部４０を形成する。赤外線透過部４０の材料として、ＳｉまたはＧｅが使用可能である。赤外線透過部の接着は、直接接合する技術や接着剤による貼付け方法を用いることが可能である。直接接合においては、例えば次のようなプロセスによって行う。まず、ダイオードが形成されている基板の接合面と、赤外線透過部材の接合面の洗浄及び表面処理を行って、親水化処理を施す。次に、両接着面同士を重ね合わせて接合する。接着剤を使用する方法は、まず、赤外線透過部材もしくは基板のいずれか一方に接着剤シートを積層し、赤外線検出部に相当する部分以外の部分、すなわち配線形成部３０に接着剤が残るようにパターン露光する。次に、現像によりパターンに従って不要な接着剤を除去し、必要な前処理を行った後に両者を貼り合せて接着する。
【００２９】
次に、裏面の処理プロセスに入る。まず、図１３に示すように、グラインダー等を用いて支持基板２を研削し、除去する。その後、図１４に示すように、配線形成部３０の絶縁膜７、２４ｃ内に、絶縁膜４側からパッド３４ａ、３４ｂにそれぞれ到達する開口３６ａ、３６ｂを形成する。続いて、図１５に示すように、開口３６ａ、３６ｂの側面および底面、すなわち表面を覆うように、例えばスパッタ法もしくは蒸着法を用いてパッド電極３８ａ、３８ｂを形成する。次に、図１６に示すように、裏面から犠牲層５２をウェットエッチングにより除去することにより、赤外線検出部１０と配線形成部３０との間に間隙４２ａを形成するとともに、赤外線検出器１０と赤外線透過部４０との間に間隙４２ｂを形成する。これにより、赤外線検出部１０が、配線形成部３０内に形成された間隙４２ａ、４２ｂを有する空洞部４２内に設けられてかつ接続配線部２０ａ、２０ｂによって支持された構成の赤外線撮像素子となる。
【００３０】
このように形成された赤外線撮像素子は、図１７に示すように、パッド電極３８ａ、３８ｂがハンダボール７０等を介して、基板８０に形成された外部のパッケージ配線と接続される。そして、赤外線撮像素子を、基板８０上にハンダボール等を介して複数個マトリクス状に配置すれば、赤外線撮像装置を得ることができる。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態の赤外線撮像素子は、空洞部４２を形成する際に、パッド３４ａ、３４ｂおよび配線等は、パッド電極３８ａ、３８ｂおよび絶縁膜２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃによって覆われており、露出していないので、パッド３４ａ、３４ｂおよび配線等がエッチングされるのを防止することができ、製品の歩留まりの低下を可及的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】一実施形態による赤外線撮像素子の平面図。
【図２】一実施形態による赤外線撮像素子の断面図。
【図３】一実施形態による赤外線撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図４】一実施形態による赤外線撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図５】一実施形態による赤外線撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図６】一実施形態による赤外線撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図７】一実施形態による赤外線撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図８】一実施形態による赤外線撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図９】一実施形態による赤外線撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図１０】一実施形態による赤外線撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図１１】一実施形態による赤外線撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図１２】一実施形態による赤外線撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図１３】一実施形態による赤外線撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図１４】一実施形態による赤外線撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図１５】一実施形態による赤外線撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図１６】一実施形態による赤外線撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図１７】一実施形態による赤外線撮像素子の製造工程を示す断面図。
【符号の説明】
【００３３】
２  支持基板
４  埋め込み絶縁膜
６  ＳＯＩ層（単結晶シリコン層）
７  素子分離絶縁膜
１０  赤外線検出部
１２  熱電変換素子（ダイオード）
１２ａ  ｎ型不純物層
１２ｂ  ｐ型不純物層
１３  ｐ＋型不純物層
１４  コンタクト
１５  配線電極
１６  コンタクト
１７  配線電極
２０ａ  接続配線部
２０ｂ  接続配線部
２２ａ  接続配線
２２ｂ  接続配線
２４  光吸収膜
２４ａ  絶縁膜
２４ｂ  絶縁膜
２４ｃ  絶縁膜
３０  配線形成部
３２ａ  配線電極
３２ｂ  配線電極
３４ａ  パッド
３４ｂ  パッド
３６ａ  開口
３６ｂ  開口
３８ａ  パッド電極
３８ｂ  パッド電極
４０  赤外線透過部
４２  空洞部
４２ａ  間隙
４２ｂ  間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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