(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に、入射した赤外線を熱エネルギーに変換し、該変換された熱エネルギーの大きさに応じて変化する物性値を電気的に読み出すための赤外線受光部と、
上記赤外線受光部と上記半導体基板とを電気的に接続する配線が設けられた橋梁部と、
上記赤外線受光部又は上記橋梁部の少なくとも一方を支持し、上記半導体基板とは異なる絶縁性物質からなる絶縁性脚部と
を備えていることを特徴とする熱型赤外線センサ。
【請求項２】
上記絶縁性脚部は、有機物質にて形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の熱型赤外線センサ。
【請求項３】
上記絶縁性脚部は、レジスト、ポリイミド樹脂、エナメル、セルロイドの何れかによって形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の熱型赤外線センサ。
【請求項４】
上記橋梁部は、少なくとも配線層と絶縁層を含む２層構造若しくはそれ以上の多層構造をなしている
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の熱型赤外線センサ。
【請求項５】
上記絶縁層は、窒化シリコン膜で構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の熱型赤外線センサ。
【請求項６】
半導体基板上に絶縁膜を形成し、
該絶縁膜を上記絶縁性脚部の形状に合わせてエッチングし、
これに上記絶縁性脚部と、エッチング時の選択性が確保できる充填体を堆積させ、
該充填体を選択的にエッチングし、
その上面に少なくとも上記赤外線受光部若しくは橋梁部を構成する導電膜又は半導体膜を形成し、
これら導電膜又は半導体膜を当該赤外線受光部若しくは橋梁部の形状に合わせてエッチングし、
その後、上記充填体を除去して、
請求項１から請求項５の何れかに記載の熱型赤外線センサを形成する
ことを特徴とする熱型赤外線センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱型赤外線センサに関し、特にマイクロブリッジ構造の熱型赤外線センサ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
赤外線が入射する赤外線受光部と、該入射赤外線のフォトンエネルギーを吸収して温度が変化したときの上記赤外線受光部の物性値を示す電気信号を、半導体基板側に送るための配線部とで構成された熱型赤外線センサが公知である。
かかる熱型赤外線センサにあっては、入射赤外線の強さに応じて赤外線受光部の物性値（例えば、抵抗値）が応答よく変化する程、センサ感度が高くなる。
【０００３】
このため従来より、図９に示すように、赤外線受光部１１と半導体基板１との間の熱コンダクタンスを小さくするために、赤外線受光部１１と半導体基板１との間に空隙Ｍを設けるようにしたマイクロブリッジ構造の熱型赤外線センサ１０が提案されている。
この熱型赤外線センサ１０では、赤外線受光部１１に赤外線吸収層と熱電変換層（共に図示省略）が形成されると共に、当該赤外線受光部１１に連なる２つの橋梁部１４，１４によってその赤外線受光部１１が半導体基板１上に空隙Ｍを設けて配置されている。
【０００４】
この場合、橋梁部１４，１４は、図１０に示すように、その内部に配線層１４Ａが形成されており、赤外線受光部１１を支える機能のみならず当該配線層１４Ａによって熱電変換層（図示省略）を半導体基板１上の電極１Ａ，１Ａに電気的に接続させる機能を有する。
【０００５】
而して、上記橋梁部１４，１４は、赤外線受光部１１を支持するために（所定の強度を得るべく）、図１０に示すように、配線層（例えば、チタン膜）１４Ａを上下から保護層１４Ｂ，１４Ｃにて覆うようにしていた。
このような構造の熱型赤外線センサ１０は、赤外線受光部１１と半導体基板１との間に空隙Ｍが設けられているため、赤外線受光部を直付けするタイプの他の熱型赤外線センサ（図示省略）に比べて、赤外線受光部１１から半導体基板１への熱の伝導率が低くなりセンサ感度が向上する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、更にセンサ感度を高めるには、赤外線受光部１１と半導体基板１とを機械的に接続する橋梁部１４，１４の長さを長くし、又は、橋梁部１４の断面積を小さくして、当該赤外線受光部１１と半導体基板１との間の熱コンダクタンスを小さくすればよいことが知られている。
【０００７】
しかしながら、上記構造の熱型赤外線センサ１０では、上記のように橋梁部１４，１４で赤外線受光部１１を支持する必要があるために、当該橋梁部１４，１４を単に長くしたり、又、その断面積を小さくすることができず、センサの感度の向上が図れなかった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、赤外線受光部を半導体基板上に所定の空隙を設けつつ配置した熱型赤外線センサの、赤外線受光部と半導体基板との間の熱コンダクタンスを低下させて、センサ感度を向上させた熱型赤外線センサを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、半導体基板上に、入射した赤外線を熱エネルギーに変換し、該変換された熱エネルギーの大きさに応じて変化する物性値を電気的に読み出すための赤外線受光部と、上記赤外線受光部と上記半導体基板とを電気的に接続する配線が設けられた橋梁部と、上記赤外線受光部又は上記橋梁部の少なくとも一方を支持し、上記半導体基板とは異なる絶縁性物質からなる絶縁性脚部とを備えたものである。
【０００９】
又、請求項２に記載の発明は、上記絶縁性脚部を、有機物質にて形成したものである。
又、請求項３に記載の発明は、上記絶縁性脚部を、レジスト、ポリイミド樹脂、エナメル、セルロイドの何れかによって形成したものである。
又、請求項４に記載の発明は、上記橋梁部を、少なくとも配線層と絶縁層を含む２層構造若しくはそれ以上の多層構造としたものである。
【００１０】
又、請求項５に記載の発明は、上記絶縁層を、窒化シリコン膜で構成したものである。
又、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５の何れかの熱型赤外線センサを作製するに当り、
半導体基板上に絶縁膜を形成し、該絶縁膜を上記絶縁性脚部の形状に合わせてエッチングし、
これに上記絶縁性脚部と、エッチング時の選択性が確保できる充填体を堆積させ、
該充填体を選択的にエッチングし、
その上面に少なくとも上記赤外線受光部若しくは橋梁部を構成する導電膜又は半導体膜を形成し、
これら導電膜又は半導体膜を当該赤外線受光部若しくは橋梁部の形状に合わせてエッチングし、
その後、上記充填体を除去して、
熱型赤外線センサを作製するものである。
【００１１】
（作用）
上記請求項１の発明によれば、橋梁部は赤外線受光部を支持する必要がなくなるため、当該絶縁性脚部を新たに設けたことによる熱コンダクタンスの上昇分より、橋梁部を長くし且つその断面積を小さくしたことによる熱コンダクタンスの低下分を大きくして、赤外線受光部と半導体基板との間の熱コンダクタンスを全体として低下させることができる。この場合、絶縁性脚部に関しては、その横断面積を、赤外線受光部を支持するのに必要な最小の大きさに決定すれば、赤外線受光部と半導体基板との間の熱コンダクタンスの上昇を最小限に抑えられる。又、橋梁部は、赤外線受光部を支持する必要がないため、配線としての機能さえあればよく、従って、その断面積を半導体製造技術において可能な限り小さくし、レイアウトの許す限りにおいてその長さを長くして、赤外線受光部と半導体基板との間の熱コンダクタンスを低下させることができる。又、橋梁部を絶縁性脚部によって支持する場合には、該橋梁部の全長を更に長くでき、この橋梁部の熱コンダクタンスを更に低下させることができる。
【００１２】
又、請求項２の発明によれば、絶縁性脚部の熱コンダクタンスが十分に小さくなり、又、橋梁部と半導体基板、及び赤外線受光部と半導体基板との間の絶縁も同時に達成できる。
又、請求項３の発明によれば、半導体製造技術等で一般的に用いられる材料で、当該絶縁性脚部が容易に作製できる。
【００１３】
又、請求項４の発明によれば、赤外線受光部を支持する強固さが要求されない橋梁部は、配線層の片面を保護するだけでよく、従来橋梁部の撓み防止に必要とされていた両面の保護層を必要としないので、当該橋梁部を簡単に作製できる。
又、請求項５の発明によれば、配線層の保護膜を容易に形成できる。
又、請求項６の発明によれば、一般的な半導体製造技術を、適宜組み合わせることで、従来より用いられている半導体製造装置で、容易に当該熱型赤外線センサを作製することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について、添付図面を参照して説明する。尚、この第１の実施形態は、請求項１から請求項６に対応する。
【００１５】
図１は第１の実施形態のマイクロブリッジ構造の熱型赤外線センサ２０を概念的に示す斜視図、図２は熱型赤外線センサ２０の橋梁部２４の構造を示す斜視図、図３及び図４は熱型赤外線センサ２０の製造工程を示す断面図、図５は熱型赤外線センサ２０の熱コンダクタンスを算出するための模式図である。
先ず、熱型赤外線センサ２０の構造の概略について、図１，図２を用いて説明する。
【００１６】
熱型赤外線センサ２０は、図１に示すように、赤外線受光部２１と、該赤外線受光部２１に連なる橋梁部２４，２４と、上記赤外線受光部２１を支持する第１の脚部２５，２５，２６，２６と、上記橋梁部２４，２４を支持する第２の脚部２７，２７とによって構成されている。
このうち赤外線受光部２１は、入射赤外線によるエネルギーを吸収する赤外線吸収層（図示省略）と、当該赤外線エネルギーの吸収に起因する温度上昇による物性値（例えば、抵抗値）の変化を検知するための熱電変換層（図示省略）とによって構成される。尚、この第１の実施形態では、赤外線受光部２１は、チタン膜とその上面を覆う窒化シリコン膜（図示省略）とからなり、これらチタン膜と窒化シリコン膜が、熱電変換層、赤外線吸収層（共に図示省略）を構成する。
【００１７】
尚、熱電変換層として膜厚が１０００Å以下の薄膜チタン膜を用いた場合は、当該膜が赤外線吸収層としての働きも併せもつため、赤外線受光部は、当該薄膜チタン膜による単一層で構成することもできる。
一方、橋梁部２４，２４は、図２に示すように、チタン膜からなる配線層２４Ａ及び窒化シリコン膜からなる保護層（絶縁層）２４Ｂの２層構造であり、この第１の実施形態では、詳細は後述するように、上記赤外線受光部２１を構成するチタン膜及び窒化シリコン膜と、同一の半導体製造工程において一体的に形成される。而して、配線層２４Ａは、赤外線受光部２１の熱電変換層（図示省略）と半導体基板１上の電極１Ａとを電気的に接続させ、入射赤外線のフォトンエネルギーによって上記赤外線受光部２１に温度変化が生じたときに、当該赤外線受光部２１の物性値の変化を、半導体基板１側で検出できるようになっている。
【００１８】
ところで、上記赤外線受光部２１は、図１に示すように、４つの第１の脚部２５，２５，２６，２６によって半導体基板１上方に空隙Ｍを空けて配置され、２つの橋梁部２４，２４は、その角部２４Ｃ，２４Ｃにおいて各々第２の脚部２７，２７で支持されている。
そして、第１の脚部２５，２５，２６，２６及び第２の脚部２７，２７は、共に、熱伝導率が低いレジスト（例えば、１．０×１０−３［Ｗ／ｃｍ・Ｋ］）によって形成されており、入射赤外線により温度上昇が生じる赤外線受光部２１から半導体基板１側に熱が伝わり難くなっている。因みに、第１の実施形態では、赤外線受光部２１は一辺が４０μｍ程度に作製され、上記第１，第２の脚部２５，２５，２６，２６，２７，２７は、この赤外線受光部２１を支持するのに充分な太さで、且つ、当該赤外線受光部２１と半導体基板１との熱の伝導が生じない空隙Ｍを確保するために必要な高さとなっている（例えば、横断面が直径１．０μｍで高さ２．０μｍ程度の円柱形状）。
【００１９】
一方で、上記橋梁部２４，２４は、上記赤外線受光部２１を支持する必要がないため、熱コンダクタンスが小さくなるように、半導体製造技術において可能な細さ（例えば、１．０μｍ程度）に設計され、しかも、その長さも長くなっている（図１に示す例では、一辺４０μｍの赤外線受光部２１の二辺に沿った長さで、約８０μｍ）。
【００２０】
次に、上記構成の熱型赤外線センサ２０の製造方法について、図３、図４を参照して説明する。尚、図３、図４は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面に対応する。
熱型赤外線センサ２０は概ね以下の手順に従って作製される。
（１）半導体基板１上に、例えば、ネガ形のレジスト３１を塗布し、これをマスク３８を使って上記第１，第２の脚部２５，２５，２６，２６，２７，２７の形状に露光する（図３（ａ））。
【００２１】
（２）被露光部を例えば、現像液にて除去して第１及び第２の脚部２５，２５，２６，２６，２７，２７を形成し、その上面に充填体として酸化シリコン膜３２をＣＶＤ法又は回転塗布法にて形成する（図３（ｂ））。
（３）上記酸化シリコン膜３２をプラズマエッチング法によりエッチングして、更に、橋梁部２４，２４に対応する傾斜部３２Ｃ（一点鎖線で示す）をウェットエッチングによるテーパーエッチング技術を利用して形成する（図３（ｃ））。
【００２２】
（４）上記エッチングされた酸化シリコン膜３２の上面に赤外線受光部２１の熱電変換層（図示省略）及び橋梁部２４，２４の配線層２４Ａを構成するチタン膜（金属膜）３３をスパッタ法や蒸着法等によって形成する。次いで、その上面に赤外線受光部２１の赤外線吸収層（図示省略）及び橋梁部２４，２４の保護膜２４Ｂを構成する窒化シリコン膜３４をＣＶＤ法又はスパッタ法にて形成する（図３（ｄ））。
【００２３】
（５）斯く形成したチタン膜３３及び窒化シリコン膜３４をホトリソグラフィ技術により作製されたマスクを用いて所望の形状にエッチングして、赤外線受光部２１及び橋梁部２４，２４を形成する（図４（ｅ））。
（６）上記赤外線受光部２１と半導体基板１との間にある酸化シリコン膜３２を、例えば、フッ酸系のエッチング液で除去して（ウェットエッチング）、空隙Ｍを設けた熱型赤外線センサ２０を得る（図４（ｆ）及び図１）。
【００２４】
次に、図５、図１１を参照しながら、上記第１及び第２の脚部２５，２５，２６，２６，２７，２７を設けたことによる赤外線受光部２１と半導体基板１との間の熱コンダクタンスの低減効果について、従来構造の熱型赤外線センサ１０の場合と比較して説明する。尚、図５は熱型赤外線センサ２０の熱コンダクタンスを算出するための模式図、図１１は従来の熱型赤外線センサ１０の熱コンダクタンスを算出するための模式図である。又、以下の説明では、２つの熱型赤外線センサ２０，１０は、その赤外線受光部２１，１１が共に、一辺がおよそ４０μｍの正方形とする。
【００２５】
ところで、熱コンダクタンス“Ｋ”は、一般に、次式（１）で与えられる。
Ｋ＝ｋ×Ｓ／Ｌ                            …（１）
ここで“ｋ”は物質によって定まる熱電導率、“Ｓ”は熱伝導経路の断面積、“Ｌ”は熱伝導経路の長さである。この算出式に基づいて、熱型赤外線センサ１０及び熱型赤外線センサ２０の各々の、赤外線受光部１１，２１と半導体基板１との間の熱コンダクタンスＫ１及びＫ２を求める。
【００２６】
因みに、赤外線受光部１１，２１と半導体基板１と間の熱コンダクタンスＫ１，Ｋ２は、その値が小さい程、熱型赤外線センサ１０，２０の感度が高くなる。
先ず、比較対象とする、従来の熱型赤外線センサ１０の赤外線受光部１１と半導体基板１との間の熱コンダクタンスＫ１を算出する。
ここでは熱型赤外線センサ１０の橋梁部１４，１４をチタン膜（Ｔｉ）と窒化シリコン膜（ＳｉＮ）とで構成した場合を考える。
【００２７】
前述したように、従来の熱型赤外線センサ１０は、その橋梁部１４，１４が、赤外線受光部１１を支持しなければならない。而して、一辺が４０μｍ程度の赤外線受光部１１を支持するのであれば、チタン膜（Ｔｉ）からなる配線層１４Ａは幅が１．５μｍ、厚さが７５０Åに形成され、窒化シリコン膜からなる上側の保護層（絶縁層）１４Ｂは幅が３．０μｍ、厚さが１５００Åに形成され、同じく窒化シリコン膜からなる下側の保護層１４Ｃは幅が３．０μｍ、高さが２０００Å程度に形成される。又、橋梁部１４，１４の長さは、赤外線受光部１１の一辺と略同じ４０μｍである。
【００２８】
ここで、チタン（Ｔｉ）の熱伝導率を０．２［Ｗ／ｃｍ・Ｋ］、窒化シリコン（ＳｉＮ）の熱伝導率を０．５５７［Ｗ／ｃｍ・Ｋ］とすると、橋梁部１４，１４の１つ当りの熱コンダクタンスＫ１１（図１１のＰ１−Ｐ２間の熱コンダクタンス）は、次式（２）によって得られる。
0003608298.tif 000002
而して、図９，図１１に示す従来の熱型赤外線センサ１０は、２つの橋梁部１４，１４でその赤外線受光部１１が半導体基板１上に支持されているので、赤外線受光部１１と半導体基板１との間の熱コンダクタンスＫ１は、次式（３）によって得られる。
【００２９】
Ｋ１＝２Ｋ１１＝３．０×１０−６［Ｗ／Ｋ］  …（３）
次に、熱型赤外線センサ２０の赤外線受光部２１と半導体基板１との間の熱コンダクタンスＫ２を算出する。
上記したように熱型赤外線センサ２０の赤外線受光部２１はレジストからなる第１，第２の脚部２５，２５，２６，２６，２７，２７によって支えられている。
【００３０】
一辺が４０μｍ程度の赤外線受光部２１を支持するのであれば、各々の脚部２５，２５，２６，２６，２７，２７は、直径が１．０μｍ程度、高さが２．０μｍ程度の円柱とすることができる。この場合、第１，第２の脚部２５，２５，２６，２６，２７，２７の１本当りの熱コンダクタンスＫ２１は、レジストの熱伝導率を１．０×１０−３［Ｗ／ｃｍ・Ｋ］とすると、次式（４）によって得られる。
【００３１】
0003608298.tif 000003
又、橋梁部２４の一辺（図５のＰ１−Ｐ２間、Ｐ２−Ｐ３間）当りの熱コンダクタンスＫ２２は以下のように求められる。
即ち、橋梁部２４は、配線層２４Ａと保護層２４Ｂの２層構造になっており、配線層２４Ａは、幅が１μｍ、膜厚が８００Åで、材質はチタン、又、保護層２４Ｂは、幅が１．０μｍ膜厚１０００Åで、材質は窒化シリコン（ＳｉＮ）とすることができる。又、橋梁部２４の一辺当りの長さは、上記従来の橋梁部１４と同じ４０μｍ程度である。チタンの熱伝導率を０．２［Ｗ／ｃｍ・Ｋ］、窒化シリコンの熱伝導率を０．５５７［Ｗ／ｃｍ・Ｋ］とすると、上記熱コンダクタンスＫ２２は、次式（５）によって得られる。
【００３２】
0003608298.tif 000004
前述した脚部（第１，第２の脚部２５，２６，２７）の１つ当たりの熱コンダクタンスＫ２１、及び当該橋梁部２４の一辺当りの熱コンダクタンスＫ２２を用いてＰ１−Ｐ３間の熱コンダクタンスＫ２３を求めると、該熱コンダクタンスＫ２３は、図５のＰ１−Ｐ２間の熱コンダクタンスと、Ｐ２点（角部２４Ｃに対応）を支える第２の脚部２７の熱コンダクタンスと、Ｐ２−Ｐ３間の熱コンダクタンスを合成したものであるから、次式（６）によって得られる。
【００３３】
0003608298.tif 000005
この熱コンダクタンスＫ２３はＰ１〜Ｐ３間の熱コンダクタンスであり、従来の熱型赤外線センサ１０における橋梁部１４の１つの熱コンダクタンスＫ１１に相当する値である。この値Ｋ２３と値Ｋ１１とを比較すると、前者は後者の１／１５程度になる。
【００３４】
このように、熱型赤外線センサ２０では、橋梁部２４と第２の脚部２７とを合わせても、熱型赤外線センサ１０の橋梁部１４に比べて格段に熱コンダクタンスを小さくすることができる。
而して、第１，第２の脚部２５，２５，２６，２６，２７，２７を用いて赤外線受光部２１と橋梁部２４とを、各々支持した場合の（図１に示す熱型赤外線センサ２０）当該赤外線受光部２１と半導体基板１との間の熱コンダクタンスＫ２は、次式（７）によって得られる。
【００３５】
Ｋ２＝４Ｋ２１＋２Ｋ２３＝３．５×１０−７［Ｗ／Ｋ］          …（７）
このように第１、第２の脚部２５，２５，２６，２６，２７，２７を用いた場合の熱コンダクタンスＫ２は、赤外線受光部１１，２１が略同じ大きさ（一辺が４０μｍ）の従来の熱型赤外線センサ１０の熱コンダクタンスＫ１の、およそ１／９となる。
【００３６】
以上のように、熱型赤外線センサ２０では、赤外線受光部２１が、当該脚部２５，２５，２６，２６で支えられているために、橋梁部２４，２４は、従来のようにその強度を強くする必要がなくなり、その断面積を小さくし、しかも半導体基板１上のレイアウトパターンが許す限りにおいて長くできるので、橋梁部２４，２４に係る上記熱コンダクタンスＫ２３を著しく低減することができる。
【００３７】
そして、赤外線受光部２１と半導体基板１との間に脚部２５，２５，２６，２６，２７，２７を配置することにより増加する熱コンダクタンスと、橋梁部２４，２４の断面積を小さくし、且つ、長くすることによって低減される熱コンダクタンスとを比較した場合、前者に対して後者を著しく大きくできるために、熱型赤外線センサ２０全体の熱コンダクタンスＫ２を大幅に低減できる。
【００３８】
図６は、脚部２８を用いて赤外線受光部２１若しくはこれに連なる橋梁部２４，２４を支持する変形例を示す説明図である。このうち（ａ）は２つの脚部２８，２８で赤外線受光部２１を支持した例、（ｂ）は脚部２８，２８で赤外線受光部２１及び橋梁部２４，２４の直線部を同時に支持した例、（ｃ）は２つの脚部２８，２８で赤外線受光部２１を支持し他の２つの脚部２８，２８で橋梁部２４，２４を支持した例、（ｄ）は橋梁部２４，２４を長く延ばし脚部２８，２８で当該橋梁部２４，２４と赤外線受光部２１を同時に支持した例、（ｅ）は脚部２８，２８で赤外線受光部２１及び橋梁部２４，２４の角部を同時に支持した例、（ｆ）は２つの脚部２８，２８で赤外線受光部２１を支持し他の４つの脚部２８，２８，２８，２８で長く延ばされた橋梁部（赤外線受光部２１の四辺の長さに相当）２４，２４を支持した例、（ｇ）は４つの脚部２８，２８，２８，２８で橋梁部２４，２４の８つの角部を支持した例、（ｈ）は葛籠状に形成された橋梁部２４，２４を４つの脚部２８，２８，２８，２８で支持した例を示す説明図である。
【００３９】
以上のものは何れも、脚部２８…の数を減らして当該熱コンダクタンスを低下するもの、及び／又は橋梁部２４，２４を細長く形成して当該熱コンダクタンスを低下させたものであり、これらの例によれば、熱コンダクタンスは更に低下し、熱型赤外線センサ２０の感度が更に向上する。
尚、この第１の実施形態では、第１及び第２の脚部２５，２５，２６，２６，２７，２７を熱伝導率の小さいレジストで形成した例を示したが、他の熱伝導率の小さい材質、例えば、ポリイミド樹脂、エナメル、セルロイド等の有機物質にて、これを形成してもよい。
【００４０】
又、上記実施形態では、橋梁部２４，２４の配線層２４Ａをチタンで構成する例を示したが、他の導体若しくは半導体（例えば、バナジウムオキサイド膜（ＶＯｘ））でこれを形成してもよい。
又、上記実施形態では、橋梁部２４，２４を、配線層２４Ａと保護層２４Ｂの２層構造としたが、３層構造以上にしてもよい。この場合、上記した実施形態では、橋梁部２４，２４を形成する際に、配線層２４Ａの上面に保護層２４Ｂを形成しているが、配線層２４Ａの上下に保護層を形成してもよい。反対に、配線層２４Ａを第２の脚部２７，２７で支持しているので、保護膜２４Ｂを省いても強度的には問題はない。
【００４１】
尚、熱型赤外線センサ２０の赤外線受光部２１の構造に関しては、例示した構造に限るものでなく、他のマイクロブリッジ構造の熱型赤外線センサに、本発明を適用できるのは、勿論である。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。尚、この第２の実施形態は、請求項１から請求項６に対応する。
【００４２】
熱型赤外線センサ４０では、図７に示すように、赤外線受光部４１が脚部４５によって支持されている。
尚、赤外線受光部４１、橋梁部４４の構造は、上記した第１の実施形態の赤外線受光部２１、橋梁部２４と同一の構成であり、その詳細な説明は省略する。
赤外線受光部４１は、図７に示すように、１つの円柱状の脚部４５によって半導体基板１上方に空隙Ｍを空けて配置されている。
【００４３】
この場合、脚部４５も、上記した第１の実施形態の脚部２５，２６，２７と同じように、熱伝導率が低いレジスト（例えば、１．０×１０−３［Ｗ／ｃｍ・Ｋ］）によって形成されている。このレジストで脚部４５を形成することによって、入射赤外線により温度上昇が生じる赤外線受光部４１から半導体基板１側に熱が伝わり難くなる。因みに、赤外線受光部４１の一辺が４０μｍ程度に作製されている場合には、脚部４５は、この赤外線受光部４１を支持するのに充分な太さで、且つ、当該赤外線受光部４１と半導体基板１との熱の伝導が生じない空隙Ｍを確保するために必要な高さとなっている（例えば、横断面が直径４．０μｍで高さ２．０μｍ程度の円柱形状）。
【００４４】
この場合、上記橋梁部４４，４４は、上記赤外線受光部４１を支持する必要がないため、熱コンダクタンスが小さくなるように、半導体製造技術において可能な細さ（例えば、１．０μｍ程度）に設計され、しかも、その長さも長くなっている（図７に示す例では、一辺４０μｍの赤外線受光部４１の二辺に沿った長さで、約８０μｍ）。
【００４５】
尚、上記構成の熱型赤外線センサ４０の製造方法は、上記した第１の実施形態の熱型赤外線センサ２０の製造方法と、脚部４５の形状のみが異なるものであって（図３（ａ）におけるマスク３８のパターンのみが異なる）、他の工程は略同一であり、その詳細な説明は省略する。
又、熱型赤外線センサ４０における熱コンダクタンスＫ３０は以下のような値になる。尚、ここでは、熱型赤外線センサ４０の赤外線受光部４１が、上記第１の実施形態の熱型赤外線センサ２０と同様に一辺がおよそ４０μｍの正方形とする。
【００４６】
上記したように熱型赤外線センサ４０の赤外線受光部４１はレジストからなる唯１つの脚部４５によって支えられている。
一辺が４０μｍ程度の赤外線受光部４１を支持するのであれば、脚部４５は、直径が４．０μｍ程度、高さが２．０μｍ程度の円柱とすることができる。この場合、１つの脚部４５の熱コンダクタンスＫ３１は、レジストの熱伝導率を１．０×１０−３［Ｗ／ｃｍ・Ｋ］とすると、次式（８）によって得られる。
【００４７】
Ｋ３１＝１．０×１０−３｛π×（２．０×１０−４）２／２×１０−４｝＝６．３×１０−７［Ｗ／Ｋ］            …（８）
又、橋梁部４４の一辺当りの熱コンダクタンスＫ３２は、第１の実施形態の熱コンダクタンスＫ２２と同じ値（１．８×１０−７［Ｗ／Ｋ］）となる。
従って、橋梁部４４の１本当りの熱コンダクタンスＫ３３は、Ｋ３２の半分の値（０．９×１０−７［Ｗ／Ｋ］）となる。
【００４８】
而して、脚部４５を用いて赤外線受光部４１を支持した場合の（図７に示す熱型赤外線センサ４０）当該赤外線受光部４１と半導体基板１との間の熱コンダクタンスＫ３は、次式（９）によって得られる。
Ｋ３＝Ｋ３１＋２Ｋ３３＝８．１×１０−７［Ｗ／Ｋ］          …（９）
このように１つの脚部４５を用いた場合の熱コンダクタンスＫ３は、赤外線受光部１１，４１が略同じ大きさ（一辺が４０μｍ）の従来の熱型赤外線センサ１０の熱コンダクタンスＫ１の、およそ１／４となる。
【００４９】
以上のように、熱型赤外線センサ４０では、赤外線受光部４１が、当該脚部４５で支えられているために、橋梁部４４，４４は、従来のようにその強度を強くする必要がなくなり、その断面積を小さくし、しかも半導体基板１上のレイアウトパターンが許す限りにおいて長くできるので、橋梁部４４，４４に係る上記熱コンダクタンスＫ３３を著しく低減することができる。
【００５０】
そして、赤外線受光部４１と半導体基板１との間に脚部４５を配置することにより増加する熱コンダクタンスと、橋梁部４４，４４の断面積を小さくし、且つ、長くすることによって低減される熱コンダクタンスとを比較した場合、前者に対して後者を著しく大きくできるために、熱型赤外線センサ４０全体の熱コンダクタンスＫ３を大幅に低減できる。
【００５１】
図８は、図７の円柱状の脚部４５に代えて、断面が十字状の脚部４６（図８（ａ））、中空の脚部４７（図８（ｂ））、断面がＣ型の脚部４８（図８（ｃ））、断面が長方形の脚部４９（図８（ｄ））を用いて赤外線受光部４１を支持する変形例を示す説明図である。
このような脚部４６，４７，４８，４９によれば、その断面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をより小さくして当該脚部４６，４７，４８，４９の熱コンダクタンスを更に小さくして、赤外線受光部４１と半導体基板１との間の断熱効果を更に向上させることができ、熱型赤外線センサ４０の感度が更に向上する。
【００５２】
尚、これらの脚部４６，４７，４８，４９は、第１の実施形態の第１，第２の脚部２５，…，２７と置換して使用できるのは、勿論である。
尚、この第２の実施形態では脚部４５，４６，４７，４８，４９を、熱伝導率の小さいレジストで形成した例を示したが、他の熱伝導率の小さい材質、例えば、ポリイミド樹脂、エナメル、セルロイド等の有機物質にて、これを形成してもよい。
【００５３】
尚、熱型赤外線センサ４０の赤外線受光部４１の構造に関しては、例示した構造に限るものでなく、他のマイクロブリッジ構造の熱型赤外線センサに、本発明を適用できるのは、勿論である。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、橋梁部は赤外線受光部を支持する必要がなくなるため、絶縁性脚部による熱コンダクタンスの上昇分と橋梁部の熱コンダクタンスの低下分とを調整して、全体として、熱型赤外線センサの熱コンダクタンスを低下させて、センサ感度の向上が図れる。この場合、絶縁性脚部はその横断面が、赤外線受光部を支持するに必要な最小の大きさに決定すれば、熱コンダクタンスの上昇が最小限に抑えられ、センサ感度の向上が図れる。又、橋梁部は、赤外線受光部を支持する必要がないため、配線としての機能があればよく、従って、その断面積を小さく且つ長さを長くして、熱コンダクタンスを低下させれば、センサ感度の更なる向上が図れる。又、橋梁部をも絶縁性脚部によって支持するのであれば、橋梁部の全長を更に長くでき、この橋梁部の熱コンダクタンスを更に低下させて、更なるセンサ感度の向上が図れる。
【００５５】
又、請求項２の発明によれば、絶縁性脚部の熱コンダクタンスが下がり、センサ感度の向上が図れる。
又、請求項３の発明によれば、半導体製造技術で一般的に用いられる材料で、絶縁性脚部が容易に形成できる。
又、請求項４の発明によれば、赤外線受光部を支持する強固さが要求されないため、橋梁部はその表面を絶縁するだけで、簡単に作製できる。
【００５６】
又、請求項５の発明によれば、容易に橋梁部の保護膜を形成できる。
又、請求項６の発明によれば、一般的に用いられている半導体製造装置で、センサ感度の高い熱型赤外線センサを容易に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の熱型赤外線センサ２０を示す斜視図である。
【図２】
熱型赤外線センサ２０の橋梁部２４の構造を示す斜視図である。
【図３】熱型赤外線センサ２０の製造工程を示す断面図である。
【図４】熱型赤外線センサ２０の製造工程を示す断面図である。
【図５】熱コンダクタンスＫ２の算出のための熱型赤外線センサ２０の模式図である。
【図６】熱型赤外線センサ２０の橋梁部２４，２４の形状及び脚部２５，２５，２６，２６，２７，２７の配置を異ならせた変形例を示す説明図である。
【図７】第２の実施形態の熱型赤外線センサ４０を示す斜視図である。
【図８】熱型赤外線センサ４０の脚部の形状を異ならせた変形例を示す説明図である。
【図９】従来の熱型赤外線センサ１０を示す斜視図である。
【図１０】従来の熱型赤外線センサ１０の橋梁部１４の構造を示す斜視図である。
【図１１】熱コンダクタンスＫ１の算出のための従来の熱型赤外線センサ１０の模式図である。
【符号の説明】
１  半導体基板
１Ａ  電極
２０，４０  熱型赤外線センサ
２１，４１  赤外線受光部
２４，４４  橋梁部
２４Ａ  配線層
２４Ｂ  保護膜（絶縁膜）
２５，２６  第１の脚部（絶縁性脚部）
２７  第２の脚部（絶縁性脚部）
３１  レジスト
３２  酸化シリコン膜（充填体）
３３  チタン膜
３４  窒化シリコン膜
４５，４６，４７，４８，４９  脚部
【図１】
0003608298.tif 000006
【図２】
0003608298.tif 000007
【図３】
0003608298.tif 000008
【図４】
0003608298.tif 000009
【図５】
0003608298.tif 000010
【図６】
0003608298.tif 000011
【図７】
0003608298.tif 000012
【図８】
0003608298.tif 000013
【図９】
0003608298.tif 000014
【図１０】
0003608298.tif 000015
【図１１】
0003608298.tif 000016