(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
該半導体基板の上方に配置された熱型検出器部と、
前記熱型検出器部の側部にその一端が取りつけられ、前記熱型検出器部と空隙を介して該熱型検出器部の側方に沿って延びて前記半導体基板から空間を隔てて支持する１本の支持脚とを備え、
前記支持脚内に、前記熱型検出器部と前記半導体基板との間の電気経路を形成する複数の配線を絶縁膜を介して積層し、
前記支持脚の幅は、前記配線幅と該配線幅より広い絶縁膜パターンの余裕とで規定された幅であり、
赤外線の入射による熱型検出器部の特性変化を支持脚内の配線を通して検出する赤外線固体撮像素子。
【請求項２】
前記熱型検出器部は、赤外線検出薄膜と前記赤外線検出薄膜に電気的に接続される複数の電極とを備え、前記複数の電極のうち、前記赤外線検出薄膜より下側に位置する電極が前記赤外線検出薄膜より広く形成されたことを特徴とする請求項１に記載された赤外線固体撮像素子。
【請求項３】
前記複数の電極のうち前記赤外線検出薄膜より上側に位置する電極が前記赤外線検出薄膜の略全面に形成されたことを特徴とする請求項２に記載された赤外線固体撮像素子。
【請求項４】
半導体基板と、
前記半導体基板上に２次元的に配置された複数対の熱型検出器部及び支持脚からなり、
１対の前記熱型検出器部及び前記支持脚において、前記支持脚は、前記熱型検出器部の側部にその一端が取りつけられ、前記熱型検出器と空隙を介して該熱型検出器の側方に沿って延びて前記半導体基板から空間を隔てて支持し、前記支持脚内に、前記熱型検出器部と前記半導体基板との間の電気経路を形成する複数の配線を絶縁膜を介して積層し、前記支持脚の幅は、前記配線幅と該配線幅より広い絶縁膜パターンの余裕とで規定された幅であり、
赤外線の入射による熱型検出器部の特性変化を支持脚内の配線を通して検出する２次元赤外線固体撮像素子。
【請求項５】
表面に空洞部を設けた半導体基板と、
該半導体基板の上方に配置された熱型検出器部と、
前記半導体基板の前記空洞部の上に空間を隔てて前記熱型検出器部を支持する１本の支持脚とを備え、
前記支持脚は、前記熱型検出器部の側部でその一端が取りつけられ、前記熱型検出器部とは空隙を介して前記側部に沿って延びて前記熱型検出器部を支持し、
前記支持脚内に、前記熱型検出器部と前記半導体基板の間の電気経路を形成する複数の配線を絶縁膜を介して積層し、
前記支持脚の幅は、前記配線幅と該配線幅より広い絶縁膜パターンの余裕とで規定された幅であり、
赤外線の入射による熱型検出器部の特性変化を支持脚内の配線を通して検出する赤外線固体撮像素子。
【請求項６】
前記熱型検出器部は、赤外線検出薄膜と前記赤外線検出薄膜に電気的に接続される複数の電極とを備え、前記複数の電極のうち、前記赤外線検出薄膜より下側に位置する電極が前記赤外線検出薄膜より広く形成されたことを特徴とする請求項５に記載された赤外線固体撮像素子。
【請求項７】
前記複数の電極のうち前記赤外線検出薄膜より上側に位置する電極が前記赤外線検出薄膜の略全面に形成されたことを特徴とする請求項６に記載された赤外線固体撮像素子。
【請求項８】
表面に複数の空洞部を設けた半導体基板と、
前記半導体基板上に２次元的に配置された複数対の熱型検出器部及び支持脚とからなり、
前記複数の空洞部は、前記半導体基板の表面に１対の熱型検出器部及び支持脚ごとに設けられ、
１対の前記熱型検出器部及び前記支持脚において、前記支持脚は前記空洞部の上に空間を隔てて前記熱型検出器部を支持し、前記支持脚は、前記熱型検出器部の側部でその一端が取り付けられ、前記熱型検出器部とは空隙を介して前記側部に沿って延びて前記熱型検出器を支持し、前記支持脚内に、前記熱型検出器部と前記半導体基板との間の電気経路を形成する複数の配線を絶縁膜を介して積層し、前記支持脚の幅は、前記配線幅と該配線幅より広い絶縁膜パターンの余裕とで規定された幅であり、
赤外線の入射による熱型検出器部の特性変化を支持脚内の配線を通して検出する２次元赤外線固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、温度で熱型赤外線検出器である抵抗値が変化するボロメータを用いた２次元固体撮像素子の従来の画素の構造の一例を示す斜視図である。例えばシリコンなどの半導体からなる基板１の上に、ボロメータ薄膜１１を含む赤外線検出器部１０が空間を隔てて設けられる。２本の支持脚２１、２２が、赤外線検出器部１０をシリコン基板から浮かせて持ち上げる。金属配線３１、３２は、ボロメータ薄膜１１に電流を流すものであり、検出回路により電流のＯＮ，ＯＦＦが制御される。
【０００３】
次にこの熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の動作について説明する。赤外線は光検出器部１０が存在する側から入射し、光検出器部１０で吸収される。光検出器部１０で吸収された赤外線のエネルギは熱に変換され、光検出器部１０の温度を上昇させる。温度上昇は入射する赤外線の量に依存（入射する赤外線の量は撮像対象物の温度と放射率に依存）する。温度上昇の量はボロメータ薄膜の抵抗値の変化を測定することで知ることができるので、撮像対象物が放射している赤外線の量をボロメータの抵抗値の変化から知ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ボロメータ薄膜の抵抗温度係数が同じであれば、光検出器部の温度上昇が大きいほど同じ量の赤外線入射で得られる抵抗変化が大きくなり、感度が高くなるが、温度上昇を高くするためには光検出器部１０からシリコン基板１に逃げる熱をできるだけ小さくすることが効果的であり、このために支持脚２１、２２は熱抵抗を出来るだけ大きくするよう設計される。また、撮像素子のフレーム時間に比べ光検出器部１０の温度時定数が短くなるよう光検出器部１０の熱容量を小さくすることも重要である。また赤外線を受ける部分となる光検出器部１０の面積を大きくすることも感度を高めるのに有効である。しかし、従来の構造では、１つの光検出器部１０からの熱が２本の支持脚２１、２２から逃げて行くので、光検出器部の温度が十分に上昇せず、高感度化を阻害していた。
【０００５】
さらに、支持脚が多いことは高感度化を阻害する。図１３は図１２に示した構造の平面図であり、この図を参照することで赤外線を受光する光検出器部１０と支持脚２１、２２の画素内に占める面積を考える。支持脚の幅は配線３１、３２の幅と配線と支持脚を形成する絶縁膜のパターンとの余裕（片側の余裕の２倍）で決まるパターン形成上の幅と、製造工程を通して検出器部１０を中空に支えるだけの機械的強度で決まる幅（この場合は厚さも関係する）の２つを考慮して決められる。熱はこの幅で決まる２本の支持脚を通して基板に逃げることになる。なお、図１３において、配線３１、３２は、コンタクト１２１、１２２を経て読み出し回路に接続される。支持脚の両側にはパターン形成上必要な空隙を介して検出器部または別の支持脚が配置されるが、必要な空隙が全て同じであれば、１画素当たり３個の空隙を割り当てる必要がある。したがって検出器部１０の図中縦方向の幅は、画素縦方向ピッチから支持脚２本分の幅と３個の空隙の幅を引いたものとなり、設計上の制限を受ける。光検出器１０の図面垂直方向に割り当てられる幅は、２本分の支持脚２１、２２と支持脚の幅と検出器部と支持脚および支持脚同士の間に必要な空隙３個分の幅を画素ピッチから引いた値となり、光検出器部１０の面積に制限を与えており、高感度化を阻害していた。
本発明の目的は、高感度の赤外線固体撮像素子を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る第１の赤外線固体撮像素子は、半導体基板と、該半導体基板の上方に配置された熱型検出器部と、前記熱型検出器部の側部にその一端が取りつけられ、前記熱型検出器部と空隙を介して該熱型検出器部の側方に沿って延びて前記半導体基板から空間を隔てて支持する１本の支持脚とを備え、前記支持脚内に、前記熱型検出器部と前記半導体基板との間の電気経路を形成する複数の配線を絶縁膜を介して積層し、前記支持脚の幅は、前記配線幅と該配線幅より広い絶縁膜パターンの余裕とで規定された幅であり、赤外線の入射による熱型検出器部の特性変化を支持脚内の配線を通して検出する。
好ましくは、この赤外線固体撮像素子において、前記熱型検出器部は、赤外線検出薄膜と前記赤外線検出薄膜に電気的に接続される複数の電極とを備え、前記複数の電極のうち、前記赤外線検出薄膜より下側に位置する電極が前記赤外線検出薄膜より広く形成される。好ましくは、前記複数の電極のうち前記赤外線検出薄膜より上側に位置する電極が前記赤外線検出薄膜の略全面に形成される。
この発明に係る第１の２次元赤外線固体撮像素子は、半導体基板と、前記半導体基板上に２次元的に配置された複数対の熱型検出器部及び支持脚からなり、赤外線の入射による熱型検出器部の特性変化を支持脚内の配線を通して検出する。１対の前記熱型検出器部及び前記支持脚において、前記支持脚は、前記熱型検出器部の側部にその一端が取りつけられ、前記熱型検出器と空隙を介して該熱型検出器の側方に沿って延びて前記半導体基板から空間を隔てて支持し、前記支持脚内に、前記熱型検出器部と前記半導体基板との間の電気経路を形成する複数の配線を絶縁膜を介して積層し、前記支持脚の幅は、前記配線幅と該配線幅より広い絶縁膜パターンの余裕とで規定された幅である。
【０００７】
この発明に係る第２の赤外線固体撮像素子は、表面に空洞部を設けた半導体基板と、該半導体基板の上方に配置された熱型検出器部と、前記半導体基板の前記空洞部の上に空間を隔てて前記熱型検出器部を支持する１本の支持脚とを備え、前記支持脚は、前記熱型検出器部の側部でその一端が取りつけられ、前記熱型検出器部とは空隙を介して前記側部に沿って延びて前記熱型検出器部を支持し、前記支持脚内に、前記熱型検出器部と前記半導体基板の間の電気経路を形成する複数の配線を絶縁膜を介して積層し、前記支持脚の幅は、前記配線幅と該配線幅より広い絶縁膜パターンの余裕とで規定された幅であり、赤外線の入射による熱型検出器部の特性変化を支持脚内の配線を通して検出する。
好ましくは、この赤外線固体撮像素子において、前記熱型検出器部は、赤外線検出薄膜と前記赤外線検出薄膜に電気的に接続される複数の電極とを備え、前記複数の電極のうち、前記赤外線検出薄膜より下側に位置する電極が前記赤外線検出薄膜より広く形成される。好ましくは、前記複数の電極のうち前記赤外線検出薄膜より上側に位置する電極が前記赤外線検出薄膜の略全面に形成される。
この発明に係る第２の２次元赤外線固体撮像素子は、表面に複数の空洞部を設けた半導体基板と、前記半導体基板上に２次元的に配置された複数対の熱型検出器部及び支持脚とからなり、赤外線の入射による熱型検出器部の特性変化を支持脚内の配線を通して検出する。前記複数の空洞部は、前記半導体基板の表面に１対の熱型検出器部及び支持脚ごとに設けられる。１対の前記熱型検出器部及び前記支持脚において、前記支持脚は前記空洞部の上に空間を隔てて前記熱型検出器部を支持し、前記支持脚は、前記熱型検出器部の側部で、その一端が取り付けられ、前記熱型検出器部とは空隙を介して前記側部に沿って延びて前記熱型検出器を支持し、前記支持脚内に、前記熱型検出器部と前記半導体基板との間の電気経路を形成する複数の配線を絶縁膜を介して積層し、前記支持脚の幅は、前記配線幅と該配線幅より広い絶縁膜パターンの余裕とで規定された幅である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、熱型赤外線検出器である抵抗値が温度で変化するボロメータを用いた実施の形態１の２次元赤外線固体撮像素子の１画素の構造を示す図式的な斜視図であり、図２は、この赤外線固体撮像素子の電流経路に沿った図式的な断面図である。図２では、簡単のために本発明と直接関係のない、基板１上に設けられた信号読み出し回路は省略している。２次元固体撮像素子では、図１と図２に示した画素が２次元に配置される。
【０００９】
図１と図２に示される構造において、赤外線検出器部１０は、抵抗値が温度で変化するボロメータ薄膜１１を含む。赤外線検出器部１０は、例えばシリコンなどの半導体からなる基板１と空間９０を隔てて設けられる。基板１の上に絶縁膜８０が設けられ、熱抵抗の大きな１本の支持脚２０が絶縁膜８０の上に固定され、赤外線検出器部１０をシリコン基板１から浮かせて持ち上げる。すなわち、赤外線検出器部１０は、１本の支持脚２０で基板１の上方に支持される。赤外線検出器部１０は、下から絶縁膜１１０、金属配線３１、絶縁膜１３０、ボロメータ膜１１およびそれに接続される金属配線３２、絶縁膜１００が順次積層された５層構造からなる。金属配線３１、３２は、四角形のボロメータ膜１１の両端に電気的に接続される。支持脚２０も同様な５層構造からなり、１本の支持脚２０の内部に、ボロメータ薄膜１１に電流を流すための複数の（本実施形態では２本の）金属配線３１、３２が配置される。絶縁膜１００、１１０、１３０は、支持脚２０および検出器部１０の機械的構造を形成しているシリコン酸化膜、シリコン窒化膜等からなり、絶縁膜１３０は、配線３１と配線３２の層間絶縁膜の役目も果たしている。
基板１の上には、信号線５０と読み出し回路制御クロックバスライン６０により２次元マトリクスが形成され、信号線５０と読み出し回路制御クロックバスライン６０の各交点に読み出し回路４０が設けられる。
支持脚２０は、本実施形態では、信号線５０上で基板１に取り付けられる。支持脚２０が基板に接続される部分で、金属配線３１、３２は、絶縁膜１３０、１１０、８０に設けたコンタクトホール１２１、１２２を通して、図示されていないシリコン基板１上の信号読み出し回路４０に接続される。この信号読み出し回路４０において、金属配線３１は、スイッチ・トランジスタを介して制御クロック線に接続され、金属配線３２は、信号線に接続される。スイッチ・トランジスタは、制御クロック線からのクロック信号に応じて、配線３１、３２とボロメータ薄膜１１を通して流れる電流のＯＮ、ＯＦＦを行なう。
また、金属反射膜７０は、絶縁膜８０の上に、ボロメータ膜１１の下方に相当する位置に設けられ、検出器部１０と光学的共振構造をつくり検出器部１０での赤外線の吸収を増大させる。検出器部１０には、赤外線の吸収を助けるために薄い金属赤外線吸収膜が形成される場合もある。
図１と図２で明らかなように、この２次元赤外線固体撮像素子は１つの支持脚２０内に２つ以上の配線を配置した構造としたので、支持脚の数を従来より減らすことができ、検出器部１０から逃げて行く熱が減少し、感度を高くできる。
【００１０】
図３は、図１と図２に示した素子構造において金属配線３１に関係する部分を省いた平面図であり、図４は、図１と２に示した素子構造で金属配線３２に関する部分を省いた平面図である。上側の配線３２は、図３に示すようにボロメータ膜１１の左端の部分で接しており、下側の配線３１は、図４に示すようにボロメータ膜１１と右端の部分で接している。
図３と図４で明らかなように、この２次元赤外線固体撮像素子は、支持脚の数を従来より減らすことができるので、検出器部１０に割り当てられる面積は、従来に比べ支持脚の数が減った分だけ大きくできる。減った部分の支持脚が占めていた面積と支持脚と検出器部の間の空隙に相当する部分の面積の和に相当する面積をも光検出器部に割り当てることができ、開口率を大きくして高感度化するのに有効である。
【００１１】
次に、本実施形態による熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の赤外線検出動作について説明する。赤外線は検出器部１０側から入射する。入射した赤外線は、検出器部１０で吸収され検出器部１０の温度を上昇させる。検出器部１０の温度上昇は、ボロメータ膜１１の抵抗変化により検出される。この抵抗変化を配線３１、３２、コンタクト１２１、１２２を通してシリコン基板上に形成した信号読出回路で検出することで、赤外線を検出する。なお、反射膜７０と検出器部１０とは、光学的な共振構造を形成して赤外線の吸収の効率を高めている。
【００１２】
実施の形態２．
図５と図６は、本発明による実施形態２の熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の電流経路に沿った図式的断面図および実施形態１の図３に相当する平面図である。この構造では、図６に示されるように、下層の金属配線３２がボロメータ膜１１の下に、ボロメータ膜１１より広がって形成されており、実施形態１の素子で形成した反射膜は除去されている。その他については実施形態１の素子と同じである。
【００１３】
この構造では、金属配線３２のボロメータ膜１１上に位置した部分では金属電極３２が反射膜の働きをしている。金属電極３２の上の絶縁膜１３０と１００、および、ボロメータ膜１１（および、場合によって金属配線上のいずれかの部分に形成される薄膜金属赤外線吸収膜）の膜種、膜厚を適当に設計することで、光学的共振構造を構成することができる。実施形態１では空洞９０の高さによって光学的共振構造の効果の度合が変化し、膜の構成によっては検出器部１１や支持脚２０が反ることがあり、制御が難しい。本実施形態の構造では、光学的共振構造の効果は固体である薄膜の膜厚で決まり、制御しやすく安定である。
【００１４】
実施の形態３．
図７は、本発明の実施形態３を示す熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の電流経路に沿った断面構造である。この実施形態では、第１の実施形態の図１と図２に示したボロメータ膜１１を電極３１と３２で挟んだ形をしている。すなわち、ボロメータ膜１１の存在する部分では、赤外線検出器部１０は、下から絶縁膜１１０、金属電極３１、ボロメータ膜１１、金属電極３２、絶縁膜１００を積層した構造であり、平面的には、２つの電極３１と３２はボロメータ膜１１のほぼ全体に接するように配置されている。
【００１５】
上側の電極３２を赤外線の透過する材料または赤外線が十分透過できるだけ薄くできる場合は、下側の電極３１を反射膜として動作させることができる。この場合、図示していないが、配線３１の上に位置する任意の部分に薄膜金属赤外線吸収層を設けると、より効率的に赤外線を吸収できる。
電極３２を赤外線の透過する材料または赤外線が十分透過できるだけ薄くできない場合は、上側（光入射側）の電極になる３２を反射膜として動作させることができる。この場合、図示していないが、配線３２の上に位置する任意の部分に薄膜金属赤外線吸収層を設けるとより効率的に赤外線を吸収できる。
【００１６】
上記の実施形態１〜３では検出器がボロメータで配線が２本の素子を示した。しかし、配線が３本以上必要とする別の検出器を用いる場合であっても、実施の形態１〜３において、そのー部または全部を１本の支持脚に積層して配置することで、従来構造と比べ支持脚の数を減らすことができ、同様の効果を奏するものである。
また、上記の実施形態１〜３では配線が積層されたものを示した。しかし、熱的効果は若干落ちるが、実施の形態１〜３において配線を平行に１つの支持脚内に配置しても同様の効果を奏するものである。
【００１７】
実施の形態４．
図８は、本発明の実施形態４の熱型赤外線検出器である抵抗値が温度で変化するボロメータを用いた２次元固体撮像素子の１画素の構造を示す図式的な斜視図であり、図９は、この２次元赤外線固体撮像素子の電流経路に沿った図式的な断面図である。図８と図９では、簡単のために本発明と直接関係のない、基板１上に設けられた信号読み出し回路は省略している。２次元固体撮像素子では、図８と図９に示した画素が２次元に配置される。
図８と図９に示される構造において、赤外線検出器部１０は、上述の実施形態と同様な構造を備え、同様に例えばシリコンなどの半導体からなる基板１と空間を隔てて設けられるが、空間を隔てる構造が異なる。凹部（空洞部）２００がシリコン基板１の上部に形成され、赤外線検出器部１０は、凹部２００の上方に位置される。回路の平面配置に余裕があり、画素毎の読み出し回路を検出器部と積層する必要がない場合、構造の簡単なこの構造が適している。
【００１８】
熱抵抗の大きな１本の支持脚２０が、赤外線検出器部１０をシリコン基板１から浮かせて持ち上げ、基板１の上方に支持する。しかし、上述の実施形態とは異なり、赤外線検出器部１０と支持脚２０は同じ平面内に、すなわち、基板１に対して同じ高さに形成される。赤外線検出器部１０と支持脚２０は、下から絶縁膜１１０、金属配線３１、絶縁膜１３０、ボロメータ膜１１およびそれに接続される金属配線３２、絶縁膜１００が順次積層された５層構造からなる。金属配線３１、３２は、四角形のボロメータ膜１１の両端に電気的に接続される。１本の支持脚２０の中にボロメータ薄膜１１に電流を流すための複数の（本実施形態では２本の）金属配線３１、３２が配置される。
支持脚２０は、本実施形態では、信号線５０と読み出し回路制御クロックバスライン６０の交点上で基板１に取り付けられる。支持脚２０が基板に接続される部分で、金属配線３１、３２は、絶縁膜１３０、１１０、８０に設けたコンタクトホール１２１、１２２を通して、シリコン基板１上の図示されていない信号読み出し回路に接続される。この信号読み出し回路において、金属配線３１は、スイッチ・トランジスタを介して制御クロック線に接続され、金属配線３２は、信号線に接続される。スイッチ・トランジスタは、制御クロック線からのクロック信号に応じて、配線３１、３２とボロメータ薄膜１１を通して流れる電流のＯＮ、ＯＦＦを行なう。
【００１９】
実施の形態５．
図１０は、本発明の別の実施形態５の熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の電流経路に沿った断面構造を示す。赤外線検出器部１０の構造や、１本の支持脚２０の中にボロメータ薄膜１１に電流を流すための複数の金属配線３１、３２が配置される点は、第２の実施形態の場合と同じであるが、凹部２００がシリコン基板１に形成され、支持脚２０が赤外線検出器部１０と同じ高さに形成される点では、第４の実施形態と同様である。回路の平面配置に余裕があり、画素毎の読出回路を検出器部と積層する必要がない場合、構造の簡単なこの構造が適している。
【００２０】
実施の形態６．
図１１は、本発明の別の実施形態を示す熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の電流経路に沿った断面構造を示す。赤外線検出器部１０の構造や、１本の支持脚２０の中にボロメータ薄膜１１に電流を流すための複数の金属配線３１、３２が配置される点は、第３の実施形態の場合と同じであるが、凹部２００がシリコン基板１に形成され、支持脚２０が赤外線検出器部１０と同じ高さに形成される点では、第４の実施形態と同様である。回路の平面配置に余裕があり、画素毎の読出回路を検出器部と積層する必要がない場合、構造の簡単なこの構造が適している。
上記の実施形態４〜６では検出器がボロメータで配線が２本のものを示した。しかし、配線が３本以上必要とする別の検出器であっても、実施の形態４〜６において、そのー部または全部を積層することで、従来構造と比べ支持脚の数を減らすことができ、同様の効果を奏するものである。
また、上記の実施形態４〜６では配線が積層されたもの示した。しかし、熱的効果は若干落ちるが実施形態４〜６において配線を平行に１つの支持脚内に配置しても同様な効果を奏するものである。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係る第１の赤外線固体撮像素子は、半導体基板上に熱抵抗の大きな支持脚で支えられた熱型光検出器部を備え、赤外線の入射による熱型検出器の特性変化を支持脚内の配線を通して検出する赤外線固体撮像素子であって、少なくとも１本の支持脚内に複数の配線を配置するので、支持脚の数を減らすことができ、支持脚を通して逃げる熱量を減らすことができ高感度化が実現できる。また、支持脚の数を減らすことができるようにしたので、支持脚に割り当てる面積を減らすことができ、この結果、検出器部の面積を増大し開口率を高めることで高感度化が実現できる。
好ましくは、この赤外線固体撮像素子において、少なくとも１本の支持脚内に複数の配線を積層して配置したので、支持脚の数を減らすことができる。
好ましくは、この赤外線固体撮像素子において、赤外線検出薄膜より下側に位置する電極が赤外線検出薄膜より広く形成されるので、下側電極を反射膜として用いて安定な光学的共振構造を構成できる。
好ましくは、この赤外線固体撮像素子において、複数の電極のうち赤外線検出薄膜より上側に位置する電極が赤外線検出薄膜の略全面に形成されるので、上側または下側の電極を反射膜として用いることができる。
本発明に係る第２の赤外線固体撮像素子は、半導体基板中に設けた空洞部の上に熱抵抗の大きな支持脚で支えられた熱型光検出器部を備え、赤外線の入射による熱型検出器の特性変化を支持脚内の配線を通して検出する赤外線固体撮像素子であって、少なくとも１本の支持脚内に複数の配線を配置するので、支持脚の数を減らすことができ、支持脚を通して逃げる熱量を減らすことができ高感度化が実現できる。また、支持脚の数を減らすことができるようにしたので、支持脚に割り当てる面積を減らすことができ、この結果、検出器部の面積を増大し開口率を高めることで高感度化が実現できる。
好ましくは、この赤外線固体撮像素子において、少なくとも１本の支持脚内に複数の配線を積層して配置したので、支持脚の数を減らすことができる。
好ましくは、この赤外線固体撮像素子において、赤外線検出薄膜より下側に位置する電極が赤外線検出薄膜より広く形成されるので、下側の電極を反射膜として用いて安定な光学的共振構造を構成できる。
好ましくは、この赤外線固体撮像素子において、複数の電極のうち赤外線検出薄膜より上側に位置する電極が赤外線検出薄膜の略全面に形成されるので、上側または下側の電極を反射膜として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１による熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の図式的斜視図。
【図２】実施形態１による熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の電流経路に沿った図式的断面図。
【図３】実施形態１による熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の上層配線のレイアウトを示す平面図。
【図４】実施形態１による熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の下層配線のレイアウトを示す平面図。
【図５】この発明の実施形態２による熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の電流経路に沿った図式的断面図。
【図６】実施形態２による熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の下層配線のレイアウトを示す平面図。
【図７】この発明の実施形態３による熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の電流経路に沿った図式的断面図。
【図８】この発明の実施形態４による熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の図式的斜視図。
【図９】この発明の実施形態４による熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の電流経路に沿った図式的断面図。
【図１０】この発明の実施形態５による熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の電流経路に沿った図式的断面図。
【図１１】この発明の実施形態６による熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の電流経路に沿った図式的断面図。
【図１２】従来の熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の構造を示す斜視図。
【図１３】従来の熱型赤外線検出器を用いた２次元赤外線固体撮像素子の画素の構造を示す平面図。
【符号の説明】
１    シリコン基板、  １０    赤外線検出器部、  １１  ボロメータ薄膜、
２１、２２    支持脚、  ３１、３２    金属配線、  ４０    読み出し回路、
５０    信号線、  ６０    読み出し回路制御クロックバスライン、
７０    反射膜、  ８０    絶縁膜、  ９０    空洞部、
１００    絶縁膜、  １１０    絶縁膜、  １２１、１２２    コンタクト、
１３０    絶縁膜、  ２００    基板内の空洞部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003549363.tif 000004
【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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