(57)【要約】【課題】熱時定数を小さくし、応答速度を速くできる赤外線センサの製造方法および赤外線センサを提供する。【解決手段】センサ領域３０１における赤外線吸収膜１００および支持梁１０１をエッチング犠牲層の上に形成することによって、赤外線吸収膜１００底面Ａおよび支持梁１０１の底面Ｂを、配線領域３０２の底面Ｃよりも高い位置に形成し、また、センサ領域３０１における一番高い位置にあるアルミ配線１６の最上面の高さを、配線領域３０２における一番高い位置にあるアルミ配線１６の最上面の高さｚと同じか、またはそれ以上の位置に、かつ、配線領域３０２の最上面の高さよりも低い位置に形成する。【選択図】    図１
2006170937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ領域における赤外線吸収膜および支持梁を、エッチング犠牲層の上に形成することによって、
前記赤外線吸収膜および前記支持梁の底面を、配線領域の底面よりも高い位置に形成することを特徴とする赤外線センサの製造方法。
【請求項２】
前記エッチング犠牲層をポリシリコンで形成することを特徴とする請求項１記載の赤外線センサの製造方法。
【請求項３】
配線領域における基板の表面を熱酸化して酸化膜を形成する工程と、
前記酸化膜を除去する工程と
を少なくとも１回行うことによって、
センサ領域における赤外線吸収膜および支持梁の底面を、前記配線領域の底面よりも高い位置に形成することを特徴とする赤外線センサの製造方法。
【請求項４】
センサ領域における基板上にエピタキシャル成長層を少なくとも１回形成することにより、
前記センサ領域における赤外線吸収膜および支持梁の底面を、配線領域の底面よりも高い位置に形成することを特徴とする赤外線センサの製造方法。
【請求項５】
前記センサ領域における一番高い位置にある配線の最上面の高さｙを、前記配線領域における一番高い位置にある配線の最上面の高さｚと同じか、またはそれ以上の位置に、かつ、前記配線領域の最上面の高さｘよりも低い位置に形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の赤外線センサの製造方法。
【請求項６】
前記赤外線吸収膜および前記支持梁の底面が、前記配線領域の底面よりも高い位置に形成され、
前記センサ領域における一番高い位置にある配線の上面の高さｙは、前記配線領域における一番高い位置にある配線の上面の高さｚと同じか、またはそれ以上の位置にあり、かつ、前記配線領域の最上面の高さｘよりも低い位置にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の製造方法により形成された赤外線センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線センサの製造方法および赤外線センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に記載された従来の赤外線センサでは、支持梁の熱抵抗を上げるため、支持梁を構成するシリコン酸化膜を薄く形成することで、赤外線センサの感度を上げていた。その製造方法は、支持梁の部分のみエッチング犠牲層を高く積むことで支持梁を薄くする方法であった。  
また、熱分離用のスリットの形成時のパターニングの際には、センサ領域と配線領域とを平坦に形成し、両者の高さを同じにすることで、赤外線吸収膜とその支持梁との熱分離用のスリットの加工精度を上げて、スリットをなるべく狭く形成する。これにより、赤外線吸収膜の面積を広くし、赤外線センサの感度を上げていた。  
なお、サーモパイル型赤外線センサの構造、検出の原理については、下記特許文献２、下記非特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８１０６５号公報
【特許文献２】特開平１１−２５８０３９号公報
【非特許文献１】“48×32 element thermoelectric infrared focal plane array with precisely patternedAu Black absorber”  M. Hirota et al. Sensors and Materials,vol. 12, No.5 (2000) 289-300
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、配線層が２層、３層と増えていくにしたがって、ＭＯＳＦＥＴやキャパシタが形成されている配線領域の高さが高くなる。上記従来例では、赤外線吸収膜の厚さを配線領域の厚さと同等に厚くする必要があるので、赤外線吸収膜の熱容量が増加し、結果として熱時定数が大きくなり、応答速度が遅くなってしまうという問題があった。熱時定数を小さくし、応答速度を速くするためには、赤外線吸収膜の厚さも薄くする必要がある。  
本発明の目的は、熱分離用のスリットを狭く開口し、さらに熱時定数を小さくし、応答速度を速くすることができる赤外線センサの製造方法および赤外線センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、センサ領域における赤外線吸収膜および支持梁を、エッチング犠牲層の上に形成し、前記赤外線吸収膜および前記支持梁の底面を、配線領域の底面よりも高い位置に形成するという構成になっている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、熱時定数を小さくし、応答速度を速くすることができる赤外線センサの製造方法および赤外線センサを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。  
《実施の形態１》
〈構成〉
図１（ａ）は本実施の形態の赤外線センサの平面図、（ｂ）は（ａ）のＭ１−Ｍ２切断線における断面図、図２（ａ）は赤外線センサアレイにおける電気信号の出力の検出ブロック図、（ｂ）は赤外線センサアレイの回路図である。  
図２（ａ）、（ｂ）において、２００は赤外線センサアレイ、２０１はカウンタ、２０２はＸ−デコーダ、２０３はＹ−デコーダ、２０４はＭＯＳＦＥＴ、Ｖrefはバイアス電圧、ＧＮＤはグラウンド、Ｙ＊は＊行目の画素選択信号、Ｘ＊は＊列目の画素選択信号、ＣＬＫはサンプリング用クロック、Ｖoutは赤外線センサ出力である。  
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、赤外線センサアレイ２００は赤外線センサとそのサンプリングを行うカウンタ２０１やＸ−デコーダ２０２、Ｙ−デコーダ２０３などのデジタル回路からなる。複数の赤外線センサがアレイ状に並んでいるため、図２（ｂ）に示すように、画素の選択スイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ２０４が赤外線センサアレイ２００の内部に内臓されている。  
このため、赤外線センサアレイ２００内部の一画素あたりの平面図、断面図はそれぞれ図１（ａ）、（ｂ）に示すようになる。図１（ａ）、（ｂ）において、１はシリコン基板、３０１はセンサが形成される領域（以下、センサ領域と称す）、３０２は配線が形成される領域（以下、配線領域と称す）、１００は赤外線吸収膜、１０１は支持梁、１９は赤外線吸収膜１００とその支持梁１０１との熱分離を行うためのスリット、１２、１６はアルミ配線、２、７、１０、１３はシリコン酸化膜、５００はシリコン基板１に形成した空洞である。図１（ａ）において、赤外線センサが形成される太黒枠内がセンサ領域３０１、それ以外が配線領域３０２である。すなわち、赤外線センサと選択スイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ２０４とが近接して配置され、配線層が複数配置されたような構成となっている。本実施の形態では、２層のアルミ配線１２、１６が形成された例を示すが、３層、４層の場合もあり得る。
【０００８】
赤外線センサの上面と、該赤外線センサの配線が通っている配線領域３０２の上面とがずれている場合、赤外線吸収膜１００とその支持梁１０１との熱分離を行うためのスリット１９を、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）などの異方性エッチングで形成した場合、スリット１９の断面形状は、テーパー形状に形成されるため、センサ領域３０１におけるスリット１９と、配線領域３０２に隣接するスリット１９とで幅が異なってしまう。さらに、センサ領域３０１内の配線領域３０２に近い外側寄りにあるスリット１９と、内側寄りにあるスリット１９とでも幅が異なってしまう。そのため、製造プロセスにおいてスリット１９の幅の最小寸法からずれ、大きくなってしまう。スリット１９の形成時におけるセンサ領域３０１の上面と、配線領域３０２の上面とが平坦で同じ高さの位置にあれば、スリット１９の幅を均一に形成することができる。  
また、支持梁１０１の熱抵抗を高くするため、支持梁１０１は薄く、熱時定数が大きくなり、応答速度が遅くならないように赤外線吸収膜１００も薄くする必要がある。  
本発明では、これらを同時に実現させるため、配線領域３０２における配線の層数が多くなって配線領域３０２の厚さが厚くなっても、センサ領域３０１と配線領域３０２の高さが同じになるようにし、スリット１９の加工精度を向上させ、赤外線吸収膜１００の面積（開口率）を最大に、赤外線吸収膜１００と支持梁１０１の厚さを最小に保つことができる赤外線センサの製造方法および赤外線センサを提供するものである。
【０００９】
〈製造方法〉
図３〜図１１は本実施の形態の赤外線センサの製造方法を示す工程図であり、それぞれの図において、（ａ）は赤外線センサの平面図、（ｂ）は（ａ）のＭ１−Ｍ２切断線における断面図である。  
なお、配線領域３０２におけるＭＯＳＦＥＴの製造方法については説明を省略し、ゲート配線およびアルミ配線の製造工程のみ説明する。  
まず、図３に示すように、シリコン基板１において、公知のＬＯＣＯＳ（Local Oxidation
of Silicon）法によりシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）２を形成し（酸化時のシリコン窒化膜からなるマスク層は図示省略）、センサ領域３０１と配線領域３０２とを素子分離する。なお、図３（ａ）において、３０３はＭＯＳＦＥＴが形成される領域（以下、ＭＯＳＦＥＴ領域と称す）である。  
次に、センサ領域３０１の全面に、ポリシリコンからなるエッチング犠牲層３を形成する。  
次に、シリコン基板１に空洞を形成する際のエッチング領域を決定するために、ボロン（Ｂ）イオンをイオン注入してエッチングストッパ４を形成する。
【００１０】
次に、図４に示すように、配線領域３０２において、Ｙ列のＭＯＳＦＥＴのポリシリコンからなるゲート配線５を形成する。  
次に、ポリシリコンからなるエッチング犠牲層３の上に、さらにポリシリコンからなるエッチング犠牲層６を積層し、センサ領域３０１の高さを底上げする。なお、エッチング犠牲層６の厚さは、センサ領域３０１の一番高い位置にある配線と、配線領域３０２の一番高い位置にある配線とが同じ位置になる程度の厚さである。また、（ａ）の平面図において、６ａ、６ｂはエッチング犠牲層６の一部の領域である。図４（ｃ）は（ａ）のＮ１−Ｎ２切断線における断面図である。エッチング犠牲層６とエッチングストッパ４との間の段差が大きくなるので、この両者をまたいで配線されるサーモパイルがこの段差により断線しないように一定の高さを保つために、（ａ）に示すように、エッチング犠牲層６を領域６ａ、６ｂにも形成している。その断面が（ｃ）に示される。
【００１１】
次に、図５に示すように、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）７を公知の方法によりシリコン基板１の全面に堆積する。なお、（ａ）の平面図においてはシリコン酸化膜７は図示省略してある（以下、（ａ）の平面図においては理解しやすくするために、層等の部材を適宜図示省略する）。  
次に、図６に示すように、センサ領域３０１にＰ型ポリシリコン層８、Ｎ型ポリシリコン層９を所定の形状に形成してサーモパイル４００を形成する。  
次に、ゲート配線５およびサーモパイル４００を絶縁するために、シリコン基板１の全面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）１０を形成する。  
次に、図７に示すように、シリコン酸化膜７と１０を選択的にエッチングし、コンタクトホール１１を形成する。
【００１２】
次に、図８に示すように、アルミ配線１２を形成する。  
次に、アルミ配線１２を絶縁するために、シリコン基板１の全面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）１３を形成する。  
次に、シリコン酸化膜１３を選択的にエッチングし、第二のコンタクトホール１４を形成する。
【００１３】
次に、図９に示すように、第二のアルミ配線１６を形成する。  
次に、アルミ配線１６を絶縁するために、シリコン基板１の全面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）１７を形成する。なお、図９（ｂ）において、ｘは配線領域３０２の最上面の高さ（赤外線センサ完成後の高さ。図１１（ｂ）参照）、ｙはセンサ領域３０１における一番高い位置にあるアルミ配線１６の上面の高さ、ｚは配線領域３０２における一番高い位置にあるアルミ配線１６の上面の高さである。このときの位置関係がエッチング犠牲層６を形成する際の該エッチング犠牲層６の厚さを決定する。ｘ≧ｙ≧ｚを満たす位置関係となるようにする。
【００１４】
次に、図１０に示すように、シリコン酸化膜１７、１３をＣＭＰ（Chemical Mechanical
Polishing）あるいはエッチバックにより除去して、センサ領域３０１のアルミ配線１６の上面が露出しない程度に薄くして、センサ領域３０１と配線領域３０２との間の段差を少なくし平坦化する。この工程により赤外線吸収膜と支持梁の両方の厚さを薄くすることができる。すなわち、センサ領域３０１の支持梁を構成するシリコン酸化膜を薄くできるので、感度が上がる。また、赤外線吸収膜を薄くできるので、熱容量が低減でき、熱時定数が小さくなり、応答速度が速くなる。  
次に、センサ領域３０１において、シリコン酸化膜１３、１０、７を選択的にエッチングして、スリット１９を形成する。なお、上記のシリコン酸化膜１７、１３をＣＭＰあるいはエッチバックにより除去する工程により、センサ領域３０１と配線領域３０２とは平坦化されており、また、センサ領域３０１のシリコン酸化膜１３、１０、７が薄くなっているので、スリット１９の加工精度が良い。つまり、スリット１９を幅を狭く形成することができる。
【００１５】
次に、図１１に示すように、スリット１９からヒドラジンなどの強アルカリ溶液を用いて、ポリシリコンからなるエッチング犠牲層６、３と、シリコン基板１とを、該シリコン基板１の（１１１）面を露出させる異方性エッチングを行い、シリコン基板１の上面からピラミッド型に空洞を形成し、赤外線吸収膜１００と、支持梁１０１とを分離する。これにより最終的に、赤外線吸収膜１００と、支持梁１０１とを共に薄く形成することができる。その結果、赤外線吸収膜１００の熱容量が下がり、熱時定数が小さくなり、応答速度が速くなる。また、支持梁１０１を共に薄く形成できるので、熱抵抗が下がり、感度を上げることができる。
【００１６】
上記のように本実施の形態の赤外線センサの製造方法は、図１、図１１に示すように、センサ領域３０１における赤外線吸収膜１００および支持梁１０１をエッチング犠牲層３、６の上に形成することによって、赤外線吸収膜１００の底面Ａおよび支持梁１０１の底面Ｂを、配線領域３０２の底面Ｃよりも高い位置に形成する。  
また、図９に示すように、センサ領域３０１における一番高い位置にあるアルミ配線１６の最上面の高さｙを、配線領域３０２における一番高い位置にあるアルミ配線１６の最上面の高さｚと同じか、またはそれ以上の位置に、かつ、配線領域３０２の最上面の高さｘよりも低い位置に形成する。  
さらに、本実施の形態の赤外線センサは、赤外線吸収膜１００および支持梁１０１の底面が、配線領域３０２の底面よりも高い位置に形成され、センサ領域３０１における一番高い位置にあるアルミ配線１６の上面の高さｙは、配線領域３０２における一番高い位置にあるアルミ配線１６の上面の高さｚと同じか、またはそれ以上の位置にあり、かつ、配線領域３０２の最上面の高さｘよりも低い位置にある。
【００１７】
このようにセンサ領域３０１の最上部にあるアルミ配線１６の上面の高さｙを、配線領域３０２の最上部にあるアルミ配線１６の上面の高さｚと同じか、高くすることによって、赤外線吸収膜１００、支持梁１０１の厚さを、センサ領域３０１のアルミ配線１６の上面が露出する限界まで薄くすることができ、支持梁１０１の熱抵抗の向上、赤外線吸収膜１００の熱容量の低減につながり、感度の上昇、熱時定数の低減による応答速度の高速化が実現できる。  
また、センサ領域３０１の最上部にあるアルミ配線１６の上面の高さｙを、配線領域３０２の最上面の高さｘより低くすることによって、図１０における最上面のシリコン酸化膜１７、１３をエッチングの際、最上面の平坦化が可能である。  
さらに、赤外線吸収膜１００、支持梁１０１の両方の下に、厚いポリシリコンエッチング犠牲層６、３を敷き詰めることによって、両者の底面を同一平面上に形成できるので、赤外線吸収膜１００、支持梁１０１の厚さを薄くすることができる。また、赤外線吸収膜１００、支持梁１０１の厚さを薄くでき、両者が同一平面上にあることから、スリット１９の幅の寸法を狭くすることができる。したがって、狭くした分、赤外線吸収膜１００の領域を多く取ることができ、開口率が向上し、感度を向上することができる。
【００１８】
《実施の形態２》
図１２〜図１７は本実施の形態の赤外線センサの製造方法を示す工程図であり、それぞれの図において、（ａ）は赤外線センサの平面図、（ｂ）は（ａ）のＭ１−Ｍ２切断線における断面図である。図１２においては（ｂ）〜（ｄ）が断面図。  
なお、配線領域３０２におけるＭＯＳＦＥＴの製造方法については説明を省略し、ゲート配線およびアルミ配線の製造工程のみ説明する。  
まず、図１２（ｂ）に示すように、シリコン基板１において、配線領域３０２の全面をＬＯＣＯＳ法によって熱酸化を行い、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）２１を形成する（酸化時のセンサ領域３０１上のシリコン窒化膜からなるマスク層は図示省略）。  
次に、図１２（ｃ）に示すように、ＬＯＣＯＳ領域のシリコン酸化膜２１をエッチングなどにより除去する。ＬＯＣＯＳ法により形成されるシリコン酸化膜２１は、シリコン酸化膜２１の全体の厚さの５５％が、シリコン酸化膜２１形成前の元の表面の上に形成され、残りの４５％が該表面の下側に形成される。このため、シリコン酸化膜２１を除去すると、元の表面よりも下側にシリコン基板１の表面が露出することになる。  
図１２（ｂ）と（ｃ）の工程を繰り返し、所定の位置まで配線領域３０２の高さを下げる。所定の位置まで配線領域３０２の高さを下げることができれば、この２つの工程を１回だけ行うことも可能である。  
次に、図１２（ｄ）に示すように、ＬＯＣＯＳ法によりシリコン酸化膜２を形成し（酸化時のセンサ領域３０１および配線領域３０２上のシリコン窒化膜からなるマスク層は図示省略）、センサ領域３０１と配線領域３０２とを素子分離する。
【００１９】
次に、図１３に示すように、センサ領域３０１の全面にポリシリコンからなるエッチング犠牲層３を形成する。なお、（ａ）の平面図においては理解しやすくするために、層等の部材を適宜図示省略する）。  
次に、シリコン基板１に空洞を形成する際のエッチング領域を決定するために、ボロン（Ｂ）イオンをイオン注入してエッチングストッパ４を形成する。
【００２０】
次に、配線領域３０２において、Ｙ列のＭＯＳＦＥＴのポリシリコンからなるゲート配線５を形成する。  
次に、シリコン窒化膜２２をセンサ領域３０１のエッチング犠牲層３およびエッチングストッパ４上に形成する。
【００２１】
次に、図１４に示すように、センサ領域３０１にＰ型ポリシリコン層８、Ｎ型ポリシリコン層９を所定の形状に形成してサーモパイル４００を形成する。  
次に、ゲート配線５およびサーモパイル４００を絶縁するために、シリコン基板１の全面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）１０を形成する。  
次に、シリコン酸化膜１０を選択的にエッチングし、コンタクトホール１１を形成する。  
次に、アルミ配線１２を形成する。  
次に、アルミ配線１２を絶縁するために、シリコン基板１の全面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）１３を形成する。
【００２２】
次に、図１５に示すように、シリコン酸化膜１３を選択的にエッチングし、第二のコンタクトホール１４を形成する。  
次に、第二のアルミ配線１６を形成する。  
次に、アルミ配線１６を絶縁するために、シリコン基板１の全面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）１７を形成する。
【００２３】
次に、図１６に示すように、シリコン酸化膜１７、１３をＣＭＰあるいはエッチバックにより除去して、センサ領域３０１のアルミ配線１６の上面が露出しない程度に薄くして、センサ領域３０１と配線領域３０２との間の段差を少なくし平坦化する。この工程により赤外線吸収膜と支持梁の両方の厚さを薄くすることができる。すなわち、センサ領域３０１の支持梁を構成するシリコン酸化膜を薄くできるので、感度が上がる。また、赤外線吸収膜を薄くできるので、熱容量が低減でき、熱時定数が小さくなり、応答速度が速くなる。  
次に、センサ領域３０１において、シリコン酸化膜１３、１０、７を選択的にエッチングして、スリット１９を形成する。なお、上記のシリコン酸化膜１７、１３をＣＭＰあるいはエッチバックにより除去する工程により、センサ領域３０１と配線領域３０２とは平坦化されており、また、センサ領域３０１のシリコン酸化膜１３、１０、７が薄くなっているので、スリット１９の加工精度が良い。つまり、スリット１９を幅を狭く形成することができる。
【００２４】
次に、図１１に示すように、スリット１９からヒドラジンなどの強アルカリ溶液を用いて、ポリシリコンからなるエッチング犠牲層６、３と、シリコン基板１とを、該シリコン基板１の（１１１）面を露出させる異方性エッチングを行い、シリコン基板１の上面からピラミッド型に空洞を形成し、赤外線吸収膜１００と、支持梁１０１とを分離する。これにより最終的に、赤外線吸収膜１００と、支持梁１０１とを共に薄く形成することができる。その結果、赤外線吸収膜１００の熱容量が下がり、熱時定数が小さくなり、応答速度が速くなる。また、支持梁１０１を共に薄く形成できるので、熱抵抗が下がり、感度を上げることができる。
【００２５】
このように本実施の形態の赤外線センサの製造方法は、配線領域３０２におけるシリコン基板１の表面を熱酸化して酸化膜を形成する工程と、酸化膜を除去する工程とを少なくとも１回（つまり、１回もしくは複数回）行うことによって、センサ領域３０１における赤外線吸収膜１００の底面および支持梁１０１の底面を、配線領域３０２の底面よりも高い位置に形成するという構成になっている。  
本実施の形態では、上記のような工程により配線領域３０２が形成されるシリコン基板１の表面の高さを、下げることができるので、最終的なセンサ領域３０１の高さと、配線領域３０２の高さとの関係を制御することができる。その結果、センサ領域３０１の最上部にあるアルミ配線１６の上面の高さｙ（図９参照）を、配線領域３０２の最上部にあるアルミ配線１６の上面の高さｚと同じか、高くすることによって、赤外線吸収膜１００、支持梁１０１の厚さを、センサ領域３０１のアルミ配線１６の上面が露出する限界まで薄くすることができ、支持梁１０１の熱抵抗の向上、赤外線吸収膜１００の熱容量の低減につながり、感度の上昇、熱時定数の低減による応答速度の高速化が実現できる。
【００２６】
《実施の形態３》
図１８（ａ）〜（ｄ）は本実施の形態の赤外線センサの製造方法を示す工程図であり、（ａ）は赤外線センサの平面図、（ｂ）〜（ｄ）は（ａ）のＭ１−Ｍ２切断線における断面図である。  
なお、配線領域３０２におけるＭＯＳＦＥＴの製造方法については説明を省略し、ゲート配線およびアルミ配線の製造工程のみ説明する。  
まず、図１８（ｂ）に示すように、シリコン基板１において、配線領域３０２の全面をシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）３１で覆う。  
次に、図１８（ｃ）に示すように、センサ領域３０１の全面に、結晶方位がシリコン基板１と同一である単結晶シリコンからなるエピタキシャル成長層３２を所定の高さまでエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長の回数は１回でも複数回行ってもよい。  
次に、配線領域３０２上に堆積したシリコンと、シリコン酸化膜３１をエッチングし、取り除く。その後、図１８（ｄ）に示すように、ＬＯＣＯＳ法によりシリコン酸化膜２を形成し（酸化時のセンサ領域３０１および配線領域３０２上のシリコン窒化膜からなるマスク層は図示省略）、センサ領域３０１と配線領域３０２とを素子分離する。  
これ以降の工程は図１３〜図１７に示した上記実施の形態２と同様なので、説明を省略する。
【００２７】
このように本実施の形態の赤外線センサの製造方法は、センサ領域３０１におけるシリコン基板１上にエピタキシャル成長層３２を少なくとも１回形成することにより、センサ領域３０１における赤外線吸収膜１００および支持梁１０１の底面を、配線領域３０２の底面よりも高い位置に形成するという構成になっている。  
本実施の形態では、上記のような工程によりセンサ領域３０１が形成されるシリコン基板１の表面の高さを、上げることができるので、最終的なセンサ領域３０１の高さと、配線領域３０２の高さとの関係を制御することができる。その結果、センサ領域３０１の最上部にあるアルミ配線１６の上面の高さｙ（図９参照）を、配線領域３０２の最上部にあるアルミ配線１６の上面の高さｚと同じか、高くすることによって、赤外線吸収膜１００、支持梁１０１の厚さを、センサ領域３０１のアルミ配線１６の上面が露出する限界まで薄くすることができ、支持梁１０１の熱抵抗の向上、赤外線吸収膜１００の熱容量の低減につながり、感度の上昇、熱時定数の低減による応答速度の高速化が実現できる。  
なお、以上説明した実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。例えば上記実施の形態では、サーモパイル型の赤外線センサについて述べたが、特にサーモパイル型に限定されず、それ以外のダイオード型やボロメータ型の赤外線センサにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１の赤外線センサの平面図、（ｂ）は（ａ）のＭ１−Ｍ２切断線における断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施の形態１の赤外線センサアレイにおける電気信号の出力の検出ブロック図、（ｂ）は赤外線センサアレイの回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１の赤外線センサの製造方法を示す工程図である。
【図４】本発明の実施の形態１の赤外線センサの製造方法を示す工程図である。
【図５】本発明の実施の形態１の赤外線センサの製造方法を示す工程図である。
【図６】本発明の実施の形態１の赤外線センサの製造方法を示す工程図である。
【図７】本発明の実施の形態１の赤外線センサの製造方法を示す工程図である。
【図８】本発明の実施の形態１の赤外線センサの製造方法を示す工程図である。
【図９】本発明の実施の形態１の赤外線センサの製造方法を示す工程図である。
【図１０】本発明の実施の形態１の赤外線センサの製造方法を示す工程図である。
【図１１】本発明の実施の形態１の赤外線センサの製造方法を示す工程図である。
【図１２】本発明の実施の形態２の赤外線センサの製造方法を示す工程図である。
【図１３】本発明の実施の形態２の赤外線センサの製造方法を示す工程図である。
【図１４】本発明の実施の形態２の赤外線センサの製造方法を示す工程図である。
【図１５】本発明の実施の形態２の赤外線センサの製造方法を示す工程図である。
【図１６】本発明の実施の形態２の赤外線センサの製造方法を示す工程図である。
【図１７】本発明の実施の形態２の赤外線センサの製造方法を示す工程図である。
【図１８】本発明の実施の形態３の赤外線センサの製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…シリコン基板
２、７、１０、１３、１７、２１、３１…シリコン酸化膜
３、６、６ａ、６ｂ…エッチング犠牲層
４…エッチングストッパ            ５…ゲート配線
８…Ｐ型ポリシリコン層            ９…Ｎ型ポリシリコン層
１１、１４…コンタクトホール      １２、１６…アルミ配線
１９…スリット                  ２２…シリコン窒化膜
３１…エピタキシャル成長層
１００…赤外線吸収膜          １０１…支持梁
２００…赤外線センサアレイ    ２０１…カウンタ
２０２…Ｘ−デコーダ          ２０３…Ｙ−デコーダ
２０４…ＭＯＳＦＥＴ
３０１…センサ領域            ３０２…配線領域
３０３…ＭＯＳＦＥＴ領域
４００…サーモパイル          ５００…空洞
Ｖref…バイアス電圧
ＧＮＤ…グラウンド
Ｙ＊…＊行目の画素選択信号
Ｘ＊…＊列目の画素選択信号
ＣＬＫ…サンプリング用クロック
Ｖout…赤外線センサ出力
【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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【図１８】
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