JPH03211427A - 赤外線センサ及びその製造方法 - Google Patents
赤外線センサ及びその製造方法Info
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- JPH03211427A JPH03211427A JP2007897A JP789790A JPH03211427A JP H03211427 A JPH03211427 A JP H03211427A JP 2007897 A JP2007897 A JP 2007897A JP 789790 A JP789790 A JP 789790A JP H03211427 A JPH03211427 A JP H03211427A
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- JP
- Japan
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- forming
- sacrificial layer
- film
- infrared sensor
- bridge
- Prior art date
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、赤外線センサ及びその製造方法に関し、特に
非接触で体温等の温度を測定する温度計に用いて好適な
赤外線センサ及びその製造方法に関する。
非接触で体温等の温度を測定する温度計に用いて好適な
赤外線センサ及びその製造方法に関する。
［従来の技術］
従来、非接触型体温計は、背景温度（周囲環境温度）と
体温との温度に差がないため、いかに真温だけを取り出
すかが困難でありほとんど造られていなかった。
体温との温度に差がないため、いかに真温だけを取り出
すかが困難でありほとんど造られていなかった。
しかし、最近になって測温時間の短い、安価な高精度の
体温計の要望が、乳幼児や高齢者をかかえる病院の看護
婦を主体に、日増しに多くなってきた。体温測定に必要
な時間を短縮するためには、実測温と経過時間から熱平
衡状態における温度を推定する予測式体温計が実用化さ
れているが、なお１分程度の測定時間を必要としている
。
体温計の要望が、乳幼児や高齢者をかかえる病院の看護
婦を主体に、日増しに多くなってきた。体温測定に必要
な時間を短縮するためには、実測温と経過時間から熱平
衡状態における温度を推定する予測式体温計が実用化さ
れているが、なお１分程度の測定時間を必要としている
。
測温時間が数秒の体温計を実現するには赤外線放射体温
計が望ましく、特にボロメータ型の赤外線センサは、感
温部を高抵抗にして素子に流れる電流を抑えているので
自己発熱量を制御できる利点がある。
計が望ましく、特にボロメータ型の赤外線センサは、感
温部を高抵抗にして素子に流れる電流を抑えているので
自己発熱量を制御できる利点がある。
従来、このようなボロメータ型の赤外線センサは、感温
部がマンガン（Ｍ ｎ ）やニッケル（Ｎ ｉ ）など
の金属の酸化物で形成されており、この素子を細い金属
ワイヤで吊した構造であった。
部がマンガン（Ｍ ｎ ）やニッケル（Ｎ ｉ ）など
の金属の酸化物で形成されており、この素子を細い金属
ワイヤで吊した構造であった。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、従来のボロメータ型の赤外線センサば、
小型化に限界があり、また抵抗の温度係数としてのＢ定
数（サーミスタ定数）が小さ（、前述の高精度が要求さ
れる体温計に用いて十分とは言えなかった。
小型化に限界があり、また抵抗の温度係数としてのＢ定
数（サーミスタ定数）が小さ（、前述の高精度が要求さ
れる体温計に用いて十分とは言えなかった。
そこで、最近冨に進歩した半導体微細加工技術を用いて
橋架構造を有する、小型かつ高精度の赤外線センサを製
造しようとする試みがなされている。
橋架構造を有する、小型かつ高精度の赤外線センサを製
造しようとする試みがなされている。
しかしながら、この半導体微細加工技術を用いて赤外線
センサを製造した場合、次のような問題があった。すな
わち、たとえば第４図に示すように、シリコン基板３０
の上にモリブデン等で形成される横架構造形成用の犠牲
層３１を設け、この犠牲層３１上に橋架部となるシリコ
ン酸化膜３２をＣＶＤ法（化学的気相成長法）により形
成する場合、犠牲層３１側の端部に陰ができ、その結果
、図中にＡで示すようにシリコン酸化膜３２の段差部、
すなわち橋桁部の所の膜厚が薄くなって段切れを生じ、
その部分の機械的強度が極端に弱くなったりする。
センサを製造した場合、次のような問題があった。すな
わち、たとえば第４図に示すように、シリコン基板３０
の上にモリブデン等で形成される横架構造形成用の犠牲
層３１を設け、この犠牲層３１上に橋架部となるシリコ
ン酸化膜３２をＣＶＤ法（化学的気相成長法）により形
成する場合、犠牲層３１側の端部に陰ができ、その結果
、図中にＡで示すようにシリコン酸化膜３２の段差部、
すなわち橋桁部の所の膜厚が薄くなって段切れを生じ、
その部分の機械的強度が極端に弱くなったりする。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、横架構
造の橋桁部における機械的強度が向上し、したがって半
導体微細加工技術を用いて小型かつ高精度の温度計等を
実現しつる赤外線センサ及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
造の橋桁部における機械的強度が向上し、したがって半
導体微細加工技術を用いて小型かつ高精度の温度計等を
実現しつる赤外線センサ及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］
上記課題を解決するために、本発明の赤外線センサにお
いては、端部に橋桁部を有する橋架部を備えた赤外線セ
ンサであって、前記橋架部の端部近傍に橋桁部に向って
徐々に厚みが増加するように形成された補強部を設けた
ことを特徴とするものである。
いては、端部に橋桁部を有する橋架部を備えた赤外線セ
ンサであって、前記橋架部の端部近傍に橋桁部に向って
徐々に厚みが増加するように形成された補強部を設けた
ことを特徴とするものである。
前記補強部は、具体的には、前記橋架部の底面部から橋
桁部橋にかけて一定の曲率で変化する曲面部、または前
記橋架部の底面部から橋桁部にかけて一定の角度で傾斜
する傾斜部を有するものである。
桁部橋にかけて一定の曲率で変化する曲面部、または前
記橋架部の底面部から橋桁部にかけて一定の角度で傾斜
する傾斜部を有するものである。
求季シご 言ｎ言２淘器シ台暮バノ＋ 太酪左
巨蔗 し −Ｈｅ Ｌ＝ ：ｉ Ｉ＋ −＋
・ノ酸化膜により形成してなることが好ましい。
巨蔗 し −Ｈｅ Ｌ＝ ：ｉ Ｉ＋ −＋
・ノ酸化膜により形成してなることが好ましい。
また、本発明の赤外線センサの製造方法は、支持基板上
に前記橋架部形成用の金属膜を形成する工程と、前記金
属膜上に犠牲層用パターンを有する耐エツチング膜を形
成する工程と、前記耐エツチング膜をマスクとしてエツ
チングを行い金属膜を選択的に除去して犠牲層を形成す
るとともに、前記犠牲層の上面角部にそれぞれ補強部形
成用の曲面部を形成する工程と、前記犠牲層を含む支持
基板上に橋架部形成用の絶縁膜を形成する工程と、前記
絶縁膜に犠牲層に達する開口を設け、この開口を介して
エツチングを行い前記犠牲層を除去する工程とを含むこ
とを特徴とするもので、特に前記犠牲層に曲面部を形成
する際に、耐エツチング膜に超音波を加え、この耐エツ
チング膜の端部を一部剥離させることが好ましい。
に前記橋架部形成用の金属膜を形成する工程と、前記金
属膜上に犠牲層用パターンを有する耐エツチング膜を形
成する工程と、前記耐エツチング膜をマスクとしてエツ
チングを行い金属膜を選択的に除去して犠牲層を形成す
るとともに、前記犠牲層の上面角部にそれぞれ補強部形
成用の曲面部を形成する工程と、前記犠牲層を含む支持
基板上に橋架部形成用の絶縁膜を形成する工程と、前記
絶縁膜に犠牲層に達する開口を設け、この開口を介して
エツチングを行い前記犠牲層を除去する工程とを含むこ
とを特徴とするもので、特に前記犠牲層に曲面部を形成
する際に、耐エツチング膜に超音波を加え、この耐エツ
チング膜の端部を一部剥離させることが好ましい。
さらに本発明の赤外線センサの製造方法は、支持基板上
に前記橋架部形成用の金属膜を形成する工程と、前記金
属膜上に犠牲層用パターンを有する耐エツチング膜を形
成する工程と、前記耐エツチング膜をマスクとしてエツ
チングを行い金属膜を選択的に除去して犠牲層を形成す
るとともに、前記犠牲層の上面角部にそれぞれ補強部形
成用の傾斜部を形成する工程と、前記犠牲層を含む支持
基板上に橋架部形成用の絶縁膜を形成する工程と、前記
絶縁膜に犠牲層に達する開口を設け、この開口を介して
エツチングを行い前記犠牲層を除去する工程とを含むこ
とを特徴とするもので、特にプラズマエツチングにより
前記犠牲層に傾斜部を形成することが好ましい。
に前記橋架部形成用の金属膜を形成する工程と、前記金
属膜上に犠牲層用パターンを有する耐エツチング膜を形
成する工程と、前記耐エツチング膜をマスクとしてエツ
チングを行い金属膜を選択的に除去して犠牲層を形成す
るとともに、前記犠牲層の上面角部にそれぞれ補強部形
成用の傾斜部を形成する工程と、前記犠牲層を含む支持
基板上に橋架部形成用の絶縁膜を形成する工程と、前記
絶縁膜に犠牲層に達する開口を設け、この開口を介して
エツチングを行い前記犠牲層を除去する工程とを含むこ
とを特徴とするもので、特にプラズマエツチングにより
前記犠牲層に傾斜部を形成することが好ましい。
［作 用］
一般に、熱型赤外線センサに関する熱平衡式はＷ＝Ｃ−
ｄ（δＴ）／ｄｔ ＋Ｇ・δＴ で与えられ、熱時定数
はで＝Ｃ／Ｇとなる（ここでＷ＝入射エネルギ、δＴ＝
受光部の温度変化、Ｃ＝熱容量、Ｇ＝熱コンダクタンス
）。
ｄ（δＴ）／ｄｔ ＋Ｇ・δＴ で与えられ、熱時定数
はで＝Ｃ／Ｇとなる（ここでＷ＝入射エネルギ、δＴ＝
受光部の温度変化、Ｃ＝熱容量、Ｇ＝熱コンダクタンス
）。
結局、熱型赤外線センサで感度や応答性を高めるために
は熱コンダクタンスを小さくし、更に熱容量を小さ（す
る工夫が必要である。熱容量を小さくするためには、熱
伝導率の小さいシリコン酸化膜（シリコンの熱伝導率二
〇、３〜１．４Ｊ／ｃｍ−８−ｋに対してＳ ｉ Ｏ−
の熱伝導率は０．０１２Ｊ ７ｃｍ−ｓ−にと約２桁小
さい）で橋架構造とし、橋の厚みも薄くするようにする
と、橋梁構造の機械的強度は逆に弱くなる。また、熱コ
ンダクタンスを小さくする方法としては、受熱部（感温
部）と熱が流れ出す橋桁部分までの距離を長くすること
である。この橋桁と橋桁の間を長（すればやはり橋架構
造の機械的強度が減衰するので、補強が必要となってく
る。
は熱コンダクタンスを小さくし、更に熱容量を小さ（す
る工夫が必要である。熱容量を小さくするためには、熱
伝導率の小さいシリコン酸化膜（シリコンの熱伝導率二
〇、３〜１．４Ｊ／ｃｍ−８−ｋに対してＳ ｉ Ｏ−
の熱伝導率は０．０１２Ｊ ７ｃｍ−ｓ−にと約２桁小
さい）で橋架構造とし、橋の厚みも薄くするようにする
と、橋梁構造の機械的強度は逆に弱くなる。また、熱コ
ンダクタンスを小さくする方法としては、受熱部（感温
部）と熱が流れ出す橋桁部分までの距離を長くすること
である。この橋桁と橋桁の間を長（すればやはり橋架構
造の機械的強度が減衰するので、補強が必要となってく
る。
Ｌ記のように構成された本発明による赤外線センサにお
いては、橋梁部の橋桁部に曲面または傾斜面を有する補
強部が形成されているため、橋桁部の機械的強度が向上
し、したがって半導体微細加工技術を用いた小型かつ高
精度の赤外線センサを実現できる。
いては、橋梁部の橋桁部に曲面または傾斜面を有する補
強部が形成されているため、橋桁部の機械的強度が向上
し、したがって半導体微細加工技術を用いた小型かつ高
精度の赤外線センサを実現できる。
また、本発明による赤外線センサの製造方法においては
、犠牲層の上面角部に予め補強部形成用の曲面部または
傾斜部を形成するようにしているので、補強部の形成が
容易であるとともに、橋架部の橋桁部が薄くなったり、
段切れが生じたりすることはなく、このため上記赤外線
センサを容易に製作することができる。
、犠牲層の上面角部に予め補強部形成用の曲面部または
傾斜部を形成するようにしているので、補強部の形成が
容易であるとともに、橋架部の橋桁部が薄くなったり、
段切れが生じたりすることはなく、このため上記赤外線
センサを容易に製作することができる。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図面を参照して具体的に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例に係る赤外線センサの断面構
造を示すものである。
造を示すものである。
図中、１は支持基板としての半導体基板たとえばシリコ
ン基板である。このシリコン基板１上に橋架構造のシリ
コン酸化膜（Ｓ ｉ Ｏ□）２が形成され、さらにこの
シリコン酸化膜２上にリン・シフケートガラス膜３、シ
リコン酸化膜４が順次形成されており、これにより三層
構造の橋架部が形成されている。なお、リン・シリケー
トガラス膜３の替りにシリコン窒化膜でもよい。また、
シリコン酸化膜４上には導電体層としての金属層、たと
えばチタン膜５が形成され、このチタン膜５上の橋架部
中央部に、感温部としてのシリコン膜６が形成されると
ともに、チタン膜５上には橋桁部に外部取出電極として
のアルミニウム膜７が形成されている。
ン基板である。このシリコン基板１上に橋架構造のシリ
コン酸化膜（Ｓ ｉ Ｏ□）２が形成され、さらにこの
シリコン酸化膜２上にリン・シフケートガラス膜３、シ
リコン酸化膜４が順次形成されており、これにより三層
構造の橋架部が形成されている。なお、リン・シリケー
トガラス膜３の替りにシリコン窒化膜でもよい。また、
シリコン酸化膜４上には導電体層としての金属層、たと
えばチタン膜５が形成され、このチタン膜５上の橋架部
中央部に、感温部としてのシリコン膜６が形成されると
ともに、チタン膜５上には橋桁部に外部取出電極として
のアルミニウム膜７が形成されている。
上記橋構道のシリコン酸化膜２とシリコン基板ｌとの間
に形成された空洞部８の天井面の角部、すなわち橋架部
の底面部から橋桁部にかけて所定の曲率Ｒを有する曲面
部９ａ、９ｂが形成されている。
に形成された空洞部８の天井面の角部、すなわち橋架部
の底面部から橋桁部にかけて所定の曲率Ｒを有する曲面
部９ａ、９ｂが形成されている。
すなわち、本実施例の赤外線センサにおいては、シリコ
ン酸化膜２からなる橋架部の橋桁部に曲面部９ａ、９ｂ
を有する補強部９を形成したもので、これにより橋架部
の機械的強度が著しく向上する。なお、この補強部９は
第２図に示すようにシリコン基板２からなる橋架部の底
面部から側面部にかけて一定の角度（５°くθ〈９０°
）で傾斜する傾斜面２５ａを有する構造の補強部２５と
してもよい。
ン酸化膜２からなる橋架部の橋桁部に曲面部９ａ、９ｂ
を有する補強部９を形成したもので、これにより橋架部
の機械的強度が著しく向上する。なお、この補強部９は
第２図に示すようにシリコン基板２からなる橋架部の底
面部から側面部にかけて一定の角度（５°くθ〈９０°
）で傾斜する傾斜面２５ａを有する構造の補強部２５と
してもよい。
次に、上記構造の赤外線センサの製造方法について第３
図（ａ）〜（ｒ）を参照して具体的に説明する。
図（ａ）〜（ｒ）を参照して具体的に説明する。
先ず、同図（ａ）に示すように支持台としてのシリコン
基板１０を用意する。そして、このシリコン基板■０上
に同図（ｂ）に示すように、膜厚２．０μｍのフォトレ
ジスト膜１）を塗布形成し、露光、現像・定着を行った
後、１４０±２℃の窒素雰囲気中において９０秒間の熱
処理（ハトベーキング）を行い、次工程の金膜リフトオ
フ用のパターンを形成する。
基板１０を用意する。そして、このシリコン基板■０上
に同図（ｂ）に示すように、膜厚２．０μｍのフォトレ
ジスト膜１）を塗布形成し、露光、現像・定着を行った
後、１４０±２℃の窒素雰囲気中において９０秒間の熱
処理（ハトベーキング）を行い、次工程の金膜リフトオ
フ用のパターンを形成する。
次に、温度１）０℃以下のアルゴンガス雰囲気中におい
て、金（Ａｕ）のスパッタリングを４５秒間行い、同図
（ｃ）に示すような膜厚０．６±０．１μｍの金膜■２
を形成する。続いて、当該ウェハを室温のレジスト剥離
液（アセトン）中に浸し、フォトレジスト膜１）ととも
にその上に形成された金膜１２を除去すると、同図（ｄ
）に示すように反射膜としての金膜１２ａのパターンが
形成される。その後、温度４５０±５℃の窒素ガス雰囲
気中において熱処理を施す。
て、金（Ａｕ）のスパッタリングを４５秒間行い、同図
（ｃ）に示すような膜厚０．６±０．１μｍの金膜■２
を形成する。続いて、当該ウェハを室温のレジスト剥離
液（アセトン）中に浸し、フォトレジスト膜１）ととも
にその上に形成された金膜１２を除去すると、同図（ｄ
）に示すように反射膜としての金膜１２ａのパターンが
形成される。その後、温度４５０±５℃の窒素ガス雰囲
気中において熱処理を施す。
次に、温度２５０±３０℃のアルゴンガス雰囲気中にお
いて、モリブデン（Ｍｏ）のスパッタリングを行い、同
図（ｅ）に示すようにシリコン基板１０上に、犠牲層と
しての膜厚１．５〜２．０μｍのモリブデン膜１３を形
成する。
いて、モリブデン（Ｍｏ）のスパッタリングを行い、同
図（ｅ）に示すようにシリコン基板１０上に、犠牲層と
しての膜厚１．５〜２．０μｍのモリブデン膜１３を形
成する。
次に、同図（ｆ）に示すようにモリブデン膜１３上にフ
ォトレジスト膜１４を塗布形成し、露光、現像・定着を
行った後、１４０±２℃の窒素雰囲気中において９０秒
間の熱処理（ハードベーキング）を行い、犠牲層のパタ
ーンを形成する。
ォトレジスト膜１４を塗布形成し、露光、現像・定着を
行った後、１４０±２℃の窒素雰囲気中において９０秒
間の熱処理（ハードベーキング）を行い、犠牲層のパタ
ーンを形成する。
続いて、当該ウェハを液温３５±５℃のエツチング液（
Ｈ，ＰＯ，： ＨＮＯ３： ８２０＝５ ＋ １ ：４
）中に浸し、モリブデン膜１３を選択的に除去する。そ
して、このとき、エツチング中にフォトレジスト膜１４
に超音波を加λると、フォトレジスト膜１４が一部剥離
して、モリブデン膜１３の両端部の上部角部に同図（ｇ
）に示すような滑らかな曲面部１３ａが形成される。
Ｈ，ＰＯ，： ＨＮＯ３： ８２０＝５ ＋ １ ：４
）中に浸し、モリブデン膜１３を選択的に除去する。そ
して、このとき、エツチング中にフォトレジスト膜１４
に超音波を加λると、フォトレジスト膜１４が一部剥離
して、モリブデン膜１３の両端部の上部角部に同図（ｇ
）に示すような滑らかな曲面部１３ａが形成される。
なお、上記のような超音波を加える代りに、イオンミー
リング装置やプラズマエツチング装置により、モリブデ
ン膜１３の角部に傾斜面を形成するようにしてもよい。
リング装置やプラズマエツチング装置により、モリブデ
ン膜１３の角部に傾斜面を形成するようにしてもよい。
次に、ガス（酸素ガス）流量＝ ５０ ｓｅｃｍ、圧力
５ 、 ＯＴｏｒｒ雰囲気中において、高周波電力５０
０Ｗを加えることによりアッシング（灰化）を行い、同
図（ｈ）に示すように上記フォトレジスト膜１４を除去
する。
５ 、 ＯＴｏｒｒ雰囲気中において、高周波電力５０
０Ｗを加えることによりアッシング（灰化）を行い、同
図（ｈ）に示すように上記フォトレジスト膜１４を除去
する。
次に、温度３００±２℃、圧力０．９Ｔｏｒｒ、ガス流
量をシラン（Ｓ ｉ Ｈ４） ＝２００ｓｅｃｍ、笑気
ガス（Ｎ２０）＝４０００ｓｅｃｍとしてプラズマＣＶ
Ｄ法により同図（ｉ）に示すようにモリブデン膜１３を
含むシリコン基板１０上に膜厚１８０００±１５００人
のシリコン酸化膜１５を形成する。
量をシラン（Ｓ ｉ Ｈ４） ＝２００ｓｅｃｍ、笑気
ガス（Ｎ２０）＝４０００ｓｅｃｍとしてプラズマＣＶ
Ｄ法により同図（ｉ）に示すようにモリブデン膜１３を
含むシリコン基板１０上に膜厚１８０００±１５００人
のシリコン酸化膜１５を形成する。
続いて、同図（ｊ）に示すように、温度２４゜５±０．
５℃の雰囲気中において、当該ウェハを回転装置により
回転させながら上記シリコン酸化膜１５上に膜厚５５０
０±５００へのフォトレジスト膜１６を形成するととも
に、１４０±２℃の温度で熱処理を施す。続いて、圧力
５００ ｍＴｏｒｒ中において、フッ化炭素（ｃｚ Ｆ
ｅ ） ＝９０ｓｅｃｍ、酸素（Ｏｆ ） ＝ １２ｓ
ｅｃｍ、ヘリウム（Ｈｅ） ＝ ５０ｓｅｃｍ、三フッ
化メタン（ＣＨＦ３）＝２０ｓｅｃｍによる平坦化エツ
チングを行う。
５℃の雰囲気中において、当該ウェハを回転装置により
回転させながら上記シリコン酸化膜１５上に膜厚５５０
０±５００へのフォトレジスト膜１６を形成するととも
に、１４０±２℃の温度で熱処理を施す。続いて、圧力
５００ ｍＴｏｒｒ中において、フッ化炭素（ｃｚ Ｆ
ｅ ） ＝９０ｓｅｃｍ、酸素（Ｏｆ ） ＝ １２ｓ
ｅｃｍ、ヘリウム（Ｈｅ） ＝ ５０ｓｅｃｍ、三フッ
化メタン（ＣＨＦ３）＝２０ｓｅｃｍによる平坦化エツ
チングを行う。
次に、ガス（酸素ガス）流量” ５０ ｓｅｃｍ、圧力
５．０Ｔｏｒｒ雰囲気中において、高周波電力５００Ｗ
を加えることにより、アッシング（灰化）を行い、同図
（ｋ）に示すように上記フォトレジスト膜１６を除去す
る。これによりシリコン基板１０の表面が平坦化される
とともにモリブデン膜１３上のシリコン酸化膜１５が除
去される。
５．０Ｔｏｒｒ雰囲気中において、高周波電力５００Ｗ
を加えることにより、アッシング（灰化）を行い、同図
（ｋ）に示すように上記フォトレジスト膜１６を除去す
る。これによりシリコン基板１０の表面が平坦化される
とともにモリブデン膜１３上のシリコン酸化膜１５が除
去される。
次に、同図（Ｉ２）に示すように、温度３００±２°Ｃ
１圧力０．９Ｔｏｒｒ、ガス流量をシラン（Ｓ ｉ Ｈ
４） ＝２００ｓｅｃｍ、笑気ガス（Ｎ２０）＝ ４０
００ ｓｅｃｍとしてプラズマＣＶＤ法により同図（ｉ
）に示すようにモリブデン膜１３を含むシリコン基板Ｉ
Ｏ上に膜厚９０００±１５００人のシリコン酸化膜１７
を形成する。
１圧力０．９Ｔｏｒｒ、ガス流量をシラン（Ｓ ｉ Ｈ
４） ＝２００ｓｅｃｍ、笑気ガス（Ｎ２０）＝ ４０
００ ｓｅｃｍとしてプラズマＣＶＤ法により同図（ｉ
）に示すようにモリブデン膜１３を含むシリコン基板Ｉ
Ｏ上に膜厚９０００±１５００人のシリコン酸化膜１７
を形成する。
次に、同図（ｍ）に示すように、温度４２５±５℃、圧
力＝１７０±５ ｍＴｏｒｒ、ガス流量をシラン（Ｓ
ｉ Ｈ４）＝２０±１ｐ６ｉ、笑気ガス（Ｎ２０）＝２
０±１ｐｓｉ、フォスフイン（ＰＨ，）＝２２±１ｐｓ
ｉとして、プラズマＣＶＤ法により膜厚８０００±１０
００人のリン・シリケートガラス（ＰＳＧ）膜１８をシ
リコン基板１０の表面に形成する。なお、ガス流量をシ
ラン＝２０±１ｐｓｉ、アンモニアガス（ＮＨ。
力＝１７０±５ ｍＴｏｒｒ、ガス流量をシラン（Ｓ
ｉ Ｈ４）＝２０±１ｐ６ｉ、笑気ガス（Ｎ２０）＝２
０±１ｐｓｉ、フォスフイン（ＰＨ，）＝２２±１ｐｓ
ｉとして、プラズマＣＶＤ法により膜厚８０００±１０
００人のリン・シリケートガラス（ＰＳＧ）膜１８をシ
リコン基板１０の表面に形成する。なお、ガス流量をシ
ラン＝２０±１ｐｓｉ、アンモニアガス（ＮＨ。
）＝２０ｐｓ ｉとして、温度８００℃にてＣＶＤ法に
より膜厚１５００±５００人のシリコン窒化膜をシリコ
ン基板の表面に形成してもよい。
より膜厚１５００±５００人のシリコン窒化膜をシリコ
ン基板の表面に形成してもよい。
次に、温度３００±２℃、圧力０．９Ｔｏｒｒ、ガス流
量をシラン（Ｓ ｉ Ｈ，） ＝２００ｓｅｃｍ、笑気
ガス（Ｎ ２０ ） ＝ ４０００ ｓｅｃｍとしてプ
ラズマＣＶＤ法により、同図（ｎ）に示すようにリン・
シリケートガラス膜１８上に膜厚３５００±１５００人
のシリコン酸化膜１９を形成する。
量をシラン（Ｓ ｉ Ｈ，） ＝２００ｓｅｃｍ、笑気
ガス（Ｎ ２０ ） ＝ ４０００ ｓｅｃｍとしてプ
ラズマＣＶＤ法により、同図（ｎ）に示すようにリン・
シリケートガラス膜１８上に膜厚３５００±１５００人
のシリコン酸化膜１９を形成する。
次に、温度２３０±３０℃のアルゴンガス雰囲気中にお
いて、チタン（Ｔｉ）のスパッタリングを行い、同図（
０）に示すようにシリコン酸化膜１９上に膜厚０．ｌ±
０．０５μｍのチタン膜２０を形成した後、通常の電極
フォトリソグラフィーによりチタン電極パターンを形成
する。
いて、チタン（Ｔｉ）のスパッタリングを行い、同図（
０）に示すようにシリコン酸化膜１９上に膜厚０．ｌ±
０．０５μｍのチタン膜２０を形成した後、通常の電極
フォトリソグラフィーによりチタン電極パターンを形成
する。
続いて、温度２３０±３０℃のアルゴンガス雰囲気中に
おいて、アルミニウム（Ａｒ１）のスパッタリングを行
い、同図（ｐ）に示すようにチタン膜２０上に膜厚１．
０±０．１μｍのアルミニウム、膜２１を形成した後、
通常のフォトリソグラフィーにより電極パターンを形成
する。
おいて、アルミニウム（Ａｒ１）のスパッタリングを行
い、同図（ｐ）に示すようにチタン膜２０上に膜厚１．
０±０．１μｍのアルミニウム、膜２１を形成した後、
通常のフォトリソグラフィーにより電極パターンを形成
する。
次に、同図（ｑ）に示すように、ターゲットとし２てシ
リコン基板（比抵抗３０００Ω・ｃｍ）を用いてスパッ
タリングを行い、上記チタン膜２０上に感温部としての
膜厚１．０〜１．５μｍのシリコン膜２２を形成し、さ
らに加速電圧１２０Ｋｅ■、ドーズ量Ｉ Ｘ １０ ”
７ｃｍ”の条件でボロンのイオン注入を行いシリコン膜
２２を中性半導体に近づける。続いて温度１）００℃の
窒素雰囲気中において、３０分間加熱し、シリコン膜２
２の結晶化を行う。これにより感温部としてのシリコン
膜２１のＢ定数（サーミスタ定数）を約５００とするこ
とができ、温度変化に対する感度が良好となる。続いて
、反応ガスとして酸素（０□）＝４５±ｌ ｓｅｃｍ、
六フッ化イオウ（ＳＦ、）＝１３５±２ ｓｅｃｍを流
し、圧力４００±１０ｍＴｏｒｒ 、高周波電力１２５
Ｗの条件で、プラズマエツチングを行うことによりシリ
コン膜２２を選択的に除去して感温部のパターンを形成
する。
リコン基板（比抵抗３０００Ω・ｃｍ）を用いてスパッ
タリングを行い、上記チタン膜２０上に感温部としての
膜厚１．０〜１．５μｍのシリコン膜２２を形成し、さ
らに加速電圧１２０Ｋｅ■、ドーズ量Ｉ Ｘ １０ ”
７ｃｍ”の条件でボロンのイオン注入を行いシリコン膜
２２を中性半導体に近づける。続いて温度１）００℃の
窒素雰囲気中において、３０分間加熱し、シリコン膜２
２の結晶化を行う。これにより感温部としてのシリコン
膜２１のＢ定数（サーミスタ定数）を約５００とするこ
とができ、温度変化に対する感度が良好となる。続いて
、反応ガスとして酸素（０□）＝４５±ｌ ｓｅｃｍ、
六フッ化イオウ（ＳＦ、）＝１３５±２ ｓｅｃｍを流
し、圧力４００±１０ｍＴｏｒｒ 、高周波電力１２５
Ｗの条件で、プラズマエツチングを行うことによりシリ
コン膜２２を選択的に除去して感温部のパターンを形成
する。
次に、犠牲層の窓開用フォトリソグラフィーとしてフォ
トレジスト膜のパターンを形成し、このフォトレジスト
膜をマスクにして反応ガスとして三フッ化メタン（ＣＨ
Ｆ３ ） ＝１０３ｓｅｃｍ、酸素（０２） ： ７ｓ
ｅｃｍ、高周波電力３００Ｗ、バイアス電圧５００Ｖの
条件でプラズマエツチングを行うことにより、シリコン
酸化膜１７．１９およびリン・シリケートガラス膜１８
にモリブデン膜１３に達する開口を形成する。続いて、
リン酸（Ｈ３ＰＯ４）：硝酸（ＨＮＯｓ）：水（Ｈ２０
）＝５：１：４のエツチング液中において上記フォトレ
ジスト膜をマスクにしてエツチングを行うことにより同
図（ｒ）に示すように犠牲層としてのモリブデン膜１３
を除去して空洞部２３を形成する。なお、このエツチン
グ液としては、硝酸：硫酸工水＝ｌ：ｌ：３のエツチン
グ液を用いてもよい。
トレジスト膜のパターンを形成し、このフォトレジスト
膜をマスクにして反応ガスとして三フッ化メタン（ＣＨ
Ｆ３ ） ＝１０３ｓｅｃｍ、酸素（０２） ： ７ｓ
ｅｃｍ、高周波電力３００Ｗ、バイアス電圧５００Ｖの
条件でプラズマエツチングを行うことにより、シリコン
酸化膜１７．１９およびリン・シリケートガラス膜１８
にモリブデン膜１３に達する開口を形成する。続いて、
リン酸（Ｈ３ＰＯ４）：硝酸（ＨＮＯｓ）：水（Ｈ２０
）＝５：１：４のエツチング液中において上記フォトレ
ジスト膜をマスクにしてエツチングを行うことにより同
図（ｒ）に示すように犠牲層としてのモリブデン膜１３
を除去して空洞部２３を形成する。なお、このエツチン
グ液としては、硝酸：硫酸工水＝ｌ：ｌ：３のエツチン
グ液を用いてもよい。
最後に、圧力５ 、 ＯＴｏｒｒ、高周波電力５００Ｗ
の条件でプラズマアッシングを４．５秒間行い、上記フ
ォトレジスト膜を除去する。
の条件でプラズマアッシングを４．５秒間行い、上記フ
ォトレジスト膜を除去する。
このようにして摘果部の橋桁部に曲面部２４ａを有する
補強部２４を備えた赤外線センサ素子を製作することが
できる。
補強部２４を備えた赤外線センサ素子を製作することが
できる。
以上に実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能である。
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能である。
例えば、上記実施例においては、橋架部をその強度を増
すためにシリコン酸化膜Ｉ７、リン・シリケートガラス
膜１８およびシリコン酸化膜１９の三層構造としたが、
これはシリコン酸化膜１７の一層構造としてもよく、ま
た半導体材料はシリコンに限らず、他の材料を用いるよ
うにしてもよい。
すためにシリコン酸化膜Ｉ７、リン・シリケートガラス
膜１８およびシリコン酸化膜１９の三層構造としたが、
これはシリコン酸化膜１７の一層構造としてもよく、ま
た半導体材料はシリコンに限らず、他の材料を用いるよ
うにしてもよい。
［発明の効果］
以上説明したように本発明に係る赤外線センサによれば
、橋架部の橋桁部に曲面または傾斜面を有する補強部が
形成されているため、橋桁部の機械的強度が向上し、し
たがって半導体微細加工技術を用いた小型かつ高精度の
赤外線センサを実現できる。
、橋架部の橋桁部に曲面または傾斜面を有する補強部が
形成されているため、橋桁部の機械的強度が向上し、し
たがって半導体微細加工技術を用いた小型かつ高精度の
赤外線センサを実現できる。
また、本発明による赤外線センサの製造方法によれば、
犠牲層の上面角部に予め補強部上成用の曲面または傾斜
面を形成するようにしているので、補強部の形成が容易
であるとともに、橋架部の橋桁部が薄くなったり、段切
れが生じたりすることはなく、上記赤外線センサを容易
に製作することができるという効果を奏する。
犠牲層の上面角部に予め補強部上成用の曲面または傾斜
面を形成するようにしているので、補強部の形成が容易
であるとともに、橋架部の橋桁部が薄くなったり、段切
れが生じたりすることはなく、上記赤外線センサを容易
に製作することができるという効果を奏する。
第１図は本発明の一実施例に係る赤外線センサの断面図
、第２図は本発明の他の実施例に係る赤外線センサの要
部断面図、第３図（ａ）〜（ｒ）は第１図の赤外線セン
サの製造工程・と示す断面図、第４図は従来の赤外線セ
ンサの問題点を説明するための要部断面図である。 １．１０・・・シリコン基板 ２．４，１７．１９・・・シリコン酸化膜３．１８・・
・リン・シリケートガラス膜５．２０・・・チタン膜 ６．２２・・・シリコン膜（感温部） １３・・・モリブデン膜（犠牲層） ９．２４・・・補強部
、第２図は本発明の他の実施例に係る赤外線センサの要
部断面図、第３図（ａ）〜（ｒ）は第１図の赤外線セン
サの製造工程・と示す断面図、第４図は従来の赤外線セ
ンサの問題点を説明するための要部断面図である。 １．１０・・・シリコン基板 ２．４，１７．１９・・・シリコン酸化膜３．１８・・
・リン・シリケートガラス膜５．２０・・・チタン膜 ６．２２・・・シリコン膜（感温部） １３・・・モリブデン膜（犠牲層） ９．２４・・・補強部
Claims (8)
- （１）端部に橋桁部を有する橋架部を備えた赤外線セン
サであって、前記橋架部の端部近傍に、橋桁部に向って
徐々に厚みが増加するように形成された補強部を設けた
ことを特徴とする赤外線センサ。 - （２）前記補強部は、前記橋架部の底面部から橋桁部に
かけて一定の曲率で変化する曲面部を有するものである
請求項１記載の赤外線センサ。 - （３）前記補強部は、前記橋架部の底面部から橋桁部に
かけて一定の角度で傾斜する傾斜部を有するものである
請求項１記載の赤外線センサ。 - （４）前記補強部を橋架部と一体にシリコン酸化膜によ
り形成してなる請求項２または３に記載の赤外線センサ
。 - （５）請求項２記載の赤外線センサの製造方法であって
、支持基板上に前記橋架部形成用の金属膜を形成する工
程と、前記金属膜上に犠牲層用パターンを有する耐エッ
チング膜を形成する工程と、前記耐エッチング膜をマス
クとしてエッチングを行い金属膜を選択的に除去して犠
牲層を形成するとともに、前記犠牲層の上面角部にそれ
ぞれ補強部形成用の曲面部を形成する工程と、前記犠牲
層を含む支持基板上に橋架部形成用の絶縁膜を形成する
工程と、前記絶縁膜に犠牲層に達する開口を設け、この
開口を介してエッチングを行い前記犠牲層を除去する工
程とを含むことを特徴とする赤外線センサの製造方法。 - （６）前記犠牲層に曲面部を形成する際に、耐エッチン
グ膜に超音波を加え、この耐エッチング膜の端部を一部
剥離させるようにした請求項５記載の赤外線センサの製
造方法。 - （７）請求項３記載の赤外線センサの製造方法であって
、支持基板上に前記橋架部形成用の金属膜を形成する工
程と、前記金属膜上に犠牲層用パターンを有する耐エッ
チング膜を形成する工程と、前記耐エッチング膜をマス
クとしてエッチングを行い金属膜を選択的に除去して犠
牲層を形成するとともに、前記犠牲層の上面角部にそれ
ぞれ補強部形成用の傾斜部を形成する工程と、前記犠牲
層を含む支持基板上に橋架部形成用の絶縁膜を形成する
工程と、前記絶縁膜に犠牲層に達する開口を設け、この
開口を介してエッチングを行い前記犠牲層を除去する工
程とを含むことを特徴とする赤外線センサの製造方法。 - （８）プラズマエッチングにより前記犠牲層に傾斜部を
形成してなる請求項７記載の赤外線センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007897A JPH03211427A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 赤外線センサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007897A JPH03211427A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 赤外線センサ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03211427A true JPH03211427A (ja) | 1991-09-17 |
Family
ID=11678373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007897A Pending JPH03211427A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 赤外線センサ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03211427A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002365129A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Nec Corp | 熱型赤外線検出器 |
| JP2011153889A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Seiko Epson Corp | Ｍｅｍｓの製造方法及び熱型光検出器の製造方法並びに熱型光検出器、熱型光検出装置及び電子機器 |
-
1990
- 1990-01-16 JP JP2007897A patent/JPH03211427A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002365129A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Nec Corp | 熱型赤外線検出器 |
| JP2011153889A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Seiko Epson Corp | Ｍｅｍｓの製造方法及び熱型光検出器の製造方法並びに熱型光検出器、熱型光検出装置及び電子機器 |
| US9006658B2 (en) | 2010-01-27 | 2015-04-14 | Seiko Epson Corporation | Thermal detector |
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