WO2019031234A1 - 光検出器 - Google Patents

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WO2019031234A1
WO2019031234A1 PCT/JP2018/027734 JP2018027734W WO2019031234A1 WO 2019031234 A1 WO2019031234 A1 WO 2019031234A1 JP 2018027734 W JP2018027734 W JP 2018027734W WO 2019031234 A1 WO2019031234 A1 WO 2019031234A1
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wiring layer
substrate
connection portion
layer
electrode pad
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理弘 山崎
柴山　勝己
隆介 北浦
亮介 小池
田中　豪
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Hamamatsu Photonics KK
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    • H10F77/413—Optical elements or arrangements directly associated or integrated with the devices, e.g. back reflectors

Definitions

  • the present disclosure relates to a photodetector.
  • the film body includes a film body disposed on the surface of the substrate such that a gap is formed between the substrate and the surface of the substrate as a light detector, and a pair of electrode posts for supporting the film body, Is known to have a pair of wiring layers facing each other via a gap, and a resistance layer having an electric resistance depending on temperature.
  • the electrode post has a cylindrical shape, and the wiring layer is electrically connected to the electrode post at a connection portion of the film body to which the electrode post is connected (for example, Patent Document 1) reference).
  • this indication aims at providing a photodetector which can control that a failure arises in electrical connection in a connection part to which an electrode post is connected among film bodies.
  • a photodetector includes a substrate, a light receiving unit, a first connection unit and a second connection unit, a first beam unit disposed between the light receiving unit and the first connection unit, and a light receiving unit.
  • a film body disposed on the surface of the substrate such that an air gap is formed between the second beam portion and the second connection portion, and a gap is formed between the surface and the substrate;
  • the first electrode pad formed, the second electrode pad formed on the surface of the substrate, and the first electrode pad and the first connection portion are disposed to support the film body, and to form the film body and the first
  • a first electrode post electrically connecting to the electrode pad, and a second electrode pad and a second connecting portion are disposed to support the film body, and electrically connect the film body and the second electrode pad.
  • a second electrode post connected to the film body, wherein the film body includes a first wiring layer and a second wiring layer facing each other via a gap in the light receiving portion;
  • a resistive layer electrically connected to each of the first wiring layer and the second wiring layer in the light receiving portion, and the first electrode post is connected to the substrate from the first electrode pad.
  • a first main body having a cylindrical shape extending toward the opposite side, a first bottom provided at an end of the first main body on the substrate side, and an end of the first main body opposite to the substrate
  • the first wiring portion is provided with a first inclined surface which is inclined so as to be closer to the substrate as it is separated from the first main portion.
  • the second electrode post Extending to the first connection portion through the first beam portion and reaching the inner surface of the first main body portion through the first inclined surface, and the second electrode post extends from the second electrode pad to the substrate
  • a second main body having a cylindrical shape spreading toward the opposite side, and a second provided at an end of the second main body on the substrate side
  • the second flange provided at the end opposite to the substrate in the second main body, and the second flange is inclined so as to be closer to the substrate as it is separated from the second main body
  • the second wiring layer extends to the second connecting portion through the second beam portion, and reaches the inner surface of the second main portion through the second inclined surface.
  • the first main body portion of the first electrode post has a tubular shape spreading from the first electrode pad toward the side opposite to the substrate. For this reason, stress concentration hardly occurs in the first connection portion of the film body to which the first electrode post is connected.
  • stress concentration hardly occurs in the second connection portion of the film body to which the second electrode post is connected.
  • a first flange portion is provided at an end portion of the first main body portion of the first electrode post opposite to the substrate. For this reason, it is hard to produce a deformation
  • the first wiring layer extends to the inner surface of the first main body portion through the first inclined surface provided in the first ridge portion. For this reason, stress concentration hardly occurs in the first wiring layer itself at the first connection portion of the film body to which the first electrode post is connected.
  • the second electrode post and in the second connection portion of the film body to which the second electrode post is connected, stress concentration does not easily occur in the second wiring layer itself. As described above, according to this photodetector, it is possible to suppress the occurrence of a defect in the electrical connection at the connection portion of the film body to which the electrode post is connected.
  • the first wiring layer extends to the inner surface of the first main body and the inner surface of the first bottom through the first inclined surface, and the second wiring layer is the second inclined surface. And the inner surface of the second bottom portion. According to this configuration, the electrical connection between the first wiring layer and the first electrode post, and the electrical connection between the second wiring layer and the second electrode post can be ensured.
  • the first inclined surface is annularly provided along the outer edge of the first ridge portion
  • the first wiring layer includes the first inclined surface and the first body portion.
  • the inner surface is covered
  • the second inclined surface is annularly provided along the outer edge of the second collar, and the second wiring layer covers the second inclined surface and the inner surface of the second main body. It is also good. According to this configuration, the electrical connection between the first wiring layer and the first electrode post, and the electrical connection between the second wiring layer and the second electrode post can be further ensured.
  • the film body further includes a first insulating layer formed on the surface of the first wiring layer and the second wiring layer opposite to the substrate, and the first insulating layer is The side surface of the first wiring layer may be covered in the first connection portion, and the side surface of the second wiring layer may be covered in the second connection portion. According to this configuration, peeling of the first wiring layer at the first connection portion and peeling of the second wiring layer at the second connection portion while protecting the first wiring layer and the second wiring layer from the side opposite to the substrate. Can be prevented.
  • the film body further includes a second insulating layer formed on the surface on the substrate side in the first wiring layer and the second wiring layer, and the second insulating layer has a first body.
  • the resistance layer is provided to the light receiving unit, the first connection unit, and the second connection unit, and may be divided at each of the first beam unit and the second beam unit. Good. According to this configuration, since the first connection portion and the second connection portion are reinforced by the resistance layer, it is possible to more reliably make the electrical connection fail in the connection portion to which the electrode post is connected in the film body. It can be suppressed. In addition, since the resistance layer is divided at the first beam portion and the second beam portion, heat generated at the light receiving portion is suppressed from escaping through the first beam portion and the second beam portion, and as a light detector Performance can be improved.
  • a photodetector capable of suppressing the occurrence of a defect in the electrical connection at the connection portion of the film body to which the electrode post is connected.
  • FIG. 1 is a plan view of the photodetector of one embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of a pixel portion of the light detector of FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of a light detection element of the pixel unit of FIG.
  • FIG. 4 is a plan view of the light detection element of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the light detection element of FIG. 6 is a cross-sectional view of the light detection element of FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing the principle of the optical resonant structure.
  • FIG. 8 is a view showing a method of manufacturing the light detection element of FIG.
  • FIG. 9 is a view showing a method of manufacturing the light detection element of FIG. FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing a method of manufacturing the light detection element of FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing a method of manufacturing the light detection element of FIG.
  • FIG. 12 is a diagram showing a method of manufacturing the light detection element of FIG.
  • FIG. 13 is a diagram showing a method of manufacturing the light detection element of FIG.
  • FIG. 14 is a diagram showing a method of manufacturing the light detection element of FIG.
  • FIG. 15 is a diagram showing a method of manufacturing the light detection element of FIG.
  • FIG. 16 is a diagram showing a method of manufacturing the light detection element of FIG.
  • FIG. 17 is a diagram showing a method of manufacturing the light detection element of FIG.
  • the photodetector 1 shown in FIG. 1 detects light by using a function as a bolometer.
  • the light is, for example, infrared light including terahertz waves.
  • the light detector 1 is used for an infrared imager, thermography or the like.
  • the photodetector 1 has excellent characteristics for detecting light of a wavelength band of 1 ⁇ m to several tens of ⁇ m, in particular.
  • the photodetector 1 includes a substrate 2, a pixel unit 3, a reference unit 4, and a signal processing circuit unit 5.
  • the substrate 2 is, for example, a Si substrate.
  • the thickness of the substrate 2 is, for example, about several hundred ⁇ m.
  • the pixel unit 3, the reference unit 4, and the signal processing circuit unit 5 are formed on the substrate 2.
  • the pixel unit 3 and the reference unit 4 are each electrically connected to the signal processing circuit unit 5.
  • the signal processing circuit unit 5 may be formed in the substrate 2.
  • the pixel unit 3 is configured by a plurality of light detection elements 10.
  • the plurality of light detection elements 10 are arranged in a two-dimensional matrix.
  • the light detection element 10 includes a substrate 2 (more precisely, a part of the substrate 2), a light reflection layer 61, a first electrode pad 62, a second electrode pad 63, and a film.
  • a body 20, a first electrode post 7 and a second electrode post 8 are provided.
  • the light reflecting layer 61 is formed on the surface 2 a of the substrate 2.
  • the light reflection layer 61 faces the light absorption layer 36 described later in the thickness direction of the substrate 2 (that is, the direction perpendicular to the surface 2 a of the substrate 2), and forms a light resonance structure with the light absorption layer 36. ing.
  • the thickness of the light reflection layer 61 is, for example, about several hundred nm.
  • the material of the light reflection layer 61 is, for example, a metal material such as Al having a high reflectance to light (for example, infrared light).
  • the first electrode pad 62 and the second electrode pad 63 are formed on the surface 2 a of the substrate 2.
  • the light reflection layer 61, the first electrode pad 62, and the second electrode pad 63 form, for example, a rectangular outer shape.
  • the first electrode pad 62 and the second electrode pad 63 are located diagonally to the outer shape.
  • Each of the first electrode pad 62 and the second electrode pad 63 has, for example, a rectangular shape when viewed from the thickness direction of the substrate 2.
  • Each of the first electrode pad 62 and the second electrode pad 63 is electrically connected to the signal processing circuit unit 5 through a wire (not shown) formed on the substrate 2.
  • the thickness of each of the first electrode pad 62 and the second electrode pad 63 is, for example, about several hundred nm.
  • the material of each of the first electrode pad 62 and the second electrode pad 63 is, for example, a conductive metal material such as Al.
  • the film body 20 is disposed on the surface 2 a of the substrate 2 so that an air gap S is formed between the film body 20 and the surface 2 a of the substrate 2.
  • the film body 20 is disposed substantially parallel to the surface 2 a of the substrate 2.
  • the distance between the film body 20 and the surface 2 a of the substrate 2 is, for example, about several ⁇ m.
  • the film body 20 has the light receiving portion 21, the first connection portion 22 and the second connection portion 23, and the first beam portion 24 and the second beam portion 25.
  • the light receiving portion 21, the first connection portion 22 and the second connection portion 23, and the first beam portion 24 and the second beam portion 25 are integrally formed and viewed from the thickness direction of the substrate 2.
  • it has a rectangular outer shape.
  • the first connection portion 22 and the second connection portion 23 are located diagonally of the outer shape.
  • the first connection portion 22 and the second connection portion 23 each have, for example, a rectangular shape when viewed from the thickness direction of the substrate 2.
  • the light receiving unit 21 faces the light reflecting layer 61 in the thickness direction of the substrate 2.
  • the first connection portion 22 faces the first electrode pad 62 in the thickness direction of the substrate 2.
  • the second connection portion 23 faces the second electrode pad 63 in the thickness direction of the substrate 2.
  • the first beam portion 24 is disposed between the light receiving portion 21 and the first connection portion 22.
  • the first beam portion 24 extends along the outer edge of the light receiving unit 21 on one side of the light receiving unit 21.
  • One end of the first beam portion 24 is connected to the first connection portion 22, and the other end of the first beam portion 24 is connected to the light receiving portion 21 at a position near the second connection portion 23.
  • a first slit 20 a is formed continuously between the light receiving unit 21 and the first connection unit 22 and between the light receiving unit 21 and the first beam unit 24.
  • the second beam portion 25 is disposed between the light receiving portion 21 and the second connection portion 23. The second beam portion 25 extends along the outer edge of the light receiving unit 21 on the other side of the light receiving unit 21.
  • One end of the second beam portion 25 is connected to the second connection portion 23, and the other end of the second beam portion 25 is connected to the light receiving portion 21 at a position near the first connection portion 22.
  • a second slit 20 b is formed continuously between the light receiving unit 21 and the second connection unit 23 and between the light receiving unit 21 and the second beam unit 25.
  • Each width of the first beam portion 24 and the second beam portion 25 is, for example, about several ⁇ m.
  • the length of each of the first beam portion 24 and the second beam portion 25 is, for example, about several tens to several hundreds of ⁇ m.
  • the width of each of the first slit 20a and the second slit 20b is, for example, about several ⁇ m.
  • the first electrode post 7 is disposed between the first electrode pad 62 and the first connection portion 22.
  • the first electrode post 7 supports the film body 20 and electrically connects the film body 20 and the first electrode pad 62.
  • the second electrode post 8 is disposed between the second electrode pad 63 and the second connection portion 23.
  • the second electrode post 8 supports the film body 20 and electrically connects the film body 20 and the second electrode pad 63.
  • Each height of the 1st electrode post 7 and the 2nd electrode post 8 is about several micrometers, for example.
  • the material of each of the first electrode post 7 and the second electrode post 8 is, for example, a metal material such as Ti.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the light detection element 10.
  • I-I, II-II, III-III, IV-IV, and V-V respectively correspond to I-I, II-II, III-III, IV-IV, and V in FIG. It is sectional drawing along -V line.
  • the film body 20 includes the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32, the first insulating layer 33 and the second insulating layer 34, the resistance layer 35, and the light absorbing layer 36. And the separation layer 37.
  • the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 are opposed to each other via the gap G in the light receiving portion 21.
  • the gap G extends along the line L.
  • the line L extends in a meandering manner so as to connect, for example, the first connection portion 22 and the second connection portion 23 when viewed from the thickness direction of the substrate 2.
  • the line L has a meandering portion L1.
  • the meandering portion L1 includes a plurality of curved portions L2.
  • the meandering portion L1 extends to one side of the light receiving portion 21 in the light receiving portion 21, for example, turns 180 ° in the curved portion L2, and extends to the other side of the light receiving portion 21, for example, 180 ° in the curved portion L2. It is configured by repeating extending to one side of the light receiving unit 21 again.
  • one side is one side with respect to a straight line connecting the first connection portion 22 and the second connection portion 23 when viewed from the thickness direction of the substrate 2 (for example, the first beam portion
  • the other side is the one side with respect to the straight line connecting the first connection portion 22 and the second connection portion 23. It means the opposite side (for example, the side on which the second beam 25 is present).
  • one side is one side (for example, the side on which the first beam portion 24 exists) with respect to a straight line passing through the center of gravity of the film body 20 when viewed from the thickness direction of the substrate 2
  • the side of the line is the side opposite to one side with respect to the straight line passing through the center of gravity of the film body 20 (the side on which the second beam 25 is present) It is also good.
  • the length of each of the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 in the direction along the line L is, for example, several tens to several hundreds ⁇ m It is an extent.
  • the width of each of the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 in the direction perpendicular to the line L is, for example, about several ⁇ m.
  • the width of the gap G in the direction perpendicular to the line L is, for example, about several ⁇ m.
  • the direction perpendicular to the line L means the direction perpendicular to the tangent at each position of the line L when viewed from the thickness direction of the substrate 2. At each position of the curvilinear portion, the direction perpendicular to the line L is different.
  • the thickness of each of the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 is, for example, about several tens to several hundreds of nm.
  • the first wiring layer 31 extends from the light receiving portion 21 to the first connection portion 22 via the first beam portion 24.
  • the first wiring layer 31 is formed on the first electrode post 7 at the first connection portion 22.
  • the first wiring layer 31 is electrically connected to the first electrode post 7.
  • the second wiring layer 32 extends from the light receiving portion 21 to the second connection portion 23 via the second beam portion 25.
  • the second wiring layer 32 is formed on the second electrode post 8 at the second connection portion 23.
  • the second wiring layer 32 is electrically connected to the second electrode post 8.
  • the material of each of the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 is, for example, a metal material such as Ti.
  • the first insulating layer 33 covers the light receiving portion 21, the first beam portion 24 and the second beam portion 25 so as to cover the surface of each of the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 opposite to the substrate 2. And, it is formed across the first connection portion 22 and the second connection portion 23.
  • the first insulating layer 33 includes the first wiring layer 31 and the first wiring layer 31 in a state in which a region along the line L is exposed in the surface of each of the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 opposite to the substrate 2.
  • the second wiring layer 32 is formed on the surface opposite to the substrate 2.
  • the second insulating layer 34 covers the surface of the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 on the substrate 2 side, the light receiving portion 21, the first beam portion 24 and the second beam portion 25, and The first connection portion 22 and the second connection portion 23 are formed.
  • the thickness of each of the first insulating layer 33 and the second insulating layer 34 is, for example, about several tens of nm.
  • the material of each of the first insulating layer 33 and the second insulating layer 34 is, for example, a silicon nitride film (SiN) or the like.
  • the resistance layer 35 is formed to cover the first insulating layer 33 from the opposite side of the substrate 2 in the light receiving unit 21.
  • the resistance layer 35 is in contact with a region along the line L in the surface of the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 opposite to the substrate 2 in the light receiving section 21. That is, the resistance layer 35 is electrically connected to each of the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 in the light receiving unit 21.
  • the resistive layer 35 has a temperature-dependent electrical resistance.
  • the thickness of the resistive layer 35 is, for example, about several tens to several hundreds of nm.
  • the material of the resistance layer 35 is, for example, amorphous silicon (a-Si) or the like in which the change in electrical resistivity due to a temperature change is large.
  • the light absorption layer 36 faces the surface 2 a of the substrate 2 in the light receiving unit 21.
  • the light absorption layer 36 is disposed on the opposite side of the resistance layer 35 to the substrate 2. When viewed from the thickness direction of the substrate 2, the light absorption layer 36 spreads over the entire area of the light receiving unit 21.
  • the thickness of the light absorption layer 36 is, for example, about ten and several nm.
  • the material of the light absorption layer 36 is, for example, WSi 2 or Ti.
  • the separation layer 37 is positioned between the resistance layer 35 and the light absorption layer 36 in the light receiving portion 21, and the light receiving portion 21, the first beam portion 24 and the second beam portion 25, and the first connection portion 22. And the second connection portion 23.
  • the thickness of the separation layer 37 is larger than the thickness of each of the first wiring layer 31, the second wiring layer 32, the resistance layer 35, and the light absorption layer 36.
  • the thickness of the separation layer 37 is, for example, about several hundred nm.
  • the material of the separation layer 37 is, for example, a silicon nitride film (SiN) or the like.
  • a plurality of through holes 20c and 20d are formed.
  • the plurality of through holes 20 c and 20 d are holes through which an etching gas for removing a sacrificial layer 69 described later passes.
  • Each of the through holes 20 c and 20 d has, for example, a circular shape when viewed in the thickness direction of the substrate 2.
  • the diameter of each through hole 20c, 20d is, for example, about several ⁇ m.
  • the configuration of the first electrode post 7 and the first connection portion 22 is the same as the configuration of the second electrode post 8 and the second connection portion 23, so in FIG. 6, the first electrode post 7 and the first connection portion
  • the structure of 22 is shown by a code in parentheses and the description thereof is omitted.
  • I--I and V--V in FIG. 6 are cross-sectional views along I--I and V--V lines in FIG. 4, respectively.
  • the second electrode post 8 has a second main body 81, a second bottom 82, and a second flange 83.
  • the second body portion 81, the second bottom portion 82, and the second flange portion 83 are integrally formed of a metal material such as Ti, for example.
  • the second main body portion 81 has a cylindrical shape, for example, a cylindrical shape that extends from the second electrode pad 63 toward the opposite side to the substrate 2.
  • Each of the inner surface 81a and the outer surface 81b of the second main body portion 81 is, for example, a truncated conical tapered surface.
  • the second bottom portion 82 is provided at an end portion of the second main portion 81 on the substrate 2 side.
  • the second bottom portion 82 is in contact with the second electrode pad 63.
  • the inner surface 82 a of the second bottom portion 82 is, for example, a circular flat surface (flat surface parallel to the surface 2 a of the substrate 2), and is connected to the inner surface 81 a of the second main portion 81.
  • the outer surface of the second bottom portion 82 is formed with a groove 82b extending annularly along the outer edge thereof.
  • the groove 82 b is defined by the second bottom 82 and the second electrode pad 63.
  • the second flange portion 83 is provided at an end of the second main portion 81 opposite to the substrate 2.
  • the second flange portion 83 is formed in an outward flange shape.
  • the surface 83a of the second ridge 83 opposite to the substrate 2 is, for example, a flat surface (flat surface parallel to the surface 2a of the substrate 2) having a circular inner edge and a rectangular outer edge, and the second body portion It is connected to the inner surface 81 a of 81.
  • the surface 83b on the substrate 2 side of the second flange 83 is, for example, a flat surface (flat surface parallel to the surface 2a of the substrate 2) having a circular inner edge and a rectangular outer edge, and the outer surface of the second main body 81 It is connected with 81b.
  • the outer edge of the surface 83a and the outer edge of the surface 83b are connected by the second inclined surface 83c. That is, the second inclined surface 83 c is annularly provided along the outer edge of the second flange 83.
  • the second inclined surface 83c is inclined so as to be closer to the substrate 2 in the direction perpendicular to the surface 2a of the substrate 2 as it is separated from the second main body 81 in the direction parallel to the surface 2a of the substrate 2.
  • the second inclined surface 83c is, for example, a tapered surface in the shape of a quadrangular pyramid.
  • the second wiring layer 32 extends to the second connection portion 23 via the second beam portion 25.
  • the second wiring layer 32 reaches the inner surface 81 a of the second main portion 81 and the inner surface 82 a of the second bottom portion 82 via the second inclined surface 83 c and the surface 83 a of the second flange 83 in the second connection portion 23.
  • the second wiring layer 32 covers the second inclined surface 83 c and the surface 83 a of the second flange 83 and the inner surface 81 a of the second main portion 81 and the inner surface 82 a of the second bottom 82 in the second connection portion 23.
  • the second wiring layer 32 is smoothly formed in the second connection portion 23 without being bent at an angle less than or equal to a right angle.
  • the first insulating layer 33 covers the side surface 32 a of the second wiring layer 32 at the second connection portion 23.
  • the second insulating layer 34 is the second connecting portion 23 via the surface of the second wiring layer 32 on the substrate 2 side, the surface 83 b of the second flange portion 83, and the outer surface 81 b of the second main portion 81.
  • the groove 82 b is inserted on the electrode pad 63. That is, in the second connection portion 23, a part of the second insulating layer 34 is disposed between the second electrode post 8 and the second electrode pad 63.
  • the resistance layer 35 is provided not only to the light receiving unit 21 but also to the second connection unit 23.
  • the resistance layer 35 is not formed on the second beam portion 25 except for the both end portions. That is, the resistance layer 35 is divided at the second beam portion 25.
  • each of the first electrode post 7 and the first connection portion 22 is the same as the configuration of each of the second electrode post 8 and the second connection portion 23. However, it is not the second wiring layer 32 but the first wiring layer 31 that extends to the first connection portion 22. That is, the first electrode post 7 has a first main body 71, a first bottom 72, and a first flange 73.
  • the first main body portion 71, the first bottom portion 72, and the first collar portion 73 are integrally formed of a metal material such as Ti, for example.
  • the first main body portion 71 has a tubular shape spreading from the first electrode pad 62 toward the opposite side to the substrate 2.
  • the first bottom portion 72 is provided at an end portion of the first main portion 71 on the substrate 2 side.
  • the first flange portion 73 is provided at the end of the first main portion 71 opposite to the substrate 2.
  • the first flange portion 73 is provided with a first inclined surface 73 c which is inclined so as to approach the substrate 2 as it is separated from the first main portion 71.
  • the first inclined surface 73 c is annularly provided along the outer edge of the first flange portion 73.
  • the first wiring layer 31 extends to the first connection portion 22 via the first beam portion 24, and the inner surface 71 a of the first main portion 71 and the inner surface of the first bottom portion 72 via the first inclined surface 73 c. It has reached 72a.
  • the first wiring layer 31 covers the first inclined surface 73 c and the inner surface 71 a of the first main portion 71 and the inner surface 72 a of the first bottom portion 72.
  • the first insulating layer 33 covers the side surface 31 a of the first wiring layer 31 at the first connection portion 22.
  • the second insulating layer 34 enters the groove 72 b formed on the outer surface of the first bottom portion 72 on the first electrode pad 62 through the outer surface 71 b of the first main portion 71.
  • the resistance layer 35 is provided not only to the light receiving unit 21 but also to the first connection unit 22.
  • the resistance layer 35 is not formed on the first beam portion 24 except for the both end portions. That is, the resistance layer 35 is divided at the first beam portion 24.
  • the light detector 1 configured as described above detects light as follows. First, when light is incident on the light receiving unit 21, heat is generated in the light absorption layer 36 constituting an optical resonant structure described later. At this time, the light receiving unit 21 and the substrate 2 are thermally separated by the air gap S. The light receiving unit 21 and the first connection unit 22 and the first beam unit 24 are thermally separated by the first slit 20 a. Further, the light receiving portion 21 and the second connection portion 23 and the second beam portion 25 are thermally separated by the second slit 20 b. Therefore, the heat generated in the light absorbing layer 36 is dissipated to the substrate 2 side through the first beam portion 24 and the first connection portion 22 and the second beam portion 25 and the second connection portion 23. Is suppressed.
  • the light absorption layer 36 and the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 are thermally separated by the separation layer 37. Therefore, before the heat generated in the light absorption layer 36 is sufficiently transmitted to the resistance layer 35 through the separation layer 37, the heat escapes to the substrate 2 side through the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32. Such things are suppressed.
  • the heat generated in the light absorption layer 36 is transmitted to the resistance layer 35 through the separation layer 37.
  • the heat causes the resistance layer 35 to rise in temperature and to decrease in electrical resistance.
  • the change in electrical resistance is sent as a signal to the signal processing circuit unit 5 through the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32, and the first electrode post 7 and the second electrode post 8.
  • the change in the electrical resistance of the resistance layer 35 is converted into a change in voltage or current.
  • the change in the electrical resistance is also sent as a signal to the signal processing circuit unit 5 from the reference element of the reference unit 4.
  • the change in the electrical resistance of the resistance layer of the reference element is converted into a change in voltage or current.
  • the reference element is an element for compensating for temperature change due to factors other than light reception in the light detection element 10.
  • the signal processing circuit unit 5 detects light based on the difference between the change in voltage or current by the light detection element 10 and the change in voltage or current by the reference element.
  • part of the incident light A (having a wavelength of ⁇ ) incident on the light absorption layer 36 is reflected by the light absorption layer 36 as reflected light B1, and the other part is a light absorption layer. It passes through 36.
  • the other part of the incident light A transmitted through the light absorption layer 36 is reflected by the light reflection layer 61 as a reflected light B2.
  • the reflected light B1 and the reflected light B2 interfere with each other on the reflection surface of the light absorption layer 36 and are canceled.
  • the incident light A is absorbed at the reflection surface of the light absorption layer 36.
  • the energy of the absorbed incident light A generates heat in the light absorption layer 36.
  • the absorptivity of the incident light A is determined by the sheet resistance of the light absorption layer 36 and the optical distance t between the light absorption layer 36 and the light reflection layer 61.
  • the thickness of the light absorption layer 36 is set to about 16 nm (when the material of the light absorption layer 36 is WSi 2 ) so that the sheet resistance is a vacuum impedance (377 ⁇ / sq). According to this, the amplitude of the reflected light B1 reflected by the light absorption layer 36 matches the amplitude of the reflected light B2 reflected by the light reflection layer 61. For this reason, on the reflective surface of the light absorption layer 36, the reflected light B1 and the reflected light B2 are efficiently interfered and canceled. Therefore, the absorptivity of incident light A is improved.
  • the light reflecting layer 61 and the light absorbing layer 36 constitute an optical resonant structure. When viewed from the thickness direction of the substrate 2, the larger the area of the overlapping portion of the light reflecting layer 61 and the light absorbing layer 36, the more efficiently the incident light A is absorbed.
  • the first main body portion 71 of the first electrode post 7 has a tubular shape spreading from the first electrode pad 62 toward the opposite side to the substrate 2. Therefore, stress concentration hardly occurs in the first connection portion 22 of the film body 20. The same applies to the second electrode post 8, and stress concentration hardly occurs in the second connection portion 23. Further, a first flange portion 73 is provided in the first main body portion 71 of the first electrode post 7. Therefore, deformation does not easily occur in the first connection portion 22. The same applies to the second electrode post 8, and deformation is less likely to occur in the second connection portion 23.
  • the first wiring layer 31 extends to the inner surface 71 a of the first main body portion 71 via the first inclined surface 73 c provided in the first flange portion 73. Therefore, stress concentration hardly occurs in the first wiring layer 31 itself in the first connection portion 22. The same applies to the second electrode post 8, and stress concentration hardly occurs in the second wiring layer 32 itself in the second connection portion 23. Furthermore, the first wiring layer 31 extends not only to the inner surface 71 a of the first main portion 71 but also to the inner surface 72 a of the first bottom portion 72 via the first inclined surface 73 c. Thereby, the electrical connection between the first wiring layer 31 and the first electrode post 7 can be ensured. The same applies to the second electrode post 8, and the electrical connection between the second wiring layer 32 and the second electrode post 8 can be ensured.
  • the first connection portion 22 and the second connection portion 23 to which the first electrode post 7 and the second electrode post 8 are respectively connected are electrically It is possible to suppress the occurrence of connection failure. Further, according to the light detector 1, the thicknesses of the first electrode post 7 and the second electrode post 8 can be increased and the thicknesses of the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 can be reduced. Thereby, coexistence with reinforcement of the 1st electrode post 7 and the 2nd electrode post 8, and reduction of the heat conductance of the 1st wiring layer 31 and the 2nd wiring layer 32 can be aimed at.
  • the first inclined surface 73 c is annularly provided along the outer edge of the first ridge 73
  • the first wiring layer 31 includes the first inclined surface 73 c and the first main body portion.
  • a second inclined surface 83c is annularly provided along the outer edge of the second flange portion 83
  • the second wiring layer 32 is provided with a second inclined surface 83c and a second main body. It covers the inner surface 81 a of the portion 81. According to this configuration, the electrical connection between the first wiring layer 31 and the first electrode post 7 and the electrical connection between the second wiring layer 32 and the second electrode post 8 can be further ensured. it can.
  • the first insulating layer 33 covers the side 31 a of the first wiring layer 31 and the side 32 a of the second wiring layer 32 in each of the first connection portion 22 and the second connection portion 23. ing. According to this configuration, peeling of the first wiring layer 31 in the first connection portion 22 and protection in the second connection portion 23 while protecting the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 from the side opposite to the substrate 2. Peeling of the second wiring layer 32 can be prevented.
  • the second insulating layer 34 is formed on the first electrode pad 62 at the first connection portion 22 via the outer surface 71 b of the first main portion 71 of the first electrode post 7.
  • the second insulating layer 34 is formed on the second electrode pad 63 via the outer surface 81 b of the second main portion 81 of the second electrode post 8 at the second connection portion 23.
  • the groove 82b is formed in the outer surface of the second bottom 82 at the position.
  • the resistance layer 35 is provided in the light receiving portion 21, the first connection portion 22 and the second connection portion 23, and is divided at each of the first beam portion 24 and the second beam portion 25. ing. According to this configuration, since the first connection portion 22 and the second connection portion 23 are reinforced by the resistance layer 35, each of the first electrode post 7 and the second electrode post 8 in the film body 20 is connected It is possible to more reliably suppress the occurrence of a defect in the electrical connection in each of the first connection portion 22 and the second connection portion 23. Further, since the resistive layer 35 is divided at the first beam portion 24 and the second beam portion 25, heat generated at the light receiving portion 21 is prevented from escaping through the first beam portion 24 and the second beam portion 25. Thus, the performance of the photodetector 1 can be improved.
  • FIGS. 8 to 17 II, II-II, III-III, IV-IV and V-V of (b) respectively correspond to II line of (a), It is a cross-sectional view along the II-II line, the III-III line, the IV-IV line, and the VV line.
  • FIG. 15 and FIG. 16 a diagram such as the above (a) is omitted.
  • the substrate 2 is prepared, and the light reflection layer 61, the first electrode pad 62, and the second electrode pad 63 are formed on the surface 2 a of the substrate 2.
  • the light reflection layer 61, the first electrode pad 62, and the second electrode pad 63 have the above-described shape by etching.
  • a sacrificial layer 69 is formed on the surface 2 a of the substrate 2 so as to cover the light reflection layer 61, the first electrode pad 62, and the second electrode pad 63.
  • the material of the sacrificial layer 69 is, for example, polyimide.
  • through holes 69a and 69b are formed in the sacrificial layer 69 by removing a part of the sacrificial layer 69 by etching.
  • the through holes 69a and 69b are formed on the first electrode pad 62 and the second electrode pad 63, respectively.
  • the surfaces of the first electrode pad 62 and the second electrode pad 63 opposite to the substrate 2 are exposed.
  • the inner surfaces of the through holes 69a and 69b are, for example, truncated cone-like tapered surfaces.
  • the inner surfaces of the through holes 69 a and 69 b respectively extend from the first electrode pad 62 and the second electrode pad 63 toward the side opposite to the substrate 2.
  • a second insulating layer 34 is formed on the sacrificial layer 69.
  • the second insulating layer 34 is formed such that the inner surface thereof is, for example, a truncated conical surface in each of the through holes 69a and 69b.
  • the through holes 34 a and 34 b are formed in the second insulating layer 34 by removing a part of the second insulating layer 34 by etching.
  • the through holes 34 a and 34 b are respectively formed on the first electrode pad 62 and the second electrode pad 63.
  • each through-hole 34a, 34b the surface on the opposite side to the board
  • Each of the through holes 34 a and 34 b has a circular shape when viewed from the thickness direction of the substrate 2.
  • the first electrode post 7 is formed on the second insulating layer 34 in the through hole 69a
  • the second electrode post 8 is formed on the second insulating layer 34 in the through hole 69b.
  • Each of the first electrode post 7 and the second electrode post 8 is formed, for example, by vapor deposition.
  • the inner surfaces of the second insulating layers 34 are tapered surfaces in each of the through holes 69a and 69b, each of the first electrode post 7 and the second electrode post 8 is formed more reliably. Thereby, disconnection due to film formation failure of the first electrode post 7 and the second electrode post 8 is suppressed.
  • the second insulating layer 34 has a portion in each of the first connection portion 22 and the second connection portion 23, the groove 72b and the groove 82b, respectively, the first electrode post 7 and the The tolerance for misalignment of the two-electrode post 8 is broadened.
  • the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 are formed on the second insulating layer 34 so as to cover the first electrode post 7 and the second electrode post 8.
  • Each of the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 is formed, for example, by vapor deposition.
  • the first inclined surface 73c of the first collar 73 and the inner surface 71a of the first main body 71, and the second inclined surface 83c of the second collar 83 and the inner surface 81a of the second main body 81 have tapered surfaces.
  • the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 are more reliably formed on the first electrode post 7 and the second electrode post 8.
  • the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 have the above-described shape by etching.
  • the light receiving unit 21, the first beam portion 24 and the second beam portion 25, and the first beam portion 24 and the second beam portion 25 are provided to cover the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32 from the opposite side of the substrate 2.
  • the first insulating layer 33 is formed across the first connection portion 22 and the second connection portion 23.
  • the first insulating layer 33 has the above-described shape by etching.
  • the first insulating layer 33 covers the side surface 31 a of the first wiring layer 31 and the side surface 32 a of the second wiring layer 32, the number of interfaces of different materials exposed is reduced. Thereby, in the manufacturing process of the light detection element 10, the etching defect resulting from the interface can be reduced.
  • the resistance layer 35 is formed to cover the first insulating layer 33 from the opposite side of the substrate 2, and the first connection portion 22 and the second connection portion 23.
  • the resistance layer 35 is formed on the first insulating layer 33 in FIG.
  • the separation layer 37 is formed to cover the resistance layer 35 from the opposite side of the substrate 2, and the first beam portion 24 and the second beam In the portion 25, the separation layer 37 is formed on the first insulating layer 33.
  • the light absorption layer 36 is formed on the separation layer 37, and the through holes 20 c and 20 d are further formed.
  • the light absorption layer 36 is shaped as described above by etching.
  • the through holes 20c and 20d are formed at the above-described positions by etching.
  • the first slit 20a and the second slit 20b are formed, and etching is further advanced from the first slit 20a and the second slit 20b, and the through holes 20c and 20d, and sacrificial
  • the void 69 is formed by removing the layer 69.
  • the first slit 20a and the second slit 20b are formed at the above-described positions by etching.
  • this indication is not limited to the embodiment mentioned above.
  • the second wiring layer 32 extends to the inner surface 81 a of the second main portion 81 and the inner surface 82 a of the second bottom 82, but the second wiring layer 32 is the inner surface of the second bottom 82 It does not have to reach 82a.
  • the second wiring layer 32 may extend to the inner surface 81 a of the second main portion 81 via the second inclined surface 83 c of the second flange portion 83 in the second connection portion 23.
  • the first wiring layer 31 may extend to the inner surface 71 a of the first main body 71 via the first inclined surface 73 c of the first ridge 73 at the first connection portion 22.
  • the second inclined surface 83c is annularly provided along the outer edge of the second flange 83 in the above embodiment, the second inclined surface 83c is, for example, at the outer edge of the second flange 83. It may be provided only in part.
  • the second wiring layer 32 may not cover the second inclined surface 83 c and the inner surface 81 a of the second main portion 81 and the inner surface 72 a of the second bottom portion 82.
  • the second wiring layer 32 may extend to the inner surface 81 a of the second main portion 81 via the second inclined surface 83 c.
  • the first inclined surface 73 c may be provided, for example, only on a part of the outer edge of the first flange portion 73.
  • the first wiring layer 31 may not cover the first inclined surface 73 c and the inner surface 71 a of the first main body 71 and the inner surface 72 a of the first bottom 72.
  • the first wiring layer 31 may extend to the inner surface 71 a of the first main body 71 via the first inclined surface 73 c.
  • the inner surface 81a and the outer surface 81b of the second main body portion 81 are respectively truncated cone-like tapered surfaces
  • the inner surface 81a and the outer surface 81b of the second main body portion 81 are It may be a tapered surface.
  • the inner surface 71a and the outer surface 71b of the first main body portion 71 may each be, for example, a tapered surface having a quadrangular pyramid shape.
  • the inner edge of the surface 83a opposite to the substrate 2 in the second flange 83 is circular and the outer edge is rectangular, but the inner and outer edges of the surface 83a are, for example, circular. Or it may be rectangular.
  • the inner edge of the surface 83b on the substrate 2 side in the second flange 83 is circular and the outer edge is rectangular, the inner edge and the outer edge of the surface 83b are, for example, circular or rectangular, respectively. It may be The same applies to the first collar 73, and the inner edge and the outer edge of the surface 73a may be, for example, circular or rectangular. Also, the inner edge and the outer edge of the surface 73b may be, for example, circular or rectangular.
  • the film body 20 showed the example which exhibits rectangular shape, for example, when it sees from the thickness direction of the board
  • the film body 20 may have various shapes such as, for example, a circular shape.
  • various materials and thicknesses can be selected for each of the first wiring layer 31 and the second wiring layer 32, the resistance layer 35, the light absorption layer 36, and the separation layer 37.
  • the sensitivity can be easily improved and the strength of the film body 20 can be improved. It can be improved.
  • the optimum material for each of the first wiring layer 31, the second wiring layer 32, and the light absorption layer 36 it is possible to achieve both improvement in sensitivity and response speed.
  • the through holes 20 c and 20 d may have various shapes such as an oval or a square. Further, the positions at which the through holes 20c and 20d are formed are not limited. The through holes 20 c and 20 d may be formed at various positions of the light receiving unit 21.
  • the pixel unit 3 may be configured by one light detection element 10.
  • Second electrode pad 71 First body portion 71a inner surface 71b Outer surface 72 first bottom portion 72a inner surface 72b groove 73: first ridge portion 73c: first inclined surface 81: second main body portion 81a: inner surface 81b: outer surface 82: second bottom portion 82a: inner surface 82b: groove: 83: second ridge portion 83c: second inclined surface, G: gap, S: air gap.

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Abstract

光検出器は、基板と、基板の表面上に配置された膜体と、膜体を支持する第１電極ポストと、膜体を支持する第２電極ポストと、を備える。第１電極ポストは、第１電極パッドから基板とは反対側に向かって広がる筒状を呈する第１本体部と、第１本体部における基板側の端部に設けられた第１底部と、第１本体部における基板とは反対側の端部に設けられた第１鍔部と、を有する。第１鍔部には、第１本体部から離れるほど基板に近づくように傾斜した第１傾斜面が設けられている。第１配線層は、第１傾斜面を介して第１本体部の内面に至っている。第２電極ポスト及び第２配線層は、第１電極ポスト及び第１配線層と同様に形成されている。

Description

光検出器
　本開示は、光検出器に関する。
　光検出器として、基板と、基板の表面との間に空隙が形成されるように基板の表面上に配置された膜体と、膜体を支持する一対の電極ポストと、を備え、膜体が、ギャップを介して互いに対向する一対の配線層と、温度に依存する電気抵抗を有する抵抗層と、を有するものが知られている。このような光検出器では、電極ポストが円筒状を呈しており、膜体のうち電極ポストが接続される接続部において配線層が電極ポストと電気的に接続されている（例えば、特許文献１参照）。
米国特許出願公開第２０１１／４２５６９号明細書
　上述したような光検出器では、電極ポストの外面が膜体の接続部における基板側の表面と垂直に交わるため、その交わった部分で応力集中が起こり易く、その結果、膜体のうち電極ポストが接続される接続部において電気的な接続に不良が生じるおそれがある。
　そこで、本開示は、膜体のうち電極ポストが接続される接続部において電気的な接続に不良が生じるのを抑制することができる光検出器を提供することを目的とする。
　本開示の一側面の光検出器は、基板と、受光部、第１接続部及び第２接続部、受光部と第１接続部との間に配置された第１梁部、並びに、受光部と第２接続部との間に配置された第２梁部を有し、基板の表面との間に空隙が形成されるように基板の表面上に配置された膜体と、基板の表面に形成された第１電極パッドと、基板の表面に形成された第２電極パッドと、第１電極パッドと第１接続部との間に配置され、膜体を支持すると共に、膜体と第１電極パッドとを電気的に接続する第１電極ポストと、第２電極パッドと第２接続部との間に配置され、膜体を支持すると共に、膜体と第２電極パッドとを電気的に接続する第２電極ポストと、を備え、膜体は、受光部においてギャップを介して互いに対向する第１配線層及び第２配線層と、温度に依存する電気抵抗を有し、受光部において第１配線層及び第２配線層のそれぞれと電気的に接続された抵抗層と、を含み、第１電極ポストは、第１電極パッドから基板とは反対側に向かって広がる筒状を呈する第１本体部と、第１本体部における基板側の端部に設けられた第１底部と、第１本体部における基板とは反対側の端部に設けられた第１鍔部と、を有し、第１鍔部には、第１本体部から離れるほど基板に近づくように傾斜した第１傾斜面が設けられており、第１配線層は、第１梁部を介して第１接続部に延在しており、第１傾斜面を介して第１本体部の内面に至っており、第２電極ポストは、第２電極パッドから基板とは反対側に向かって広がる筒状を呈する第２本体部と、第２本体部における基板側の端部に設けられた第２底部と、第２本体部における基板とは反対側の端部に設けられた第２鍔部と、を有し、第２鍔部には、第２本体部から離れるほど基板に近づくように傾斜した第２傾斜面が設けられており、第２配線層は、第２梁部を介して第２接続部に延在しており、第２傾斜面を介して第２本体部の内面に至っている。
　この光検出器では、第１電極ポストの第１本体部が、第１電極パッドから基板とは反対側に向かって広がる筒状を呈している。このため、膜体のうち第１電極ポストが接続される第１接続部において応力集中が起こり難い。第２電極ポストについても同様であり、膜体のうち第２電極ポストが接続される第２接続部において応力集中が起こり難い。また、第１電極ポストの第１本体部における基板とは反対側の端部に第１鍔部が設けられている。このため、膜体のうち第１電極ポストが接続される第１接続部において変形が生じ難い。第２電極ポストについても同様であり、膜体のうち第２電極ポストが接続される第２接続部において変形が生じ難い。更に、第１配線層が、第１鍔部に設けられた第１傾斜面を介して第１本体部の内面に至っている。このため、膜体のうち第１電極ポストが接続される第１接続部において第１配線層自体に応力集中が起こり難い。第２電極ポストについても同様であり、膜体のうち第２電極ポストが接続される第２接続部において第２配線層自体に応力集中が起こり難い。以上により、この光検出器によれば、膜体のうち電極ポストが接続される接続部において電気的な接続に不良が生じるのを抑制することができる。
　本開示の一側面の光検出器では、第１配線層は、第１傾斜面を介して第１本体部の内面及び第１底部の内面に至っており、第２配線層は、第２傾斜面を介して第２本体部の内面及び第２底部の内面に至っていてもよい。この構成によれば、第１配線層と第１電極ポストとの電気的な接続、及び第２配線層と第２電極ポストとの電気的な接続を確実化することができる。
　本開示の一側面の光検出器では、第１傾斜面は、第１鍔部の外縁に沿って環状に設けられており、第１配線層は、第１傾斜面、及び第１本体部の内面を覆っており、第２傾斜面は、第２鍔部の外縁に沿って環状に設けられており、第２配線層は、第２傾斜面、及び第２本体部の内面を覆っていてもよい。この構成によれば、第１配線層と第１電極ポストとの電気的な接続、及び第２配線層と第２電極ポストとの電気的な接続をより一層確実化することができる。
　本開示の一側面の光検出器では、膜体は、第１配線層及び第２配線層における基板とは反対側の表面に形成された第１絶縁層を更に含み、第１絶縁層は、第１接続部において第１配線層の側面を覆っており、第２接続部において第２配線層の側面を覆っていてもよい。この構成によれば、第１配線層及び第２配線層を基板とは反対側から保護しつつ、第１接続部における第１配線層の剥離、及び第２接続部における第２配線層の剥離を防止することができる。
　本開示の一側面の光検出器では、膜体は、第１配線層及び第２配線層における基板側の表面に形成された第２絶縁層を更に含み、第２絶縁層は、第１本体部の外面を介して、第１電極パッド上において第１底部の外面に形成された溝に入り込んでおり、第２本体部の外面を介して、第２電極パッド上において第２底部の外面に形成された溝に入り込んでいてもよい。この構成によれば、第１配線層及び第２配線層を基板側から保護しつつ、第１電極パッド上での第２絶縁層の剥離や第１電極ポストの外面の露出、及び第２電極パッド上での第２絶縁層の剥離や第２電極ポストの外面の露出を防止することができる。
　本開示の一側面の光検出器では、抵抗層は、受光部、第１接続部及び第２接続部に設けられており、第１梁部及び第２梁部のそれぞれにおいて分断されていてもよい。この構成によれば、抵抗層によって第１接続部及び第２接続部が補強されるため、膜体のうち電極ポストが接続される接続部において電気的な接続に不良が生じるのをより確実に抑制することができる。また、抵抗層が第１梁部及び第２梁部において分断されているため、受光部で生じた熱が第１梁部及び第２梁部を介して逃げるのを抑制し、光検出器としての性能を向上させることができる。
　本開示によれば、膜体のうち電極ポストが接続される接続部において電気的な接続に不良が生じるのを抑制することができる光検出器を提供することが可能となる。
図１は、一実施形態の光検出器の平面図である。 図２は、図１の光検出器の画素部の平面図である。 図３は、図２の画素部の光検出素子の斜視図である。 図４は、図３の光検出素子の平面図である。 図５は、図３の光検出素子の断面図である。 図６は、図３の光検出素子の断面図である。 図７は、光共振構造の原理を示す図である。 図８は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図９は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図１０は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図１１は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図１２は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図１３は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図１４は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図１５は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図１６は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。 図１７は、図５の光検出素子の製造方法を示す図である。
　以下、本開示の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
　図１に示される光検出器１は、ボロメータとしての機能を利用することで、光を検出する。当該光は、例えばテラヘルツ波を含む赤外線である。当該光が赤外線である場合、光検出器１は、赤外イメージャ、又はサーモグラフィー等に用いられる。光検出器１は、特に１μｍ～数十μｍの波長帯域の光の検出に優れた特性を有している。図１に示されるように、光検出器１は、基板２と、画素部３と、リファレンス部４と、信号処理回路部５と、を備えている。基板２は、例えばＳｉ基板である。基板２の厚さは、例えば数百μｍ程度である。画素部３、リファレンス部４、及び信号処理回路部５は、基板２上に形成されている。画素部３及びリファレンス部４は、それぞれ、信号処理回路部５と電気的に接続されている。なお、信号処理回路部５は、基板２内に形成されていてもよい。
　図２に示されるように、画素部３は、複数の光検出素子１０によって構成されている。複数の光検出素子１０は、二次元マトリックス状に配置されている。図３に示されるように、光検出素子１０は、基板２（正確には、基板２の一部）と、光反射層６１と、第１電極パッド６２と、第２電極パッド６３と、膜体２０と、第１電極ポスト７と、第２電極ポスト８と、を備えている。
　光反射層６１は、基板２の表面２ａに形成されている。光反射層６１は、基板２の厚さ方向（すなわち、基板２の表面２ａに垂直な方向）において、後述する光吸収層３６と対向しており、光吸収層３６と共に光共振構造を構成している。光反射層６１の厚さは、例えば数百ｎｍ程度である。光反射層６１の材料は、例えば、光（例えば赤外線）に対する反射率が大きいＡｌ等の金属材料である。
　第１電極パッド６２及び第２電極パッド６３は、基板２の表面２ａに形成されている。光反射層６１、第１電極パッド６２及び第２電極パッド６３は、基板２の厚さ方向から見た場合に例えば矩形状の外形を構成している。第１電極パッド６２及び第２電極パッド６３は、当該外形の対角に位置している。第１電極パッド６２及び第２電極パッド６３は、それぞれ、基板２の厚さ方向から見た場合に例えば矩形状を呈している。第１電極パッド６２及び第２電極パッド６３は、それぞれ、基板２に形成された配線（図示省略）を介して、信号処理回路部５と電気的に接続されている。第１電極パッド６２及び第２電極パッド６３のそれぞれの厚さは、例えば数百ｎｍ程度である。第１電極パッド６２及び第２電極パッド６３のそれぞれの材料は、例えば、導電性を有するＡｌ等の金属材料である。
　膜体２０は、基板２の表面２ａとの間に空隙Ｓが形成されるように基板２の表面２ａ上に配置されている。膜体２０は、基板２の表面２ａと略平行に配置されている。膜体２０と基板２の表面２ａとの距離は、例えば数μｍ程度である。図３及び図４に示されるように、膜体２０は、受光部２１、第１接続部２２及び第２接続部２３、並びに、第１梁部２４及び第２梁部２５を有している。受光部２１、第１接続部２２及び第２接続部２３、並びに、第１梁部２４及び第２梁部２５は、一体的に形成されており、基板２の厚さ方向から見た場合に例えば矩形状の外形を構成している。第１接続部２２及び第２接続部２３は、当該外形の対角に位置している。第１接続部２２及び第２接続部２３は、それぞれ、基板２の厚さ方向から見た場合に例えば矩形状を呈している。
　受光部２１は、基板２の厚さ方向において光反射層６１と対向している。第１接続部２２は、基板２の厚さ方向において第１電極パッド６２と対向している。第２接続部２３は、基板２の厚さ方向において第２電極パッド６３と対向している。
　第１梁部２４は、受光部２１と第１接続部２２との間に配置されている。第１梁部２４は、受光部２１の一方の側において受光部２１の外縁に沿って延在している。第１梁部２４の一端は、第１接続部２２と接続されており、第１梁部２４の他端は、第２接続部２３の近傍の位置で受光部２１と接続されている。受光部２１と第１接続部２２との間、及び受光部２１と第１梁部２４との間には、第１スリット２０ａが一続きに形成されている。第２梁部２５は、受光部２１と第２接続部２３との間に配置されている。第２梁部２５は、受光部２１の他方の側において受光部２１の外縁に沿って延在している。第２梁部２５の一端は、第２接続部２３と接続されており、第２梁部２５の他端は、第１接続部２２の近傍の位置で受光部２１と接続されている。受光部２１と第２接続部２３との間、及び受光部２１と第２梁部２５との間には、第２スリット２０ｂが一続きに形成されている。第１梁部２４及び第２梁部２５のそれぞれの幅は、例えば数μｍ程度である。第１梁部２４及び第２梁部２５のそれぞれの長さは、例えば数十～数百μｍ程度である。第１スリット２０ａ及び第２スリット２０ｂのそれぞれの幅は、例えば数μｍ程度である。
　第１電極ポスト７は、第１電極パッド６２と第１接続部２２との間に配置されている。第１電極ポスト７は、膜体２０を支持すると共に、膜体２０と第１電極パッド６２とを電気的に接続している。第２電極ポスト８は、第２電極パッド６３と第２接続部２３との間に配置されている。第２電極ポスト８は、膜体２０を支持すると共に、膜体２０と第２電極パッド６３とを電気的に接続している。第１電極ポスト７及び第２電極ポスト８のそれぞれの高さは、例えば数μｍ程度である。第１電極ポスト７及び第２電極ポスト８のそれぞれの材料は、例えばＴｉ等の金属材料である。
　図５は、光検出素子１０の断面図である。図５のI－I、II－II、III－III、IV－IV、V－Vは、それぞれ、図４のI－I線、II－II線、III－III線、IV－IV線、V－V線に沿っての断面図である。図５に示されるように、膜体２０は、第１配線層３１及び第２配線層３２と、第１絶縁層３３及び第２絶縁層３４と、抵抗層３５と、光吸収層３６と、分離層３７と、を有している。
　図４及び図５に示されるように、基板２の厚さ方向から見た場合に、第１配線層３１及び第２配線層３２は、受光部２１においてギャップＧを介して互いに対向している。ギャップＧは、ラインＬに沿って延在している。ラインＬは、基板２の厚さ方向から見た場合に、例えば第１接続部２２と第２接続部２３とを結ぶように蛇行状に延在している。具体的には、ラインＬは、蛇行部Ｌ１を有している。蛇行部Ｌ１は、複数の曲線部Ｌ２を含んでいる。蛇行部Ｌ１は、受光部２１において、受光部２１の一方の側に延び、曲線部Ｌ２において、例えば１８０°折り返して、受光部２１の他方の側に延び、曲線部Ｌ２において、例えば１８０°折り返して、再び受光部２１の一方の側に伸びることを繰り返すことによって構成されている。
　本実施形態では、一方の側とは、基板２の厚さ方向から見た場合に、第１接続部２２と第２接続部２３とを結ぶ直線に対して一方の側（例えば第１梁部２４が存在する側）をいい、他方の側とは、基板２の厚さ方向から見た場合に、第１接続部２２と第２接続部２３とを結ぶ直線に対して一方の側とは反対の側（例えば第２梁部２５が存在する側）をいう。また、一方の側とは、基板２の厚さ方向から見た場合に、膜体２０の重心を通る直線に対して一方の側（例えば第１梁部２４が存在する側）であり、他方の側とは、基板２の厚さ方向から見た場合に、膜体２０の重心を通る直線に対して一方の側とは反対の側（第２梁部２５が存在する側）であってもよい。
　基板２の厚さ方向から見た場合に、受光部２１において、ラインＬに沿った方向における第１配線層３１及び第２配線層３２のそれぞれの長さは、例えば、数十～数百μｍ程度である。基板２の厚さ方向から見た場合に、ラインＬに垂直な方向における第１配線層３１及び第２配線層３２のそれぞれの幅は、例えば数μｍ程度である。基板２の厚さ方向から見た場合に、ラインＬに垂直な方向におけるギャップＧの幅は、例えば数μｍ程度である。ラインＬに垂直な方向とは、基板２の厚さ方向から見た場合に、ラインＬの各位置における接線に垂直な方向をいう。曲線部の各位置においては、ラインＬに垂直な方向はそれぞれ相違する。第１配線層３１及び第２配線層３２のそれぞれの厚さは、例えば数十～数百ｎｍ程度である。
　第１配線層３１は、受光部２１から第１梁部２４を介して第１接続部２２に延在している。第１配線層３１は、第１接続部２２において第１電極ポスト７上に形成されている。第１配線層３１は、第１電極ポスト７と電気的に接続されている。第２配線層３２は、受光部２１から第２梁部２５を介して第２接続部２３に延在している。第２配線層３２は、第２接続部２３において第２電極ポスト８上に形成されている。第２配線層３２は、第２電極ポスト８と電気的に接続されている。第１配線層３１及び第２配線層３２のそれぞれの材料は、例えばＴｉ等の金属材料である。
　第１絶縁層３３は、第１配線層３１及び第２配線層３２のそれぞれにおける基板２とは反対側の表面を覆うように、受光部２１、第１梁部２４及び第２梁部２５、並びに、第１接続部２２及び第２接続部２３に渡って形成されている。第１絶縁層３３は、第１配線層３１及び第２配線層３２のそれぞれにおける基板２とは反対側の表面のうちラインＬに沿った領域を露出させた状態で、第１配線層３１及び第２配線層３２における基板２とは反対側の表面に形成されている。第２絶縁層３４は、第１配線層３１及び第２配線層３２のそれぞれにおける基板２側の表面を覆うように、受光部２１、第１梁部２４及び第２梁部２５、並びに、第１接続部２２及び第２接続部２３に渡って形成されている。第１絶縁層３３及び第２絶縁層３４のそれぞれの厚さは、例えば数十ｎｍ程度である。第１絶縁層３３及び第２絶縁層３４のそれぞれの材料は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ）等である。
　抵抗層３５は、受光部２１において、基板２の反対側から第１絶縁層３３を覆うように形成されている。抵抗層３５は、受光部２１において、第１配線層３１及び第２配線層３２のそれぞれにおける基板２とは反対側の表面のうちラインＬに沿った領域に接触している。つまり、抵抗層３５は、受光部２１において、第１配線層３１及び第２配線層３２のそれぞれと電気的に接続されている。抵抗層３５は、温度に依存する電気抵抗を有している。抵抗層３５の厚さは、例えば数十～数百ｎｍ程度である。抵抗層３５の材料は、例えば、温度変化による電気抵抗率の変化が大きいアモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）等である。
　光吸収層３６は、受光部２１において、基板２の表面２ａと対向している。光吸収層３６は、抵抗層３５に対して基板２とは反対側に配置されている。光吸収層３６は、基板２の厚さ方向から見た場合に、受光部２１の全領域に広がっている。光吸収層３６の厚さは、例えば十数ｎｍ程度である。光吸収層３６の材料は、例えばＷＳｉ２又はＴｉ等である。
　分離層３７は、受光部２１においては抵抗層３５と光吸収層３６との間に位置するように、受光部２１、第１梁部２４及び第２梁部２５、並びに、第１接続部２２及び第２接続部２３に渡って形成されている。分離層３７の厚さは、第１配線層３１、第２配線層３２、抵抗層３５及び光吸収層３６のそれぞれの厚さよりも大きい。分離層３７の厚さは、例えば数百ｎｍ程度である。分離層３７の材料は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ）等である。
　膜体２０には、複数の貫通孔２０ｃ，２０ｄが形成されている。複数の貫通孔２０ｃ，２０ｄは、後述する犠牲層６９を除去するエッチングガスが通過する孔である。各貫通孔２０ｃ，２０ｄは、基板２の厚さ方向から見た場合に例えば円形状を呈している。各貫通孔２０ｃ，２０ｄの直径は、例えば数μｍ程度である。
　次に、図６を参照しつつ、第２電極ポスト８及び第２接続部２３の構成について、より詳細に説明する。なお、第１電極ポスト７及び第１接続部２２の構成は、第２電極ポスト８及び第２接続部２３の構成と同等であるため、図６では、第１電極ポスト７及び第１接続部２２の構成をかっこ書きの符号で示し、その説明を省略する。図６のI－I、V－Vは、それぞれ、図４のI－I線、V－V線に沿っての断面図である。
　図６に示されるように、第２電極ポスト８は、第２本体部８１と、第２底部８２と、第２鍔部８３と、を有している。第２本体部８１、第２底部８２、及び第２鍔部８３は、例えばＴｉ等の金属材料によって一体的に形成されている。第２本体部８１は、第２電極パッド６３から基板２とは反対側に向かって広がる例えば円筒状等の筒状を呈している。第２本体部８１の内面８１ａ及び外面８１ｂは、それぞれ、例えば円錐台状のテーパ面である。
　第２底部８２は、第２本体部８１における基板２側の端部に設けられている。第２底部８２は、第２電極パッド６３に接触している。第２底部８２の内面８２ａは、例えば円形状の平坦面（基板２の表面２ａに平行な平坦面）であり、第２本体部８１の内面８１ａと接続されている。第２底部８２の外面には、その外縁に沿って環状に延在する溝８２ｂが形成されている。溝８２ｂは、第２底部８２及び第２電極パッド６３によって画定されている。
　第２鍔部８３は、第２本体部８１における基板２とは反対側の端部に設けられている。第２鍔部８３は、外向きフランジ状に形成されている。第２鍔部８３における基板２とは反対側の表面８３ａは、例えば円形状の内縁及び矩形状の外縁を有する平坦面（基板２の表面２ａに平行な平坦面）であり、第２本体部８１の内面８１ａと接続されている。第２鍔部８３における基板２側の表面８３ｂは、例えば円形状の内縁及び矩形状の外縁を有する平坦面（基板２の表面２ａに平行な平坦面）であり、第２本体部８１の外面８１ｂと接続されている。第２鍔部８３においては、表面８３ａの外縁と表面８３ｂの外縁とが第２傾斜面８３ｃによって接続されている。つまり、第２傾斜面８３ｃは、第２鍔部８３の外縁に沿って環状に設けられている。第２傾斜面８３ｃは、基板２の表面２ａに平行な方向において第２本体部８１から離れるほど、基板２の表面２ａに垂直な方向において基板２に近づくように傾斜している。第２傾斜面８３ｃは、例えば四角錘台状のテーパ面である。
　第２配線層３２は、第２梁部２５を介して第２接続部２３に延在している。第２配線層３２は、第２接続部２３において、第２鍔部８３の第２傾斜面８３ｃ及び表面８３ａを介して、第２本体部８１の内面８１ａ及び第２底部８２の内面８２ａに至っている。第２配線層３２は、第２接続部２３において、第２鍔部８３の第２傾斜面８３ｃ及び表面８３ａ、並びに、第２本体部８１の内面８１ａ及び第２底部８２の内面８２ａを覆っている。これにより、第２配線層３２は、第２接続部２３において、直角以下の角度で屈曲することなく、滑らかに形成されることになる。
　第１絶縁層３３は、第２接続部２３において、第２配線層３２の側面３２ａを覆っている。第２絶縁層３４は、第２接続部２３において、第２配線層３２における基板２側の表面、第２鍔部８３の表面８３ｂ、及び第２本体部８１の外面８１ｂを介して、第２電極パッド６３上において溝８２ｂに入り込んでいる。つまり、第２接続部２３では、第２絶縁層３４の一部が、第２電極ポスト８と第２電極パッド６３との間に配置されている。抵抗層３５は、受光部２１だけでなく、第２接続部２３にも設けられている。抵抗層３５は、第２梁部２５のうちその両端部を除く部分には形成されていない。つまり、抵抗層３５は、第２梁部２５において分断されている。
　第１電極ポスト７及び第１接続部２２のそれぞれの構成は、第２電極ポスト８及び第２接続部２３のそれぞれの構成と同等である。ただし、第１接続部２２に延在しているのは、第２配線層３２ではなく第１配線層３１である。すなわち、第１電極ポスト７は、第１本体部７１と、第１底部７２と、第１鍔部７３と、を有している。第１本体部７１、第１底部７２、及び第１鍔部７３は、例えばＴｉ等の金属材料によって一体的に形成されている。第１本体部７１は、第１電極パッド６２から基板２とは反対側に向かって広がる筒状を呈している。第１底部７２は、第１本体部７１における基板２側の端部に設けられている。第１鍔部７３は、第１本体部７１における基板２とは反対側の端部に設けられている。第１鍔部７３には、第１本体部７１から離れるほど基板２に近づくように傾斜した第１傾斜面７３ｃが設けられている。第１傾斜面７３ｃは、第１鍔部７３の外縁に沿って環状に設けられている。第１配線層３１は、第１梁部２４を介して第１接続部２２に延在しており、第１傾斜面７３ｃを介して第１本体部７１の内面７１ａ及び第１底部７２の内面７２ａに至っている。第１配線層３１は、第１傾斜面７３ｃ、並びに、第１本体部７１の内面７１ａ及び第１底部７２の内面７２ａを覆っている。第１絶縁層３３は、第１接続部２２において第１配線層３１の側面３１ａを覆っている。第２絶縁層３４は、第１本体部７１の外面７１ｂを介して、第１電極パッド６２上において第１底部７２の外面に形成された溝７２ｂに入り込んでいる。抵抗層３５は、受光部２１だけでなく、第１接続部２２にも設けられている。抵抗層３５は、第１梁部２４のうちその両端部を除く部分には形成されていない。つまり、抵抗層３５は、第１梁部２４において分断されている。
　以上のように構成された光検出器１では、以下のように、光が検出される。まず、光が受光部２１に入射すると、後述する光共振構造を構成する光吸収層３６において熱が生じる。このとき、受光部２１と基板２とは、空隙Ｓによって熱的に分離されている。また、受光部２１と第１接続部２２及び第１梁部２４とは、第１スリット２０ａによって熱的に分離されている。また、受光部２１と第２接続部２３及び第２梁部２５とは、第２スリット２０ｂによって熱的に分離されている。このため、光吸収層３６において生じた熱が、第１梁部２４及び第１接続部２２、並びに、第２梁部２５及び第２接続部２３を介して、基板２側に逃げるようなことが抑制される。更に、光吸収層３６と第１配線層３１及び第２配線層３２とは、分離層３７によって熱的に分離されている。このため、光吸収層３６において生じた熱が分離層３７を介して抵抗層３５に十分に伝わる前に、当該熱が第１配線層３１及び第２配線層３２を介して基板２側に逃げるようなことが抑制される。
　光吸収層３６において生じた熱は、分離層３７を介して抵抗層３５に伝わる。そして、この熱によって抵抗層３５は、温度が上昇すると共に電気抵抗が低下する。この電気抵抗の変化は、信号として、第１配線層３１及び第２配線層３２、並びに、第１電極ポスト７及び第２電極ポスト８を介して、信号処理回路部５に送られる。信号処理回路部５では、抵抗層３５の電気抵抗の変化が電圧または電流の変化に変換される。このとき、リファレンス部４のリファレンス素子からも、電気抵抗の変化が信号として信号処理回路部５に送られる。信号処理回路部５では、リファレンス素子の抵抗層の電気抵抗の変化が電圧または電流の変化に変換される。リファレンス素子は、光検出素子１０における受光以外の要因による温度変化を補償するための素子である。信号処理回路部５では、光検出素子１０による電圧または電流の変化とリファレンス素子による電圧または電流の変化との差分に基づいて光が検出される。
　次に、光共振構造について詳細に説明する。図７に示されるように、光吸収層３６に入射した入射光Ａ（波長がλである）は、一部が光吸収層３６によって反射光Ｂ１として反射され、他の一部が光吸収層３６を透過する。光吸収層３６を透過した入射光Ａの他の一部は、光反射層６１によって反射光Ｂ２として反射される。そして、反射光Ｂ１と反射光Ｂ２とは、光吸収層３６の反射面において、互いに干渉して打ち消される。これにより、光吸収層３６の当該反射面において入射光Ａが吸収される。吸収された入射光Ａのエネルギーによって光吸収層３６において熱が生じる。
　入射光Ａの吸収率は、光吸収層３６のシート抵抗、及び、光吸収層３６と光反射層６１との間の光学距離ｔによって決められる。光吸収層３６の厚さは、シート抵抗が真空インピーダンス（３７７Ω／ｓｑ）となるように略１６ｎｍ（光吸収層３６の材料が、ＷＳｉ２である場合）に設定されている。これによれば、光吸収層３６によって反射された反射光Ｂ１の振幅が光反射層６１によって反射された反射光Ｂ２の振幅と一致する。このため、光吸収層３６の反射面において、反射光Ｂ１と反射光Ｂ２とが効率的に干渉して打ち消される。従って、入射光Ａの吸収率が向上される。
　また、光学距離ｔは、ｔ＝（２ｍ－１）λ／４（ｍ＝１、２、３、・・・）となるように設定されている。これによれば、反射光Ｂ１と反射光Ｂ２との位相が１８０°ずれる。このため、光吸収層３６の反射面において、反射光Ｂ１と反射光Ｂ２とが効率的に干渉して打ち消される。従って、入射光Ａの吸収率が向上される。このように、光反射層６１は、光吸収層３６と光共振構造を構成している。基板２の厚さ方向から見た場合に、光反射層６１及び光吸収層３６の重なっている部分の面積が広ければ広いほど、入射光Ａが効率よく吸収される。
　以上説明したように、光検出器１では、第１電極ポスト７の第１本体部７１が、第１電極パッド６２から基板２とは反対側に向かって広がる筒状を呈している。このため、膜体２０のうち第１接続部２２において応力集中が起こり難い。第２電極ポスト８についても同様であり、第２接続部２３において応力集中が起こり難い。また、第１電極ポスト７の第１本体部７１には、第１鍔部７３が設けられている。このため、第１接続部２２において変形が生じ難い。第２電極ポスト８についても同様であり、第２接続部２３において変形が生じ難い。更に、第１配線層３１が、第１鍔部７３に設けられた第１傾斜面７３ｃを介して第１本体部７１の内面７１ａに至っている。このため、第１接続部２２において第１配線層３１自体に応力集中が起こり難い。第２電極ポスト８についても同様であり、第２接続部２３において第２配線層３２自体に応力集中が起こり難い。更に、第１配線層３１が、第１傾斜面７３ｃを介して第１本体部７１の内面７１ａだけではなく、第１底部７２の内面７２ａにも至っている。これにより、第１配線層３１と第１電極ポスト７との電気的な接続を確実化することができる。第２電極ポスト８についても同様であり、第２配線層３２と第２電極ポスト８との電気的な接続を確実化することができる。
　以上により、光検出器１によれば、膜体２０のうち第１電極ポスト７及び第２電極ポスト８のそれぞれが接続される第１接続部２２及び第２接続部２３のそれぞれにおいて電気的な接続に不良が生じるのを抑制することができる。また、光検出器１によれば、第１電極ポスト７及び第２電極ポスト８の厚さを厚くすると共に第１配線層３１及び第２配線層３２の厚さを薄くすることができる。これにより、第１電極ポスト７及び第２電極ポスト８の補強と第１配線層３１及び第２配線層３２の熱コンダクタンスの低減との両立を図ることができる。
　また、光検出器１では、第１傾斜面７３ｃが、第１鍔部７３の外縁に沿って環状に設けられており、第１配線層３１が、第１傾斜面７３ｃ、及び第１本体部７１の内面７１ａを覆っており、第２傾斜面８３ｃが、第２鍔部８３の外縁に沿って環状に設けられており、第２配線層３２が、第２傾斜面８３ｃ、及び第２本体部８１の内面８１ａを覆っている。この構成によれば、第１配線層３１と第１電極ポスト７との電気的な接続、及び第２配線層３２と第２電極ポスト８との電気的な接続をより一層確実化することができる。
　また、光検出器１では、第１絶縁層３３が、第１接続部２２及び第２接続部２３のそれぞれにおいて第１配線層３１の側面３１ａ及び第２配線層３２の側面３２ａのそれぞれを覆っている。この構成によれば、第１配線層３１及び第２配線層３２を基板２とは反対側から保護しつつ、第１接続部２２における第１配線層３１の剥離、及び第２接続部２３における第２配線層３２の剥離を防止することができる。
　また、光検出器１では、第２絶縁層３４が、第１接続部２２において第１電極ポスト７の第１本体部７１の外面７１ｂを介して、第１電極パッド６２上において第１底部７２の外面に形成された溝７２ｂに入り込んでおり、第２絶縁層３４が、第２接続部２３において第２電極ポスト８の第２本体部８１の外面８１ｂを介して、第２電極パッド６３上において第２底部８２の外面に形成された溝８２ｂに入り込んでいる。この構成によれば、第１配線層３１及び第２配線層３２を基板２側から保護しつつ、第１電極パッド６２上での第２絶縁層３４の剥離や第１電極ポスト７の外面７１ｂの露出、及び第２電極パッド６３上での第２絶縁層３４の剥離や第２電極ポスト８の外面８１ｂの露出を防止することができる。
　また、光検出器１では、抵抗層３５が、受光部２１、第１接続部２２及び第２接続部２３に設けられており、第１梁部２４及び第２梁部２５のそれぞれにおいて分断されている。この構成によれば、抵抗層３５によって第１接続部２２及び第２接続部２３が補強されるため、膜体２０のうち第１電極ポスト７及び第２電極ポスト８のそれぞれが接続される第１接続部２２及び第２接続部２３のそれぞれにおいて電気的な接続に不良が生じるのをより確実に抑制することができる。また、抵抗層３５が第１梁部２４及び第２梁部２５において分断されているため、受光部２１で生じた熱が第１梁部２４及び第２梁部２５を介して逃げるのを抑制し、光検出器１としての性能を向上させることができる。
　次に、光検出素子１０の製造方法について、図８～図１７を参照しつつ説明する。図８～図１４、及び図１７の各図において、（ｂ）のI－I、II－II、III－III、IV－IV、V－Vは、それぞれ、（ａ）のI－I線、II－II線、III－III線、IV－IV線、V－V線に沿っての断面図である。図１５及び図１６においては、上記（ａ）のような図が省略されている。
　まず、図８に示されるように、基板２を用意し、基板２の表面２ａに光反射層６１、第１電極パッド６２、及び第２電極パッド６３を形成する。光反射層６１、第１電極パッド６２、及び第２電極パッド６３は、エッチングによって上述した形状とされる。続いて、図９に示されるように、光反射層６１、第１電極パッド６２、及び第２電極パッド６３を覆うように基板２の表面２ａに犠牲層６９を形成する。犠牲層６９の材料は、例えばポリイミド等である。続いて、図１０に示されるように、エッチングによって犠牲層６９の一部を除去することで、犠牲層６９に貫通孔６９ａ，６９ｂを形成する。各貫通孔６９ａ，６９ｂは、それぞれ第１電極パッド６２及び第２電極パッド６３上に形成される。そして、各貫通孔６９ａ，６９ｂにおいては、第１電極パッド６２及び第２電極パッド６３のそれぞれにおける基板２とは反対側の表面が露出させられる。各貫通孔６９ａ，６９ｂの内面は、それぞれ、例えば円錐台状のテーパ面である。各貫通孔６９ａ，６９ｂの内面は、それぞれ、第１電極パッド６２及び第２電極パッド６３のそれぞれから基板２とは反対側に向かって広がっている。
　続いて、図１１に示されるように、犠牲層６９上に第２絶縁層３４を形成する。第２絶縁層３４は、各貫通孔６９ａ，６９ｂのそれぞれにおいて、内面が例えば円錐台状のテーパ面となるように形成される。続いて、エッチングによって第２絶縁層３４の一部を除去することで、第２絶縁層３４に貫通孔３４ａ，３４ｂを形成する。各貫通孔３４ａ，３４ｂは、それぞれ第１電極パッド６２及び第２電極パッド６３上に形成される。そして、各貫通孔３４ａ，３４ｂにおいては、第１電極パッド６２及び第２電極パッド６３のそれぞれにおける基板２とは反対側の表面が露出させられる。各貫通孔３４ａ，３４ｂは、基板２の厚さ方向から見た場合に円形状を呈している。
　続いて、図１２に示されるように、貫通孔６９ａにおける第２絶縁層３４上に第１電極ポスト７を形成すると共に，貫通孔６９ｂにおける第２絶縁層３４上に第２電極ポスト８を形成する。第１電極ポスト７及び第２電極ポスト８のそれぞれは、例えば蒸着によって形成される。この際、第２絶縁層３４が、各貫通孔６９ａ，６９ｂのそれぞれにおいて、内面がテーパ面であるため、第１電極ポスト７及び第２電極ポスト８のそれぞれがより確実に形成される。これにより、第１電極ポスト７及び第２電極ポスト８の成膜不良による断線が抑制される。よって、第１接続部２２及び第２接続部２３のそれぞれにおいて電気的な接続に不良が生じるのを抑制することができる。また、第１電極ポスト７及び第２電極ポスト８のそれぞれの厚さのばらつきが抑制され、強度が安定化される。更に、第２絶縁層３４が、第１接続部２２及び第２接続部２３のそれぞれにおいて、溝７２ｂ及び溝８２ｂのそれぞれに入り込んでいる部分を有しているため、第１電極ポスト７及び第２電極ポスト８のアライメントずれの許容範囲が広くなる。
　続いて、図１３に示されるように、第１電極ポスト７及び第２電極ポスト８を覆うように第２絶縁層３４上に第１配線層３１及び第２配線層３２を形成する。第１配線層３１及び第２配線層３２のそれぞれは、例えば蒸着によって形成される。この際、第１鍔部７３の第１傾斜面７３ｃ及び第１本体部７１の内面７１ａ、並びに、第２鍔部８３の第２傾斜面８３ｃ及び第２本体部８１の内面８１ａが、テーパ面であるため、第１電極ポスト７及び第２電極ポスト８上において、第１配線層３１及び第２配線層３２がより確実に形成される。これにより、第１配線層３１及び第２配線層３２の成膜不良による断線が抑制される。よって、第１接続部２２及び第２接続部２３のそれぞれにおいて電気的な接続に不良が生じるのを抑制することができる。また、第１配線層３１及び第２配線層３２のそれぞれの厚さのばらつきが抑制され、強度が安定化される。なお、複数の光検出素子１０が二次元マトリックス状に配置されている場合において、画素の狭ピッチ化及びデッドスペースの低減のために、第１電極ポスト７及び第２電極ポスト８のアスペクト比が高くされたときには、上述した、第１電極ポスト７及び第２電極ポスト８、並びに、第１配線層３１及び第２配線層３２がより確実に形成される効果は、特に顕著となる。第１配線層３１及び第２配線層３２は、エッチングによって上述した形状とされる。
　続いて、図１４に示されるように、基板２の反対側から第１配線層３１及び第２配線層３２を覆うように、受光部２１、第１梁部２４及び第２梁部２５、並びに、第１接続部２２及び第２接続部２３に渡って第１絶縁層３３を形成する。第１絶縁層３３は、エッチングによって上述した形状とされる。この際、第１絶縁層３３が第１配線層３１の側面３１ａ及び第２配線層３２の側面３２ａを覆っているため、露出する異種材料の界面数が少なくなる。これにより、光検出素子１０の製造工程において、界面に起因するエッチング不良を低減することができる。更に、外部に露出している材料の種類が少なくなるため、エッチングガスやエッチング液等の選択の自由度が向上する。続いて、図１５に示されるように、受光部２１において、基板２の反対側から第１絶縁層３３を覆うように抵抗層３５を形成すると共に、第１接続部２２及び第２接続部２３において、第１絶縁層３３上に抵抗層３５を形成する。そして、受光部２１、第１接続部２２、及び第２接続部２３において、基板２の反対側から抵抗層３５を覆うように分離層３７を形成すると共に、第１梁部２４及び第２梁部２５において、第１絶縁層３３上に分離層３７を形成する。
　続いて、図１６に示されるように、受光部２１において、分離層３７上に光吸収層３６を形成し、更に貫通孔２０ｃ，２０ｄを形成する。光吸収層３６は、エッチングによって上述した形状とされる。貫通孔２０ｃ，２０ｄは、エッチングによって上述した位置に形成される。続いて、図１７に示されるように、第１スリット２０ａ及び第２スリット２０ｂを形成し、更に、第１スリット２０ａ及び第２スリット２０ｂ、並びに、貫通孔２０ｃ，２０ｄからエッチングを進行させ、犠牲層６９を除去することで、空隙Ｓを形成する。第１スリット２０ａ及び第２スリット２０ｂは、エッチングによって上述した位置に形成される。
　以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上述した実施形態に限定されるものではない。
　上記実施形態では、第２配線層３２が、第２本体部８１の内面８１ａ及び第２底部８２の内面８２ａに至っている例を示したが、第２配線層３２は、第２底部８２の内面８２ａには至っていなくてもよい。第２配線層３２は、第２接続部２３において、第２鍔部８３の第２傾斜面８３ｃを介して、第２本体部８１の内面８１ａに至っていればよい。第１配線層３１についても同様であり、第１配線層３１は、第１底部７２の内面７２ａには至っていなくてもよい。第１配線層３１は、第１接続部２２において、第１鍔部７３の第１傾斜面７３ｃを介して、第１本体部７１の内面７１ａに至っていればよい。
　上記実施形態では、第２傾斜面８３ｃが、第２鍔部８３の外縁に沿って環状に設けられている例を示したが、第２傾斜面８３ｃは、例えば第２鍔部８３の外縁における一部だけに設けられていてもよい。また、第２配線層３２は、第２傾斜面８３ｃ、並びに、第２本体部８１の内面８１ａ及び第２底部８２の内面７２ａを覆っていなくてもよい。第２配線層３２は、第２傾斜面８３ｃを介して第２本体部８１の内面８１ａに至っていればよい。第１電極ポスト７についても同様であり、第１傾斜面７３ｃは、例えば第１鍔部７３の外縁における一部だけに設けられていてもよい。また、第１配線層３１は、第１傾斜面７３ｃ、並びに、第１本体部７１の内面７１ａ及び第１底部７２の内面７２ａを覆っていなくてもよい。第１配線層３１は、第１傾斜面７３ｃを介して第１本体部７１の内面７１ａに至っていればよい。
　また、第２本体部８１の内面８１ａ及び外面８１ｂが、それぞれ、円錐台状のテーパ面である例を示したが、第２本体部８１の内面８１ａ及び外面８１ｂは、それぞれ、例えば四角錘台状のテーパ面であってもよい。第１本体部７１についても同様であり、第１本体部７１の内面７１ａ及び外面７１ｂは、それぞれ、例えば四角錘台状のテーパ面であってもよい。
　また、第２鍔部８３における基板２とは反対側の表面８３ａの内縁が円形状であり、外縁が矩形状である例を示したが、表面８３ａの内縁及び外縁は、それぞれ、例えば円形状又は矩形状であってもよい。また、第２鍔部８３における基板２側の表面８３ｂの内縁が円形状であり、外縁が矩形状である例を示したが、表面８３ｂの内縁及び外縁は、それぞれ、例えば円形状又は矩形状であってもよい。第１鍔部７３についても同様であり、表面７３ａの内縁及び外縁は、それぞれ、例えば円形状又は矩形状であってもよい。また、表面７３ｂの内縁及び外縁は、それぞれ、例えば円形状又は矩形状であってもよい。
　また、膜体２０は、基板２の厚さ方向から見た場合に、例えば矩形状を呈している例を示したが、これに限定されない。膜体２０は、基板２の厚さ方向から見た場合に、例えば円形状等の様々な形状を呈していてもよい。
　また、第１配線層３１及び第２配線層３２、抵抗層３５、光吸収層３６並びに分離層３７のそれぞれは、様々な材料及び厚さが選択されることができる。第１配線層３１及び第２配線層３２、抵抗層３５並びに分離層３７のそれぞれについて、最適な材料及び厚さを選択することによって、感度の向上を容易に図ると共に、膜体２０の強度を向上させることができる。また、第１配線層３１及び第２配線層３２、並びに光吸収層３６のそれぞれについて、最適な材料を選択することによって、感度及び応答速度の向上を両立することが可能となる。
　また、基板２の厚さ方向から見た場合に、貫通孔２０ｃ，２０ｄは、楕円形又は四角形等の様々な形状を呈していてもよい。また、貫通孔２０ｃ，２０ｄが形成される位置は、限定されない。貫通孔２０ｃ，２０ｄは、受光部２１の様々な位置に形成されていてもよい。
　また、画素部３は、１つの光検出素子１０によって構成されていてもよい。
　１…光検出器、２…基板、２ａ…表面、７…第１電極ポスト、８…第２電極ポスト、２０…膜体、２１…受光部、２２…第１接続部、２３…第２接続部、２４…第１梁部、２５…第２梁部、３１…第１配線層、３１ａ…側面、３２…第２配線層、３２ａ…側面、３３…第１絶縁層、３４…第２絶縁層、３５…抵抗層、６２…第１電極パッド、６３…第２電極パッド、７１…第１本体部、７１ａ…内面、７１ｂ…外面、７２…第１底部、７２ａ…内面、７２ｂ…溝、７３…第１鍔部、７３ｃ…第１傾斜面、８１…第２本体部、８１ａ…内面、８１ｂ…外面、８２…第２底部、８２ａ…内面、８２ｂ…溝、８３…第２鍔部、８３ｃ…第２傾斜面、Ｇ…ギャップ、Ｓ…空隙。

Claims (6)

  1. 　基板と、
    　受光部、第１接続部及び第２接続部、前記受光部と前記第１接続部との間に配置された第１梁部、並びに、前記受光部と前記第２接続部との間に配置された第２梁部を有し、前記基板の表面との間に空隙が形成されるように前記基板の前記表面上に配置された膜体と、
    　前記基板の前記表面に形成された第１電極パッドと、
    　前記基板の前記表面に形成された第２電極パッドと、
    　前記第１電極パッドと前記第１接続部との間に配置され、前記膜体を支持すると共に、前記膜体と前記第１電極パッドとを電気的に接続する第１電極ポストと、
    　前記第２電極パッドと前記第２接続部との間に配置され、前記膜体を支持すると共に、前記膜体と前記第２電極パッドとを電気的に接続する第２電極ポストと、を備え、
    　前記膜体は、
    　前記受光部においてギャップを介して互いに対向する第１配線層及び第２配線層と、
    　温度に依存する電気抵抗を有し、前記受光部において前記第１配線層及び前記第２配線層のそれぞれと電気的に接続された抵抗層と、を含み、
    　前記第１電極ポストは、
    　前記第１電極パッドから前記基板とは反対側に向かって広がる筒状を呈する第１本体部と、
    　前記第１本体部における前記基板側の端部に設けられた第１底部と、
    　前記第１本体部における前記基板とは反対側の端部に設けられた第１鍔部と、を有し、
    　前記第１鍔部には、前記第１本体部から離れるほど前記基板に近づくように傾斜した第１傾斜面が設けられており、
    　前記第１配線層は、前記第１梁部を介して前記第１接続部に延在しており、前記第１傾斜面を介して前記第１本体部の内面に至っており、
    　前記第２電極ポストは、
    　前記第２電極パッドから前記基板とは反対側に向かって広がる筒状を呈する第２本体部と、
    　前記第２本体部における前記基板側の端部に設けられた第２底部と、
    　前記第２本体部における前記基板とは反対側の端部に設けられた第２鍔部と、を有し、
    　前記第２鍔部には、前記第２本体部から離れるほど前記基板に近づくように傾斜した第２傾斜面が設けられており、
    　前記第２配線層は、前記第２梁部を介して前記第２接続部に延在しており、前記第２傾斜面を介して前記第２本体部の内面に至っている、光検出器。
  2. 　前記第１配線層は、前記第１傾斜面を介して前記第１本体部の前記内面及び前記第１底部の内面に至っており、
    　前記第２配線層は、前記第２傾斜面を介して前記第２本体部の前記内面及び前記第２底部の内面に至っている、請求項１に記載の光検出器。
  3. 　前記第１傾斜面は、前記第１鍔部の外縁に沿って環状に設けられており、
    　前記第１配線層は、前記第１傾斜面、及び前記第１本体部の前記内面を覆っており、
    　前記第２傾斜面は、前記第２鍔部の外縁に沿って環状に設けられており、
    　前記第２配線層は、前記第２傾斜面、及び前記第２本体部の前記内面を覆っている、請求項１又は２に記載の光検出器。
  4. 　前記膜体は、前記第１配線層及び前記第２配線層における前記基板とは反対側の表面に形成された第１絶縁層を更に含み、
    　前記第１絶縁層は、前記第１接続部において前記第１配線層の側面を覆っており、前記第２接続部において前記第２配線層の側面を覆っている、請求項１～３のいずれか一項に記載の光検出器。
  5. 　前記膜体は、前記第１配線層及び前記第２配線層における前記基板側の表面に形成された第２絶縁層を更に含み、
    　前記第２絶縁層は、前記第１本体部の外面を介して、前記第１電極パッド上において前記第１底部の外面に形成された溝に入り込んでおり、前記第２本体部の外面を介して、前記第２電極パッド上において前記第２底部の外面に形成された溝に入り込んでいる、請求項１～４のいずれか一項に記載の光検出器。
  6. 　前記抵抗層は、前記受光部、前記第１接続部及び前記第２接続部に設けられており、前記第１梁部及び前記第２梁部のそれぞれにおいて分断されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の光検出器。
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