專利名稱：紅外線傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紅外線傳感器。
背景技術(shù)：
過去，提出了檢測(cè)紅外線(例如，從人體發(fā)射的具有8到12 μ m波長的紅外線)的紅外線傳感器。文獻(xiàn)1(日本專利公開第2576259號(hào))和文獻(xiàn)2(日本專利公開第3287173 號(hào))公開了使用顯微機(jī)械加工技術(shù)制造的紅外線傳感器。這種紅外線傳感器包括薄膜形狀的紅外線吸收構(gòu)件和溫度檢測(cè)構(gòu)件。紅外線吸收構(gòu)件吸收紅外線，并將吸收的紅外線轉(zhuǎn)化為熱。溫度檢測(cè)構(gòu)件測(cè)量紅外線吸收構(gòu)件的溫度的改變。在上述文獻(xiàn)1中公開的紅外線傳感器包括硅基片和在硅基片上形成的氮化硅膜。 硅基片設(shè)置有用于隔熱的空腔。氮化硅膜具有其用作紅外線吸收構(gòu)件的、覆蓋空腔的部分。 在這種紅外線傳感器中，采用溫差電堆作為溫度檢測(cè)構(gòu)件。溫差電堆由使用圖案化技術(shù)等在氮化硅膜上形成的η型硅膜和ρ型硅膜構(gòu)成。在文獻(xiàn)2中公開的紅外線傳感器包括在紅外線波長區(qū)域中具有高吸收率的介電層(紅外線吸收構(gòu)件)。在介電層上形成了溫度檢測(cè)半導(dǎo)體層。在溫度檢測(cè)半導(dǎo)體層下方的介電層下面，形成了用于抑制從溫度檢測(cè)半導(dǎo)體層到外部的熱傳導(dǎo)的空腔。在這種紅外線傳感器中，優(yōu)選使介電層變薄，以減小其熱傳導(dǎo)率(提高其耐受力)，并且提高響應(yīng)速度。 當(dāng)介電層變薄時(shí)，作為紅外線吸收構(gòu)件的介電層可能發(fā)生彎曲，并且紅外線傳感器可能具有差的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和低靈敏度。另外，在文獻(xiàn)2中公開的紅外線傳感器使用熱輻射計(jì)型紅外線檢測(cè)元件。因此，需要流過電流，以測(cè)量紅外線檢測(cè)元件的電阻的改變。這導(dǎo)致功率消耗增加。此外，由于熱輻射計(jì)型紅外線檢測(cè)元件對(duì)其自身進(jìn)行加熱，因此該紅外線檢測(cè)元件可能由于自加熱產(chǎn)生的熱應(yīng)力而發(fā)生彎曲。此外，紅外線檢測(cè)元件的電阻溫度系數(shù)由于自加熱產(chǎn)生的溫度變化和 /或周圍溫度變化而改變。鑒于此，需要溫度補(bǔ)償多晶硅層來提高準(zhǔn)確度。然而，提供溫度補(bǔ)償多晶硅層使紅外線傳感器變大，并且使生產(chǎn)成本增加。同時(shí)，在文獻(xiàn)1中公開的紅外線傳感器中，使用溫差電堆作為溫度檢測(cè)構(gòu)件。與熱輻射計(jì)型紅外線檢測(cè)元件不同，溫差電堆不需要電流來測(cè)量溫度。因此，溫差電堆不產(chǎn)生自加熱。因此，紅外線吸收構(gòu)件免受由自加熱而導(dǎo)致的彎曲。此外，可以降低功率消耗。另外， 由于溫差電堆的靈敏度不依賴于其溫度，因此溫差電堆具有高準(zhǔn)確度。為了形成在文獻(xiàn)1中公開的溫差電堆，需要使用蝕刻技術(shù)對(duì)在紅外線吸收構(gòu)件上形成的η型硅膜和ρ型硅膜進(jìn)行圖案化。當(dāng)形成溫差電堆時(shí)，可能將紅外線吸收構(gòu)件與P 型硅膜和/或η型硅膜一起蝕刻。在這種情形下，包括紅外線傳感器和在其上形成的溫差電堆的薄膜結(jié)構(gòu)可能發(fā)生彎曲，并且紅外線傳感器可能具有差的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和低靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述不足，本發(fā)明的目的在于提出一種紅外線傳感器，其能夠使紅外線吸收構(gòu)件薄，并且還使其免于彎曲。根據(jù)本發(fā)明的紅外線傳感器包括基體以及在基體的表面上方形成的紅外線檢測(cè)元件。紅外線檢測(cè)元件包括薄膜形式的紅外線吸收構(gòu)件，該紅外線吸收構(gòu)件被配置為吸收紅外線；溫度檢測(cè)構(gòu)件，被配置為測(cè)量紅外線吸收構(gòu)件和基體之間的溫度差；以及保護(hù)膜。 紅外線吸收構(gòu)件與基體的表面間隔開以便隔熱。溫度檢測(cè)構(gòu)件包括熱電偶，熱電偶包括P 型多晶硅層、η型多晶硅層和連接層，P型多晶硅層形成在紅外線吸收構(gòu)件和基體上方，η型多晶硅層形成在紅外線吸收構(gòu)件和基體上方且不與P型多晶硅層接觸，連接層被配置為將 P型多晶硅層電連接到η型多晶硅層。保護(hù)膜被配置為在形成ρ型多晶硅層和η型多晶硅層時(shí)，用于保護(hù)紅外線吸收構(gòu)件，并且防止紅外線吸收構(gòu)件彎曲。保護(hù)膜是形成在紅外線入射表面上、用于覆蓋該紅外線入射表面的多晶硅層，紅外線入射表面被定義為紅外線吸收構(gòu)件的與基體相對(duì)的表面。根據(jù)本發(fā)明，由于溫度檢測(cè)構(gòu)件不對(duì)其自身進(jìn)行加熱，因此紅外線吸收構(gòu)件免于由于溫度檢測(cè)構(gòu)件的自加熱而發(fā)生的彎曲。另外，由于保護(hù)膜形成在紅外線吸收構(gòu)件的紅外線入射表面上，因此能夠防止在形成P型多晶硅層和η型多晶硅層時(shí)，紅外線吸收構(gòu)件被蝕刻得變薄。另外，保護(hù)膜可以增強(qiáng)紅外線吸收構(gòu)件中的應(yīng)力的均勻分布。因此，能夠在形成P型多晶硅層和η型多晶硅層時(shí)，保護(hù)紅外線吸收構(gòu)件，并且防止紅外線吸收構(gòu)件彎曲。 因此，能夠使紅外線吸收構(gòu)件薄，還使紅外線吸收構(gòu)件免于彎曲，因此能夠提高靈敏度。在優(yōu)選方面，紅外線檢測(cè)元件包括支持構(gòu)件，支持構(gòu)件被配置為將紅外線吸收構(gòu)件耦合到基體。支持構(gòu)件僅在單點(diǎn)耦合到基體。通過該方面，能夠防止紅外線吸收構(gòu)件在基體由于外部應(yīng)力、熱應(yīng)力等變形時(shí)發(fā)生變形。在優(yōu)選實(shí)施例中，紅外線檢測(cè)元件包括支持構(gòu)件，支持構(gòu)件被配置為將紅外線吸收構(gòu)件耦合到基體。支持構(gòu)件僅在兩點(diǎn)耦合到紅外線吸收構(gòu)件。通過該方面，紅外線吸收構(gòu)件可以具有對(duì)于扭曲應(yīng)力的高容忍力。在優(yōu)選實(shí)施例中，ρ型多晶硅層、η型多晶硅層和保護(hù)膜具有相同的厚度。通過該方面，可以增強(qiáng)紅外線吸收構(gòu)件中的應(yīng)力的均勻分布，因此可以使紅外線吸收構(gòu)件免于彎曲。在優(yōu)選方面，ρ型多晶硅層、η型多晶硅層和保護(hù)膜形成在共同的平面中。通過該方面，可以增強(qiáng)紅外線吸收構(gòu)件中的應(yīng)力的均勻分布，因此可以使紅外線吸收構(gòu)件免于彎曲。在優(yōu)選方面，紅外線檢測(cè)元件包括紅外線吸收膜，紅外線吸收膜形成在保護(hù)膜的與基體相對(duì)的表面上方。紅外線吸收膜具有λ/4η的厚度，其中，η表示紅外線吸收膜的反射率，并且λ表示要由紅外線檢測(cè)元件檢測(cè)的紅外線的中心波長。通過該方面，能夠增強(qiáng)紅外線吸收膜對(duì)要由紅外線檢測(cè)元件檢測(cè)的紅外線的吸收效率，因此可以提高靈敏度。在優(yōu)選方面，保護(hù)膜包括ρ型保護(hù)膜和η型保護(hù)膜，P型保護(hù)膜與P型多晶硅層一體地形成，并且具有IO18至102°cm_3的雜質(zhì)濃度；η型保護(hù)膜與η型多晶硅層一體地形成，并且具有IOw至102°cnT3的雜質(zhì)濃度。通過該方面，能夠減小熱電偶的電阻，因此可以提高S/N比率。
在優(yōu)選方面，保護(hù)膜具有IOw至102°cm_3的雜質(zhì)濃度。保護(hù)膜具有λ /4η的厚度， 其中，η表示保護(hù)膜的反射率，并且λ表示要由紅外線檢測(cè)元件檢測(cè)的紅外線的中心波長。通過該方面，能夠增強(qiáng)保護(hù)膜對(duì)要由紅外線檢測(cè)元件檢測(cè)的紅外線的吸收效率， 因此可以提高靈敏度。在優(yōu)選方面，保護(hù)膜具有IOw至102°cm_3的雜質(zhì)濃度。ρ型多晶硅層和η型多晶硅層中的至少一個(gè)具有與保護(hù)膜相同種類和相同濃度的雜質(zhì)。通過該方面，可以提高溫度檢測(cè)構(gòu)件的輸出的S/N比率。此外，可以通過與ρ型多晶硅層和η型多晶硅層中的至少一個(gè)相同的工藝形成保護(hù)膜。因此，可以降低生產(chǎn)成本。在優(yōu)選方面，紅外線傳感器包括多個(gè)單元，每個(gè)單元包括紅外線檢測(cè)元件。多個(gè)單元以陣列的方式布置在基體的表面上方。通過該方面，能夠提供紅外線圖像傳感器。在更優(yōu)選方面，單元包括MOS (金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管，MOS晶體管被配置為讀出溫度檢測(cè)構(gòu)件的輸出。通過該方面，能夠減少輸出墊(pad)的數(shù)量，因此能夠減小紅外線傳感器的尺寸， 并且能夠降低其生產(chǎn)成本。在進(jìn)一步優(yōu)選方面，MOS晶體管包括柵極，柵極由具有與保護(hù)膜相同厚度的多晶硅膜定義。通過該方面，MOS晶體管的柵極和保護(hù)膜可以通過相同的工藝形成。相應(yīng)地，可以減少制造紅外線傳感器的方法的步驟的數(shù)量，因此能夠降低其生產(chǎn)成本。在優(yōu)選實(shí)施例中，基體設(shè)置有空腔，用于在基體和紅外線吸收構(gòu)件之間進(jìn)行隔熱。 紅外線檢測(cè)元件包括薄膜結(jié)構(gòu)，薄膜結(jié)構(gòu)包括多個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)，并且該薄膜結(jié)構(gòu)布置在空腔上方。小薄膜結(jié)構(gòu)中的每個(gè)包括薄膜形式的紅外線吸收構(gòu)件和溫度檢測(cè)構(gòu)件，紅外線吸收構(gòu)件被配置為吸收紅外線，溫度檢測(cè)構(gòu)件形成在紅外線吸收構(gòu)件上，并且被配置為測(cè)量同一紅外線吸收構(gòu)件的溫度。在小薄膜結(jié)構(gòu)之間形成有縫隙。所有溫度檢測(cè)構(gòu)件以提供依賴于溫度的輸出的關(guān)系彼此電連接，該依賴于溫度的輸出大于溫度檢測(cè)構(gòu)件中的任意單個(gè)的輸出。通過該方面，紅外線傳感器可以提高其響應(yīng)速度和靈敏度。此外，即使在基體中存在應(yīng)力或者遭受外部應(yīng)力或者熱應(yīng)力的情況下，也能夠限制每個(gè)紅外線檢測(cè)構(gòu)件的變形。 由此，能夠改善紅外線傳感器的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并且使紅外線傳感器的靈敏度穩(wěn)定。在更優(yōu)選方面，薄膜結(jié)構(gòu)包括連接構(gòu)件，連接構(gòu)件被配置為將小薄膜結(jié)構(gòu)連接在一起。根據(jù)該方面，能夠防止在使用紅外線傳感器時(shí)，紅外線傳感器由于由外部溫度變化或者沖擊引起的應(yīng)力而發(fā)生破損。使得能夠在制造紅外線傳感器時(shí)，防止紅外線傳感器破損?？梢蕴岣咧谱鞒善仿?。


圖IA是示出第一實(shí)施例的紅外線傳感器的平面視圖，圖IB示出了第一實(shí)施例的紅外線傳感器沿著圖IA的線D-D的截面圖，圖IC示出了第一實(shí)施例的紅外線傳感器沿著圖IA的線E-E的截面圖，
圖2A是示出上述紅外線傳感器的平面視圖，圖2B是示出上述紅外線傳感器的等效電路示意圖，圖3是示出包括上述紅外線傳感器的紅外線傳感器模塊的示意性平面視圖，圖4是示出包括上述紅外線傳感器的紅外線傳感器模塊的說明圖，圖5是示出制造上述紅外線傳感器的方法的工藝流程圖，圖6是示出制造上述紅外線傳感器的方法的工藝流程圖，圖7A是示出第二實(shí)施例的紅外線傳感器的平面視圖，圖7B是示出第二實(shí)施例的紅外線傳感器的放大視圖，圖7C示出了第二實(shí)施例的紅外線傳感器沿著圖7A的線D-D的截面圖，圖8是示出上述紅外線傳感器的等效電路示意圖，圖9是示出包括上述紅外線傳感器的紅外線傳感器模塊的示意性平面視圖，圖10是示出包括上述紅外線傳感器的紅外線傳感器模塊的說明圖，圖IlA是示出上述紅外線傳感器的變形例的平面視圖，圖IlB示出了上述紅外線傳感器的變形例沿著圖IlA的線D-D的截面圖，圖12A是示出上述紅外線傳感器的另一變形例的平面視圖，圖12B示出了上述紅外線傳感器的所述另一變形例沿著圖12A的線D-D的截面圖，圖13是示出第三實(shí)施例的紅外線傳感器的平面視圖，圖14是示出上述紅外線傳感器的示意性平面視圖，圖15是示出上述紅外線傳感器的示意性平面視圖，圖16A是示出上述紅外線傳感器的部分平面視圖，圖16B示出了上述紅外線傳感器沿著圖16A的線D-D的截面圖，圖17是示出上述紅外線傳感器的部分平面視圖，圖18是示出上述紅外線傳感器的部分平面視圖，圖19A是示出上述紅外線傳感器的部分平面視圖，圖19B示出了上述紅外線傳感器沿著圖19A的線D-D的截面圖，圖20A是示出上述紅外線傳感器的部分平面視圖，圖20B是示出上述紅外線傳感器的示意性截面圖，圖21A是示出上述紅外線傳感器的部分平面視圖，圖21B是示出上述紅外線傳感器的示意性截面圖，圖22是示出上述紅外線傳感器的部分截面圖，圖23是示出上述紅外線傳感器的部分截面圖，圖24A是示出上述紅外線傳感器的說明圖，圖24B是示出上述紅外線傳感器的說明圖，圖25是示出上述紅外線傳感器的等效電路示意圖，圖沈是示出包括上述紅外線傳感器的紅外線傳感器模塊的示意性截面圖，圖27是示出制造上述紅外線傳感器的方法的工藝流程圖，圖28是示出制造上述紅外線傳感器的方法的工藝流程圖，圖四是示出制造上述紅外線傳感器的方法的工藝流程圖，
圖30是示出制造上述紅外線傳感器的方法的工藝流程圖，圖31是示出上述實(shí)施例的第一變形例的紅外線傳感器的部分平面視圖，圖32是示出上述實(shí)施例的第二變形例的紅外線傳感器的部分平面視圖，圖33是示出上述實(shí)施例的第三變形例的紅外線傳感器的部分平面視圖，圖34是上述紅外線傳感器的部分放大視圖，圖35是示出上述實(shí)施例的第四變形例的紅外線傳感器的部分平面視圖，圖36是示出上述實(shí)施例的第五變形例的紅外線傳感器的部分平面視圖，圖37是示出上述實(shí)施例的第六變形例的紅外線傳感器的部分平面視圖，圖38是示出第四實(shí)施例的紅外線傳感器的平面視圖，圖39是示出上述紅外線傳感器的示意性平面視圖，圖40是示出上述紅外線傳感器的部分平面視圖，圖41是示出上述紅外線傳感器的部分平面視圖，圖42是示出上述實(shí)施例的第一變形例的紅外線傳感器的部分平面視圖，圖43是示出上述實(shí)施例的第二變形例的紅外線傳感器的部分平面視圖，以及圖44是上述紅外線傳感器的部分放大視圖。
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施例)本實(shí)施例的紅外線傳感器1是紅外線圖像傳感器(紅外線陣列傳感器)。如圖1 和2所示，紅外線傳感器1包括用作基部的基體(基板)10以及以陣列(在示出的實(shí)例中為二維陣列)的方式布置在基體10的第一表面(圖IB中的上表面)上的多個(gè)單元(像素)2。單元2包括熱式紅外線檢測(cè)元件3，熱式紅外線檢測(cè)元件3包括紅外線吸收構(gòu)件33 和溫度檢測(cè)構(gòu)件30 ；以及MOS晶體管4，MOS晶體管4被定義為用于像素選擇的開關(guān)元件。在本實(shí)施例中，在單個(gè)基體10的第一表面上形成了 m乘η (在示出的實(shí)例中為4 乘4)個(gè)像素2。像素2的數(shù)量、布置或者兩者不限于本實(shí)施例。此外，在圖2Β中，溫度檢測(cè)構(gòu)件30的等效電路被示出為電源。紅外線傳感器1包括多條垂直讀出線7、多條水平信號(hào)線6、多條地線8、公共地線 9、多條基準(zhǔn)偏置線5和公共基準(zhǔn)偏置線fe。垂直讀出線7中的每條經(jīng)由相應(yīng)的MOS晶體管4成行地連接到多個(gè)紅外線檢測(cè)元件3的溫度檢測(cè)構(gòu)件30的第一端。水平信號(hào)線6中的每條成列地連接到與紅外線檢測(cè)元件3的溫度檢測(cè)構(gòu)件30相對(duì)應(yīng)的MOS晶體管4的柵極46。地線8中的每條成行地連接到MOS晶體管4的ρ型阱區(qū)41。公共地線9連接到地線8中的每條?；鶞?zhǔn)偏置線5中的每條成行地連接到多個(gè)紅外線檢測(cè)元件3的溫度檢測(cè)構(gòu)件30的第二端。公共基準(zhǔn)偏置線fe連接到基準(zhǔn)偏置線5中的每條。根據(jù)紅外線傳感器1，使得能夠讀出來自所有紅外線檢測(cè)元件3的溫度檢測(cè)構(gòu)件 30的輸出的時(shí)序數(shù)據(jù)。此外，在紅外線傳感器1中，多個(gè)像素2形成在基體10的第一表面上。像素2中的每個(gè)包括紅外線檢測(cè)元件3以及MOS晶體管4，M0S晶體管4與相應(yīng)的紅外線檢測(cè)元件3并置，并且被配置為讀出同一紅外線檢測(cè)元件3的輸出。MOS晶體管4使其柵極46連接到水平信號(hào)線6，使其源極48經(jīng)由溫度檢測(cè)構(gòu)件30連接到基準(zhǔn)偏置線5，并且使其漏極47連接到垂直讀出線7。
另外，紅外線傳感器1包括多個(gè)像素選擇墊Vsel、多個(gè)輸出墊Vout、地墊Gnd、基準(zhǔn)偏置墊Vref和基片墊Vdd。水平信號(hào)線6分別電連接到像素選擇墊Vsel。垂直讀出線7 分別電連接到輸出墊Vout。公共地線9電連接到地墊&id。公共基準(zhǔn)偏置線如電連接到基準(zhǔn)偏置墊Vref?；瑝|Vdd電連接到硅基片la。根據(jù)紅外線傳感器1，通過控制像素選擇墊Vsel的電勢(shì)以依次接通MOS晶體管4， 使得能夠依次讀出來自像素2的輸出電壓。例如，當(dāng)對(duì)像素選擇墊Vsel施加5V的電勢(shì)，同時(shí)分別對(duì)基準(zhǔn)偏置墊Vref、地墊Gnd和基片墊Vdd施加1. 65V、0V和5V的電勢(shì)時(shí)，接通MOS 晶體管4。結(jié)果，輸出墊Vout輸出像素2的輸出電壓(1.65V+溫度檢測(cè)構(gòu)件30的輸出電壓)。簡而言之，能夠讀出溫度檢測(cè)構(gòu)件30的輸出電壓。相對(duì)來說，當(dāng)將像素選擇墊Vsel 的電勢(shì)設(shè)置為OV時(shí)，MOS晶體管4關(guān)斷。因此，輸出墊Vout不輸出像素2的輸出電壓。將紅外線傳感器1應(yīng)用于圖3所示的紅外線傳感器模塊。紅外線傳感器模塊包括 紅外線傳感器1 ；信號(hào)處理裝置(信號(hào)處理IC芯片)B，被配置為對(duì)紅外線傳感器1的輸出信號(hào)(輸出電壓)進(jìn)行處理；以及封裝C，在封裝C上安裝了紅外線傳感器1和信號(hào)處理裝置B。如圖4所示，信號(hào)處理裝置B包括多個(gè)(在示出的實(shí)例中為四個(gè))輸入墊Vin。 輸入墊Vin使用作為結(jié)合線的線80分別電連接到多個(gè)(在示出的實(shí)例中為四個(gè))輸出墊 Vout。此外，信號(hào)處理裝置B包括放大器電路AMP，被配置為對(duì)來自輸入墊Vin的輸出電壓進(jìn)行放大；以及多路器MUX，被配置為將來自輸入墊Vin的輸出電壓選擇性地輸入到放大器電路AMP中。此外，信號(hào)處理裝置包括放大器電路，被配置為對(duì)來自輸入墊的輸出電壓進(jìn)行放大；以及多路器，被配置為將來自輸入墊的輸出電壓選擇性地提供到放大器電路。使用信號(hào)處理裝置B，能夠生成紅外圖像。封裝C被形成為矩形盒形狀，并且在其表面(上表面)中設(shè)置有開口。紅外線傳感器1和信號(hào)處理裝置B安裝(安置)在封裝C的內(nèi)部底表面上。封裝蓋(未示出)附于封裝C以覆蓋開口。封裝蓋設(shè)置有將紅外線會(huì)聚到紅外線檢測(cè)元件3的紅外線吸收構(gòu)件33 的透鏡。在前述紅外線傳感器模塊中，紅外線傳感器1的基體10被形成為具有矩形形狀的外圍。被配置為讀出來自溫度檢測(cè)構(gòu)件30的輸出信號(hào)的所有輸出墊Vout，沿著第一側(cè)在基體10的外圍的第一側(cè)的端部上布置成行。信號(hào)處理裝置B被形成為具有矩形形狀的外圍。分別連接到紅外線傳感器1的輸出墊Vout的所有輸入墊Vin，沿著第二側(cè)在信號(hào)處理裝置B的外圍的第二側(cè)的端部上布置成行。紅外線傳感器1安裝在封裝C上，使得信號(hào)處理裝置B的第二側(cè)比信號(hào)處理裝置B的任意其它側(cè)更靠近基體10的第一側(cè)。因此，能夠縮短將紅外線傳感器1的輸出墊Vout分別連接到信號(hào)處理裝置B的輸入墊Vin的線80。因此，可以減小由外部噪聲產(chǎn)生的影響，因此可以改善噪聲抵抗力。下面對(duì)紅外線傳感器1的構(gòu)造進(jìn)行說明?；w10由硅基片Ia構(gòu)成。例如，硅基片Ia是導(dǎo)電類型是η型并且主表面(在圖 IB中為上表面)為(100)表面的單晶硅基片。此外，硅基片Ia在其與紅外線檢測(cè)構(gòu)件33 相對(duì)應(yīng)的部分中設(shè)置有用于隔熱的空腔11?？涨?1具有矩形形狀的內(nèi)圍。硅基片Ia的主表面包括均用于形成像素2的紅外線檢測(cè)元件3的區(qū)域Al和均用于形成像素2的MOS晶體管4的區(qū)域Α2。
紅外線檢測(cè)3由包括紅外線吸收構(gòu)件33的薄膜結(jié)構(gòu)300定義。紅外線吸收構(gòu)件 33形成在由硅基片Ia構(gòu)成的基體10的第一表面上方，并且被放置為在空間上與基體10分離。此外，薄膜結(jié)構(gòu)300包括將基體10連接到紅外線吸收構(gòu)件33的支持構(gòu)件(橋)310。 支持構(gòu)件310包括第一連接件311和第二連接件312。第一連接件311被形成為U形，并且使其兩個(gè)引腳(leg)連接到紅外線吸收構(gòu)件33。第一連接件311沿著紅外線吸收構(gòu)件33 的外圍布置。第二連接件312從第一連接件311的中央部分的中心延伸到與紅外線吸收構(gòu)件33相對(duì)的側(cè)，并且連接到基體10。此外，支持構(gòu)件310包括分別連接到紅外線吸收構(gòu)件 33和基體10的連接部分以及使用兩個(gè)縫隙13在空間上與紅外線吸收構(gòu)件33和基體10兩者分離的其余部分。縫隙13中的每個(gè)例如具有大約0. 2 μ m到大約5 μ m的范圍內(nèi)的寬度。 如上所述，支持構(gòu)件310僅在兩個(gè)點(diǎn)連接到紅外線吸收構(gòu)件33，并且僅在一個(gè)點(diǎn)連接到基體10。由于支持構(gòu)件310僅在一個(gè)點(diǎn)連接到基體10，因此即使基體10由于外部應(yīng)力、熱應(yīng)力等而變形，也能夠防止薄膜結(jié)構(gòu)300變形。相應(yīng)地，能夠減小由外部應(yīng)力、熱應(yīng)力等引起的紅外線傳感器的靈敏度的改變，因此能夠提高準(zhǔn)確度。此外，基體10具有圍繞薄膜結(jié)構(gòu)的方形框形狀部分。薄膜結(jié)構(gòu)300通過對(duì)包括二氧化硅膜lb、氮化硅膜32、溫度檢測(cè)構(gòu)件30、層間介電膜50和鈍化膜60的層疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖案化而形成。二氧化硅膜Ib形成在硅基片Ia的主表面上。氮化硅膜32形成在二氧化硅膜Ib上。溫度檢測(cè)構(gòu)件30形成在氮化硅膜32上。 層間介電膜50由在氮化硅膜32上方形成的BPSG(硼磷摻雜硅玻璃)膜構(gòu)成，以覆蓋溫度
檢測(cè)構(gòu)件30。在本實(shí)施例中，層間介電膜50具有0.8μπι(8000λ)的膜厚度。鈍化膜
60是包括在層間介電膜50上形成的PSG(磷摻雜硅玻璃)膜和在PSG膜上形成的NSG(無
摻雜硅玻璃)膜的層疊膜。在本實(shí)施例中，PSG膜具有5000A的膜厚度，并且NSG膜具有
5000人的膜厚度。因此，鈍化膜60具有ιμπι的膜厚度。此外，鈍化膜60不限于PSG膜和 NSG膜的層疊膜，而是例如可以是氮化硅膜。本實(shí)施例的紅外線傳感器1被配置為在氮化硅膜32中的除了薄膜結(jié)構(gòu)300的支持構(gòu)件310之外的部分處實(shí)現(xiàn)紅外線吸收構(gòu)件33?；w10由硅基片la、二氧化硅膜lb、氮化硅膜32、層間介電膜50和鈍化膜60構(gòu)成。因此，鈍化膜60具有定義基體10的第一表面的頂表面。層間介電膜50和鈍化膜60的層疊膜形成在區(qū)域Al和區(qū)域A2上方。該層疊膜具有其形成在區(qū)域Al上方并且用作紅外線吸收膜70的部分。該紅外線吸收膜70具有λ/4n2 的厚度t2，其中，λ表示要由紅外線檢測(cè)元件3檢測(cè)的紅外線的中心波長，并且η2表示紅外線吸收膜70的反射率。通過這種配置，能夠增強(qiáng)紅外線吸收膜70對(duì)具有檢測(cè)目標(biāo)波長 (例如8到12 μ m)的紅外線的吸收效率，因此可以提高靈敏度。例如，當(dāng)n2是1. 4，并且λ 是10 μ m時(shí)，t2大約是1. 8 μ m。此外，紅外線吸收膜70可以由氮化硅膜構(gòu)成。溫度檢測(cè)構(gòu)件30被配置為測(cè)量紅外線吸收構(gòu)件33和基體10之間的溫度差。溫度檢測(cè)構(gòu)件30包括定義溫度檢測(cè)元件的熱電偶30a。熱電偶30a由ρ型多晶硅層35、η型多晶硅層；34和連接層36構(gòu)成。ρ型硅層35形成在紅外線吸收構(gòu)件33和基體10上方。η 型硅層34形成在紅外線吸收構(gòu)件33和基體10上方且不與ρ型多晶硅層35接觸。連接層 36在由紅外線吸收構(gòu)件33與基體10 (硅基片la)相對(duì)的表面定義的紅外線入射表面(圖IB中的上表面)上方，即在紅外線吸收構(gòu)件33上方，將ρ型多晶硅層35連接到η型多晶硅層34。更具體地，η型多晶硅層34和ρ型多晶硅層35形成在氮化硅膜32上，從而被定位在紅外線吸收構(gòu)件33、支持構(gòu)件310和基體10上方。連接層36由金屬材料(例如Al-Si) 制成，并且在紅外線吸收構(gòu)件33的頂表面的中心之上，電連接η型多晶硅層34的第一端和 P型多晶硅層35的第一端。溫度檢測(cè)構(gòu)件30包括形成在η型多晶硅層34的第二端上的電極38a和形成在ρ型多晶硅層35的第二端上的電極38b。層間介電膜50將連接層36、電極38a和電極38b與其它隔離并分離。連接層36 經(jīng)由在層間介電膜50中形成的接觸孔501電連接到η型多晶硅層34的第一端，并且經(jīng)由在層間介電膜50中形成的接觸孔502電連接到ρ型多晶硅層35的第一端。電極38a經(jīng)由在層間介電膜50中形成的接觸孔50b電連接到η型多晶硅層34的第二端。電極38b經(jīng)由在層間介電膜50中形成的接觸孔50c電連接到ρ型多晶硅層35的第二端。保護(hù)膜39用于在形成ρ型多晶硅層35和η型多晶硅層34時(shí)，保護(hù)紅外線吸收構(gòu)件33，并且防止紅外線吸收構(gòu)件33彎曲。該保護(hù)膜39是形成在紅外線吸收構(gòu)件33的紅外線入射表面上、用于覆蓋該紅外線入射表面的多晶硅層，其包括P型保護(hù)膜(P型保護(hù)多晶硅層)39a和η型保護(hù)膜(η型保護(hù)多晶硅層)39b。ρ型保護(hù)膜39a和η型保護(hù)膜39b被布置為彼此不接觸。ρ型保護(hù)膜39a具有與ρ型多晶硅層35相同種類和相同雜質(zhì)濃度(例如IOw至 IO20Cm-3)的ρ型雜質(zhì)(例如硼)。在本實(shí)施例中，ρ型保護(hù)膜39a與ρ型多晶硅層35 —體地形成。η型保護(hù)膜39b具有與η型多晶硅層34相同種類和相同雜質(zhì)濃度(例如IOw至 IO20Cm-3)的η型雜質(zhì)(例如磷)。在本實(shí)施例中，η型保護(hù)膜39b與η型多晶硅層34 —體地形成。如上所述，保護(hù)膜39由ρ型保護(hù)膜39a和η型保護(hù)膜39b構(gòu)成，ρ型保護(hù)膜39a與 P型多晶硅層35 —體地形成，并且具有IOw到102°cm_3范圍內(nèi)的雜質(zhì)濃度，η型保護(hù)膜39b 與η型多晶硅層34 —體地形成，并且具有IO18到102°cm_3范圍內(nèi)的雜質(zhì)濃度。相應(yīng)地，能夠減小熱電偶30a的電阻，因此可以提高S/N比率。ρ型多晶硅層35、n型多晶硅層34和保護(hù)膜39 (ρ型保護(hù)膜39a和η型保護(hù)膜39b) 具有相同的厚度。保護(hù)膜39具有λ Mn1的厚度t1;其中，H1表示保護(hù)膜39的反射率(即，保護(hù)膜 39a和39b中的每個(gè)、ρ型多晶硅層35以及η型多晶硅層34的反射率)，并且λ表示要由紅外線檢測(cè)元件3檢測(cè)的紅外線(要由保護(hù)膜39a和39b中的每個(gè)、ρ型多晶硅層35、以及 η型多晶硅層34吸收的紅外線)的中心波長。通過這種配置，能夠增強(qiáng)ρ型多晶硅層35、 η型多晶硅層34以及保護(hù)膜39a和39b中的每個(gè)對(duì)具有檢測(cè)目標(biāo)波長(例如8至12 μ m) 的紅外線的吸收效率，因此可以提高靈敏度。例如，當(dāng)Ii1是3. 6，并且λ是ΙΟμπι時(shí)，、大約是 0. 69 μ m。保護(hù)膜39a和39b中的每個(gè)具有IO18至102°cnT3范圍內(nèi)的雜質(zhì)濃度。ρ型多晶硅層35具有與ρ型保護(hù)膜39a相同種類和相同濃度的雜質(zhì)。η型多晶硅層34具有與η型保護(hù)膜39b相同種類和相同濃度的雜質(zhì)。多晶硅層34和35中的每個(gè)具有IOw至102°cnT3范圍內(nèi)的雜質(zhì)濃度。因此，如在上述文獻(xiàn)2中公開的，可以提高對(duì)紅外線的吸收率，并且可以抑制對(duì)同一紅外線的反射。因此，提高了溫度檢測(cè)構(gòu)件30的輸出的S/N比率。此外，ρ型保護(hù)膜39a和ρ型多晶硅層35可以通過相同的工藝形成，并且η型保護(hù)膜39b和η型多晶硅層34可以通過相同的工藝形成。因此，能夠降低紅外線傳感器的生產(chǎn)成本。此外，在ρ型多晶硅層35和η型多晶硅層34中的一個(gè)具有IO18至102°cm_3范圍內(nèi)的雜質(zhì)濃度的情形下， 提高了溫度檢測(cè)構(gòu)件30的輸出的S/N比率。此外，在ρ型多晶硅層35和η型多晶硅層34 中的每個(gè)均具有IOw至102°cm_3范圍內(nèi)的雜質(zhì)濃度的情形下，進(jìn)一步提高了溫度檢測(cè)構(gòu)件 30的輸出的S/N比率。另外，通過選擇具有相同種類和相同濃度的雜質(zhì)的ρ型保護(hù)膜39a 和P型多晶硅層35，或者通過選擇具有相同種類和相同濃度的雜質(zhì)的η型保護(hù)膜39b和η 型多晶硅層34，能夠降低生產(chǎn)成本。MOS晶體管4包括ρ型阱區(qū)41、η+型漏區(qū)44、η.型源區(qū)43、ρ+型溝道截?cái)喹h(huán) (channel-stopper)區(qū)42、柵絕緣膜45、柵極46、漏極47、源極48和地電極49。ρ型阱區(qū) 41形成在硅基片Ia的主表面上。η.型漏區(qū)44和η.型源區(qū)43以彼此分離的方式形成在ρ 型阱區(qū)41中。ρ+型溝道截?cái)喹h(huán)區(qū)42形成在ρ型阱區(qū)41中，以圍繞η+型漏區(qū)44和η+型源區(qū)43兩者。柵絕緣膜45由二氧化硅膜(熱氧化膜)構(gòu)成。柵絕緣膜45以位于η.型漏區(qū) 44和η+型源區(qū)43之間的方式，形成在ρ型阱區(qū)41的一部分上。柵極46由η型多晶硅層構(gòu)成，并且形成在柵絕緣膜45上。漏極47由金屬材料(例如ΑΙ-Si)制成，并且形成在η+ 型漏區(qū)44上方。源極48由金屬材料(例如ΑΙ-Si)制成，并且形成在η+型源區(qū)43上方。 漏極47經(jīng)由在層間介電膜50中形成的接觸孔50d電連接到η+型漏區(qū)44。源極48經(jīng)由在層間介電膜50中形成的接觸孔50e電連接到η+型源區(qū)43。層間介電膜50將柵極46、漏極47和源極48與其它隔離并分離。地電極49由金屬材料(例如ΑΙ-Si)制成，并且形成在P+型溝道截?cái)喹h(huán)區(qū)42上方。地電極49經(jīng)由在層間介電膜50中形成的接觸孔50f電連接到P+型溝道截?cái)喹h(huán)區(qū)42。地電極49用于向ρ+型溝道截?cái)喹h(huán)區(qū)42給與比(給與)n+型漏區(qū)44和η.型源區(qū)43低的電勢(shì)，用于將元件相互隔離(用于將元件彼此隔離)。在每個(gè)像素2中，溫度檢測(cè)構(gòu)件30的電極38b電連接到MOS晶體管4的源極48， 而溫度檢測(cè)構(gòu)件30的電極38a使用金屬線(例如Al-Si線)59電連接到基準(zhǔn)偏置線5。金屬線59與基準(zhǔn)偏置線5 —體地形成。此外，在每個(gè)像素2中，MOS晶體管4的漏極47電連接到垂直讀出線7，并且柵極46電連接到水平信號(hào)線6。水平信號(hào)線6是與柵極46 —體地形成的η型多晶硅線。此外，地電極49電連接到公共地線8。下面，參考圖5和6，對(duì)制造紅外線傳感器1的方法進(jìn)行簡要說明。首先，執(zhí)行絕緣層形成步驟。在絕緣層形成步驟中，在硅基片Ia的主表面上形成
絕緣層。絕緣層是具有第一預(yù)定膜厚度(例如3000人)的第一二氧化硅膜31和具有第二
預(yù)定膜厚度(例如900人)的氮化硅膜32的層疊膜。二氧化硅膜31通過以預(yù)定溫度(例如1100°C )對(duì)硅基片Ia的主表面進(jìn)行熱氧化而形成。氮化硅膜32使用LPCVD(低壓化學(xué)氣相沉積)技術(shù)形成。在絕緣層形成步驟之后，執(zhí)行絕緣層圖案化步驟。在絕緣層圖案化步驟中，使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)，去除在區(qū)域A2上形成的絕緣層的一部分，仍保留在區(qū)域Al上形成的絕緣層的一部分。由此，獲得圖5中的(a)所示的結(jié)構(gòu)。在絕緣層圖案化步驟之后，執(zhí)行阱區(qū)形成步驟。在阱區(qū)形成步驟中，在硅基片Ia 的主表面中形成P型阱區(qū)41。更具體地，通過以預(yù)定溫度對(duì)硅基片Ia的主表面的暴露區(qū)域進(jìn)行熱氧化，在硅基片Ia的主表面的希望的區(qū)域上形成第二二氧化硅膜(熱氧化膜)51。 之后，使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)，將二氧化硅膜51與用于形成ρ型阱區(qū)41的掩模一起圖案化。隨后，借助于在P型雜質(zhì)(例如硼)的離子注入、之后進(jìn)行驅(qū)入擴(kuò)散(drive-in diffusion)，來形成ρ型阱區(qū)41。在阱區(qū)形成步驟之后，執(zhí)行溝道截?cái)喹h(huán)區(qū)形成步驟。在溝道截?cái)喹h(huán)區(qū)形成步驟中， 在P型阱區(qū)41中形成ρ+型溝道截?cái)喹h(huán)區(qū)42。更具體地，通過以預(yù)定溫度對(duì)硅基片Ia的主表面進(jìn)行熱氧化，在硅基片Ia的主表面的希望的區(qū)域上形成第三二氧化硅膜(熱氧化膜)52。之后，使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)，將二氧化硅膜52與用于形成ρ+型溝道截?cái)喹h(huán)區(qū) 42的掩模一起圖案化。隨后，借助于ρ型雜質(zhì)(例如硼)的離子注入、之后進(jìn)行驅(qū)入擴(kuò)散， 來形成P+型溝道截?cái)喹h(huán)區(qū)42。此外，第一二氧化硅膜31、第二二氧化硅膜51和第三二氧化硅膜52構(gòu)成二氧化硅膜lb。由此，獲得圖5中的(b)所示的結(jié)構(gòu)。在溝道截?cái)喹h(huán)區(qū)形成步驟之后，執(zhí)行柵絕緣膜形成步驟。在柵絕緣膜形成步驟中，
借助于熱氧化，在硅基片Ia的主表面上形成由具有預(yù)定膜厚度(例如600λ)的二氧化硅膜(熱氧化膜)構(gòu)成的柵絕緣膜45。在柵絕緣膜形成步驟之后，執(zhí)行多晶硅層形成步驟。在多晶硅層形成步驟中，使用 LPCVD技術(shù)，在硅基片Ia的整個(gè)主表面上形成具有預(yù)定膜厚度(例如0. 69 μ m)的非摻雜多晶硅層。非摻雜多晶硅層用作形成保護(hù)膜39a和39b中的每個(gè)、柵極46、水平信號(hào)線6(參見圖ΙΑ)、n型多晶硅層34以及ρ型多晶硅層35的基礎(chǔ)。在多晶硅層形成步驟之后，執(zhí)行多晶硅層圖案化步驟。在多晶硅層圖案化步驟中， 使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)，對(duì)非摻雜多晶硅層進(jìn)行圖案化，以留下分別與保護(hù)膜39a和39b 中的每個(gè)、柵極46、水平信號(hào)線6、η型多晶硅層34以及ρ型多晶硅層35相對(duì)應(yīng)的部分。在多晶硅層圖案化步驟之后，執(zhí)行ρ型多晶硅層形成步驟。ρ型多晶硅層形成步驟被定義為對(duì)非摻雜多晶硅層的、分別與P型多晶硅層35和P型保護(hù)膜39a相對(duì)應(yīng)的部分執(zhí)行P型雜質(zhì)(例如硼)的離子注入，之后進(jìn)行主擴(kuò)散(drive diffusion)，由此形成ρ型多晶硅層35和ρ型保護(hù)膜39a。在ρ型多晶硅層形成步驟之后，執(zhí)行η型多晶硅層形成步驟。η型多晶硅層形成步驟被定義為對(duì)非摻雜多晶硅層的、分別與η型多晶硅層34、η型保護(hù)膜39b、柵極46和水平信號(hào)線6相對(duì)應(yīng)的部分執(zhí)行η型雜質(zhì)(例如磷)的離子注入，之后進(jìn)行主擴(kuò)散，由此形成η 型多晶硅層34、η型保護(hù)膜39b、柵極46和水平信號(hào)線6。由此，獲得圖5中的(c)所示的結(jié)構(gòu)。此外，可以顛倒P型多晶硅層形成步驟和η型多晶硅層形成步驟的順序。在ρ型多晶硅層形成步驟和η型多晶硅層形成步驟兩者之后，執(zhí)行源/漏形成步驟。源/漏形成步驟被定義為對(duì)P型阱區(qū)41的、分別為形成η+型漏區(qū)44和η+型源區(qū)43 而保留的區(qū)域執(zhí)行η型雜質(zhì)(例如磷)的離子注入。之后，執(zhí)行主擴(kuò)散，以形成η+型漏區(qū) 44和η+型源區(qū)43。在源/漏形成步驟之后，執(zhí)行層間介電膜形成步驟。在層間介電膜形成步驟中，在硅基片Ia的主表面上方形成層間介電膜50。更具體地，通過使用CVD(化學(xué)氣相沉積)技
術(shù)在硅基片Ia的主表面上方沉積具有預(yù)定膜厚度(例如8000人)的BPSG膜，之后以預(yù)定
溫度(例如800°C)回流沉積的BPSG膜，來形成平坦化的層間介電膜50。
在層間介電膜形成步驟之后，執(zhí)行接觸孔形成步驟。在接觸孔形成步驟中，使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)，在層間介電膜50中形成接觸孔501、502、50b、50c、50d、50e和50f。由此，獲得圖5中的(d)所示的結(jié)構(gòu)。在接觸孔形成步驟之后，執(zhí)行金屬膜形成步驟。在金屬膜形成步驟中，使用濺射在硅基片Ia的整個(gè)主表面上方形成具有預(yù)定膜厚度(例如2 μ m)的金屬膜(例如Al-Si膜)。 上述金屬膜是用于形成連接層36、電極38a和38b中的每個(gè)、漏極47、源極48、基準(zhǔn)偏置線 5、金屬線59、垂直讀出線7、地線8、公共地線9、以及墊Vout、Vsel、Vref, Vdd和Gnd中的每個(gè)的基礎(chǔ)。在金屬膜形成步驟之后，執(zhí)行金屬膜圖案化步驟。在金屬膜圖案化步驟中，通過使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)對(duì)金屬膜進(jìn)行圖案化，形成連接層36、電極38a和38b中的每個(gè)、漏極47、源極48、基準(zhǔn)偏置線5、垂直讀出線7、地線8、公共地線9、以及墊Vout、Vsel、Vref、 Vdd和&id中的每個(gè)。由此，獲得圖6中的(a)所示的結(jié)構(gòu)。此外，在金屬膜圖案化步驟中， 使用RIE(反應(yīng)離子蝕刻)對(duì)金屬膜進(jìn)行蝕刻。在金屬膜圖案化步驟之后，執(zhí)行鈍化膜形成步驟。在鈍化膜形成步驟中，使用CVD 技術(shù)在硅基片Ia的整個(gè)主表面上方(換句話說，在層間介電膜50上)形成鈍化膜60。鈍化膜60是具有預(yù)定膜厚度(例如5000人)的PSG膜和具有預(yù)定膜厚度(例如5000人) 的NSG膜的層疊膜。由此，獲得圖6中的(b)所示的結(jié)構(gòu)。在鈍化膜形成步驟之后，執(zhí)行層疊結(jié)構(gòu)圖案化步驟。在層疊結(jié)構(gòu)圖案化步驟中，通過對(duì)由被定義為二氧化硅膜31和氮化硅膜32的層疊的隔熱層、在隔熱層上形成的溫度檢測(cè)構(gòu)件30、在隔熱層上方形成的用于覆蓋溫度檢測(cè)構(gòu)件30的層間介電膜50以及在層間介電膜50上形成的鈍化膜60構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖案化，形成薄膜結(jié)構(gòu)。由此，獲得圖6中的(c)所示的結(jié)構(gòu)。此外，在層疊結(jié)構(gòu)圖案化步驟中，形成多個(gè)(在本實(shí)施例中為兩個(gè))縫隙13?？p隙13中的每個(gè)被配置為沿著其厚度方向穿透層疊結(jié)構(gòu)，并且形成為將紅外線吸收構(gòu)件33與基體10分離。通過形成這些縫隙13完成上述層疊結(jié)構(gòu)。在層疊結(jié)構(gòu)圖案化步驟之后，執(zhí)行開口形成步驟。在開口形成步驟中，使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)形成開口(未示出)。開口被設(shè)計(jì)為分別暴露墊Vout、Vsel、Vref、Vdd和 Gnd0在開口形成步驟中，使用RIE形成開口。在開口形成步驟之后，執(zhí)行空腔形成步驟。在空腔形成步驟中，通過使用倒入縫隙 13中的每個(gè)的蝕刻劑對(duì)硅基片Ia進(jìn)行各向異性蝕刻，在硅基片Ia中形成空腔11。由此， 獲得以二維陣列方式布置像素2的紅外線傳感器1，如圖6中的(d)所示。在空腔形成步驟中，使用被加熱到預(yù)定溫度(例如85°C)的TMAH(四甲基氫氧化銨)溶液作為蝕刻劑。蝕刻劑不限于TMAH溶液，而是可以是堿性溶液(例如Κ0Η(氫氧化鉀)溶液)。此外，在晶片級(jí)執(zhí)行從絕緣層形成步驟到空腔形成步驟的所有步驟。因此，在完成空腔形成步驟之后，進(jìn)行分離步驟，以將紅外線傳感器1彼此分離。另外，借助于已知的MOS晶體管的公知制造方法形成MOS晶體管4。換句話說，通過重復(fù)基本步驟，即使用熱氧化形成熱氧化膜的步驟、使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)對(duì)熱氧化膜進(jìn)行圖案化的步驟、注入雜質(zhì)的步驟以及執(zhí)行驅(qū)入擴(kuò)散(雜質(zhì)擴(kuò)散)的步驟，形成P型阱區(qū)41、P+型溝道截?cái)喹h(huán)區(qū)42、n+型漏區(qū)44和n+型源區(qū)43。根據(jù)上述紅外線傳感器1，溫度檢測(cè)構(gòu)件30使用熱電偶30a檢測(cè)紅外線吸收構(gòu)件33和基體10之間的溫度差。因此，不需要向溫度檢測(cè)構(gòu)件30提供電流。由于與由電阻熱輻射計(jì)構(gòu)成的溫度檢測(cè)構(gòu)件30相反，溫度檢測(cè)構(gòu)件30不對(duì)其自身進(jìn)行加熱，因此紅外線吸收構(gòu)件33以及薄膜結(jié)構(gòu)300免于由于溫度檢測(cè)構(gòu)件30的自加熱而發(fā)生的彎曲，由此有助于降低功率消耗。此外，由于靈敏度保持恒定而與溫度無關(guān)，因此提高了紅外線傳感器的準(zhǔn)確度。另外，在紅外線吸收構(gòu)件33的紅外線入射表面上形成保護(hù)膜39a和39b。因此，可以防止在形成P型多晶硅層35和η型多晶硅層34時(shí)，紅外線吸收構(gòu)件33被蝕刻得變薄。簡而言之，在多晶硅層圖案化步驟中，能夠防止由可能在對(duì)非摻雜多晶硅層進(jìn)行蝕刻時(shí)發(fā)生的過蝕刻而引起的氮化硅膜32變薄。因此，能夠在形成ρ型多晶硅層35和η型多晶硅層 34時(shí)，保護(hù)紅外線吸收構(gòu)件33。另外，保護(hù)膜39a和39b可以增強(qiáng)薄膜結(jié)構(gòu)300中的應(yīng)力的均勻分布。因此，能夠使紅外線吸收構(gòu)件33薄，還使薄膜結(jié)構(gòu)300免于彎曲，因此能夠提高靈敏度。保護(hù)膜39a和39b優(yōu)選地被形成為與溫度檢測(cè)構(gòu)件30協(xié)作地覆蓋紅外線吸收構(gòu)件33的近似整個(gè)表面。需要防止保護(hù)膜39a和39b被在空腔形成步驟中使用的蝕刻劑(例如TMAH溶液)蝕刻。因此，保護(hù)膜39a和39b被成形為不在縫隙13的內(nèi)方位上暴露。簡而言之，保護(hù)膜39a和39b被形成為不覆蓋紅外線吸收構(gòu)件33的外圍。在紅外線傳感器1中，保護(hù)膜39a和39b中的每個(gè)、ρ型多晶硅層35以及η型多晶硅層34具有相同的厚度。因此，可以改善薄膜結(jié)構(gòu)300中的應(yīng)力的均勻分布。因此，能夠使紅外線吸收構(gòu)件33免于彎曲。在紅外線傳感器1中，保護(hù)膜39a和39b中的每個(gè)、ρ型多晶硅層35以及η型多晶硅層34形成在共同的平面中。因此，可以改善薄膜結(jié)構(gòu)300中的應(yīng)力的均勻分布。因此， 能夠使紅外線吸收構(gòu)件33免于彎曲。由于紅外線傳感器1針對(duì)每個(gè)像素2包括MOS晶體管4，因此能夠減少輸出墊Vout 的數(shù)量，因此能夠減小紅外線傳感器1的尺寸，并且降低其生產(chǎn)成本。在紅外線傳感器1中，作為形成MOS晶體管4的柵極46的多晶硅層的η型多晶硅層具有與η型保護(hù)膜39b相同的厚度。因此，能夠通過相同的工藝形成MOS晶體管4的柵極46和η型保護(hù)膜39b。相應(yīng)地，能夠減少制造紅外線傳感器的方法的步驟的數(shù)量，因此能夠降低其生產(chǎn)成本。此外，紅外線傳感器1可以包括單個(gè)紅外線檢測(cè)元件3。(第二實(shí)施例)本實(shí)施例的紅外線傳感器IA與第一實(shí)施例的紅外線傳感器1的不同之處在于像素2A和溫度檢測(cè)構(gòu)件30A。用相同的附圖標(biāo)記表示紅外線傳感器IA和紅外線傳感器1共同的配置，并且不對(duì)其進(jìn)行說明。像素2A中的每個(gè)沒有設(shè)置MOS晶體管4.溫度檢測(cè)構(gòu)件30A包括四個(gè)熱電偶30a，每個(gè)熱電偶30a包括η型多晶硅層34、ρ 型多晶硅層35和連接層36。熱電偶30a的ρ型多晶硅層35的第二端使用由金屬材料(例如ΑΙ-Si)制成的連接層37連接到與其臨近的熱電偶30a的η型多晶硅層34的第二端。如上所述，四個(gè)熱電偶30a彼此串聯(lián)連接，以構(gòu)成溫差電堆。前述溫差電堆包括各自由η型多晶硅層34的第一端、ρ型多晶硅層35的第一端和連接層36構(gòu)成的熱接點(diǎn)，以及各自由ρ型多晶硅層35的第二端、η型多晶硅層34的第二端和連接層37構(gòu)成的冷接點(diǎn)。熱接點(diǎn)布置在紅外線吸收構(gòu)件33上方，而冷接點(diǎn)布置在基體10上方。制造紅外線傳感器IA的方法與制造紅外線傳感器1的方法的不同之處在于層疊結(jié)構(gòu)圖案化步驟和空腔形成步驟。在本實(shí)施例的層疊結(jié)構(gòu)圖案化步驟中，分別在為形成硅基片Ia的空腔11而保留的區(qū)域的投影區(qū)域的四個(gè)角中形成在其厚度方向上穿透層疊結(jié)構(gòu)的四個(gè)矩形縫隙14，以形成薄膜結(jié)構(gòu)300。在本實(shí)施例的空腔形成步驟中，使用四個(gè)縫隙14 作為蝕刻劑管道。此外，由于紅外線傳感器IA沒有設(shè)置MOS晶體管4，因此第一二氧化硅膜 31單獨(dú)定義二氧化硅膜lb。如圖7和8所示，紅外線傳感器IA包括多個(gè)(在示出的實(shí)例中為四個(gè))輸出墊 Vout和單個(gè)基準(zhǔn)偏置墊Vref。輸出墊Vout分別連接到溫度檢測(cè)構(gòu)件30的第一端。對(duì)于每一行，基準(zhǔn)偏置墊Vref連接到多個(gè)(在示出的實(shí)例中為兩個(gè))紅外線檢測(cè)元件3的溫度檢測(cè)構(gòu)件30A的第二端。根據(jù)紅外線傳感器1A，使得能夠讀出來自所有紅外線檢測(cè)元件3 的輸出的時(shí)序數(shù)據(jù)。此外，溫度檢測(cè)構(gòu)件30A使其第一端經(jīng)由垂直讀出線7電連接到輸出墊Vout。溫度檢測(cè)構(gòu)件30A使其第二端使用基準(zhǔn)偏置線5電連接到與基準(zhǔn)偏置墊Vref連接的公共基準(zhǔn)偏置線5a。此外，在圖8中，溫度檢測(cè)構(gòu)件30A被示出為其包括電壓源的等效電路。例如，在對(duì)基準(zhǔn)偏置墊Vref施加1. 65V的電勢(shì)時(shí)，輸出墊Vout輸出像素2A的輸出電壓(1. 65V+溫度檢測(cè)構(gòu)件30A的輸出電壓)。圖9示出了包括紅外線傳感器1A、信號(hào)處理裝置B和封裝C的紅外線傳感器模塊， 信號(hào)處理裝置B被配置為對(duì)作為紅外線傳感器IA的輸出信號(hào)的輸出電壓進(jìn)行處理，紅外線傳感器IA和信號(hào)處理裝置B安裝在封裝C上。如圖10所示，信號(hào)處理裝置B包括多個(gè)(在示出的實(shí)例中為四個(gè))輸入墊Vin和墊VrefB。輸入墊Vin使用線80分別電連接到紅外線傳感器IA的輸出墊Vout。墊VrefB 在使用時(shí)被適配為對(duì)紅外線傳感器IA的基準(zhǔn)偏置墊Vref施加基準(zhǔn)電壓。墊VrefB經(jīng)由線 80電連接到基準(zhǔn)偏置墊Vref。信號(hào)處理裝置B還包括放大器電路AMP和多路器MUX。通過使用信號(hào)處理裝置B，能夠生成紅外線圖像。圖11示出了本實(shí)施例的紅外線傳感器IA的變形例。在圖11所示的變形例中，溫度檢測(cè)構(gòu)件30A是包括彼此串聯(lián)連接的兩個(gè)熱電偶30a的溫差電堆。此外，在變形例中，薄膜結(jié)構(gòu)300使用兩個(gè)支持構(gòu)件310鏈接到基體10。圖12示出了紅外線傳感器IA的另一變形例。在圖12所示的變形例中，空腔11 被形成為在硅基片Ia的厚度方向上穿透硅基片la。簡而言之，薄膜結(jié)構(gòu)300被形成為光闌 (diaphragm)(第三實(shí)施例)下面，參考圖13至37說明本實(shí)施例的紅外線傳感器1B。本實(shí)施例的紅外線傳感器IB與第一實(shí)施例的紅外線傳感器1的不同之處主要在于薄膜結(jié)構(gòu)300B。此外，用相同的附圖標(biāo)記表示紅外線傳感器IB和紅外線傳感器1共同的部件，并且不對(duì)其進(jìn)行說明。如圖15和25所示，在紅外線傳感器IB中，在單個(gè)基體10的第一表面上方形成8 乘8的像素2。不限制像素2的數(shù)量和布置。
此外，在圖15中，示出了像素選擇墊Vsel、基準(zhǔn)偏置墊Vref、地墊Gnd、輸出墊 Vout等為墊81，而不進(jìn)行區(qū)分。圖沈示出了包括紅外線傳感器IB的紅外線傳感器模塊(紅外線陣列傳感器模塊)。該紅外線傳感器模塊包括紅外線傳感器1B、信號(hào)處理裝置B和封裝C，信號(hào)處理裝置 B被配置為對(duì)作為紅外線傳感器IB的輸出信號(hào)的輸出電壓進(jìn)行處理，紅外線傳感器IB和信號(hào)處理裝置B安裝在封裝C上。封裝C包括封裝體90和封裝蓋100。封裝體90是被形成為矩形盒形狀并且在其表面(上表面)中設(shè)置有開口的多層陶瓷基片(陶瓷封裝)。紅外線傳感器IB和信號(hào)處理裝置B安裝(安置)在封裝體90的內(nèi)部底表面上。封裝蓋100是金屬蓋，并且設(shè)置有將紅外線會(huì)聚到紅外線傳感器IB的透鏡。根據(jù)封裝C，由封裝體90和封裝蓋100包圍的氣密空間定義了干氮?dú)夥?。封裝蓋借助于縫焊將其外圍固定到在封裝體90的表面上形成的矩形圖案化金屬(未示出)。封裝體90可以通過疊加玻璃環(huán)氧樹脂基片來構(gòu)成。在封裝體90的內(nèi)表面上形成了遮蔽圖案化導(dǎo)體92。使用由導(dǎo)電接合材料(例如焊料和銀膏)制成的接合層95，將紅外線傳感器IB和信號(hào)處理裝置B結(jié)合到遮蔽圖案化導(dǎo)體92。例如，將紅外線傳感器IB和信號(hào)處理裝置B結(jié)合到封裝體90的方法可以是從正常溫度結(jié)合法、Au-Sn共熔結(jié)合法和Au-Si共熔結(jié)合法中選擇的一種。與使用導(dǎo)電材料進(jìn)行結(jié)合相比，諸如正常溫度結(jié)合的直接結(jié)合可以提高紅外線傳感器IA和透鏡110之間的距離的準(zhǔn)確度。透鏡110由作為紅外線透射材料之一的硅制成。透鏡110可以使用例如使用陽極氧化技術(shù)制造半導(dǎo)體透鏡的方法(例如，在日本專利公開第3897055號(hào)和第3897056號(hào)中公開的制造半導(dǎo)體透鏡的方法)來制成。使用導(dǎo)電粘合劑(例如焊料和銀膏)將透鏡110 固定到封裝蓋100的孔徑101外圍，以覆蓋封裝蓋100的孔徑101。透鏡110還電連接到遮蔽圖案化導(dǎo)體92。因此，紅外線陣列傳感器模塊可以抑制由外部電磁噪聲引起的S/N比率的降低。此外，可以按照需要為透鏡110設(shè)置紅外線光學(xué)濾波器。紅外線光學(xué)濾波器可以是帶通濾波器或者寬阻帶濾波器。可以通過交替疊加具有不同折射率的多種薄膜來制造這種紅外線光學(xué)濾波器。薄膜結(jié)構(gòu)300B被形成為覆蓋對(duì)紅外線吸收構(gòu)件33與基體10進(jìn)行隔熱的空腔11。 在本實(shí)施例中，空腔11被形成為正方棱錐形狀。因此，在基體10由硅基片Ia構(gòu)成的情形下，可以使用利用堿性溶液的各向異性蝕刻容易地形成空腔。薄膜結(jié)構(gòu)300B被多個(gè)線性縫隙15分割為多個(gè)(在示出的實(shí)例中為六個(gè))小薄膜結(jié)構(gòu)301。簡而言之，薄膜結(jié)構(gòu)300B包括多個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301。多個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301沿著空腔11的周界方向布置成行。每個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301從基體10中的空腔11的邊緣延伸到空腔11內(nèi)部。每個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301包括紅外線吸收構(gòu)件33和溫度檢測(cè)構(gòu)件30B。根據(jù)上述明顯的是，薄膜結(jié)構(gòu)300B包括布置在空腔11內(nèi)部的多個(gè)(在示出的實(shí)例中為六個(gè))紅外線吸收構(gòu)件33。此外，薄膜結(jié)構(gòu)300B包括連接構(gòu)件320，連接構(gòu)件320被配置為將彼此相鄰的小薄膜結(jié)構(gòu)301和301連接在一起。每個(gè)溫度檢測(cè)構(gòu)件30B布置在相應(yīng)的紅外線吸收構(gòu)件33上方。所有溫度檢測(cè)構(gòu)件30B以提供依賴于溫度的輸出(由于溫度的改變而變化的輸出)的關(guān)系彼此電連接，該依賴于溫度的輸出大于溫度檢測(cè)構(gòu)件30B中的任意單個(gè)的輸出。
在本實(shí)施例中，所有溫度檢測(cè)構(gòu)件30B彼此串聯(lián)連接。如此彼此串聯(lián)連接的所有溫度檢測(cè)構(gòu)件給出等于各個(gè)溫度檢測(cè)構(gòu)件30B的溫差電動(dòng)勢(shì)的和的總輸出，因此提供大于溫度檢測(cè)構(gòu)件30B中的任意單個(gè)的輸出的、依賴于溫度的輸出，由此提高靈敏度。此外，不需要所有溫度檢測(cè)構(gòu)件30B都彼此串聯(lián)連接。例如，三個(gè)溫度檢測(cè)構(gòu)件 30B的兩個(gè)串聯(lián)電路可以彼此并聯(lián)連接。與所有溫度檢測(cè)構(gòu)件30B彼此并聯(lián)連接的情形、 或者溫度檢測(cè)構(gòu)件30B彼此不連接的情形相比，這種配置可以提高靈敏度。此外，與所有溫度檢測(cè)構(gòu)件30B彼此串聯(lián)連接的情形相比，能夠降低六個(gè)溫度檢測(cè)構(gòu)件30B的電路的電阻。 因此，可以降低熱噪聲，因此可以提高S/N比率。此外，溫度檢測(cè)構(gòu)件30B是熱式紅外線檢測(cè)構(gòu)件就足夠了。因此，可以采用熱電元件作為溫度檢測(cè)構(gòu)件30B。在這種情形下，將多個(gè)溫度檢測(cè)構(gòu)件30B彼此并聯(lián)連接給出了等于由各個(gè)溫度檢測(cè)構(gòu)件的熱電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷的和的總輸出，因此提供大于溫度檢測(cè)構(gòu)件 30B中的任意單個(gè)的輸出的、依賴于溫度的輸出。薄膜結(jié)構(gòu)300B對(duì)于每個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301包括兩個(gè)支持構(gòu)件310，每個(gè)支持構(gòu)件 310將紅外線吸收構(gòu)件33連接到基體10。兩個(gè)支持構(gòu)件310被形成為條狀，并且在空腔11 的周界方向上彼此間隔開。此外，薄膜結(jié)構(gòu)300B設(shè)置有U形縫隙13，每個(gè)U形縫隙13將紅外線吸收構(gòu)件33與兩個(gè)支持構(gòu)件310在空間上分離，并且連通到空腔11?；w10具有包圍薄膜結(jié)構(gòu)300B的矩形框狀部分。支持構(gòu)件310具有分別連接到紅外線吸收構(gòu)件33和基體10的部分以及在空間上與紅外線吸收構(gòu)件33和基體10分離的剩余部分。在本實(shí)施例中，小薄膜結(jié)構(gòu)301在從基體10開始的延伸方向上具有93 μ m的長度。小薄膜結(jié)構(gòu)301 在與其延伸方向正交的寬度方向上具有75 μ m的寬度。每個(gè)支持構(gòu)件310具有23 μ m的寬度。縫隙13和15中的每個(gè)具有5μπι的寬度。這些值僅僅是說明性的。以與薄膜結(jié)構(gòu)300類似的方式，通過對(duì)二氧化硅膜lb、氮化硅膜32、溫度檢測(cè)構(gòu)件 30B、層間介電膜50和鈍化膜60的層疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖案化，來形成薄膜結(jié)構(gòu)300B。連接構(gòu)件320被形成為交叉形狀，并且被配置為將在與小薄膜結(jié)構(gòu)301的延伸方向交叉的對(duì)角線方向上彼此并置的小薄膜結(jié)構(gòu)301連接在一起。此外，連接構(gòu)件320被配置為將在小薄膜結(jié)構(gòu)301的延伸方向上彼此并置的小薄膜結(jié)構(gòu)301連接在一起。此外，連接構(gòu)件320被配置為將在與小薄膜結(jié)構(gòu)301的延伸方向垂直的方向上彼此并置的小薄膜結(jié)構(gòu)301連接在一起。溫度檢測(cè)構(gòu)件30B是溫差電堆，其包括彼此串聯(lián)連接的多個(gè)(在示出的實(shí)例中為九個(gè))熱電偶30a。如在第二實(shí)施例中所描述的，相鄰的熱電偶30a經(jīng)由連接層37彼此電連接。同樣在本實(shí)施例中，以與第二實(shí)施例類似的方式，η型多晶硅層34的第一端、ρ型多晶硅層35的第一端和連接層36構(gòu)成熱接點(diǎn)，并且η型多晶硅層34的第二端、ρ型多晶硅層35的第二端和連接層37構(gòu)成冷接點(diǎn)。熱接點(diǎn)布置在紅外線吸收構(gòu)件33上方，而冷接點(diǎn)布置在基體10上方。層間介電膜50將連接層36和37彼此隔離(參見圖20和21)。簡而言之，熱接點(diǎn)的連接層36經(jīng)由在層間介電膜50中形成的接觸孔501和502分別電連接到多晶硅層34 和35的第一端。冷接點(diǎn)的連接層37經(jīng)由在層間介電膜50中形成的接觸孔503和504分別電連接到多晶硅層34和35的第二端。在本實(shí)施例的紅外線傳感器IB中，空腔11具有正方棱錐形狀。因此，使得空腔11朝向其中心的深度大于在其外周處的深度。鑒于上述，將溫度檢測(cè)構(gòu)件30B布置在相應(yīng)的小薄膜結(jié)構(gòu)301上方，使得熱接點(diǎn)聚在薄膜結(jié)構(gòu)300B的中心。例如，對(duì)于圖13的向上/向下方向(三個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301對(duì)齊的方向)上的中心的兩個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301，沿著如圖13 和18所示的向上/向下方向布置連接層36。對(duì)于在圖13的向上/向下方向上的上側(cè)的兩個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301，連接層36聚在如圖13和18所示的向上/向下方向上的下側(cè)。對(duì)于在圖13的向上/向下方向上的下側(cè)的兩個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301，連接層36聚在如圖13和18所示的向上/向下方向上的上側(cè)。以與小薄膜結(jié)構(gòu)301的多個(gè)連接層36布置在圖13的向上/ 向下方向的中心相同的方式，與小薄膜結(jié)構(gòu)301的多個(gè)連接層36布置在圖13的向上/向下方向上的上下側(cè)的情況相比，這種配置使得能夠增大熱接點(diǎn)處的溫度變化。因此，可以提高靈敏度。在小薄膜結(jié)構(gòu)301中，在氮化硅膜32的紅外線入射表面的、未形成溫度檢測(cè)構(gòu)件 30B的區(qū)域上形成保護(hù)膜39 (參見圖13、16和22)。保護(hù)膜39被定義為由η型多晶硅層構(gòu)成的紅外線吸收層，該紅外線吸收層吸收紅外線并且防止小薄膜結(jié)構(gòu)301發(fā)生彎曲。連接構(gòu)件320設(shè)置有增強(qiáng)構(gòu)件(增強(qiáng)層)330(參見圖19)，增強(qiáng)構(gòu)件330增強(qiáng)連接構(gòu)件320的機(jī)械強(qiáng)度。增強(qiáng)構(gòu)件330與保護(hù)膜39—體地形成。在本實(shí)施例的紅外線傳感器IB中，由于增強(qiáng)構(gòu)件330使連接構(gòu)件320增強(qiáng)，因此能夠防止由于使用紅外線傳感器IB 時(shí)的外部溫度變化或者沖擊而產(chǎn)生的應(yīng)力導(dǎo)致的紅外線傳感器破損。另外，紅外線傳感器 IB可以免于在制造紅外線傳感器IB時(shí)破損，因此可以提高制作成品率。此外，在本實(shí)施例中，連接構(gòu)件320具有M μ m的長度Ll和5 μ m的寬度L2，并且增強(qiáng)構(gòu)件330具有1 μ m的寬度L3。這些值僅僅是說明性的。在本實(shí)施例中，基體10由硅基片Ia構(gòu)成，并且增強(qiáng)構(gòu)件 330由η型多晶硅層構(gòu)成。因此，需要防止增強(qiáng)構(gòu)件330在形成空腔11時(shí)被蝕刻。因此， 優(yōu)選地增強(qiáng)構(gòu)件330具有小于連接構(gòu)件320的寬度，以使得增強(qiáng)構(gòu)件330布置在連接構(gòu)件 320的相對(duì)的寬度端之間。如圖19和24Β所示，紅外線傳感器IB在其在連接構(gòu)件320和小薄膜結(jié)構(gòu)301之間的角處被斜切，以在該處形成斜切表面340。此外，彼此近似垂直的交叉形狀的連接構(gòu)件 320的側(cè)表面之間的角被斜切，以形成斜切表面350。如圖24Β所示，與不形成斜切表面340 和350的情形相比，這種配置可以減小連接構(gòu)件320和小薄膜結(jié)構(gòu)301的接合部分處發(fā)生的應(yīng)力。因此，能夠減小在制造紅外線傳感器IB時(shí)發(fā)生的殘留應(yīng)力，并且能夠防止在制造紅外線傳感器IB時(shí)發(fā)生的紅外線傳感器IB破損。因此，可以提高制作成品率。另外，能夠防止由于在使用紅外線傳感器IB時(shí)的外部溫度變化或者沖擊而發(fā)生的應(yīng)力導(dǎo)致的紅外線傳感器IB的破損。此外，在圖19所示的實(shí)例中，雖然斜切表面340和350中的每個(gè)是具有 3 μ m的曲率半徑的R表面，但是斜切表面340和350中的每個(gè)可以是C表面。此外，紅外線傳感器IB對(duì)于每個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301包括由η型多晶硅層構(gòu)成的故障診斷線139。故障診斷線139從基體10開始，并且通過一個(gè)支持構(gòu)件310、紅外線吸收構(gòu)件 33和另一支持構(gòu)件310行進(jìn)而返回到基體10。所有故障診斷線139彼此串聯(lián)連接。通過對(duì)m乘η(在示出的實(shí)例中為3乘2)條故障診斷線139的串聯(lián)電路供電，能夠檢測(cè)到諸如支持構(gòu)件310的破損的破損。保護(hù)膜39、增強(qiáng)構(gòu)件330和故障診斷線139包含與η型多晶硅層34相同種類和相同雜質(zhì)濃度(例如IOw到102°cm_3)的η型雜質(zhì)(例如磷)，并且與η型多晶硅層34同時(shí)形成。例如，P型多晶硅層35的ρ型雜質(zhì)可以是硼，并且其雜質(zhì)濃度可以在大約IO18到 IO20Cm-3的范圍內(nèi)。在本實(shí)施例中，η型多晶硅層34和ρ型多晶硅層35中的每個(gè)具有IO18 到102°cm_3的雜質(zhì)濃度。這種配置可以減小熱電偶的電阻，并且提高S/N比率。此外，保護(hù)膜39、增強(qiáng)構(gòu)件330和故障診斷線139可以由ρ型多晶硅層構(gòu)成。在這種情形下，保護(hù)膜 39、增強(qiáng)構(gòu)件330和故障診斷線139可以包含與ρ型多晶硅層35相同種類和相同雜質(zhì)濃度的雜質(zhì)。在本實(shí)施例中，η型多晶硅層34、ρ型多晶硅層35、保護(hù)膜39、增強(qiáng)構(gòu)件330和故障診斷線139中的每個(gè)具有λ Mn1的厚度、，其中，Ii1表示η型多晶硅層34、ρ型多晶硅層 35、保護(hù)膜39、增強(qiáng)構(gòu)件330和故障診斷線139中的每個(gè)的反射率，并且λ表示要由紅外線檢測(cè)元件3檢測(cè)的紅外線的中心波長。這種配置可以提高對(duì)具有檢測(cè)目標(biāo)波長(例如8到 12 μ m)的紅外線的吸收效率，由此提高靈敏度。例如，當(dāng)Ii1是3. 6，并且λ是10 μ m時(shí)，、 大約是0. 69 μ mo此外，η型多晶硅層34、ρ型多晶硅層35、保護(hù)膜39、增強(qiáng)構(gòu)件330和故障診斷線 139中的每個(gè)具有在IOw到102°cm_3范圍內(nèi)的雜質(zhì)濃度。因此，可以提高對(duì)紅外線的吸收率， 并且可以抑制對(duì)同一紅外線的反射。因此，提高了溫度檢測(cè)構(gòu)件30B的輸出的S/N比率。 此外，可以通過與η型多晶硅層34相同的工藝形成保護(hù)膜39、增強(qiáng)構(gòu)件330和故障診斷線 139。因此，能夠降低生產(chǎn)成本。在本實(shí)施例的紅外線傳感器IB的每個(gè)像素2中，溫度檢測(cè)構(gòu)件30Β使其第一端電連接到MOS晶體管4的源極48，并且使其第二端電連接到基準(zhǔn)偏置線5。此外，MOS晶體管 4使其漏極47電連接到垂直讀出線7，并且使其柵極46電連接到由與同一柵極46—體地形成的η型多晶硅層構(gòu)成的水平信號(hào)線6。下面，參考圖27到30，對(duì)制造紅外線傳感器IB的方法進(jìn)行簡要說明。首先，執(zhí)行絕緣層形成步驟，之后執(zhí)行絕緣層圖案化步驟。由此，獲得圖27中的 (a)所示的結(jié)構(gòu)。已經(jīng)在第一實(shí)施例中說明了絕緣層形成步驟和絕緣層圖案化步驟，因此視為不需要對(duì)其進(jìn)行說明。在絕緣層圖案化步驟之后執(zhí)行阱區(qū)形成步驟，之后執(zhí)行溝道截?cái)喹h(huán)區(qū)形成步驟。 由此，獲得圖27中的(b)所示的結(jié)構(gòu)。已經(jīng)在第一實(shí)施例中說明了絕緣層圖案化步驟、阱區(qū)形成步驟和溝道截?cái)喹h(huán)區(qū)形成步驟，因此視為不需要對(duì)其進(jìn)行說明。在溝道截?cái)喹h(huán)區(qū)形成步驟之后執(zhí)行柵絕緣膜形成步驟。已經(jīng)在第一實(shí)施例中說明了柵絕緣膜形成步驟，因此視為不需要對(duì)其進(jìn)行說明。在柵絕緣膜形成步驟之后，執(zhí)行多晶硅層形成步驟。在本實(shí)施例的多晶硅層形成步驟中，使用LPCVD技術(shù)在硅基片Ia的整個(gè)主表面上形成具有預(yù)定膜厚度(例如0. 69 μ m) 的非摻雜多晶硅層。使用該非摻雜多晶硅層作為形成柵極46、水平信號(hào)線6 (參見圖13)、 η型多晶硅層34、ρ型多晶硅層35、保護(hù)膜39、增強(qiáng)構(gòu)件330和故障診斷線139的基礎(chǔ)。在多晶硅層形成步驟之后，執(zhí)行多晶硅層圖案化步驟。在本實(shí)施例的多晶硅層圖案化步驟中，使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)，對(duì)非摻雜多晶硅層進(jìn)行圖案化，以留下其分別對(duì)應(yīng)于柵極46、水平信號(hào)線6、η型多晶硅層34、ρ型多晶硅層35、保護(hù)膜39、增強(qiáng)構(gòu)件330和故障診斷線139的部分。在多晶硅層圖案化步驟之后，執(zhí)行ρ型多晶硅層形成步驟。已經(jīng)在第一實(shí)施例中說明了 P型多晶硅層形成步驟，因此視為不需要對(duì)其進(jìn)行說明。在ρ型多晶硅層形成步驟之后，執(zhí)行η型多晶硅層形成步驟。本實(shí)施例的η型多晶硅層形成步驟被定義為對(duì)非摻雜多晶硅層的、分別對(duì)應(yīng)于η型多晶硅層34、保護(hù)膜39、增強(qiáng)構(gòu)件330、故障診斷線139、柵極46和水平信號(hào)線6的部分執(zhí)行η型雜質(zhì)(例如磷)的離子注入，之后進(jìn)行主擴(kuò)散，由此形成η型多晶硅層34、保護(hù)膜39、增強(qiáng)構(gòu)件330、故障診斷線 139、柵極46和水平信號(hào)線6。由此，獲得圖觀中的(a)所示的結(jié)構(gòu)。此外，ρ型多晶硅層形成步驟和η型多晶硅層形成步驟的順序可以顛倒。在ρ型多晶硅層形成步驟和η型多晶硅層形成步驟兩者之后，按照源/漏形成步驟、層間介電膜形成步驟和接觸孔形成步驟的順序，執(zhí)行源/漏形成步驟、層間介電膜形成步驟和接觸孔形成步驟。由此，獲得圖觀中的(b)所示的結(jié)構(gòu)。已經(jīng)在第一實(shí)施例中說明了源/漏形成步驟、層間介電膜形成步驟和接觸孔形成步驟，因此視為不需要對(duì)其進(jìn)行說明。在接觸孔形成步驟之后，執(zhí)行金屬膜形成步驟。在本實(shí)施例的金屬膜形成步驟中， 使用濺射在硅基片Ia的整個(gè)主表面上方形成具有預(yù)定膜厚度(例如2 μ m)的金屬膜(例如Al-Si膜)。上述金屬膜是形成連接層36和37、漏極47、源極48、基準(zhǔn)偏置線5、垂直讀出線7、地線8、公共地線9、墊Vout、VselJref、Vdd和&id等(參見圖25)的基礎(chǔ)。在金屬膜形成步驟之后，執(zhí)行金屬膜圖案化步驟。在金屬膜圖案化步驟中，通過使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)對(duì)金屬膜進(jìn)行圖案化，形成連接層36和37、漏極47、源極48、基準(zhǔn)偏置線5、垂直讀出線7、地線8、公共地線9以及墊￥0肚、￥%1、￥1~時(shí)、￥(1(1和611(1。由此，獲得圖四中的(a)所示的結(jié)構(gòu)。此外，在金屬膜圖案化步驟中，使用RIE對(duì)金屬膜進(jìn)行蝕刻。在金屬膜圖案化步驟之后，執(zhí)行鈍化膜形成步驟。由此，獲得圖四中的(b)所示的結(jié)構(gòu)。已經(jīng)在第一實(shí)施例中說明了鈍化膜形成步驟，因此視為不需要對(duì)其進(jìn)行說明。在鈍化膜形成步驟之后，執(zhí)行層疊結(jié)構(gòu)圖案化步驟。在層疊結(jié)構(gòu)圖案化步驟中，通過對(duì)由被定義為二氧化硅膜31和氮化硅膜32的層疊的隔熱層、溫度檢測(cè)構(gòu)件30B、層間介電膜50和鈍化膜60構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖案化，形成包括多個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301的薄膜結(jié)構(gòu)300B。由此，獲得圖30中的(a)所示的結(jié)構(gòu)。此外，在層疊結(jié)構(gòu)圖案化步驟中，形成多個(gè)縫隙13和15。在層疊結(jié)構(gòu)圖案化步驟之后，執(zhí)行開口形成步驟，之后執(zhí)行空腔形成步驟。在本實(shí)施例的空腔形成步驟中，通過使用倒入作為蝕刻劑管道的縫隙13和15中的每個(gè)的蝕刻劑對(duì)硅基片Ia進(jìn)行各向異性蝕刻，在硅基片Ia中形成空腔11。由此，獲得像素2以二維陣列方式布置的紅外線傳感器1B，如圖30中的(b)所示。已經(jīng)在第一實(shí)施例中說明了開口形成步驟，因此視為不需要對(duì)其進(jìn)行說明。在空腔形成步驟中，使用被加熱到預(yù)定溫度(例如85°C )的TMAH溶液作為蝕刻劑。蝕刻劑不限于TMAH溶液，而是可以是堿性溶液(例如 KOH溶液)。此外，由于在晶片級(jí)執(zhí)行從絕緣層形成步驟到空腔形成步驟的所有步驟，因此在空腔形成步驟之后，進(jìn)行分離步驟，以將紅外線傳感器IB彼此分離。在上述本實(shí)施例的紅外線傳感器IB中，薄膜結(jié)構(gòu)300B被多個(gè)線性縫隙15分割為多個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301。多個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301在空腔11的周界方向上對(duì)齊。小薄膜結(jié)構(gòu)301 中的每個(gè)從基體10中的空腔11的邊緣延伸到空腔11的內(nèi)部。小薄膜結(jié)構(gòu)301中的每個(gè)設(shè)置有溫度檢測(cè)構(gòu)件30B。所有溫度檢測(cè)構(gòu)件30B以提供依賴于溫度的輸出的關(guān)系彼此電連接，該依賴于溫度的輸出大于溫度檢測(cè)構(gòu)件30B中的任意單個(gè)的輸出。因此，本實(shí)施例的紅外線傳感器IB可以提高其響應(yīng)速度和靈敏度。此外，由于連接構(gòu)件320將彼此相鄰的小薄膜結(jié)構(gòu)301連接在一起，因此能夠抑制每個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301 的彎曲的發(fā)生。由此，能夠改善紅外線傳感器的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并且使紅外線傳感器的靈敏度穩(wěn)定。此外，在本實(shí)施例的紅外線傳感器IB中，除了 η型多晶硅層34和ρ型多晶硅層35 之外，還在紅外線吸收構(gòu)件33的紅外線入射表面上形成保護(hù)膜39、增強(qiáng)構(gòu)件330和故障診斷線139。因此，能夠防止在形成ρ型多晶硅層35和η型多晶硅層34時(shí)，氮化硅膜32被蝕刻得變薄。簡而言之，在多晶硅層圖案化步驟中，能夠防止由于在對(duì)非摻雜多晶硅層進(jìn)行蝕刻時(shí)可能發(fā)生的過蝕刻而引起氮化硅膜32變薄，其中該非摻雜多晶硅層用作η型多晶硅層 34和ρ型多晶硅層35兩者的基礎(chǔ)。另外，能夠改善薄膜結(jié)構(gòu)300Β中的應(yīng)力的均勻分布。 因此，能夠使紅外線吸收構(gòu)件33薄，還使紅外線吸收構(gòu)件33和小薄膜結(jié)構(gòu)301免于彎曲， 因此能夠提高靈敏度。此外，為了防止η型多晶硅層34、ρ型多晶硅層35、保護(hù)膜39、增強(qiáng)構(gòu)件330和故障診斷線139被在空腔形成步驟中使用的蝕刻劑(例如TMAH溶液)蝕刻，η 型多晶硅層34、ρ型多晶硅層35、保護(hù)膜39、增強(qiáng)構(gòu)件330和故障診斷線139被成形為不在縫隙13和15的內(nèi)方位上暴露。此外，在紅外線傳感器IB中，η型多晶硅層34、ρ型多晶硅層35、保護(hù)膜39、增強(qiáng)構(gòu)件330和故障診斷線139被配置為具有相同的厚度。因此，可以改善小薄膜結(jié)構(gòu)301中的應(yīng)力的均勻分布。因此，能夠使小薄膜結(jié)構(gòu)301免于彎曲。另外，由于紅外線傳感器IB針對(duì)每個(gè)像素2包括MOS晶體管4，因此能夠減少輸出墊Vout的數(shù)量，因此能夠減小紅外線傳感器IB的尺寸，并降低其生產(chǎn)成本。此外，不需要為每個(gè)像素2設(shè)置MOS晶體管4。圖31示出了本實(shí)施例的紅外線傳感器IB的第一變形例。第一變形例與圖13至 30所示的本實(shí)施例的紅外線傳感器IB的基本示例的不同之處在于薄膜結(jié)構(gòu)300Β。根據(jù)紅外線傳感器IB的第一變形例的薄膜結(jié)構(gòu)300Β，小薄膜結(jié)構(gòu)301在其延伸方向(小薄膜結(jié)構(gòu)的長度方向，即圖31中的橫向方向)上彼此相鄰地布置，并且小薄膜結(jié)構(gòu) 301借助于在與延伸方向交叉的方向(即小薄膜結(jié)構(gòu)301的寬度方向)上彼此間隔開的兩個(gè)連接構(gòu)件320耦合。根據(jù)第一變形例，小薄膜結(jié)構(gòu)301和301中的每個(gè)使其第一端(延伸方向上的第一端)直接連接到基體10中的空腔11的一個(gè)邊緣，并且使用連接構(gòu)件320和另一小薄膜結(jié)構(gòu)301使其第二端(延伸方向上的第二端)連接到基體中的空腔11的另一邊緣。如上所述，小薄膜結(jié)構(gòu)301中的每個(gè)在其相對(duì)端被支撐到基體10。因此，可以減少小薄膜結(jié)構(gòu) 301可能的彎曲，因此可以使靈敏度穩(wěn)定，并且可以提高制作成品率。此外，在延伸方向上彼此并置的小薄膜結(jié)構(gòu)301和301可以在其寬度中心借助于單個(gè)連接構(gòu)件320彼此耦合。圖32示出了本實(shí)施例的紅外線傳感器IB的第二變形例。第二變形例與基本示例的不同之處在于薄膜結(jié)構(gòu)300Β。根據(jù)第二變形例的紅外線傳感器1Β，在與小薄膜結(jié)構(gòu)的延伸方向垂直的方向(小薄膜結(jié)構(gòu)301的寬度方向，即圖32中的向上/向下方向)上彼此并置的小薄膜結(jié)構(gòu)301和301，借助于單個(gè)連接構(gòu)件320在支持構(gòu)件310之外的部分彼此耦合。此外，優(yōu)選地連接構(gòu)件320遠(yuǎn)離支持構(gòu)件310。根據(jù)第二變形例，小薄膜結(jié)構(gòu)301中的每個(gè)具有改善的抗扭剛度，因此能夠防止每個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301發(fā)生扭曲變形。因此，可以使靈敏度穩(wěn)定，并且可以提高制作成品率。圖33和34示出了本實(shí)施例的紅外線傳感器IB的第三變形例。第三變形例與基本示例的不同之處在于像素2。在紅外線傳感器IB的第三變形例中，每個(gè)像素2被形成為六邊形形狀。以蜂窩的方式布置多個(gè)像素2。第三變形例的薄膜結(jié)構(gòu)300B被多個(gè)(在示出的實(shí)例中為六個(gè))縫隙15分割為多個(gè)(在示出的實(shí)例中為六個(gè))小薄膜結(jié)構(gòu)301。連接構(gòu)件320將多個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301彼此連接。前述第三變形例可以防止每個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301變形。另外，能夠提高小薄膜結(jié)構(gòu) 301的密度以及像素2的密度。圖35示出了本實(shí)施例的紅外線傳感器IB的第四變形例。第四變形例與基本示例的不同之處在于基體10的空腔11由基體10的第二表面(圖35中的下表面)形成。為了制造第四變形例的紅外線傳感器1B，對(duì)空腔形成步驟進(jìn)行如下修改。在空腔形成步驟中，借助于使用感應(yīng)耦合等離子體(ICP)型的干蝕刻設(shè)備等的各向異性蝕刻，對(duì)為在基體10的第二表面(即圖35中的硅基片Ia的下表面)中形成空腔11保留而的區(qū)域進(jìn)行蝕刻，以形成空腔11。第四變形例可以抑制從薄膜結(jié)構(gòu)300B的每個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301到基體10的熱傳
遞，由此進(jìn)一步提高靈敏度。圖36示出了本實(shí)施例的紅外線傳感器IB的第五變形例。第五變形例與基本示例的不同之處在于基體10的空腔11具有被成形為凹陷表面的內(nèi)表面。例如，借助于各向同性蝕刻形成第五變形例的空腔11。根據(jù)第五變形例，空腔11的內(nèi)表面可以向薄膜結(jié)構(gòu)300反射通過薄膜結(jié)構(gòu)300B 的紅外線。因此，能夠提高紅外線吸收構(gòu)件33對(duì)紅外線的吸收量，因此可以提高靈敏度。圖37示出了本實(shí)施例的紅外線傳感器IB的第六變形例。第六變形例與基本示例的不同之處在于基體10在其第二表面設(shè)置有被配置為連通多個(gè)空腔11的開口 12?？梢酝ㄟ^借助于使用ICP型的干蝕刻設(shè)備等的各向異性蝕刻，對(duì)基體10的第二表面(即圖37中的硅基片Ia的下表面)的、為形成開口 12而保留的區(qū)域進(jìn)行蝕刻，來形成開口 12。第六變形例可以進(jìn)一步抑制從薄膜結(jié)構(gòu)300B的每個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301到基體10的熱傳遞，由此進(jìn)一步提高靈敏度。(第四實(shí)施例)下面，參考圖38至44，說明本實(shí)施例的紅外線傳感器1C。本實(shí)施例的紅外線傳感器IC與第三實(shí)施例的紅外線傳感器IB的不同之處主要在于薄膜結(jié)構(gòu)300C。此外，用相同的附圖標(biāo)記表示紅外線傳感器IB和紅外線傳感器1共同的部件，并且視為不需要對(duì)其進(jìn)行說明。本實(shí)施例的薄膜結(jié)構(gòu)300C與薄膜結(jié)構(gòu)300B的不同之處在于，薄膜結(jié)構(gòu)300C沒有連接構(gòu)件320。簡而言之，根據(jù)薄膜結(jié)構(gòu)300C，每個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301以懸臂的方式被支撐到基體10。紅外線傳感器IC在其在小薄膜結(jié)構(gòu)301的延伸方向上的尖端與該小薄膜結(jié)構(gòu)301 的寬度端中的每個(gè)之間形成的角處被斜切。因此，使得能夠防止在制造紅外線傳感器IC 時(shí)，在紅外線傳感器未被如此斜切時(shí)(如圖42所示)可能發(fā)生的紅外線傳感器IC的破損。 因此，還可以容易地形成空腔11。因此，可以提高制作成品率。此外，在示出的實(shí)例中，雖然每個(gè)斜切表面是C表面，但是每個(gè)斜切表面可以是R表面。除了不形成連接構(gòu)件320和增強(qiáng)構(gòu)件330以外，制造紅外線傳感器IC的方法與制造第三實(shí)施例的紅外線傳感器IB的方法相同。因此，不對(duì)制造紅外線傳感器IC的方法進(jìn)行說明。在上述本實(shí)施例的紅外線傳感器IC中，薄膜結(jié)構(gòu)300C被多個(gè)線性縫隙15分割為多個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301。多個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301在空腔11的周界方向上對(duì)齊。每個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu) 301以懸臂的方式被支撐到基體10。此外，每個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301設(shè)置有溫度檢測(cè)構(gòu)件30B。 所有溫度檢測(cè)構(gòu)件30B以提供依賴于溫度的輸出的關(guān)系彼此電連接，該依賴于溫度的輸出大于溫度檢測(cè)構(gòu)件30B中的任意單個(gè)的輸出。因此，本實(shí)施例的紅外線傳感器IC可以提高其響應(yīng)速度和靈敏度。此外，即使在基體10中存在應(yīng)力或者遭受外部應(yīng)力或熱應(yīng)力的情況下，也能夠限制每個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301 的變形。由此，能夠改善紅外線傳感器的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并且使紅外線傳感器的靈敏度穩(wěn)定。可選地，如圖43和44所示，每個(gè)像素2可以被形成為六邊形形狀。在這種情形下， 優(yōu)選地以蜂窩的方式布置像素2。通過這種配置，能夠防止每個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)301變形。另外，能夠提高小薄膜結(jié)構(gòu) 301的密度以及像素2的密度。
權(quán)利要求
1.一種紅外線傳感器，包括 基體；以及在所述基體的表面上方形成的紅外線檢測(cè)元件， 其中，所述紅外線檢測(cè)元件包括薄膜形式的紅外線吸收構(gòu)件，所述紅外線吸收構(gòu)件被配置為吸收紅外線，并且所述紅外線吸收構(gòu)件與所述基體的所述表面間隔開以便隔熱；溫度檢測(cè)構(gòu)件，被配置為測(cè)量所述紅外線吸收構(gòu)件和所述基體之間的溫度差，并且所述溫度檢測(cè)構(gòu)件包括熱電偶，所述熱電偶包括P型多晶硅層、η型多晶硅層和連接層，所述P 型多晶硅層形成在所述紅外線吸收構(gòu)件和所述基體上方，所述η型多晶硅層形成在所述紅外線吸收構(gòu)件和所述基體上方且不與所述P型多晶硅層接觸，并且所述連接層被配置為將所述P型多晶硅層電連接到所述η型多晶硅層；以及保護(hù)膜，被配置為在形成所述P型多晶硅層和所述η型多晶硅層時(shí)，用于保護(hù)所述紅外線吸收構(gòu)件，并且防止所述紅外線吸收構(gòu)件彎曲，所述保護(hù)膜是形成在紅外線入射表面上、用于覆蓋所述紅外線入射表面的多晶硅層， 所述紅外線入射表面被定義為所述紅外線吸收構(gòu)件的與所述基體相對(duì)的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線傳感器，其中，所述紅外線檢測(cè)元件包括支持構(gòu)件，所述支持構(gòu)件被配置為將所述紅外線吸收構(gòu)件耦合到所述基體，所述支持構(gòu)件僅在單點(diǎn)耦合到所述基體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線傳感器，其中，所述紅外線檢測(cè)元件包括支持構(gòu)件，所述支持構(gòu)件被配置為將所述紅外線吸收構(gòu)件耦合到所述基體，所述支持構(gòu)件僅在兩點(diǎn)耦合到所述紅外線吸收構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線傳感器，其中，所述P型多晶硅層、所述η型多晶硅層和所述保護(hù)膜具有相同的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線傳感器，其中，所述P型多晶硅層、所述η型多晶硅層和所述保護(hù)膜形成在共同的平面中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線傳感器，其中，所述紅外線檢測(cè)元件包括紅外線吸收膜，所述紅外線吸收膜形成在所述保護(hù)膜的與所述基體相對(duì)的表面上方，所述紅外線吸收膜具有λ/ 的厚度，其中，η表示所述紅外線吸收膜的反射率，并且 λ表示要由所述紅外線檢測(cè)元件檢測(cè)的紅外線的中心波長。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線傳感器，其中，所述保護(hù)膜包括P型保護(hù)膜和η型保護(hù)膜，所述P型保護(hù)膜與所述P型多晶硅層一體地形成，并且具有IO18至102°cm_3的雜質(zhì)濃度；所述η型保護(hù)膜與所述η型多晶硅層一體地形成，并且具有IOw至102°cnT3的雜質(zhì)濃度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線傳感器，其中， 所述保護(hù)膜具有IO18至102°cm_3的雜質(zhì)濃度，所述保護(hù)膜具有λ/如的厚度，其中，n表示所述保護(hù)膜的反射率，并且λ表示要由所述紅外線檢測(cè)元件檢測(cè)的紅外線的中心波長。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線傳感器，其中，所述保護(hù)膜具有IO18至102°cm_3的雜質(zhì)濃度，所述P型多晶硅層和所述η型多晶硅層中的至少一個(gè)具有與所述保護(hù)膜相同種類和相同濃度的雜質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線傳感器，其中，所述紅外線傳感器包括多個(gè)單元，每個(gè)單元包括所述紅外線檢測(cè)元件，所述多個(gè)單元以陣列的方式布置在所述基體的所述表面上方。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的紅外線傳感器，其中，所述單元包括金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，所述金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管被配置為讀出所述溫度檢測(cè)構(gòu)件的輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的紅外線傳感器，其中，所述金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管包括柵極，所述柵極由具有與所述保護(hù)膜相同厚度的多晶硅膜定義。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線傳感器，其中，所述基體設(shè)置有空腔，用于在所述基體和所述紅外線吸收構(gòu)件之間隔熱，所述紅外線檢測(cè)元件包括薄膜結(jié)構(gòu)，所述薄膜結(jié)構(gòu)包括多個(gè)小薄膜結(jié)構(gòu)，并且所述薄膜結(jié)構(gòu)布置在所述空腔上方，所述小薄膜結(jié)構(gòu)中的每個(gè)包括薄膜形式的所述紅外線吸收構(gòu)件和所述溫度檢測(cè)構(gòu)件， 所述紅外線吸收構(gòu)件被配置為吸收紅外線，所述溫度檢測(cè)構(gòu)件形成在所述紅外線吸收構(gòu)件上，并且被配置為測(cè)量同一紅外線吸收構(gòu)件的溫度，所述紅外線檢測(cè)元件包括在所述小薄膜結(jié)構(gòu)之間形成的縫隙，以及所有所述溫度檢測(cè)構(gòu)件以提供依賴于溫度的輸出的關(guān)系彼此電連接，所述依賴于溫度的輸出大于所述溫度檢測(cè)構(gòu)件中的任意單個(gè)的輸出。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的紅外線傳感器，其中，所述薄膜結(jié)構(gòu)包括連接構(gòu)件，所述連接構(gòu)件被配置為將所述小薄膜結(jié)構(gòu)連接在一起。
全文摘要
公開了一種紅外線傳感器(1)，其包括基體(10)和設(shè)置在基體(10)的一個(gè)表面?zhèn)壬系募t外線檢測(cè)元件(3)。紅外線檢測(cè)元件(3)包括薄膜紅外線吸收構(gòu)件(33)，其吸收紅外線光；溫度檢測(cè)構(gòu)件(30)，其檢測(cè)紅外線吸收構(gòu)件(33)和基體(10)之間的溫度差；以及保護(hù)膜(39)。紅外線吸收構(gòu)件(33)布置在基體(10)的一個(gè)表面?zhèn)壬?，以便在紅外線吸收構(gòu)件(33)和基體(10)之間提供隔熱空間。溫度檢測(cè)構(gòu)件(30)包括p型多晶硅層(35)和n型多晶硅層(34)以及連接層(36)，其中，p型多晶硅層(35)和n型多晶硅層(34)被形成為跨越紅外線吸收構(gòu)件(33)和基體(10)，連接層(36)在紅外線吸收構(gòu)件(33)上電連接p型多晶硅層(35)和n型多晶硅層(34)。保護(hù)膜(39)是設(shè)置在紅外線吸收構(gòu)件(33)中的紅外線入射表面上以便覆蓋該紅外線入射表面的多晶硅膜，該紅外線入射表面是遠(yuǎn)離基體(10)的平面。
文檔編號(hào)H01L35/32GK102197290SQ200980142269
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2009年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者牛山直樹, 萩原洋右, 辻幸司 申請(qǐng)人:松下電工株式會(huì)社