[发明专利]热式红外线固态成像装置及其制造方法

说明书

本申请基于2008年3月28日提交的并且包含说明书、权利要求、附图以及摘要在内的日本专利申请2008-086526。通过引用而将上述日本专利申请的公布全部并入于此。

技术领域

本发明涉及一种具有热分离结构的热式红外线固态成像装置及其制造方法，具体涉及一种其中填充因数得到改善的具有檐体结构的热式红外线固态成像装置及其制造方法。

背景技术

为了增强用于热式红外线固态成像装置的热式红外线检测器的灵敏性，在发明人为Oda的特开日本专利申请KOKAI公布第2001-215151号的描述中已经提出能够增强填充因数的热式红外线固态成像装置的结构和制造方法。图4是示出了在特开日本专利申请KOKAI公布第2001-215151号中描述的热式红外线固态成像装置的单位像素沿着电流路径的剖面结构图。

在利用信号读出电路27形成的Si集成电路基底1上，形成金属反射膜2。为了覆盖金属反射膜2，形成第一绝缘保护膜21。在Si集成电路基底1的第一绝缘保护膜21侧的表面上，设置了多个红外线接收部22(隔膜)。红外线接收部22(隔膜)中的每一个都被支撑在第一绝缘保护膜21的表面上方，通过横跨腔部23的支撑部6支撑。对于一个红外线接收部22(隔膜)设置一个像素。红外线接收部22(隔膜)由下述部分构成：热辐射计薄膜13(温度检测部)；两个电极部，其接触金属配线15的热辐射计薄膜13(温度检测部)；以及，绝缘保护膜24、25和26，其围绕所述热辐射计薄膜13(温度检测部)和所述两个电极部。支撑部6包括与Si集成电路基底1的表面平行的横柱6a；以及，连接到横柱6a的一端的支柱6b，并且被构造为通过绝缘保护膜24、25和26围绕金属配线15。横柱6a虽然在图4中被描述为极短，但是实际上至少穿檐体红外线接收部22(隔膜)的一侧设置，以使得热导小，并且其一端连接到红外线接收部22(隔膜)。如上所述的金属配线15其一端作为电极部电气地连接到热辐射计薄膜13(温度检测部)，并且其另一端电气地连接到信号读出电路27的连接电极3。檐部12从与红外线接收部22(隔膜)的Si集成电路基底1相反的表面突出。檐部12以下述方式来延伸：覆盖所述电极部、支撑部6和连接电极3，所述檐部12与红外线接收部22(隔膜)中的所述电极部、支撑部6和Si集成电路基底1的连接电极3隔开。

当红外线入射在红外线接收部22(隔膜)的绝缘保护膜24、25和26以及檐部12上时，红外线的一部分分别被绝缘保护膜24、25和26以及檐部12吸收，并且绝缘保护膜24、25和26以及檐部12被加热。入射在绝缘保护膜24、25和26以及檐部12上但是未被吸收的红外线分别穿过红外线接收部22(隔膜)、檐部12和支撑部6，并且朝着Si集成电路基底1进行。穿过红外线接收部22(隔膜)、檐部12和支撑部6的红外线分别被金属反射膜2、金属配线15和连接电极3向红外线接收部22(隔膜)和檐部12反射，并且再一次入射在绝缘保护膜24、25和26以及檐部12上。由此，由金属反射膜2等反射的红外线被绝缘保护膜24、25和26以及檐部12吸收，因此进一步加热了绝缘保护膜24、25和26以及檐部12。檐部12的热量通过绝缘保护膜25和26被传输到热辐射计薄膜13(温度检测部)。以这种方式，热辐射计薄膜13(温度检测部)的温度通过来自檐部12和绝缘保护膜24、25和26的热量来改变，由此改变热辐射计薄膜13(温度检测部)的电阻值。这种电阻值的改变在Si集成电路基底1中的信号读出电路27被转换为电压的改变，并且被作为电信号读出。根据该电信号，通过外部电路形成红外线图像。

在本像素结构中，檐部12从红外线接收部22(隔膜)突出，并且横跨一空间地覆盖与Si集成电路基底1相对的所述电极部、支撑部6的各自表面以及连接电极3。因此，提高了每个像素的填充因数，从而可以更多地吸收红外线，并且可以增强灵敏度。