红外线传感器及其制造方法技术

红外线传感器的制造方法包括下述工序：在第1区域上形成温差电堆支撑层的工序；在其上表面上形成温差电堆(24)的工序；然后，在第2区域上形成电路元件的工序；以覆盖所述第1和第2区域的方式形成上部层(41)的工序；将上部层(41)向下挖到中途的工序；通过进一步将上部层(41)向下挖而形成蚀刻孔(38)的工序；以及经过蚀刻孔(38)对半导体基板(1)的一部分进行蚀刻而使所述温差电堆支撑层和温差电堆(24)从半导体基板(1)悬起，由此形成传感器部(2)的工序。传感器部(2)的上表面(2u)位于比所述第2区域中的上部层(41u)的上表面低的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】红外线传感器及其制造方法
本专利技术涉及红外线传感器及其制造方法。
技术介绍
在近年来的电子设备中，进行如下的工作：对周围环境进行检测且将其检测结果用于运转控制中。例如，在空调中进行如下的运转控制：检测人的存在，且以人存在的位置为目标进行温度控制。另外，在照明设备中，进行如下的控制：检测出固定区域内的人的存在，开启该区域的照明。在这样的控制中，使用用于检测周围环境的传感器装置，作为传感器装置的一种，采用红外线传感器，该红外线传感器利用来自物体的辐射热以非接触的方式检测物体温度。日本特开2006-170937号公报(专利文献1)中记载了基于现有技术的红外线传感器的一例。专利文献1所记载的红外线传感器具有正方形的红外线吸收膜，该红外线吸收膜以悬起的方式配置于在基板上设置的凹部的上方。红外线吸收膜被2根支撑梁支撑。基板的上侧层叠有硅氧化膜，支撑梁连接红外线吸收膜与硅氧化膜。各支撑梁成为2次弯曲成直角的形状，在各支撑梁的内部，P型多晶硅层和N型多晶硅层形成为线状，且它们构成了温差电堆。红外线吸收膜接收红外线而成为高温，从而红外线吸收膜与周边的硅氧化膜之间产生温度差，利用温差电堆将该温度差转换成电信号，由此能够对红外线的量进行检测。在专利文献1中，为了获得红外线传感器，记载了如下的制造方法。首先，在硅基板上通过LOCOS对传感器区域和布线区域进行元件分离。在传感器区域上形成由多晶硅构成的蚀刻牺牲层，在布线区域上形成由多晶硅构成的门布线。在传感器区域上还层叠由多晶硅构成的蚀刻牺牲层，由此提高传感器区域的高度。以覆盖整个表面的方式形成硅氧化膜。在传感器区域上将P型多晶硅层、N型多晶硅层形成为规定形状，从而形成温差电堆。在传感器区域和布线区域上形成规定的铝布线，且以覆盖这些铝布线的方式在整个表面上形成硅氧化膜。通过CMP等以不露出铝布线的程度使硅氧化膜的表面变薄而平坦化。在传感器区域上选择性地对硅氧化膜进行蚀刻而形成缝隙。通过缝隙使用强碱性溶液而进行各向异性蚀刻，从而除去传感器区域的蚀刻牺牲层和硅基板。其结果是，在传感器区域上形成从硅基板的上表面向下挖的形状的空洞。由此，可获得包含温差电堆的部件从硅基板悬起的结构。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-170937号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1记载的红外线传感器的制造方法中，形成了布线区域的布线之后形成传感器区域的温差电堆。在形成传感器区域的温差电堆的工序中包括离子扩散工序，且离子扩散工序中伴随加热。由于该加热而在已经形成有布线的布线区域上扩散浓度发生变化，其结果是电路特性发生变化。在布线区域上形成有开关电路和放大电路等各种电路元件，但是，在由于形成电路元件之后的工序中进行的加热而导致在特性上发生变化的这样的制造方法的情况下，每次改变电路时需要在设计阶段进行调整、或与其他产品相比产生需要特别地改变电路设计的问题。另外，在增加了布线区域中的用于形成布线的层叠数量的情况下、或者在应当进行传感器的薄型化的情况下，传感器区域的应当提高的高度就会增大，因此，需要使形成于传感器区域上的蚀刻牺牲层的厚度增加。在利用硅氧化膜形成蚀刻牺牲层的情况下，1次的生长工序获得的厚度有限，因此，为了获得较厚的蚀刻牺牲层而必须多次重复执行膜的生长工序，导致工序数量增多。另外，在该情况下，进行电路布线的平版印刷时在掩模和基板之间产生间隙，所以图案尺寸产生偏差。受到该影响而有可能产生电路元件的导通不良。因此，本专利技术的目的在于提供一种红外线传感器及其制造方法，该红外线传感器避免了由于形成传感器区域的温差电堆时的热而在周边电路区域上电路特性发生变化的现象所带来的不良情况。用于解决课题的手段为了实现上述目的，基于本专利技术的红外线传感器的制造方法包括下述工序：在半导体基板的第1区域上形成温差电堆支撑层的工序，上述半导体基板在上表面具有有待作为传感器区域的上述第1区域和有待作为周边电路区域的第2区域；在上述温差电堆支撑层的上表面上形成温差电堆的工序；形成上述温差电堆的工序之后，在上述第2区域上形成电路元件的工序；以覆盖上述第1区域和上述第2区域的方式形成上部层的工序；在上述第1区域将上述上部层向下挖到中途的工序；在将上述上部层向下挖到中途的区域中的一部分区域进一步将上述上部层向下挖，由此形成露出上述半导体基板的蚀刻孔的工序；以及通过经过上述蚀刻孔对上述第1区域处的上述半导体基板的一部分进行蚀刻而使上述温差电堆支撑层和上述温差电堆从上述半导体基板悬起，由此形成传感器部的工序，上述传感器部的上表面位于比上述第2区域中的上述上部层的上表面低的位置。专利技术效果根据本专利技术，在早期阶段在有待作为传感器区域的第1区域上形成温差电堆之后在第2区域上形成电路元件，一旦形成其之上的上部层之后，通过在传感器区域向下挖凹部而露出至接近温差电堆的层，而形成包含温差电堆的传感器部，因此，形成了周边电路区域中的电路元件之后，能够避免受到形成温差电堆的工序所带来的热。从而，能够一边避免由于形成传感器区域的温差电堆时的热而在周边电路区域上电路特性发生变化的现象所带来的不良情况，一边制造红外线传感器。附图说明图1是基于本专利技术的实施方式1中的红外线传感器的制造方法的流程图。图2是基于本专利技术的实施方式1中的红外线传感器的制造方法的第1工序的说明图。图3是基于本专利技术的实施方式1中的红外线传感器的制造方法的第2工序的说明图。图4是基于本专利技术的实施方式1中的红外线传感器的制造方法的第3工序的说明图。图5是基于本专利技术的实施方式1中的红外线传感器的制造方法的第4工序的说明图。图6是基于本专利技术的实施方式1中的红外线传感器的制造方法的第5工序的说明图。图7是基于本专利技术的实施方式1中的红外线传感器的制造方法的第6工序的说明图。图8是基于本专利技术的实施方式1中的红外线传感器的制造方法的第7工序的说明图。图9是基于本专利技术的实施方式1中的红外线传感器的制造方法的第8工序的说明图。图10是基于本专利技术的实施方式1中的红外线传感器的制造方法的第9工序的说明图。图11是使用通过基于本专利技术的实施方式1中的红外线传感器的制造方法所制造的红外线传感器获得的红外线传感器芯片的剖视图。图12是仿真模型的剖视图。图13是示出传感器部的厚度为2.5μm的情况下的仿真结果的曲线图。图14是示出传感器部的厚度为4.0μm的情况下的仿真结果的曲线图。具体实施方式(实施方式1)参照图1～图10，对基于本专利技术的实施方式1中的红外线传感器的制造方法进行说明。图1示出本实施方式中的红外线传感器的制造方法的流程图。本实施方式中的红外线传感器的制造方法包括下述工序：在半导体基板的第1区域上形成温差电堆支撑层的工序S1，所述半导体基板在上表面具有有待作为传感器区域的所述第1区域和有待作为周边电路区域的第2区域；在所述温差电堆支撑层的上表面上形成温差电堆的工序S2；形成所述温差电堆的工序S2之后，在所述第2区域上形成电路元件的工序S3；以覆盖所述第1区域和所述第2区域的方式形成上部层的工序S4；在所述第1区域将所述上部层向下挖到中途的工序S5；在将所述上部层向下挖到中途的区域中的一部分区域进一步将所述上部层向下挖，由此形成露出所述半导体基板的蚀刻孔的工序S6；以及经过所述蚀刻孔对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外线传感器的制造方法，其中，该红外线传感器的制造方法包括下述工序：在半导体基板的第1区域上形成温差电堆支撑层的工序，所述半导体基板在上表面具有有待作为传感器区域的所述第1区域和有待作为周边电路区域的第2区域；在所述温差电堆支撑层的上表面上形成温差电堆的工序；形成所述温差电堆的工序之后，在所述第2区域上形成电路元件的工序；以覆盖所述第1区域和所述第2区域的方式形成上部层的工序；在所述第1区域将所述上部层向下挖到中途的工序；在将所述上部层向下挖到中途的区域中的一部分区域进一步将所述上部层向下挖，由此形成露出所述半导体基板的蚀刻孔的工序；以及经过所述蚀刻孔对所述第1区域处的所述半导体基板的一部分进行蚀刻而使所述温差电堆支撑层和所述温差电堆从所述半导体基板悬起，由此形成传感器部的工序，所述传感器部的上表面位于比所述第2区域中的所述上部层的上表面低的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.14 JP 2013-0515061.一种红外线传感器的制造方法，其中，该红外线传感器的制造方法包括下述工序：在半导体基板的第1区域上形成温差电堆支撑层的工序，所述半导体基板在上表面具有有待作为传感器区域的所述第1区域和有待作为周边电路区域的第2区域；在所述温差电堆支撑层的上表面上形成温差电堆的工序；形成所述温差电堆的工序之后，在所述第2区域上形成电路元件的工序，其中所述电路元件是晶体管、电容器和电阻器中的任意元件；以覆盖所述第1区域和所述第2区域的方式形成上部层的工序；在所述第1区域将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：相田富实二，川井和哉，盐崎真良，仲田宏宪，田中纯一，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP