紅外陣列傳感器的製作方法

2023-06-06 11:06:06

專利名稱：紅外陣列傳感器的製作方法
技術領域：
本發明一般地涉及紅外陣列傳感器，更特別地，其涉及包括多個像素的紅外陣列傳感器。
背景技術：
在許多地方研究和開發了常規的紅外陣列傳感器，其通過使用微機械加工技術製成並且包括基礎襯底和像素部陣列，該像素部具有位於基礎襯底的一個表面側的紅外吸收部(見日本專利申請公開P2001-309122A(下文中稱為「專利文件」))。在該專利文件中公開的紅外圖像傳感器包括矽襯底，並且在襯底的表面上形成像素形成區域。傳感器元件(例如輻射熱計傳感器元件)也分別放置在像素形成區域。該專利文件還描述了每個輻射熱計傳感器元件可以用熱電傳感器元件或溫差電堆傳感器元件替代。特別地，每個像素形成區被分成4個區域(下文中稱為「分區區域」)，並且4個傳感器元件分別放置在4個分區區域上。4個傳感器元件中的每個均為膜結構，其被布置成覆蓋矽襯底表面上形成的下陷部分的開口。該結構包括SiO2薄膜、位於該薄膜上的金屬薄膜電阻器(電阻輻射熱計)、位於該電阻器上的SiA薄膜(第二 SiA薄膜)和位於第二 SiA 薄膜上的吸收膜。因此，在4個分區區域中形成的每個傳感器元件的兩端均沿其自身的分區區域的對角線方向延伸。4個傳感器元件通過矽襯底表面(下陷部分之間的端面)上的3個導電圖案串聯連接。因此1個像素的輸出是4個傳感器元件的總輸出，從而可以增加每個像素輸出。與每個像素形成區域提供有一個傳感器元件的傳感器相比，可以降低4個分區區域的每個的熱容以及時間常數(熱時間常數)。因此，可以增加響應速度。然而在紅外圖像傳感器中，每個像素形成區域被十字形狹縫分隔成4個分區區域，從而每個像素的膜結構的面積因狹縫而減小。因此難以增加傳感器的靈敏度。如果增加每個膜結構的厚度尺寸，則可以增加靈敏度，但是響應速度由於每個膜結構熱容的增加而降低。相反地，如果每個膜結構的厚度尺寸減小，則響應速度增加，但除增加靈敏度外每個膜結構可能變形，從而由於生產過程中的破裂而導致良品率降低。結構穩定性的降低還可以導致靈敏度的降低。通過沿傳感器元件自身的分區區域的對角線方向延伸的兩個線性臂，4個分區區域中形成的每個傳感器元件由矽襯底支承。因此，每個膜結構可因外力(例如震動等)而變形。

發明內容
本發明的一個目的是除改善響應速度和靈敏度外，還改善結構穩定性。本發明的紅外陣列傳感器包括基礎襯底(1)，其包括第一和第二表面；空腔，其具有陣列結構並形成於基礎襯底(1)的第一表面側；和像素部0)，其分別由基礎襯底(1)支承以覆蓋空腔(11)，每個像素部包括膜結構(3a)。像素部O)的每個膜結構 (3a)包括由狹縫(13)分隔開的分區膜結構(3aa)。每個分區膜結構(3aa)包括熱傳感器 (30a)。優選地，像素部O)的每個膜結構(3a)包括用於將其自身的分區膜結構(3aa)彼此連接的連接件(3c)。 在本發明中，可以提高結構穩定性，並且可以提高靈敏度穩定性。在一個實施方案中，像素部(2)的每個膜結構(3a)包括熱傳感器(30a)，它們彼此電連接以獲得熱傳感器(30a)的各輸出絕對值的總和。在該實施方案中，可以提高響應速度和靈敏度。在一個實施方案中，像素部O)的每個熱傳感器(30a)是溫差電堆。像素部(2) 的每個膜結構(3a)的熱傳感器(30a)彼此串聯電連接，使得獲得熱傳感器(30a)的各輸出絕對值的總和。在該實施方案中，不必對每個熱傳感器施加電流，從而不產生自身生熱。因此，可以防止每個分區膜結構(3aa)因自身生熱而變形。該實施方案的優點還有例如節約電力以及不受溫度影響的高精度靈敏度。在一個實施方案中，每個所述分區膜結構(3aa)通過橋部(31Λ)由基礎襯底⑴ 支承。所述橋部CBbb)和通過其由基礎襯底(1)支承的分區膜結構(3aa)的形狀為由2至 3個狹縫(1 圍繞的矩形。所述2個或3個狹縫由1個或2個連接件(3c)分隔開。在一個實施方案中，每個空腔(11)的內周邊為矩形形狀。所述分區膜結構(3aa) 包括布置成由對應空腔(11)的開口兩側彼此接近的2個分區膜結構(3aa)。所述2個分區膜結構(3aa)通過所述1個或2個連接件(3c)彼此連接。在該實施方案中，可以減少2個分區膜結構(3aa)的每個的變形。靈敏度穩定而且製造良品率提高。在一個實施方案中，每個空腔(11)內周邊為矩形形狀。所述分區膜結構(3aa)包括2個分區膜結構(3aa)，它們沿對應空腔(11)的開口的一側彼此相鄰布置。所述2個分區膜結構(3aa)通過所述1個連接件(3c)彼此連接。在該實施方案中，增加2個分區膜結構(3aa)的每個的扭轉剛度。因此，可以減少2個分區膜結構(3aa)的每個的扭轉變形，並且靈敏度穩定而且製造良品率提高。在一個實施方案中，在所述連接件(3c)的兩側邊沿和分區膜結構(3aa)的側邊沿之間分別形成倒角部(3d)。在該實施方案中，與沒有形成倒角部的情況相比，可以吸收在所述連接件和所述分區膜結構的連接區域處的應力集中。可以減少剩餘的應力和生產過程中產生的破裂，從而提高製造良品率。還可以防止由使用時的衝擊或外界溫度變化產生的應力所導致的破裂。在一個實施方案中，連接件(3c)包括用於增強連接件(3c)的增強層(39b)。在該實施方案中，還可以防止由使用時的衝擊或外界溫度變化產生的應力所導致的破裂。可以減少生產過程中的破裂，從而增加製造良品率。在一個實施方案中，每個空腔(11)為四面錐形。在該實施方案中，當使用矽襯底作為基礎襯底(1)時，每個空腔11可以通過使用鹼性溶液的各向異性蝕刻容易地形成。在一個實施方案中，每個空腔(11)包括在基礎襯底(1)的第二表面側的開口。在該實施方案中，可以抑制每個膜結構到基礎襯底的熱傳遞，從而靈敏度進一步提高。在一個實施方案中，基礎襯底(1)包括開口(12)，該開口(12)包括在基礎襯底 (1)第二表面側的空腔(11)。在該實施方案中，可以進一步抑制每個膜結構到基礎襯底的
4熱傳遞，從而靈敏度進一步提高。在一個實施方案中，每個空腔(11)的內表面是凹曲面。在該實施方案中，空腔的內表面可以將穿過膜結構的紅外線反射到膜結構中。紅外線的吸收量可以增加從而提高靈敏度。本發明的紅外陣列傳感器包括基礎襯底(1)；空腔(11)，其具有陣列結構並形成於基礎襯底(1)的表面側；和像素部O)，其分別由基礎襯底(1)支承以覆蓋空腔(11)，每個像素部包括膜結構(3a)。像素部(2)的每個膜結構(3a)包括由狹縫(13)分隔開的分區膜結構(3aa)。每個分區膜結構(3aa)包括熱傳感器(30a)。熱傳感器(30a)彼此電連接， 使得獲得熱傳感器(30a)的各輸出絕對值的總和。優選地，每個熱傳感器(30a)是溫差電堆，並且彼此串聯電連接，使得獲得熱傳感器(30a)的各輸出絕對值的總和。在該實施方案中，可以進一步提高響應速度和靈敏度。該實施方案可以包括連接件(3c)。本發明的紅外陣列傳感器包括基礎襯底(1)；空腔(11)，其具有陣列結構並形成於基礎襯底(1)的表面側；和像素部O)，其分別由基礎襯底(1)支承以覆蓋空腔(11)，每個像素部包括膜結構(3a)。像素部(2)的每個膜結構(3a)包括由狹縫(13)分隔開的分區膜結構(3aa)。每個分區膜結構(3aa)包括熱傳感器(30a)。每個所述分區膜結構(3aa)通過橋部(31Λ)由基礎襯底(1)支承。所述橋部CBbb)和通過其由基礎襯底(1)支承的分區膜結構(3aa)包括熱傳感器(30a)，該熱傳感器(30a)包括在作為熱結的連接點處彼此電連接的第一和第二半熱傳感器。所述熱結放置在分區膜結構(3aa)中，而熱傳感器(30a)的兩端放置在基礎襯底側。此外，分區膜結構(3aa)中的熱結放置在分區膜結構(3aa)的中央部分。在該實施方案中，可以增加每個熱結中的溫度變化，從而可以提高靈敏度。該實施方案可以包括連接件(3c)。


將進一步詳細描述本發明的一些優選實施方案。參照以下詳細描述和附圖會更好地理解本發明的其他特徵和優點，在附圖中圖1是實施方案1的紅外陣列傳感器中像素部的平面布局圖；圖2是紅外陣列傳感器中像素部的平面布局圖；圖3是紅外陣列傳感器的平面布局圖；圖4A和4B顯示紅外陣列傳感器的像素部的必要部分，並且分別是平面布局圖和沿圖4A的D-D』線的橫截面示意圖；圖5是紅外陣列中像素部的必要部分的平面布局圖；圖6是紅外陣列中像素部的必要部分的平面布局圖；圖7A和7B顯示紅外陣列傳感器中像素部的必要部分，並且分別是平面布局圖和沿圖7A的D-D』線的橫截面示意圖；圖8A和8B顯示紅外陣列傳感器中像素部的必要部分，並且分別是平面布局圖和橫截面示意圖；圖9A和9B顯示紅外陣列傳感器中像素部的必要部分，並且分別是平面布局圖和橫截面示意圖；圖10是紅外陣列傳感器中像素部的必要部分的橫截面示意圖11是紅外陣列傳感器中像素部的必要部分的橫截面示意圖；圖12是紅外陣列傳感器的必要部分的闡釋圖；圖13是紅外陣列傳感器的等效電路示意圖；圖14是具有紅外陣列傳感器的紅外模塊的橫截面示意圖；圖15是作為紅外陣列傳感器製造方法的闡釋圖的主要工序中的其橫截面圖；圖16是作為闡釋圖的紅外傳感器製造方法的主要工序中的橫截面圖；圖17是作為闡釋圖的紅外傳感器製造方法的主要工序中的橫截面圖；圖18是作為闡釋圖的紅外傳感器製造方法的主要工序中的橫截面圖；圖19是實施方案2的紅外陣列傳感器中像素部的橫截面示意圖；圖20是實施方案3的紅外陣列傳感器中像素部的橫截面示意圖；圖21是實施方案4的紅外陣列傳感器中像素部的橫截面示意圖；圖22是實施方案5的紅外陣列傳感器中像素部的平面布局圖；圖23是實施方案6的紅外陣列傳感器中像素部的平面布局圖；圖M是實施方案7的紅外陣列傳感器中像素部的平面布局圖；和圖25是像素部的平面布局圖中必要部分的放大圖。實施方案的描述(實施方案1)參照圖1-13說明本實施方案的紅外陣列傳感器A。本實施方案的紅外陣列傳感器A包括具有第一表面(正面)和第二表面(背面) 的基礎襯底1。在基礎襯底1的第一表面側提供有像素部2的陣列(在該情況下為二維陣列)(見圖3)，每個像素部2具有熱型紅外感測部3和作為像素選擇開關元件的MOS電晶體4。基礎襯底1由矽襯底Ia製成。在本實施方案中，mXn(在圖3和13的實例中，但不限於其，為8X8)的像素部2形成在一個基礎襯底1的第一表面側。在本實施方案中，熱型紅外感測部3的溫度傳感器30由多個(例如6個)熱傳感器30a形成(見圖1)，每個熱傳感器30a由溫差電堆形成，它們串聯連接，使得獲得熱傳感器30a的各輸出絕對值的總和。 在圖13中，熱型紅外感測部3中溫度傳感器30的等效電路由電壓源V表示，其對應溫度傳感器30的熱電動勢。如圖1、4和13所示，本實施方案的紅外陣列傳感器A包括垂直讀出線7、水平信號線6、接地線8、公共接地線9和參照偏壓線5。每個垂直讀出線7均通過一列MOS電晶體4 與熱型紅外感測部3中的一列溫度傳感器30的第一末端相連。每個水平信號線6均與MOS 電晶體4的柵電極46連接，其對應熱型紅外感測部3的一排溫度傳感器30。每個接地線8 均與一列MOS電晶體4的P+阱區41連接。公共接地線9均與接地線8連接。每個參照偏壓線5均與熱型紅外感測部3的一列溫度傳感器30的第二末端相連。傳感器適於作為時序數據提供熱型紅外感測部3中所有溫度傳感器30的輸出。簡言之，本實施方案的紅外陣列傳感器A由像素部2形成，該像素部2在基礎襯底1的第一表面側具有熱型紅外感測部3 和MOS電晶體4，MOS電晶體4與紅外感測部3並排布置並適於讀出紅外感測部3的輸出。在該情況下，MOS電晶體4的柵電極46連接至水平信號線6，並且其源電極48經溫度傳感器30連接至參照偏壓線5，其漏電極47連接至垂直讀出線7。每個參照偏壓線5 均與公共參照偏壓線fe連接。水平信號線6分別電連接至分離的像素選擇墊Vsel。垂直讀出線7分別電連接至分離的輸出墊Vout。公共接地線9電連接至接地墊&id。公共參照偏壓線fe電連接至參照偏壓墊Vref。矽襯底Ia電連接至襯底墊Vdd。因此，可以通過控制每個像素選擇墊Vsel的電位以使MOS電晶體4依次開啟來依次讀出每個像素部2的輸出電壓。例如，當分別將參照偏壓墊Vref的電位、接地墊&id的電位和襯底墊Vdd的電位設置為1. 65,OV和5V時，如果像素選擇墊Vsel的電位被設定為 5V JUMOS電晶體4開啟並且從輸出墊Vout上讀出每個像素部2的輸出電壓(1. 65V+ 「溫度傳感器30的輸出電壓」)。如果像素選擇墊Vsel的電位設置為0V，M0S電晶體4關閉，並且不從輸出墊Vout讀出像素部2的輸出電壓。順便提及，在圖3中，所有像素選擇墊Vsel、 參照偏壓墊Vref、接地墊Gnd、輸出墊Vout等均被無差別地表示為80。如圖14中所示，紅外陣列傳感器模塊可以包括紅外陣列傳感器A ；信號處理IC晶片B，其配置為對作為紅外陣列傳感器A的輸出信號的輸出電壓進行信號處理；封裝C，其中放置紅外陣列傳感器A和信號處理IC晶片B。在情況下，如果信號處理IC晶片B提供有以下部分則可以獲得熱成像墊(未顯示)，其經由接合線形成的線81分別電連接至紅外陣列傳感器A的墊80;放大器電路，其配置為放大每個墊(下文中稱為「輸入墊」)的墊輸出電壓，所述墊連接至紅外陣列傳感器A的輸出墊Vout ；和多路復用器，其配置為交替地向放大器電路提供輸入墊的輸出電壓。封裝C由封裝體90和封裝蓋100構成。封裝體90由多層陶瓷基底形成(陶瓷封裝)，它是在其一個面上具有開口的矩形殼，並且紅外陣列傳感器A和信號處理IC晶片B安裝在其內部下表面上。封裝蓋100是金屬蓋，其連接至封裝體90的一個側面並且包括透鏡 110，透鏡110配置為將紅外線聚焦在紅外陣列傳感器A上。由封裝體90和封裝蓋100封閉的氣密空間中為乾燥氮氣氛。在本實例中，封裝蓋100的周邊被通過縫焊固定至在封裝體90的一個面上形成的矩形框形金屬圖案(未顯示)。封裝體90不限於多層陶瓷基體。 例如，本體可以由層疊玻璃環氧樹脂基體形成。在該情況下，在封裝體90的內表面上形成屏蔽導電圖案92。紅外陣列傳感器A和信號處理IC晶片通過由導電接合材料(例如，釺焊劑、銀膏等)形成的接合層95和95接合至封裝體90的屏蔽導電圖案92上。紅外陣列傳感器A和信號處理IC晶片B接合至封裝體90的方法不限於使用導電接合材料(例如釺焊劑或銀膏)的方法。例如，可以使用室溫接合方法，使用如Au-Sn共晶或Au-Si共晶的接合方法。關於此，與使用導電接合材料的接合方法相比，能直接接合的接合方法(例如室溫接合法)在提高紅外陣列傳感器5和透鏡110的距離精確性方面有優勢。在該情況下透鏡110的材料是作為紅外可穿透材料的Si並且可以通過LIGA等方法形成，LIGA方法是基於陽極氧化技術的半導體透鏡製造法(例如，日本專利3897055、 3897056)。透鏡110通過導電粘合劑(例如釺焊劑、銀膏等)粘合至封裝蓋100的開口窗 101的周邊，從而該開口窗101是關閉的。透鏡110還電連接至封裝體90的屏蔽導電圖案 92。因此，在紅外陣列傳感器模塊中，可以防止因外部電磁噪音引起的S/N比降低。此外， 透鏡110可以提供有必要的、適合的紅外光濾波器(帶通濾波器、寬帶截止濾波器等)，其通過交替層疊折射率不同的膜形成。在紅外陣列傳感器模塊上，紅外陣列傳感器A的基礎襯底1的外周形狀為矩形。紅外陣列傳感器A中的所有墊80沿基礎襯底1外周周邊的側並排布置。信號處理IC晶片B的外周形狀為矩形。沿信號處理IC晶片B外周周邊的側提供上述墊，所述墊分別電連接至紅外陣列傳感器A的墊80。紅外陣列傳感器A和信號處理IC晶片B布置為使它們的上述側比它們的其他側更相互接近。因此，可以縮短連接紅外陣列傳感器A的墊80和信號處理 IC晶片B墊的線81。因此，可以減小外部噪音並提高抗噪性。現在說明熱型紅外感測部3和MOS電晶體4的每種構型。在本實施方案中，用作矽襯底Ia的是導電類型和第一表面分別為η型和表面(100)的單晶矽襯底。在矽襯底Ia的第一表面側上的每個像素部2中，熱型紅外感測部3在熱型紅外感測部3的形成區Al中形成。在矽襯底Ia的第一表面側的每個像素部2中，MOS電晶體4在 MOS電晶體4的形成區Α2中形成。附帶地，每個像素部2包括用於吸收紅外線的紅外吸收部33 ；形成於基礎襯底 1中並將紅外吸收部33與基礎襯底1熱絕緣的空腔11 ；和覆蓋空腔11的膜結構(薄膜結構)，並且從基礎襯底1的第一表面側平視時，所述膜結構使紅外吸收部33在空腔11中。 像素部2中的每個膜結構3a通過線形狹縫13分隔成多個(在圖1的實例中為6個)分區膜結構(小薄膜結構)3aa，它們沿空腔的外周方向並排布置，並且從基礎襯底1中空腔11 的外周向內延伸。每個分區膜結構3aa提供有熱傳感器30a，並且所有熱傳感器30a以如下連接關係電連接與從每個熱傳感器30a分別獲得每個輸出的情況相比，響應於溫度變化的輸出變化變得更大。每個像素部2形成有用於連接相鄰的分區膜結構3aa和3aa的連接件3c。在下文中，分別對應於分區膜結構3aa的每個紅外吸收部33的每個部分被稱為分區紅外吸收部33a。附帶地，在膜結構3a上形成的所有熱傳感器30a (在以上實例中，所有6個熱傳感器30a)可以不總是串聯連接的。例如，3個熱傳感器30的串聯電路和另3個熱傳感器30a 的串聯電路可以並聯連接。在該情況下，與所有6個熱傳感器30a並聯連接的情況或從每個熱傳感器30a分別獲得每個輸出的情況相比，靈敏度可以提高。此外，與所有6個熱傳感器30a串聯連接的情況相比，溫度傳感器30的電阻可以降低，並且其熱噪音降低，從而增加 S/N 比。在該情況下，像素部2中每個分區膜結構3aa形成為具有2個橋部31Λ和!3bb，平視時它們的形狀為矩形，其沿空腔11的外周方向形成並間隔開，並且連接基礎襯底1和分區紅外吸收部33a。每個分區膜結構3aa形成為具有平視時形狀為馬蹄鐵形的狹縫14，並且其在空間上分隔開兩個橋部:3bb、3l3b與分區紅外吸收部33a，並且與空腔11相連通。在該情況下，平視時圍繞膜結構3a的基礎襯底1的部分的形狀為矩形框。除連接紅外吸收部33 和基礎襯底1的部分外，狹縫13和14將橋部33b的一部分與分區紅外吸收部33a空間上分隔開。在該情況下，分區膜結構3aa的沿從基礎襯底1延伸方向的尺寸被設定為93μπι， 垂直於分區膜結構3aa的延伸方向的寬度方向上的尺寸被設定為75 μ m,每個橋部3 的寬度尺寸被設定為23 μ m，狹縫13和14每個的寬度被設定為5 μ m。這些值是一個實例並不具體限制。膜結構3a通過將包括以下的層疊結構圖案化而形成形成於矽襯底Ia第一表面側上的二氧化矽膜Ib ；形成於二氧化矽膜Ib上的氮化矽膜32 ；形成於氮化矽膜32上的溫度傳感器30 ；由在氮化矽膜32表面側覆蓋溫度傳感器30的BPSG膜形成的層間介電膜50 ； 和由層間介電膜50上形成的PSG膜和PSG膜上形成的NSG膜形成的層疊膜形成的鈍化膜60。在本實施方案中，除了膜結構3a的橋部;3bb、3l3b之外，上述紅外吸收部33由氮化矽膜32的部分形成。基礎襯底1由矽襯底la、二氧化矽膜lb、氮化矽膜32、層間介電膜50 和鈍化膜60構成。在本實施方案中，層間介電膜50和鈍化膜60的層疊膜形成為跨越熱型紅外感測部3的形成區域Al和MOS電晶體4的形成區域A2，並且在熱型紅外感測部3的形成區域Al處形成的部分也起到紅外吸收膜70的作用(見圖4B)。在該情況下，當紅外吸收膜70的折射率和來自檢測對象的紅外線的中心波長分別為112和λ時，紅外吸收膜70的厚度(t2)被設定為λ/4η2。因此，可以增加來自檢測對象的某波長(例如8-12 μ m)的紅外線的吸收效率，從而增加靈敏度。例如，在n2 = 1. 4並且λ = IOym的情況下，只需將t2 設置為約等於1.8μπι。附帶地，在本實施方案中，層間介電膜50的厚度為0.8 μ m，鈍化層 60的厚度為1 μ m(PSG膜的厚度為0. 5 μ m，NSG膜的厚度為0. 5 μ m)。紅外吸收膜70不限於上述結構。例如，該膜可以由氮化矽膜形成。像素部2中的每個熱傳感器30a還可以是溫差電堆，並且上述連接關係為串聯。 在每個像素部2中，每個空腔11的內周的形狀為矩形。平視時每個連接件3c的形狀為十字形，並且連接沿與分區膜結構3aa延伸方向交叉的對角線方向連接的分區膜結構3aa和 3aa ；沿分區膜結構3aa的延伸方向連接的分區膜結構3aa和3aa ；和沿與分區膜結構3aa 延伸方向垂直的方向連接的分區膜結構3aa和3aa。由溫差電堆形成的熱傳感器30a具有多個(在圖1的實例中為9個)熱電偶，每個熱電偶通過由金屬材料(例如，Al-Si等)形成的連接部(熱結)36(在分區紅外吸收部 33a的紅外入口側)電連接在η-型多晶矽層34(第一和第二半熱傳感器中的一個)的第一末端與P-型多晶矽層35 (第一和第二半熱傳感器中的另一個)的第一末端之間，其中 η-型多晶矽層34和ρ-型多晶矽層35在氮化矽膜32上形成，並且形成為跨越分區膜結構 3aa和基礎襯底1。在基礎襯底1的第一表面側臨接的作為熱電偶的n_型多晶矽層34和 P-型多晶矽層35的第二末端(作為冷結的輸出端)接合併通過由金屬材料(例如，Al-Si 等)製成的連接部37電連接。在該情況下，在形成熱傳感器30a的熱電偶中，η-型多晶矽層34和ρ-型多晶矽層35的第一末端以及連接部36在分區紅外吸收部33a的側構成熱結， 而η-型多晶矽層34和ρ-型多晶矽層35的第二末端以及連接部37在基礎襯底1的側構成冷結。簡言之，如圖5和6所示，每個分區膜結構(3aa)包括多個(第一至第九)熱傳感器(30a)，它們構成組合電路並且彼此電連接，使得獲得熱傳感器(30a)的各輸出絕對值的總和。例如，熱傳感器(溫差電堆)構成串聯電路並彼此串聯連接，使得獲得熱傳感器 (30a)的各輸出絕對值的總和。此外，多個(6個)膜結構3a的多個(6個)組合電路彼此電連接，使得獲得組合電路的各輸出絕對值的總和。例如，串聯電路彼此串聯連接，使得獲得串聯電路的各輸出絕對值的總和。在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，上述空腔11的形狀為四面錐形並且平視時中央部分的深度比外周更深。因此，每個像素部2中熱傳感器30a的平面布局設計為使得熱結集中在膜結構3a的中央部分。換言之，在圖1垂直方向中央的2個分區膜結構3aa中， 連接部36沿3個分區膜結構3aa的排列方向並排布置，如圖1和圖5所示。在垂直方向上側的2個分區膜結構3aa中，將連接部36布置併集中在靠近的3個分區膜結構3aa的排列
9方向中間的分區膜結構3aa處，如圖1和6所示。在垂直方向下側的2個分區膜結構3aa 中，將連接部36布置併集中在靠近3個分區膜結構3aa的排列方向中間的分區膜結構3aa 處，如圖1所示。因此，在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，與圖1得垂直方向上側和下側的分區膜結構3aa的連接部36的布置與中間的分區膜結構3aa的連接部36的布置相同的情況相比，可以增加每個熱結的溫度變化，以提高靈敏度。在分區膜結構3aa中，紅外吸收層39(見圖1、4和10)在氮化矽膜32的紅外入口側的沒有形成熱傳感器30a的區域中形成。紅外吸收層由η-型多晶矽層形成，其吸收紅外線並防止分區膜結構3aa變形。連接相鄰的分區膜結構3aa和3aa的連接件3C提供有增強層39b (見圖7)，其由η-型多晶矽層形成並增強連接件3C。在該情況下，增強層39b和紅外吸收層39具有連續的整體結構。因此，在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，連接件 3C被增強層39b增強，因此可以防止使用中因衝擊或外部溫度變化產生的應力所引起的破裂，並且還減少生產中的破裂以提高製造良品率。在本實施方案中，如圖7所示，分別將連接件3c的長度Ll和寬度L2和增強層39b的寬度L3設定為但不限於，例如，M μ m和5 μ m 和1 μ m。當按照上述實施方案，基礎襯底1和每個增強層39b分別由矽襯底Ia和n_型多晶矽層形成時，必須使增強層39b的寬度尺寸小於連接件3c的寬度尺寸，並且必須使在平視時增強層39b的兩個側邊緣位於連接件3c的兩個側邊緣內，以防止形成空腔11時蝕刻增強層39b。在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，如圖7和12B所示，倒角部3d和3d分別形成在連接件3c的兩個側邊緣和分區膜結構3aa的側邊緣之間。倒角部3e還形成在十字形連接件3c的垂直側邊緣。因此，在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，與如圖12A所示的未形成倒角部的情況相比，可以減少集中在連接件3c和分區膜結構3aa的連接區域處的應力。因此，可以減少生產中產生的剩餘應力和破裂並提高製造良品率。還可以防止使用中由於衝擊或外部溫度變化產生的應力而引起的破裂。在圖7所示的實例中，每個倒角部3d 和!Be是3 μ m的R-倒角，但是並不限於R-倒角。例如，它們每個可以是C-倒角。在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，每個像素部2提供有故障診斷線139，其由延伸跨越基礎襯底1和一個橋部:3bb以及分區膜結構33a和另一橋部!3bb的η-型多晶矽層形成。所有故障診斷線139串聯連接。因此，通過對mXn故障診斷線139的串聯電路供電，可以檢測破裂的存在，如破裂的橋:3bb。紅外吸收層39、增強層39b和故障診斷線139含有與n_型多晶矽層34相同的雜質濃度(例如IO18-IO20Cm-3)的相同雜質(例如磷)，並且它們與η-型多晶矽層34同時形成。其只需要使用例如硼作為P-型多晶矽層35的ρ-型雜質，並將其雜質濃度設定在適合範圍，如1018-102°cm_3。在本實施方案中，每個η-型多晶矽層34和ρ-型多晶矽層35的雜質濃度為1018-102°cm_3，從而可以降低每個熱電偶的電阻值並可以提高S/N比。在該情況下， 紅外吸收層39、增強層39b和故障診斷線139摻雜有與η-型多晶矽層34相同雜質濃度的相同η-型雜質，但是它們不限於該雜質。例如，它們可以摻雜有與P-型多晶矽層35相同雜質濃度的相同雜質。在本實施方案中，η-型多晶矽層34、ρ_型多晶矽層35、紅外吸收層39、增強層39b 和故障診斷線139的每個的厚度tl被設定為λ /4ηι，其中η-型多晶矽層34、ρ-型多晶矽層35、紅外吸收層39、增強層39b和故障診斷線139的每個的折射率為Ii1，來自檢測對象的 10紅外線的中心波長為λ。因此，可以增加來自檢測對象的某波長(例如8_12μπι)的紅外線的吸收效率，從而可以增加靈敏度。例如，在 =3.6並且λ = ΙΟμπι的情況下，只需將 tl設置為約等於0. 69 μ m。在本實施方案中，η-型多晶矽層34、ρ_型多晶矽層35、紅外吸收層39、增強層39b 和故障診斷線139的每個的雜質濃度為1018-102°cm_3。因此，可以增加紅外線的反射同時增加紅外線的吸收部分，並且可以增加每個溫度傳感器30的輸出的S/N比。還可以按照與 η-型多晶矽層34相同的方法形成紅外吸收層39、增強層39b和故障診斷線139，從而可以降低成本。在該情況下，溫度傳感器30中的連接部36和連接部37被基礎襯底1的第一表面側的層間介電膜50分隔開並絕緣(見圖8和9)。換言之，熱結36通過在層間介電膜50中形成的接觸孔50 和50 與每個多晶矽層34、35的第一末端電連接。冷結側的連接部37 通過在層間介電膜50中形成的接觸孔50 和50 與每個多晶矽層34、35的第二末端電連接。MOS電晶體4形成在矽襯底Ia的第一表面側中每個像素部2的MOS電晶體4的形成區A2中。如圖4和11所示，在MOS電晶體4中，ρ+阱區41形成在矽襯底Ia的第一表面側，在P+阱區41中形成並間隔開n+漏極區43和n+源極區44。圍繞η+漏極區43和η+源極區44的ρ++溝道截斷區也在ρ+阱區41中形成。在ρ+阱區41中的η.漏極區43和η.源極區44之間的部分上通過氧化矽膜(熱氧化膜)的柵極絕緣膜46形成η-型多晶矽層的柵電極46。漏電極47由金屬材料(例如Al-Si等)形成，並形成在η+漏極區43上。源電極48由金屬材料(例如Al-Si等)形成，並形成在η+源極區44上。在該情況下，柵電極 46、漏電極47和源電極48被層間介電膜50分隔開並絕緣。換言之，漏電極47通過在層間介電膜50中形成的接觸孔50d與η+漏極區43電連接。源電極48通過在層間介電膜50中形成的接觸孔50e與η+源極區44電連接。附帶地，在本實施方案的紅外陣列傳感器A的每個像素部2中，熱傳感器30的第一末端與MOS電晶體4的源電極48電連接，熱傳感器30的第二末端與參照偏壓線5電連接。並且，在本實施方案的紅外陣列傳感器A的每個像素部2中，MOS電晶體4的漏電極47 與垂直讀出線7電連接，其柵電極46與水平信號線6 (由與柵電極46連續一體化的η-型多晶矽線形成)電連接。並且，在每個像素部2中，由金屬材料(例如Al-Si等)形成的接地電極49在MOS電晶體4的ρ++溝道截斷區42上形成，並且接地電極49與公共接地線8 電連接，用於通過對P++溝道截斷區42施加偏壓以使其比η.漏極區43和η.源極區44電位更低來隔離元件。接地電極49通過在層間介電膜50中形成的接觸孔50f與p++溝道截斷區42電連接。現在參照圖15-18解釋用於製造本實施方案的紅外陣列傳感器A的方法。首先進行絕緣層形成過程，在矽襯底Ia的第一表面側上形成絕緣層，其中絕緣層由具有第一膜厚度(例如0. 3 μ m)的第一氧化矽膜31和具有第二膜厚度(例如0. 1 μ m) 的氮化矽膜32的層疊膜構成。然後通過光刻和蝕刻技術進行絕緣層的圖案化過程，通過蝕刻去除對應於MOS電晶體4的形成區A2的絕緣層部分，使得保留對應於熱型紅外感測部3 的形成區Al的部分。從而獲得圖15A所示的結構。在該情況下，二氧化矽膜31通過在預定溫度(例如1100°C )下矽襯底Ia的熱氧化而形成，氮化矽膜32通過LPCVD技術形成。
在絕緣層圖案化過程後，進行阱區形成過程，在矽襯底Ia的第一表面側形成P+阱區41。然後進行溝道截斷區形成過程，在矽襯底1的第一表面側的P+阱區41中形成p++溝道截斷區。從而獲得圖15B所示的結構。在阱區形成過程中，通過在預定溫度熱氧化矽襯底Ia的第一表面側的暴露區域來選擇性形成第二二氧化矽膜(熱氧化膜)51。然後通過使用形成P+阱區41的掩模以及光刻和蝕刻技術進行二氧化矽膜51的圖案化。在ρ-型雜質 (例如硼等)的離子注入後進行推進，從而形成P+阱區41。在溝道截斷區形成過程中，通過在預定溫度熱氧化矽襯底Ia的第一表面側來選擇性形成第三二氧化矽膜(熱氧化膜)52。 然後通過使用形成P++溝道截斷區42的掩模以及光刻和蝕刻技術進行第三二氧化矽膜52 的圖案化。在P-型雜質(例如硼等)的離子注入後進行推進，從而形成P++溝道截斷區42。 此外，第一二氧化矽膜31、第二二氧化矽膜51和第三二氧化矽膜52在矽襯底Ia的第一表面側上構成二氧化矽膜lb。在溝道截斷區形成過程後，進行源極和漏極形成過程，通過在離子注入η-型雜質 (例如磷等)到P+阱區41的每個η+漏極區43和η+源極區44的形成區域之後進行推入來形成η+漏極區43和η+源極區44。在源極和漏極形成過程後，進行柵極絕緣膜形成過程， 通過熱氧化在矽襯底Ia的第一表面側形成具有給定膜厚度(例如600埃)的二氧化矽膜 (熱氧化膜)的柵極絕緣膜45。然後進行多晶矽層形成過程，通過LPCVD技術在矽襯底Ia 的整個第一表面側上形成具有給定膜厚度(例如0. 69 μ m)的未摻雜多晶矽層，其中未摻雜多晶矽層是柵電極46、水平信號線6 (見圖1)、η-型多晶矽層34、ρ-型多晶矽層35、紅外吸收層39、增強層39b和故障診斷線139的基底。然後通過使用光刻和蝕刻技術進行多晶矽層的圖案化過程，進行圖案化從而保留未摻雜多晶矽層的對應於柵電極46、水平信號線 6、n-型多晶矽層34、p-型多晶矽層35、紅外吸收層39、增強層39b和故障診斷線139的部分。然後進行P-型多晶矽層的形成過程，通過在離子注入P-形雜質(例如硼等)到對應於未摻雜多晶矽層的P-型多晶矽層35的部分中之後進行推入來形成ρ-型多晶矽層35。 然後進行η-型多晶矽層的形成過程，通過在離子注入η-型雜質(例如磷等)到未摻雜多晶矽層的對應於η-型多晶矽層34、紅外吸收層39、增強層39b、故障診斷線139、柵電極46 和水平信號線6的每個部分中之後進行推入來形成η-型多晶矽層34、紅外吸收層39、增強層39b、故障診斷線139、柵電極46和水平信號線6。從而獲得圖16A所示的結構。ρ-型多晶矽層形成過程和η-型多晶矽層形成過程可以顛倒順序。在完成ρ-型和η-型多晶矽層形成過程之後，進行層間介電膜的形成過程，在矽襯底Ia的第一表面側形成層間介電膜50。然後通過使用光刻和蝕刻技術進行接觸孔形成過程，接觸孔50&1、50ει2、5(^3、50ει4、50(1、50Θ、50 ·(見圖8、9和11)在層間介電膜50中。從而獲得圖16Β所示的結構。在層間介電膜形成過程中，具有給定膜厚度(例如0.8 μ m)的 BPSG膜通過CVD技術沉積在矽襯底Ia的第一表面側，然後通過在預定溫度(例如800°C ) 進行回流來形成層間介電膜50。在接觸孔形成過程後，進行金屬膜形成過程，具有給定厚度(例如2 μ m)的金屬膜 (例如Al-Si膜等)通過濺鍍技術形成在矽襯底Ia的整個第一表面側，其中金屬膜是連接部36和37、漏電極47、源電極48、參照偏壓線5、垂直讀出線7、接地線8、公共接地線9、墊 Vout、墊Vsel、墊Vref、墊Vdd、墊Gnd等的基底(見圖13)。通過光刻和蝕刻技術進行用於圖案化金屬膜的金屬膜圖案化過程，獲得連接部36和37、漏電極47、源電極48、參照偏壓線5、垂直讀出線7、接地線8、公共接地線9、墊Vout、墊Vse 1、墊Vref、墊Vdd、墊Gnd等。從而獲得圖17A所示的結構。在該情況下，通過RIE進行金屬膜圖案化過程中的蝕刻。在金屬膜圖案化過程之後，進行鈍化膜形成過程，通過CVD技術在矽襯底Ia的第一表面側(即在層間介電膜50的表面側)上形成鈍化膜60，其中鈍化膜由具有給定膜厚度 (例如0. 5 μ m)的PSG膜和具有給定膜厚度(例如0. 5 μ m)的NSG膜的層疊膜形成。從而獲得圖17B所示的結構。然後，鈍化膜60不限於PSG膜和NSG膜的層疊膜。例如，鈍化膜可以是氮化矽膜。在鈍化膜形成過程後，進行層疊結構圖案化過程，通過圖案化層疊結構形成分區膜結構3aa，其中層疊結構由以下構成由二氧化矽膜31和氮化矽膜32的層疊膜形成的熱絕緣層；在熱絕緣層上形成的溫度傳感器30 ；從熱絕緣層的表面側覆蓋溫度傳感器30的層間介電膜50;和在層間介電膜50上形成的鈍化膜60。從而獲得圖18A所示的結構。在層疊結構圖案化過程中，形成上述狹縫13和14。在層疊結構圖案化過程後，通過使用光刻和蝕刻技術進行開口形成過程，形成用於暴露￥0肚、￥%1、￥1~時、￥(1(1、611(1的開口(未顯示)。然後進行空腔形成過程，通過狹縫13 和14 (作為蝕刻溶液的注入孔)注入蝕刻溶液的矽襯底Ia的各向異性蝕刻在矽襯底Ia中形成空腔11。從而獲得圖18B所示的紅外陣列傳感器A，其中每個紅外陣列傳感器A具有像素部2的二維陣列。在該情況下，通過RIE進行開口形成過程中的蝕刻。在空腔形成過程中，使用在預定溫度(例如85°C)加熱的TMAH溶液作為蝕刻溶液，但是蝕刻溶液不限於 TMAH溶液。蝕刻溶液可以是其它鹼性溶液(例如KOH溶液等)。所有過程在晶片水平面上進行直至空腔形成過程完成，在空腔形成過程後，進行分離單個的紅外陣列傳感器A的分離步驟。如以上解釋中可見，使用生產MOS電晶體的公知方法作為生產MOS電晶體4的方法，其中通過以下重複的基本處理形成P+阱區41、p++溝道截斷區42、n+漏極區43和η.源極區44 通過熱氧化形成熱氧化膜；通過光刻和蝕刻技術對熱氧化膜進行圖案化；離子注入雜質；和推入(雜質擴散)。在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，每個像素部2在基礎襯底1中形成有空腔 11以將紅外吸收部33與基礎襯底1熱絕緣。還形成覆蓋空腔11的膜結構3a，並且在基礎襯底1的第一表面側具有平視時在空腔11中的紅外吸收部33。膜結構3a被線形狹縫13 分隔成分區膜結構3aa，其沿空腔11的外周方向布置並從基礎襯底1中的空腔11的外周向內延伸。每個分區膜結構3aa具有熱傳感器30a，所有熱傳感器30a以如下連接關係電連接與從每個熱傳感器30a分別獲得每個輸出的情況相比，響應於溫度變化的輸出變化變大。從而提高了響應速度和靈敏度。此外，形成連接件3c並且連接相鄰的分區膜結構3aa 和3aa，從而可以減少每個分區膜結構3aa的變形，以提高結構安全性和靈敏度穩定性。附帶地，在上述專利文件的紅外圖像傳感器中，傳感器元件(熱傳感器)由電阻型輻射熱計形成。因此，所擔心的是膜結構由於熱應力而變形。這是因為在檢測電阻值的變化時，需要施加電流，這增加了電力消耗並產生自身生熱。由於自身生熱或環境溫度的變化造成的溫度變化，電阻器的溫度係數也變化，因此如果沒有提供溫度補償裝置則難以獲得高精度。如果提供溫度補償裝置，則增加傳感器的尺寸和成本。在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，每個像素部2的熱傳感器30a是溫差電堆， 並且前述連接關係是串聯連接。因此，與每個熱傳感器30a由電阻型輻射熱計形成的情況
13相比，優勢是防止每個分區膜結構3aa由於自身生熱而變形，這減少電力消耗，從而提供高精度和不依賴於溫度的穩定的靈敏度。由於不需要對每個熱傳感器30a施加電流，所以不產生自身生熱。當用溫差電堆作為熱傳感器30a時，如果所有熱傳感器30a串聯連接，則每個熱傳感器30a的熱電動勢被疊加。因此，上述的連接關係是令人滿意的並且靈敏度增加。 每個熱傳感器30a僅需要是熱型紅外感測元件，並且不限於溫差電堆或電阻型輻射熱計。 還可以使用熱電元件作為熱傳感器。當每個熱傳感器30a為熱電元件時，如果熱電元件是並聯連接的，則每個熱電作用產生的電荷被疊加，從而上述連接關係可以是令人滿意的，並且靈敏度增加。在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，每個空腔11的形狀為4面錐形。因此，當用矽襯底作為基礎襯底1時，每個空腔11可以通過鹼性溶液的各向異性蝕刻容易地形成。在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，紅外吸收層39、增強層39b和故障診斷線 19以及η-型多晶矽層34和ρ-型多晶矽層35形成在氮化矽膜32的紅外進入側。因此，當形成η-型多晶矽層34和ρ-型多晶矽層35時，可以防止氮化矽膜32因蝕刻而變薄(在該情況下，是為了防止氮化矽膜32在多晶矽圖案化過程中蝕刻未摻雜多晶矽層時因過度蝕刻而變薄，其中未摻雜多晶矽層是η-型多晶矽層34和ρ-型多晶矽層35的基底)。可以增加每個膜結構3a的應力平衡的均勻性。還可以防止每個分區膜結構3aa在每個紅外吸收部33變薄時變形，從而提高靈敏度。在該情況下，必須設計平面視圖中的形狀，以使η-型多晶矽層34、ρ-型多晶矽層35、紅外吸收層39、增強層39b和故障診斷線19不暴露於狹縫 13和14的內側表面，以防止它們被用於空腔形成過程的蝕刻溶液(例如TMAH溶液等)蝕刻。在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，將η-型多晶矽層34、ρ-型多晶矽層35、紅外吸收層39、增強層39b和故障診斷線19設定為相同的厚度。因此，提供每個分區膜結構 3aa應力平衡的均勻性，能夠防止每個分區膜結構3aa變形。在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，每個像素部2提供有MOS電晶體4以讀出溫度傳感器30的輸出。可以減少輸出墊Vout的數目，從而可以降低尺寸和成本。(實施方案2)在本實施方案中的紅外陣列傳感器A的基本結構與實施方案1中的基本相同，但區別在於基礎襯底1中的每個空腔11由基礎襯底1的第二表面側形成，如圖19中所示。對同類元件標註與實施方案1中所示相同的附圖標記，並且在此處不詳細描述。附帶地，在實施方案1中，在從基礎襯底1第一表面側通過狹縫13、14注入蝕刻溶液來形成每個空腔11的空腔形成過程中，每個空腔11通過利用依賴於蝕刻速度的晶面對矽襯底Ia進行的各向異性蝕刻來形成。在本實施方案的紅外陣列傳感器A的生產中，在用於形成每個空腔11的空腔形成過程中，將使用例如ICP (Induction-Coupled Plasma，感應耦合等離子體)幹蝕刻設備的各向異性蝕刻技術從基礎襯底1的第二表面側用於矽襯底Ia的每個空腔11形成區域。在本實施方案的紅外陣列傳感器中，可以抑制從膜結構3a的每個分區膜結構3aa 到基礎襯底1的熱傳遞，從而靈敏度進一步提高。(實施方案3)在本實施方案中的紅外陣列傳感器A的基本結構與實施方案1中的基本相同，但區別在於如圖20中所示每個空腔11的內表面為凹曲面。對同類元件標註與實施方案1中所示相同的附圖標記，並且在此處不詳細描述。在實施方案1中，在形成每個空腔11的空腔形成過程中，每個空腔11通過利用依賴於蝕刻速度的晶面通過各向異性蝕刻形成。在本實施方案中，每個空腔11通過各向同性蝕刻形成。在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，可以通過空腔11的內表面將穿過膜結構3a 的紅外線反射入膜結構3a中。可以提高紅外吸收部33的紅外線吸收量，從而提高靈敏度。(實施方案4)在本實施方案中的紅外陣列傳感器A的基本結構與實施方案1-3中的基本相同， 但區別在於與空腔11相連通的開口 12形成在基礎襯底1的第二表面側，如圖21所示。換言之，每個空腔11包括在基礎襯底1的第二表面側的開口，而且基礎襯底1在基礎襯底1 的第二表面側具有包括空腔11的開口 12。對同類元件標註與實施方案1-3中所示相同的附圖標記，並且在此處不詳細描述。在該情況下，對於基礎襯底1的開口 12，只需要利用使用如ICP幹蝕刻裝置的各向異性蝕刻技術從基礎襯底1的第二表面側用於矽襯底Ia中的開口 12的形成區域。在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，可以更加抑制膜結構3a的每個分區膜結構 3aa到基礎襯底1的熱傳遞，從而靈敏度進一步提高。(實施方案5)在本實施方案中的紅外陣列傳感器A的基本結構與實施方案1-4中的基本相同， 但區別在於如圖22所示，沿分區膜結構33a的延伸方向相鄰的分區膜結構33a和33a通過連接件3c連接。對同類元件標註與實施方案1-4中所示相同的附圖標記，並且在此處不詳細描述。在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，沿延伸方向相鄰的分區膜結構33a和33a 被2個連接件3c連接，所述2個連接件3c沿與所述延伸方向交叉的方向(即沿每個分區膜結構3aa的寬度方向)間隔開。在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，沿分區膜結構33a延伸方向相鄰的分區膜結構3aa和3aa通過連接件3c連接。因此，分區膜結構3aa和3aa的第一末端側直接由基礎襯底1中的空腔11的外圍支承，而第二末端側通過連接件3c和另一分區膜結構3aa由空腔11的外圍支承。因此，各個分區膜結構3aa的兩端均被基礎襯底1支承。因此，可以減少每個分區膜結構3aa的變形。靈敏度穩定而且製造良品率提高。附帶地，沿延伸方向相鄰的分區膜結構33a和33a可以被位於每個分區膜結構3aa寬度方向中間的一個連接件 3c連接。(實施方案6)在本實施方案中的紅外陣列傳感器A的基本結構與實施方案1-4中的基本相同， 但區別在於如圖23所示，沿垂直於分區膜結構33a延伸方向的方向(沿每個分區膜結構 3aa的寬度方向，即圖23的垂直方向)相鄰的相鄰分區膜結構33a和33a通過連接件3c連接。對同類元件標註與實施方案1-4中所示相同的附圖標記，並且此處不詳細描述。在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，沿垂直於延伸方向的方向相鄰的分區膜結構33a和33a在除橋部31Λ之外的部分通過1個連接件3c連接。優選將每個連接件3c放置在遠離每個橋部!Bbb的位點。在本實施方案的紅外陣列傳感器A中，沿垂直於分區膜結構33a延伸方向的方向相鄰的分區膜結構33a和33a通過連接件3c連接。因此，每個分區膜結構3aa的扭轉剛度增加，可以減少每個分區膜結構3aa的變形。靈敏度穩定而且製造良品率增加。(實施方案7)在本實施方案中的紅外陣列傳感器A的基本結構與實施方案1-6中的基本相同， 但區別在於如圖M和25所示，每個像素部2在平視時為六邊形形狀並且布置為蜂窩結構。 對同類元件標註與實施方案1-6中所示相同的附圖標記，並且在此處不詳細描述。本實施方案中的膜結構3a被6個狹縫13分隔成6個分區膜結構3aa，它們通過連接件3c連接在一起。本實施方案的紅外陣列傳感器A可以防止每個分區膜結構3aa變形，並且增加像素部2的配置密度。在上述實施方案的每個紅外陣列傳感器A中，每個像素部2提供有MOS電晶體4， 但不必須包括MOS電晶體4。儘管本發明已經參照一些優選的實施方案進行了描述，但是在不背離本發明的真實精神和範圍即權利要求的情況下，本領域技術人員可以做出多種改變和變化。
權利要求
1.一種紅外陣列傳感器，包括 基礎襯底，其包括第一和第二表面；空腔，其具有陣列結構並且形成於所述基礎襯底的第一表面側；和像素部，分別由所述基礎襯底支承以覆蓋所述空腔，每個所述像素部包括膜結構， 其中所述像素部的每個膜結構包括由狹縫分隔開的分區膜結構，每個所述分區膜結構包括熱傳感器，其中所述像素部的每個膜結構包括用於將其自身的分區膜結構彼此連接的連接件。
2.權利要求1的紅外陣列傳感器，其中所述像素部的每個膜結構包括熱傳感器，所述熱傳感器彼此電連接使得獲得所述熱傳感器的各輸出絕對值的總和。
3.權利要求1的紅外陣列傳感器，其中所述像素部的每個熱傳感器是溫差電堆；其中所述像素部的每個膜結構的熱傳感器彼此串聯電連接，使得獲得所述熱傳感器的各輸出絕對值的總和。
4.權利要求1的紅外陣列傳感器，其中每個所述分區膜結構通過橋部由所述基礎襯底支承，其中所述橋部和通過所述橋部由所述基礎襯底支承的所述分區膜結構的形狀為被2 個或3個狹縫圍繞的矩形，和其中所述2個或3個狹縫被1個或2個連接件分隔開。
5.權利要求4的紅外陣列傳感器， 其中所述空腔的每個內周邊為矩形形狀，其中所述分區膜結構包括布置為從相應空腔的開口的兩側彼此接近的2個分區膜結構，和其中所述2個分區膜結構通過所述1個或2個連接件彼此連接。
6.權利要求4的紅外陣列傳感器， 其中所述空腔的每個內周邊為矩形形狀，其中所述分區膜結構包括沿相應空腔的開口的一側彼此相鄰布置的2個分區膜結構，和其中所述2個分區膜結構通過所述1個連接件彼此連接。
7.權利要求4的紅外陣列傳感器，其中在所述連接件的兩個側邊緣和所述分區膜結構的側邊緣之間分別形成倒角部。
8.權利要求4的紅外陣列傳感器，其中所述連接件包括用於增強所述連接件的增強層。
9.權利要求1的紅外陣列傳感器，其中每個所述空腔的形狀為四面錐形。
10.權利要求1的紅外陣列傳感器，其中每個所述空腔包括在所述基礎襯底的第二表面側的開口。
11.權利要求10的紅外陣列傳感器，其中所述基礎襯底包括開口，所述開口包括在所述基礎襯底的第二表面側的空腔。
12.權利要求1的紅外陣列傳感器，其中所述空腔的每個內表面是凹曲面。
全文摘要
一種紅外陣列傳感器，包括基礎襯底；具有陣列結構並形成於所述基礎襯底的表面側的空腔；和分別由所述基礎襯底支承的像素部以覆蓋所述空腔。每個像素部包括膜結構，該膜結構包括通過狹縫分隔開的分區膜結構。每個分區膜結構包括熱傳感器。每個像素部的膜結構包括用於將其自身的分區膜結構彼此連接的連接件。
文檔編號H01L35/32GK102378903SQ20108001517
公開日2012年3月14日 申請日期2010年3月30日 優先權日2009年3月31日
發明者辻幸司 申請人:松下電工株式會社