JP2002008905A - 感温抵抗材料とその製造方法及び感温抵抗材料を用いた赤外線センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高いヤング率を有し、かつ低酸素透過性、低
吸湿性である膜上に形成されており、また、成膜後の熱
処理工程が不要であり、低い温度条件下のスパッタリン
グ法で薄膜を形成することができ、かつ、その比抵抗が
小さく、室温付近における抵抗温度係数が−４％／℃以
下とその絶対値が大きい感温抵抗材料、及びその製造方
法を提供する。 【解決手段】 アルゴンと酸素及び他の不可避不純物と
からなる混合ガスの雰囲気下で、シリコン窒化物からな
るシリコン窒化膜上に感温抵抗材料をスパッタリング処
理により成膜する。図１は、感温抵抗材料としてのバナ
ジウム酸化物の比抵抗の、昇温過程における温度特性
を、温度（℃）を横軸に、比抵抗ρ（Ω・ｃｍ）を縦軸
（ｌｏｇスケール）にした片対数グラフである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボロメータ型赤外
線センサ等の赤外線センサに好適に用いられる感温抵抗
材料とその製造方法、及び感温抵抗材料を用いた赤外線
センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、赤外線センサにおいては、非冷却
で動作させることができ、高感度であり、かつ、集積化
が容易なことから、ボロメータ型赤外線センサが注目さ
れている。このボロメータ型赤外線センサは、赤外線カ
メラの赤外線感知部等に応用されている。そして、例え
ば、「ボロメータ型非冷却赤外線センサ」（映像情報メ
ディア学会技術報告，Vol.21, No.80, pp.13〜18 (199
7) ）には、基板にダイアフラム構造体を支持してなる
ボロメータ型赤外線センサが記載されている。ダイアフ
ラム構造体は、熱によって抵抗値が変化する感温抵抗材
料からなる膜や、絶縁膜、赤外線吸収膜等によって構成
されている。

【０００３】上記ダイアフラム構造体を有するボロメー
タ型赤外線センサの感度Ｒｅｓは、定常状態では一般
に、次式（１） Ｒｅｓ＝η×Ｖ×α／Ｇ ……（１） によって求めることができる。

【０００４】ただし、ηはダイアフラム構造体の赤外線
吸収係数、Ｖはダイアフラム構造体に印加されるバイア
ス電圧、αは感温抵抗材料からなる膜の抵抗温度係数、
Ｇは基板とダイアフラム構造体との熱コンダクタンスで
ある。

【０００５】式（１）から明らかなように、ボロメータ
型赤外線センサの感度Ｒｅｓは抵抗温度係数αに比例
し、抵抗温度係数αの絶対値が大きい程、感度Ｒｅｓは
大きくなる（高感度になる）。それゆえ、抵抗温度係数
αの絶対値が大きい感温抵抗材料からなる膜を用いて、
ダイアフラム構造体を構成することが望ましい。

【０００６】このため、一般に従来のボロメータ型赤外
線センサ（以下、赤外線センサと称する）は、感温抵抗
材料として、抵抗変化率の大きいＶＯ₂ （二酸化バナジ
ウム）薄膜を用いている。現在実用化されているＶＯ₂
薄膜の抵抗温度係数αは約−２％／℃である。このＶＯ
₂ 薄膜を用いたダイアフラム構造体を構成するには、５
００℃程度での熱処理工程が必要である。

【０００７】また、その他に感温抵抗材料からなる膜及
びその製造方法として、以下のようなものが報告されて
いる。

【０００８】（ａ）特開平９−２５７５６５号公報に
は、酸化バナジウムからなる感温抵抗材料が開示されて
いる。製造方法としては、まず、シリコン熱酸化膜上に
ゾルゲル法又はスパッタリング法によって酸化バナジウ
ムを形成する。その後、拡散炉で酸素を流しながら４５
０℃で１時間熱処理を行い、五酸化バナジウム（Ｖ₂ Ｏ
₅ ）薄膜を形成し、さらにアルゴン−水素混合ガスを流
しながら４００℃で８時間還元処理を行う。これによ
り、−３０℃から１３０℃の温度範囲で単調に抵抗値が
低下し、−１．６％／Ｋの抵抗温度係数αを実現した酸
化バナジウム薄膜の感温抵抗材料が得られる。この酸化
バナジウム薄膜を分析した結果、そのＸ線回折パターン
にＶＯ₂ の結晶ピークが確認できることから、その酸化
バナジウム薄膜にはＶＯ₂ が含まれていることが判って
いる。

【０００９】（ｂ）特開平１０−２５９０２４号公報に
は、シリコン酸化膜またはサファイアからなる基板上で
成長させた酸化バナジウム薄膜からなる感温抵抗材料が
開示されている。この酸化バナジウム薄膜は、レーザア
ブレーション法を採用して５００℃を超えない温度で形
成することができ、成膜時に高温での熱処理工程が不要
である。しかも、２５℃〜７５℃の温度範囲において単
調に抵抗値が低下し、抵抗温度係数αが約−４％／℃以
下でありその絶対値は大きい。また、上記酸化バナジウ
ム薄膜を分析した結果、そのＸ線回折パターンにＶＯ₂
の結晶ピークが確認できることから、該酸化バナジウム
薄膜にはＶＯ₂ が含まれていることが判っている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の手法では次のような問題がある。

【００１１】上記（ａ）の手法では、酸化バナジウム薄
膜を成膜する際、熱処理工程等が必要である。そのた
め、製造工程が多くなり、これにより、製造コストや製
造時間がかかる。また、抵抗温度係数αも−１．６％／
Ｋとその絶対値は小さいので、赤外線センサの感度Ｒｅ
ｓも低くなる。

【００１２】上記（ｂ）の手法では、成膜時に熱処理が
不要であり、比較的単純な製造工程で製造でき、また、
高い抵抗温度係数αをもつ酸化バナジウム膜を実現して
いる。しかし、レーザアブレーション法を採用している
ため、スパッタリング法を採用するよりも、ターゲット
のレーザ加熱による溶融再凝固粒子やターゲットのかけ
らなどの粗大粒子が膜中に混入する。このため、膜表面
にサブミクロン程度の半球状の粒が形成され、膜厚分布
や膜質低下が生じる。

【００１３】また、ボロメータ型赤外線センサの場合、
そのダイアフラム構造体中において、感温抵抗材料から
なる膜の基板となる下部絶縁膜や、感温抵抗材料からな
る膜の上部を被覆する上部絶縁膜が、外部から感温抵抗
材料からなる膜へのパシベーションとなっている。この
ため、上部絶縁膜及び下部絶縁膜は、感温抵抗材料から
なる膜やその周囲に接続された金属膜を水分から保護す
るために低吸湿性であることが要求される。さらに、酸
素による感温抵抗材料の膜質の変化を避け、感温抵抗材
料の特性の変化を防止するために、上部絶縁膜及び下部
絶縁膜は酸素透過性が低いことが要求される。

【００１４】式（１）から明らかなように、ボロメータ
型赤外線センサの感度Ｒｅｓは熱コンダクタンスＧに反
比例し、熱コンダクタンスＧの値が小さい程、感度Ｒｅ
ｓは大きくなる（高感度になる）。それゆえ、熱コンダ
クタンスＧの値を小さくするために、ダイアフラム構造
体を半導体基板に支持する２本の脚を、厚さはできるだ
け薄く、幅はできるだけ小さく、長さはできるだけ長く
なるように形成する。また、ダイアフラム構造体から脚
に逃げる熱を防ぐために、ダイアフラム構造体は半導体
基板に対して、所定の空間をあけて中空状態を維持す
る。従って、ダイアフラム構造体及びその脚は、より軽
量であり、かつ強度に優れた材料で形成しなければなら
ず、このため、ダイアフラム構造体及びその脚に積層さ
れる上部絶縁膜と下部絶縁膜とはヤング率の高い材料で
形成する必要がある。

【００１５】また、ダイアフラム構造体が赤外線を吸収
し熱を持つことにより体積及び形状に変化が生じ、これ
により、ダイアフラム構造体に反りやひび割れが生じる
ことを防止するために、上部絶縁膜及び下部絶縁膜は熱
膨張係数が低いことが要求される。

【００１６】従って、従来より使用されているシリコン
酸化膜より高いヤング率及び低い熱膨張係数を有し、か
つ低酸素透過性、低吸湿性である膜上に形成する感温抵
抗材料が求められている。

【００１７】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的は、シリコン酸化膜より高いヤ
ング率及び低い熱膨張係数を有し、かつ低酸素透過性、
低吸湿性である膜上に、感温抵抗材料を形成することに
ある。また、他の目的は、成膜後の熱処理工程が不要で
あり、低い温度条件下のスパッタリング法で薄膜を形成
することができ、室温付近で比抵抗値が小さく、しか
も、抵抗温度係数が−４％／℃以下とその絶対値が大き
い感温抵抗材料、及びその製造方法を提供することにあ
る。即ち、本発明の目的は、ボロメータ型赤外線センサ
等の赤外線センサに好適に用いられる感温抵抗材料とそ
の製造方法、及びそれを用いた赤外線センサを提供する
ことにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の感温抵抗材料の
製造方法は、上記の課題を解決するために、スパッタリ
ング法によって基板上に薄膜を形成する感温抵抗材料の
製造方法において、基板温度が３００℃を超えない条件
下で成膜することを特徴としている。

【００１９】上記の構成によれば、低い温度条件下で成
膜できるため、例えば、ボロメータ素子の基板となる集
積回路デバイスやボロメータ素子形成時にも、水分や熱
の影響によるダメージをほとんど与えない。また、スパ
ッタリング法は、例えば、バナジウム酸化物からなる膜
表面にサブミクロン程度の半球状の粒を形成することが
なく、膜厚分布や膜質低下を防止することができる。ま
た、本発明の感温抵抗材料は、上記の課題を解決するた
めに、上記の製造方法を用いて得られることが好まし
い。さらに、上記の感温抵抗材料は、バナジウム酸化物
からなることがより好ましい。

【００２０】本発明の感温抵抗材料は、上記の課題を解
決するために、バナジウム酸化物からなり、１５℃〜５
５℃の温度範囲における比抵抗の温度変化率が−４％／
℃より小さいことを特徴としている。

【００２１】上記の構成によれば、バナジウム酸化物か
らなる感温抵抗材料において１５℃〜５５℃の温度範囲
における比抵抗の温度変化率が−４％／℃より小さいの
で、感温抵抗材料における抵抗温度係数αの絶対値が大
きくなる。

【００２２】上記の感温抵抗材料は、感温抵抗材料膜が
形成される基板が、シリコン化合物からなることが好ま
しい。また、上記の感温抵抗材料は、基板が、窒素を含
むシリコン化合物からなることがより好ましい。

【００２３】上記の構成によれば、基板が、窒素を含む
シリコン化合物からなることにより、基板が低吸湿性を
有し、感温抵抗材料からなる膜を水分から保護すること
ができる。また、基板が低酸素透過性を有し、感温抵抗
材料の抵抗値などの特性の変化を防止することができ
る。

【００２４】上記の感温抵抗材料は、基板が、シリコン
窒化物からなることがさらに好ましい。上記の構成によ
れば、基板が、シリコン窒化物からなることにより、基
板のヤング率を高くすることができ、また、熱膨張係数
を低くすることができる。

【００２５】本発明の赤外線センサは、上記の課題を解
決するために、上記の感温抵抗材料が用いられているこ
とを特徴としている。上記の構成によれば、高感度な状
態で使用することができる赤外線センサを提供すること
ができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１及び図２に基づいて説明すれば、以下の通りである。
なお、本発明における「赤外線」には、遠赤外線も含ま
れることとする。

【００２７】集積回路デバイス上に形成されるボロメー
タ素子等のボロメータ型赤外線センサは、図２に示すよ
うに、赤外線を感知するダイアフラム構造体１が半導体
基板２上に支持されてなるダイアフラム構造を備えてい
る。半導体基板２の表面には図示しない集積回路が形成
されており、その集積回路は、ダイアフラム構造体１と
電気的に接続されている。ダイアフラム構造体１は、接
続部４を有する脚３・３を備えており、所定の間隔を置
いて半導体基板２上に支持されている。

【００２８】ダイアフラム構造体１は、シリコン窒化物
（例えば、Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）からなる下部絶縁膜、感温抵抗
材料からなる薄膜（以下、感温抵抗材料膜と称する）、
シリコン窒化物（例えば、Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）からなる上部絶
縁膜、感知すべき赤外線５を効率的に吸収するためのＴ
ｉＮ等からなる赤外線吸収膜が、この順に積層されて構
成されている。また、ダイアフラム構造体１は、感温抵
抗材料膜の周囲の少なくとも一部に電気的に接続された
配線金属膜を有している。配線金属膜は、脚３の接続部
４を介して半導体基板２の集積回路に電気的に接続され
ており、感温抵抗材料膜の抵抗変化を検出するようにな
っている。

【００２９】下部絶縁膜は、所定の形状にパターニング
されている。上部絶縁膜は、感温抵抗材料膜及び配線金
属膜を覆うようにして形成されている。従って、感温抵
抗材料膜及び配線金属膜は、下部絶縁膜と上部絶縁膜と
によって被覆されている。また、脚３においては、配線
金属膜が下部絶縁膜と上部絶縁膜とによって被覆されて
いる。感温抵抗材料膜は、ダイアフラム構造体１の中央
部、即ち、赤外線５を受光する部位に、例えば正方形状
に形成されている。感温抵抗材料膜の形状や、配線金属
膜の形成パターンは、特に限定されるものではない。配
線金属膜は、例えばチタンやアルミニウム等の金属から
なっている。

【００３０】上記のように、ダイアフラム構造体１及び
その脚３に積層される上部絶縁膜及び下部絶縁膜が、ヤ
ング率の高い材料であるシリコン窒化物から形成される
ことにより、ダイアフラム構造体１及びその脚３の強度
を上げることができる。従って、脚３の厚さをより薄
く、幅をより小さく、長さをより長くすることができ
る。これにより、熱コンダクタンスＧの値を小さくする
ことができ、赤外線センサの感度Ｒｅｓを高めることが
できる。なお、シリコン酸化物のヤング率は７×１０⁵
kg/cm²、シリコン窒化物のヤング率は３×１０⁶ kg/cm²
である。

【００３１】また、ダイアフラム構造体１は半導体基板
２と所定の間隔を置いて支持されているが、ダイアフラ
ム構造体１及び脚３の強度が上がることにより、ダイア
フラム構造体１の変形によるダイアフラム構造体１と半
導体基板２との接触の防止を図ることができる。これに
より、ダイアフラム構造体１と半導体基板２との間隔が
確保され、ダイアフラム構造体１の半導体基板２に対す
る断熱性を高めており、それゆえ赤外線を高感度で感知
することができるようになっている。

【００３２】赤外線吸収膜において、赤外線吸収膜の厚
さｄがλ／（４ｎ）であれば、赤外線吸収膜表面での反
射光と配線金属膜からの反射光とによる干渉作用によ
り、赤外線がダイアフラム構造体１の外部にもれること
はない。ただし、λは赤外波長、ｎは赤外線吸収膜の屈
折率である。

【００３３】上部絶縁膜及び下部絶縁膜をシリコン窒化
物で形成し、ダイアフラム構造体１の強度を上げること
により、ダイアフラム構造体１の反りを抑制できる。従
って、赤外線吸収膜の厚さｄにバラツキが生じることも
なく、干渉作用が乱れない。これにより、赤外線吸収率
を上げることができ、赤外線センサの感度Ｒｅｓの向上
を図ることができる。

【００３４】また、上部絶縁膜及び下部絶縁膜が、熱膨
張係数の低い材料であるシリコン窒化物から形成される
ことにより、ダイアフラム構造体１が赤外線を吸収し熱
を持つことによる体積及び形状の変化を抑制できる。こ
れにより、ダイアフラム構造体１の反りやひび割れを防
止することができる。なお、シリコン酸化物の熱膨張係
数は４×１０^-51 ／℃、シリコン窒化物の熱膨張係数は
３×１０^-61 ／℃である。

【００３５】さらに、シリコン窒化物は低吸湿性及び低
酸素透過性を有するので、シリコン窒化物からなる上部
絶縁膜で配線金属膜や感温抵抗材料膜を被覆することに
よって、水分や酸素から金属配線膜や感温抵抗材料膜を
保護することができる。これにより、抵抗値等の特性の
変化を防止できる。

【００３６】なお、上部絶縁膜及び下部絶縁膜を、窒素
を含むシリコン化合物で形成しても同様の効果が得られ
る。

【００３７】次に、本発明に係る感温抵抗材料膜及びそ
の製造方法について説明する。本発明に係る感温抵抗材
料の製造方法は、例えば、シリコン窒化物からなる膜
（以下、シリコン窒化膜と称する）を基板とし、その基
板上に感温抵抗材料の薄膜をスパッタリング法によって
形成する方法である。

【００３８】スパッタリングを行うことによって感温抵
抗材料とされるターゲットとしては、具体的には、例え
ば、三酸化バナジウム（Ｖ₂ Ｏ₃ ）が挙げられる。つま
り、三酸化バナジウムからなるターゲットを用いてスパ
ッタリングすることにより、バナジウム酸化物からなる
膜、即ち、本実施の形態に係る感温抵抗材料の薄膜が得
られる。

【００３９】ＲＦ（radio frequency)スパッタリング装
置を用いた感温抵抗材料膜の製造方法の一例について、
以下に説明する。尚、感温抵抗材料膜の製造方法や各種
条件等は、下記方法や条件等にのみ限定されるものでは
ない。

【００４０】先ず、表面にシリコン窒化膜が形成されて
いるシリコン窒化膜基板を真空チャンバ内に載置した
後、該真空チャンバ内が３．０×１０^-6Torr以下となる
ように排気する。その後、シリコン窒化膜基板の温度が
３００℃になるように加熱し、プレ・スパッタリングを
行う。

【００４１】次に、真空チャンバ内に、メインガン側
（ターゲット照射側）から、酸素を１％（容量％）の割
合で含む酸素・アルゴン混合ガスを導入する。これによ
り、真空チャンバ内の圧力を１．０×１０^-2Torrに維持
する。

【００４２】そして、投入電力パワーを１５０Ｗとし、
バイアス電圧を−５０Ｖ印加すると共に、成膜時間等の
成膜条件を調節することにより、膜厚が約１００ｎｍの
バナジウム酸化物からなる膜（感温抵抗材料膜）をシリ
コン窒化膜基板上に熱処理を行うことなく形成する。

【００４３】上記のようにスパッタリング法を採用して
いるため、レーザアブレーション法を採用するよりも、
ターゲットのレーザ加熱による溶融再凝固粒子やターゲ
ットのかけらなどの粗大粒子が膜中に混入することがな
い。従って、膜表面にサブミクロン程度の半球状の粒が
形成されることによる、膜厚分布や膜質低下を防止する
ことができる。

【００４４】バナジウム酸化物からなる膜（以下、バナ
ジウム酸化膜と称する）等の感温抵抗材料膜の抵抗温度
係数は、四端子プローブ装置を用いて求めることができ
るが、例えば、感温抵抗材料膜の表面にアルミニウム等
の良導電性材料で４つの電極を形成した後、約５℃／分
の速度で加熱・冷却を行い、各温度における比抵抗を四
端子法にて測定することにより、求めることもできる。

【００４５】ここで、上記の成膜条件を採用して得られ
たシリコン窒化膜基板上におけるバナジウム酸化膜の比
抵抗について説明する。バナジウム酸化膜の比抵抗の、
昇温過程における温度特性を、温度（℃）を横軸に、比
抵抗ρ（Ω・ｃｍ）を縦軸（ｌｏｇスケール）にした片
対数グラフとして、図１に示す。

【００４６】同図に示されるように、シリコン窒化膜基
板上におけるバナジウム酸化膜の比抵抗は温度とともに
減少し、負の抵抗温度特性を示す。２５℃（室温）付近
での比抵抗値は約２ｍΩ・ｃｍと低い。従って、バナジ
ウム酸化膜自体から発生するノイズの影響は小さく、こ
のため、ボロメータ型赤外線センサ等における感温抵抗
材料として好適に用いることができる。また、１５℃〜
５５℃の値を用いて求めた、２５℃における抵抗温度係
数αは約−４．２％／℃とその絶対値は大きく、従っ
て、このバナジウム酸化膜を感温抵抗材料として用いる
と、非常に高い感度のボロメータ型赤外線センサが実現
できる。

【００４７】このように、本実施の形態にかかる製造方
法を採用して得られたバナジウム酸化膜の抵抗温度係数
αの絶対値は、実用化されているＶＯ₂ 薄膜の抵抗温度
係数αの絶対値の約２倍以上である。それゆえ、上記バ
ナジウム酸化膜を用いることにより、高感度な状態で使
用することができる赤外線センサを提供することができ
る。また、上記実施の形態で説明したバナジウム酸化膜
の製造方法により、成膜時の基板温度を従来よりも１０
０℃以上も低い３００℃を超えない程度とし、プレ・ス
パッタリング後の熱処理を不要とすることができる。従
って、ボロメータ素子の基板となる集積回路デバイスや
ボロメータ素子形成時にも水分や熱の影響によるダメー
ジがほとんどない。また、上記バナジウム酸化膜は、従
来のバナジウム酸化膜の成膜条件のパラメータを簡単に
変更する（制御する）ことにより、製造することができ
る。

【００４８】なお、上記の説明においては、スパッタリ
ング法を行うスパッタリング装置として、ＲＦ型イオン
源を用いるスパッタリング装置を例に挙げたが、ＲＦス
パッタリング装置に限定されるものではなく、直流（Ｄ
Ｃ）電源を用いるスパッタリング装置等の各種装置も好
適に使用することができる。

【００４９】また、上記の説明においては、ターゲット
として三酸化バナジウムを用いる場合を例に挙げたが、
酸素量を調節することにより、ターゲットとしてバナジ
ウム又は五酸化バナジウム（Ｖ₂ Ｏ₅ ）等の他のバナジ
ウム酸化物を用いることもできる。さらに、本発明の製
造方法によって、シリコン窒化物以外のシリコン化合
物、例えばシリコン酸化膜やシリコン酸化窒化物からな
る膜上にバナジウム酸化膜を生成することもできる。

【００５０】次に、上記感温抵抗材料膜の形成方法を含
む、上記構成の赤外線センサの製造方法の一例につい
て、以下に説明する。

【００５１】先ず、半導体基板２に集積回路を形成した
後、該集積回路上に保護膜を形成する。次に、該保護膜
の全面にポリイミドを塗布した後、所定の温度で焼成し
てポリイミド膜を得る。尚、ポリイミド膜は、後の工程
で除去されるので、その膜厚は特に限定されるものでは
なく、ダイアフラム構造体１の製造プロセス等に応じて
適宜設定すればよい。

【００５２】次に、ポリイミド膜の全面にレジストを塗
布した後、フォトエッチングにより所望の領域にパター
ニングを施す。次いで、該レジストに対して、所定の温
度でベーク処理を施す。この際、後にダイアフラム構造
体１の脚３が形成される部分には、斜面を形成してお
く。そして、パターニングが施されたレジスト全面にド
ライエッチング加工を施し、該レジストのパターンをポ
リイミド膜に転写した後、剥離液を用いてレジストを除
去する。

【００５３】次に、ポリイミド膜全面に、下部絶縁膜と
なるシリコン窒化膜を、例えばＰ−ＣＶＤ (Plasma-Che
mical Vapor Deposition) 法によって約２００ｎｍ程度
の膜厚となるように形成する。その後、このシリコン窒
化膜上に、本発明にかかる製造方法を採用して、所定の
形状となるように赤外線受光領域としての感温抵抗材料
膜を形成する。つまり、下部絶縁膜が、感温抵抗材料膜
をスパッタリング法によって形成する際の基板となる。
さらに、該感温抵抗材料膜の周囲の少なくとも一部に、
配線金属膜を例えばスパッタリング法によって形成す
る。その後、これら感温抵抗材料膜及び配線金属膜上
に、上部絶縁膜を形成すると共に、該上部絶縁膜上にお
ける感温抵抗材料膜に対応する部位に赤外線吸収膜を形
成する。

【００５４】次いで、ダイアフラム構造体１のアライメ
ントを実施した後、ドライエッチング法によって、不要
な部位に形成された上部絶縁膜等を除去すると共に、ド
ライエッチング法（特に、酸素によるアッシング）によ
って、上記のポリイミド膜を除去する。これにより、感
温抵抗材料膜を用いて構成されたダイアフラム構造体１
を備えた赤外線センサを製造することができる。

【００５５】なお、上記説明においてはシリコン窒化膜
の形成方法をＰ−ＣＶＤ法としたが、スパッタリング法
でもかまわない。

【００５６】上記製造方法によって得られる赤外線セン
サは、シリコン窒化膜上にスパッタリング法で形成され
たバナジウム酸化膜を用いて構成されているので、高感
度な状態で使用することができる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、本発明の感温抵抗材料の
製造方法は、スパッタリング法によって基板上に薄膜を
形成し、基板温度が３００℃を超えない条件下で成膜す
る構成である。

【００５８】これにより、低い温度条件下で感温抵抗材
料を成膜することができ、また、スパッタリング法を採
用するので、例えば、バナジウム酸化物からなる膜表面
にサブミクロン程度の半球状の粒を形成することがな
い。従って、ボロメータ素子の基板となる集積回路デバ
イスやボロメータ素子形成時にも水分や熱の影響による
ダメージをほとんど防止でき、また、膜厚分布や膜質低
下を防止できるという効果を奏する。

【００５９】本発明の感温抵抗材料は、上記の製造方法
を用いて得られる構成であるので、例えば、高感度の赤
外線センサを提供することができるという効果を奏す
る。

【００６０】本発明の感温抵抗材料は、バナジウム酸化
物からなる構成であるので、比抵抗の温度変化率の絶対
値が大きな感温抵抗材料を得ることができるという効果
を奏する。

【００６１】本発明の感温抵抗材料は、バナジウム酸化
物からなり、１５℃〜５５℃の温度範囲における比抵抗
の温度変化率が−４％／℃より小さい構成である。

【００６２】これにより、感温抵抗材料における抵抗温
度係数αの絶対値が大きくなり、例えば、この感温抵抗
材料を有した高感度な赤外線センサを提供することがで
きるという効果を奏する。

【００６３】本発明の感温抵抗材料は、感温抵抗材料膜
が形成される基板がシリコン化合物からなるので、シリ
コン化合物上に感温抵抗材料膜を形成することができ、
例えば、この感温抵抗材料を有した高感度な赤外線セン
サを提供することができるという効果を奏する。

【００６４】本発明の感温抵抗材料は、基板が窒素を含
むシリコン化合物からなる構成である。これにより、基
板が低吸湿性及び低酸素透過性を有することとなり、例
えば、より高感度な赤外線センサを提供することができ
るという効果を奏する。

【００６５】本発明の感温抵抗材料は、基板が、シリコ
ン窒化物からなる構成である。それゆえ、基板のヤング
率を高くすることができ、また、基板の熱膨張係数を低
くすることができる。従って、基板を有するダイアフラ
ム構造体において、重量及び熱に対する強度の向上を図
ることができる。これにより、ダイアフラム構造体の半
導体基板に対する熱コンダクタンスを小さくすることが
でき、従って、例えば、より高感度な赤外線センサを提
供することができるという効果を奏する。

【００６６】本発明の赤外線センサは、上記の感温抵抗
材料が用いられている。これにより、例えば、高感度な
状態で使用することができる赤外線センサを提供するこ
とができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る、シリコン窒化膜
上に形成された感温抵抗材料膜としてのバナジウム酸化
物膜の比抵抗の、昇温過程における温度特性を示す片対
数グラフである。

【図２】上記バナジウム酸化物膜を用いて構成されたダ
イアフラム構造体を備えた赤外線センサの概略の斜視図
である。

【符号の説明】

１ ダイアフラム構造体 ２ 半導体基板 ３ 脚 ４ 接続部 ５ 赤外線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 薦田 智久 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2G065 AB02 BA12 4K029 AA04 BA43 BD00 CA05 EA08 5E034 BA09 BB08 BC07 DA02 DE16

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スパッタリング法によって基板上に薄膜を
   形成する感温抵抗材料の製造方法において、 上記基板温度が３００℃を超えない条件下で成膜するこ
   とを特徴とする感温抵抗材料の製造方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の製造方法を用いて得られ
   ることを特徴とする感温抵抗材料。
3. 【請求項３】感温抵抗材料がバナジウム酸化物からなる
   ことを特徴とする請求項２に記載の感温抵抗材料。
4. 【請求項４】バナジウム酸化物からなり、１５℃〜５５
   ℃の温度範囲における比抵抗の温度変化率が−４％／℃
   より小さいことを特徴とする感温抵抗材料。
5. 【請求項５】感温抵抗材料膜が形成される基板が、シリ
   コン化合物からなることを特徴とする請求項２ないし４
   のいずれか一項に記載の感温抵抗材料。
6. 【請求項６】上記基板が、窒素を含むシリコン化合物か
   らなることを特徴とする請求項５に記載の感温抵抗材
   料。
7. 【請求項７】上記基板が、シリコン窒化物からなること
   を特徴とする請求項６に記載の感温抵抗材料。
8. 【請求項８】請求項２ないし７のいずれか一項に記載の
   感温抵抗材料が用いられていることを特徴とする赤外線
   センサ。