焦電型検出素子及び焦電型検出素子の製造方法
【課題】エッチングによるダメージを低減した焦電型検出素子の製造方法を提供する。
【解決手段】Ｓｎ膜２７１を形成し、パターニングする第１膜形成工程と、Ｓｎ膜２７１に重ねてＩｎ膜２７２を形成する第２膜形成工程と、焦電体２３２を形成する第３膜形成工程と、酸素含有雰囲気にて加熱し、Ｓｎ膜２７１とＩｎ膜２７２から第１電極２３４を形成するアニール工程と、第１電極２３４が形成されない場所のＩｎ膜２７２と焦電体２３２を除去する除去工程と、を有する。第２膜形成工程が終了するとき、支持部材２１０上にはＩｎ膜２７２とＳｎ膜２７１とが積層されたＩｎＳｎ積層領域２７３と、Ｉｎ膜２７２とＳｎ膜２７１とが積層されていないＩｎ単層領域２７４と、が配置され、アニール工程ではＩｎＳｎ積層領域２７３にて第１電極２３４を形成し、Ｉｎ単層領域２７４のＩｎ膜２７２を蒸発させる。
【解決手段】Ｓｎ膜２７１を形成し、パターニングする第１膜形成工程と、Ｓｎ膜２７１に重ねてＩｎ膜２７２を形成する第２膜形成工程と、焦電体２３２を形成する第３膜形成工程と、酸素含有雰囲気にて加熱し、Ｓｎ膜２７１とＩｎ膜２７２から第１電極２３４を形成するアニール工程と、第１電極２３４が形成されない場所のＩｎ膜２７２と焦電体２３２を除去する除去工程と、を有する。第２膜形成工程が終了するとき、支持部材２１０上にはＩｎ膜２７２とＳｎ膜２７１とが積層されたＩｎＳｎ積層領域２７３と、Ｉｎ膜２７２とＳｎ膜２７１とが積層されていないＩｎ単層領域２７４と、が配置され、アニール工程ではＩｎＳｎ積層領域２７３にて第１電極２３４を形成し、Ｉｎ単層領域２７４のＩｎ膜２７２を蒸発させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦電型検出素子及び焦電型検出素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外検出装置には焦電型またはボロメーター型の赤外線検出装置が知られている。赤外線検出装置は、受光した赤外線の光量や温度によって、焦電体材料の自発分極量が変化すること（焦電効果またはパイロ電子効果と称す）を利用する。そして、焦電型赤外線検出装置には焦電体の両端に起電力（分極による電荷の形成）を生じさせる焦電型と温度によって抵抗値を変化させるボロメーター型がある。焦電型赤外線検出装置は、ボロメーター型赤外線検出装置と比較して、製造工程が複雑である反面、検出感度が優れるという利点がある。
【０００３】
焦電型赤外線検出装置のセルは、上部電極と下部電極とに接続された焦電体を含むキャパシターを有し、電極や焦電体の材料に関して、各種の提案がなされている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３２８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で示されるように従来の製造方法では、素子構成層の中で最も膜厚の厚い強誘電体層を長時間エッチングする必要がある。これは、通常ドライプロセスが用いられ、ウェットプロセスと比較した場合、プラズマにより素子が高いダメージをうける可能性がある。また、素子の構成及び製造上の理由からドライプロセスが選択されることがある。そこで、焦電型検出素子製造時にエッチングによるダメージを低減した焦電型検出素子の製造方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係る焦電型検出素子の製造方法は、基板上にパターニングしたＳｎ膜を形成する第１膜形成工程と、前記Ｓｎ膜と重ねてＩｎ膜を形成する第２膜形成工程と、ＰＺＴ膜を形成する第３膜形成工程と、酸素含有雰囲気にて加熱し、前記Ｓｎ膜と前記Ｉｎ膜とからＩＴＯ膜を形成するアニール工程と、前記ＩＴＯ膜が形成されない場所の前記Ｉｎ膜と前記ＰＺＴ膜を除去する除去工程と、を有し、前記第２膜形成工程が終了するとき、前記基板上には前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とが積層されたＩｎＳｎ積層領域と、前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とが積層されていないＩｎ単層領域と、が配置され、前記アニール工程では前記ＩｎＳｎ積層領域にて前記ＩＴＯ膜を形成し、前記Ｉｎ単層領域の前記Ｉｎ膜を蒸発させることを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、第１膜形成工程において基板上にパターニングしたＳｎ膜を形成している。第２膜形成工程ではＳｎ膜と重ねてＩｎ膜を形成している。第３膜形成工程ではＰＺＴ膜を形成している。尚、ＰＺＴ膜は主にチタン酸ジルコン酸鉛からなる膜を示す。そして、アニール工程にて酸素含有雰囲気にて加熱し、ＩｎＳｎ積層領域におけるＳｎ膜とＩｎ膜とからＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜を形成している。さらに、Ｉｎ単層領域ではＩｎ膜を蒸発させている。これにより、基板からＰＺＴ膜を剥離し易くなる。そして、除去工程ではＩＴＯ膜が形成されない場所のＩｎ膜とＰＺＴ膜を除去している。
【０００９】
これにより、パターニングされたＳｎ膜の形状にＩＴＯ膜とＰＺＴ膜とが積層された膜が形成される。ＩＴＯ膜上にＰＺＴ膜を積層した膜を形成した後にドライプロセスにてパターニングする方法がある。この方法ではエッチングするときに膜にプラズマを照射するため、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜にダメージが加わる。この方法に比べて、本適用例では、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜にプラズマエッチングを行わない為、素子に対するプラズマダメージを低減することができる。
【００１０】
［適用例２］本適用例に係る焦電型検出素子の製造方法は、基板上にＩｎ膜を形成する第１膜形成工程と、前記Ｉｎ膜と重ねてパターニングしたＳｎ膜を形成する第２膜形成工程と、ＰＺＴ膜を形成する第３膜形成工程と、酸素含有雰囲気にて加熱し、前記Ｓｎ膜と前記Ｉｎ膜とからＩＴＯ膜を形成するアニール工程と、前記ＩＴＯ膜が形成されない場所の前記Ｉｎ膜と前記ＰＺＴ膜を除去する除去工程と、を有し、前記第２膜形成工程が終了するとき、前記基板上には前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とが積層されたＩｎＳｎ積層領域と、前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とが積層されていないＩｎ単層領域と、が配置され、前記アニール工程では前記ＩｎＳｎ積層領域にて前記ＩＴＯ膜を形成し、前記Ｉｎ単層領域の前記Ｉｎ膜を蒸発させることを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、第１膜形成工程において基板上にＩｎ膜を形成している。第２膜形成工程ではＩｎ膜と重ねてパターニングしたＳｎ膜を形成している。第３膜形成工程ではＰＺＴ膜を形成している。そして、アニール工程にて酸素含有雰囲気にて加熱し、ＩｎＳｎ積層領域におけるＳｎ膜とＩｎ膜とからＩＴＯ膜を形成している。さらに、Ｉｎ単層領域ではＩｎ膜を蒸発させている。これにより、基板からＰＺＴ膜を剥離し易くなる。そして、除去工程ではＩＴＯ膜が形成されない場所のＩｎ膜とＰＺＴ膜を除去している。
【００１２】
これにより、パターニングされたＳｎ膜の形状にＩＴＯ膜とＰＺＴ膜とが積層された膜が形成される。ＩＴＯ膜上にＰＺＴ膜を積層した膜を形成した後にドライプロセスにてパターニングする方法がある。この方法ではエッチングするときに膜にプラズマを照射するため、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜にダメージが加わる。この方法に比べて、本適用例では、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜にプラズマエッチングを行わない為、素子に対するプラズマダメージを低減することができる。
【００１３】
［適用例３］上記適用例に記載の焦電型検出素子の製造方法では、前記アニール工程は、前記基板を１５０〜２００℃に加熱し前記Ｉｎ単層領域の前記Ｉｎ膜を蒸発させ、且つ前記ＩｎＳｎ積層領域の前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とを相互拡散させて前記ＩｎＳｎ合金領域を形成する第１ステップと、前記基板を３００〜５００℃に加熱し前記ＩｎＳｎ合金領域に前記ＩＴＯ膜を形成する第２ステップと、前記基板を７００〜９００℃に加熱し前記ＰＺＴ膜を結晶化させる第３ステップと、を有することが好ましい。
【００１４】
本適用例によれば、アニール工程は、３つのステップにて行われる。第１ステップにおいて基板を１５０〜２００℃に加熱しＩｎ単層領域のＩｎを蒸発させ、且つＩｎＳｎ積層領域のＩｎ膜とＳｎ膜とを相互拡散させてＩｎＳｎ合金領域を形成している。第２ステップでは基板を３００〜５００℃に加熱しＩｎＳｎ合金領域にＩＴＯ膜を形成している。そして、第３ステップでは基板を７００〜９００℃に加熱しＰＺＴ膜を結晶化させる。
【００１５】
これにより、３つのステップでＩＴＯ膜とＰＺＴ膜の形成を安定して行うことができる為、面内均一性、安定性を向上させることができる。さらに、ＰＺＴコートのパターニングを精度良く実現することができる。従って、大掛かりなエッチングプロセスを用いることなく、素子へのダメージを少なくしシンプルな工程で生産性を向上できる。
【００１６】
［適用例４］上記適用例に記載の焦電型検出素子の製造方法は、前記Ｓｎ膜をパターニングするとき、レジストと前記レジストを除去するエッチャントとが用いられ、前記Ｓｎ膜のパターンエッジに前記レジストと前記エッチャント成分による角状のリデポ物を形成することが好ましい。
【００１７】
本適用例によれば、パターンエッジの角状リデポ物は、Ｓｎ膜をパターニングするときに形成される。尚、パターンエッジはパターニングされたＳｎ膜の外周のエッジを示す。エッチングした後で剥離する工程において、通常、酸素プラズマによるアッシングを行って、剥離液による剥離を行う。このときに、アッシング条件を通常の約１０〜７０％程度に抑える。これにより、レジストとエッチャント成分によりＳｎ膜のパターンエッジに角状のリデポ物を形成することができる。
【００１８】
上記適用例のプロセスでは、酸素雰囲気中でのアニールによりＩｎ膜を蒸発させ、膜リフトオフ現象を利用している。この角状リデポ物がパターンエッジに存在することでリフトオフ時に応力が集中する為、ＩＴＯ膜をＳｎ膜のパターンエッジでせん断し易くさせることができる。
【００１９】
［適用例５］上記適用例に記載の焦電型検出素子の製造方法は、前記ＰＺＴ膜と重ねて赤外光の一部を反射し他の一部を透過する半透過貴金属膜を形成する貴金属膜形成工程をさらに有することが好ましい。
【００２０】
本適用例によれば、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜、半透過貴金属膜を重ねて形成している。これにより、入射した赤外光を半透過貴金属膜とＰＺＴ膜との界面と、ＰＺＴ膜とＩＴＯ膜との間で、散乱させることが可能となる。これにより、赤外光の検出感度を向上させることができる。
【００２１】
［適用例６］本適用例に記載の焦電型検出素子は、基板上にＩＴＯ膜とＰＺＴ膜とが積層された積層膜を有する焦電型検出素子であって、上記適用例に記載の焦電型検出素子の製造方法を用いて形成されていることを特徴とする。
【００２２】
本適用例によれば、焦電型検出素子が有する積層膜は上記適用例に記載の焦電型検出素子の製造方法を用いて形成されている。従って、焦電型検出素子はプラズマによるダメージが低減した積層膜を有する素子とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態１に係り、焦電型赤外線検出器を示す要部平面図。
【図２】（ａ）は、焦電型赤外線検出素子の模式断面図、（ｂ）は、焦電型赤外線検出素子の模式平面図。
【図３】赤外線検出素子の製造方法を示すフローチャート。
【図４】赤外線検出素子の製造方法を説明するための図。
【図５】実施形態２に係り、赤外線検出素子の製造方法を説明するための模式図。
【図６】実施形態３に係り、（ａ）は、赤外線検出素子の製造方法を示すフローチャート、（ｂ）は、赤外線検出素子の製造方法を説明するための模式図。
【図７】実施形態４に係り、（ａ）は、赤外線検出素子の構造を示す模式図、（ｂ）は、赤外線検出素子の製造方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００２５】
（実施形態１）
本実施形態では、焦電型赤外線検出器と焦電型赤外線検出器に含まれる焦電型赤外線検出素子の特徴的な製造方法との例について、図１〜図４に従って説明する。図１は、焦電型赤外線検出器を示す要部平面図である。尚、焦電型赤外線検出器は広義には焦電型検出装置とも称される。まず、焦電型赤外線検出装置の概略構成について説明する。
【００２６】
（焦電型赤外線検出装置）
図１に示すように、焦電型赤外線検出装置１は基部１００を備えている。基部１００には２本のポスト１０４が立設されている。２本のポスト１０４に支持された１セル分の赤外線検出器２００Ａが、２方向例えば直交する２方向に配列されている。尚、１セル分のみの赤外線検出器２００Ａにて焦電型赤外線検出装置１が構成されても良い。赤外線検出器２００Ａは基板としての支持部材２１０を備え、支持部材２１０がポスト１０４に支持されている。１セル分の赤外線検出器２００Ａが占める領域の大きさ及び形状は特に限定されないが、例えば本実施形態では、一辺が数十μｍの矩形となっている。
【００２７】
赤外線検出器２００Ａは、２本のポスト１０４に連結された支持部材２１０（メンブレンとも称す）と、焦電型検出素子としての赤外線検出素子２２０Ａ（広義には焦電型検出素子とも称す）と、を含んでいる。１セル分の赤外線検出素子２２０Ａが占める領域の大きさは特に限定されないが、（図中で破線で区画される領域）は、例えば本実施形態では、一辺の長さが１０μｍ程度の矩形である。
【００２８】
１セル分の赤外線検出器２００Ａにおいて２本のポスト１０４と接続される場所以外の場所は基部１００に対して非接触となっている。従って、赤外線検出器２００Ａと基部１００との間には空洞部が形成されている。平面視で赤外線検出器２００Ａの周囲には、空洞部に連通する開口部１０２Ａが配置される。これにより、１セル分の赤外線検出器２００Ａは、基部１００や隣り合う他の赤外線検出器２００Ａから熱的に分離されている。
【００２９】
支持部材２１０は、赤外線検出素子２２０Ａを搭載する搭載部２１０Ａと、搭載部２１０Ａに連結された２本のアーム２１０Ｂとを有し、２本のアーム２１０Ｂの自由端部がポスト１０４に連結されている。２本のアーム２１０Ｂは簡略化して図示されているが、赤外線検出素子２２０Ａを熱分離するためにアーム２１０Ｂは細幅でかつ冗長に延在させて搭載部２１０Ａとポスト１０４とが離れるように形成してもよい。これにより、支持部材２１０と基部１００との間の熱伝導を小さくすることができる。
【００３０】
赤外線検出素子２２０Ａは第１電極配線層２２２（下部電極）及び第２電極配線層２２４（上部電極）を備えている。第２電極配線層２２４は、第２電極２３６（上部電極）上に形成される配線層２２４Ａと、それに接続される配線層２２４Ｂを含む。第１電極配線層２２２、第２電極配線層２２４の各々は、搭載部２１０Ａからアーム２１０Ｂに沿って延在され、ポスト１０４を介して基部１００内の回路に接続される。第１電極配線層２２２、第２電極配線層２２４も、赤外線検出素子２２０Ａを基部１００から熱分離するために、細幅でかつ冗長に延在形成してもよい。これにより、支持部材２１０と基部１００との間の熱伝導を小さくすることができる。
【００３１】
ポスト１０４には、第１電極配線層２２２、第２電極配線層２２４に接続されるプラグ１０６が配置されている。このプラグ１０６は、基部１００に設けられる行選択回路（行ドライバー）か、または列線を介して検出器からのデータを読み出す読み出し回路に接続される。
【００３２】
（焦電型赤外線検出器）
図２（ａ）は、焦電型赤外線検出素子の模式断面図であり、図２（ｂ）は、焦電型赤外線検出素子の模式平面図である。図２に示すように基部１００と支持部材２１０との間には空洞部１０２が設置されている。尚、製造工程途中の赤外線検出器２００Ａでは、空洞部１０２が第１犠牲層により埋め込まれている。第１犠牲層は、支持部材２１０及び赤外線検出素子２２０Ａの形成工程前から形成工程後まで存在しており、赤外線検出素子２２０Ａの形成工程後に、等方性エッチングにより除去されるものである。
【００３３】
基部１００は、シリコン基板１１０と、シリコン基板１１０上の絶縁膜（例えばＳｉＯ2）にて形成されるスペーサー層１２０とを含んでいる。ポスト１０４は、スペーサー層１２０をエッチングすることで形成され、例えばＳｉＯ2にて形成されている。空洞部１０２は、スペーサー層１２０を等方性エッチングすることで、ポスト１０４と同時に形成される。開口部１０２Ａは、支持部材２１０をパターンエッチングすることで形成される。また、開口部１０２Ａからエッチャントを供給して第１犠牲層を等方性エッチングする。このエッチングのために、空洞部１０２の露出面には、エッチングストップ層１３０，１４０が残存している。
【００３４】
支持部材２１０において赤外線検出素子２２０Ａが設置された面を第１面２１１Ａとする。第１面２１１Ａ上にはキャパシター２３０が設置されている。キャパシター２３０は、ＰＺＴ膜としての焦電体２３２と、焦電体２３２の下面に接続されるＩＴＯ膜としての第１電極２３４（下部電極）と、焦電体２３２の上面に接続される第２電極２３６（上部電極）とを含んで構成されている。焦電体２３２と第１電極２３４とを合わせた膜が積層膜に相当する。第１電極２３４は、例えば複数層で形成される支持部材２１０の第１層部材（例えば絶縁層であるＳｉＯ2）との密着性を高める密着層を含むことができる。支持部材２１０において第１面２１１Ａの反対逆側に位置する面を第２面２１１Ｂとする。第２面２１１Ｂは空洞部１０２に面している。
【００３５】
キャパシター２３０は第１還元ガスバリア層２４０に覆われている。これにより、キャパシター２３０の形成後の工程で還元ガス（水素、水蒸気、ＯＨ基、メチル基等）がキャパシター２３０に侵入することが抑制される。キャパシター２３０の焦電体２３２（例えばＰＺＴ等）は酸化物であり、酸化物が還元されると酸素欠損を生じて、焦電効果が損なわれる。そこで、第１還元ガスバリア層２４０は焦電体２３２の焦電効果が損なわれることを防止する。
【００３６】
第１還元ガスバリア層２４０は、キャパシター２３０に接する第１バリア層と、第１バリア層に積層される第２バリア層とを含むことができる。第１バリア層は、例えば酸化アルミニウムＡｌ2Ｏ3をスパッタ法により成膜して形成することができる。スパッタ法では還元ガスが用いられないので、キャパシター２３０が還元されることはない。第２バリア層は、例えば酸化アルミニウムＡｌ2Ｏ3を例えば原子層化学気相成長法（ＡＬＣＶＤ（Atomic Layer Chemical Vapor Deposition））により成膜して形成することができる。通常のＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）は還元ガスを用いるが、第１層バリア層によりキャパシター２３０は還元ガスから隔離される。
【００３７】
第１還元ガスバリア層２４０のトータル膜厚は特に限定されないが、５０〜７０ｎｍが好ましく、本実施形態では例えば６０ｎｍとしている。このとき、ＣＶＤ法で形成される第１バリア層の膜厚は原子層化学気相成長（ＡＬＣＶＤ）法により形成される第２バリア層よりも厚く形成される。化学気相成長（ＣＶＤ）法を用いるとき、第２バリア層の厚さは薄くても３５〜６５ｎｍとなり、例えば４０ｎｍにすることができる。これに対して、原子層化学気相成長（ＡＬＣＶＤ）法により形成される第２バリア層の膜厚は薄くでき、例えば酸化アルミニウムＡｌ2Ｏ3の膜厚を５〜３０ｎｍにすることができる。第２バリア層の膜厚は特に限定されないが、本実施形態では例えば２０ｎｍに成膜して形成している。
【００３８】
原子層化学気相成長（ＡＬＣＶＤ）法は、スパッタ法等と比較して、優れた埋め込み特性を有する。このため、原子層化学気相成長法は、微細化に対応することが可能となり、第１バリア層、第２バリア層にて還元ガスバリア性を高めることができる。また、スパッタ法で成膜される第１バリア層は第２バリア層に比べて緻密ではないが、それが効を奏して伝熱率を下げる要因となるので、キャパシター２３０からの熱の散逸を防止できる。
【００３９】
第１還元ガスバリア層２４０上には層間絶縁膜２５０が形成されている。一般に、層間絶縁膜２５０の原料ガス（ＴＥＯＳ（Tetra ethoxy silane））が化学反応する際には、水素ガスや水蒸気等の還元ガスが発生する。キャパシター２３０の周囲に設けた第１還元ガスバリア層２４０は、この層間絶縁膜２５０の形成中に発生する還元ガスからキャパシター２３０を保護するものである。尚、第１還元ガスバリア層２４０及び層間絶縁膜２５０は、キャパシター２３０を保護する保護膜と呼ぶことができる。あるいは、層間絶縁膜２５０がキャパシター２３０を保護する保護膜と称される場合には、保護膜としての層間絶縁膜２５０とキャパシター２３０との間に第１還元ガスバリア層２４０を介在配置することができる。
【００４０】
層間絶縁膜２５０上に、第１電極配線層２２２と第２電極配線層２２４とが配置される。層間絶縁膜２５０には、電極配線形成前に予め、第１コンタクトホール２５２と第２コンタクトホール２５４が形成される。その際、第１還元ガスバリア層２４０にも同様にコンタクトホールが形成される。第１コンタクトホール２５２に埋め込まれた第１プラグ２２６により、第１電極２３４（下部電極）と第１電極配線層２２２とが導通される。同様に第２コンタクトホール２５４に埋め込まれた第２プラグ２２８により、第２電極２３６（上部電極）と第２電極配線層２２４とが導通される。
【００４１】
ここで、層間絶縁膜２５０が存在しないと、第１電極配線層２２２と第２電極配線層２２４をパターンエッチングする際に、その下層の第１還元ガスバリア層２４０の第２バリア層がエッチングされて、バリア性が低下してしまう。層間絶縁膜２５０は、第１還元ガスバリア層２４０のバリア性を担保する上で必要な膜となっている。尚、層間絶縁膜２５０は水素含有率が低いことが好ましい。そこで、層間絶縁膜２５０はアニーリングにより脱ガス処理されている。
【００４２】
キャパシター２３０の天面の第１還元ガスバリア層２４０は、層間絶縁膜２５０の形成時には第２コンタクトホール２５４がなく閉じているので、層間絶縁膜２５０の形成中の還元ガスがキャパシター２３０に侵入することはない。しかし、第１還元ガスバリア層２４０に第２コンタクトホール２５４が形成された後は、バリア性が劣化する。これを防止する一例として、第２プラグ２２８はバリアメタル層を含むことができる。バリアメタル層は、チタンＴｉのように拡散性の高いものは好ましくなく、拡散性が少なくかつ還元ガスバリア性の高いチタン・アルミ・ナイトライド（ＴｉＡｌＮ）を採用できる。
【００４３】
層間絶縁膜２５０及び第１電極配線層２２２、第２電極配線層２２４を覆って、第２還元ガスバリア層２６０が設置されている。この第２還元ガスバリア層２６０は、第１犠牲層を等方性エッチングする時のエッチングストップ膜として機能する。さらに、第２還元ガスバリア層２６０は、その時のエッチャントである例えばフッ素等に起因する還元ガスから赤外線検出素子２２０Ａを保護する。第２還元ガスバリア層２６０は、例えば酸化アルミニウムＡｌ2Ｏ3を原子層化学気相成長（ＡＬＣＶＤ）法により膜厚２０〜５０ｎｍに成膜されて形成される。
【００４４】
本実施形態では、キャパシター２３０は赤外線吸収体（広義には光吸収体）を含んでいる。さらに、光の入射経路にてキャパシター２３０よりも上流側に配置される配線層２２４Ａ及び第２プラグ２２８は、光を透過する光透過性導電材料にて形成されている。つまり、キャパシター２３０に配置した赤外線吸収体に入射される光を妨げる配線層２２４Ａ及び第２プラグ２２８を光透過性とし、赤外線吸収体への光入射効率を高めている。しかも、赤外線吸収体はキャパシター２３０内に配置されるので、キャパシター２３０中の焦電体２３２への伝熱効率が高くなる。このように、キャパシター２３０の自発分極量が熱によって変化し、自発分極による電荷を検出することで赤外線を検出する時の検出効率を高めることができる。
【００４５】
（赤外線検出素子の製造方法）
次に上述した赤外線検出素子２２０Ａのうち第１電極２３４と焦電体２３２の特徴的な製造方法について図３〜図４にて説明する。他の部分の製造方法は公知のフォトリソグラフィ法を用いて製造可能であり説明を省略する。図３は、赤外線検出素子の製造方法を示すフローチャートであり、図４は赤外線検出素子の製造方法を説明するための図である。
【００４６】
図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１はＳｉＯ2成膜工程に相当し、基板上にＳｉＯ2の膜を形成する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２はＳｎ成膜工程に相当し、ＳｉＯ2の膜に重ねてＳｎ膜を形成する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３はＳｎフォト工程に相当する。この工程ではＳｎ膜に重ねてレジスト膜を形成しマスキングして露光した後エッチングすることによりレジストをパターニングする工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４はＳｎエッチング工程に相当し、レジスト膜に覆われていない場所のＳｎ膜をエッチングして除去する工程である。次にステップＳ５に移行する。
【００４７】
ステップＳ５は、Ｓｎ剥離工程に相当し、レジスト膜を剥離する工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は、Ｉｎ成膜工程に相当し、Ｓｎ膜に重ねてＩｎ膜を形成する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７は、ＰＺＴコート工程に相当し、Ｉｎ膜に重ねてＰＺＴ膜を形成する工程である。次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８は、アニール工程に相当し、形成したＳｎ膜とＩｎ膜とを酸素含有雰囲気にて加熱してＩＴＯ膜を形成する工程である。次にステップＳ９に移行する。ステップＳ９は、除去工程に相当し、ＩＴＯ膜が形成されない場所のＩｎ膜とＰＺＴ膜を除去する工程である。以上のステップで第１電極と焦電体とが完成する。
【００４８】
ステップＳ２のＳｎ成膜工程〜ステップＳ５のＳｎ剥離工程がステップＳ１０の第１膜形成工程に相当し、ステップＳ６のＩｎ成膜工程が第２膜形成工程に相当する。ステップＳ７のＰＺＴコート工程が第３膜形成工程に相当する。
【００４９】
続いて、工程順に沿って図４を用いて製造方法を説明する。図４は、第１電極と焦電体との製造方法を説明するための模式図である。図４（ａ）はステップＳ１のＳｉＯ2成膜工程〜ステップＳ７のＰＺＴコート工程に対応する図である。図４（ａ）に示すように、ステップＳ１のＳｉＯ2成膜工程において、支持部材２１０を用意する。そして、支持部材２１０上に酸化膜２７０を形成する。支持部材２１０を酸素雰囲気中にて加熱することにより酸化膜２７０を形成する。支持部材２１０はＳｉからなるので、酸化膜２７０はＳｉＯ2等のシリコン酸化膜である。次に、ステップＳ２のＳｎ成膜工程において支持部材２１０上にＳｎ膜２７１を形成する。Ｓｎ膜２７１はスパッタ法や蒸着法等の方法を用いて成膜することができる。
【００５０】
続いて、ステップＳ３のＳｎフォト工程において、Ｓｎ膜２７１上にレジスト膜を形成する。レジスト膜はスピンコーター等を用いてレジスト膜の材料を塗布した後、乾燥して形成する。次に、支持部材２１０を所定のパターンのマスクを介して露光する。そして、レジスト膜をエッチングすることによりレジスト膜をパターニングする。
【００５１】
次に、ステップＳ４のＳｎエッチング工程において、Ｓｎ膜２７１をエッチングする。このとき、エッチングはドライまたはウェットどちらでも可能である。続いて、ステップＳ５のＳｎ剥離工程においてレジスト膜を剥離する。支持部材２１０を酸素プラズマによるアッシングを行った後、剥離液に浸漬してレジスト膜を除去する。これにより、Ｓｎ膜２７１が所定のパターンに形成される。
【００５２】
次に、ステップＳ６のＩｎ成膜工程において、Ｓｎ膜２７１上にＩｎ膜２７２を形成する。Ｓｎ膜２７１はスパッタ法や蒸着法等の方法を用いて成膜することができる。Ｓｎ膜２７１は所定のパターンとなっていることから、Ｓｎ膜２７１とＩｎ膜２７２とが積層されている領域と、Ｉｎ膜２７２が単層となっている領域とが形成される。Ｓｎ膜２７１とＩｎ膜２７２とが積層されている領域をＩｎＳｎ積層領域２７３とし、Ｉｎ膜２７２が単層となっている領域をＩｎ単層領域２７４とする。
【００５３】
続いて、ステップＳ７のＰＺＴコート工程において、Ｉｎ膜２７２上にＰＺＴ膜としてのＰＺＴ前駆体膜２７５を形成する。焦電体２３２の前駆体であるゾル状の金属アルコキシド溶液をＩｎ膜２７２上に塗布した後で乾燥することによりＰＺＴ前駆体膜２７５を形成する。
【００５４】
図４（ｂ）及び図４（ｃ）はステップＳ８のアニール工程に対応する図である。図４（ｂ）に示すように、酸化膜２７０上にＳｎ膜２７１、Ｉｎ膜２７２、ＰＺＴ前駆体膜２７５が積層された支持部材２１０を加熱する。これにより、ＰＺＴ前駆体膜２７５は焦電体２３２であるＰＺＴ膜となる。ＩｎＳｎ積層領域２７３ではＳｎ膜２７１とＩｎ膜２７２とから第１電極２３４であるＩＴＯ膜が形成される。従って、酸化膜２７０上に第１電極２３４と焦電体２３２とが積層される。Ｉｎ単層領域２７４ではＩｎ膜２７２が加熱され蒸発する。これにより、焦電体２３２であるＰＺＴ膜は酸化膜２７０から剥がれ易くなる。
【００５５】
図４（ｃ）は、支持部材２１０を加熱する温度の推移を示す。縦軸は加熱温度を示し、図中上側が下側より高い温度となっている。横軸は時間の推移を示し、時間は図中右側へ推移する。加熱推移線３００は支持部材２１０を加熱する加熱条件の例を示す。加熱推移線３００が示すように、支持部材２１０を常温からＩｎ活性温度３００ａまで加熱する。Ｉｎ活性温度３００ａはＩｎの一部が蒸発する温度である。そして、第１ステップ３００ｂにおいて支持部材２１０をＩｎ活性温度３００ａのまま維持する。これにより、Ｉｎ単層領域２７４のＩｎ膜２７２を蒸発させる。さらに、ＩｎＳｎ積層領域２７３のＳｎ膜２７１とＩｎ膜２７２とを相互拡散させてＩｎＳｎ合金領域を形成する。加熱時間は反応が充分行われる時間であればよく特に限定されないが、本実施形態では例えば、１時間に設定している。Ｉｎ活性温度３００ａはＩｎの融点近くの温度より高ければよく１５０〜２００℃が好ましく、１７０〜２００℃がさらに好ましい。さらには、１８０〜２００℃が好ましい。ＩｎＳｎ合金領域を確実に形成することができる。
【００５６】
次に、支持部材２１０をＩｎ活性温度３００ａからＩＴＯ形成温度３００ｃまで加熱する。ＩＴＯ形成温度３００ｃはＩｎＳｎ合金領域がＩＴＯ膜となる温度である。そして、第２ステップ３００ｄにおいて支持部材２１０を酸素含有雰囲気中でＩＴＯ形成温度３００ｃのまま維持する。これにより、ＩｎＳｎ合金領域からＩＴＯ膜を形成する。加熱時間は反応が充分行われる時間であればよく特に限定されないが、本実施形態では例えば、１時間に設定している。ＩＴＯ形成温度３００ｃはＩＴＯ膜が形成される温度であればよく３００〜５００℃が好ましく、３５０〜４５０℃がさらに好ましい。さらには、３８０〜４２０℃が好ましい。これにより、ＩＴＯ膜を確実に形成することができる。
【００５７】
次に、支持部材２１０をＩＴＯ形成温度３００ｃからＰＺＴ形成温度３００ｅまで加熱する。ＰＺＴ形成温度３００ｅはＰＺＴ前駆体膜２７５がＰＺＴ膜となる温度である。そして、第３ステップ３００ｆにおいて支持部材２１０をＰＺＴ形成温度３００ｅのまま維持する。これにより、ＰＺＴ前駆体膜２７５を結晶化させてＰＺＴ膜を形成する。加熱時間は反応が充分行われる時間であればよく特に限定されないが、本実施形態では例えば、１時間に設定している。ＰＺＴ形成温度３００ｅはＰＺＴ膜が形成される温度であればよく７００〜９００℃が好ましく、７５０〜８５０℃がさらに好ましい。さらには、７８０〜８２０℃が好ましい。これにより、ＰＺＴ膜を確実に形成することができる。
【００５８】
図４（ｄ）はステップＳ９の除去工程に対応する図である。図４（ｃ）に示すように、Ｉｎ単層領域２７４における焦電体２３２を除去する。ＩｎＳｎ積層領域２７３における酸化膜２７０上の第１電極２３４と焦電体２３２との密着力は強く、Ｉｎ単層領域２７４における酸化膜２７０上の焦電体２３２は密着力が弱い状態となっている。Ｉｎ膜２７２が蒸発して焦電体２３２の密着力が弱くなることを膜リフトオフ現象と称す。焦電体２３２を剥離する方法には支持部材２１０にブロワー、エアージェット等を用いて気体を吹き付ける方法を用いることができる。他にも、支持部材２１０を純水等の液中にて攪拌したり液中にて超音波を照射する方法を用いても良い。これにより、支持部材２１０からＩｎ単層領域２７４の焦電体２３２を剥離させ除去することができる。以上のステップで第１電極２３４と焦電体２３２とが完成する。
【００５９】
以上述べたように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態によれば、パターニングされたＳｎ膜２７１と同じ形状にＩＴＯ膜とＰＺＴ膜との積層膜が形成される。ＩＴＯ膜上にＰＺＴ膜を積層した膜を形成した後にドライプロセスにてパターニングする方法がある。この方法ではエッチングするときに膜にプラズマを照射するため、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜にダメージが加わる。この方法に比べて、本適用例では、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜にプラズマエッチングを行わない為、素子に対するプラズマダメージを低減することができる。
【００６０】
（２）本実施形態によれば、ステップＳ８のアニール工程は第１ステップ３００ｂ、第２ステップ３００ｄ、第３ステップ３００ｆの３つのステップにて行われている。３つのステップを順に行うことによりＩＴＯ膜とＰＺＴ膜の形成を安定して行うことができる為、面内均一性、安定性を向上させることができる。これによって、ＰＺＴコートのパターニングを精度良く実現することができる。従って、大掛かりなエッチングプロセスを用いることなく、素子へのダメージを少なくしシンプルな工程で生産性を向上できる。
【００６１】
（３）本実施形態によれば、支持部材２１０と焦電体２３２との間の第１電極２３４にＩＴＯ膜を用いている。従って、第１電極２３４に貴金属電極を用いるときより、赤外光反射率を向上させることが可能となる。その結果、焦電体２３２への赤外光入射効率が向上し、センサー感度を向上させることができる。
【００６２】
（４）本実施形態によれば、赤外線検出素子２２０Ａが有する積層膜は上記に記載の製造方法を用いて形成されている。従って、赤外線検出素子２２０Ａはプラズマダメージが低減した積層膜を有する素子とすることができる。
【００６３】
（実施形態２）
次に、赤外線検出素子の製造方法の一実施形態について図５の赤外線検出素子の製造方法を説明するための模式図を用いて説明する。本実施形態が実施形態１と異なるところは、Ｓｎ膜の周囲に角状のリデポ物が形成されている点にある。尚、実施形態１と同じ点については説明を省略する。
【００６４】
図５（ａ）はステップＳ２のＳｎ成膜工程〜ステップＳ７のＰＺＴコート工程に対応する図である。図５（ａ）に示すように、ステップＳ５のＳｎ剥離工程において、酸素プラズマによるアッシングを行って、剥離液による剥離を行う。このときに、アッシング条件を通常の約１０〜７０％程度に抑える。これにより、Ｓｎ膜２７１の周囲にレジストとエッチャント成分により角状のリデポ物２７１ａを形成することができる。Ｓｎ膜２７１の周囲のエッジはパターンエッジとも称す。
【００６５】
ステップＳ６のＩｎ成膜工程ではＳｎ膜２７１と重ねてＩｎ膜２７２が形成される。このとき、Ｓｎ膜２７１のリデポ物２７１ａと対向する場所のＩｎ膜２７２には凸部２７２ａが形成される。凸部２７２ａはリデポ物２７１ａと類似な形状であり、角状となる。ステップＳ７のＰＺＴコート工程ではＰＺＴ前駆体膜２７５が塗布される。そして、凸部２７２ａはＰＺＴ前駆体膜２７５に覆われる。
【００６６】
図５（ｂ）はステップＳ８のアニール工程に対応する図である。図５（ｂ）に示すように、ステップＳ８において、ＩｎＳｎ積層領域２７３ではＳｎ膜２７１とＩｎ膜２７２とから第１電極２３４が形成される。このとき、凸部２７２ａは同じ形状の凸部２３４ａとなる。
【００６７】
図５（ｃ）はステップＳ９の除去工程に対応する図である。図５（ｃ）に示すようにステップＳ９ではＩｎ単層領域２７４の焦電体２３２が剥離される。このとき、凸部２３４ａは角状であることから、焦電体２３２を支持部材２１０から剥離するとき、凸部２３４ａの先端に応力が集中する。これにより、焦電体２３２は第１電極２３４の外周のパターンエッジに沿って容易に剥離することができる。以上のステップで第１電極２３４と焦電体２３２とが完成する。
【００６８】
以上述べたように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態によれば、パターンエッジのリデポ物２７１ａは、Ｓｎ膜２７１をパターニングするときに形成される。そして、リデポ物２７１ａと同じ形状に凸部２３４ａが形成される。本実施形態のプロセスでは、酸素雰囲気中でのアニールによりＩｎ膜２７２を蒸発させ、膜リフトオフ現象を利用している。この凸部２３４ａがパターンエッジに存在する為リフトオフ時に応力が集中する。従って、焦電体２３２をパターンエッジの凸部２３４ａでせん断し易くさせることができる。
【００６９】
（実施形態３）
次に、赤外線検出素子の製造方法の一実施形態について図６（ａ）の赤外線検出素子の製造方法を示すフローチャート及び図６（ｂ）の赤外線検出素子の製造方法を説明するための図を用いて説明する。本実施形態が実施形態１と異なるところは、Ｉｎ膜を形成した後にＳｎ膜を形成する点にある。尚、実施形態１と同じ点については説明を省略する。
【００７０】
すなわち、本実施形態では図６に示すように、ステップＳ１のＳｉＯ2成膜工程にて支持部材２１０上に酸化膜２７０を形成する。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は、Ｉｎ成膜工程に相当し、酸化膜２７０に重ねてＩｎ膜２７２を形成する工程である。Ｉｎ膜２７２をスパッタ法や蒸着法等を用いて成膜する。ステップＳ６は第１膜形成工程に相当する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２はＳｎ成膜工程に相当し、Ｉｎ膜２７２に重ねてＳｎ膜２７１を形成する工程である。Ｓｎ膜２７１をスパッタ法や蒸着法等を用いて成膜する。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３はＳｎフォト工程に相当する。この工程ではＳｎ膜に重ねてレジスト膜を形成しマスキングして露光した後エッチングすることによりレジストをパターニングする工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４はＳｎエッチング工程に相当し、レジスト膜に覆われていない場所のＳｎ膜を除去する工程である。エッチングにはアルカリ系エッチャントを用いるのが望ましい。Ｉｎ（不溶）とＳｎ（可溶）の選択比をとることができる。次にステップＳ５に移行する。
【００７１】
ステップＳ５は、Ｓｎ剥離工程に相当する。支持部材２１０を酸素プラズマによるアッシングを行った後、剥離液に浸漬してレジスト膜を除去する。これにより、Ｓｎ膜２７１が所定のパターンに形成される。レジスト膜を剥離する前のアッシングプロセスにおいて、完全にレジスト硬化層が除去できる条件を１００％とした場合、約１０〜７０％で実施する。Ｓｎ膜２７１の周囲のパターンエッジに角状のリデポ物２７１ａを形成することができる。ステップＳ２〜ステップＳ５はステップＳ１１の第２膜形成工程に相当する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７は、ＰＺＴコート工程に相当し、Ｉｎ膜に重ねてＰＺＴ膜を形成する工程である。ステップＳ７は第３膜形成工程に相当する工程である。
【００７２】
次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８は、アニール工程に相当し、形成したＳｎ膜とＩｎ膜とを酸素含有雰囲気にて加熱してＩＴＯ膜を形成する工程である。このとき、リデポ物２７１ａは図５（ｂ）に示す凸部２３４ａとなる。次にステップＳ９に移行する。ステップＳ９は、除去工程に相当し、Ｉｎ単層領域２７４のＩｎ膜２７２と焦電体２３２を除去する工程である。凸部２３４ａがパターンエッジに存在することで、リフトオフ時に応力が集中する。従って、焦電体２３２をパターンエッジの凸部２３４ａでせん断し易くさせることができる。以上のステップで第１電極２３４と焦電体２３２とが完成する。
【００７３】
以上述べたように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態によれば、パターニングされたＳｎ膜２７１と同じ形状にＩＴＯ膜とＰＺＴ膜との積層膜が形成される。ＩＴＯ膜上にＰＺＴ膜を積層した膜を形成した後にドライプロセスにてパターニングする方法がある。この方法ではエッチングするときに膜にプラズマを照射するため、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜にダメージが加わる。この方法に比べて、本実施形態では、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜にプラズマエッチングを行わない為、赤外線検出素子２２０Ａに対するプラズマダメージを低減することができる。
【００７４】
（２）本実施形態によれば、パターンエッジのリデポ物２７１ａは、Ｓｎ膜２７１をパターニングするときに形成される。そして、アニールによりリデポ物２７１ａと同じ形状に凸部２３４ａが形成される。本実施形態のプロセスでは、酸素雰囲気中でのアニールによりＩｎ膜２７２を蒸発させ、膜リフトオフ現象を利用している。この凸部２３４ａがパターンエッジに存在することで、リフトオフ時に応力が集中する。従って、焦電体２３２をパターンエッジの凸部２３４ａでせん断し易くさせることができる。
【００７５】
（実施形態４）
次に、赤外線検出素子の製造方法の一実施形態について、図７（ａ）の赤外線検出素子の構造を示す模式図及び図７（ｂ）の赤外線検出素子の製造方法を示すフローチャートを用いて説明する。本実施形態が実施形態１と異なるところは、ＩＴＯ膜上に半透過貴金属膜を形成する点にある。尚、実施形態１と同じ点については説明を省略する。
【００７６】
すなわち、本実施形態では図７（ａ）に示すように、支持部材２１０上に酸化膜２７０、第１電極２３４、焦電体２３２が積層されている。そして、焦電体２３２上に半透過貴金属膜３１０及び第２電極２３６が積層されている。半透過貴金属膜３１０の材料にはＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ及びこれらの貴金属を主成分とする合金を用いることができる。尚、半透過貴金属膜３１０の膜厚は、１０〜５０ｎｍ程度が好ましい。膜厚が１０ｎｍ未満では赤外光が反射し難くなり、５０ｎｍを超えると赤外光が透過し難くなる。
【００７７】
図７（ｂ）において、ステップＳ２１は、第１膜形成工程に相当し、第１電極２３４の材料となる膜を形成する工程である。ステップＳ２１は実施形態１のステップＳ１０または実施形態３のステップＳ６に相当する。次にステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２は、第２膜形成工程に相当し、第１電極２３４の材料となる膜を形成する工程である。ステップＳ２２は実施形態１のステップＳ６または実施形態３のステップＳ１１に相当する。次にステップＳ２３に移行する。ステップＳ２３は、第３膜形成工程に相当し、ＰＺＴ前駆体膜２７５を形成する工程である。ステップＳ２３は実施形態１または実施形態３のステップＳ７に相当する。次にステップＳ８に移行した後、ステップＳ９に移行する。
【００７８】
ステップＳ８のアニール工程及びステップＳ９の除去工程は実施形態１と同じ工程であり、説明を省略する。次にステップＳ２４に移行する。ステップＳ２４は、貴金属膜形成工程に相当し、半透過貴金属膜３１０を形成する工程である。半透過貴金属膜３１０はスパッタ法や蒸着法を用いて形成することができる。次にステップＳ２５に移行する。ステップＳ２５は、第４膜形成工程に相当し、第２電極２３６を形成する工程である。第２電極２３６はスパッタ法や蒸着法を用いて成膜した後フォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることができる。尚、この工程で半透過貴金属膜３１０と第２電極２３６とを同時にパターニングしても良く、また、半透過貴金属膜３１０及び第２電極２３６は別々の工程にてパターニングしても良い。
【００７９】
以上述べたように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態によれば、第１電極２３４、焦電体２３２、半透過貴金属膜３１０を重ねて形成している。これにより、入射した赤外光を半透過貴金属膜３１０と焦電体２３２との界面と、焦電体２３２と第１電極２３４との間で、散乱させることが可能となる。これにより、赤外光の検出感度を向上させることができる。
【００８０】
以上、いくつかの実施形態について説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例は総て本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【００８１】
上記実施形態は、種々の焦電型検出素子、例えば、熱伝対型素子（サーモパイル）、焦電型素子、ボロメーター等に広く適用することができる。検出する光の波長は特に限定されない。
【符号の説明】
【００８２】
２１０…基板としての支持部材、２２０Ａ…焦電型検出素子としての赤外線検出素子、２３２…ＰＺＴ膜としての焦電体、２３４…ＩＴＯ膜としての第１電極、２７１…Ｓｎ膜、２７１ａ…リデポ物、２７２…Ｉｎ膜、２７３…ＩｎＳｎ積層領域、２７４…Ｉｎ単層領域、２７５…ＰＺＴ膜としてのＰＺＴ前駆体膜、３１０…半透過貴金属膜。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦電型検出素子及び焦電型検出素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外検出装置には焦電型またはボロメーター型の赤外線検出装置が知られている。赤外線検出装置は、受光した赤外線の光量や温度によって、焦電体材料の自発分極量が変化すること（焦電効果またはパイロ電子効果と称す）を利用する。そして、焦電型赤外線検出装置には焦電体の両端に起電力（分極による電荷の形成）を生じさせる焦電型と温度によって抵抗値を変化させるボロメーター型がある。焦電型赤外線検出装置は、ボロメーター型赤外線検出装置と比較して、製造工程が複雑である反面、検出感度が優れるという利点がある。
【０００３】
焦電型赤外線検出装置のセルは、上部電極と下部電極とに接続された焦電体を含むキャパシターを有し、電極や焦電体の材料に関して、各種の提案がなされている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３２８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で示されるように従来の製造方法では、素子構成層の中で最も膜厚の厚い強誘電体層を長時間エッチングする必要がある。これは、通常ドライプロセスが用いられ、ウェットプロセスと比較した場合、プラズマにより素子が高いダメージをうける可能性がある。また、素子の構成及び製造上の理由からドライプロセスが選択されることがある。そこで、焦電型検出素子製造時にエッチングによるダメージを低減した焦電型検出素子の製造方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係る焦電型検出素子の製造方法は、基板上にパターニングしたＳｎ膜を形成する第１膜形成工程と、前記Ｓｎ膜と重ねてＩｎ膜を形成する第２膜形成工程と、ＰＺＴ膜を形成する第３膜形成工程と、酸素含有雰囲気にて加熱し、前記Ｓｎ膜と前記Ｉｎ膜とからＩＴＯ膜を形成するアニール工程と、前記ＩＴＯ膜が形成されない場所の前記Ｉｎ膜と前記ＰＺＴ膜を除去する除去工程と、を有し、前記第２膜形成工程が終了するとき、前記基板上には前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とが積層されたＩｎＳｎ積層領域と、前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とが積層されていないＩｎ単層領域と、が配置され、前記アニール工程では前記ＩｎＳｎ積層領域にて前記ＩＴＯ膜を形成し、前記Ｉｎ単層領域の前記Ｉｎ膜を蒸発させることを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、第１膜形成工程において基板上にパターニングしたＳｎ膜を形成している。第２膜形成工程ではＳｎ膜と重ねてＩｎ膜を形成している。第３膜形成工程ではＰＺＴ膜を形成している。尚、ＰＺＴ膜は主にチタン酸ジルコン酸鉛からなる膜を示す。そして、アニール工程にて酸素含有雰囲気にて加熱し、ＩｎＳｎ積層領域におけるＳｎ膜とＩｎ膜とからＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜を形成している。さらに、Ｉｎ単層領域ではＩｎ膜を蒸発させている。これにより、基板からＰＺＴ膜を剥離し易くなる。そして、除去工程ではＩＴＯ膜が形成されない場所のＩｎ膜とＰＺＴ膜を除去している。
【０００９】
これにより、パターニングされたＳｎ膜の形状にＩＴＯ膜とＰＺＴ膜とが積層された膜が形成される。ＩＴＯ膜上にＰＺＴ膜を積層した膜を形成した後にドライプロセスにてパターニングする方法がある。この方法ではエッチングするときに膜にプラズマを照射するため、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜にダメージが加わる。この方法に比べて、本適用例では、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜にプラズマエッチングを行わない為、素子に対するプラズマダメージを低減することができる。
【００１０】
［適用例２］本適用例に係る焦電型検出素子の製造方法は、基板上にＩｎ膜を形成する第１膜形成工程と、前記Ｉｎ膜と重ねてパターニングしたＳｎ膜を形成する第２膜形成工程と、ＰＺＴ膜を形成する第３膜形成工程と、酸素含有雰囲気にて加熱し、前記Ｓｎ膜と前記Ｉｎ膜とからＩＴＯ膜を形成するアニール工程と、前記ＩＴＯ膜が形成されない場所の前記Ｉｎ膜と前記ＰＺＴ膜を除去する除去工程と、を有し、前記第２膜形成工程が終了するとき、前記基板上には前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とが積層されたＩｎＳｎ積層領域と、前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とが積層されていないＩｎ単層領域と、が配置され、前記アニール工程では前記ＩｎＳｎ積層領域にて前記ＩＴＯ膜を形成し、前記Ｉｎ単層領域の前記Ｉｎ膜を蒸発させることを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、第１膜形成工程において基板上にＩｎ膜を形成している。第２膜形成工程ではＩｎ膜と重ねてパターニングしたＳｎ膜を形成している。第３膜形成工程ではＰＺＴ膜を形成している。そして、アニール工程にて酸素含有雰囲気にて加熱し、ＩｎＳｎ積層領域におけるＳｎ膜とＩｎ膜とからＩＴＯ膜を形成している。さらに、Ｉｎ単層領域ではＩｎ膜を蒸発させている。これにより、基板からＰＺＴ膜を剥離し易くなる。そして、除去工程ではＩＴＯ膜が形成されない場所のＩｎ膜とＰＺＴ膜を除去している。
【００１２】
これにより、パターニングされたＳｎ膜の形状にＩＴＯ膜とＰＺＴ膜とが積層された膜が形成される。ＩＴＯ膜上にＰＺＴ膜を積層した膜を形成した後にドライプロセスにてパターニングする方法がある。この方法ではエッチングするときに膜にプラズマを照射するため、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜にダメージが加わる。この方法に比べて、本適用例では、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜にプラズマエッチングを行わない為、素子に対するプラズマダメージを低減することができる。
【００１３】
［適用例３］上記適用例に記載の焦電型検出素子の製造方法では、前記アニール工程は、前記基板を１５０〜２００℃に加熱し前記Ｉｎ単層領域の前記Ｉｎ膜を蒸発させ、且つ前記ＩｎＳｎ積層領域の前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とを相互拡散させて前記ＩｎＳｎ合金領域を形成する第１ステップと、前記基板を３００〜５００℃に加熱し前記ＩｎＳｎ合金領域に前記ＩＴＯ膜を形成する第２ステップと、前記基板を７００〜９００℃に加熱し前記ＰＺＴ膜を結晶化させる第３ステップと、を有することが好ましい。
【００１４】
本適用例によれば、アニール工程は、３つのステップにて行われる。第１ステップにおいて基板を１５０〜２００℃に加熱しＩｎ単層領域のＩｎを蒸発させ、且つＩｎＳｎ積層領域のＩｎ膜とＳｎ膜とを相互拡散させてＩｎＳｎ合金領域を形成している。第２ステップでは基板を３００〜５００℃に加熱しＩｎＳｎ合金領域にＩＴＯ膜を形成している。そして、第３ステップでは基板を７００〜９００℃に加熱しＰＺＴ膜を結晶化させる。
【００１５】
これにより、３つのステップでＩＴＯ膜とＰＺＴ膜の形成を安定して行うことができる為、面内均一性、安定性を向上させることができる。さらに、ＰＺＴコートのパターニングを精度良く実現することができる。従って、大掛かりなエッチングプロセスを用いることなく、素子へのダメージを少なくしシンプルな工程で生産性を向上できる。
【００１６】
［適用例４］上記適用例に記載の焦電型検出素子の製造方法は、前記Ｓｎ膜をパターニングするとき、レジストと前記レジストを除去するエッチャントとが用いられ、前記Ｓｎ膜のパターンエッジに前記レジストと前記エッチャント成分による角状のリデポ物を形成することが好ましい。
【００１７】
本適用例によれば、パターンエッジの角状リデポ物は、Ｓｎ膜をパターニングするときに形成される。尚、パターンエッジはパターニングされたＳｎ膜の外周のエッジを示す。エッチングした後で剥離する工程において、通常、酸素プラズマによるアッシングを行って、剥離液による剥離を行う。このときに、アッシング条件を通常の約１０〜７０％程度に抑える。これにより、レジストとエッチャント成分によりＳｎ膜のパターンエッジに角状のリデポ物を形成することができる。
【００１８】
上記適用例のプロセスでは、酸素雰囲気中でのアニールによりＩｎ膜を蒸発させ、膜リフトオフ現象を利用している。この角状リデポ物がパターンエッジに存在することでリフトオフ時に応力が集中する為、ＩＴＯ膜をＳｎ膜のパターンエッジでせん断し易くさせることができる。
【００１９】
［適用例５］上記適用例に記載の焦電型検出素子の製造方法は、前記ＰＺＴ膜と重ねて赤外光の一部を反射し他の一部を透過する半透過貴金属膜を形成する貴金属膜形成工程をさらに有することが好ましい。
【００２０】
本適用例によれば、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜、半透過貴金属膜を重ねて形成している。これにより、入射した赤外光を半透過貴金属膜とＰＺＴ膜との界面と、ＰＺＴ膜とＩＴＯ膜との間で、散乱させることが可能となる。これにより、赤外光の検出感度を向上させることができる。
【００２１】
［適用例６］本適用例に記載の焦電型検出素子は、基板上にＩＴＯ膜とＰＺＴ膜とが積層された積層膜を有する焦電型検出素子であって、上記適用例に記載の焦電型検出素子の製造方法を用いて形成されていることを特徴とする。
【００２２】
本適用例によれば、焦電型検出素子が有する積層膜は上記適用例に記載の焦電型検出素子の製造方法を用いて形成されている。従って、焦電型検出素子はプラズマによるダメージが低減した積層膜を有する素子とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態１に係り、焦電型赤外線検出器を示す要部平面図。
【図２】（ａ）は、焦電型赤外線検出素子の模式断面図、（ｂ）は、焦電型赤外線検出素子の模式平面図。
【図３】赤外線検出素子の製造方法を示すフローチャート。
【図４】赤外線検出素子の製造方法を説明するための図。
【図５】実施形態２に係り、赤外線検出素子の製造方法を説明するための模式図。
【図６】実施形態３に係り、（ａ）は、赤外線検出素子の製造方法を示すフローチャート、（ｂ）は、赤外線検出素子の製造方法を説明するための模式図。
【図７】実施形態４に係り、（ａ）は、赤外線検出素子の構造を示す模式図、（ｂ）は、赤外線検出素子の製造方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００２５】
（実施形態１）
本実施形態では、焦電型赤外線検出器と焦電型赤外線検出器に含まれる焦電型赤外線検出素子の特徴的な製造方法との例について、図１〜図４に従って説明する。図１は、焦電型赤外線検出器を示す要部平面図である。尚、焦電型赤外線検出器は広義には焦電型検出装置とも称される。まず、焦電型赤外線検出装置の概略構成について説明する。
【００２６】
（焦電型赤外線検出装置）
図１に示すように、焦電型赤外線検出装置１は基部１００を備えている。基部１００には２本のポスト１０４が立設されている。２本のポスト１０４に支持された１セル分の赤外線検出器２００Ａが、２方向例えば直交する２方向に配列されている。尚、１セル分のみの赤外線検出器２００Ａにて焦電型赤外線検出装置１が構成されても良い。赤外線検出器２００Ａは基板としての支持部材２１０を備え、支持部材２１０がポスト１０４に支持されている。１セル分の赤外線検出器２００Ａが占める領域の大きさ及び形状は特に限定されないが、例えば本実施形態では、一辺が数十μｍの矩形となっている。
【００２７】
赤外線検出器２００Ａは、２本のポスト１０４に連結された支持部材２１０（メンブレンとも称す）と、焦電型検出素子としての赤外線検出素子２２０Ａ（広義には焦電型検出素子とも称す）と、を含んでいる。１セル分の赤外線検出素子２２０Ａが占める領域の大きさは特に限定されないが、（図中で破線で区画される領域）は、例えば本実施形態では、一辺の長さが１０μｍ程度の矩形である。
【００２８】
１セル分の赤外線検出器２００Ａにおいて２本のポスト１０４と接続される場所以外の場所は基部１００に対して非接触となっている。従って、赤外線検出器２００Ａと基部１００との間には空洞部が形成されている。平面視で赤外線検出器２００Ａの周囲には、空洞部に連通する開口部１０２Ａが配置される。これにより、１セル分の赤外線検出器２００Ａは、基部１００や隣り合う他の赤外線検出器２００Ａから熱的に分離されている。
【００２９】
支持部材２１０は、赤外線検出素子２２０Ａを搭載する搭載部２１０Ａと、搭載部２１０Ａに連結された２本のアーム２１０Ｂとを有し、２本のアーム２１０Ｂの自由端部がポスト１０４に連結されている。２本のアーム２１０Ｂは簡略化して図示されているが、赤外線検出素子２２０Ａを熱分離するためにアーム２１０Ｂは細幅でかつ冗長に延在させて搭載部２１０Ａとポスト１０４とが離れるように形成してもよい。これにより、支持部材２１０と基部１００との間の熱伝導を小さくすることができる。
【００３０】
赤外線検出素子２２０Ａは第１電極配線層２２２（下部電極）及び第２電極配線層２２４（上部電極）を備えている。第２電極配線層２２４は、第２電極２３６（上部電極）上に形成される配線層２２４Ａと、それに接続される配線層２２４Ｂを含む。第１電極配線層２２２、第２電極配線層２２４の各々は、搭載部２１０Ａからアーム２１０Ｂに沿って延在され、ポスト１０４を介して基部１００内の回路に接続される。第１電極配線層２２２、第２電極配線層２２４も、赤外線検出素子２２０Ａを基部１００から熱分離するために、細幅でかつ冗長に延在形成してもよい。これにより、支持部材２１０と基部１００との間の熱伝導を小さくすることができる。
【００３１】
ポスト１０４には、第１電極配線層２２２、第２電極配線層２２４に接続されるプラグ１０６が配置されている。このプラグ１０６は、基部１００に設けられる行選択回路（行ドライバー）か、または列線を介して検出器からのデータを読み出す読み出し回路に接続される。
【００３２】
（焦電型赤外線検出器）
図２（ａ）は、焦電型赤外線検出素子の模式断面図であり、図２（ｂ）は、焦電型赤外線検出素子の模式平面図である。図２に示すように基部１００と支持部材２１０との間には空洞部１０２が設置されている。尚、製造工程途中の赤外線検出器２００Ａでは、空洞部１０２が第１犠牲層により埋め込まれている。第１犠牲層は、支持部材２１０及び赤外線検出素子２２０Ａの形成工程前から形成工程後まで存在しており、赤外線検出素子２２０Ａの形成工程後に、等方性エッチングにより除去されるものである。
【００３３】
基部１００は、シリコン基板１１０と、シリコン基板１１０上の絶縁膜（例えばＳｉＯ2）にて形成されるスペーサー層１２０とを含んでいる。ポスト１０４は、スペーサー層１２０をエッチングすることで形成され、例えばＳｉＯ2にて形成されている。空洞部１０２は、スペーサー層１２０を等方性エッチングすることで、ポスト１０４と同時に形成される。開口部１０２Ａは、支持部材２１０をパターンエッチングすることで形成される。また、開口部１０２Ａからエッチャントを供給して第１犠牲層を等方性エッチングする。このエッチングのために、空洞部１０２の露出面には、エッチングストップ層１３０，１４０が残存している。
【００３４】
支持部材２１０において赤外線検出素子２２０Ａが設置された面を第１面２１１Ａとする。第１面２１１Ａ上にはキャパシター２３０が設置されている。キャパシター２３０は、ＰＺＴ膜としての焦電体２３２と、焦電体２３２の下面に接続されるＩＴＯ膜としての第１電極２３４（下部電極）と、焦電体２３２の上面に接続される第２電極２３６（上部電極）とを含んで構成されている。焦電体２３２と第１電極２３４とを合わせた膜が積層膜に相当する。第１電極２３４は、例えば複数層で形成される支持部材２１０の第１層部材（例えば絶縁層であるＳｉＯ2）との密着性を高める密着層を含むことができる。支持部材２１０において第１面２１１Ａの反対逆側に位置する面を第２面２１１Ｂとする。第２面２１１Ｂは空洞部１０２に面している。
【００３５】
キャパシター２３０は第１還元ガスバリア層２４０に覆われている。これにより、キャパシター２３０の形成後の工程で還元ガス（水素、水蒸気、ＯＨ基、メチル基等）がキャパシター２３０に侵入することが抑制される。キャパシター２３０の焦電体２３２（例えばＰＺＴ等）は酸化物であり、酸化物が還元されると酸素欠損を生じて、焦電効果が損なわれる。そこで、第１還元ガスバリア層２４０は焦電体２３２の焦電効果が損なわれることを防止する。
【００３６】
第１還元ガスバリア層２４０は、キャパシター２３０に接する第１バリア層と、第１バリア層に積層される第２バリア層とを含むことができる。第１バリア層は、例えば酸化アルミニウムＡｌ2Ｏ3をスパッタ法により成膜して形成することができる。スパッタ法では還元ガスが用いられないので、キャパシター２３０が還元されることはない。第２バリア層は、例えば酸化アルミニウムＡｌ2Ｏ3を例えば原子層化学気相成長法（ＡＬＣＶＤ（Atomic Layer Chemical Vapor Deposition））により成膜して形成することができる。通常のＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）は還元ガスを用いるが、第１層バリア層によりキャパシター２３０は還元ガスから隔離される。
【００３７】
第１還元ガスバリア層２４０のトータル膜厚は特に限定されないが、５０〜７０ｎｍが好ましく、本実施形態では例えば６０ｎｍとしている。このとき、ＣＶＤ法で形成される第１バリア層の膜厚は原子層化学気相成長（ＡＬＣＶＤ）法により形成される第２バリア層よりも厚く形成される。化学気相成長（ＣＶＤ）法を用いるとき、第２バリア層の厚さは薄くても３５〜６５ｎｍとなり、例えば４０ｎｍにすることができる。これに対して、原子層化学気相成長（ＡＬＣＶＤ）法により形成される第２バリア層の膜厚は薄くでき、例えば酸化アルミニウムＡｌ2Ｏ3の膜厚を５〜３０ｎｍにすることができる。第２バリア層の膜厚は特に限定されないが、本実施形態では例えば２０ｎｍに成膜して形成している。
【００３８】
原子層化学気相成長（ＡＬＣＶＤ）法は、スパッタ法等と比較して、優れた埋め込み特性を有する。このため、原子層化学気相成長法は、微細化に対応することが可能となり、第１バリア層、第２バリア層にて還元ガスバリア性を高めることができる。また、スパッタ法で成膜される第１バリア層は第２バリア層に比べて緻密ではないが、それが効を奏して伝熱率を下げる要因となるので、キャパシター２３０からの熱の散逸を防止できる。
【００３９】
第１還元ガスバリア層２４０上には層間絶縁膜２５０が形成されている。一般に、層間絶縁膜２５０の原料ガス（ＴＥＯＳ（Tetra ethoxy silane））が化学反応する際には、水素ガスや水蒸気等の還元ガスが発生する。キャパシター２３０の周囲に設けた第１還元ガスバリア層２４０は、この層間絶縁膜２５０の形成中に発生する還元ガスからキャパシター２３０を保護するものである。尚、第１還元ガスバリア層２４０及び層間絶縁膜２５０は、キャパシター２３０を保護する保護膜と呼ぶことができる。あるいは、層間絶縁膜２５０がキャパシター２３０を保護する保護膜と称される場合には、保護膜としての層間絶縁膜２５０とキャパシター２３０との間に第１還元ガスバリア層２４０を介在配置することができる。
【００４０】
層間絶縁膜２５０上に、第１電極配線層２２２と第２電極配線層２２４とが配置される。層間絶縁膜２５０には、電極配線形成前に予め、第１コンタクトホール２５２と第２コンタクトホール２５４が形成される。その際、第１還元ガスバリア層２４０にも同様にコンタクトホールが形成される。第１コンタクトホール２５２に埋め込まれた第１プラグ２２６により、第１電極２３４（下部電極）と第１電極配線層２２２とが導通される。同様に第２コンタクトホール２５４に埋め込まれた第２プラグ２２８により、第２電極２３６（上部電極）と第２電極配線層２２４とが導通される。
【００４１】
ここで、層間絶縁膜２５０が存在しないと、第１電極配線層２２２と第２電極配線層２２４をパターンエッチングする際に、その下層の第１還元ガスバリア層２４０の第２バリア層がエッチングされて、バリア性が低下してしまう。層間絶縁膜２５０は、第１還元ガスバリア層２４０のバリア性を担保する上で必要な膜となっている。尚、層間絶縁膜２５０は水素含有率が低いことが好ましい。そこで、層間絶縁膜２５０はアニーリングにより脱ガス処理されている。
【００４２】
キャパシター２３０の天面の第１還元ガスバリア層２４０は、層間絶縁膜２５０の形成時には第２コンタクトホール２５４がなく閉じているので、層間絶縁膜２５０の形成中の還元ガスがキャパシター２３０に侵入することはない。しかし、第１還元ガスバリア層２４０に第２コンタクトホール２５４が形成された後は、バリア性が劣化する。これを防止する一例として、第２プラグ２２８はバリアメタル層を含むことができる。バリアメタル層は、チタンＴｉのように拡散性の高いものは好ましくなく、拡散性が少なくかつ還元ガスバリア性の高いチタン・アルミ・ナイトライド（ＴｉＡｌＮ）を採用できる。
【００４３】
層間絶縁膜２５０及び第１電極配線層２２２、第２電極配線層２２４を覆って、第２還元ガスバリア層２６０が設置されている。この第２還元ガスバリア層２６０は、第１犠牲層を等方性エッチングする時のエッチングストップ膜として機能する。さらに、第２還元ガスバリア層２６０は、その時のエッチャントである例えばフッ素等に起因する還元ガスから赤外線検出素子２２０Ａを保護する。第２還元ガスバリア層２６０は、例えば酸化アルミニウムＡｌ2Ｏ3を原子層化学気相成長（ＡＬＣＶＤ）法により膜厚２０〜５０ｎｍに成膜されて形成される。
【００４４】
本実施形態では、キャパシター２３０は赤外線吸収体（広義には光吸収体）を含んでいる。さらに、光の入射経路にてキャパシター２３０よりも上流側に配置される配線層２２４Ａ及び第２プラグ２２８は、光を透過する光透過性導電材料にて形成されている。つまり、キャパシター２３０に配置した赤外線吸収体に入射される光を妨げる配線層２２４Ａ及び第２プラグ２２８を光透過性とし、赤外線吸収体への光入射効率を高めている。しかも、赤外線吸収体はキャパシター２３０内に配置されるので、キャパシター２３０中の焦電体２３２への伝熱効率が高くなる。このように、キャパシター２３０の自発分極量が熱によって変化し、自発分極による電荷を検出することで赤外線を検出する時の検出効率を高めることができる。
【００４５】
（赤外線検出素子の製造方法）
次に上述した赤外線検出素子２２０Ａのうち第１電極２３４と焦電体２３２の特徴的な製造方法について図３〜図４にて説明する。他の部分の製造方法は公知のフォトリソグラフィ法を用いて製造可能であり説明を省略する。図３は、赤外線検出素子の製造方法を示すフローチャートであり、図４は赤外線検出素子の製造方法を説明するための図である。
【００４６】
図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１はＳｉＯ2成膜工程に相当し、基板上にＳｉＯ2の膜を形成する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２はＳｎ成膜工程に相当し、ＳｉＯ2の膜に重ねてＳｎ膜を形成する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３はＳｎフォト工程に相当する。この工程ではＳｎ膜に重ねてレジスト膜を形成しマスキングして露光した後エッチングすることによりレジストをパターニングする工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４はＳｎエッチング工程に相当し、レジスト膜に覆われていない場所のＳｎ膜をエッチングして除去する工程である。次にステップＳ５に移行する。
【００４７】
ステップＳ５は、Ｓｎ剥離工程に相当し、レジスト膜を剥離する工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は、Ｉｎ成膜工程に相当し、Ｓｎ膜に重ねてＩｎ膜を形成する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７は、ＰＺＴコート工程に相当し、Ｉｎ膜に重ねてＰＺＴ膜を形成する工程である。次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８は、アニール工程に相当し、形成したＳｎ膜とＩｎ膜とを酸素含有雰囲気にて加熱してＩＴＯ膜を形成する工程である。次にステップＳ９に移行する。ステップＳ９は、除去工程に相当し、ＩＴＯ膜が形成されない場所のＩｎ膜とＰＺＴ膜を除去する工程である。以上のステップで第１電極と焦電体とが完成する。
【００４８】
ステップＳ２のＳｎ成膜工程〜ステップＳ５のＳｎ剥離工程がステップＳ１０の第１膜形成工程に相当し、ステップＳ６のＩｎ成膜工程が第２膜形成工程に相当する。ステップＳ７のＰＺＴコート工程が第３膜形成工程に相当する。
【００４９】
続いて、工程順に沿って図４を用いて製造方法を説明する。図４は、第１電極と焦電体との製造方法を説明するための模式図である。図４（ａ）はステップＳ１のＳｉＯ2成膜工程〜ステップＳ７のＰＺＴコート工程に対応する図である。図４（ａ）に示すように、ステップＳ１のＳｉＯ2成膜工程において、支持部材２１０を用意する。そして、支持部材２１０上に酸化膜２７０を形成する。支持部材２１０を酸素雰囲気中にて加熱することにより酸化膜２７０を形成する。支持部材２１０はＳｉからなるので、酸化膜２７０はＳｉＯ2等のシリコン酸化膜である。次に、ステップＳ２のＳｎ成膜工程において支持部材２１０上にＳｎ膜２７１を形成する。Ｓｎ膜２７１はスパッタ法や蒸着法等の方法を用いて成膜することができる。
【００５０】
続いて、ステップＳ３のＳｎフォト工程において、Ｓｎ膜２７１上にレジスト膜を形成する。レジスト膜はスピンコーター等を用いてレジスト膜の材料を塗布した後、乾燥して形成する。次に、支持部材２１０を所定のパターンのマスクを介して露光する。そして、レジスト膜をエッチングすることによりレジスト膜をパターニングする。
【００５１】
次に、ステップＳ４のＳｎエッチング工程において、Ｓｎ膜２７１をエッチングする。このとき、エッチングはドライまたはウェットどちらでも可能である。続いて、ステップＳ５のＳｎ剥離工程においてレジスト膜を剥離する。支持部材２１０を酸素プラズマによるアッシングを行った後、剥離液に浸漬してレジスト膜を除去する。これにより、Ｓｎ膜２７１が所定のパターンに形成される。
【００５２】
次に、ステップＳ６のＩｎ成膜工程において、Ｓｎ膜２７１上にＩｎ膜２７２を形成する。Ｓｎ膜２７１はスパッタ法や蒸着法等の方法を用いて成膜することができる。Ｓｎ膜２７１は所定のパターンとなっていることから、Ｓｎ膜２７１とＩｎ膜２７２とが積層されている領域と、Ｉｎ膜２７２が単層となっている領域とが形成される。Ｓｎ膜２７１とＩｎ膜２７２とが積層されている領域をＩｎＳｎ積層領域２７３とし、Ｉｎ膜２７２が単層となっている領域をＩｎ単層領域２７４とする。
【００５３】
続いて、ステップＳ７のＰＺＴコート工程において、Ｉｎ膜２７２上にＰＺＴ膜としてのＰＺＴ前駆体膜２７５を形成する。焦電体２３２の前駆体であるゾル状の金属アルコキシド溶液をＩｎ膜２７２上に塗布した後で乾燥することによりＰＺＴ前駆体膜２７５を形成する。
【００５４】
図４（ｂ）及び図４（ｃ）はステップＳ８のアニール工程に対応する図である。図４（ｂ）に示すように、酸化膜２７０上にＳｎ膜２７１、Ｉｎ膜２７２、ＰＺＴ前駆体膜２７５が積層された支持部材２１０を加熱する。これにより、ＰＺＴ前駆体膜２７５は焦電体２３２であるＰＺＴ膜となる。ＩｎＳｎ積層領域２７３ではＳｎ膜２７１とＩｎ膜２７２とから第１電極２３４であるＩＴＯ膜が形成される。従って、酸化膜２７０上に第１電極２３４と焦電体２３２とが積層される。Ｉｎ単層領域２７４ではＩｎ膜２７２が加熱され蒸発する。これにより、焦電体２３２であるＰＺＴ膜は酸化膜２７０から剥がれ易くなる。
【００５５】
図４（ｃ）は、支持部材２１０を加熱する温度の推移を示す。縦軸は加熱温度を示し、図中上側が下側より高い温度となっている。横軸は時間の推移を示し、時間は図中右側へ推移する。加熱推移線３００は支持部材２１０を加熱する加熱条件の例を示す。加熱推移線３００が示すように、支持部材２１０を常温からＩｎ活性温度３００ａまで加熱する。Ｉｎ活性温度３００ａはＩｎの一部が蒸発する温度である。そして、第１ステップ３００ｂにおいて支持部材２１０をＩｎ活性温度３００ａのまま維持する。これにより、Ｉｎ単層領域２７４のＩｎ膜２７２を蒸発させる。さらに、ＩｎＳｎ積層領域２７３のＳｎ膜２７１とＩｎ膜２７２とを相互拡散させてＩｎＳｎ合金領域を形成する。加熱時間は反応が充分行われる時間であればよく特に限定されないが、本実施形態では例えば、１時間に設定している。Ｉｎ活性温度３００ａはＩｎの融点近くの温度より高ければよく１５０〜２００℃が好ましく、１７０〜２００℃がさらに好ましい。さらには、１８０〜２００℃が好ましい。ＩｎＳｎ合金領域を確実に形成することができる。
【００５６】
次に、支持部材２１０をＩｎ活性温度３００ａからＩＴＯ形成温度３００ｃまで加熱する。ＩＴＯ形成温度３００ｃはＩｎＳｎ合金領域がＩＴＯ膜となる温度である。そして、第２ステップ３００ｄにおいて支持部材２１０を酸素含有雰囲気中でＩＴＯ形成温度３００ｃのまま維持する。これにより、ＩｎＳｎ合金領域からＩＴＯ膜を形成する。加熱時間は反応が充分行われる時間であればよく特に限定されないが、本実施形態では例えば、１時間に設定している。ＩＴＯ形成温度３００ｃはＩＴＯ膜が形成される温度であればよく３００〜５００℃が好ましく、３５０〜４５０℃がさらに好ましい。さらには、３８０〜４２０℃が好ましい。これにより、ＩＴＯ膜を確実に形成することができる。
【００５７】
次に、支持部材２１０をＩＴＯ形成温度３００ｃからＰＺＴ形成温度３００ｅまで加熱する。ＰＺＴ形成温度３００ｅはＰＺＴ前駆体膜２７５がＰＺＴ膜となる温度である。そして、第３ステップ３００ｆにおいて支持部材２１０をＰＺＴ形成温度３００ｅのまま維持する。これにより、ＰＺＴ前駆体膜２７５を結晶化させてＰＺＴ膜を形成する。加熱時間は反応が充分行われる時間であればよく特に限定されないが、本実施形態では例えば、１時間に設定している。ＰＺＴ形成温度３００ｅはＰＺＴ膜が形成される温度であればよく７００〜９００℃が好ましく、７５０〜８５０℃がさらに好ましい。さらには、７８０〜８２０℃が好ましい。これにより、ＰＺＴ膜を確実に形成することができる。
【００５８】
図４（ｄ）はステップＳ９の除去工程に対応する図である。図４（ｃ）に示すように、Ｉｎ単層領域２７４における焦電体２３２を除去する。ＩｎＳｎ積層領域２７３における酸化膜２７０上の第１電極２３４と焦電体２３２との密着力は強く、Ｉｎ単層領域２７４における酸化膜２７０上の焦電体２３２は密着力が弱い状態となっている。Ｉｎ膜２７２が蒸発して焦電体２３２の密着力が弱くなることを膜リフトオフ現象と称す。焦電体２３２を剥離する方法には支持部材２１０にブロワー、エアージェット等を用いて気体を吹き付ける方法を用いることができる。他にも、支持部材２１０を純水等の液中にて攪拌したり液中にて超音波を照射する方法を用いても良い。これにより、支持部材２１０からＩｎ単層領域２７４の焦電体２３２を剥離させ除去することができる。以上のステップで第１電極２３４と焦電体２３２とが完成する。
【００５９】
以上述べたように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態によれば、パターニングされたＳｎ膜２７１と同じ形状にＩＴＯ膜とＰＺＴ膜との積層膜が形成される。ＩＴＯ膜上にＰＺＴ膜を積層した膜を形成した後にドライプロセスにてパターニングする方法がある。この方法ではエッチングするときに膜にプラズマを照射するため、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜にダメージが加わる。この方法に比べて、本適用例では、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜にプラズマエッチングを行わない為、素子に対するプラズマダメージを低減することができる。
【００６０】
（２）本実施形態によれば、ステップＳ８のアニール工程は第１ステップ３００ｂ、第２ステップ３００ｄ、第３ステップ３００ｆの３つのステップにて行われている。３つのステップを順に行うことによりＩＴＯ膜とＰＺＴ膜の形成を安定して行うことができる為、面内均一性、安定性を向上させることができる。これによって、ＰＺＴコートのパターニングを精度良く実現することができる。従って、大掛かりなエッチングプロセスを用いることなく、素子へのダメージを少なくしシンプルな工程で生産性を向上できる。
【００６１】
（３）本実施形態によれば、支持部材２１０と焦電体２３２との間の第１電極２３４にＩＴＯ膜を用いている。従って、第１電極２３４に貴金属電極を用いるときより、赤外光反射率を向上させることが可能となる。その結果、焦電体２３２への赤外光入射効率が向上し、センサー感度を向上させることができる。
【００６２】
（４）本実施形態によれば、赤外線検出素子２２０Ａが有する積層膜は上記に記載の製造方法を用いて形成されている。従って、赤外線検出素子２２０Ａはプラズマダメージが低減した積層膜を有する素子とすることができる。
【００６３】
（実施形態２）
次に、赤外線検出素子の製造方法の一実施形態について図５の赤外線検出素子の製造方法を説明するための模式図を用いて説明する。本実施形態が実施形態１と異なるところは、Ｓｎ膜の周囲に角状のリデポ物が形成されている点にある。尚、実施形態１と同じ点については説明を省略する。
【００６４】
図５（ａ）はステップＳ２のＳｎ成膜工程〜ステップＳ７のＰＺＴコート工程に対応する図である。図５（ａ）に示すように、ステップＳ５のＳｎ剥離工程において、酸素プラズマによるアッシングを行って、剥離液による剥離を行う。このときに、アッシング条件を通常の約１０〜７０％程度に抑える。これにより、Ｓｎ膜２７１の周囲にレジストとエッチャント成分により角状のリデポ物２７１ａを形成することができる。Ｓｎ膜２７１の周囲のエッジはパターンエッジとも称す。
【００６５】
ステップＳ６のＩｎ成膜工程ではＳｎ膜２７１と重ねてＩｎ膜２７２が形成される。このとき、Ｓｎ膜２７１のリデポ物２７１ａと対向する場所のＩｎ膜２７２には凸部２７２ａが形成される。凸部２７２ａはリデポ物２７１ａと類似な形状であり、角状となる。ステップＳ７のＰＺＴコート工程ではＰＺＴ前駆体膜２７５が塗布される。そして、凸部２７２ａはＰＺＴ前駆体膜２７５に覆われる。
【００６６】
図５（ｂ）はステップＳ８のアニール工程に対応する図である。図５（ｂ）に示すように、ステップＳ８において、ＩｎＳｎ積層領域２７３ではＳｎ膜２７１とＩｎ膜２７２とから第１電極２３４が形成される。このとき、凸部２７２ａは同じ形状の凸部２３４ａとなる。
【００６７】
図５（ｃ）はステップＳ９の除去工程に対応する図である。図５（ｃ）に示すようにステップＳ９ではＩｎ単層領域２７４の焦電体２３２が剥離される。このとき、凸部２３４ａは角状であることから、焦電体２３２を支持部材２１０から剥離するとき、凸部２３４ａの先端に応力が集中する。これにより、焦電体２３２は第１電極２３４の外周のパターンエッジに沿って容易に剥離することができる。以上のステップで第１電極２３４と焦電体２３２とが完成する。
【００６８】
以上述べたように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態によれば、パターンエッジのリデポ物２７１ａは、Ｓｎ膜２７１をパターニングするときに形成される。そして、リデポ物２７１ａと同じ形状に凸部２３４ａが形成される。本実施形態のプロセスでは、酸素雰囲気中でのアニールによりＩｎ膜２７２を蒸発させ、膜リフトオフ現象を利用している。この凸部２３４ａがパターンエッジに存在する為リフトオフ時に応力が集中する。従って、焦電体２３２をパターンエッジの凸部２３４ａでせん断し易くさせることができる。
【００６９】
（実施形態３）
次に、赤外線検出素子の製造方法の一実施形態について図６（ａ）の赤外線検出素子の製造方法を示すフローチャート及び図６（ｂ）の赤外線検出素子の製造方法を説明するための図を用いて説明する。本実施形態が実施形態１と異なるところは、Ｉｎ膜を形成した後にＳｎ膜を形成する点にある。尚、実施形態１と同じ点については説明を省略する。
【００７０】
すなわち、本実施形態では図６に示すように、ステップＳ１のＳｉＯ2成膜工程にて支持部材２１０上に酸化膜２７０を形成する。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は、Ｉｎ成膜工程に相当し、酸化膜２７０に重ねてＩｎ膜２７２を形成する工程である。Ｉｎ膜２７２をスパッタ法や蒸着法等を用いて成膜する。ステップＳ６は第１膜形成工程に相当する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２はＳｎ成膜工程に相当し、Ｉｎ膜２７２に重ねてＳｎ膜２７１を形成する工程である。Ｓｎ膜２７１をスパッタ法や蒸着法等を用いて成膜する。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３はＳｎフォト工程に相当する。この工程ではＳｎ膜に重ねてレジスト膜を形成しマスキングして露光した後エッチングすることによりレジストをパターニングする工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４はＳｎエッチング工程に相当し、レジスト膜に覆われていない場所のＳｎ膜を除去する工程である。エッチングにはアルカリ系エッチャントを用いるのが望ましい。Ｉｎ（不溶）とＳｎ（可溶）の選択比をとることができる。次にステップＳ５に移行する。
【００７１】
ステップＳ５は、Ｓｎ剥離工程に相当する。支持部材２１０を酸素プラズマによるアッシングを行った後、剥離液に浸漬してレジスト膜を除去する。これにより、Ｓｎ膜２７１が所定のパターンに形成される。レジスト膜を剥離する前のアッシングプロセスにおいて、完全にレジスト硬化層が除去できる条件を１００％とした場合、約１０〜７０％で実施する。Ｓｎ膜２７１の周囲のパターンエッジに角状のリデポ物２７１ａを形成することができる。ステップＳ２〜ステップＳ５はステップＳ１１の第２膜形成工程に相当する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７は、ＰＺＴコート工程に相当し、Ｉｎ膜に重ねてＰＺＴ膜を形成する工程である。ステップＳ７は第３膜形成工程に相当する工程である。
【００７２】
次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８は、アニール工程に相当し、形成したＳｎ膜とＩｎ膜とを酸素含有雰囲気にて加熱してＩＴＯ膜を形成する工程である。このとき、リデポ物２７１ａは図５（ｂ）に示す凸部２３４ａとなる。次にステップＳ９に移行する。ステップＳ９は、除去工程に相当し、Ｉｎ単層領域２７４のＩｎ膜２７２と焦電体２３２を除去する工程である。凸部２３４ａがパターンエッジに存在することで、リフトオフ時に応力が集中する。従って、焦電体２３２をパターンエッジの凸部２３４ａでせん断し易くさせることができる。以上のステップで第１電極２３４と焦電体２３２とが完成する。
【００７３】
以上述べたように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態によれば、パターニングされたＳｎ膜２７１と同じ形状にＩＴＯ膜とＰＺＴ膜との積層膜が形成される。ＩＴＯ膜上にＰＺＴ膜を積層した膜を形成した後にドライプロセスにてパターニングする方法がある。この方法ではエッチングするときに膜にプラズマを照射するため、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜にダメージが加わる。この方法に比べて、本実施形態では、ＩＴＯ膜、ＰＺＴ膜にプラズマエッチングを行わない為、赤外線検出素子２２０Ａに対するプラズマダメージを低減することができる。
【００７４】
（２）本実施形態によれば、パターンエッジのリデポ物２７１ａは、Ｓｎ膜２７１をパターニングするときに形成される。そして、アニールによりリデポ物２７１ａと同じ形状に凸部２３４ａが形成される。本実施形態のプロセスでは、酸素雰囲気中でのアニールによりＩｎ膜２７２を蒸発させ、膜リフトオフ現象を利用している。この凸部２３４ａがパターンエッジに存在することで、リフトオフ時に応力が集中する。従って、焦電体２３２をパターンエッジの凸部２３４ａでせん断し易くさせることができる。
【００７５】
（実施形態４）
次に、赤外線検出素子の製造方法の一実施形態について、図７（ａ）の赤外線検出素子の構造を示す模式図及び図７（ｂ）の赤外線検出素子の製造方法を示すフローチャートを用いて説明する。本実施形態が実施形態１と異なるところは、ＩＴＯ膜上に半透過貴金属膜を形成する点にある。尚、実施形態１と同じ点については説明を省略する。
【００７６】
すなわち、本実施形態では図７（ａ）に示すように、支持部材２１０上に酸化膜２７０、第１電極２３４、焦電体２３２が積層されている。そして、焦電体２３２上に半透過貴金属膜３１０及び第２電極２３６が積層されている。半透過貴金属膜３１０の材料にはＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ及びこれらの貴金属を主成分とする合金を用いることができる。尚、半透過貴金属膜３１０の膜厚は、１０〜５０ｎｍ程度が好ましい。膜厚が１０ｎｍ未満では赤外光が反射し難くなり、５０ｎｍを超えると赤外光が透過し難くなる。
【００７７】
図７（ｂ）において、ステップＳ２１は、第１膜形成工程に相当し、第１電極２３４の材料となる膜を形成する工程である。ステップＳ２１は実施形態１のステップＳ１０または実施形態３のステップＳ６に相当する。次にステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２は、第２膜形成工程に相当し、第１電極２３４の材料となる膜を形成する工程である。ステップＳ２２は実施形態１のステップＳ６または実施形態３のステップＳ１１に相当する。次にステップＳ２３に移行する。ステップＳ２３は、第３膜形成工程に相当し、ＰＺＴ前駆体膜２７５を形成する工程である。ステップＳ２３は実施形態１または実施形態３のステップＳ７に相当する。次にステップＳ８に移行した後、ステップＳ９に移行する。
【００７８】
ステップＳ８のアニール工程及びステップＳ９の除去工程は実施形態１と同じ工程であり、説明を省略する。次にステップＳ２４に移行する。ステップＳ２４は、貴金属膜形成工程に相当し、半透過貴金属膜３１０を形成する工程である。半透過貴金属膜３１０はスパッタ法や蒸着法を用いて形成することができる。次にステップＳ２５に移行する。ステップＳ２５は、第４膜形成工程に相当し、第２電極２３６を形成する工程である。第２電極２３６はスパッタ法や蒸着法を用いて成膜した後フォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることができる。尚、この工程で半透過貴金属膜３１０と第２電極２３６とを同時にパターニングしても良く、また、半透過貴金属膜３１０及び第２電極２３６は別々の工程にてパターニングしても良い。
【００７９】
以上述べたように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態によれば、第１電極２３４、焦電体２３２、半透過貴金属膜３１０を重ねて形成している。これにより、入射した赤外光を半透過貴金属膜３１０と焦電体２３２との界面と、焦電体２３２と第１電極２３４との間で、散乱させることが可能となる。これにより、赤外光の検出感度を向上させることができる。
【００８０】
以上、いくつかの実施形態について説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例は総て本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【００８１】
上記実施形態は、種々の焦電型検出素子、例えば、熱伝対型素子（サーモパイル）、焦電型素子、ボロメーター等に広く適用することができる。検出する光の波長は特に限定されない。
【符号の説明】
【００８２】
２１０…基板としての支持部材、２２０Ａ…焦電型検出素子としての赤外線検出素子、２３２…ＰＺＴ膜としての焦電体、２３４…ＩＴＯ膜としての第１電極、２７１…Ｓｎ膜、２７１ａ…リデポ物、２７２…Ｉｎ膜、２７３…ＩｎＳｎ積層領域、２７４…Ｉｎ単層領域、２７５…ＰＺＴ膜としてのＰＺＴ前駆体膜、３１０…半透過貴金属膜。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にパターニングしたＳｎ膜を形成する第１膜形成工程と、
前記Ｓｎ膜と重ねてＩｎ膜を形成する第２膜形成工程と、
ＰＺＴ膜を形成する第３膜形成工程と、
酸素含有雰囲気にて加熱し、前記Ｓｎ膜と前記Ｉｎ膜とからＩＴＯ膜を形成するアニール工程と、
前記ＩＴＯ膜が形成されない場所の前記Ｉｎ膜と前記ＰＺＴ膜を除去する除去工程と、を有し、
前記第２膜形成工程が終了するとき、前記基板上には前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とが積層されたＩｎＳｎ積層領域と、前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とが積層されていないＩｎ単層領域と、が配置され、前記アニール工程では前記ＩｎＳｎ積層領域にて前記ＩＴＯ膜を形成し、前記Ｉｎ単層領域の前記Ｉｎ膜を蒸発させることを特徴とする焦電型検出素子の製造方法。
【請求項２】
基板上にＩｎ膜を形成する第１膜形成工程と、
前記Ｉｎ膜と重ねてパターニングしたＳｎ膜を形成する第２膜形成工程と、
ＰＺＴ膜を形成する第３膜形成工程と、
酸素含有雰囲気にて加熱し、前記Ｓｎ膜と前記Ｉｎ膜とからＩＴＯ膜を形成するアニール工程と、
前記ＩＴＯ膜が形成されない場所の前記Ｉｎ膜と前記ＰＺＴ膜を除去する除去工程と、を有し、
前記第２膜形成工程が終了するとき、前記基板上には前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とが積層されたＩｎＳｎ積層領域と、前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とが積層されていないＩｎ単層領域と、が配置され、前記アニール工程では前記ＩｎＳｎ積層領域にて前記ＩＴＯ膜を形成し、前記Ｉｎ単層領域の前記Ｉｎ膜を蒸発させることを特徴とする焦電型検出素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の焦電型検出素子の製造方法であって、
前記アニール工程は、前記基板を１５０〜２００℃に加熱し前記Ｉｎ単層領域の前記Ｉｎ膜を蒸発させ、且つ前記ＩｎＳｎ積層領域の前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とを相互拡散させてＩｎＳｎ合金領域を形成する第１ステップと、
前記基板を３００〜５００℃に加熱し前記ＩｎＳｎ合金領域に前記ＩＴＯ膜を形成する第２ステップと、
前記基板を７００〜９００℃に加熱し前記ＰＺＴ膜を結晶化させる第３ステップと、を有することを特徴とする焦電型検出素子の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の焦電型検出素子の製造方法であって、
前記Ｓｎ膜をパターニングするとき、レジストと前記レジストを除去するエッチャントとが用いられ、前記Ｓｎ膜のパターンエッジに前記レジストと前記エッチャント成分による角状のリデポ物を形成することを特徴とする焦電型検出素子の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の焦電型検出素子の製造方法であって、
前記ＰＺＴ膜と重ねて赤外光の一部を反射し他の一部を透過する半透過貴金属膜を形成する貴金属膜形成工程をさらに有することを特徴とする焦電型検出素子の製造方法。
【請求項６】
基板上にＩＴＯ膜とＰＺＴ膜とが積層された積層膜を有する焦電型検出素子であって、
前記積層膜が請求項１〜５のいずれか一項に記載の焦電型検出素子の製造方法を用いて形成されていることを特徴とする焦電型検出素子。
【請求項１】
基板上にパターニングしたＳｎ膜を形成する第１膜形成工程と、
前記Ｓｎ膜と重ねてＩｎ膜を形成する第２膜形成工程と、
ＰＺＴ膜を形成する第３膜形成工程と、
酸素含有雰囲気にて加熱し、前記Ｓｎ膜と前記Ｉｎ膜とからＩＴＯ膜を形成するアニール工程と、
前記ＩＴＯ膜が形成されない場所の前記Ｉｎ膜と前記ＰＺＴ膜を除去する除去工程と、を有し、
前記第２膜形成工程が終了するとき、前記基板上には前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とが積層されたＩｎＳｎ積層領域と、前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とが積層されていないＩｎ単層領域と、が配置され、前記アニール工程では前記ＩｎＳｎ積層領域にて前記ＩＴＯ膜を形成し、前記Ｉｎ単層領域の前記Ｉｎ膜を蒸発させることを特徴とする焦電型検出素子の製造方法。
【請求項２】
基板上にＩｎ膜を形成する第１膜形成工程と、
前記Ｉｎ膜と重ねてパターニングしたＳｎ膜を形成する第２膜形成工程と、
ＰＺＴ膜を形成する第３膜形成工程と、
酸素含有雰囲気にて加熱し、前記Ｓｎ膜と前記Ｉｎ膜とからＩＴＯ膜を形成するアニール工程と、
前記ＩＴＯ膜が形成されない場所の前記Ｉｎ膜と前記ＰＺＴ膜を除去する除去工程と、を有し、
前記第２膜形成工程が終了するとき、前記基板上には前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とが積層されたＩｎＳｎ積層領域と、前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とが積層されていないＩｎ単層領域と、が配置され、前記アニール工程では前記ＩｎＳｎ積層領域にて前記ＩＴＯ膜を形成し、前記Ｉｎ単層領域の前記Ｉｎ膜を蒸発させることを特徴とする焦電型検出素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の焦電型検出素子の製造方法であって、
前記アニール工程は、前記基板を１５０〜２００℃に加熱し前記Ｉｎ単層領域の前記Ｉｎ膜を蒸発させ、且つ前記ＩｎＳｎ積層領域の前記Ｉｎ膜と前記Ｓｎ膜とを相互拡散させてＩｎＳｎ合金領域を形成する第１ステップと、
前記基板を３００〜５００℃に加熱し前記ＩｎＳｎ合金領域に前記ＩＴＯ膜を形成する第２ステップと、
前記基板を７００〜９００℃に加熱し前記ＰＺＴ膜を結晶化させる第３ステップと、を有することを特徴とする焦電型検出素子の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の焦電型検出素子の製造方法であって、
前記Ｓｎ膜をパターニングするとき、レジストと前記レジストを除去するエッチャントとが用いられ、前記Ｓｎ膜のパターンエッジに前記レジストと前記エッチャント成分による角状のリデポ物を形成することを特徴とする焦電型検出素子の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の焦電型検出素子の製造方法であって、
前記ＰＺＴ膜と重ねて赤外光の一部を反射し他の一部を透過する半透過貴金属膜を形成する貴金属膜形成工程をさらに有することを特徴とする焦電型検出素子の製造方法。
【請求項６】
基板上にＩＴＯ膜とＰＺＴ膜とが積層された積層膜を有する焦電型検出素子であって、
前記積層膜が請求項１〜５のいずれか一項に記載の焦電型検出素子の製造方法を用いて形成されていることを特徴とする焦電型検出素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１７３１４２（Ｐ２０１２−１７３１４２Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３５５０４（Ｐ２０１１−３５５０４）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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