红外线固体摄像装置的制作方法

本发明涉及红外线固体摄像装置，特别是涉及作为红外线检测元件而具备pn结二极管的热型的红外线固体摄像装置。

背景技术：

作为像素而具备热型的红外线检测元件的红外线固体摄像装置吸收红外线而变换为热，将因该热而产生的温度变化作为电信号而输出，检测红外线。具备热型的红外线检测元件的红外线固体摄像装置不需要制冷机，所以能够实现小型化，特别是将能够通过以往的半导体制造工序来制造的硅pn结二极管用作红外线检测元件、并对其正向的电压下降量的温度变化进行检测的热型的红外线固体摄像装置被关注。

然而，对硅pn结二极管的正向的电压下降量的温度变化进行检测的热型的红外线固体摄像装置例如相比于对氧化钒的电阻值的温度变化进行检测的方式等的其它红外线检测元件，正向的接合电流的温度变化率小，无法得到足够的红外线的检测灵敏度。因此，提出了如下红外线固体摄像装置，该红外线固体摄像装置通过采用使设置硅pn结二极管的热电变换部从热容量大的基板分离的中空构造，或者将多个硅pn结二极管串联连接，从而提高针对红外线的检测灵敏度。

另外，提出了具备如下红外线检测元件的红外线固体摄像装置，在该红外线检测元件中，为了将多个硅pn结二极管串联连接，以使硅pn结二极管的n型区域与p型区域相互相接的方式交替地配置多个，在邻接的硅pn结二极管的区域间设置电极，将多个硅pn结二极管串联连接(例如，参照专利文献1)。

另外，提出了具备如下红外线检测元件的红外线固体摄像装置，该红外线检测元件在串联连接的多个硅pn结二极管中，以在有限的面积配置尽可能多的pn结二极管为目的而使至少一部分的pn结二极管具有弯曲形状(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2002-148111号公报

专利文献2：日本特开2009-265094号公报

技术实现要素：

然而，在这样的以往的红外线检测元件中，在串联连接的多个pn结二极管的弯曲部形成邻接的pn结面间的距离短的区域。

在该情况下，在硅pn结二极管内从n型区域注入到p型区域的少数载流子的电子在p型区域不会重新结合而是易于被注入到邻接的pn结二极管的n型区域，或者从p型区域注入到n型区域的少数载流子的空穴在n型区域不会重新结合而是易于被注入到邻接的pn结二极管的p型区域，所以存在红外线检测元件的噪音增加的问题点。另外，这些区域容易引起穿通，所以n型区域的电子通过p型区域而扩散到邻接的pn结二极管的n型区域，或者p型区域的空穴通过n型区域而扩散到邻接的pn结二极管的p型区域，同样地存在红外线检测元件的噪音增加的问题点。

因而，本发明是为了解决这样的现有技术的问题点而完成的，其目的在于提供能够降低红外线检测时的噪音的红外线固体摄像装置。

为了达到以上的目的，本发明的红外线固体摄像装置具备从基板热分离地设置且串联连接的第1pn结二极管和第2pn结二极管，将由于从所照射的红外线变换得到的热而产生的温度变化通过第1pn结二极管和第2pn结二极管变换为电信号，红外线固体摄像装置具备：第1导电类型的第1区域；第2导电类型的第2区域，与第1区域一起构成第1pn结二极管，在第1接合面处与第1区域相接，将从第1接合面至第2接合面为止的最短的长度作为第1最短长度；第1导电类型的第3区域，在第2接合面处与第2区域相接，将与第1最短长度不同的从第2接合面至第3接合面为止的最短的长度作为第2最短长度；第2导电类型的第4区域，与第3区域一起构成第2pn结二极管，在第3接合面处与第3区域相接；元件分离区域，使第1区域与第4区域之间、第1区域与第3区域之间以及第2区域与第4区域之间电分离；以及金属布线，设置于第2区域和第3区域上，将第1pn结二极管与第2pn结二极管串联地电连接。

在如上那样构成的本发明的红外线固体摄像装置中，使第1最短长度与第2最短长度不同，在第1区域与第3区域之间以及第2区域与第4区域之间设置有元件分离区域，所以可提供能够降低红外线检测时的噪音的红外线固体摄像装置。

附图说明

图1是示出作为本发明的实施方式1的红外线固体摄像装置的结构的立体图。

图2是示出本发明的实施方式1所具备的红外线检测元件的结构的俯视图。

图3是示出本发明的实施方式1所具备的红外线检测元件的结构的剖面图。

图4是示出本发明的实施方式1所具备的红外线检测元件的一部分结构的俯视图。

图5是示出本发明的实施方式1所具备的红外线检测元件的制造方法中的形成各导电类型区域的工序的剖面图。

图6是示出本发明的实施方式1所具备的红外线检测元件的制造方法中的形成布线的前半工序的剖面图。

图7是示出本发明的实施方式1所具备的红外线检测元件的制造方法中的形成布线的后半工序以及形成中空构造的工序的剖面图。

图8是示出作为本发明的实施方式2的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的一部分结构的俯视图。

图9是示出作为本发明的实施方式3的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的一部分结构的俯视图。

图10是示出作为本发明的实施方式4的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的一部分结构的俯视图。

图11是示出作为本发明的实施方式5的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的一部分结构的俯视图。

图12是示出作为本发明的实施方式6的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的一部分结构的俯视图。

图13是示出作为本发明的实施方式7的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的一部分结构的俯视图。

图14是示出作为本发明的实施方式7的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的制造方法中的形成各导电类型区域的工序的剖面图。

图15是示出作为本发明的实施方式8的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的一部分结构的俯视图。

图16是示出作为本发明的实施方式9的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的一部分结构的俯视图。

(符号说明)

10、12：pn结二极管群；20、22、24、26：绝缘膜；30、32：金属布线；50、54、60、64：p型区域；52、56、62、66：n型区域；70、72、74：接合面；d1、d2、d3、d4：pn结二极管。

具体实施方式

首先，参照附图，说明本发明的红外线固体摄像装置的结构。此外，图是示意性的图，概念性地说明功能或者构造。另外，本发明并不被以下所示的实施方式所限定。除了特殊记载的情况之外，红外线固体摄像装置的基本结构在所有的实施方式中是共同的。另外，附加有相同的符号的结构是相同或者与其相当的结构，这在说明书的全文中是共同的。

实施方式1.

首先，对实施方式1的红外线固体摄像装置的结构进行说明。图1是示出本实施方式的红外线固体摄像装置的结构的立体图。

如图1所示，本实施方式的红外线固体摄像装置100具备：基板5；红外线检测元件1，作为像素而阵列状地排列有多个；驱动电路2，设置于基板5上，驱动阵列状地排列的红外线检测元件1；以及信号处理电路3，设置于基板5上，处理由驱动电路2驱动的红外线检测元件1的电信号。

红外线固体摄像装置100如图1所示，红外线检测元件1例如构成按照垂直4像素×水平5像素的二维方式阵列状地排列的像素阵列。但是，像素阵列未必限定于垂直4像素×水平5像素，而能够适当地调整构成像素阵列的像素的红外线检测元件1的数量、排列，不限于按照二维方式排列红外线检测元件1的像素阵列，也可以是按照一维方式排列红外线检测元件1的像素阵列。

接下来，使用图2和图3，对在本实施方式的红外线固体摄像装置100内构成1个像素的红外线检测元件1的构造进行说明。图2是示出本实施方式所具备的红外线检测元件1的结构的俯视图。图3是示出本实施方式所具备的红外线检测元件1的结构的剖面图，是从图2的切断线a－a观察时的剖面图。

如图2所示，在本实施方式所具备的红外线检测元件1中，串联连接有多个pn结二极管，例如在本实施方式中串联连接有10个pn结二极管。具体而言，排列有1个pn结二极管群10和4个pn结二极管群12，在上述pn结二极管群10中两个pn结二极管d1、d2邻接地配置且具有u字形状，在上述pn结二极管群12中两个pn结二极管d3、d4邻接地配置且具有直线形状。

如图2以及图3所示，pn结二极管群10以及pn结二极管群12为元件分离区域，例如利用如硅氧化膜那样的绝缘膜20相互电分离。

另外，如图3所示，本实施方式所具备的红外线检测元件1例如具备：基板5，由单晶硅基板构成；绝缘膜22，在基板5上隔着空间15而被设置，例如由硅氧化膜构成；pn结二极管群10，具有设置于绝缘膜22上的pn结二极管d1、d2；pn结二极管群12，具有设置于绝缘膜22上的pn结二极管d3、d4；以及绝缘膜20，设置于绝缘膜22上，使pn结二极管群10与pn结二极管群12之间以及pn结二极管群12与pn结二极管群12之间电分离。也就是说，pn结二极管群10和pn结二极管群12具有在基板5上隔着空间15的中空构造，具有从热容量大的基板5热分离的构造。

如图3所示，pn结二极管群10和pn结二极管群12例如设置于由硅层构成的半导体层。pn结二极管群10的pn结二极管d1具备p型区域50和n型区域52，相互邻接地被配置。pn结二极管群10的pn结二极管d2具备与pn结二极管d1的n型区域52邻接地配置的p型区域54和n型区域56，相互邻接地被配置。pn结二极管群12的pn结二极管d3具备p型区域60和n型区域62，相互邻接地被配置。pn结二极管群12的pn结二极管d4具备与pn结二极管d3的n型区域62邻接地配置的p型区域64和n型区域66，相互邻接地被配置。另外，n型区域56与p型区域60之间以及n型区域66与p型区域60之间由绝缘膜20电分离。

另外，如图2以及图3所示，为了使由绝缘膜20分离的pn结二极管群10与pn结二极管群12之间串联连接，而用金属布线30电连接。

另外，如图2所示，在pn结二极管群10的pn结二极管d1与pn结二极管d2之间以及pn结二极管群12的pn结二极管d3与pn结二极管d4之间，在上述各区域上设置金属布线32，pn结二极管d1与pn结二极管d2、以及pn结二极管d3与pn结二极管d4由金属布线32电连接并串联连接。

具体而言，如图3所示，例如在由硅氧化膜构成的绝缘膜24上以及设置于绝缘膜24的接触孔内设置金属布线30以及金属布线32。金属布线30设置于n型区域56和p型区域60上以及n型区域66和p型区域60上，将n型区域56与p型区域60之间以及n型区域66与p型区域60之间电连接。另外，金属布线32设置于pn结二极管群10的n型区域52和p型区域54之上以及pn结二极管群12的n型区域62和p型区域64之上，相互电连接。

另外，如图2所示，串联连接的10个pn结二极管d1～d4中的设置于一端的pn结二极管d3与信号布线40电连接，信号布线40电连接于与驱动电路2电连接的驱动信号布线42。另一方面，串联连接的10个pn结二极管d1～d4中的设置于另一端的pn结二极管d4如图2以及图3所示经由金属布线30而与信号布线44电连接，信号布线44电连接于与信号处理电路3电连接的输出信号布线46。也就是说，10个pn结二极管d1～d4从信号布线40起按照d3→d4→d3→d4→d1→d2→d3→d4→d3→d4的顺序串联地连接，并到达至信号布线44。

具体而言，如图3所示，信号布线44例如设置于由硅氧化膜构成的绝缘膜26上以及绝缘膜26中设置的接触孔内，经由金属布线30而与串联连接的10个pn结二极管d1～d4中的另一端的pn结二极管d4的n型区域66电连接。信号布线44经由基板5上方的空间15从绝缘膜26上电连接到设置于绝缘膜24上的输出信号布线46。

另外，驱动信号布线42在像素阵列的行方向上延伸，与在像素阵列内的相同的行方向上配置的其它红外线检测元件1的信号布线40电连接，在像素阵列的各行设置有多个。另外，输出信号布线46在像素阵列的列方向上延伸，与在像素阵列内的相同的列方向上配置的其它红外线检测元件1的信号布线44电连接，在像素阵列的各列设置有多个。也就是说，驱动信号布线42与输出信号布线46相互正交，在相互交叉的位置处配置红外线检测元件1。

在此，还能够在pn结二极管群10、pn结二极管群12、金属布线30以及金属布线32的上方，例如设置如红外线吸收伞那样的未图示的红外线吸收部。在设置红外线吸收部的情况下，红外线吸收部能够吸收所照射的红外线，并将红外线变换为热，对pn结二极管群10以及pn结二极管群12提供基于热的温度变化。相对于此，在不设置红外线吸收部的情况下，红外线检测元件1自身吸收所照射的红外线而将红外线变换为热，pn结二极管群10以及pn结二极管群12产生基于热的温度变化。

在此，在本实施方式中，使用图3仅说明了本实施方式所具备的红外线检测元件1的一部分的剖面构造，但在图3中未示出的其它直线形状的pn结二极管群12也具有与图3的pn结二极管群12同样的剖面构造。另外，关于在图3中未示出的其它金属布线30、金属布线32以及信号布线40，也与图3的金属布线30、金属布线32以及信号布线44相同。关于驱动信号布线42，设置于与输出信号布线46不同的层这点不同，但经由金属布线30以及信号布线40而与串联连接的10个pn结二极管d1～d4中的一端的pn结二极管d3电连接这点与输出信号布线46相同。

接下来，对本实施方式所具备的红外线检测元件1的具体的结构进行说明。图4是示出本实施方式所具备的红外线检测元件1的一部分结构的俯视图，特别是示出本实施方式所具备的红外线检测元件1的pn结二极管群10的结构的俯视图。在此，关于设置于图2所示的各区域上的金属布线30、32，为了易于说明本实施方式的红外线检测元件1的具体的结构，在图4中未记载而进行了省略。

如图4所示，pn结二极管群10具备相互串联连接的pn结二极管d1和pn结二极管d2，pn结二极管d1具备p型区域50以及在接合面70处与p型区域50邻接地配置的n型区域52，pn结二极管d2具备在接合面72处与pn结二极管d1的n型区域52邻接地配置的p型区域54以及在接合面74处与p型区域54邻接地配置的n型区域56。另外，在用作红外线检测元件1时，p型区域50连接于高电位侧，n型区域56连接于低电位侧。也就是说，在作为红外线检测元件1而进行动作时，接合面70以及接合面74为流过正向电流的正偏置的接合面。即，接合面70作为pn结二极管d1的pn结发挥功能，接合面74作为pn结二极管d2的pn结发挥功能。另一方面，在接合面72处，与接合面70以及接合面74不同，成为pn结二极管d1的n型区域52为高电位侧、pn结二极管d2的p型区域54为低电位侧、并在界面存在耗尽层的状态，但由于在接合面72上设置有连接两者的金属布线32，所以主要经由金属布线32流过电流。

p型区域50和n型区域56在俯视时具有矩形形状，n型区域52和p型区域54在俯视时具有弯曲的形状，例如在俯视时具有l字形状，以使pn结二极管群10整体在俯视时具有u字形状的方式配置有p型区域50、n型区域52、p型区域54以及n型区域56。

p型区域50与n型区域56之间设置有绝缘膜20，相互电分离。另外，以使接合面70与接合面74之间电分离的方式设置绝缘膜20，绝缘膜20被设置成直至在俯视时到达至接合面72的一端。因此，绝缘膜20不仅使p型区域50与n型区域56之间电分离，还使p型区域50与p型区域54之间、n型区域52与n型区域56之间、以及靠近接合面70的p型区域50的一部分与靠近接合面74的p型区域54的一部分之间也电分离。也就是说，以使将接合面70上的任意的点与接合面74上的任意的点进行连结的线段中的至少一部分处于作为元件分离区域的绝缘膜20内的方式设置n型区域52以及p型区域54。

另外，在本实施方式所具备的红外线检测元件1中，从接合面70至接合面72为止的n型区域52内的最短的长度ln与从接合面72至接合面74为止的p型区域54内的最短的长度lp不同。例如，如图4所示，沿着n型区域52与绝缘膜20的边界的n型区域52的长度为n型区域52的最短的长度ln。同样地，沿着p型区域54与绝缘膜20的边界的p型区域54的长度为p型区域54的最短的长度lp。例如，在本实施方式中，如图4所示，从接合面70至接合面72为止的n型区域52内的最短的长度ln比从接合面72至接合面74为止的p型区域54内的最短的长度lp短。

在此，上述最短的长度是指，直至从在一方邻接的区域注入的空穴或者电子通过各区域内而到达至在另一方邻接的区域为止由空穴或者电子在各区域内能够通过的最短路径的长度。也就是说，在图4中，从p型区域50注入的空穴由于无法通过绝缘膜20，所以空穴在n型区域52内能够通过的最短路径为沿着从与在一方邻接的p型区域50之间的接合面70至与在另一方邻接的p型区域54之间的接合面72为止的n型区域52和绝缘膜20的边界的路径，该路径的长度为最短的长度。相反地，从n型区域56注入的电子由于无法通过绝缘膜20，所以电子在p型区域54内能够通过的最短路径为沿着从与在一方邻接的n型区域56之间的接合面74至与在另一方邻接的n型区域52之间的接合面72为止的p型区域54和绝缘膜20的边界的路径，该路径的长度为最短的长度。

具体而言，在本实施方式中，从接合面70至接合面72为止的n型区域52内的最短的长度ln与从接合面72至接合面74为止的p型区域54内的最短的长度lp被设定成满足与载流子的扩散长度成比例的以下的关系。详细内容将在后面进行说明。

[式1]

在此，μh为n型区域52中的空穴的迁移率，τh为作为注入到n型区域52的少数载流子的空穴与作为多数载流子的电子重新结合的时间常数。另外，μe为p型区域54中的电子的迁移率，τe为作为注入到p型区域54的少数载流子的电子与作为多数载流子的空穴重新结合的时间常数。

根据以上，构成具有红外线检测元件1的本实施方式的红外线固体摄像装置100。

如上所述构成的本实施方式的红外线固体摄像装置100通过利用驱动电路2对各红外线检测元件1内的串联连接的pn结二极管d1～d4施加正偏置，从而在串联连接的pn结二极管d1～d4中流过电流，通过利用信号处理电路3来检测与串联连接的pn结二极管d1～d4的电流－电压特性的变化对应的电信号，从而检测红外线。具体而言，当红外线照射到红外线固体摄像装置100时，由红外线吸收部或者红外线检测元件1自身从红外线变换得到的热传导到串联连接的pn结二极管d1～d4，pn结二极管d1～d4产生温度变化。在驱动电路2为恒定电流源的情况下，由于该pn结二极管d1～d4的温度变化，串联连接的pn结二极管d1～d4的正向的电压下降量发生变化。由信号处理电路3将该正向的电压下降的变化检测为电信号，从而本实施方式的红外线固体摄像装置100能够检测红外线，并对与所照射的红外线对应的红外线图像进行摄像。

在此，作为对串联连接的pn结二极管d1～d4的温度变化进行检测的方法，说明了对与恒定电流源串联连接的pn结二极管d1～d4的正向的电压下降量的变化进行检测的例子，但例如能够对串联连接的pn结二极管d1～d4施加恒定电压，检测正向的电流值的变化等，适当地选择最佳的检测方法。

接下来，对本实施方式所具备的红外线检测元件1的动作更详细地进行说明。

在正向的偏置电压被施加到pn结二极管群10时，如果考虑注入到n型区域52的空穴，则在n型区域52中空穴为少数载流子，所以与大量地存在于n型区域52的电子重新结合，以某个时间常数τh而消失。另外，在n型区域52内，由于电场弱，所以空穴的运动遵循扩散过程。因而，当将扩散系数设为dh时，空穴的扩散长度lh以如下方式提供。

[式2]

而且，如果将玻尔兹曼常数设为k，将温度设为t，并且将元电荷设为e，则根据爱因斯坦的关系式，空穴的扩散系数dh和空穴的迁移率μh具有以下的关系式。

[式3]

因而，当使用上述关系式时，空穴的扩散长度lh以如下方式提供。

[式4]

同样地，在正向的偏置电压被施加到pn结二极管群10时，如果考虑注入到p型区域54的电子，则在p型区域54中由于电子为少数载流子，所以与大量地存在于p型区域54的空穴重新结合，以某个时间常数τe而消失。另外，在p型区域54内，由于电场弱，所以电子的运动遵循扩散过程。因而，通过空间电荷区域而注入到p型区域54的电子的扩散长度le与空穴同样地，当将电子的迁移率设为μe时，以如下方式提供。

[式5]

因而，从上述空穴的扩散长度lh以及电子的扩散长度le导出以下的关系。

[式6]

这表示电子和空穴在各区域内重新结合之前扩散的距离不同。例如，如果将电子的迁移率μe设为1500cm²/vs以下，将空穴的迁移率μh设为500cm²/vs以下，并且将电子的p型区域中的重新结合时间τe和空穴的n型区域中的重新结合时间τh设为τe～τh，则le/lh成为1.7以下。也就是说，注入到p型区域54的电子在电子与空穴重新结合之前扩散的距离比注入到n型区域52的空穴在电子与空穴重新结合之前扩散的距离长1.7倍。

也就是说，以使从接合面70至接合面72为止的n型区域52内的最短的长度ln和从接合面72至接合面74为止的p型区域54内的最短的长度lp满足上述关系式的方式，将从接合面70至接合面72为止的n型区域52内的最短的长度ln和从接合面72至接合面74为止的p型区域54内的最短的长度lp设定成不同的值、例如满足lp/ln为1.7以下，从而能够在有限的尺寸内，高效地使电子和空穴这两方在各区域内重新结合。

接下来，说明能够通过各区域内的重新结合来降低噪音的理由。如果从p型区域50通过pn结二极管d1的接合面70而被注入的少数载流子的空穴在n型区域52内不重新结合，而是通过接合面72进入到pn结二极管d2的p型区域54，则在p型区域54中，由于空穴为多数载流子，所以该空穴在p型区域54内主要由于浓度梯度而扩散，并到达pn结二极管d2的接合面74。而且，到达接合面74的空穴由于被施加到pn结二极管d2的接合面74的正偏置而通过接合面74并到达n型区域56。但是，本来设想通过pn结二极管d2的接合面74的空穴仅在p型区域54中产生，且其量由于因红外线的入射引起的温度变化而改变，所以这是未意图地产生的多余的空穴，产生与温度无关的信号。

另外，该空穴通过pn结二极管d1的接合面70而注入到pn结二极管d2的p型区域54，所以相比于在p型区域54产生的空穴，容易在表面附近或与下侧的氧化膜之间的界面附近流过，被缺陷能级捕获或者被重新释放的概率变高。这些都引起噪音的增加。同样地，如果从n型区域56通过pn结二极管d2的接合面74而被注入的少数载流子的电子在p型区域54内不重新结合，而是通过接合面72进入到pn结二极管d1的n型区域52，则在n型区域52中，由于电子为多数载流子，所以该电子在n型区域52内主要由于浓度梯度而扩散，并到达pn结二极管d1的接合面70。而且，到达接合面70的电子由于被施加到pn结二极管d1的接合面70的正偏置而通过接合面70并到达p型区域50。

但是，本来设想通过pn结二极管d1的接合面70的电子仅在n型区域52中产生，且其量由于因红外线的入射引起的温度变化而改变，所以这是未意图的多余的电子，产生与温度无关的信号。另外，该电子通过pn结二极管d2的接合面74而被注入到pn结二极管d1的n型区域52，所以相比于在n型区域52中产生的空穴，容易在表面附近或与下侧的氧化膜之间的界面附近流过，被缺陷能级捕获或者被重新释放的概率变高。这些都引起噪音的增加。

在此，少数载流子的空穴或者电子在各区域内能够移动的路径越短，则该空穴或者电子越容易从pn结二极管d1与pn结二极管d2的接合面进入到邻接的区域内。也就是说，在上述各区域内的直至pn结二极管d1与pn结二极管d2的接合面为止的最短的路径中，少数载流子的空穴或者电子最容易从pn结二极管d1与pn结二极管d2的接合面进入到邻接的区域内。

另外，少数载流子的空穴以及电子都同样地引起这个现象，但如上述那样，空穴和电子在重新结合之前扩散的距离不同。因此，在本实施方式中，以至少使各区域内的最短的路径的长度满足上述关系式的方式，设定n型区域52内的最短的长度ln和p型区域54内的最短的长度lp，从而在各区域内整体使空穴和电子这两方高效地重新结合。也就是说，与扩散的距离匹配地设定两者的最短的长度，从而取得从p型区域50注入到n型区域52的空穴在n型区域52内重新结合的概率与从n型区域56注入到p型区域54的电子在p型区域54内重新结合的概率的平衡，由此能够使作为整体的重新结合概率最大化。

因而，能够减少通过pn结二极管d1与pn结二极管d2的接合面72的少数载流子的电子和空穴的总量，能够高效地减少与照射的红外线无关的电流分量。也就是说，能够提供降低通过pn结二极管d1与pn结二极管d2的接合面72的少数载流子的电子或者空穴所引起的噪音的红外线检测元件。

另外，如上述那样，使pn结二极管d1的n型区域52和pn结二极管d2的p型区域54的形状成为弯曲的形状，并且使p型区域50与p型区域54之间、n型区域52与n型区域56之间、以及靠近接合面70的n型区域52的一部分与靠近接合面74的p型区域54的一部分之间也由绝缘膜20电分离，所以能够将n型区域52的最短的长度ln和p型区域54的最短的长度lp的长度在有限的尺寸内设定成足以抑制穿通的长度。因此，本实施方式的红外线固体摄像装置通过抑制穿通，能够提高可靠性，而且使红外线检测元件的尺寸也微细化。

根据以上，通过如上所述构成的本实施方式，可提供能够使红外线检测元件的尺寸微细化并且降低噪音的红外线固体摄像装置。

在此，在本实施方式中，叙述了从接合面70至接合面72为止的n型区域52内的最短的长度ln和从接合面72至接合面74为止的p型区域54内的最短的长度lp满足上述关系式，从而能够达到上述效果，但不言而喻的是，通过以尽量接近上述关系式的方式设定n型区域52内的最短的长度ln和p型区域54内的最短的长度lp，能够达到同样的效果。

在此，在本实施方式中，仅使用从接合面70至接合面72为止的n型区域52内的最短的长度ln与从接合面72至接合面74为止的p型区域54内的最短的长度lp的关系而进行了说明，但不仅是n型区域52内的最短的长度ln和p型区域54内的最短的长度lp，还能够以相对于某个电力线而使长度的比率满足上述关系式的方式，规定n型区域52以及p型区域54的形状。

在此，在本实施方式中，说明了将金属布线32设置于各区域上的例子，但也可以以横跨n型区域以及p型区域的方式，在n型区域以及p型区域内设置凹部，以嵌入于凹部的方式设置嵌入电极。

接下来，说明本实施方式所具备的红外线检测元件1的制造方法。图5是示出本实施方式所具备的红外线检测元件1的制造方法中的形成p型区域以及n型区域的工序的剖面图。图6是示出本实施方式所具备的红外线检测元件1的制造方法中的形成布线的前半工序的剖面图。图7是示出本实施方式所具备的红外线检测元件1的制造方法中的形成布线的后半工序以及形成中空构造的工序的剖面图。

首先，如图5的(a)所示，准备soi(silicononinsulator，绝缘体上硅)基板，该soi基板具有：基板5，例如由单晶硅基板构成；嵌入式绝缘膜22，形成于基板5上，例如由硅氧化膜构成；以及半导体层80，形成于嵌入式绝缘膜22上，由硅层构成。

之后，例如使用locos(localoxidationofsilicon，硅的局部氧化)分离法或者sti(shallowtrenchisolation，浅沟槽隔离)法，形成例如由硅氧化膜构成的绝缘膜20，该绝缘膜20使形成pn结二极管的各半导体层80之间分离。

然后，如图5的(b)所示，形成在形成pn结二极管d2的p型区域54以及pn结二极管d4的p型区域64的区域具有开口部的光致抗蚀剂图案90。之后，使用离子注入法，将光致抗蚀剂图案90作为掩模，将p型的杂质离子注入到半导体层80，形成p型区域54以及p型区域64。

接下来，如图5的(c)所示，形成在形成pn结二极管d1的n型区域52以及pn结二极管d3的n型区域62的区域具有开口部的光致抗蚀剂图案91。之后，使用离子注入法，将光致抗蚀剂图案91作为掩模，将n型的杂质离子注入到半导体层80，形成n型区域52以及n型区域62。

接下来，如图5的(d)所示，形成在形成pn结二极管d2的n型区域56以及pn结二极管d4的n型区域66的区域具有开口部的光致抗蚀剂图案92。之后，使用离子注入法，将光致抗蚀剂图案92作为掩模，将n型的杂质离子注入到半导体层80，形成n型区域56以及n型区域66。

接下来，如图5的(e)所示，形成在形成pn结二极管d1的p型区域50以及pn结二极管d3的p型区域60的区域具有开口部的光致抗蚀剂图案93。之后，使用离子注入法，将光致抗蚀剂图案93作为掩模，将p型的杂质离子注入到半导体层80，形成p型区域50以及p型区域60。

根据以上，形成pn结二极管d1～d4的各导电区域。

在此，以不同的离子注入工序分别形成pn结二极管d1～d4的各区域，但例如在形成相同的导电类型且相同的杂质浓度的区域的情况下，也可以在同一离子注入工序中同时形成该区域。另外，在相同的离子注入工序中形成pn结二极管d1～d4的各区域，但在形成不同的杂质浓度的区域的情况下，也可以在不同的离子注入工序中分别单独地形成该区域。另外，还能够适当变更形成pn结二极管d1～d4的各区域的顺序。

接下来，如图6的(a)所示，在pn结二极管d1～d4以及绝缘膜20之上例如形成由硅氧化膜构成的绝缘膜24，为了在绝缘膜24中形成接触孔34而在绝缘膜24上形成具有开口部的光致抗蚀剂图案94。之后，将光致抗蚀剂图案94作为掩模，直至pn结二极管d1～d4的各导电类型区域的上表面露出为止通过蚀刻来去除绝缘膜24，形成接触孔34。

在此，也可以在形成接触孔34之后，为了降低pn结二极管d1～d4的各导电类型区域与金属布线30、32的接触电阻，利用接触孔34将高浓度的杂质离子以自对准方式注入到各导电类型区域内。

接下来，如图6的(b)所示，去除光致抗蚀剂图案94，在绝缘膜24上以及接触孔34内形成金属膜35。

接下来，如图6的(c)所示，在绝缘膜24上形成具有开口部的光致抗蚀剂图案95。之后，将光致抗蚀剂图案95作为掩模，通过蚀刻来去除金属膜35的一部分，从而金属布线30、32以及输出信号布线46形成于绝缘膜24的上表面。在此，虽然未图示，但驱动信号布线42也在这个时机形成。

接下来，如图6的(d)所示，去除光致抗蚀剂图案95，在绝缘膜24上以及金属布线30、32上例如形成由硅氧化膜构成的绝缘膜26。之后，以使与pn结二极管d1～d4的另一端的pn结二极管d4电连接的金属布线30的上表面的一部分以及输出信号布线46的上表面的一部分露出的方式，对绝缘膜26进行蚀刻，形成开口部36。而且，对绝缘膜26、绝缘膜24、绝缘膜20以及绝缘膜22依次进行蚀刻，从而在形成pn结二极管d1～d4的区域与形成输出信号布线46的区域之间，形成基板5露出的开口部38。在此，虽然未图示，但在形成pn结二极管d1～d4的区域与形成驱动信号布线42的区域之间，也在这个时机形成开口部。

接下来，如图7的(a)所示，例如在绝缘膜26上以及开口部38内形成由聚酰亚胺等有机膜构成的牺牲膜28。之后，以使与串联连接的10个pn结二极管d1～d4中的另一端的pn结二极管d4电连接的金属布线30的上表面的一部分以及输出信号布线46的上表面的一部分露出的方式，对牺牲膜28进行蚀刻，形成开口部39。

然后，如图7的(b)所示，在牺牲膜28上以及开口部39内形成金属膜，通过蚀刻来去除不需要的金属膜，从而形成将与串联连接的10个pn结二极管d1～d4中的另一端的pn结二极管d4电连接的金属布线30与输出信号布线46进行电连接的信号布线44。在此，虽然未图示，但将与串联连接的10个pn结二极管d1～d4中的一端的pn结二极管d3电连接的金属布线30与驱动信号布线42进行电连接的信号布线40也在这个时机形成。

接下来，如图7的(c)所示，例如通过灰化法(ashing)等方法来去除形成于绝缘膜26上以及开口部38内的牺牲膜28。

然后，如图7的(d)所示，使用与金属膜的反应性低且与基板5的反应性高的气体或者液体、例如四甲基氢氧化铵等碱性溶液，挖掘嵌入式绝缘膜22的背面侧的基板5，形成具有空间15的中空构造。由此，串联连接的10个pn结二极管d1～d4从热容量大的基板5热分离。

根据以上，能够制造本实施方式所具备的红外线检测元件1。

在此，虽然省略详细内容，但在制造红外线固体摄像装置100的情况下，除了上述红外线检测元件1的制造方法之外，还需要形成驱动电路2以及信号处理电路3，但与上述红外线检测元件的制造方法分开地，使用以往的半导体制造技术来形成驱动电路2以及信号处理电路3。

另外，虽然省略详细内容，但也可以在上述红外线检测元件1的制造方法之后，例如在pn结二极管群10、pn结二极管群12、金属布线30以及金属布线32的上方形成如红外线吸收伞那样的未图示的红外线吸收部。

根据以上，通过如上所述构成的本实施方式，可提供能够使红外线检测元件的尺寸微细化并且降低噪音的红外线固体摄像装置。

在此，在本实施方式中，以10个pn结二极管串联连接的红外线检测元件为例而进行了说明，但未必限定于此，能够适当调整串联连接的pn结二极管的数量。另外，也能够适当调整pn结二极管群10以及pn结二极管群12的数量、配置的方式，例如至少具有一个具有u字形状的pn结二极管群10即可。

实施方式2.

在实施方式2的红外线固体摄像装置的红外线检测元件中，pn结二极管d2a的p型区域54a的弯曲的方向与实施方式1的红外线检测元件不同。关于附加有相同的符号的部分，与实施方式1的红外线检测元件同样地构成，所以省略说明。

图8是示出本实施方式的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的一部分结构的俯视图，是示出图2的红外线检测元件的pn结二极管群10的其它结构的俯视图。与实施方式1同样地，设置于各区域上的金属布线30、32在图8中未记载而进行了省略。

如图8所示，本实施方式所具备的红外线检测元件具备相互串联连接的pn结二极管d1和pn结二极管d2a。pn结二极管d1与实施方式1同样地具备p型区域50以及在接合面70处与p型区域50邻接地配置的弯曲形状的n型区域52。pn结二极管d2a具备在接合面72处与pn结二极管d1的n型区域52邻接地配置的弯曲形状的p型区域54a以及在接合面74处与p型区域54邻接地配置的n型区域56，p型区域54a与实施方式1不同，向与n型区域52相反的方向弯曲。因而，以使pn结二极管群10整体具有曲柄形状的方式，配置有p型区域50、n型区域52、p型区域54a以及n型区域56。

因此，从接合面72至接合面74为止的p型区域54a内的最短的长度lp如图8所示为沿着p型区域54a与绝缘膜20的边界的路径的长度。从接合面70至接合面72为止的n型区域52内的最短的长度ln与从接合面72至接合面74为止的p型区域54a内的最短的长度lp的关系与实施方式1相同，所以省略说明，但具有与实施方式1同样的效果，通过本实施方式，能够提供噪音被降低的红外线固体摄像元件。

实施方式3.

实施方式3的红外线固体摄像装置的红外线检测元件与实施方式1的红外线检测元件不同，pn结二极管d2b的p型区域54b具有矩形形状。关于附加有相同的符号的部分，由于与实施方式1的红外线检测元件同样地构成，所以省略说明。

图9是示出本实施方式的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的一部分结构的俯视图，是示出图2的红外线检测元件的pn结二极管群10的其它结构的俯视图。与实施方式1同样地，设置于各区域上的金属布线30、32在图9中未记载而进行了省略。

如图9所示，本实施方式所具备的红外线检测元件具备相互串联连接的pn结二极管d1和pn结二极管d2b。pn结二极管d1与实施方式1同样地，具备p型区域50以及在接合面70处与p型区域50邻接地配置的弯曲形状的n型区域52。pn结二极管d2b具备在接合面72处与pn结二极管d1的n型区域52邻接地配置的矩形形状的p型区域54b以及在接合面74处与p型区域54b邻接地配置的n型区域56，p型区域54b与实施方式1不同，具有矩形形状，在一方的短边与n型区域52邻接而形成接合面72，在对置的另一方的短边与n型区域56邻接而形成接合面74。因而，以使pn结二极管群10整体具有l字形状的方式，配置有p型区域50、n型区域52、p型区域54b以及n型区域56。

因此，从接合面72至接合面74为止的p型区域54b内的最短的长度lp如图9所示为p型区域54b的长边的长度。从接合面70至接合面72为止的n型区域52内的最短的长度ln与从接合面72至接合面74为止的p型区域54内的最短的长度lp的关系与实施方式1相同，所以省略说明，但具有与实施方式1同样的效果，在本实施方式所具备的红外线检测元件中，噪音被降低，能够提供可靠性高的红外线检测元件。

另外，以使pn结二极管群整体具有l字形状的方式，配置有p型区域50、n型区域52、p型区域54b以及n型区域56，所以例如代替图2的pn结二极管群12，而将本实施方式所具备的红外线检测元件的pn结二极管群设置于形成pn结二极管的区域的四角等，与实施方式1的pn结二极管群10进行组合，从而能够提高pn结二极管的配置的自由度，能够提高红外线检测元件的设计的自由度。

根据以上，通过如上所述构成的本实施方式，能够提供噪音被降低的红外线固体摄像装置。另外，能够提高pn结二极管的配置的自由度，能够提供红外线检测元件的设计的自由度高的红外线固体摄像装置。

实施方式4.

实施方式4的红外线固体摄像装置的红外线检测元件与实施方式1的红外线检测元件不同，pn结二极管d1a的n型区域52a具有矩形形状。关于附加有相同的符号的部分，由于与实施方式1的红外线检测元件同样地构成，所以省略说明。

图10是示出本实施方式的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的一部分结构的俯视图，是示出图2的pn结二极管群10的其它结构的俯视图。与实施方式1同样地，设置于各区域上的金属布线30、32在图10中未记载而进行了省略。

如图10所示，本实施方式所具备的红外线检测元件具备相互串联连接的pn结二极管d1a和pn结二极管d2。pn结二极管d1a具备p型区域50以及在接合面70处与p型区域50邻接地配置的矩形形状的n型区域52a，n型区域52a与实施方式1不同，具有矩形形状，在一方的短边与p型区域50邻接而形成接合面70，在对置的另一方的短边与p型区域54邻接而形成接合面72。pn结二极管d2与实施方式1同样地，具备在接合面72处与pn结二极管d1的n型区域52a邻接地配置的弯曲形状的p型区域54以及在接合面74处与p型区域54邻接地配置的n型区域56。因而，以使pn结二极管群10整体具有l字形状的方式，配置有p型区域50、n型区域52a、p型区域54以及n型区域56。

因此，从接合面70至接合面72为止的n型区域52a内的最短的长度ln如图10所示为n型区域52a的从接合面70至接合面72为止的长边的长度。从接合面70至接合面72为止的n型区域52a内的最短的长度ln与从接合面72至接合面74为止的p型区域54内的最短的长度lp的关系与实施方式1相同，所以省略说明，但具有与实施方式1同样的效果，通过本实施方式所具备的红外线检测元件，能够提供噪音被降低的红外线固体摄像元件。

另外，以使pn结二极管群整体具有l字形状的方式配置p型区域50、n型区域52、p型区域54b以及n型区域56的效果与实施方式3相同，所以省略说明。

根据以上，通过如上所述构成的本实施方式，能够提供噪音被降低的红外线固体摄像装置。另外，能够提高pn结二极管的配置的自由度，能够提供红外线检测元件的设计的自由度高的红外线固体摄像装置。

实施方式5.

实施方式5的红外线固体摄像装置的红外线检测元件与实施方式1的红外线检测元件不同，在pn结二极管d1b与pn结二极管d2的接合面设置有高浓度的n型区域52c。关于附加有相同的符号的部分，由于与实施方式1的红外线检测元件同样地构成，所以省略说明。

图11是示出本实施方式的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的一部分结构的俯视图，是示出图2的pn结二极管群10的其它结构的俯视图。与实施方式1同样地，设置于各区域上的金属布线30、32在图11中未记载而进行了省略。

如图11所示，本实施方式所具备的红外线检测元件具备相互串联连接的pn结二极管d1b和pn结二极管d2。pn结二极管d1b具备：p型区域50；弯曲形状的n型区域52b，在接合面70处与p型区域50邻接地配置；以及n型区域52c，在接合面72a处与n型区域52b邻接地配置，具有比n型区域52b高的杂质浓度。pn结二极管d2具备在接合面72b处与pn结二极管d1b的n型区域52c邻接地配置的弯曲形状的p型区域54以及在接合面74处与p型区域54邻接地配置的n型区域56。因而，与实施方式1同样地，以使pn结二极管群10整体具有u字形状的方式，配置有p型区域50、n型区域52b、n型区域52c、p型区域54以及n型区域56。

因此，从接合面70至接合面72a为止的最短的长度ln为n型区域52b内的最短的长度。从接合面70至接合面72a为止的n型区域52b内的最短的长度ln与从接合面72b至接合面74为止的p型区域54内的最短的长度lp的关系及其效果与实施方式1相同，所以省略说明，但在n型区域52b与p型区域54之间设置高浓度的n型区域52c，从而使从p型区域50注入到n型区域52b的空穴在高浓度的n型区域52c内更高效地重新结合，所以从p型区域50注入到n型区域52b的空穴不易通过接合面72b。因而，能够进一步抑制从p型区域50注入到n型区域52b的空穴所引起的红外线检测元件的噪音的增加。

因而，通过如上所述构成的本实施方式，相比于实施方式1，能够提供噪音进一步被降低的红外线固体摄像装置。

在此，本实施方式的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的结构还能够应用于其它实施方式。

实施方式6.

实施方式6的红外线固体摄像装置的红外线检测元件与实施方式1的红外线检测元件不同，在pn结二极管d1与pn结二极管d2c的接合面设置有高浓度的p型区域54d。关于附加有相同的符号的部分，由于与实施方式1的红外线检测元件同样地构成，所以省略说明。

图12是示出本实施方式的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的一部分结构的俯视图，是示出图2的pn结二极管群10的其它结构的俯视图。与实施方式1同样地，设置于各区域上的金属布线30、32在图12中未记载而进行了省略。

如图12所示，本实施方式所具备的红外线检测元件具备相互串联连接的pn结二极管d1和pn结二极管d2c。pn结二极管d1具备p型区域50和在接合面70处与p型区域50邻接地配置的弯曲形状的n型区域52。pn结二极管d2c具备：p型区域54d，在接合面72c处与pn结二极管d1的n型区域52邻接地配置，具有比p型区域54c高的杂质浓度；弯曲形状的p型区域54c，在接合面72d处与p型区域54d邻接地配置；以及n型区域56，在接合面74处与p型区域54c邻接地配置。因而，与实施方式1同样地，以使pn结二极管群10整体具有u字形状的方式，配置有p型区域50、n型区域52、p型区域54d、p型区域54c以及n型区域56。

因此，从接合面72d至接合面74为止的最短的长度lp为p型区域54c内的最短的长度。从接合面70至接合面72c为止的n型区域52内的最短的长度ln与从接合面72d至接合面74为止的p型区域54c内的最短的长度lp的关系及其效果与实施方式1相同，所以省略说明，但在n型区域52与p型区域54c之间设置高浓度的p型区域54d，从而使从n型区域56注入到p型区域54c的电子在高浓度的p型区域54d内更高效地重新结合，所以从n型区域56注入到p型区域54c的电子不易通过接合面72。因而，能够进一步抑制从n型区域56注入到p型区域54c的电子所引起的红外线检测元件的噪音的增加。

因而，通过如上所述构成的本实施方式，相比于实施方式1，能够提供噪音进一步被降低的红外线固体摄像装置。

在此，本实施方式的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的结构还能够应用于其它实施方式。

实施方式7.

实施方式7的红外线固体摄像装置的红外线检测元件与实施方式1的红外线检测元件不同，具备以自对准方式形成于pn结二极管d2d的p型区域54e内的高浓度的n型区域56a。关于附加有相同的符号的部分，由于与实施方式1的红外线检测元件同样地构成，所以省略说明。

图13是示出本实施方式的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的一部分结构的俯视图，是示出图2的pn结二极管群10的其它结构的俯视图。与实施方式1同样地，设置于各区域上的金属布线30、32在图13中未记载而进行了省略。

如图13所示，本实施方式所具备的红外线检测元件具备相互串联连接的pn结二极管d1和pn结二极管d2d。pn结二极管d1与实施方式1同样地，具备p型区域50以及在接合面70处与p型区域50邻接地配置的弯曲形状的n型区域52。pn结二极管d2d具备在接合面72处与pn结二极管d1的n型区域52邻接地配置的弯曲形状的p型区域54e以及以自对准方式形成于p型区域54e内且具有比p型区域54e更高浓度的杂质浓度的n型区域56a，与包围n型区域56a的p型区域54e之间的边界为接合面74。

因此，从接合面72至接合面74为止的p型区域54e内的最短的长度lp如在实施方式1中说明那样，是直至从在一方邻接的区域注入的空穴或者电子通过关注区域内而到达至在另一方邻接的区域为止由空穴或者电子在关注区域内能够通过的最短路径的长度，所以图13所示的长度为最短的长度lp。从接合面70至接合面72为止的n型区域52内的最短的长度ln与从接合面72至接合面74为止的p型区域54e内的最短的长度lp的关系及其效果与实施方式1相同，所以省略详细内容。

接下来，说明本实施方式的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的制造方法。图14是示出本实施方式的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的制造方法中的形成p型区域以及n型区域的工序的剖面图。在此，仅对本实施方式的红外线元件的制造方法的特征部分进行说明，省略关于与实施方式1相同的制造方法的说明。

在形成图5的(a)的绝缘膜20之后，如图14的(a)所示，形成在形成pn结二极管d2d的p型区域54e以及pn结二极管d4的p型区域64的区域具有开口部的光致抗蚀剂图案96。之后，使用离子注入法，将光致抗蚀剂图案96作为掩模，将p型的杂质离子注入到半导体层80，形成p型区域54e以及p型区域64。此时，p型区域54e形成于还包括形成实施方式1的n型区域56的区域的区域。

接下来，在经过形成图5的(d)的实施方式1的n型区域56以外的图5的(c)以及图5的(e)所示的各区域的工序之后，如图14的(b)所示，在pn结二极管的各区域以及绝缘膜20之上例如形成由硅氧化膜构成的绝缘膜24，为了在绝缘膜24中形成接触孔34a，在绝缘膜24上形成具有开口部的光致抗蚀剂图案97。之后，将光致抗蚀剂图案97作为掩模，直至pn结二极管的各区域的上表面露出为止通过蚀刻来去除绝缘膜24，形成接触孔34a。此时，在形成n型区域56a的p型区域54e上也形成接触孔34a。

接下来，如图14的(c)所示，在去除光致抗蚀剂图案97之后，形成在形成n型区域56a的p型区域54e的接触孔34a处具有开口部的光致抗蚀剂图案98。该光致抗蚀剂图案98的开口部形成为比接触孔34a的内径大。之后，将光致抗蚀剂图案98以及绝缘膜24作为掩模，以自对准方式将n型的杂质离子注入到p型区域54e，形成n型区域56a。此时，以使n型区域56a的杂质浓度比p型区域54e的杂质浓度高的方式注入n型的杂质离子。

之后，如图14的(d)所示，在去除光致抗蚀剂图案98之后，在接触孔34a的侧壁形成绝缘膜29。由此，能够防止与n型区域56a电连接的金属布线30和邻接的p型区域54e发生短路。

之后的工序与图6的(b)之后相同，所以省略说明。

根据以上，能够制造本实施方式所具备的红外线检测元件。

本实施方式所具备的红外线检测元件以自对准方式形成有高浓度的n型区域56a，所以能够降低与金属布线30之间的接触电阻，并且相比于实施方式1，能够减小n型区域56a的面积。因此，本实施方式所具备的红外线检测元件相比于实施方式1，能够实现微细化，能够使红外线固体摄像装置整体小型化。

因而，通过如上所述构成的本实施方式，能够提供噪音被降低的红外线固体摄像装置。另外，本实施方式所具备的红外线检测元件相比于实施方式1，能够实现微细化，能够使红外线固体摄像装置小型化。

在此，本实施方式的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的结构还能够应用于其它实施方式。

实施方式8.

实施方式8的红外线固体摄像装置的红外线检测元件与实施方式1的红外线检测元件不同，具备以自对准方式形成于pn结二极管d1c的n型区域52d内的高浓度的p型区域50a。关于附加有相同的符号的部分，由于与实施方式1的红外线检测元件同样地构成，所以省略说明。

图15是示出本实施方式的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的一部分结构的俯视图，是示出图2的pn结二极管群10的其它结构的俯视图。与实施方式1同样地，设置于各区域上的金属布线30、32在图15中未记载而进行了省略。

如图15所示，本实施方式所具备的红外线检测元件具备相互串联连接的pn结二极管d1c和pn结二极管d2。pn结二极管d1c具备：弯曲形状的n型区域52d；以及p型区域50a，以自对准方式形成于n型区域52d内，具有比n型区域52d更高浓度的杂质浓度。pn结二极管d2d与实施方式1同样地，具备在接合面72处与pn结二极管d1的n型区域52d邻接地配置的弯曲形状的p型区域54以及在接合面74处与p型区域54邻接地配置的n型区域56。并且，与包围p型区域50a的n型区域52d之间的边界为接合面70。

因此，从接合面70至接合面72为止的n型区域52d内的最短的长度ln如在实施方式1中说明那样，是直至从在一方邻接的区域注入的空穴或者电子通过各区域内而到达至在另一方邻接的区域为止由空穴或者电子在各区域内能够通过的最短路径的长度，所以图15所示的长度为最短的长度ln。从接合面70至接合面72为止的n型区域52d内的最短的长度ln与从接合面72至接合面74为止的p型区域54内的最短的长度lp的关系及其效果与实施方式1相同，所以省略详细内容。

另外，关于本实施方式所具备的红外线检测元件的制造方法，能够通过与实施方式7同样的制造方法来形成，所以省略说明。

另外，本实施方式的红外线固体摄像装置的效果也与实施方式7相同，所以省略说明，但通过如上所述构成的本实施方式，能够提供噪音被降低的红外线固体摄像装置。另外，本实施方式所具备的红外线检测元件相比于实施方式1，能够实现微细化，能够使红外线固体摄像装置小型化。

在此，本实施方式的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的结构还能够应用于其它实施方式。

实施方式9.

实施方式9的红外线固体摄像装置的红外线检测元件与实施方式1的红外线检测元件不同，在pn结二极管d1d与pn结二极管d2的接合面设置有过渡金属等形成深的等级的杂质区域58。关于附加有相同的符号的部分，由于与实施方式1的红外线检测元件同样地构成，所以省略说明。

图16是示出本实施方式的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的一部分结构的俯视图，是示出图2的pn结二极管群10的其它结构的俯视图。与实施方式1同样地，设置于各区域上的金属布线30、32在图16中未记载而进行了省略。

如图16所示，本实施方式所具备的红外线检测元件具备相互串联连接的pn结二极管d1d和pn结二极管d2。pn结二极管d1d具备：p型区域50；弯曲形状的n型区域52e，在接合面70处与p型区域50邻接地配置；以及杂质区域58，在接合面72e处与n型区域52e邻接地配置，被掺杂过渡金属等形成深的等级的杂质。pn结二极管d2具备在接合面72f处与pn结二极管d1d的杂质区域58邻接地配置的弯曲形状的p型区域54以及在接合面74处与p型区域54邻接地配置的n型区域56。因而，与实施方式1同样地，以使pn结二极管群10整体具有u字形状的方式，配置有p型区域50、n型区域52e、杂质区域58、p型区域54以及n型区域56。

在此，从接合面70至接合面72e为止的最短的长度ln为n型区域52e内的最短的长度。从接合面70至接合面72e为止的n型区域52b内的最短的长度ln与从接合面72f至接合面74为止的p型区域54内的最短的长度lp的关系及其效果与实施方式1相同，所以省略说明。

杂质区域58是被掺杂过渡金属等形成深的等级的杂质的区域，过渡金属等形成深的等级的杂质的杂质浓度比n型区域52e内的浓度高。

因此，杂质区域58内的过渡金属形成深的能级，作为重新结合中心发挥作用，所以能够使从p型区域50注入到n型区域52e的空穴高效地重新结合，能够进一步抑制该空穴所引起的红外线检测元件的噪音的增加。

因而，通过如上所述构成的本实施方式，相比于实施方式1，能够提供噪音进一步被降低的红外线固体摄像装置。

在此，在本实施方式中，以过渡金属等形成深的等级的杂质的浓度比n型区域52e内的浓度高的杂质区域58为例而进行了说明，但也可以设置于接合面72的p型区域54侧，并使过渡金属等形成深的等级的杂质的浓度比p型区域54内的浓度高。另外，也可以将两者并用。

在此，本实施方式的红外线固体摄像装置的红外线检测元件的结构还能够应用于其它实施方式。

如上所述，在本发明的实施方式中，说明了以使pn结二极管群10整体具有u字形状、l字形状或者曲柄形状的方式配置各区域，但只要从接合面70至接合面72为止的n型区域内的最短的长度ln与从接合面72至接合面74为止的p型区域内的最短的长度lp的关系具有如在上述中说明那样的关系，pn结二极管群10整体就无需为u字形状、l字形状或者曲柄形状，也可以将各区域配置成直线状，能够在不脱离本发明的实施方式的要旨的范围中适当地进行变形。另外，关于构成pn结二极管的区域的形状，也同样地只要从接合面70至接合面72为止的n型区域内的最短的长度ln与从接合面72至接合面74为止的p型区域内的最短的长度lp的关系具有如在上述实施方式中所说明那样的关系，就能够在不脱离本发明的实施方式的要旨的范围中对区域的形状也适当地进行变形。

另外，在本发明的实施方式中，以红外线检测元件作为像素而以阵列状排列有多个而成的红外线固体摄像装置为例而进行了说明，但也可以将红外线检测元件单体作为检测红外线的红外线检测器件。

此外，本发明能够在其发明的范围内，对各实施方式自由地进行组合，或者对各实施方式适当地进行变形、省略。而且，本发明并不限定于上述实施方式，能够在实施阶段在不脱离其要旨的范围中进行各种变形。另外，在上述实施方式中包括各种阶段的发明，能够通过公开的多个结构要件中的适当的组合来抽取各种发明。