JPH01287972A - 赤外線検知装置 - Google Patents
赤外線検知装置Info
- Publication number
- JPH01287972A JPH01287972A JP63117581A JP11758188A JPH01287972A JP H01287972 A JPH01287972 A JP H01287972A JP 63117581 A JP63117581 A JP 63117581A JP 11758188 A JP11758188 A JP 11758188A JP H01287972 A JPH01287972 A JP H01287972A
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- infrared
- infrared ray
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
赤外光の表面入射′型赤外線検知装置に関し、高感度、
高密度で製造が容易な赤外線検知装置を目的とし、 赤外線検知素子を設けた化合物半導体基板と、該検知素
子の信号を処理する信号処理装置を設けた基板を対向さ
せて前記検知素子と信号処理素子間を金属バンプで接続
して成る装置に於いて、前記信号処理装置を設けた基板
に、赤外線検知素子を設けた化合物半導体基板表面より
光が入射するような開口部を設けて構成する。
高密度で製造が容易な赤外線検知装置を目的とし、 赤外線検知素子を設けた化合物半導体基板と、該検知素
子の信号を処理する信号処理装置を設けた基板を対向さ
せて前記検知素子と信号処理素子間を金属バンプで接続
して成る装置に於いて、前記信号処理装置を設けた基板
に、赤外線検知素子を設けた化合物半導体基板表面より
光が入射するような開口部を設けて構成する。
本発明は赤外線検知装置に関する。
赤外線を高感度に検出する水銀・カドミウム・テルルの
ような化合物半導体基板にホトダイオードのような赤外
線検知素子を多数アレイ状に設け、該検知素子の信号を
処理するマルチプレクサのような信号処理素子をシリコ
ン基板のような半導体基板、或いはサファイア基板に形
成し、該検知素子と信号処理素子間をインジウムのよう
な金属バンプで結合して一体化した赤外線検知装置は固
体撮像装置等に用いられている。
ような化合物半導体基板にホトダイオードのような赤外
線検知素子を多数アレイ状に設け、該検知素子の信号を
処理するマルチプレクサのような信号処理素子をシリコ
ン基板のような半導体基板、或いはサファイア基板に形
成し、該検知素子と信号処理素子間をインジウムのよう
な金属バンプで結合して一体化した赤外線検知装置は固
体撮像装置等に用いられている。
従来、このような赤外線検知装置は第４図に示すように
、ホトダイオードのような赤外線検知素子１をアレイ状
に形成した水銀・カドミウム・テルルの化合物半導体基
板２と該検知素子１の信号を処理するマルチプレクサの
ような信号処理素子３を設けたシリコン（Ｓｉ）基板４
の前記素子１，３間を金（Ａｕ）等の金属ワイヤ５を用
いてボンディング接続して形成していた。
、ホトダイオードのような赤外線検知素子１をアレイ状
に形成した水銀・カドミウム・テルルの化合物半導体基
板２と該検知素子１の信号を処理するマルチプレクサの
ような信号処理素子３を設けたシリコン（Ｓｉ）基板４
の前記素子１，３間を金（Ａｕ）等の金属ワイヤ５を用
いてボンディング接続して形成していた。
然し、このような赤外線検知装置では赤外線検知素子１
を化合物半導体基板２上に高密度に配設して素子１の高
解像度化を図ろうとすると、膨大なボンディング接続作
業が必要となり、該装置を形成するための作業に困難を
きたす問題がある。
を化合物半導体基板２上に高密度に配設して素子１の高
解像度化を図ろうとすると、膨大なボンディング接続作
業が必要となり、該装置を形成するための作業に困難を
きたす問題がある。
このような問題点を解決するために、第５図に示すよう
に所定の波長の赤外線を透過するカドミウムテルルや、
サファイア製の半絶縁性基板６に水銀・カドミウム・テ
ルル（Ｈｇ＋−ｘｃｄｘ Ｔｅ）のような化合物半導体
結晶７をエピタキシャル成長して薄層状態に形成し、こ
の化合物半導体結晶７にホトダイオードのような検知素
子を形成し、この検知素子とＳｉ基板４に形成したマル
チプレクサの回路素子とを金属バンプ８で結合して一体
化し、化合物半導体結晶７の裏面側より矢印Ａに示すよ
うに、赤外線を入射して検知する裏面入射型の赤外線検
知装置が開発されている。
に所定の波長の赤外線を透過するカドミウムテルルや、
サファイア製の半絶縁性基板６に水銀・カドミウム・テ
ルル（Ｈｇ＋−ｘｃｄｘ Ｔｅ）のような化合物半導体
結晶７をエピタキシャル成長して薄層状態に形成し、こ
の化合物半導体結晶７にホトダイオードのような検知素
子を形成し、この検知素子とＳｉ基板４に形成したマル
チプレクサの回路素子とを金属バンプ８で結合して一体
化し、化合物半導体結晶７の裏面側より矢印Ａに示すよ
うに、赤外線を入射して検知する裏面入射型の赤外線検
知装置が開発されている。
然し、このような装置では第６図に示すように、Ｐ型の
化合物半導体結晶７の表面に設けられたＮ゛型９Ｐ−Ｎ
接合部のホトダイオード１０まで、光電変換されたキャ
リア１１が到達する迄に再結合によって消滅する恐れが
あり、そのため化合物半導体結晶７を薄層状態にエピタ
キシャル成長、或いは研磨して形成する必要があり、製
造が困難な問題がある。
化合物半導体結晶７の表面に設けられたＮ゛型９Ｐ−Ｎ
接合部のホトダイオード１０まで、光電変換されたキャ
リア１１が到達する迄に再結合によって消滅する恐れが
あり、そのため化合物半導体結晶７を薄層状態にエピタ
キシャル成長、或いは研磨して形成する必要があり、製
造が困難な問題がある。
本発明は上記した問題点を解決し、高感度、高密度で、
然も製造が容易な赤外光の表面入射型赤乳線検知装置の
提供を目的とする。
然も製造が容易な赤外光の表面入射型赤乳線検知装置の
提供を目的とする。
上記問題点を解決する本発明の赤外線検知装置は、赤外
線検知素子を設けた化合物半導体基板と、該検知素子の
信号を処理する信号処理装置を設けた基板を対向させて
前記検知素子と信号処理素子間を金属バンプで接続して
成る装置に於いて、前記信号処理装置を設けた基板に、
赤外線検知素子を設けた化合物半導体基板表面より光が
入射するような開口部を設けて構成する。
線検知素子を設けた化合物半導体基板と、該検知素子の
信号を処理する信号処理装置を設けた基板を対向させて
前記検知素子と信号処理素子間を金属バンプで接続して
成る装置に於いて、前記信号処理装置を設けた基板に、
赤外線検知素子を設けた化合物半導体基板表面より光が
入射するような開口部を設けて構成する。
〔作 用］
本発明の赤外線検知装置は、マルチプレクサのような信
号処理装置を設けた基板に、赤外線が化合物半導体基板
に設けた検知素子の表面側より入射するような開口部を
設けるとともに、該化合物半導体基板に形成した赤外線
検知素子とマルチプレクサとを金属バンプで接続結合さ
せる。すると化合物半導体基板を薄層状態に形成する複
雑な工程を必要とせず、また金属バンプで検知素子と信
号処理素子とを接続するため、ボンディング接続のよう
な煩雑な工程を採らずに高密度で、高感度な赤外線検知
装置が形成できる。
号処理装置を設けた基板に、赤外線が化合物半導体基板
に設けた検知素子の表面側より入射するような開口部を
設けるとともに、該化合物半導体基板に形成した赤外線
検知素子とマルチプレクサとを金属バンプで接続結合さ
せる。すると化合物半導体基板を薄層状態に形成する複
雑な工程を必要とせず、また金属バンプで検知素子と信
号処理素子とを接続するため、ボンディング接続のよう
な煩雑な工程を採らずに高密度で、高感度な赤外線検知
装置が形成できる。
以下、図面を用いながら本発明の一実施例につき詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明の赤外線検知装置の斜視図、第２図は第
１図のＩ−１′線に沿った断面図、第３図は本発明の他
の実施例の斜視図を示す。
１図のＩ−１′線に沿った断面図、第３図は本発明の他
の実施例の斜視図を示す。
第１図より第２図迄に示すように、本発明の装置は、厚
さが２０μｍ程度のＰ型の水銀・カドミウム・テルルよ
りなる化合物半導体基板２１に所定のパターンでボロン
原子をイオン注入してＮ゛層２２が形成され、このＰ−
Ｎ接合によってホトダイオード２３が紙面に垂直方向に
所定の間隔を隔ててアレイ状に形成され、その基板２１
の表面には硫化亜鉛（ＺｎＳ）より成る絶縁膜２４が被
覆されて赤外線検知装置２５が形成されている。
さが２０μｍ程度のＰ型の水銀・カドミウム・テルルよ
りなる化合物半導体基板２１に所定のパターンでボロン
原子をイオン注入してＮ゛層２２が形成され、このＰ−
Ｎ接合によってホトダイオード２３が紙面に垂直方向に
所定の間隔を隔ててアレイ状に形成され、その基板２１
の表面には硫化亜鉛（ＺｎＳ）より成る絶縁膜２４が被
覆されて赤外線検知装置２５が形成されている。
また一方Ｓｉ基板２６上には二酸化シリコン（ＳｉＯ□
）膜よりなる絶縁膜２７が形成され、その上には所定の
パターンのアルミニウムよりなる金属電極２８が蒸着、
およびホトリソグラフィ法を用いたエツチングにより所
定のパターンに形成されてマルチプレクサ２９が形成さ
れている。このＳｉ基板１６には開口部３０がイオンミ
リング等の手法を用いて形成され、この開口部３０がＳ
ｉ基板２５に形成されたマルチプレクサ２９の素子と赤
外線検知素子とをインジウム金属バンプ３１で結合した
時に検知素子を形成するＮ′″層２２の上部に対向配置
されるようになっている。
）膜よりなる絶縁膜２７が形成され、その上には所定の
パターンのアルミニウムよりなる金属電極２８が蒸着、
およびホトリソグラフィ法を用いたエツチングにより所
定のパターンに形成されてマルチプレクサ２９が形成さ
れている。このＳｉ基板１６には開口部３０がイオンミ
リング等の手法を用いて形成され、この開口部３０がＳ
ｉ基板２５に形成されたマルチプレクサ２９の素子と赤
外線検知素子とをインジウム金属バンプ３１で結合した
時に検知素子を形成するＮ′″層２２の上部に対向配置
されるようになっている。
このような本発明の装置では、あらゆる種類の波長の赤
外線がこの開口部３０を通じて容易に検知素子を形成す
るＮ゛型層２２に到達し、該Ｎ゛層２２と基板２１のＰ
−Ｎ接合部で光電変換されたキャリアが検知される。
外線がこの開口部３０を通じて容易に検知素子を形成す
るＮ゛型層２２に到達し、該Ｎ゛層２２と基板２１のＰ
−Ｎ接合部で光電変換されたキャリアが検知される。
本発明の装置によれば、サファイア基板のように特定の
波長の赤外線を透過する基板を支持板として用いていな
いので、あらゆる波長の赤外線が容易に検知・素子に到
達するので、高感度な検知素・子が得られる。
波長の赤外線を透過する基板を支持板として用いていな
いので、あらゆる波長の赤外線が容易に検知・素子に到
達するので、高感度な検知素・子が得られる。
また金属バンプを用いて赤外線検知素子とマルチプレク
サとを結合しているので、従来のようなボンディング接
続のような煩雑な配線工程をとる必要がなくなり、簡単
な方法で高密度の配線ができる。
サとを結合しているので、従来のようなボンディング接
続のような煩雑な配線工程をとる必要がなくなり、簡単
な方法で高密度の配線ができる。
また検知素子の表面より光を入射するため、検知素子を
形成する化合物半導体基板を薄層化する必要がなく、ま
たエピタキシャル成長のような煩雑な工程を必要としな
いで赤外線検知装置が形成される。
形成する化合物半導体基板を薄層化する必要がなく、ま
たエピタキシャル成長のような煩雑な工程を必要としな
いで赤外線検知装置が形成される。
また上記実施例ではＳｉ基板にマルチプレクサを形成し
たが、サファイア基板にＳｉ層を蒸着、或いはスパッタ
法で形成し、このＳｉ層にマルチプレクサを形成しても
良い。
たが、サファイア基板にＳｉ層を蒸着、或いはスパッタ
法で形成し、このＳｉ層にマルチプレクサを形成しても
良い。
尚、前記したマルチプレクサを形成したＳｉ基板２６に
に設けた開口部３０を、赤外線検知素子の視野角を規定
するアパーチャーとして利用することも可能で、このア
パーチャーとしての必要な寸法に開口部を形成しても良
い。
に設けた開口部３０を、赤外線検知素子の視野角を規定
するアパーチャーとして利用することも可能で、このア
パーチャーとしての必要な寸法に開口部を形成しても良
い。
更に本発明の第２実施例の斜視図を第３図に示す。
図示するように本実施例が第１実施例と異なる点は、赤
外線検知素子を形成した化合物半導体基板２１の両側に
マルチプレクサを形成したＳｉ基板２６を設け、該検知
素子を形成するＮ゛層２２に対向して開口部３０を有し
、配線パターン３２を形成したサファイア基板３３を設
置し、このサファイア基板３３に設けた配線パターン３
２を介して、Ｓｉ基板２６に形成したマルチプレクサと
化合物半導体基板２１に形成した赤外線検知素子とを金
属バンプ３１を用いて接続する構造を採っても良い。
外線検知素子を形成した化合物半導体基板２１の両側に
マルチプレクサを形成したＳｉ基板２６を設け、該検知
素子を形成するＮ゛層２２に対向して開口部３０を有し
、配線パターン３２を形成したサファイア基板３３を設
置し、このサファイア基板３３に設けた配線パターン３
２を介して、Ｓｉ基板２６に形成したマルチプレクサと
化合物半導体基板２１に形成した赤外線検知素子とを金
属バンプ３１を用いて接続する構造を採っても良い。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、製造が
容易で、かつ高密度、高感度な赤外線検知装置が得られ
る効果がある。
容易で、かつ高密度、高感度な赤外線検知装置が得られ
る効果がある。
第１図は本発明の赤外線検知装置の構造を示す斜視図、
第２図は第１図のＩ−Ｉ’線に沿った断面図、第３図は
本発明の装置の第２実施例を示す斜視図、 第４図、および第５図は従来の装置の構造を示す斜視図
、 第６図は従来の装置の不都合な状態の説明図である。 図において、 ２１は化合物半導体基板、２２はＮ゛層、２３はホトダ
イオード、２４は絶縁膜、２５は赤外線検知装置、２６
はＳｉ基板、２７はＳｉＯ□膜、２８は金属電極、２９
はマルチプレクサ、３０は開口部、３１は金属バンプ、
３２は配線パターン、３３はサファイア基板を示す。 浄発ｅ４．俊シ講む材斜技図 第１図 ２ Ｔ Ｆｓ Ｌ４’＃＋−＝’；ｉ−Ｔ＝ｔｔｆｉｎ
ｍ第２図 不発堕１影才２だ屁例鈷す斜視の 第３図 Ｕ−装置り引遺りすす斜硯閃 第４図 壬ト茗賀ｍｌ隋吹１不す糾捜開 第５図 イ虜ヒＡ１８４七ンｔ、へ不郡食フイブご手ＧＬｎｉ）
らｅＢ 図第６図
本発明の装置の第２実施例を示す斜視図、 第４図、および第５図は従来の装置の構造を示す斜視図
、 第６図は従来の装置の不都合な状態の説明図である。 図において、 ２１は化合物半導体基板、２２はＮ゛層、２３はホトダ
イオード、２４は絶縁膜、２５は赤外線検知装置、２６
はＳｉ基板、２７はＳｉＯ□膜、２８は金属電極、２９
はマルチプレクサ、３０は開口部、３１は金属バンプ、
３２は配線パターン、３３はサファイア基板を示す。 浄発ｅ４．俊シ講む材斜技図 第１図 ２ Ｔ Ｆｓ Ｌ４’＃＋−＝’；ｉ−Ｔ＝ｔｔｆｉｎ
ｍ第２図 不発堕１影才２だ屁例鈷す斜視の 第３図 Ｕ−装置り引遺りすす斜硯閃 第４図 壬ト茗賀ｍｌ隋吹１不す糾捜開 第５図 イ虜ヒＡ１８４七ンｔ、へ不郡食フイブご手ＧＬｎｉ）
らｅＢ 図第６図
Claims (2)
- （１）赤外線検知素子（２３）を設けた化合物半導体基
板（２１）と、該検知素子の信号を処理する信号処理装
置（２９）を設けた基板（２６）を対向させて前記検知
素子と信号処理素子間を金属バンプ（３１）で接続して
成る装置に於いて、 前記信号処理装置を設けた基板（２６）に、赤外線検知
素子（２３）を設けた化合物半導体基板（２１）表面よ
り光が入射するような開口部（３０）を設けたことを特
徴とする赤外線検知装置。 - （２）赤外線検知素子（２３）を設けた化合物半導体基
板（２１）の側方に該検知素子の信号処理装置（２９）
を設けた基板（２６）を設置すると共に、前記検知素子
（２３）を形成した化合物半導体基板（２１）上に前記
検知素子（２３）に対向して開口部（３０）を有し、配
線パターン（３２）を形成した基板（３３）を設置し、
該基板（３３）の配線パターン（３２）を介して前記検
知素子（２３）と信号処理素子とを金属バンプ（３１）
で接続したことを特徴とする請求項１記載の赤外線検知
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63117581A JPH01287972A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 赤外線検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63117581A JPH01287972A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 赤外線検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01287972A true JPH01287972A (ja) | 1989-11-20 |
Family
ID=14715365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63117581A Pending JPH01287972A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 赤外線検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01287972A (ja) |
-
1988
- 1988-05-13 JP JP63117581A patent/JPH01287972A/ja active Pending
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