JPH0217678A - 赤外線検知素子の素子構造及び製造方法 - Google Patents
赤外線検知素子の素子構造及び製造方法Info
- Publication number
- JPH0217678A JPH0217678A JP63166793A JP16679388A JPH0217678A JP H0217678 A JPH0217678 A JP H0217678A JP 63166793 A JP63166793 A JP 63166793A JP 16679388 A JP16679388 A JP 16679388A JP H0217678 A JPH0217678 A JP H0217678A
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- Japan
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- compound semiconductor
- bonding pad
- semiconductor crystal
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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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
赤外線検知素子の素子構造及び製造方法に関し、断線す
る恐れの少ない電極配線を有し、更に素子製造プロセス
を簡素化した赤外線検知素子の素子構造及び製造方法を
提供することを目的とし、受光部、電極配線及びボンデ
ィングパッド部を有する化合物半導体結晶を用いた赤外
線検知素子の素子構造において、ボンディングパッド部
ヲ基板に接着された化合物半導体結晶上にバッファ層及
び金属層を積層して形成するとともに、電極配線をボン
ディングパッド部の金属層と同一金属で該金属層に連続
して化合物半導体結晶上に形成して構成する。
る恐れの少ない電極配線を有し、更に素子製造プロセス
を簡素化した赤外線検知素子の素子構造及び製造方法を
提供することを目的とし、受光部、電極配線及びボンデ
ィングパッド部を有する化合物半導体結晶を用いた赤外
線検知素子の素子構造において、ボンディングパッド部
ヲ基板に接着された化合物半導体結晶上にバッファ層及
び金属層を積層して形成するとともに、電極配線をボン
ディングパッド部の金属層と同一金属で該金属層に連続
して化合物半導体結晶上に形成して構成する。
産業上の利用分野
本発明は赤外線検知素子の素子構造及び製造方法に関す
る。
る。
赤外線センサには、焦電素子、サーモバイル等を用いた
熱型センサと半導体を利用した光電効果型（量子型）セ
ンサがある。一般に熱型センサでは感度の波長依存性は
無いが、感度が低く応答速度も遅いのでリアルタイムの
赤外線センサとしては不向きである。一方、光電効果型
センサは感度が高く、応答速度も速いが、素子の液体窒
素温度での冷却が必要である。光電効果型赤外線センサ
は、光導電型、光起電力型、ＭＩＳ型に分類される。こ
のうち光導電型センサは、光照射時の抵抗変化を利用す
るもので、テルル化カドミウム水銀（ＨｇＣｄＴｅ）や
Ｐｂ５ＳＰｂＳｅなどの真性半導体を用いるものと、Ｓ
ｉ ： Ｉｎ５Ｓ＋ ：Ｇａ。
熱型センサと半導体を利用した光電効果型（量子型）セ
ンサがある。一般に熱型センサでは感度の波長依存性は
無いが、感度が低く応答速度も遅いのでリアルタイムの
赤外線センサとしては不向きである。一方、光電効果型
センサは感度が高く、応答速度も速いが、素子の液体窒
素温度での冷却が必要である。光電効果型赤外線センサ
は、光導電型、光起電力型、ＭＩＳ型に分類される。こ
のうち光導電型センサは、光照射時の抵抗変化を利用す
るもので、テルル化カドミウム水銀（ＨｇＣｄＴｅ）や
Ｐｂ５ＳＰｂＳｅなどの真性半導体を用いるものと、Ｓ
ｉ ： Ｉｎ５Ｓ＋ ：Ｇａ。
Ｇｅ ：Ｈｇ５Ｇｅ ：Ａｕなどのように不純物をドー
プした外因性半導体を用いるものがある。
プした外因性半導体を用いるものがある。
又赤外線による計測では、目標物体に接触することなく
物体の存在、形状、温度、組成などを知ることが重要で
あり、赤外線センサは人工衛星による気象観測、防犯、
防災、地質・資源調査、赤外線サーモグラフィによる医
療用等に用いられている。この目的のためには、波長２
〜１５μｍ領域での赤外線センサの開発が重要となる。
物体の存在、形状、温度、組成などを知ることが重要で
あり、赤外線センサは人工衛星による気象観測、防犯、
防災、地質・資源調査、赤外線サーモグラフィによる医
療用等に用いられている。この目的のためには、波長２
〜１５μｍ領域での赤外線センサの開発が重要となる。
かつてＩｎＳｂよりも長い波長のセンサにはＧｅ：Ｈｇ
などの外因性半導体が用いられていたが、最近ではＨｇ
ＣｄＴｅセンサが大きな注目を集めている。
などの外因性半導体が用いられていたが、最近ではＨｇ
ＣｄＴｅセンサが大きな注目を集めている。
ＨｇＣｄＴｅは半導体のＣｄＴｅと半金属のＨｇＴｅの
混晶であり、その組成を制御することにより波長２〜１
５μｍの範囲で自由に分光感度特性を選ぶことが可能に
なる。そこで半導体としてＨｇＣｄＴｅ等の化合物半導
体結晶を用いた、電極部の断線等を起こすことの無い信
頼性の高い赤外線検知素子の素子構造が要望されている
。
混晶であり、その組成を制御することにより波長２〜１
５μｍの範囲で自由に分光感度特性を選ぶことが可能に
なる。そこで半導体としてＨｇＣｄＴｅ等の化合物半導
体結晶を用いた、電極部の断線等を起こすことの無い信
頼性の高い赤外線検知素子の素子構造が要望されている
。
従来の技術
第５図は従来の赤外線検知素子の素子構造断面図を示し
ている。１はサファイヤ基板であり、このサファイヤ基
板１上にＨｇＣｄＴｅ等の化合物半導体結晶２が接着剤
３によりストライブ状に接着されている。４は赤外線受
光部であり、電極配線６を両側から形成して受光部４の
幅を規制している。電極配線６は例えばＩｎ、、Ａ、ｕ
等の金属から形成されており、化合物半導体結晶２の段
差部２ａに沿ってサファイヤ基板１まで伸長しており、
サファイヤ基板１上に形成されたボンディングパッド部
８に接続されている。ボンディングパッド部８はＣｒ、
ＡＩを積層して構成されており、このボンディングパッ
ド部８に信号取り出し用のボンディングワイヤが超音波
ボンディングによりボンディングされている。
ている。１はサファイヤ基板であり、このサファイヤ基
板１上にＨｇＣｄＴｅ等の化合物半導体結晶２が接着剤
３によりストライブ状に接着されている。４は赤外線受
光部であり、電極配線６を両側から形成して受光部４の
幅を規制している。電極配線６は例えばＩｎ、、Ａ、ｕ
等の金属から形成されており、化合物半導体結晶２の段
差部２ａに沿ってサファイヤ基板１まで伸長しており、
サファイヤ基板１上に形成されたボンディングパッド部
８に接続されている。ボンディングパッド部８はＣｒ、
ＡＩを積層して構成されており、このボンディングパッ
ド部８に信号取り出し用のボンディングワイヤが超音波
ボンディングによりボンディングされている。
発明が解決しようとする課題
しかし上述したような素子構造では、化合物半導体結晶
の段差部で電極の断線を生じる恐れがあり、また製造プ
ロセスでのバターニング回数が多く、製造プロセスが複
雑になるという問題があった。更に電極配線とボンディ
ングパッド部とを異種金属から形成していたため、コン
タクト不良を生じやすいとともに熱的反応により合金化
を生じ、コンタクト抵抗を増大させるという問題があっ
た。
の段差部で電極の断線を生じる恐れがあり、また製造プ
ロセスでのバターニング回数が多く、製造プロセスが複
雑になるという問題があった。更に電極配線とボンディ
ングパッド部とを異種金属から形成していたため、コン
タクト不良を生じやすいとともに熱的反応により合金化
を生じ、コンタクト抵抗を増大させるという問題があっ
た。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、断線する恐れの少ない電極配線
を有し、更に素子製造プロセスを簡素化した赤外線検知
素子の素子構造及び製造方法を提供することである。
の目的とするところは、断線する恐れの少ない電極配線
を有し、更に素子製造プロセスを簡素化した赤外線検知
素子の素子構造及び製造方法を提供することである。
課題を解決するための手段
第１図は本発明の素子構造の原理図を示している。
１２は基板１０上に接着剤１３により接着された化合物
半導体結晶であり、この化合物半導体結晶１２上に受光
部１４及びボンディングパッド部１６を形成する。ボン
ディングパッド部１６は、化合物半導体結晶１２の陽極
酸化膜２４上にバッファ層２６を形成し、このバッファ
層２６上に金属層２８を積層して構成される。更に、電
極配線３０をボンディングパッド部１６の金属層２８と
同一金属で該金属層に連続して化合物半導体装置１２上
に形成する。
半導体結晶であり、この化合物半導体結晶１２上に受光
部１４及びボンディングパッド部１６を形成する。ボン
ディングパッド部１６は、化合物半導体結晶１２の陽極
酸化膜２４上にバッファ層２６を形成し、このバッファ
層２６上に金属層２８を積層して構成される。更に、電
極配線３０をボンディングパッド部１６の金属層２８と
同一金属で該金属層に連続して化合物半導体装置１２上
に形成する。
製造方法としては、バッファ層２６をメタルマスクを用
いて形成し、このバッファ層２６上及び化合物半導体結
晶１２上に、ボンディングパッド部１６の金属層２８及
び電極配線３０をリフトオフ法により形成する。
いて形成し、このバッファ層２６上及び化合物半導体結
晶１２上に、ボンディングパッド部１６の金属層２８及
び電極配線３０をリフトオフ法により形成する。
作 用
ボンディングパッド部１６の金属層２８をバッファ層２
８を介して化合物半導体結晶１２上に形成しているので
、信号取り出し用のボンディングワイヤを超音波ボンデ
ィングによりボンディングパッド部１６の金属層２８に
取り付けても、超音波がバッファ層２６で吸収されるた
め、化合物半導体結晶１２が破壊されることは無い。ま
た、ボンディングパッド部１６を化合物半導体結晶１２
上に形成しているため、電極配線３０を従来構造のよう
に段差に沿って形成する必要が無く、電極配線の断線を
防止することができる。更に、電極配線３０をボンディ
ングパッド部１６の金属層２８と同一金属で該金属層に
連続して形成しているため、ボンディングパッド部と電
極配線とのコンタクト不良を完全に防止できる。
８を介して化合物半導体結晶１２上に形成しているので
、信号取り出し用のボンディングワイヤを超音波ボンデ
ィングによりボンディングパッド部１６の金属層２８に
取り付けても、超音波がバッファ層２６で吸収されるた
め、化合物半導体結晶１２が破壊されることは無い。ま
た、ボンディングパッド部１６を化合物半導体結晶１２
上に形成しているため、電極配線３０を従来構造のよう
に段差に沿って形成する必要が無く、電極配線の断線を
防止することができる。更に、電極配線３０をボンディ
ングパッド部１６の金属層２８と同一金属で該金属層に
連続して形成しているため、ボンディングパッド部と電
極配線とのコンタクト不良を完全に防止できる。
実 施 例
以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
第２図は本発明実施例の斜視図を示しており、サファイ
ヤ基板１０上にはＨｇＣｄＴｅ等の化合物半導体結晶１
２がストライプ状に接着剤により接着されている。化合
物半導体結晶１２の一端にはアースに接続する共通アー
スパッド部１１が設けられており、他端にはボンディン
グワイヤを接続して信号を取り出すボンディングパッド
部１６が設けられている。ボンディングパッド部１６は
互い違いになるように設けられている。
ヤ基板１０上にはＨｇＣｄＴｅ等の化合物半導体結晶１
２がストライプ状に接着剤により接着されている。化合
物半導体結晶１２の一端にはアースに接続する共通アー
スパッド部１１が設けられており、他端にはボンディン
グワイヤを接続して信号を取り出すボンディングパッド
部１６が設けられている。ボンディングパッド部１６は
互い違いになるように設けられている。
第３図は第２図のＩ−ＩＩＩ線断面図、第４図は第２図
のＩＶ−ＩＶ線断面図であり、以下第３図及び第４図を
参照して本実施例の素子構造について説明する。
のＩＶ−ＩＶ線断面図であり、以下第３図及び第４図を
参照して本実施例の素子構造について説明する。
化合物半導体結晶１２上には受光部１４及びボンディン
グパッド部１６が設けられている。
グパッド部１６が設けられている。
ボンディングパッド部１６には化合物半導体結晶１２の
陽極酸化膜２４が形成されており、その上に超音波ボン
ディング時の衝撃を吸収するためのバッファ層の役目を
するＺｎＳ膜２６がメタルマスクを用いて蒸着されてい
る。ＺｎＳｎＳ膜上６上膜厚５００Å以下のＣｒ膜３２
が積層されている。このＣｒ膜３２は化合物半導体結晶
１２上にも連続して形成されて奢り、電極配線３０の下
地を構成している。Ｃｒ膜３２上には膜厚１５００Å以
下のＮｉ膜膜種４積層されており、このＮｌ膜３４も電
極配線３０の一部を構成するように延設されている。更
にＮｉ膜３４上には膜厚８０００Å以下のＡｕ膜３６が
積層されており、ボンディングパッド部１６の最上層を
構成している。
陽極酸化膜２４が形成されており、その上に超音波ボン
ディング時の衝撃を吸収するためのバッファ層の役目を
するＺｎＳ膜２６がメタルマスクを用いて蒸着されてい
る。ＺｎＳｎＳ膜上６上膜厚５００Å以下のＣｒ膜３２
が積層されている。このＣｒ膜３２は化合物半導体結晶
１２上にも連続して形成されて奢り、電極配線３０の下
地を構成している。Ｃｒ膜３２上には膜厚１５００Å以
下のＮｉ膜膜種４積層されており、このＮｌ膜３４も電
極配線３０の一部を構成するように延設されている。更
にＮｉ膜３４上には膜厚８０００Å以下のＡｕ膜３６が
積層されており、ボンディングパッド部１６の最上層を
構成している。
Ａｕ膜３６も電極配線３０の最上層を構成するように延
設されている。
設されている。
Ｃｒ膜３２、Ｎｉ膜膜種４Ａｕ膜３６はポジレジストを
用いたリフトオフ法により形成する。ポジレジストを用
いるのはアセトン等の有機溶剤により容易に形成（リフ
トオフ）できるためである。
用いたリフトオフ法により形成する。ポジレジストを用
いるのはアセトン等の有機溶剤により容易に形成（リフ
トオフ）できるためである。
Ｃｒ膜３２は上部のＮｉ膜膜種４の密着を良くするため
に設けられており、Ｎｉ膜膜種４上部のＡＵ膜３６の密
着を良くするため及びボンディングを容易にするために
設けられており、最上層のＡＵ膜３６はボンディングを
容易にするために設けられている。
に設けられており、Ｎｉ膜膜種４上部のＡＵ膜３６の密
着を良くするため及びボンディングを容易にするために
設けられており、最上層のＡＵ膜３６はボンディングを
容易にするために設けられている。
上述した素子構造で超音波ボンディングを行ったところ
、ボンディング歩留り９５％以上、ボンディング強度４
〜５ｇが得られ、充分実用に耐え得るものであった。
、ボンディング歩留り９５％以上、ボンディング強度４
〜５ｇが得られ、充分実用に耐え得るものであった。
発明の効果
本発明の素子構造は以上詳述したように、化合物半導体
上にボンディングパッド部を形成したので、従来構造の
ように電極配線部に大きな段差部が生じることが無く、
電極配線部の断線を有効に防止できるという効果を奏す
る。またボンディングパッド部の金属層と同一金属で電
極配線部を形成しているため、ボンディングパッド部と
電極配線部との間でコンタクト不良、コンタクト抵抗等
を生じることが無い。更に、製造プロセスが平面上で行
われるため、プロセスを簡素化できるという効果もある
。
上にボンディングパッド部を形成したので、従来構造の
ように電極配線部に大きな段差部が生じることが無く、
電極配線部の断線を有効に防止できるという効果を奏す
る。またボンディングパッド部の金属層と同一金属で電
極配線部を形成しているため、ボンディングパッド部と
電極配線部との間でコンタクト不良、コンタクト抵抗等
を生じることが無い。更に、製造プロセスが平面上で行
われるため、プロセスを簡素化できるという効果もある
。
第１図は本発明方法の原理図、
第２図は本発明一実施例の斜視図、
第３図は第２図の■−■線断面図、
第４図は第２図のＩ’Ｖ−１’Ｖ線断面図、第５図は従
来例断面図である。 ０・・・基板、 １２・・・化合物半導体結晶、４
・・・受光部、 １６・・・ボンディングパッド部、
８．２４・・・陽極酸化膜、 ０・・・ＺｎＳ反射防止膜、 ２・・・遮光膜、 ２６・・・バッファ層、８・・・金
属層、 ３０・・・電極配線。 う【 姥 イグリ 余ヰ ヨを貝−βｎ第２図 苓扱 化争オ勿半尊イ番辛ケ＾ 受尤＃下 オ、゛ンナ“−イ・ンク゛ｒ得トＪ ＼゛・ファ漕 ４ヒＡ１ 電稜配Ｉ！Ｌ ネ 姶 ヨ月 の刃−理 図 第１図 １２・化腎特牛厚俸惇昆 １４、命尤（Ｔ １６ 方パンラ′インク゛ＩＸ’・ド１シ“下２６
・ ＺｎＳ 月爽 ３ｏ：電極層↑良 環２図／）Ｎ−ＩＳ７線町面図 第４図
来例断面図である。 ０・・・基板、 １２・・・化合物半導体結晶、４
・・・受光部、 １６・・・ボンディングパッド部、
８．２４・・・陽極酸化膜、 ０・・・ＺｎＳ反射防止膜、 ２・・・遮光膜、 ２６・・・バッファ層、８・・・金
属層、 ３０・・・電極配線。 う【 姥 イグリ 余ヰ ヨを貝−βｎ第２図 苓扱 化争オ勿半尊イ番辛ケ＾ 受尤＃下 オ、゛ンナ“−イ・ンク゛ｒ得トＪ ＼゛・ファ漕 ４ヒＡ１ 電稜配Ｉ！Ｌ ネ 姶 ヨ月 の刃−理 図 第１図 １２・化腎特牛厚俸惇昆 １４、命尤（Ｔ １６ 方パンラ′インク゛ＩＸ’・ド１シ“下２６
・ ＺｎＳ 月爽 ３ｏ：電極層↑良 環２図／）Ｎ−ＩＳ７線町面図 第４図
Claims (2)
- （１）受光部（１４）、電極配線（３０）及びボンディ
ングパッド部（１６）を有する化合物半導体結晶を用い
た赤外線検知素子の素子構造において、ボンディングパ
ッド部（１６）を基板（１０）に接着された化合物半導
体結晶（１２）上にバッファ層（２６）及び金属層（２
８）を積層して形成するとともに、電極配線（３０）を
ボンディングパッド部（１６）の金属層（２８）と同一
金属で該金属層に連続して化合物半導体結晶（１２）上
に形成したことを特徴とする赤外線検知素子の素子構造
。 - （２）基板（１０）に接着された化合物半導体結晶（１
２）上にメタルマスクを用いてバッファ層（２６）を形
成し、 該バッファ層（２６）上及び化合物半導体結晶（１２）
上にボンディングパッド部（１６）の金属層（２８）及
び電極配線（３０）をリフトオフ法により形成すること
を特徴とする請求項１記載の赤外線検知素子の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63166793A JPH0738450B2 (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 赤外線検知素子の素子構造及び製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63166793A JPH0738450B2 (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 赤外線検知素子の素子構造及び製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0217678A true JPH0217678A (ja) | 1990-01-22 |
| JPH0738450B2 JPH0738450B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=15837777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63166793A Expired - Lifetime JPH0738450B2 (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 赤外線検知素子の素子構造及び製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0738450B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6873025B2 (en) * | 2000-10-31 | 2005-03-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photodiode device including window defined in passivation layer for removing electrostatic charge |
-
1988
- 1988-07-06 JP JP63166793A patent/JPH0738450B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6873025B2 (en) * | 2000-10-31 | 2005-03-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photodiode device including window defined in passivation layer for removing electrostatic charge |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0738450B2 (ja) | 1995-04-26 |
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