JPH0291969A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH0291969A JPH0291969A JP63245565A JP24556588A JPH0291969A JP H0291969 A JPH0291969 A JP H0291969A JP 63245565 A JP63245565 A JP 63245565A JP 24556588 A JP24556588 A JP 24556588A JP H0291969 A JPH0291969 A JP H0291969A
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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〕
赤外線検知素子と該検知素子の信号を処理する信号処理
素子とを金属バンプで接続した半導体装置に関し、 上記検知素子と信号処理素子とが密接に金属バンプで接
続形成されるのを目的とし、 混晶半導体基板に形成した赤外線検知素子に設けた金属
バンプを、他方の半導体基板に形成された信号処理素子
の素子形成領域に設けた溝内に嵌合して圧着接合して形
成する。更に混晶半導体基板に設けた赤外線検知素子上
に金属バンプを形成するとともに、該検知素子の信号処
理素子となるシリコン基板のＰ−Ｎ接合部上に選択的に
金属膜を形成後、該シリコン基板と金属膜とで合金層を
形成し、該合金層をエツチングしてＰ−Ｎ接合部に到達
しない先端が尖った凹部を形成し、該凹部に金属バンプ
を嵌合圧着して前記検知素子と信号処理素子とを接続し
て構成する。
素子とを金属バンプで接続した半導体装置に関し、 上記検知素子と信号処理素子とが密接に金属バンプで接
続形成されるのを目的とし、 混晶半導体基板に形成した赤外線検知素子に設けた金属
バンプを、他方の半導体基板に形成された信号処理素子
の素子形成領域に設けた溝内に嵌合して圧着接合して形
成する。更に混晶半導体基板に設けた赤外線検知素子上
に金属バンプを形成するとともに、該検知素子の信号処
理素子となるシリコン基板のＰ−Ｎ接合部上に選択的に
金属膜を形成後、該シリコン基板と金属膜とで合金層を
形成し、該合金層をエツチングしてＰ−Ｎ接合部に到達
しない先端が尖った凹部を形成し、該凹部に金属バンプ
を嵌合圧着して前記検知素子と信号処理素子とを接続し
て構成する。
本発明は半導体装置、およびその製造方法に関する。
エネルギーバンドギャップが狭く、光電変換効率の良い
水銀・カドミウム・テルル（Ｈｇ＋−ｘ ＣｄｘＴｅ）
基板に形成した赤外線検知素子と、マスクとなる酸化膜
が容易に形成され、半導体素子の製造が容易なシリコン
（Ｓｔ）基板に形成された電荷結合装置のような信号処
理素子と金属バンプを用いて互いに接続して一体化した
半導体装置は周知である。
水銀・カドミウム・テルル（Ｈｇ＋−ｘ ＣｄｘＴｅ）
基板に形成した赤外線検知素子と、マスクとなる酸化膜
が容易に形成され、半導体素子の製造が容易なシリコン
（Ｓｔ）基板に形成された電荷結合装置のような信号処
理素子と金属バンプを用いて互いに接続して一体化した
半導体装置は周知である。
このような赤外線検知装置を製造する際、エネルギーバ
ンドギャップの狭いＰ型のＨｇ１−ｘ ＣｄえＴｅ基板
１にＮ型の不純物を導入してＮ型層２を形成してホトダ
イオードのような赤外線検知素子３を形成し、該基板１
上に該基板の陽極酸化膜を保護膜４として形成した後、
Ｎ型層２上を開口して該Ｎ型１２上にインジウム（Ｉｎ
）よりなる金属バンプ５を形成する。
ンドギャップの狭いＰ型のＨｇ１−ｘ ＣｄえＴｅ基板
１にＮ型の不純物を導入してＮ型層２を形成してホトダ
イオードのような赤外線検知素子３を形成し、該基板１
上に該基板の陽極酸化膜を保護膜４として形成した後、
Ｎ型層２上を開口して該Ｎ型１２上にインジウム（Ｉｎ
）よりなる金属バンプ５を形成する。
一方、Ｐ型のＳｔ基板６上に二酸化シリコン（Ｓｉｎｇ
）膜７を形成後、該Ｓｉｎ、膜７を所定のパターンに開
口して、該開口部にＮ型の不純物を導入してＮ型層８を
形成し、更に該Ｓｉｎｇ膜７上に図示しないが、アルミ
ニウム（＾２）よりなる転送電極を形成して、前記赤外
線検知素子で検知された検知信号を信号処理する電荷結
合素子を形成し、そのＮ型層上に金属バンプ９を形成す
る。そしてこれらの金属バンプ５，９同志を圧着接合す
ることで、混晶半導体基板に形成された赤外線検知素子
と、Ｓｔ基板に形成された電荷結合素子とを接続してい
る。
）膜７を形成後、該Ｓｉｎ、膜７を所定のパターンに開
口して、該開口部にＮ型の不純物を導入してＮ型層８を
形成し、更に該Ｓｉｎｇ膜７上に図示しないが、アルミ
ニウム（＾２）よりなる転送電極を形成して、前記赤外
線検知素子で検知された検知信号を信号処理する電荷結
合素子を形成し、そのＮ型層上に金属バンプ９を形成す
る。そしてこれらの金属バンプ５，９同志を圧着接合す
ることで、混晶半導体基板に形成された赤外線検知素子
と、Ｓｔ基板に形成された電荷結合素子とを接続してい
る。
を記金属バンブは基板上にレジスト膜を所定のパターン
で形成後、該パターン形成されたレジスト膜を含む基板
上に金属膜を形成後、前記レジスト膜を除去することで
その上の金属膜を除去するいわゆるリフトオフ法で形成
されている。
で形成後、該パターン形成されたレジスト膜を含む基板
上に金属膜を形成後、前記レジスト膜を除去することで
その上の金属膜を除去するいわゆるリフトオフ法で形成
されている。
また上記検知素子で得られる赤外線像の解像度を高める
ために、該素子を高密度に配設する必要があり、金属バ
ンプの直径も１０〜２０μ−程度に微細に形成する必要
があり、このような微細な金属バンプ同志を突き合わせ
て圧着接合すると、金属バンプ同志が横方向に位置ずれ
して高信頼度の検知装置が得られない問題がある。
ために、該素子を高密度に配設する必要があり、金属バ
ンプの直径も１０〜２０μ−程度に微細に形成する必要
があり、このような微細な金属バンプ同志を突き合わせ
て圧着接合すると、金属バンプ同志が横方向に位置ずれ
して高信頼度の検知装置が得られない問題がある。
本発明は上記した問題点を解決し、圧着接合する金属バ
ンプ同志が位置ずれせず、確実に金属バンプ同志が圧着
接続できるようにした半導体装置及びその製造方法の提
供を目的とする。
ンプ同志が位置ずれせず、確実に金属バンプ同志が圧着
接続できるようにした半導体装置及びその製造方法の提
供を目的とする。
上記目的を達成する本発明の半導体装置は、混晶半導体
基板に形成した赤外線検知素子に設けた金属バンプを、
他方の半導体基板に形成された信号処理素子の素子形成
領域に設けた溝内に嵌合して圧着接合したことを特徴と
する。更に上記目的を達成する本発明の製造方法は、混
晶半導体基板に設けた赤外線検知素子上に金属バンプを
形成するとともに、該検知素子の信号処理素子となるシ
リコン基板のＰ−Ｎ接合部上に選択的に金属膜を形成後
、該シリコン基板と金属膜とで合金層を形成し、該合金
層をエツチングしてＰ−Ｎ接合部に到達しない先端が尖
った凹部を形成し、該凹部に金属バンプを嵌合圧着して
前記検知素子と信号処理素子とを接続して形成する。
基板に形成した赤外線検知素子に設けた金属バンプを、
他方の半導体基板に形成された信号処理素子の素子形成
領域に設けた溝内に嵌合して圧着接合したことを特徴と
する。更に上記目的を達成する本発明の製造方法は、混
晶半導体基板に設けた赤外線検知素子上に金属バンプを
形成するとともに、該検知素子の信号処理素子となるシ
リコン基板のＰ−Ｎ接合部上に選択的に金属膜を形成後
、該シリコン基板と金属膜とで合金層を形成し、該合金
層をエツチングしてＰ−Ｎ接合部に到達しない先端が尖
った凹部を形成し、該凹部に金属バンプを嵌合圧着して
前記検知素子と信号処理素子とを接続して形成する。
面方位が（１００）のＰ型Ｓｉ基板に形成したＮ型層上
に、へ！金属膜を形成後、該基板を加熱するとＳｉとＡ
ｌ１の合金よりなる先端が絞られ、断面が四角形で四角
錐状のアロイスパイクと称する合金層が形成される。（
日経エレクトロニクス別冊、マイクロデバイス特集号、
１９８０． ｐＨ８〜１２３に記載）この合金層をエツ
チングすると断面が四角形で、Ｐ−Ｎ接合領域の方向に
向かって先端が絞られた四角錐状の溝が選択的にエツチ
ング形成される。この溝の先端部がＮ型層を突き抜けな
い程度に形成して、この溝内に検知素子上に形成した金
属バンプを嵌合圧着すると、金属バンプが横方向に位置
ずれしなく、高信牽頁度の接続ができる。
に、へ！金属膜を形成後、該基板を加熱するとＳｉとＡ
ｌ１の合金よりなる先端が絞られ、断面が四角形で四角
錐状のアロイスパイクと称する合金層が形成される。（
日経エレクトロニクス別冊、マイクロデバイス特集号、
１９８０． ｐＨ８〜１２３に記載）この合金層をエツ
チングすると断面が四角形で、Ｐ−Ｎ接合領域の方向に
向かって先端が絞られた四角錐状の溝が選択的にエツチ
ング形成される。この溝の先端部がＮ型層を突き抜けな
い程度に形成して、この溝内に検知素子上に形成した金
属バンプを嵌合圧着すると、金属バンプが横方向に位置
ずれしなく、高信牽頁度の接続ができる。
以下、図面を用いて本発明の一実施例につき詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の半導体装置の断面図で、第２図は本発
明の装置の要部を示す斜視図である。
明の装置の要部を示す斜視図である。
第１図および第２図に図示するように、電荷転送装置を
形成し、面方位が（１００）のＰ型のＳｉ基板１１に所
定パターンのＮ型層１２が形成され、該基板とには基板
表面を保護する５ｉＯｚ膜１３が形成され、Ｎ型層１２
上のＳｔｏｗ膜１３が所定のパターンに開口されてＮ型
層１２を貫通しない程度に先端が尖り、断面が四角形の
四角錐状の溝１４が形成されている。
形成し、面方位が（１００）のＰ型のＳｉ基板１１に所
定パターンのＮ型層１２が形成され、該基板とには基板
表面を保護する５ｉＯｚ膜１３が形成され、Ｎ型層１２
上のＳｔｏｗ膜１３が所定のパターンに開口されてＮ型
層１２を貫通しない程度に先端が尖り、断面が四角形の
四角錐状の溝１４が形成されている。
更にこの溝１４内には後に形成するＩｎ金属バンブと密
着されやすいチタン（Ｔｉ）等の金属膜２３が形成され
ている。
着されやすいチタン（Ｔｉ）等の金属膜２３が形成され
ている。
上記した溝１４は、前記Ｎ型層１２上を開口した領域に
へ２金属膜を蒸着によって形成した後、該基板を加熱す
ることで、断面が四角形で先端が尖った四角錐状のアロ
イスパイクと称するＳｔとＡｌの合金層が形成され、こ
の合金層は硝酸、酢酸および燐酸の混合液よりなるエツ
チング液にて選択的にエツチングされて四角錐状の先端
が尖った溝１４が形成される。
へ２金属膜を蒸着によって形成した後、該基板を加熱す
ることで、断面が四角形で先端が尖った四角錐状のアロ
イスパイクと称するＳｔとＡｌの合金層が形成され、こ
の合金層は硝酸、酢酸および燐酸の混合液よりなるエツ
チング液にて選択的にエツチングされて四角錐状の先端
が尖った溝１４が形成される。
一方、Ｐ型のＨｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ基板１６には、
Ｎ型の不純物であるボロン（Ｂ）原子がイオン注入され
てＮ型層１７が形成されてホトダイオード１８が形成さ
れ、該基板１６上には該基板の陽極酸化膜１９が形成さ
れ、該Ｎ型層１７上が開口されてＩｎの金属バンブ２０
が形成されている。この金属バンブ２０を上記した溝１
４内に嵌合圧着することで、前記金属バンブ２０が横方
向に位置ずれすることな（、赤外線検知素子のＮ型領域
と電荷結合素子のＮ型領域が接続される。
Ｎ型の不純物であるボロン（Ｂ）原子がイオン注入され
てＮ型層１７が形成されてホトダイオード１８が形成さ
れ、該基板１６上には該基板の陽極酸化膜１９が形成さ
れ、該Ｎ型層１７上が開口されてＩｎの金属バンブ２０
が形成されている。この金属バンブ２０を上記した溝１
４内に嵌合圧着することで、前記金属バンブ２０が横方
向に位置ずれすることな（、赤外線検知素子のＮ型領域
と電荷結合素子のＮ型領域が接続される。
このような半導体装置の製造方法について述べると、ま
ず第３図（ａ）に示すようにＰ型のＳｉ基板１１にＳｉ
ｎ、膜１３を形成後、該Ｓ ｔ ＯＺ膜１３をマスクと
して燐等のＮ型の不純物を導入してＮ型層１２を形成す
る。
ず第３図（ａ）に示すようにＰ型のＳｉ基板１１にＳｉ
ｎ、膜１３を形成後、該Ｓ ｔ ＯＺ膜１３をマスクと
して燐等のＮ型の不純物を導入してＮ型層１２を形成す
る。
次いで第３図（ｂ）に示すように、前記Ｎ型層１２上に
Ａｌの金属膜２１を形成する。
Ａｌの金属膜２１を形成する。
次いで該基板を加熱して＾！とＳｉの合金層２２を形成
する。この合金層２２は該Ｓｉ基板表面が（１００）面
であると、断面が四角形で先端部が尖った四角錐状のア
ロイスパイクと称する合金層となる。
する。この合金層２２は該Ｓｉ基板表面が（１００）面
であると、断面が四角形で先端部が尖った四角錐状のア
ロイスパイクと称する合金層となる。
この合金層２２の深さは基板１１上に形成する八２の金
属膜２１の厚さ、および基板１１の加熱温度に寄って任
意に制御可能となる。
属膜２１の厚さ、および基板１１の加熱温度に寄って任
意に制御可能となる。
次いで第３図（Ｃ）に示すように、硝酸（ＨＮＯｉ）と
燐酸（ＨｓＰＯａ）と酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）との混合
液よりなるエツチング液により基板をエツチングすると
、断面が四角錐状の溝１４が選択的に形成され、前記し
たＡｌの金属膜２１の厚さ、および基板１１の加熱温度
を調節することで、溝１４の先端部１４ＡがＮ型層１２
を突き抜けない程度の溝の深さとなるように、前記した
金属膜２１の厚さ、および基板の加熱温度を調節する。
燐酸（ＨｓＰＯａ）と酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）との混合
液よりなるエツチング液により基板をエツチングすると
、断面が四角錐状の溝１４が選択的に形成され、前記し
たＡｌの金属膜２１の厚さ、および基板１１の加熱温度
を調節することで、溝１４の先端部１４ＡがＮ型層１２
を突き抜けない程度の溝の深さとなるように、前記した
金属膜２１の厚さ、および基板の加熱温度を調節する。
次いで第３図（ｄ）および第４図に示すように、この四
角錐状の溝１４上にチタン（Ｔｉ）等の金属膜２３を蒸
着により形成する。この金属ｙ！２３は後に該溝１４内
に嵌合されるＩｎ金属バンプ２０と密着性が良いので、
容易に確実にＩｎ金属バンブが、この溝１４内に位置ず
れしない状態で嵌合接合され、高品質の半導体装置が得
られる。
角錐状の溝１４上にチタン（Ｔｉ）等の金属膜２３を蒸
着により形成する。この金属ｙ！２３は後に該溝１４内
に嵌合されるＩｎ金属バンプ２０と密着性が良いので、
容易に確実にＩｎ金属バンブが、この溝１４内に位置ず
れしない状態で嵌合接合され、高品質の半導体装置が得
られる。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、化合物
半導体基板に形成した赤外線検知素子と、Ｓｉ基板に形
成した信号処理素子とが確実に金属バンブで接続される
ので、高品質の半導体装置が得られる効果がある。
半導体基板に形成した赤外線検知素子と、Ｓｉ基板に形
成した信号処理素子とが確実に金属バンブで接続される
ので、高品質の半導体装置が得られる効果がある。
第１図は本発明の半導体装置の断面図、第２図は本発明
の半導体装置の要部を示す斜視図、 第３図（ａ）より第３図（ｄ）迄は、本発明の半導体装
置の製造工程を示す断面図、 第４図は本発明の製造工程を示す斜視図、第５図は従来
の半導体装置の断面図である。 図において、 １１はＳｔ基板・、 １２、１７ はＮ型層、 １３はＳｉＯ２膜、 は溝、 １６はＨｇＩ−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ基板、１８はホトダイ
オ ・ド、 １９は陽極酸化膜、 ２０は金属バンプ、 ２１は ｌ 金属膜、 ２２は合金層、 ２３はＴｉ金属膜を示す。
の半導体装置の要部を示す斜視図、 第３図（ａ）より第３図（ｄ）迄は、本発明の半導体装
置の製造工程を示す断面図、 第４図は本発明の製造工程を示す斜視図、第５図は従来
の半導体装置の断面図である。 図において、 １１はＳｔ基板・、 １２、１７ はＮ型層、 １３はＳｉＯ２膜、 は溝、 １６はＨｇＩ−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ基板、１８はホトダイ
オ ・ド、 １９は陽極酸化膜、 ２０は金属バンプ、 ２１は ｌ 金属膜、 ２２は合金層、 ２３はＴｉ金属膜を示す。
Claims (2)
- （１）混晶半導体基板（１６）に形成した赤外線検知素
子に設けた金属バンプ（２０）を、他方の半導体基板（
１１）に形成された信号処理素子の素子形成領域に設け
た溝（１４）内に嵌合して圧着接合したことを特徴とす
る半導体装置。 - （２）混晶半導体基板（１６）に設けた赤外線検知素子
上に金属バンプ（２０）を形成するとともに、該検知素
子の信号処理素子となるシリコン基板（１１）のＰ−Ｎ
接合部上に選択的に金属膜（２１）を形成後、該シリコ
ン基板と金属膜とで合金層（２２）を形成し、該合金層
をエッチングしてＰ−Ｎ接合部に到達しない先端が尖っ
た溝（１４）を形成し、該溝（１４）上に金属膜（２３
）を被着した後、前記金属バンプ（２０）を嵌合圧着し
て前記検知素子と信号処理素子とを接続することを特徴
とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63245565A JPH0291969A (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63245565A JPH0291969A (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0291969A true JPH0291969A (ja) | 1990-03-30 |
Family
ID=17135600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63245565A Pending JPH0291969A (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0291969A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0581218A1 (en) * | 1992-07-24 | 1994-02-02 | Omron Corporation | Physical variable sensor and method of manufacturing the same |
| WO2014168221A1 (ja) | 2013-04-11 | 2014-10-16 | 富士フイルム株式会社 | 近赤外線吸収性組成物、これを用いた近赤外線カットフィルタ及びその製造方法、並びに、カメラモジュール及びその製造方法 |
| WO2014189099A1 (ja) | 2013-05-23 | 2014-11-27 | 富士フイルム株式会社 | 近赤外線吸収性組成物、これを用いた近赤外線カットフィルタおよびその製造方法、並びに、カメラモジュール |
-
1988
- 1988-09-28 JP JP63245565A patent/JPH0291969A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0581218A1 (en) * | 1992-07-24 | 1994-02-02 | Omron Corporation | Physical variable sensor and method of manufacturing the same |
| WO2014168221A1 (ja) | 2013-04-11 | 2014-10-16 | 富士フイルム株式会社 | 近赤外線吸収性組成物、これを用いた近赤外線カットフィルタ及びその製造方法、並びに、カメラモジュール及びその製造方法 |
| WO2014189099A1 (ja) | 2013-05-23 | 2014-11-27 | 富士フイルム株式会社 | 近赤外線吸収性組成物、これを用いた近赤外線カットフィルタおよびその製造方法、並びに、カメラモジュール |
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