JPH0485961A - 光検知装置 - Google Patents

光検知装置

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JPH0485961A
JPH0485961A JP2201768A JP20176890A JPH0485961A JP H0485961 A JPH0485961 A JP H0485961A JP 2201768 A JP2201768 A JP 2201768A JP 20176890 A JP20176890 A JP 20176890A JP H0485961 A JPH0485961 A JP H0485961A
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JP
Japan
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photodiode array
teg
ccd
light receiving
pads
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JP2201768A
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Inventor
Yasuaki Yoshida
保明 吉田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80Constructional details of image sensors
    • H10F39/809Constructional details of image sensors of hybrid image sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607Circuits therefor
    • G01R31/2632Circuits therefor for testing diodes
    • G01R31/2635Testing light-emitting diodes, laser diodes or photodiodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10Integrated devices
    • H10F39/12Image sensors
    • H10F39/18Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
    • H10F39/184Infrared image sensors
    • H10F39/1843Infrared image sensors of the hybrid type

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は光検知装置に関し、特に、赤外線撮像素子の
テスト構造に関するものである。
〔従来の技術〕
第8図は従来の赤外線撮像素子の斜視図、第9図は第8
図の模式図である。これらの図において、1は例えば1
28X12B個の画素から成る2次元のフォトダイオー
ドアレイ、2は信号読み出しを行うシリコンCCD、3
はインジウムバンプ、4は赤外線、5は出力回路、6は
垂直CCD、7は水平CCDである。
2次元フォトダイードアレイ1とシリコンCCD2はイ
ンジウムバンプ3により電気的に接続されている。2次
元フォトダイオードアレイ1により検出された赤外線4
は、シリコンC0D2により一定時間蓄積された後、時
系列信号に変換され、出力回路5より出力される。
上記のような赤外線撮像素子を構成する2次元フォトダ
イオードアレイ1の材料として、Cclo、zHgo、
mTeを用いれば、10am帯の赤外線の撮像ができる
ことが公知である。
第4図はCdo、* Hgo、+ T eを用いた2次
元ダイオードアレイの構造を示す平面図、第5図は第4
図のA−A’断面図である。
また第6図は第4図の2次元フォトダイオードアレイを
接続するシリコンCCDの平面図、第7図は第6図のB
−B’断面図であり、第3図は第4図の2次元フォトダ
イオードアレイ1と第6図のシリコンCCD2とをイン
ジウム・バンプ3で接続した赤外線撮像素子の断面図(
A−A’断面及びB−B’断面に対応)である。
これらの図において、5は出力回路、6は垂直CCD、
7は水平CCD、8はC(io、t Hgo、*Teよ
り成る半導体層、9はCdTeより成る基板、10はp
n接合、11は受光領域、12はTE G (Test
 Elevxent Group) 、13はn電極パ
ッド、14はp電極バッド、15はTEG12のn電極
パッド、16はTEG12のplit橿バッド、エフは
絶縁膜、18はp側電極金属であり、28は半導体層8
内の形成されたn゛層、19はp型シリコン基板、20
はp型シリコン基板19中に形成されたn゛層、21は
パッド、22は絶縁膜、23はポンディングパッド、2
4はCCD駆動用の配線である。
第4図では受光領域11の画素数が3×3画素の例を示
したが、通常128X128画素程度のものが用いられ
る。また、シリコンCCD2のCCD駆動用の配、[2
4は模式的に示し細部は省略した。
上記の構造の2次元フォトダイオードアレイにおいては
、赤外線4は基板9側から入射し、半導体層8中で電子
・正孔対に変換され、拡散によりpn接合10に到達し
たものが信号として検出される。
TEG12は2次元フォトダイオードアレイ1上に形成
されたpn接合10の特性をモニタするもので、TEG
のnlを極バッド15及びTEGのpt極バッド16に
プローブカードの針をたてることにより、たとえばI−
V特性を測定することができる。
以上のような2次元フォトダイオードアレイ1はウェハ
プロセス終了後にTEG12の特性が評価1選別され、
その後、nt極側のパッド13及ヒp l!極側のパッ
ド14上にインジウムバンプ3が形成され、第3図のよ
うにシリコンCCD2と高温5熱圧着によりフリップチ
ップボンディングされて赤外線撮像素子が完成する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述のように、2次元フォトダイオードアレイ1をシリ
コンCCD2にフリップチップボンディングする際には
150度程度の高温で熱圧着する工程を有しているので
、シリコンCCD2が接合時の熱的ストレス及び機械的
ストレスにより劣化する恐れがあり、さらに、これを実
際に動作させるためには77に程度に冷却する必要があ
ることから、シリコンCDD2のシリコン基板19とフ
ォトダイオードアレイ1のCdTe基板9の熱膨張率の
差による熱ストレスによりシリコンCCD内にクランク
が発生する可能性が多分にある。
しかしながら、従来の赤外線撮像素子は以上のように構
成されていたので、2次元フォトダイオードアレイlと
シリコンCCD2とをフリップチップボンディングした
後は、2次元フォトダイオードアレイ1の特性を直接モ
ニタすることができず、従って、以上のような原因によ
り、たとえば2次元フォトダイオードアレイlの■−■
特性が劣化し、赤外線撮像素子の感度が低下したとして
も、その不良原因が2次元フォトダイオードアレイ1に
あるのかシリコンCCD2にあるのかを特定することが
できないという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、フリップチップポンディング後も2次元フォ
トダイオードアレイの特性をモニタできる光検知装置を
得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る光検知装置は、受光部基板上にテスト素
子を配置し、信号読み出し基板上に他と絶縁して配線を
配置し、さらにこのテスト素子と配線とをバンプ電極に
より接続するようにしたものである。
〔作用〕 この発明の光検知装置においては、受光部基板上に配置
されたテスト素子と、該テスト素子とバンプにより接続
され、信号読み出し基板上に設けられた配線を用いるこ
とにより、受光部基板と信号読み出し基板をバンプによ
り電気的に接続した後においても、受光部基板に配置さ
れたテスト素子の特性を直接特定できる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図はこの発明の一実施例による光検知装置のシリコ
ンCCDの平面図、第2図はこの発明の一実施例による
光検知装置を第1図に示したCODのc−c’断画面上
対応させて示したものである。
図において、2次元フォトダイオードアレイ1は従来の
ものと全く同一のものであり、15は2次元フォトダイ
オードアレイ1上に形成されたpn接合10の特性をモ
ニタするTEGl2のnt極パッド、16はそのpt8
iパッドである。また、25はシリコンCCD2の基板
19上に設けたTEGl2の接続用バンド、26はTE
Gl2の信号を取り出すための配線、27はTEGl2
の信号を取り出すためのポンディングパッドである。
2次元フォトダイオードアレイ1のTEGl2のnt極
バッド15はシリコンCCD2の絶縁膜22上に新たに
設けられたバッド25とバンプ3を介して接続され、さ
らにこのTEG接続用のバッド25はTEGl、2の信
号を取り出すための配線26を介してポンディングパッ
ド27と接続されている。
このような本実施例の構造は、シリコンCCD2のバッ
ド21の形成段階で他と絶縁してTEG接続用のパッド
25.配線26.ポンディングパッド27をさらに形成
し、シリコンCCD2と2次元フォトダイオードアレイ
エとをフリップチップボンディングする際に、CCD2
のTEGl2のnli極バッド15と2次元フォトダイ
オードアレイ1上のTEG接続用バッド25とをインジ
ウムバンプにより接続することにより、容易に得ること
ができる。
このような本実施例においては、フォトダイオードアレ
イ1とCCD2とをフリップチップボンディングした後
も、ポンディングパッド部27にプローブカードの針を
たてることにより、TEGl2の特性、例えば、I−V
特性等を測定することができ、フリップチップボンディ
ング後に素子の不良原因が受光部あるのか読み出し部に
あるのかを正確に特定することができ、不良解析を容易
に行うことかできる。
なお、上記実施例では、信号読み出し部にシリコンCC
Dを用いた例を示したが、MO3方式など他の信号読み
出し方式にも用いてもよい。
また、上記実施例では赤外線撮像素子の例を示したが、
受光部を変えれば、他のセンサたとえば可視光の撮像素
子にも用いることができる。
〔発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、受光部基板上にテスト
素子を配置し、信号読み出し基板上に他と絶縁して配線
を配置し、さらにテスト素子と配線とをバンプにより接
続するようにしたので、受光部基板上に設けたテスト素
子の特性をフリップチップボンディング後も測定でき、
不良解析を容易に行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による光検知装置のシリコ
ンCCDの平面図、第2図はこの発明の一実施例による
光検知装置の断面図、第3図は従来例による光検知装置
の断面図、第4図は本発明及び従来例に共通の2次元フ
ォトダイオードアレイの平面図、第5図は第4図のA−
A“断面図、第6図は従来のシリコンCODの平面図、
第7図は第6図のB−B’’面図、第8図は従来の光検
知装置の斜視図、第9図は第8図の模式図である。 図において、1は2次元フォトダイオードアレイ(受光
部)、2はシリコンCCD (読み出し8部)、3はイ
ンジウムバンプ、4は入射光、5は出力回路、6は垂直
CCD、7は水平CCD、8は受光部の半導体層、9は
受光部の基板、10はpn接合、11は受光領域、12
はTEG、13はn電極パッド、14はp電極パッド、
15はTEGのn電極、16はTEC,のp!極、17
は絶縁膜、18はp側電極金属、19はp型シリコン、
20はn゛層、21はパッド、22は絶縁膜、23はポ
ンディングパッド、24はCCD駆動用の配線、25は
TEG接続用のパッド、26はTEGの信号を取り出す
ための配線、27はTEGの信号を取り出すためのポン
ディングパッド、28はn゛層である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)受光部基板と、信号読み出し基板と、前記受光部
    基板と信号読み出し基板とを電気的に接続するバンプと
    からなるハイブリッド型の光検知装置において、 前記受光部基板上に配置されたテスト素子と、前記読み
    出し基板上に他と絶縁して配置された配線と、 前記テスト素子と前記配線とを電気的に接続するよう配
    置されたバンプとを備えたことを特徴とする光検知装置
JP2201768A 1990-07-30 1990-07-30 光検知装置 Pending JPH0485961A (ja)

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FR9109662A FR2665302B1 (fr) 1990-07-30 1991-07-30 Dispositif photodetecteur comportant des blocs de connexion.

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FR2665302A1 (fr) 1992-01-31
FR2665302B1 (fr) 1994-01-28
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