JPH0637291A - 赤外線検知装置およびその製造方法 - Google Patents

赤外線検知装置およびその製造方法

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JPH0637291A
JPH0637291A JP4190582A JP19058292A JPH0637291A JP H0637291 A JPH0637291 A JP H0637291A JP 4190582 A JP4190582 A JP 4190582A JP 19058292 A JP19058292 A JP 19058292A JP H0637291 A JPH0637291 A JP H0637291A
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JP
Japan
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infrared
infrared detecting
substrate
infrared detection
compound semiconductor
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JP4190582A
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Kazuo Ozaki
一男 尾▲崎▼
Soichiro Hikita
聡一郎 匹田
Masahiro Tanaka
昌弘 田中
Tamotsu Yamamoto
保 山本
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 赤外線検知装置の製造方法に関し、赤外線検
知素子の受光部近傍が光学器械の焦点面に位置するよう
にし、列状に多数配設した赤外線検知素子の端部の赤外
線検知素子でも、焦点ぼけの無い赤外線画像が得られる
ような赤外線検知装置の提供を目的とする。 【構成】 化合物半導体基板1に形成した赤外線検知素
子4と、他の基板に形成した半導体素子、或いは配線パ
ターンとを金属バンプ5,8 を用いて圧着接合して成る赤
外線検知装置に於いて、複数の赤外線検知素子4を含む
ように所定の寸法に切断した化合物半導体基板1の前記
切断面同士を互いに突き合わせ、前記複数の赤外線検知
素子4を、該検知素子4を用いて形成する赤外線検知装
置の光学器械のレンズの焦点面13に配置して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は赤外線検知装置およびそ
の製造方法に関する。エネルギーギャップの狭い水銀・
カドミウム・テルル(HgCdTe)のような化合物半導体基
板に赤外線検知素子を形成し、該検知素子の検知信号を
信号処理する信号処理素子をシリコン(Si)基板のよう
な半導体基板に形成する。
【0002】そして両者の素子同士をインジウム(In)
の金属バンプを用いて圧着接合してハイブリッド型の赤
外線検知装置を形成している。
【0003】
【従来の技術】このような赤外線検知装置の従来の製造
方法について述べる。図4(a)に示すように、カドミウム
テルル(CdTe)基板1上にp型のHgCdTe結晶2を液相エピ
タキシャル成長法等を用いて形成し、該HgCdTe結晶2の
所定領域にボロン(B)イオンをイオン注入してn型層
3を形成してpn接合を設け、フォトダイオードよりな
りアレイ状に配置した赤外線検知素子4を形成する。
【0004】そして図4(b)に示すように、この赤外線検
知素子4の上にInより成る金属バンプ5を蒸着等の方法
により被着形成する。一方、該赤外線検知素子4で得ら
れた検知信号を信号処理する電荷転送素子のような信号
処理素子6をSi基板7に形成し、該信号処理素子6上に
もInの金属バンプ8を蒸着等の方法により形成する。
【0005】そして両者の基板1,7 をフリップチップボ
ンダ装置の押圧治具9,11 上に設置し、両者の基板1,7
の素子4,6 上に設けたInの金属バンプ5,8 を押圧して圧
着接合して赤外線検知装置を形成している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
赤外線検知装置は益々高空間分解能な性能を有すること
が望まれており、それに伴って素子の数も益々多くした
アレイ状の赤外線検知装置が要求される。
【0007】然し、赤外線の波長は数μm より10数μm
の範囲であり、この波長領域より小さく素子寸法を形成
することは、素子が感度を有し無くなるので不可能であ
る。従って素子の寸法に制約があるので、赤外線検知素
子を列状に多数設けると、該列状に配置した赤外線検知
素子の一端から他端迄の寸法が、数cmの長さに成る恐れ
がある。
【0008】このような赤外線検知素子に光を入射する
場合、図4(c)に示すように光学器械の集光レンズ12を用
いて矢印A に示す入射赤外線を集光して赤外線検知素子
4に入射させており、このように赤外線検知素子の一端
4Aより他端4B迄の寸法が長い場合は、集光レンズ12の焦
点面13が赤外線検知素子4の受光面に合致しない恐れが
あり、鮮明な赤外線画像が得られない問題がある。
【0009】本発明は上記した問題点を解決するもの
で、アレイ状に赤外線検知素子を長く配設した場合で
も、該検知装置の光学器械の集光レンズの焦点面が、上
記検知素子の受光部に合致しなくなるような不都合を解
消した赤外線検知装置、およびその製造方法の提供を目
的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の赤外線検知装置
は、化合物半導体基板に形成した赤外線検知素子と、他
の基板に形成した半導体素子、或いは配線パターンとを
金属バンプを用いて圧着接合して成る赤外線検知装置に
於いて、複数の赤外線検知素子を含むように所定の寸法
に切断した化合物半導体基板の前記切断面同士を互いに
突き合わせ、前記複数の赤外線検知素子を、該検知素子
を用いて形成する赤外線検知装置の光学器械のレンズの
焦点面に配置したことを特徴とするものである。
【0011】また本発明の赤外線検知装置の製造方法
は、化合物半導体基板に形成した赤外線検知素子と、他
の基板に形成した半導体素子、或いは配線パターンとを
金属バンプを用いて圧着接合して形成する赤外線検知装
置の製造に於いて、前記赤外線検知素子を形成した化合
物半導体基板を、複数の赤外線検知素子を含むように所
定の寸法に切断し、該切断した化合物半導体基板の切断
面を互いに突き合わせ、形成される赤外線検知装置の光
学器械のレンズの焦点面に合致する曲面を有する押圧治
具上に配置し、該押圧治具上に配置された赤外線検知素
子と、他の押圧治具上に設置され、他の基板に形成され
た半導体素子、或いは配線パターンとを圧着接合するこ
とを特徴とする。
【0012】
【作用】本発明の赤外線検知装置は、アレイ状に多数赤
外線検知素子を配設した化合物半導体基板を、前記赤外
線検知素子を複数個含むように所定の寸法に切断し、該
切断した化合物半導体基板の切断面同士を互いに突き合
わせ、該複数の赤外線検知素子が光学機械のレンズの焦
点面に合致するようにする。
【0013】本発明の方法はアレイ状の赤外線検知素子
を形成した化合物半導体基板を、該検知素子を所定数含
む複数のブロックに分断する。そしてその分断した化合
物半導体基板を切断面を相互に突き合わせるようにし
て、形成される赤外線検知装置の光学器械の集光レンズ
の焦点面に合致する曲面を有する押圧治具上に設置す
る。
【0014】一方、信号処理素子を形成したSi基板は平
坦な押圧治具上に設置し、両者の配列した素子の端部に
到る程、Inの金属バンプの高さを高く保つように金属バ
ンプを形成する。
【0015】このようにすると、赤外線検知素子アレイ
の端部の検知素子の受光部近傍も、光学器械の集光レン
ズの焦点面より位置ずれすることが少なくなり、鮮明な
赤外線画像が得られるようになる。
【0016】
【実施例】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。図1は本発明の赤外線検知装置の断面
図である。図示するようにカドミウムテルル(CdTe)基板
1上にp型のHgCdTe結晶2を設け、該HgCdTe結晶2の所
定領域にn型層3を設けてpn接合を形成し、フォトダ
イオードよりなる赤外線検知素子4をアレイ状に設け
る。
【0017】この赤外線検知素子アレイの内、所定数量
の赤外線検知素子4を含むように、CdTe基板1を所定の
複数のブロックに分割し、この赤外線検知素子4の上に
Inより成る金属バンプ5を蒸着等の方法により設ける。
【0018】またSi基板7に形成した信号処理素子6上
にもInの金属バンプ8を蒸着法等を用いて形成する。そ
して上記切断したCdTe基板1を、互いにその切断面を突
き合わせて後述するレンズの焦点面13に合致する曲面を
有する圧着治具上に真空吸着して、CdTe基板1上に形成
した金属バンプ5と前記金属バンプ8とを圧着接合す
る。
【0019】このようにすると、アレイ状に配設した赤
外線検知素子4の受光部が、前記した集光レンズの焦点
面13に合致するようになり、長い寸法の列状に配置した
赤外線検知素子4 の両端部に於いても、受光部近傍が集
光レンズの焦点面13に合致するように成るので、焦点ぼ
けのない鮮明な赤外線画像が形成できる赤外線検知装置
が得られる。
【0020】このような本発明の赤外線検知装置の製造
方法について述べる。図2(a)に示すように、カドミウム
テルル(CdTe)基板1上にp型のHgCdTe結晶2を液相エピ
タキシャル成長法等を用いて形成し、該HgCdTe結晶2の
所定領域にボロン(B)イオンをイオン注入してn型層
3を形成してpn接合を設け、フォトダイオードよりな
る赤外線検知素子4をアレイ状に形成する。
【0021】次いで図2(b)に示すように、この赤外線検
知素子アレイの内、所定数量の赤外線検知素子4を含む
ように、CdTe基板1を所定の複数のブロックに分割す
る。次いで図2(c)に示すように、この赤外線検知素子4
の上にInより成る金属バンプ5を蒸着等の方法により形
成する。
【0022】この金属バンプ5の高さは、列の両端部の
赤外線検知素子4A,4B に形成する金属バンプ5A,5B の高
さを、列の中央部の赤外線検知素子4Cに形成する金属バ
ンプ5Cの高さより高く保つようにする。
【0023】またSi基板7に形成した信号処理素子6上
にもInの金属バンプ8を蒸着法等を用いて形成する。こ
の金属バンプ8の高さは列の両端部の信号処理素子6A,6
B に形成する金属バンプ8A,8B の高さを、列の中央部の
信号処理素子6Cに形成する金属バンプ8Cの高さより高く
保つようにする。
【0024】次いで図3(a)に示すようにに、前記ブロッ
ク状に切断したCdTe基板1を、押圧治具9上に真空吸着
法等を用いて設置する。この押圧治具9の曲面21は、図
4(c)に示すように、形成される赤外線検知装置に使用す
る光学器械の集光レンズの焦点面13に合致させる。
【0025】また信号処理素子6と金属バンプ8を形成
したSi基板7を平坦な押圧治具11上に設置し、CdTe基板
1上に形成した金属バンプ5と前記金属バンプ8とを圧
着接合する。
【0026】この圧着接合した状態を図3(b)に示す。こ
の圧着接合する場合に、前記した平坦な押圧治具11は、
裏面側より赤外線が透過できる透明なプラスチック板等
を用いて形成する。
【0027】そしてアライメント装置を用いて、Si基板
7の裏面側より赤外線を入射し、その入射した赤外線画
像を用いて信号処理素子と赤外線検知素子の位置合わせ
を行った後、金属バンプ5,8 同士を圧着接合する。
【0028】このようにすると、アレイ状に配設した赤
外線検知素子4の受光部が、前記した集光レンズの焦点
面13に合致するようになり、長い寸法の列状に配置した
赤外線検知素子4 の両端部に於いても、受光部近傍が集
光レンズの焦点面13に合致するように成るので、焦点ぼ
けのない鮮明な赤外線画像が形成できる赤外線検知装置
が得られる。
【0029】また本実施例では赤外線検知素子4と金属
バンプ接合する素子を、Si基板7に形成した信号処理素
子6としたが、その他の実施例としてこの信号処理素子
6に接続する配線パターンを他の絶縁性基板に形成し、
この絶縁性基板に形成した配線パターンと、赤外線検知
素子4とを金属バンプで接続しても良い。
【0030】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の赤外線検知
装置の製造方法によると、該検知装置を構成する赤外線
検知素子の受光部近傍が、光学器械の焦点面に合致する
ようになり、焦点ぼけの生じない鮮明な赤外線画像の赤
外線検知装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の赤外線検知装置の断面図である。
【図2】 本発明の赤外線検知装置の製造方法の説明図
である。
【図3】 本発明の赤外線検知装置の製造方法の説明図
である。
【図4】 従来の赤外線検知装置の製造方法の説明図と
その不都合な状態の説明図である。
【符号の説明】
1 CdTe基板 2 HgCdTe結晶 3 n型層 4 赤外線検知素子 5,8 金属バンプ 9,11 押圧治具 13 焦点面 21 曲面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01J 5/30 8909−2G G02B 3/00 A 8106−2K 7/04 H01L 31/0264 7210−4M H01L 31/08 N (72)発明者 山本 保 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 化合物半導体基板(1) に形成した赤外線
    検知素子(4) と、他の基板に形成した半導体素子、或い
    は配線パターンとを金属バンプ(5,8) を用いて圧着接合
    して成る赤外線検知装置に於いて、 複数の赤外線検知素子(4) を含むように所定の寸法に切
    断した化合物半導体基板(1) の前記切断面同士を互いに
    突き合わせ、前記複数の赤外線検知素子(4) を、該検知
    素子(4) を用いて形成する赤外線検知装置の光学器械の
    レンズの焦点面(13)に配置したことを特徴とする赤外線
    検知装置。
  2. 【請求項2】 化合物半導体基板(1) に形成した赤外線
    検知素子(4) と、他の基板に形成した半導体素子、或い
    は配線パターンとを金属バンプ(5,8) を用いて圧着接合
    して形成する赤外線検知装置の製造に於いて、 前記赤外線検知素子(4) を形成した化合物半導体基板
    (1) を、複数の赤外線検知素子(4) を含むように所定の
    寸法に切断し、該切断した化合物半導体基板(1)の切断
    面を互いに突き合わせ、形成される赤外線検知装置の光
    学器械のレンズの焦点面に合致する曲面(21)を有する押
    圧治具(9) 上に配置し、該押圧治具(9) 上に配置された
    赤外線検知素子(4) と、他の押圧治具(11)上に設置さ
    れ、他の基板(7) に形成された半導体素子(6) 、或いは
    配線パターンとを圧着接合することを特徴とする赤外線
    検知装置の製造方法。
JP4190582A 1992-07-17 1992-07-17 赤外線検知装置およびその製造方法 Withdrawn JPH0637291A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6027796A (en) * 1996-12-20 2000-02-22 Japan As Represented By Director General Of Agency Of Industrial Science And Technology Mesoporous ceramic film with one dimensional through channels and process for its production
US6828545B1 (en) * 2001-05-15 2004-12-07 Raytheon Company Hybrid microelectronic array structure having electrically isolated supported islands, and its fabrication
EP2259338A1 (en) * 1999-09-29 2010-12-08 Kaneka Corporation Methods and apparatuses for automatically soldering a lead wire to a solar battery
US8349273B2 (en) 2007-10-12 2013-01-08 Fuji Xerox Co., Ltd. Microreactor device
CN116504846A (zh) * 2023-03-31 2023-07-28 中航凯迈(上海)红外科技有限公司 一种曲面红外焦平面阵列及其制备方法

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