JPH0936410A - 半導体放射線検出素子 - Google Patents
半導体放射線検出素子Info
- Publication number
- JPH0936410A JPH0936410A JP7187469A JP18746995A JPH0936410A JP H0936410 A JPH0936410 A JP H0936410A JP 7187469 A JP7187469 A JP 7187469A JP 18746995 A JP18746995 A JP 18746995A JP H0936410 A JPH0936410 A JP H0936410A
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- Japan
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- thin film
- compound semiconductor
- film
- crystal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】放射線検出素子を隙間なく並べてなるラインセ
ンサや面センサに応用でき、不純物等が結晶内への侵入
することによる特性劣化のない半導体放射線検出素子を
提供する。 【解決手段】相対する一方の面に共通電極２が形成さ
れ、他方の面にはプリント基板等と接続を得るためのハ
ンダバンプ４を有する複数個の個別電極３を形成した化
合物半導体１の端面５に、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法で気
相成長させたＳｉＮｘ膜等の絶縁保護薄膜６を形成し、
ハンダバンプを加熱溶融する際にハンダの成分であるＳ
ｎやＰｂ、フラックス中の不純物等が結晶内への侵入す
ることを防いだ。
ンサや面センサに応用でき、不純物等が結晶内への侵入
することによる特性劣化のない半導体放射線検出素子を
提供する。 【解決手段】相対する一方の面に共通電極２が形成さ
れ、他方の面にはプリント基板等と接続を得るためのハ
ンダバンプ４を有する複数個の個別電極３を形成した化
合物半導体１の端面５に、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法で気
相成長させたＳｉＮｘ膜等の絶縁保護薄膜６を形成し、
ハンダバンプを加熱溶融する際にハンダの成分であるＳ
ｎやＰｂ、フラックス中の不純物等が結晶内への侵入す
ることを防いだ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は医療分野、非破壊検
査分野等の、放射線を利用して対象物の放射線透過像を
得るための放射線画像計測装置などに適用できる半導体
放射線検出素子に関し、本発明の半導体検出素子を１次
元もしくは２次元状に並べることによりラインセンサや
面センサとして利用できるものである。
査分野等の、放射線を利用して対象物の放射線透過像を
得るための放射線画像計測装置などに適用できる半導体
放射線検出素子に関し、本発明の半導体検出素子を１次
元もしくは２次元状に並べることによりラインセンサや
面センサとして利用できるものである。
【０００２】
【従来の技術】ＣｄＴｅ、ＧａＡｓ、ＨｇＩ2 等の化合
物半導体結晶の、一方の面にバイアス供給用の共通電極
を設け、他方の面に信号取り出し用の複数個の電極を設
け、さらにその上にプリント基板等と接続を得るための
ハンダバンプを設けた半導体放射線検出素子は、例えば
特開平３−１８８６８４にも示されている。図７に従来
のハンダバンプ付き半導体放射線検出素子を示す。半導
体結晶５１の相対する２面に共通電極５２と個別電極５
３が形成されており、個別電極５３にはハンダバンプ５
４が設けてある。電極が形成されていない残り四つの面
である端面部分５５（×印部分）には何の処理もしてい
ないので、そこに空気中の酸素により酸化膜が形成され
たり、そこからハンダの成分が化合物半導体結晶の中に
侵入するなどして暗電流が増大する恐れがあった。
物半導体結晶の、一方の面にバイアス供給用の共通電極
を設け、他方の面に信号取り出し用の複数個の電極を設
け、さらにその上にプリント基板等と接続を得るための
ハンダバンプを設けた半導体放射線検出素子は、例えば
特開平３−１８８６８４にも示されている。図７に従来
のハンダバンプ付き半導体放射線検出素子を示す。半導
体結晶５１の相対する２面に共通電極５２と個別電極５
３が形成されており、個別電極５３にはハンダバンプ５
４が設けてある。電極が形成されていない残り四つの面
である端面部分５５（×印部分）には何の処理もしてい
ないので、そこに空気中の酸素により酸化膜が形成され
たり、そこからハンダの成分が化合物半導体結晶の中に
侵入するなどして暗電流が増大する恐れがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ｓｉ集積回路や、赤外
線検出器のように結晶基板表面を利用したデバイスとは
異なり、Ｘ線、γ線や、高エネルギーの放射線を検出す
るために厚い有感層を必要とする半導体放射線検出器
は、結晶基板そのものをデバイスとして用いるために、
必然的にある程度の厚さの結晶基板を必要とし、結晶を
切断した際にデバイスに端面が生じる。その端面部分
は、切断したときのダメージが残るなどのほかに、検出
器の特性を劣化させる各種の要因となっていた。すなわ
ち、端面部に酸化膜が形成されたり、電極部のハンダバ
ンプを加熱溶融する際のハンダの成分であるＳｎやＰ
ｂ、フラックス中の不純物等が結晶内へ侵入するなどの
不具合が生じやすかった。
線検出器のように結晶基板表面を利用したデバイスとは
異なり、Ｘ線、γ線や、高エネルギーの放射線を検出す
るために厚い有感層を必要とする半導体放射線検出器
は、結晶基板そのものをデバイスとして用いるために、
必然的にある程度の厚さの結晶基板を必要とし、結晶を
切断した際にデバイスに端面が生じる。その端面部分
は、切断したときのダメージが残るなどのほかに、検出
器の特性を劣化させる各種の要因となっていた。すなわ
ち、端面部に酸化膜が形成されたり、電極部のハンダバ
ンプを加熱溶融する際のハンダの成分であるＳｎやＰ
ｂ、フラックス中の不純物等が結晶内へ侵入するなどの
不具合が生じやすかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を
解決するために、直方体状の化合物半導体結晶の相対す
る２面に形成された電極のうち少なくとも一面の電極は
複数個である半導体放射線検出素子において、前記化合
物半導体の電極形成面ではない端面部分にＥＣＲプラズ
マＣＶＤ法で気相成長させた絶縁保護薄膜を形成した。
解決するために、直方体状の化合物半導体結晶の相対す
る２面に形成された電極のうち少なくとも一面の電極は
複数個である半導体放射線検出素子において、前記化合
物半導体の電極形成面ではない端面部分にＥＣＲプラズ
マＣＶＤ法で気相成長させた絶縁保護薄膜を形成した。
【０００５】化合物半導体結晶の端面部分にＨ2 または
Ａｒプラズマを照射して切断ダメージを取り去り、直後
に、耐熱、耐水、耐薬液性でかつ密着強度の高い絶縁保
護膜を形成することで、酸化膜の形成や、溶けたハンダ
やフラックス中の不純物の化合物半導体中への侵入を防
ぐことができ、検出器の劣化を防ぐことができる。
Ａｒプラズマを照射して切断ダメージを取り去り、直後
に、耐熱、耐水、耐薬液性でかつ密着強度の高い絶縁保
護膜を形成することで、酸化膜の形成や、溶けたハンダ
やフラックス中の不純物の化合物半導体中への侵入を防
ぐことができ、検出器の劣化を防ぐことができる。
【０００６】ただし、産業利用上、本発明の半導体検出
素子は直線状に隙間なく並べることが要求されるため、
絶縁保護膜は１０μｍ以下の薄膜にしなければならない
ことと、化合物半導体結晶は比較的低温で組成変化を起
こすために３００゜Ｃ以下の条件下で成膜する必要があ
る。この条件を満たすための手法として、本発明は絶縁
保護膜をＥＣＲプラズマＣＶＤ法により成膜するととも
に、これを例えばＳｉＮｘ膜等の薄膜とすることを提案
したものである。ＥＣＲプラズマＣＶＤ法を用いれば、
端面に入った切断ダメージを成膜直前にプラズマ照射し
て取り去ることも容易である。この操作はガスを入れ換
えるだけで引き続き絶縁保護膜の成膜を行うことができ
るので、別な装置を用いたり、真空を引き直す必要がな
いという利点がある。
素子は直線状に隙間なく並べることが要求されるため、
絶縁保護膜は１０μｍ以下の薄膜にしなければならない
ことと、化合物半導体結晶は比較的低温で組成変化を起
こすために３００゜Ｃ以下の条件下で成膜する必要があ
る。この条件を満たすための手法として、本発明は絶縁
保護膜をＥＣＲプラズマＣＶＤ法により成膜するととも
に、これを例えばＳｉＮｘ膜等の薄膜とすることを提案
したものである。ＥＣＲプラズマＣＶＤ法を用いれば、
端面に入った切断ダメージを成膜直前にプラズマ照射し
て取り去ることも容易である。この操作はガスを入れ換
えるだけで引き続き絶縁保護膜の成膜を行うことができ
るので、別な装置を用いたり、真空を引き直す必要がな
いという利点がある。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を以下に図面に基
づいて説明する。図１は本発明の一実施例であるハンダ
バンプ付き化合物半導体放射線検出素子である。直方体
状に切り出された化合物半導体結晶１の相対する面の一
方にバイアスをかけるための共通電極２が形成され、他
方の面に信号を取り出す個別電極３が形成されている。
個別電極３にはこの放射線検出素子をプリント基板など
に接続するためのハンダバンプ４を設けている。なお、
電極３とハンダバンプ４の組は個別電極３が形成されて
いる面の全面にわたって規則的に配置されているもので
ある。共通電極２と個別電極３が形成されている面以外
の他の四つの面、すなわち端面５には絶縁保護薄膜６
（斜線部分）が形成されている。この絶縁保護薄膜６は
端面５のみならず共通電極２の端の部分にもかかるよう
に形成されており、化合物半導体１と共通電極２との境
目を確実に覆って保護するようにしてある。絶縁保護薄
膜６の好適な例では、材質はＳｉＮｘであり、膜厚は
０．１〜１０μｍ、望ましくは０．５〜２μｍである。
づいて説明する。図１は本発明の一実施例であるハンダ
バンプ付き化合物半導体放射線検出素子である。直方体
状に切り出された化合物半導体結晶１の相対する面の一
方にバイアスをかけるための共通電極２が形成され、他
方の面に信号を取り出す個別電極３が形成されている。
個別電極３にはこの放射線検出素子をプリント基板など
に接続するためのハンダバンプ４を設けている。なお、
電極３とハンダバンプ４の組は個別電極３が形成されて
いる面の全面にわたって規則的に配置されているもので
ある。共通電極２と個別電極３が形成されている面以外
の他の四つの面、すなわち端面５には絶縁保護薄膜６
（斜線部分）が形成されている。この絶縁保護薄膜６は
端面５のみならず共通電極２の端の部分にもかかるよう
に形成されており、化合物半導体１と共通電極２との境
目を確実に覆って保護するようにしてある。絶縁保護薄
膜６の好適な例では、材質はＳｉＮｘであり、膜厚は
０．１〜１０μｍ、望ましくは０．５〜２μｍである。
【０００８】絶縁保護薄膜６は図２に示すようにＥＣＲ
プラズマＣＶＤ法によって放射線検出素子の上に生成す
る。図２において１１はＥＣＲプラズマＣＶＤ装置であ
り、試料台１８の上に置かれた試料に対して各種の成膜
を行う装置である。成膜室１６は排気口１７から排気装
置によって排気されつつ成膜ガス１４が供給され、ある
程度の圧力に保たれている。コイル１２によって装置内
に磁場が形成されており、マイクロ波１３によって電力
が供給されることによって成膜ガスがプラズマ１５を形
成し、試料台１８の上に置かれた試料に膜が堆積してい
く。
プラズマＣＶＤ法によって放射線検出素子の上に生成す
る。図２において１１はＥＣＲプラズマＣＶＤ装置であ
り、試料台１８の上に置かれた試料に対して各種の成膜
を行う装置である。成膜室１６は排気口１７から排気装
置によって排気されつつ成膜ガス１４が供給され、ある
程度の圧力に保たれている。コイル１２によって装置内
に磁場が形成されており、マイクロ波１３によって電力
が供給されることによって成膜ガスがプラズマ１５を形
成し、試料台１８の上に置かれた試料に膜が堆積してい
く。
【０００９】本発明においては試料台１８に図１に示し
た半導体検出素子（絶縁保護薄膜６がまだ付いていない
もの）２１を置き、その上にマスク２２をかぶせる。図
３は半導体検出素子２１とマスクとの位置関係を示すも
のであり、化合物半導体１のひとつの面に形成された共
通電極２の上に、その面よりもやや小さい大きさのメタ
ルマスク２２をかぶせている。これをＥＣＲプラズマＣ
ＶＤ装置の試料台１８の上に、図２に示すように同時に
複数個のせて成膜すると、半導体検出素子２１の端面５
と共通電極２の端の部分にＳｉＮｘ等の絶縁保護薄膜６
が形成される。絶縁保護薄膜６の材質は成膜ガスを変え
ることでＳｉＮｘ以外にもＳｉＯｘ、ＢＮｘなど各種の
膜が選択できる。
た半導体検出素子（絶縁保護薄膜６がまだ付いていない
もの）２１を置き、その上にマスク２２をかぶせる。図
３は半導体検出素子２１とマスクとの位置関係を示すも
のであり、化合物半導体１のひとつの面に形成された共
通電極２の上に、その面よりもやや小さい大きさのメタ
ルマスク２２をかぶせている。これをＥＣＲプラズマＣ
ＶＤ装置の試料台１８の上に、図２に示すように同時に
複数個のせて成膜すると、半導体検出素子２１の端面５
と共通電極２の端の部分にＳｉＮｘ等の絶縁保護薄膜６
が形成される。絶縁保護薄膜６の材質は成膜ガスを変え
ることでＳｉＮｘ以外にもＳｉＯｘ、ＢＮｘなど各種の
膜が選択できる。
【００１０】メタルマスク２２は単純な図３に示した四
角形ではなく、図４(a) に共通電極２側から見た図を示
すように、位置合わせや固定のための凸部２３を有する
ものであってもよい。この場合には凸部２３によって隠
れる部分には成膜がされないので、図４(b) に示すよう
にメタルマスク２２（または半導体検出素子２１）を９
０度回転して２回目の成膜をすればよい。そうすれば１
回目の成膜で膜が形成されなかった部分２４にも絶縁保
護薄膜を付けることができる。
角形ではなく、図４(a) に共通電極２側から見た図を示
すように、位置合わせや固定のための凸部２３を有する
ものであってもよい。この場合には凸部２３によって隠
れる部分には成膜がされないので、図４(b) に示すよう
にメタルマスク２２（または半導体検出素子２１）を９
０度回転して２回目の成膜をすればよい。そうすれば１
回目の成膜で膜が形成されなかった部分２４にも絶縁保
護薄膜を付けることができる。
【００１１】また、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法を用いてい
るので、図７で×で記した部分に存在する切断ダメージ
の除去を行うことができる。すなわち、絶縁保護薄膜６
の成膜直前に、Ｈ2 、Ａｒなどのプラズマを照射するこ
とによって、切断時に生じたひずみなどが緩和される。
るので、図７で×で記した部分に存在する切断ダメージ
の除去を行うことができる。すなわち、絶縁保護薄膜６
の成膜直前に、Ｈ2 、Ａｒなどのプラズマを照射するこ
とによって、切断時に生じたひずみなどが緩和される。
【００１２】（発明の実施の他の形態）本発明の半導体
放射線検出素子を図６に示すように１次元状に並べてラ
インセンサとして利用する場合には、図５に示すような
変形実施例が考えられる。放射線検出素子を１次元状に
並べる際の配列方向と平行な端面４５、すなわち、隣の
素子と近接し合わない端面４５には、１０μｍ以下の薄
膜のＥＣＲプラズマＣＶＤによる絶縁保護薄膜を形成す
る必要はなく、ポリイミド、ソルダーレジスト等の液体
高分子材料４９を塗布し、加熱硬化させたものを使用し
てもよい。具体的には、図５(a) に示すように、凸部２
３を有するメタルマスク２２を用いた成膜を１回だけ行
い、次に図５(b) に示すようにメタルマスク２２の凸部
２３の影になった端面部分４６に液体高分子材料４９を
塗布する。これを加熱硬化させることで端面部分全域を
絶縁保護膜で覆い、全ての端面部分にＥＣＲプラズマＣ
ＶＤによって絶縁保護薄膜を形成したものと同じ効果を
得ることができる。ただし、液体高分子材料４９は、硬
化温度が３００゜Ｃ以下の材料である。
放射線検出素子を図６に示すように１次元状に並べてラ
インセンサとして利用する場合には、図５に示すような
変形実施例が考えられる。放射線検出素子を１次元状に
並べる際の配列方向と平行な端面４５、すなわち、隣の
素子と近接し合わない端面４５には、１０μｍ以下の薄
膜のＥＣＲプラズマＣＶＤによる絶縁保護薄膜を形成す
る必要はなく、ポリイミド、ソルダーレジスト等の液体
高分子材料４９を塗布し、加熱硬化させたものを使用し
てもよい。具体的には、図５(a) に示すように、凸部２
３を有するメタルマスク２２を用いた成膜を１回だけ行
い、次に図５(b) に示すようにメタルマスク２２の凸部
２３の影になった端面部分４６に液体高分子材料４９を
塗布する。これを加熱硬化させることで端面部分全域を
絶縁保護膜で覆い、全ての端面部分にＥＣＲプラズマＣ
ＶＤによって絶縁保護薄膜を形成したものと同じ効果を
得ることができる。ただし、液体高分子材料４９は、硬
化温度が３００゜Ｃ以下の材料である。
【００１３】
【発明の効果】本発明の半導体放射線検出素子は、電極
を形成していない端面部分に絶縁保護薄膜を形成したの
で、端面部に酸化膜が形成されることや、電極部のハン
ダバンプを加熱溶融する際のハンダの成分であるＳｎや
Ｐｂ、フラックス中の不純物等が結晶内へ侵入すること
などを防止することができ、暗電流の少ない性能の安定
した半導体放射線検出素子を得ることができる。また本
発明の半導体放射線検出素子の絶縁保護薄膜は非常に薄
いので、この検出素子を１次元的または２次元的に並べ
ることによって、素子間に隙間のない高性能な放射線画
像計測装置等の検出器として応用することができる。
を形成していない端面部分に絶縁保護薄膜を形成したの
で、端面部に酸化膜が形成されることや、電極部のハン
ダバンプを加熱溶融する際のハンダの成分であるＳｎや
Ｐｂ、フラックス中の不純物等が結晶内へ侵入すること
などを防止することができ、暗電流の少ない性能の安定
した半導体放射線検出素子を得ることができる。また本
発明の半導体放射線検出素子の絶縁保護薄膜は非常に薄
いので、この検出素子を１次元的または２次元的に並べ
ることによって、素子間に隙間のない高性能な放射線画
像計測装置等の検出器として応用することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す図である。
【図２】絶縁保護薄膜を形成するＥＣＲプラズマＣＶＤ
法を説明する図である。
法を説明する図である。
【図３】絶縁保護薄膜を形成するためのマスクと化合物
半導体の位置関係を示す図である。
半導体の位置関係を示す図である。
【図４】絶縁保護薄膜を形成するためのマスクと化合物
半導体の位置関係を示す図である。
半導体の位置関係を示す図である。
【図５】本発明の変形実施例を示す図である。
【図６】本発明の半導体放射線検出素子を一次元状に並
べた様子を示す図である。
べた様子を示す図である。
【図７】従来のハンダバンプ付き放射線検出素子を示す
図である。
図である。
１…化合物半導体結晶 ２…共通電極 ３…個別電極 ４…ハンダバンプ ５…端面 ６…絶縁保護薄膜 １１…ＥＣＲプラズマＣＶＤ ２１…半導体検出素子 ２２…メタルマスク ２３…メタルマスクの凸部 ４９…液体高分子材料
Claims (1)
- 【請求項１】 直方体状の化合物半導体結晶の相対する
２面に形成された電極のうち少なくとも一面の電極は複
数個である半導体放射線検出素子において、前記化合物
半導体の電極形成面ではない端面部分にＥＣＲプラズマ
ＣＶＤ法で気相成長させた絶縁保護薄膜を形成したこと
を特徴とする半導体放射線検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7187469A JPH0936410A (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 半導体放射線検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7187469A JPH0936410A (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 半導体放射線検出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0936410A true JPH0936410A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16206634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7187469A Pending JPH0936410A (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 半導体放射線検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0936410A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2319394A (en) * | 1996-12-27 | 1998-05-20 | Simage Oy | Bump-bonded semiconductor imaging device |
| WO1998050955A1 (en) * | 1997-05-06 | 1998-11-12 | Simage Oy | Semiconductor imaging device |
| US6486476B1 (en) | 1998-12-22 | 2002-11-26 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor radiation detector and manufacture thereof |
| DE102006046314A1 (de) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | Siemens Ag | Strahlungsdirektkonvertermodul und Strahlungsdirektkonverter |
| CN114447155A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-06 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 柔性太阳能电池及半导体器件的栅电极的制作方法 |
-
1995
- 1995-07-24 JP JP7187469A patent/JPH0936410A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2319394A (en) * | 1996-12-27 | 1998-05-20 | Simage Oy | Bump-bonded semiconductor imaging device |
| GB2319394B (en) * | 1996-12-27 | 1998-10-28 | Simage Oy | Bump-bonded semiconductor imaging device |
| US5952646A (en) * | 1996-12-27 | 1999-09-14 | Simage Oy | Low temperature bump-bonding semiconductor imaging device |
| WO1998050955A1 (en) * | 1997-05-06 | 1998-11-12 | Simage Oy | Semiconductor imaging device |
| US6486476B1 (en) | 1998-12-22 | 2002-11-26 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor radiation detector and manufacture thereof |
| DE102006046314A1 (de) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | Siemens Ag | Strahlungsdirektkonvertermodul und Strahlungsdirektkonverter |
| CN114447155A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-06 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 柔性太阳能电池及半导体器件的栅电极的制作方法 |
| CN114447155B (zh) * | 2022-01-27 | 2024-04-12 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 柔性太阳能电池及半导体器件的栅电极的制作方法 |
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