CN110140215B - 红外线传感器器件 - Google Patents

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Abstract

红外线传感器基板(10)具备多个列信号线(101)、多个行信号线(102)、包括与列信号线(101)以及行信号线(102)连接的红外线检测元件(100)的多个像素(12)的像素阵列。红外线传感器基板(10)具备：电流源(105)，经由各列信号线(101)连接于各红外线检测元件(100)；电压源(107、108)，经由各行信号线(102)将电压施加到各红外线检测元件(100)；以及多个输出端子(111)，与列信号线(101)连接，能够与对各红外线检测元件(100)的输出信号进行处理的信号处理电路基板(20)连接。红外线传感器基板(10)具备能够监视由电压源(107、108)施加到各红外线检测元件(100)的电压的监视端子(113)。

Description

红外线传感器器件
技术领域
本发明涉及包括具备分别包括红外线检测元件的多个像素的像素阵列的红外线传感器基板和具备对各红外线检测元件的输出信号进行处理的信号处理电路的信号处理电路基板的红外线传感器器件。另外，本发明涉及用于这样的红外线传感器器件的红外线传感器基板。
背景技术
近年来，在安全、医疗、车载应用等各种领域，有针对红外线传感器的需求，谋求检测能力的提高。作为红外线传感器，例如有利用二维排列的半导体传感器检测由入射的红外线导致的温度变化的热型红外线传感器(还称为“热型红外线固体摄像元件”)。特别是，利用各种手法使不需要冷却装置的热型红外线传感器高灵敏度化，由于性能、价格、使用容易度而得到普及。在车载应用等中，要求将移动的物体作为被摄体进而检测人等性能更高的传感器。
热型红外线传感器将因由于将入射的红外线变换为热而导致的温度变化而产生的物理参数的变化作为电信号而读出。因此，在红外线传感器中，为了提高红外线的检测灵敏度，即为了增大由于吸收入射的红外线而产生的热所致的感热部的温度变化，采用将作为红外线检测部的红外线检测元件从基板热隔离的隔热构造。
进而，为了提高隔热性，设为将红外线检测元件保持于真空中的状态，利用封装体对红外线传感器的整体进行真空密封，从而防止红外线检测元件的气氛所致的传导或者对流所引起的热阻的下降。作为针对红外线传感器的要求，在车载应用的夜视中，为了检测移动的人或物体，要求分辨率(像素数)以及帧率的提高。作为其结果，红外线传感器的电路规模增大，芯片面积以及系统中的安装面积增大，招致最终的成本高。
因而，已知如下装置：将红外线传感器分离成具备分别包括红外线检测元件的多个像素的像素阵列的红外线传感器基板和具备对各红外线检测元件的输出信号进行处理的信号处理电路(模拟/数字变换器等)的信号处理电路基板，并使红外线传感器基板与信号处理电路基板相互对置地组装而成。由此，能够利用简便的制造工艺来抑制芯片面积以及安装面积的增大。通过将红外线传感器基板配置于信号处理电路基板之上，实现小型且高性能的摄像元件。例如，专利文献1公开了这样将摄像芯片层叠于图像处理芯片之上的固体摄像装置。
但是，摄像芯片以及图像处理芯片是使用预定的制造工艺而分别制造的，但有时在制造工艺的中途发生布线的断线、检测像素的缺陷等。如果不将摄像芯片以及图像处理芯片作为传感器组装，则无法进行传感器的最终的测试。因而，发生故障的芯片也在组装后测试，招致不必要的安装成本的增加。针对这样的课题，在以往的固体摄像元件中有时在元件上设置断线检查电路，不使传感器实际动作地判定布线的断线，从而去除针对不良元件的不必要的晶片测试及装配工序，削减成本负担。例如，专利文献2公开了这样的固体摄像元件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-146816号公报
专利文献2：日本特开平4-180374号公报
发明内容
当在如包括红外线检测元件的红外线传感器那样使用特殊的制造工艺的器件中应用以往的固体摄像装置以及固体摄像元件的制造工艺时存在以下的问题。当如专利文献1那样在将红外线传感器基板以及信号处理电路基板作为红外线传感器组装之后进行传感器的最终的测试时，在制造工艺的中途发生故障的芯片也在组装后测试，招致不必要的安装成本的增加。另外，即使如专利文献2那样在元件上设置断线检查电路，不使传感器实际动作地判定布线的断线，也无法以像素为单位判定缺陷。
本发明的目的在于提供能够在将红外线传感器基板以及信号处理电路基板组装为红外线传感器器件之前单独地测试的红外线传感器基板。本发明的目的还在于提供包括这样的红外线传感器基板以及信号处理电路基板的红外线传感器器件。
根据本发明的一个方案，提供具备形成于第1半导体基板的红外线传感器基板和形成于第2半导体基板的信号处理电路基板的红外线传感器器件。红外线传感器基板具备：多个第1信号线、多个第2信号线、像素阵列、第1电流源、第1电压源、多个输出端子、多个输入端子以及监视端子。多个第1信号线沿着第1半导体基板上的第1方向分别延伸。多个第2信号线沿着第1半导体基板上的第2方向分别延伸。像素阵列沿着第1方向以及第2方向二维阵列状地配置有分别包括与多个第1信号线中的一个第1信号线和多个第2信号线中的一个第2信号线连接的红外线检测元件的多个像素。第1电流源经由多个第1信号线连接于各红外线检测元件。第1电压源经由多个第2信号线将电压施加到各红外线检测元件。多个输出端子与多个第1信号线一对一地设置且与多个第1信号线分别连接。多个输入端子与多个第2信号线一对一地设置且与多个第2信号线分别连接。监视端子能够监视由第1电压源施加到各红外线检测元件的电压。信号处理电路基板具备：多个输入端子、信号处理电路、多个输出端子以及第2电压源。多个输入端子与红外线传感器基板的多个输出端子分别连接。信号处理电路经由信号处理电路基板的多个输入端子、红外线传感器基板的多个输出端子以及多个第1信号线接收红外线传感器基板的各红外线检测元件的输出信号并进行处理。多个输出端子与红外线传感器基板的多个输入端子分别连接。第2电压源经由信号处理电路基板的多个输出端子、红外线传感器基板的多个输入端子以及多个第2信号线将电压施加到各红外线检测元件。第1电压源以及第2电压源同时将电压施加到各红外线检测元件。
根据本发明，能够提供能够在将红外线传感器基板以及信号处理电路基板组装为红外线传感器器件之前单独地测试的红外线传感器基板。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的红外线传感器器件的概略结构的立体图。
图2是示出本发明的实施方式1的红外线传感器器件的概略结构的剖视图。
图3是示出本发明的实施方式1的变形例的红外线传感器器件的概略结构的剖视图。
图4是示出本发明的实施方式1的红外线传感器基板的像素阵列以及控制电路的电路图。
图5是示出本发明的实施方式1的红外线传感器基板的电压调整电路的电路图。
图6是示出将本发明的实施方式1的红外线传感器基板和信号处理电路基板组装为红外线传感器器件的状态的电路图。
图7是示出本发明的实施方式2的红外线传感器器件的概略结构的立体图。
图8是示出本发明的实施方式2的红外线传感器基板的像素阵列以及控制电路的电路图。
图9是示出将本发明的实施方式2的红外线传感器基板和信号处理电路基板组装为红外线传感器器件的状态的电路图。
图10是示出本发明的实施方式3的红外线传感器基板的像素阵列以及控制电路的电路图。
图11是示出将本发明的实施方式3的红外线传感器基板和信号处理电路基板组装为红外线传感器器件的状态的电路图。
图12是示出本发明的实施方式4的红外线传感器器件的概略结构的立体图。
图13是示出本发明的实施方式4的红外线传感器器件的概略结构的剖视图。
(附图标记说明)
1、1A、1B、1D：红外线传感器器件；10、10B、10D：红外线传感器基板；11：第1半导体基板；12：像素；13、13B、13C：控制电路；14：基准像素；20、20A、20B、20D：信号处理电路基板；21：第2半导体基板；22：接地导体；23、23B：信号处理电路；24：反射防止膜；25：吸气剂薄膜；31：凸起；32：伪凸起；41、41B：缺陷判定电路；42：电源电路；100：红外线检测元件；101：列信号线；102：行信号线；103、104：开关元件；105：电流源；106：列选择电路；107：行选择电路；108：电压调整电路；109：电流源；111～114：端子；121：开关元件；122、123：放大器；201：开关元件；202、203：电流源；204：运算放大器；205：开关元件；206：列选择电路；207：放大器；208：行选择电路；209：电压调整电路；211～215：端子。
具体实施方式
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1的红外线传感器器件1的概略结构的立体图。图2是示出本发明的实施方式1的红外线传感器器件1的概略结构的剖视图。图2是图1的A1－A1’线处的剖视图。
红外线传感器器件1包括红外线传感器基板10以及信号处理电路基板20。红外线传感器基板10以及信号处理电路基板20是相互对置地离开预定的高度而组装的。
如图2所示，红外线入射到红外线传感器基板10以及信号处理电路基板20的+Z侧的面。
如图1所示，红外线传感器基板10形成于第1半导体基板11。红外线传感器基板10具备：像素阵列，二维阵列状地配置有分别包括红外线检测元件的多个像素12；以及控制电路13，控制各像素12。
在制造红外线传感器基板10时，首先，在形成隔热构造体之前，对第1半导体基板11(硅基板)使用晶片工艺，形成像素12的像素阵列和控制电路13。之后，为了与信号处理电路基板20连接，使金属化图案形成于第1半导体基板11的表面。具体而言，例如利用溅射法在第1半导体基板11的整个面从下层向上层依次形成铬以及铜的膜，之后，利用照相制版(光刻技术)形成抗蚀剂图案。接下来，利用电解镀层法从下层向上层依次形成镍以及金，之后，去除抗蚀剂，去除基底膜，形成金属化图案。接下来，切割晶片而分离成单独的芯片，之后，利用微加工技术进行硅蚀刻等，从而制造具备由隔热构造体构成的像素12的像素阵列的红外线传感器基板10。此外，在制造时从晶片的切割不是必须的，也可以保持晶片形态同样地进行处理来制造红外线传感器基板10。
如图2所示，信号处理电路基板20形成于第2半导体基板21。信号处理电路基板20具备接地导体22以及信号处理电路23。信号处理电路23对红外线传感器基板10的各红外线检测元件的输出信号进行处理。信号处理电路23包括用于读出各红外线检测元件的输出信号的读出电路、将该信号进行放大的放大器、采样保持器、模拟/数字变换器、数字信号处理电路等。也可以在信号处理电路基板20的+Z侧的面，以防止因入射的红外线的反射光而产生杂散光分量为目的，形成红外线的反射防止膜24(AR(Anti Reflection)涂层)。
信号处理电路基板20与使用特殊的制造工艺的红外线传感器基板10分开地制造，所以能够利用以往的一般的硅晶片工艺来制造。
红外线传感器基板10的+Z侧的面与信号处理电路基板20的－Z侧的面利用多个凸起31和多个伪凸起32相互对置，离开凸起31以及伪凸起32的高度而相互机械性地接合。各凸起31由导电性材料构成，电连接红外线传感器基板10的各电路和信号处理电路基板20的各电路。另一方面，各伪凸起32不电连接红外线传感器基板10的各电路和信号处理电路基板20的各电路。在本说明书中，将各凸起31还称为“第1凸起”，将各伪凸起32还称为“第2凸起”。
凸起31以及伪凸起32也可以由互不相同的材料构成。在该情况下，伪凸起32的材料也可以具有比凸起31的材料的熔点高的熔点。例如，在凸起31的材料为铟或者铟合金时，伪凸起32的材料也可以为镍或者铜等。通过使用具有互不相同的熔点的凸起31以及伪凸起32，能够以如下方式机械性地且电性地接合红外线传感器基板10以及信号处理电路基板20。首先，以比伪凸起32的熔点高的温度对伪凸起32进行加热而熔融，利用伪凸起32将红外线传感器基板10以及信号处理电路基板20相互机械性地接合。由此，红外线传感器基板10以及信号处理电路基板20相互离开伪凸起32的高度。接下来，以比凸起31的熔点高且比伪凸起32的熔点低的温度对凸起31进行加热而熔融，在保持使红外线传感器基板10以及信号处理电路基板20相互离开伪凸起32的高度的状态下，利用凸起31相互机械地且电性地接合红外线传感器基板10以及信号处理电路基板20。由此，红外线传感器基板10以及信号处理电路基板20之间的距离由伪凸起32的高度确定。这样，伪凸起32的材料具有比凸起31的材料的熔点高的熔点，从而能够将红外线传感器基板10以及信号处理电路基板20高精度地相互接合。
如上那样，能够将红外线传感器基板10以及信号处理电路基板20组装为最终的红外线传感器器件1。
如图1等所示，红外线传感器基板10的尺寸既可以比信号处理电路基板20的尺寸大，或者也可以反过来。在本说明书的例子中，从红外线传感器基板10观察，红外线从设置信号处理电路基板20的方向入射，所以像素12的像素阵列设置于红外线传感器基板10的两面中的与信号处理电路基板20对置的面。
图3是示出本发明的实施方式1的变形例的红外线传感器器件1A的概略结构的剖视图。红外线传感器器件1A代替图2的信号处理电路基板20而具备信号处理电路基板20A。在信号处理电路基板20A的+Z侧的面，代替图2的反射防止膜24而形成吸气剂薄膜25，该吸气剂薄膜25用于维持真空度且反射红外线。吸气剂薄膜25与信号处理电路基板20的接地导体22连接。通过将吸气剂薄膜25与信号处理电路基板20的接地导体22连接，能够使吸气剂薄膜25作为针对噪声的屏蔽发挥功能，抑制噪声所致的影响。
图4是示出本发明的实施方式1的红外线传感器基板10的像素阵列以及控制电路13的电路图。
在红外线传感器基板10形成有沿着第1半导体基板11上的Y方向分别延伸的多个列信号线101和沿着第1半导体基板11上的X方向分别延伸的多个行信号线102。在本说明书中，将Y方向还称为“第1方向”或者“垂直方向”，将X方向还称为“第2方向”或者“水平方向”。另外，在本说明书中，将各列信号线101还称为“第1信号线”，将各行信号线102还称为“第2信号线”。沿着Y方向以及X方向二维阵列状地配置分别包括与多个列信号线101中的一个列信号线和多个行信号线102中的一个行信号线连接的红外线检测元件100的多个像素12而形成像素阵列。端子111与各列信号线101的一端分别连接，端子112与各行信号线102的一端分别连接。各端子111、112能够经由凸起31连接于信号处理电路基板20。在本说明书中，将端子111还称为红外线传感器基板10的“输出端子”，将端子112还称为红外线传感器基板10的“输入端子”。
各像素12的红外线检测元件100例如利用支承脚悬空保持于第1半导体基板11上。各红外线检测元件100例如也可以为二极管、电阻辐射热仪、薄膜强电介质、热电元件等利用MEMS技术的元件。
控制电路13具备针对每个列信号线101而各设置1个的开关元件103、104以及电流源105、1个列选择电路106、1个行选择电路107以及1个电压调整电路108。各电流源105经由开关元件103、104连接于列信号线101，经由列信号线101连接于多个像素12的红外线检测元件100。在本说明书中，将各电流源105还称为“第1电流源”。开关元件103根据从端子114输入的控制信号，将各电流源105相对于各列信号线101而进行连接或者切断。开关元件103仅在测试红外线传感器基板10时导通。列选择电路106使用开关元件104，经由对应的列信号线101将各电流源105与各红外线检测元件100选择性地连接。行选择电路107经由各行信号线102选择性地将电压施加到各红外线检测元件100。电压调整电路108根据从端子113输入的控制信号，经由各行信号线102将可变的电压施加到多个像素12的红外线检测元件100。在本说明书中，将行选择电路107以及电压调整电路108还称为“第1电压源”，将端子113还称为“监视端子”。
图5是示出本发明的实施方式1的红外线传感器基板10的电压调整电路108的电路图。电压调整电路108具备针对每个行信号线102而各设置1个的开关元件121以及放大器122、123。开关元件121以及放大器122、123作为缓冲器电路而动作，其输出电压根据从端子113输入的控制信号而变化。
再次参照图4，在测试红外线传感器基板10时，缺陷判定电路41与控制电路13的端子113、114连接。缺陷判定电路41具备电源电路42，将红外线传感器基板10的测试所需的电力供给到控制电路13。缺陷判定电路41能够经由端子113设定施加到各红外线检测元件100的电压，进而，经由端子113监视由行选择电路107以及电压调整电路108施加到各红外线检测元件100的电压。
这样，红外线传感器基板10具有信号处理电路基板20的信号处理电路23中的至少能够将电压施加到像素阵列且使电流流过的单元(即，各电流源105、列选择电路106、行选择电路107以及电压调整电路108)。能够由列选择电路106以及行选择电路107每次选择一个二维阵列状配置的像素12。由行选择电路107以及电压调整电路108将可变的电压施加到各像素12的红外线检测元件100，监视其电压，从而缺陷判定电路41能够判定缺陷像素或者缺陷线等。
在从端子113供给的电压为各像素12的电源时，例如，当在某个像素12中发生短路时，在端子113处产生异常的电压以及电流。缺陷判定电路41通过检测这样的异常的电压以及电流，即使在信号处理电路基板20与红外线传感器基板10未连接的状态下，仅凭红外线传感器基板10就能够判定像素12的断线、短路、泄漏电流。因而，无需使红外线传感器器件1的整体实际地动作，就能够区分不良芯片。
图6是示出将本发明的实施方式1的红外线传感器基板和信号处理电路基板组装为红外线传感器器件的状态的电路图。红外线传感器基板10的多个端子111经由多个凸起31连接于信号处理电路基板20的多个端子211。在本说明书中，将各端子211还称为信号处理电路基板20的“输入端子”。
信号处理电路基板20的信号处理电路23具备针对每个端子211而各设置1个的开关元件201、电流源202、203、运算放大器204以及开关元件205、1个列选择电路206以及1个放大器207。各端子211与运算放大器204的反转输入端子连接，进而，经由开关元件201以及电流源202、203连接于运算放大器204的非反转输入端子。因而，各电流源202、203经由信号处理电路基板20的端子211、凸起31、红外线传感器基板10的端子111以及列信号线101连接于各像素12的红外线检测元件100。在本说明书中，将各电流源202、203还称为“第2电流源”。进而偏置电压经由端子213施加到运算放大器204的非反转输入端子。开关元件201根据从端子212输入的控制信号，将各端子211相对于各电流源202、203进行连接或者切断。开关元件201在使红外线传感器器件1实际地动作而摄像时导通。各运算放大器204作为积分电路而动作。列选择电路206使用各开关元件205，将各运算放大器204的输出信号选择性地发送到放大器207。放大器207将放大后的信号输出到端子214。
在使红外线传感器器件1实际地动作而摄像时，能够由信号处理电路基板20的列选择电路206以及红外线传感器基板10的行选择电路107每次选择一个二维阵列状配置的像素12。在使红外线传感器器件1实际地动作而摄像时，不是红外线传感器基板10的电流源105与各像素12的红外线检测元件100连接，而是信号处理电路基板20的电流源202、203与各像素12的红外线检测元件100连接。由行选择电路107以及电压调整电路108将可变的电压施加到各像素12的红外线检测元件100。与各像素12的红外线检测元件100连接的电流源202的两端电压和与端子213连接的电流源203的两端电压被输入到运算放大器204。其结果，放大器207最终输出水平方向的布线电阻所致的电压下降分布被减去后的信号。
根据图6，信号处理电路基板20构成为利用运算放大器204的积分电路对经由凸起31从红外线传感器基板10输入的各红外线检测元件100的输出信号进行差动放大而输出。在各红外线检测元件100的附近将各红外线检测元件100的输出信号放大，使用模拟/数字变换器将信号变换为数字数据，从而不受到后级电路中的影响，最终能够输出良好的信号。
也可以代替其，信号处理电路基板20最初使用模拟/数字变换器将各红外线检测元件100的输出信号变换为噪声抗性高且适于运算处理的数字数据，之后利用搭载于信号处理电路基板20的数字信号处理电路进行各种信号处理。
另外，也可以使用数字信号处理电路的输出信号，针对红外线传感器器件1的信号处理电路基板20进行反馈以便能够进行更合适的控制。在该情况下，也可以使用数字/模拟变换器将数字信号处理电路的输出信号变换为模拟的电压信号，经由其它凸起31发送到红外线传感器基板10。在该情况下，如果将数字/模拟变换器不搭载于信号处理电路基板20而搭载于红外线传感器基板10，则能够直接以数字信号传递信号。
此外，在实施方式1中说明了与红外线传感器基板10的各列信号线101连接的多个端子111经由多个凸起31连接于信号处理电路基板20的多个端子211的情况。红外线传感器基板10以及信号处理电路基板20的各电路结构并不限定于此，能够根据用途适当地选择电路结构。与红外线传感器基板10的各行信号线102连接的多个端子112也可以经由多个凸起31连接于信号处理电路基板20的多个端子。
实施方式1的红外线传感器器件1的特征在于具有以下的结构以及效果。
根据实施方式1，提供形成于第1半导体基板(11)的红外线传感器基板(10)。红外线传感器基板(10)具备：多个第1信号线(101)，沿着第1半导体基板(11)上的第1方向(Y)分别延伸；多个第2信号线(102)，沿着第1半导体基板(11)上的第2方向(X)分别延伸；以及像素阵列，沿着第1方向(Y)以及第2方向(X)二维阵列状地配置有分别包括与多个第1信号线(101)中的一个第1信号线和多个第2信号线(102)中的一个第2信号线连接的红外线检测元件(100)的多个像素(12)。红外线传感器基板(10)具备：第1电流源(105)，经由多个第1信号线(101)连接于各红外线检测元件(100)；第1电压源(107、108)，经由多个第2信号线(102)将电压施加到各红外线检测元件(100)；以及多个输出端子(111)，与多个第1信号线(101)分别连接且能够经由多个凸起(31)连接于具备对各红外线检测元件(100)的输出信号进行处理的信号处理电路(23)的信号处理电路基板(20)。红外线传感器基板(10)具备监视端子(113)，该监视端子(113)能够检测由第1电压源(107、108)施加到各红外线检测元件(100)的电压。
由此，能够提供能够在将红外线传感器基板以及信号处理电路基板组装为红外线传感器器件之前单独地测试的红外线传感器基板。能够对红外线传感器基板以及信号处理电路基板分别使用最适合的制造工艺。进而，能够将红外线传感器基板以及信号处理电路基板组装为红外线传感器器件之前，关于红外线检测元件的断线、短路、泄漏电流等而单独地测试红外线传感器基板。同样地，也可以在将红外线传感器基板以及信号处理电路基板组装为红外线传感器器件之前单独地测试信号处理电路基板。因而，能够得到无需使红外线传感器器件实际地动作而削减不良芯片的不必要的安装以及测试工序，降低成本负担这样的效果。另外，能够提高最终的红外线传感器器件的合格率。
根据实施方式1，第1电压源(107、108)也可以经由多个第2信号线(102)选择性地将电压施加到各红外线检测元件(100)。
根据实施方式1，第1电流源(105)也可以经由多个第1信号线(101)选择性地连接于各红外线检测元件(100)。
由此，能够确定缺陷像素或者缺陷线的位置。
根据实施方式1，第1电压源(107、108)也可以包括电压调整电路(108)，该电压调整电路(108)经由多个第2信号线(102)将可变的电压施加到各红外线检测元件(100)。
由此，能够高精度地检测缺陷像素或者缺陷线。
根据实施方式1，提供具备红外线传感器基板(10)和信号处理电路基板(20)的红外线传感器器件(1)。信号处理电路基板(20)是形成于第2半导体基板(21)的信号处理电路基板(20)，具备信号处理电路(23)，该信号处理电路(23)对红外线传感器基板(10)的各红外线检测元件(100)的输出信号进行处理。红外线传感器基板(10)具有第1面以及第2面，信号处理电路基板(20)具有第1面以及第2面。红外线传感器基板(10)的多个输出端子(111)经由多个凸起(31)连接于信号处理电路基板(20)的多个输入端子(211)。红外线传感器基板(10)的第1面与信号处理电路基板(20)的第1面相互对置，离开凸起(31)的高度而相互机械性地接合。
根据实施方式1，信号处理电路基板(20)也可以还具备第2电流源(202、203)，该第2电流源(202、203)经由信号处理电路基板(20)的多个输入端子(211)、多个凸起(31)、红外线传感器基板(10)的多个输出端子(111)以及多个第1信号线(101)连接于各红外线检测元件(100)。
由此，能够根据用途(测试或者摄像)来切换能够将电压施加到形成于第1半导体基板11的像素12且使电流流过的电路和能够将电压施加到形成于第2半导体基板21的像素12且使电流流过的电路，以便能够使用任意一方。因而，红外线传感器基板以及信号处理电路基板分别能够单独地测试，且当在任意的电路中发生故障的情况下，能够进行备份动作。
根据实施方式1，也可以在信号处理电路基板(20)的第2面形成红外线的反射防止膜(24)。
由此，能够防止入射到信号处理电路基板的红外线的反射所致的杂散光分量的产生。
根据实施方式1，也可以在信号处理电路基板(20A)的第2面形成反射红外线的吸气剂薄膜(25)。
由此，能够防止入射到信号处理电路基板的红外线分量的产生。由此，能够用单一的薄膜实现反射防止膜以及吸气剂薄膜的功能，所以能够通过构件个数的削减以及制造工序的削减来削减红外线传感器器件的成本。
根据实施方式1，吸气剂薄膜(25)也可以与信号处理电路基板(20A)的接地导体(22)连接。
由此，吸气剂薄膜具备作为针对噪声的屏蔽的功能，所以能够抑制噪声所致的影响。
根据实施方式1，红外线传感器基板(10)的第1面与信号处理电路基板(20)的第1面也可以由多个第1凸起(31)和多个第2凸起(32)相互对置并离开第1凸起(31)以及第2凸起(32)的高度而相互机械性地接合。多个第1凸起(31)电连接红外线传感器基板(10)的电路和信号处理电路基板(20)的电路。多个第2凸起(32)不电连接红外线传感器基板(10)的电路和信号处理电路基板(20)的电路。
由此，伪凸起能够有助于红外线传感器基板与信号处理电路基板间的机械性强度提高，并且提高凸起连接处的平行性(间隔的均匀性)。
根据实施方式1，也可以是第1凸起(31)以及第2凸起(32)由互不相同的材料构成，第2凸起(32)的材料具有比第1凸起(31)的材料的熔点高的熔点。
由此，能够将红外线传感器基板(10)以及信号处理电路基板(20)高精度地相互接合。
实施方式2.
图7是示出本发明的实施方式2的红外线传感器器件1B的概略结构的立体图。红外线传感器器件1B包括红外线传感器基板10B以及信号处理电路基板20B。红外线传感器基板10B代替图1的控制电路13而具备控制电路13B。
图8是示出本发明的实施方式2的红外线传感器基板10B的像素阵列以及控制电路13B的电路图。
图8的像素阵列与图4的像素阵列同样地构成。
控制电路13B去除图4的控制电路13的多个开关元件103以及端子114，还具备针对每个列信号线101而分别设置1个的追加的电流源109。各电流源109在经由多个凸起31电连接红外线传感器基板10B的各电路和信号处理电路基板20B的各电路时，经由凸起31以及信号处理电路基板20B连接于各列信号线101。
图9是示出将本发明的实施方式2的红外线传感器基板10B和信号处理电路基板20B组装为红外线传感器器件1B的状态的电路图。红外线传感器基板10B的多个端子111经由多个凸起31连接于信号处理电路基板20B的多个端子211。进而，红外线传感器基板10B的多个端子112经由多个凸起31连接于信号处理电路基板20B的多个端子216。在本说明书中，将各端子112还称为红外线传感器基板10B的“输入端子”，将各端子216还称为信号处理电路基板20B的“输出端子”。
信号处理电路基板20B的信号处理电路23B去除图6的信号处理电路23的开关元件201、电流源202、203以及端子212，还具备行选择电路208以及电压调整电路209。行选择电路208以及电压调整电路209与红外线传感器基板10B的行选择电路107以及电压调整电路108同样地构成。因而，行选择电路208以及电压调整电路209经由信号处理电路基板20B的多个输出端子216、多个凸起31、红外线传感器基板10B的多个输入端子112以及多个行信号线102将电压施加到各红外线检测元件100。在本说明书中，将行选择电路208以及电压调整电路209还称为“第2电压源”。
红外线传感器基板10B具有信号处理电路基板20B的信号处理电路23B所包含的电路中的至少能够将电压施加到像素阵列且使电流流过的单元。与实施方式1不同的点在于在使红外线传感器器件1实际地动作而摄像时使用的电流源109不设置于信号处理电路基板20B，而设置于红外线传感器基板10B这点。据此，将由晶体管等构成的电流源109设置于红外线传感器基板10B内，从而能够配置大的尺寸的电流源109，有助于传感器的低噪音化。
在使红外线传感器器件1B实际地动作而摄像时，能够由信号处理电路基板20B的列选择电路206以及行选择电路208每次选择一个二维阵列状地配置的像素12。由行选择电路208以及电压调整电路209将可变的电压施加到各像素12的红外线检测元件100。
根据实施方式2，在信号处理电路基板20B还搭载行选择电路208以及电压调整电路209，所以通过将电压从像素阵列的两端施加到各像素12的红外线检测元件100，能够更加抑制水平方向的布线电阻所致的电压下降分布。
实施方式2的红外线传感器器件的特征在于具有以下的结构以及效果。
根据实施方式2，红外线传感器基板(10B)还具备与多个第2信号线(102)分别连接的多个输入端子(112)。红外线传感器基板(10)的多个输入端子(112)经由多个凸起(31)连接于信号处理电路基板(20)的多个输出端子(216)。
根据实施方式2，信号处理电路基板(20B)也可以还具备第2电压源(208、209)，该第2电压源(208、209)经由信号处理电路基板(20)的多个输出端子(216)、多个凸起(31)、红外线传感器基板(10)的多个输入端子(112)以及多个第2信号线(102)将电压施加到各红外线检测元件(100)。
由此，通过将电压从像素阵列的两端施加到各像素，能够更加抑制水平方向的布线电阻所致的电压下降分布。进而，通过使行选择电路以及电压调整电路分别形成于红外线传感器基板以及信号处理电路基板，能够分散电路面积，能够防止电路附加所致的芯片尺寸的增大。
实施方式3.
图10是示出本发明的实施方式3的红外线传感器基板的像素阵列以及控制电路13C的电路图。控制电路13C具有去除图8的控制电路13B的多个开关元件104以及列选择电路106后的结构。
图11是示出将本发明的实施方式3的红外线传感器基板和信号处理电路基板组装为红外线传感器器件的状态的电路图。图11的红外线传感器器件除了去除了图9的控制电路13B的多个开关元件104以及列选择电路106之外，与图9的红外线传感器器件同样地构成。
在实施方式3中，红外线传感器基板具有信号处理电路基板的信号处理电路中的至少能够将电压施加到像素阵列且使电流流过的单元。与实施方式2不同的点在于各像素12的红外线检测元件100针对每个列而与电流源105直接连接，在测试红外线传感器基板时，电压同时被施加到各行的像素12的红外线检测元件100这点。通过由行选择电路107以及电压调整电路108将可变的电压施加到各像素12的红外线检测元件100，监视该电压，从而缺陷判定电路41能够判定缺陷像素或者缺陷线等。由此，即使在信号处理电路基板与红外线传感器基板未连接的状态下，仅凭红外线传感器基板也能够判定像素12的断线、短路、泄漏电流。因而，无需使红外线传感器器件的整体实际地动作，就能够区分不良芯片。
根据实施方式3，作为其效果，与实施方式2同样地，将电压从像素阵列的两端施加到各像素，从而能够更加抑制水平方向的布线电阻所致的电压下降分布。进而，通过使行选择电路以及电压调整电路分别形成于红外线传感器基板以及信号处理电路基板，能够分散电路面积，能够防止电路附加所致的芯片尺寸的增大。
实施方式4.
图12是示出本发明的实施方式4的红外线传感器器件的概略结构的立体图。图13是示出本发明的实施方式4的红外线传感器器件的概略结构的剖视图。图13是图12的A2－A2’线处的剖视图。
红外线传感器器件1D包括红外线传感器基板10D以及信号处理电路基板20D。
红外线传感器基板10D在红外线传感器基板10D的+Z侧的面与信号处理电路基板20D的－Z侧的面相互对置的区域(即，在红外线传感器基板10D上入射的红外线被信号处理电路基板20D遮住的区域)，还具备包括红外线检测元件100的至少1个基准像素14。基准像素14输出根据红外线检测元件100的温度而变化的信号。
信号处理电路基板20D根据基准像素14的输出信号，去除各像素12的红外线检测元件100的输出信号中的由红外线检测元件100产生的温度的分量。
也可以在信号处理电路基板20D的表面处的电极以外的区域形成红外线的反射防止膜24。
根据实施方式4的红外线传感器器件1D，能够从各像素12的红外线检测元件100的输出信号去除由红外线检测元件100的温度产生的分量，进行精度更高的摄像。
实施方式4的红外线传感器器件1D的特征在于具有以下的结构以及效果。
根据实施方式4，红外线传感器基板(10D)在红外线传感器基板(10D)的第1面与信号处理电路基板(20D)的第1面相互对置的区域还具备包括红外线检测元件(100)的至少1个基准像素(14)。基准像素(14)输出根据红外线检测元件(100)的温度而变化的信号。
由此，能够实质上不响应于入射的红外线，而利用输出与传感器温度相应的信号的基准像素来去除红外线检测像素的信号中的由传感器的温度产生的分量。
根据实施方式4，在信号处理电路基板(20D)的表面处的电极以外的区域形成红外线的反射防止膜(24)。
由此，能够防止入射到信号处理电路基板的红外线的反射所致的杂散光分量的产生。

Claims (13)

1.一种红外线传感器器件，具备形成于第1半导体基板的红外线传感器基板和形成于第2半导体基板的信号处理电路基板，所述红外线传感器器件的特征在于，
所述红外线传感器基板具备：
多个第1信号线，沿着所述第1半导体基板上的第1方向分别延伸；
多个第2信号线，沿着所述第1半导体基板上的第2方向分别延伸；
像素阵列，沿着所述第1方向以及所述第2方向二维阵列状地配置有分别包括与所述多个第1信号线中的一个第1信号线和所述多个第2信号线中的一个第2信号线连接的红外线检测元件的多个像素；
第1电流源，经由所述多个第1信号线连接于各所述红外线检测元件；
第1电压源，经由所述多个第2信号线将电压施加到各所述红外线检测元件；
多个输出端子，与所述多个第1信号线一对一地设置，且与所述多个第1信号线分别连接；
多个输入端子，与所述多个第2信号线一对一地设置，且与所述多个第2信号线分别连接；以及
监视端子，能够监视由所述第1电压源施加到各所述红外线检测元件的电压，
所述信号处理电路基板具备：
多个输入端子，与所述红外线传感器基板的多个输出端子分别电连接；
信号处理电路，经由所述信号处理电路基板的多个输入端子、所述红外线传感器基板的多个输出端子以及所述多个第1信号线接收所述红外线传感器基板的各红外线检测元件的输出信号并进行处理；
多个输出端子，与所述红外线传感器基板的多个输入端子分别电连接；以及
第2电压源，经由所述信号处理电路基板的多个输出端子、所述红外线传感器基板的多个输入端子以及所述多个第2信号线将电压施加到各所述红外线检测元件，
所述第1电压源以及所述第2电压源同时将电压施加到各所述红外线检测元件。
2.根据权利要求1所述的红外线传感器器件，其特征在于，
所述第1电压源经由所述多个第2信号线选择性地将电压施加到各所述红外线检测元件。
3.根据权利要求1或者2所述的红外线传感器器件，其特征在于，
所述第1电流源经由所述多个第1信号线选择性地连接于各所述红外线检测元件。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的红外线传感器器件，其特征在于，
所述第1电压源包括电压调整电路，该电压调整电路经由所述多个第2信号线将可变的电压施加到各所述红外线检测元件。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的红外线传感器器件，其特征在于，
所述信号处理电路基板还具备第2电流源，该第2电流源经由所述信号处理电路基板的多个输入端子、所述红外线传感器基板的多个输出端子以及所述多个第1信号线连接于各所述红外线检测元件。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的红外线传感器器件，其特征在于，
所述红外线传感器基板具有第1面以及第2面，
所述信号处理电路基板具有第1面以及第2面，
所述红外线传感器基板的多个输出端子以及多个输入端子经由多个第1凸起电连接于所述信号处理电路基板的多个输入端子以及多个输出端子，
所述红外线传感器基板的第1面与所述信号处理电路基板的第1面相互对置，离开所述第1凸起的高度而相互机械性地接合。
7.根据权利要求6所述的红外线传感器器件，其特征在于，
红外线的反射防止膜形成于所述信号处理电路基板的第2面。
8.根据权利要求6所述的红外线传感器器件，其特征在于，
红外线的反射防止膜形成于所述信号处理电路基板的表面处的电极以外的区域。
9.根据权利要求6所述的红外线传感器器件，其特征在于，
反射红外线的吸气剂薄膜形成于所述信号处理电路基板的第2面的最表面。
10.根据权利要求9所述的红外线传感器器件，其特征在于，
所述吸气剂薄膜与信号处理电路基板的接地导体连接。
11.根据权利要求6～10中的任一项所述的红外线传感器器件，其特征在于，
所述红外线传感器基板在所述红外线传感器基板的第1面与所述信号处理电路基板的第1面相互对置的区域还具备包括红外线检测元件的至少1个基准像素，
所述基准像素输出根据所述红外线检测元件的温度而变化的信号。
12.根据权利要求6～11中的任一项所述的红外线传感器器件，其特征在于，
所述红外线传感器基板的第1面与所述信号处理电路基板的第1面利用将所述红外线传感器基板的电路与所述信号处理电路基板的电路进行电连接的多个所述第1凸起和不将所述红外线传感器基板的电路与所述信号处理电路基板的电路进行电连接的多个第2凸起而相互对置，离开所述第1凸起以及所述第2凸起的高度而相互机械性地接合。
13.根据权利要求12所述的红外线传感器器件，其特征在于，
所述第1以及第2凸起由互不相同的材料构成，所述第2凸起的材料具有比所述第1凸起的材料的熔点高的熔点。
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