CN1203695A - 在辐射检测器和成象装置的衬底上形成触电的方法 - Google Patents

在辐射检测器和成象装置的衬底上形成触电的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1203695A
CN1203695A CN96198687.5A CN96198687A CN1203695A CN 1203695 A CN1203695 A CN 1203695A CN 96198687 A CN96198687 A CN 96198687A CN 1203695 A CN1203695 A CN 1203695A
Authority
CN
China
Prior art keywords
contact
layer
substrate
radiation detector
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN96198687.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1113392C (zh
Inventor
R·O·奥拉瓦
J·I·派蒂尔
T·G·舒尔曼
M·E·萨拉基诺斯
K·E·斯帕蒂奥蒂斯
P·Y·雅拉斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Simage Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Simage Oy filed Critical Simage Oy
Publication of CN1203695A publication Critical patent/CN1203695A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1113392C publication Critical patent/CN1113392C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232—Field-effect technology
    • H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/823406—Combination of charge coupled devices, i.e. CCD, or BBD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
    • Y10S438/93—Ternary or quaternary semiconductor comprised of elements from three different groups, e.g. I-III-V
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
    • Y10S438/958—Passivation layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

一种适于在半导体衬底(1)的限定辐射检测单元的位置形成金属触点(31)的方法,包括以下步骤:在所说衬底的一个表面上形成一个或多个材料层(11,12)并在触点位置形成朝向衬底表面的开口(23);在材料层上和开口上形成金属层(24);并去掉覆盖所说材料层的(28)处的金属,以隔离各触点。任选地,在该方法期间,可以使用将保留于衬底表面上各触点间的钝化层(11)。根据本发明的方法,可以防止去掉不想要的金(或其它触点物质)所用的腐蚀剂与衬底(如CdZnTe)表面接触,引起衬底的电阻特性下降。还记载了该方法的产品及其应用。

Description

在辐射检测器和成象装置的衬底上形成触点的方法
本发明涉及辐射检测器及辐射成象装置的制造方法，和由这些方法制造的辐射检测器和成象装置，及这些成象装置的用途。
制造成象装置的辐射检测器的典型方法包括在平坦半导体衬底的两个主表面上形成如铝等金属层，形成光刻胶材料层，以覆盖半导体材料，用合适的掩模图形曝光平坦衬底表面上的光刻胶材料，去掉光刻胶材料，露出将要被去掉的金属图形，腐蚀掉要被去掉的金属，然后去掉其余的光刻胶材料，留下衬底一个表面上的触点图形和衬底另一表面上的金属化层。于是衬底第一表面上的触点限定辐射检测单元的排列。
关于光波长和带电辐射(β射线)，一般用硅作衬底的半导体材料。上述方法已有效地用于这种材料。
近年来，不断有人提出用碲化镉锌(CdZnTe)作为用于X射线、γ射线和较小程度上用于β射线、辐射成象的更合适的半导体材料。用2mm厚检测器，CdZnTe能很好地吸收X射线和γ射线，对于100keV的X射线和的γ射线吸收率大于90％。这些检测器的漏电流或暗电流可以控制，并且100伏偏置下可以得到10nA/cm2以下量级的值。
目前世界范围内只有少数公司产生各种尺寸和厚度的商品化的检测器。通常平面检测器的一侧或两侧与例如金(Au)或铂(Pt)连续金属层接触。如上所述，那么需要处理这种检测器衬底，以制造在一个表面上具有触点图形(例如象素焊盘)，而相反表面保持均匀金属化的检测器，以便这种检测器对位置敏感，即，以便这种检测器可以产生表示辐射撞击到检测器上的位置的检测器输出。那么读取芯片可以与CdZnTe检测器的已构图侧倒装连接(例如，通过利用铟或导电聚合物材料的突点键合，利用单向导电材料或另外的导电粘结剂层技术的粘结)，以便可以处理取决于因X射线或γ射线检测单元的入射和吸收产生的与电信号有关的位置。读取芯片可以是有很快积分速度和处理时间(一般为几微秒或最多为几毫秒)的脉冲计数型。另外，可以是本申请人的国际专利申请PCT EP95/02056中描述的类型中的一种，其中提供了分立检测单元的电荷累加。用PCT EP95/02056介绍的成象装置，积分时间可以为几毫秒或几十或几百毫秒。在信号积分或等待/读取周期增加时，CdZnTe表面上的金或铂触点高度电隔离以避免邻近触点(象素焊盘)信号漏电和引起对比度下降的问题将变得更重要。
已经发现，特别是在用CdZnTe作半导体材料时，在检测器表面上形成触点的常规方法无法提供所要求的那么高程度的触点电隔离以便很好地利用这里引入作参考的国际申请PCTEP95/02056中记载的成象器件的优点。
根据本发明的一个方案，提供一种制造辐射检测器的常规方法，该检测器在半导体衬底上限定辐射检测单元的间隔位置处有金属触点结构，其中该方法包括以下步骤：
a)在衬底表面上形成一个或多个材料层，在触点位置形成朝向衬底表面的开口；
b)在所说的材料层和开口上形成金属层；及
c)去掉覆盖材料层的金属，以隔离各触点。
本发明人发现，在将衬底暴露于适于去掉金和/或铂的金属腐蚀剂时，CdZnTe半导体衬底的表面电阻下降。结果，用形成这种触点的常规方法形成的各触点的电隔离不象处理前预计的材料的性质那样好。利用根据本发明的方法，触点间的半导体衬底表面可以与金属腐蚀剂隔离，这样便可以防止金属腐蚀剂与半导体表面接触引起的损伤。
根据本发明的一个方法，步骤(a)包括：
a(i)在衬底表面上形成光刻胶材料层；
a(ii)选择地暴露光刻胶材料，去掉对应于触点位置区域的光刻胶材料，以暴露衬底表面。
根据本发明的另一方法，步骤(a)包括：
a(i)在衬底表面上形成钝化材料层；
a(ii)在钝化层上形成光刻胶材料层；
a(iii)选择地暴露光刻胶材料，去掉对应于触点位置区域的光刻胶材料，以暴露钝化材料层；及
a(iV)去掉在步骤a(iii)暴露的对应于触点位置的区域上的钝化材料，以暴露出衬底表面。
使用钝化材料绝缘层意味着在制造检测器后，钝化材料将保留于触点之间，用于保护半导体表面在应用时不受环境损伤，进一步增强触点的电隔离。
为保护半导体衬底另一主表面和侧面(边缘)，在步骤a(iV)前另外将光刻胶材料涂于所有暴露表面上。
根据本发明的优选方法，步骤(c)包括：
c(i)至少在金属层上形成另一光刻胶材料层；
c(ii)选择地暴露该另一层光刻胶材料，去掉与一般对应于所说开口区域间隔一定距离的该另一层光刻胶材料；及
c(iii)去掉未被该另一层光刻胶材料覆盖的金属。
步骤c(iii)后还包括另一步骤：
c(iv)去掉其余的光刻胶材料。
根据本发明优选的方法，一般对应于所说开口的区域大于相应的开口，所以步骤c(iii)中去掉了未被该另一层光胶层覆盖的金属后，触点覆盖所说开口，并向上同时横向延伸到开口外。以此方式，可以避免在光刻胶材料周围产生金属腐蚀剂的入口，防止金属腐蚀剂到达半导体表面。
本发明发现特别使用由碲化镉锌(CdZnTe)构成的衬底，但也不排除其它材料。可以理解，本发明的方法也可以用其它衬底材料。
优选地，形成触点的金属层利用例如溅射、蒸发或电解淀积等方法形成，最好是利用溅射。
优选地，形成触点的金属层包括金(Au)、尽管也可以采用例如铂(Pt)或铟(In)等其它金属。
较好是，钝化层由氮化铝(AlN)构成。
步骤(c)可以包括利用光刻胶剥离技术去掉不想要的金属的步骤，尽管更典型的步骤(c)包括利用合适的金属腐蚀剂去掉不想要的金属。
每个金属触点可以根据检测器的应用限定象素单元阵列的各象素单元，或平行设置的多个触点条之一。
用本发明的方法，金属触点可以是间隔为5微米直径为10微米的触点。
本发明还提供一种制造辐射检测器的方法，该辐射检测器包括半导体衬底，其第一表面上有用于各辐射检测单元的多个金属触点，与第一表面相反的衬底表面上有金属化层，金属触点由如上所述的方法形成在第一表面上。金属化层可以在上述方法的步骤(a)之前形成于衬底的相反表面上。
本发明还提供一种制造辐射成象装置的方法，该方法包括：
制造如上所述的辐射检测器，及
例如利用倒装芯片技术，分别连接用于各检测单元的各触点与读取芯片上的对应电路。
根据本发明另一方案，提供一种辐射检测器，包括半导体衬底，其第一表面上有用于各辐射检测单元的多个金属触点，与第一表面相反的衬底表面上有金属化层，其中金属触点的总宽度大于邻近衬底的触点的宽度。
本发明优选实施例中，半导体衬底由碲化镉锌(CdZnTe)构成，尽管也可以采用例如碲化镉(CdTe)等其它半导体衬底材料。较好是还在各触点间设置钝化材料。已发现，氮化铝作为CdZnTe的钝化材料特别有效，因为这种材料可以在低温下形成，而CdZnTe对温度敏感。
本发明还提供一种辐射检测器。包括：半导体衬底，其第一表面上有用于各辐射检测单元的多个金属触点，金属触点间的表面上有钝化材料层，钝化材料包括氮化铝。
金属触点可以根据检测器应用的领域限定象素单元阵列或平行设置的多个触点条。
形成于检测器衬底上象素触点优选地基本上为圆形，并设置成多行，更好是偏离相邻行的交替行。
金属触点的直径为10微米，相互间的间隔为5微米。
本发明的检测器中，金属触点间的电阻大于1GΩ/□，较好是大于10GΩ/□，更好是大于100GΩ/□，最好是大于1000GΩ/□(1TΩ/□)。
本发明还提供一利辐射成象装置，包括如上定义的辐射检测器和具有用于根据连续辐射撞击累积电荷的电路的读取芯片，各检测单元的各触点借助倒装芯片技术与累积电荷的各电路相连。
本发明的辐射成象装置特别适用于X射线、γ射线和β射线成象。
这样，本发明的实施例提供一种制造例如具有CdZnTe衬底的检测器的方法，CdZnTe衬底的一侧被金均匀地金属化，而其另一侧由金结构构图，其方式是不会对金结构之间的CdZnTe衬底的表面特性造成不良影响。所以，可以提供一种在CdZnTe检测器的一侧形成金结构的方法，该方法可以得到GΩ/□或几十或几百GΩ/□量级的结构间电阻。
触点间采用电绝缘钝化层还可以使金属触点间的区域得到保护，所以能使检测器的性能自始至终保持稳定，且可以避免例如会增加表面漏电流和降低触点间电阻的氧化效应。已发现将氮化铝(AlN)钝化层设置于金触点间时特别有效。将氮化铝钝化层加到金触点间时，可以保护表面并增强金触点的电隔离。这种氮化铝钝化剂可以在一般低于100℃的低温下形成。相反，一般用作硅(Si)半导体的钝化层的硅氧化物(SiO2)需要高于200℃的温度。经过这些温度后，CdZnTe将变得不稳定。
下面用实例的方式参照附图说明本发明的实施例，其中：
图1是在半导体衬底上形成金属触点的第一方法的实例；
图2是在半导体衬底上形成金属触点并且在触点间形成钝化层的实例；
图3是在半导体衬底上形成金属触点并且在触点间形成钝化层的另一实例；
图4是检测器衬底上一个触点构形的平面示意图；
图5是检测器衬底上另一个触点构形的平面示意图；
图6是检测器衬底上再一个触点构形的平面示意图。
图1展示了在半导体衬底上限定辐射检测单元的位置形成金属触点的本发明方法的一个实例。该实例中，假定半导体衬底由碲化镉锌(CdZnTe)构成，尽管用例如碲化镉(CdTe)等其它半导体材料也可以。另外，假定用于金属化层和金触点的金属是金，尽管可以理解，也可以用例如铂或铟等其它金属、合金或其它导电材料。
所以，图1是在CdZnTe衬底上形成金触点的各阶段时检测器侧面看的示意剖面图。
步骤A：CdZnTe检测器衬底1有一个用金2均匀金属化的表面(图1中的下表面)。
步骤B：在CdZnTe衬底的裸面上旋涂光刻胶材料(光刻胶)3。光刻胶是光刻技术中用的普通材料中的任意一种，其对某光波长敏感，用于在其上形成图形。
步骤C：用根据所要求图形去掉光刻胶的合适的掩模或其它常规技术在光刻胶中开出开口4。
步骤D：在检测器的侧面5上涂光刻胶，以在后续步骤中保护它们。
步骤E：在光刻胶上和检测器的上面的开口上溅射、蒸发或均匀地电解涂敷金6，结果金层6覆盖了光刻胶，并与光刻胶开口中的CdZnTe表面接触。上部的金表面和均匀的金属化表面2由检测器侧面(边缘)上的光刻胶5电隔离。
步骤F：在金层6和均匀金属化面2上涂敷第二光刻胶层7。
步骤G：在对应于要求去掉金区的第二光刻胶层7中开出开口8。即不与CdZnTe表面接触的金区8。注意，留在上表面上的光刻胶的每块区域皆大于对应的与CdZnTe衬底接触的金区。
步骤H：利用金腐蚀剂，通过第二光刻胶层7中的开口，腐蚀掉不必要的金区8。由于第二光刻胶对此腐蚀剂不敏感，第二光刻胶层7保护与CdZnTe表面接触的金图形9。由于留在上表面的光刻胶区大于对应于与CdZnTe衬底接触的金区，所以可以防止腐蚀剂到达CdZnTe衬底。甚至是金与第一光刻胶层3的界面。
步骤I：去掉第二光刻胶层7，显露出金触点9，并去掉第一光刻胶层3，显露出触点9之间的CdZnTe检测器的裸面10。此阶段，同时也去掉检测器侧面上和下表面上的光刻胶层5。所以CdZnTe检测器上没有残留光刻胶，因为光刻胶是一种吸湿性材料，有时会吸收潮气使检测器性能下降。
代替上述步骤F-I，可以用称作“剥离”的技术去掉第一光刻胶层3及不想要的金层。这种情况下，去掉不想要的金层不涉及第二光刻胶层，并且不用金腐蚀剂。
相应地，用上述流程，结果是CdZnTe检测器的下表面2被金均匀地金属化，其上表面按要求图形被金9金属化。该方法确保了在任何阶段，不会有金腐蚀剂与CdZnTe表面接触。最后的金图形(象素焊盘)9间的区域10总体未被损坏，也没受金腐蚀剂的影响。所以，金象素焊盘9之间的CdZnTe表面有很高的电阻，大于1GΩ/□，且有很小的表面漏电流。如上所述，要求金象素焊盘9之间有尽可能大的电阻目的是可以对由于照射X射线和γ射线而产生的信号的积分、等待或读取的时间长，而不会造成图象的对比度下降。用上述方法，象素间电阻可以达到几十、几百或甚至几千GΩ/□，而且不会牺牲象素清晰度。实际测量为300GΩ/□，大于TΩ/□的值也可以得到。
用上述方法，容易实现金象素焊盘9的直径小至10微米，彼此间的间隔为5微米(即15微米的位置灵敏度)，同时保持很高的象素电阻。
另外，可以在金象素焊盘之间设置钝化层。钝化层将通过避免未被金覆盖的表面氧化确保自始至终的稳定性。钝化层还可以提高象素间电阻。问题是钝化层相对于CdZnTe的兼容性。本发明人发现对于CdZnTe来说氮化铝是合适的钝化材料。
图2展示了在半导体衬底的限定辐射检测单元的位置形成金属触点且在金属触点间形成钝化材料的方法。做与图1所示方法相同的假设。另外，假定钝化材料是氮化铝，尽管可以用与衬底材料兼容的其它材料。
步骤A：CdZnTe检测器衬底1有一个用金2均匀金属化的表面(图1中的下表面)。
步骤B：在CdZnTe检测器1的裸面上溅射氮化铝11。
步骤C：在钝化层11上旋涂光刻胶材料(光刻胶)12。
步骤D：用根据所要求图形去掉光刻胶的合适的掩模在光刻胶12中开出开口13。
步骤E：还在检测器的侧面14上涂光刻胶，以在后续步骤中保护它们。
步骤F：通过钝化层11，用氮化铝腐蚀剂形成开口15，以暴露出CdZnTe衬底。
步骤G：在光刻胶上和检测器上表面的开口上溅射、蒸发或均匀地电解涂敷金16，结果金层16覆盖了光刻胶，并与光刻胶开口中的CdZnTe表面接触。上部的金表面和均匀的金属化表面2由检测器侧面(边缘)上的光刻胶14电隔离。
步骤H：在金层16和均匀金属化面2上涂敷第二光刻胶层17。
步骤I：在对应于要求去掉的金区的第二光刻胶层17中开出开口18，即不与CdZnTe表面接触的金区18。注意，留在上表面上的光刻胶的每块区域皆大于对应的与CdZnTe衬底接触的金区。
步骤J：利用金腐蚀剂，通过第二光刻胶层17中的开口18，腐蚀掉不必要的金区19。由于第二光刻胶对此腐蚀剂不敏感，所以第二光刻胶层17保护与CdZnTe表面接触的金图形20。由于留在上表面的光刻胶区大于对应于与CdZnTe衬底接触的金区，所以可以防止腐蚀剂到达CdZnTe衬底，甚至是金与第一光刻胶层3的界面。
步骤K：去掉第二光刻胶层17，显露出金触点21，并去掉第一光刻胶层12，显露出触点21之间区域20中的钝化层11。此阶段，同时也去掉检测器侧面上和下表面上的光刻胶层。所以CdZnTe检测器上没有残留光刻胶，因为光刻胶通常是一种吸湿性材料，有时会吸收潮气使检测器性能下降。
再重复一次，任何步骤中皆没有金腐蚀剂或氮化铝腐蚀剂与金象素触点21之间的区域20或CdZnTe检测器的边缘和侧面接触。结果，在上述流程期间，金触点21之间区域20的衬底表面未被损伤，保持很高的数量级为GΩ/□、几十、几百甚至几千GΩ/□的电阻。氮化铝钝化层覆盖在金属触点21之间的区域20上，保护对应的区域不发生氧化(自始至终的稳定性)，并提高触点间的电阻。
上述流程的各步骤可以在不背离本发明范围的情况下进行。例如，在金溅射之前(形成开口15之后)可以去掉第一光刻胶层12。这种替代的方法示于图3中。按图3所示的方法，步骤A-F对应于图2的步骤A-F。
步骤G：这是一步从上表面上去掉光刻胶层暴露22处的钝化层的附加步骤。
步骤H：除步骤H中金形成于22处的钝化层上和23处的开口上外，该步一般对应于图2的步骤G(见图3G)。
除没有光刻胶层12以外，步骤I-L一般分别对应于图2的步骤H-K。
图3方法的结果是最终的象素焊盘比图2方法的象素焊盘更平坦(即具有较低的分布)，这可以比较图2K和3L看出。
图4、5和6用于展示检测器衬底上表面上的可能象素触点图形。图4中，展示了方形象素触点焊盘阵列。图5展示了圆形象素焊盘阵列。利用圆形而不用方形象素焊盘可以通过增加相邻焊盘间的电阻材料的量来增大焊盘间表面电阻。图6展示了偏移(蜂窝状)象素焊盘阵列。再重复一次，这可以通过增加相邻焊盘间电阻材料的量来增大焊盘间的电阻。
可以理解，不提供限定象素检测单元阵列的触点阵列，用相同的方法可以得到其它触点结构例如限定条形检测单元的触点条。
尽管利用金触点进行了说明，是因为金具有容易腐蚀以限定所要求的触点结构，且能与CdZnTe很好地接触(例如比铝好)等优点，但显然上述过程也可以用与合适腐蚀剂结合的任何金属触点(例如铂)。
如上所述，应该注意，金触点9(图1)、21(图2)或32(图3)上部的纵向尺寸(宽度)大于金-衬底界面处的触点宽度。原因是，为了确保腐蚀掉多余金时，腐蚀剂不会深入穿过第一光刻胶层(或钝化层)和开口中的金之间的界面，限定了朝衬底表面的开口和形成触点的部分上的保留的光刻胶的相对尺寸的缘故。
通过连接根据上述方法之一制造的辐射检测器与具有累积连续辐射撞击产生的电荷的电路的读取芯片，可以构成辐射成象装置，各检测单元的各触点(即象素焊盘)与累积电荷的各电路倒装连接(即，利用铟或导电聚合物材料的突点键合、利用单向导电材料的粘结或利用其它导电粘结层技术)。
所以，本发明教导了如何得到其一面根据要求图形金属化且金属触点间的电阻隔离尽可能最大的辐射检测器(例如用CdZnTe衬底)。要求金属触点间电阻较大用以提高对比度，并消除衬底表面上相邻触点间的信号漏电流。这对于读取芯片采用长电荷累积时间和长等待时间/读取时间时特别有用。这种累积和等待/读取时间在用根据本发明制造的辐射检测器的成象装置实例中例如可以大于1毫秒。这种成象装置可以应用于例如这里引入作参考的本申请人的国际专利申请PCTE95/02056所述的X射线、γ射线和β射成象。
尽管以实例的形式对本发明的特定实施例进行了说明，但应该理解，对本发明可以作附加、改形和替换。

Claims (31)

1.一种制造辐射检测器的方法，该辐射检测器在半导体衬底上限定辐射检测单元的位置具有金属触点，其中所说方法包括以下步骤：
a)在所说衬底表面上形成一个或多个材料层，及在所说触点位置形成朝向所说衬底表面的开口；
b)在所说材料层和所说开口上形成金属层；及
c)去掉覆盖所说材料层的金属，以隔离各触点。
2.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)包括：
a(i)在所说衬底表面上形成光刻胶材料层；
a(ii)选择地暴露所说光刻胶材料，去掉对应于所说触点位置区域的光刻胶材料，以暴露所说衬底表面。
3.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)包括：
a(i)在所说衬底表面上形成钝化材料层；
a(ii)在所说钝化材料层上形成光刻胶材料层；
a(iii)选择地暴露所说光刻胶材料，去掉对应于所说触点位置区域的所说光刻胶材料，以暴露所说钝化材料层；及
a(iv)去掉在步骤a(iii)暴露的对应于所说触点位置的区域上的所说钝化材料，以暴露出所说衬底表面。
4.如权利要求3所述的方法，其中在步骤a(iv)之前，光刻胶材料另外涂到所有暴露表面上。
5.如权利要求3或4所述的方法，其中在步骤a(iv)后，步骤(a)还包括：
a(v)去掉所说光刻胶材料层的残留光刻胶材料。
6.如上述任何一项权利要求所述的方法，其中步骤(c)包括：
c(i)至少在所说金属层上形成另一光刻胶层；
c(ii)选择地暴露所说另一层的所说光刻胶材料，去掉与一般对应于所说开口区域间隔一定距离的所说另一层的所说光刻胶材料；及
c(iii)去掉未被所说另一层光刻胶材料覆盖的所说金属。
7.如权利要求6的所述方法，其中：步骤c(iii)后，步骤(c)还包括：
c(iv)去掉其余的光刻胶材料。
8.如权利要求6或7所述的方法，其中一般对应于所说开口的区域大于相应的开口，所以步骤c(iii)中去掉了未被所说另一层光胶材料覆盖的金属后，所说触点覆盖所说开口，并向上同时横向延伸到所说开口外。
9.如上述任何一项权利要求所述的方法，其中所说衬底由碲化镉锌或碲化镉构成。
10.如上述任何一项权利要求所述的方法，形成所说触点的所说金属层利用溅射、蒸发或电解淀积方法形成。
11.如权利要求10所述的方法，形成所说触点的所说金属层包括金、铂或铟。
12.如权利要求3或上述任何一项独立权利要求所述的方法，其中所说钝化层是氮化铝。
13.如上述任何一项权利要求所述的方法，其中步骤(c)包括利用合适的金属腐蚀剂去掉不想要的金属。
14.如上述任何一项权利要求所述的方法，其中每个金属触点限定象素单元阵列的各象素单元。
15.如上述权利要求1-13中任一项的方法，其中每个金属触点彼此平行设置的多个触点条之一。
16.如上述权利要求14或15的方法，其中所说金属触点的直径为10微米，彼此间的间隔为5微米。
17.如上述任何一项权利要求的方法，其中各辐射检测单元的多个所说金属触点形成于所说半导体衬底的第一表面上，且金属化层形成于与所说第一表面相反的所说衬底的表面上。
18.如上权利要求17的方法，在根据权利要求1-16中任一项的所说方法的步骤(a)之前，还包括在所说衬底的所说相反表面上形成所说金属化层的步骤。
19.一种制造辐射成象装置的方法，包括：
制造根据权利要求17或18的辐射检测器；及
利用倒装芯片技术分别连接各检测单元的各触点与读取芯片上的对应电路。
20.一种辐射检测器，包括：半导体衬底，其第一表面上有用于各辐射检测单元的多个金属触点，与第一表面相反的所说衬底的表面上有金属化层，所说辐射检测器由根据权利要求17或18的方法制造，且所说金属触点的总宽度大于邻近所说衬底的所说触点的宽度。
21.如权利要求20的辐射检测器，包括各触点间的钝化材料。
22.如权利要求21的辐射检测器，其中所说钝化材料是氮化铝。
23.一种辐射检测器，包括：半导体衬底，其第一表面上有用于各辐射检测单元的多个金属触点，所说金属触点间的所说表面上有钝化材料层，所说钝化材料包括氮化铝。
24.如权利要求20-23中任一项的辐射检测器，其中所说金属触点限定一个象素单元阵列。
25.如权利要求24的辐射检测器，其中所说触点基本是圆形的，且设置成多行，交替行优选地偏离相邻行。
26.如权利要求20-23中任一项的辐射检测器，其中所说金属触点限定彼此平行排列的多个触点条。
27.如权利要求20-26中任一项的辐射检测器，其中所说金属触点的直径为10微米，相互间的间隔为5微米。
28.如权利要求20-27中任一项的辐射检测器，其中所说半导体衬底是碲化镉锌。
29.如权利要求20-28中任一项的辐射检测器，其中金属触点间的电阻大于1GΩ/□，较好是大于10GΩ/□，最好是大于100GΩ/□，甚至最好是大于1000GΩ/□(1TΩ/□)。
30.一种辐射成象装置，包括根据权利要求20-29中任一项的辐射检测器，及具有根据连续辐射撞击累积电荷的电路的读取芯片，各检测单元的各触点利用倒装芯片技术与累积电荷的各电路相连。
31.将根据权利要求30的辐射成象装置应用于X射线、γ射线和β射线成象。
CN96198687.5A 1995-11-29 1996-11-26 辐射检测器和成象装置及其制造方法和用途 Expired - Lifetime CN1113392C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9524387A GB2307785B (en) 1995-11-29 1995-11-29 Forming contacts on semiconductor substrates for radiation detectors and imaging devices
GB9524387.9 1995-11-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1203695A true CN1203695A (zh) 1998-12-30
CN1113392C CN1113392C (zh) 2003-07-02

Family

ID=10784628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN96198687.5A Expired - Lifetime CN1113392C (zh) 1995-11-29 1996-11-26 辐射检测器和成象装置及其制造方法和用途

Country Status (17)

Country Link
US (2) US6046068A (zh)
EP (2) EP1001469A3 (zh)
JP (2) JP3540325B2 (zh)
CN (1) CN1113392C (zh)
AT (1) ATE198679T1 (zh)
AU (1) AU713954B2 (zh)
CA (1) CA2238827C (zh)
DE (1) DE69611540T2 (zh)
DK (1) DK0864171T3 (zh)
ES (1) ES2154850T3 (zh)
GB (1) GB2307785B (zh)
GR (1) GR3035628T3 (zh)
HK (2) HK1004243A1 (zh)
IL (2) IL124656A0 (zh)
NO (1) NO982444L (zh)
PT (1) PT864171E (zh)
WO (1) WO1997020342A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101720490B (zh) * 2007-06-29 2013-10-23 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于碲化镉部件的电触点
CN106707324A (zh) * 2015-11-16 2017-05-24 Dr科技股份有限公司 辐射检测器和具有其的射线照相术设备
CN107735869A (zh) * 2015-02-17 2018-02-23 瑞德兰科技有限公司 高性能辐射检测器和其制造方法

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2289983B (en) 1994-06-01 1996-10-16 Simage Oy Imaging devices,systems and methods
US6410922B1 (en) 1995-11-29 2002-06-25 Konstantinos Evangelos Spartiotis Forming contacts on semiconductor substrates for radiation detectors and imaging devices
GB2352084B (en) * 1999-07-13 2002-11-13 Simage Oy Forming contacts on semiconductor substrates for radiation detectors and imaging devices
US20020158207A1 (en) * 1996-11-26 2002-10-31 Simage, Oy. Forming contacts on semiconductor substrates for radiation detectors and imaging devices
GB2325081B (en) * 1997-05-06 2000-01-26 Simage Oy Semiconductor imaging device
US7001849B2 (en) * 1998-07-16 2006-02-21 Sandia National Laboratories Surface treatment and protection method for cadmium zinc telluride crystals
US9029793B2 (en) 1998-11-05 2015-05-12 Siemens Aktiengesellschaft Imaging device
GB2344550A (en) * 1998-12-09 2000-06-14 Ibm Pad design for electronic package
US6284561B1 (en) * 1999-10-08 2001-09-04 United Microelectronics Corp. Method of forming a metal plate of a fingerprint sensor chip on a semiconductor wafer
FI120561B (fi) 2000-03-07 2009-11-30 Planmeca Oy Digitaalikamera, kuvantamislaite ja menetelmä digitaalisessa kuvantamisessa
JP2002246582A (ja) * 2000-10-26 2002-08-30 Canon Inc 放射線検出装置、その製造方法及びシステム
IL143853A0 (en) * 2001-06-19 2002-04-21 Real Time Radiography Ltd Laminated radiation detector and process for its fabrication
US6781132B2 (en) * 2001-08-10 2004-08-24 The Regents Of The University Of Michigan Collimated radiation detector assembly, array of collimated radiation detectors and collimated radiation detector module
US7170062B2 (en) 2002-03-29 2007-01-30 Oy Ajat Ltd. Conductive adhesive bonded semiconductor substrates for radiation imaging devices
GB0224689D0 (en) * 2002-10-23 2002-12-04 Simage Oy Formation of contacts on semiconductor substrates
JP2006504258A (ja) 2002-10-25 2006-02-02 ゴールドパワー リミテッド 回路基板およびその製造方法
US7223981B1 (en) * 2002-12-04 2007-05-29 Aguila Technologies Inc. Gamma ray detector modules
US7763820B1 (en) 2003-01-27 2010-07-27 Spectramet, Llc Sorting pieces of material based on photonic emissions resulting from multiple sources of stimuli
US20060033029A1 (en) * 2004-08-13 2006-02-16 V-Target Technologies Ltd. Low-voltage, solid-state, ionizing-radiation detector
CN1328598C (zh) * 2005-01-26 2007-07-25 上海大学 共面栅阳极碲锌镉探测器的制备方法
JP2008546177A (ja) * 2005-05-16 2008-12-18 Ｉｉ−Ｖｉ インコーポレイテッド 高性能のＣｄｘＺｎ１−ｘＴｅ（０≦ｘ≦１）のＸ線及びγ線の放射線検出器およびその製造方法
CA2541256A1 (en) * 2006-02-22 2007-08-22 Redlen Technologies Inc. Shielding electrode for monolithic radiation detector
GB0615452D0 (en) * 2006-08-03 2006-09-13 Radiation Watch Ltd Sensors
DE102006046314A1 (de) * 2006-09-29 2008-04-03 Siemens Ag Strahlungsdirektkonvertermodul und Strahlungsdirektkonverter
US7589324B2 (en) * 2006-12-21 2009-09-15 Redlen Technologies Use of solder mask as a protective coating for radiation detector
US7462833B2 (en) * 2007-04-17 2008-12-09 Redlen Technologies Multi-functional cathode packaging design for solid-state radiation detectors
US7955992B2 (en) * 2008-08-08 2011-06-07 Redlen Technologies, Inc. Method of passivating and encapsulating CdTe and CZT segmented detectors
US8614423B2 (en) * 2009-02-02 2013-12-24 Redlen Technologies, Inc. Solid-state radiation detector with improved sensitivity
US9202961B2 (en) 2009-02-02 2015-12-01 Redlen Technologies Imaging devices with solid-state radiation detector with improved sensitivity
JP2010210590A (ja) * 2009-03-12 2010-09-24 Fujifilm Corp 放射線検出器
KR101690059B1 (ko) 2009-05-14 2016-12-27 데비코어 메디컬 프로덕츠, 인코포레이티드 광자 방출 검출용 스택 크리스탈 어레이
US8476101B2 (en) * 2009-12-28 2013-07-02 Redlen Technologies Method of fabricating patterned CZT and CdTe devices
US9000389B2 (en) * 2011-11-22 2015-04-07 General Electric Company Radiation detectors and methods of fabricating radiation detectors
CN106415788B (zh) 2014-04-07 2020-10-16 菲力尔系统公司 用于联接半导体基板的方法和系统
DE102014211602B4 (de) * 2014-06-17 2018-10-25 Siemens Healthcare Gmbh Detektormodul für einen Röntgendetektor
US11378701B2 (en) 2019-10-08 2022-07-05 Redlen Technologies, Inc. Low dark current radiation detector and method of making the same
US11733408B2 (en) 2020-04-28 2023-08-22 Redlen Technologies, Inc. High-performance radiation detectors and methods of fabricating thereof

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4677740A (en) * 1973-06-29 1987-07-07 Hughes Aircraft Company Forming monolithic planar opto-isolators by selective implantation and proton bombardment
JPS5623783A (en) * 1979-08-01 1981-03-06 Matsushita Electronics Corp Formation of electrode for semiconductor device
US4369458A (en) * 1980-07-01 1983-01-18 Westinghouse Electric Corp. Self-aligned, flip-chip focal plane array configuration
DE3278553D1 (en) * 1981-06-24 1988-06-30 Secr Defence Brit Photo diodes
JPS59227168A (ja) * 1983-06-08 1984-12-20 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 半導体放射線検出器
JPS604214A (ja) * 1983-06-22 1985-01-10 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPS6226812A (ja) * 1985-07-26 1987-02-04 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
US4670097A (en) * 1985-12-23 1987-06-02 Gte Products Corporation Method for patterning transparent layers on a transparent substrate
JPS62274715A (ja) * 1986-05-23 1987-11-28 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPS63181481A (ja) * 1987-01-23 1988-07-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体放射線検出器
JPS63299120A (ja) * 1987-05-28 1988-12-06 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の電極形成方法
JPH0240968A (ja) * 1988-07-29 1990-02-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体放射線検出器およびその製造方法
JPH02232978A (ja) * 1989-03-07 1990-09-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体放射線検出器及びその製造方法
EP0415541B1 (en) * 1989-07-29 1994-10-05 Shimadzu Corporation Semiconductor-based radiation image detector and its manufacturing method
US5006488A (en) * 1989-10-06 1991-04-09 International Business Machines Corporation High temperature lift-off process
US5057439A (en) * 1990-02-12 1991-10-15 Electric Power Research Institute Method of fabricating polysilicon emitters for solar cells
GB9015820D0 (en) * 1990-07-18 1990-09-05 Raychem Ltd Processing microchips
US5296407A (en) * 1990-08-30 1994-03-22 Seiko Epson Corporation Method of manufacturing a contact structure for integrated circuits
US5270263A (en) * 1991-12-20 1993-12-14 Micron Technology, Inc. Process for depositing aluminum nitride (AlN) using nitrogen plasma sputtering
US5528495A (en) * 1993-09-01 1996-06-18 Schlumberger Technology Corporation Cadmium zinc telluride borehole detector
GB2289983B (en) * 1994-06-01 1996-10-16 Simage Oy Imaging devices,systems and methods
EP1258740A2 (en) * 1994-12-23 2002-11-20 Digirad Corporation Semiconductor gamma-ray camera and medical imaging system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101720490B (zh) * 2007-06-29 2013-10-23 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于碲化镉部件的电触点
US8847386B2 (en) 2007-06-29 2014-09-30 Koninklijke Philips N.V. Electrical contact for a cadmium tellurium component
CN107735869A (zh) * 2015-02-17 2018-02-23 瑞德兰科技有限公司 高性能辐射检测器和其制造方法
US10276627B2 (en) 2015-02-17 2019-04-30 Redlen Technologies, Inc. High-performance radiation detectors and methods of fabricating thereof
CN106707324A (zh) * 2015-11-16 2017-05-24 Dr科技股份有限公司 辐射检测器和具有其的射线照相术设备
CN106707324B (zh) * 2015-11-16 2019-06-04 Dr科技股份有限公司 辐射检测器和具有其的射线照相术设备
US11058374B2 (en) 2015-11-16 2021-07-13 Drtech Corp Radiation detector and radiography apparatus having the same

Also Published As

Publication number Publication date
EP0864171A1 (en) 1998-09-16
EP0864171B1 (en) 2001-01-10
GB2307785A (en) 1997-06-04
CA2238827A1 (en) 1997-06-05
ES2154850T3 (es) 2001-04-16
HK1010282A1 (en) 1999-06-17
US6046068A (en) 2000-04-04
EP1001469A3 (en) 2000-09-06
US6215123B1 (en) 2001-04-10
AU1096797A (en) 1997-06-19
JP2003229555A (ja) 2003-08-15
GB9524387D0 (en) 1996-01-31
PT864171E (pt) 2001-05-31
GR3035628T3 (en) 2001-06-29
NO982444L (no) 1998-07-29
CA2238827C (en) 2002-10-29
IL124656A0 (en) 1998-12-06
NO982444D0 (no) 1998-05-28
IL124656A (en) 2001-10-31
ATE198679T1 (de) 2001-01-15
DE69611540T2 (de) 2001-04-26
JP3540325B2 (ja) 2004-07-07
CN1113392C (zh) 2003-07-02
JP2000516392A (ja) 2000-12-05
DK0864171T3 (da) 2001-01-29
EP1001469A2 (en) 2000-05-17
GB2307785B (en) 1998-04-29
WO1997020342A1 (en) 1997-06-05
DE69611540D1 (de) 2001-02-15
AU713954B2 (en) 1999-12-16
HK1004243A1 (en) 1998-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1113392C (zh) 辐射检测器和成象装置及其制造方法和用途
CN1112734C (zh) 具有三层结构表面覆盖材料的太阳能电池组件
AU661405B2 (en) Improved solar cell and method of making same
CN103703567B (zh) 太阳能电池及其制造方法以及太阳能电池模块
CN102800727B (zh) 太阳能电池模块
EP0751575A2 (en) Photovoltaic cell and method of making the same
EP2249397B1 (en) Solar cell module
JP2009527922A (ja) ダイレクトフォトリソグラフィーを用いた、放射線検出器のためのセグメント化接触子の製造方法
JP2012501086A (ja) 薄膜太陽電池および光電池連続アセンブリ
KR20150049192A (ko) 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법
CN1540771A (zh) 太阳能电池模块和太阳能电池模块阵列
JPWO2015147225A1 (ja) 太陽電池モジュールおよびその製造方法
CN1685513A (zh) 光电二极管阵列及其制造方法
CN102376795B (zh) 太阳能电池模块
US6410922B1 (en) Forming contacts on semiconductor substrates for radiation detectors and imaging devices
CN1726598A (zh) 半导体基板上触点的形成
JPS6262073B2 (zh)
JP4633201B1 (ja) 太陽電池システムにおける直列接続の付与方法
EP1258926A2 (en) Coating material for a photovoltaic element
JPH10206229A (ja) 放射撮像装置およびその光検出器アレイ用コンタクト・フィンガ・アセンブリの形成方法
JP6362932B2 (ja) 太陽電池モジュール及びその製造方法
US20030183770A1 (en) Forming contacts on semiconductor substrates for radiation detectors and imaging devices
JP2000507393A (ja) 耐候性かつ耐腐食性を備えた層構造
KR101123273B1 (ko) 태양전지 패널
JP6151566B2 (ja) 太陽電池およびその製造方法、ならびに太陽電池モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: GOLDEN FORCE LTD.

Free format text: FORMER OWNER: SIMAGE OY

Effective date: 20050520

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20050520

Address after: British Virgin Islands toto

Patentee after: Goldpower Ltd.

Address before: Espoo, Finland

Patentee before: Simage Oy

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: IPL INTELLECTUAL PROPERTY PERMIT CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: GOLDEN FORCE LTD.

Effective date: 20070914

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20070914

Address after: Limassol

Patentee after: Goldpower Ltd.

Address before: British Virgin Islands toto

Patentee before: Goldpower Ltd.

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT

Free format text: FORMER OWNER: IPL INTELLECTUAL PROPERTY LICENSING LIMITED

Effective date: 20110524

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: LIMASSOL, CYPRUS TO: MUNICH, GERMANY

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20110524

Address after: Munich, Germany

Patentee after: Siemens AG

Address before: Limassol

Patentee before: Goldpower Ltd.

CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20030702

EXPY Termination of patent right or utility model