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Die Erfindung betrifft einen Fotoempfänger, der einen Trägerchip mit einer Detektorseite und einer Kontaktierungsseite aufweist. Auf der Detektorseite ist eine Vielzahl von Fotozellen vorgesehen. Auf der Kontaktierungsseite sind Kontakte für diese Fotozellen vorgesehen. In dem Trägerchip ist eine Vielzahl von Durchkontaktierungen vorgesehen, über die die Fotozellen auf der Detektorseite mit den Kontakten auf der Kontaktierungsseite elektrisch verbunden sind.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen eines Fotoempfängers, bei dem ein Trägerchip mit einer Detektorseite und einer Kontaktierungsseite zur Verfügung gestellt wird. In dem Trägerchip wird eine Vielzahl von Durchkontaktierungen hergestellt. Diese können beispielweise aus Thru-Silicon-VIAs (TSV) bestehen. Hierbei handelt es sich um Durchkontaktierungen, insbesondere in Silizium (VIA steht für Vertical Interconnect Access). Auf der Detektorseite wird eine Vielzahl von Fotozellen hergestellt. Diese können z. B. in Schichttechnologie auf der Detektorseite erzeugt werden. Auf der Kontaktierungsseite werden Kontakte für die Fotozellen hergestellt. Die elektrische Verbindung zwischen den Fotozellen und den Kontakten wird durch die Durchkontaktierungen gewährleistet.
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Fotozellen sowie deren Herstellung sind beispielsweise aus der
EP 1 473 553 A1 bekannt. Hierbei können Substrate zur Anwendung kommen, deren Vorderseite die Fotozellen aufweisen. Über die Durchkontaktierungen können diese beispielsweise mit Kontaktbumps auf der Rückseite verbunden werden. Diese Kontaktbumps ermöglichen anschließend eine Montage des die Fotozellen tragenden Substrates mittels Oberflächenmontage auf einem anderen Substrat wie beispielsweise einer Leiterplatte.
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Die genannten Fotoempfänger können beispielsweise als sogenannte Fotomultiplier auf Siliziumbasis verwendet werden. Oberhalb einer Durchbruchspannung werden in einem solchen Fotoempfänger lawinenartige Ladungsträgervervielfachungen ausgenutzt, um kleinste Photonenströme auf der Detektorseite in messbare elektrische Signale umzusetzen. Hierzu werden die einzelnen Fotozellen in Form eines Arrays angeordnet und zur Gewinnung eines Messsignals parallel geschaltet. Der Trägerchip wird im Betrieb mit einer Sperrspannung oberhalb der Durchbruchspannung betrieben. Fällt ein Photon auf eine der Fotozellen, so bricht diese durch und generiert eine Ladungsmenge, welche durch die Kapazität der Fotozelle und die Durchbruchspannung vorgegeben ist. Eine solche Betriebsart wird auch als Geiger-Modus bezeichnet. Durch Parallelschaltung der Fotozellen entsteht eine vergleichsweise hohe Kapazität an den Anschlüssen des Fotoempfängers und die Signale der einzelnen Fotozellen werden stark gedämpft.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Fotoempfänger der eingangs angegebenen Art sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, welcher/welches einerseits die Erreichung einer möglichst großen Sensorempfindlichkeit und andererseits geringe Herstellungskosten für den Fotoempfänger gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen Fotoempfänger erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Durchkontaktierungen jeweils mit mehreren, ein Cluster bildenden Fotozellen elektrisch verbunden sind, wobei jede der Durchkontaktierungen ein anderes Cluster adressiert. Außerdem sind erfindungsgemäß die Durchkontaktierungen in Durchgangslöchern ausgebildet, die einen sich von der Kontaktierungsseite zur Detektorseite verjüngenden Querschnitt aufweisen. Dabei weisen die Durchgangslöcher auf der Kontaktierungsseite (wo der Querschnitt am größten ist) einen Querschnitt auf, dessen Projektion auf die Detektorseite vollständig in der durch das Cluster beanspruchten Fläche liegt. Mit anderen Worten ist der Querschnitt der Durchgangsöffnung auf der Kontaktierungsseite kleiner oder gleich der Fläche des betreffenden Clusters, damit die Projektion von deren Querschnitt vollständig in die Clusterfläche „hineinpasst“.
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Es hat sich nämlich gezeigt, dass die Durchkontaktierungen in sich von der Kontaktierungsseite aus verjüngenden Durchgangslöchern durch die schrägen Wände des Durchgangsloches vorteilhaft einfach, beispielsweise durch Beschichten erzeugen lassen. Allerdings ist hierbei erfindungsgemäß die Auslegungsregel zu berücksichtigen, dass der Querschnitt der Durchgangslöcher insgesamt nicht größer werden darf, als die Projektion des größten Querschnitts auf die Detektorseite. Nur so ist gewährleistet, dass die Cluster von Fotozellen jeweils direkt aneinander angrenzen können, so dass auf der Detektorseite ein Array von Fotozellen aus mehreren Clustern zur Verfügung gestellt werden kann, bei dem eine zusammenhängende Sensorfläche realisiert ist. Auf der Kontaktierungsseite des Trägerchips kann hierbei ein Mindestabstand zwischen den einzelnen Durchgangslöchern vorgesehen werden oder die Durchgangslöcher stoßen mit ihren jeweils größten Querschnitten direkt aneinander.
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Die clusterweise Ansteuerung der Fotozellen hat den Vorteil, dass sich einerseits der Kontaktierungsaufwand in Grenzen hält, andererseits allerdings gewährleistet ist, dass die mit der Kontaktierung einer Vielzahl von Fotozellen verbundene Erhöhung der Dämpfung aufgrund der hohen Kapazität an den Anschlüssen in Grenzen gehalten werden kann. Dadurch kann der erfindungsgemäße Fotosensor vorteilhaft wirtschaftlich mit einer befriedigenden Empfindlichkeit hergestellt werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Trägerchip aus Silizium gefertigt ist. In diesem Fall können die Durchgangslöcher die Form eines Pyramidenstumpfes aufweisen, wobei die Lochwände durch die Seitenflächen des Pyramidenstumpfes gebildet sind. Die Grundfläche des Pyramidenstumpfes ergibt die große Durchgangsöffnung auf der Kontaktierungsseite, die kleine Fläche auf der Seite der fehlenden Spitze der Pyramide ergibt eine kleinere Durchgangsöffnung zur Detektorseite hin. Im Bereich dieser kleineren Öffnung kann keine Fotozelle vorgesehen werden. Die Durchgangslöcher in Form eines Pyramidenstumpfes können vorteilhaft in Silizium durch anisotropes Ätzen erzeugt werden.
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Alternativ wird die eingangs genannte Aufgabe mit dem eingangs angegebenen Verfahren dadurch gelöst, dass die Durchkontaktierungen als Durchgangslöcher mit einem sich von der Kontaktierungsseite zur Detektorseite verjüngenden Querschnitt hergestellt werden. Hierbei werden die Durchkontaktierungen jeweils mit mehreren, ein Cluster bildenden Fotozellen kontaktiert. Die Fotozellen werden erfindungsgemäß derart zu den Clustern zusammengefasst, dass die Durchgangslöcher auf der Kontaktierungsseite einen Querschnitt aufweisen, dessen Projektion auf die Detektorseite vollständig in der durch das Cluster beanspruchten Fläche liegt. Die Vorteile des Herstellungsverfahrens in Verbindung mit den Vorteilen des hergestellten Fotoempfängers sind bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fotoempfänger erläutert worden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Fotoempfängers ist vorgesehen, dass in den Durchgangslöchern elektrisch isolierende Schichten vorgesehen sind, deren Dicke sich von der Kontaktierungsseite zur Detektorseite hin verringert. Die Vorteile einer solchen Verteilung lässt sich am besten anhand des Herstellungsverfahrens für eine solche elektrisch isolierende Schicht erläutern. Vorteilhaft kann die elektrisch isolierende Schicht in den Durchgangslöchern nämlich dadurch hergestellt werden, dass auf die Kontaktierungsseite eine elastische Folie laminiert wird und diese in die Durchgangslöcher hineingezogen oder hineingedrückt wird. Dieses Hineinziehen oder Hineindrücken kann durch Erzeugen eines Druckunterschiedes innerhalb des Duchgangsloches (Unterdruck) und außerhalb des Durchgangsloches (Überdruck) erreicht werden. Da die Folie elastisch ist, wird sich diese verformen und auf die Wände des Durchgangsloches legen. Da sich der mittlere Teil der Folie am meisten verformen muss, verformt sich die Folie in diesem Bereich dahingehend, dass sich die Wandstärke verringert. Die sich verringernde Dicke hat den Vorteil, dass die Folie zur Herstellung der durchgehenden Durchgangsöffnung auf der Detektorseite anschließend leicht geöffnet werden kann, da zu diesem Zweck nur wenig Material entfernt werden muss. Diese Entfernung des Materials kann vorteilhaft mit einem Energiestrahl erreicht werden. Als Energiestrahlen kommen beispielsweise ein Elektronenstrahl oder bevorzugt auch ein Laserstrahl zum Einsatz.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fotoempfängers ist vorgesehen, dass die Durchkontaktierungen als elektrisch leitende Schichten auf den elektrisch isolierenden Schichten ausgeführt sind. Hierbei muss nicht das vollständige Durchgangsloch ausgefüllt werden. Vorteilhaft ist daher für die Herstellung der Durchkontaktierungen nur ein geringer Materialaufwand von Nöten. Auch lässt sich eine elektrisch leitende Schicht nach gängigen Verfahren einfach in dem Durchgangsloch herstellen. Beispielsweise kann diese durch Sputtern von Kupfer oder Aluminium oder galvanisch durch Abscheiden von Kupfer erzeugt werden. Auch eine Herstellung durch Metallsprühverfahren (Kaltgasspritzen oder Plasmaspray) ist denkbar. Hierbei ist es von großem Vorteil, dass die Durchgangslöcher pyramidenförmig ausgebildet sind, weil dadurch die Zugänglichkeit der Lochwände von der Kontaktierungsseite aus vereinfacht wird. Nicht zu beschichtende Teile der Wände des Durchgangsloches können mit geeigneten Masken abgedeckt werden, sofern das Abscheideverfahren nicht selektiv ist. Dabei kann die Durchkontaktierung mit einem vorteilhaft minimalen Materialaufwand an elektrisch leitfähigem Material hergestellt werden, wobei der hergestellte Leiterquerschnitt lediglich von dem geforderten Widerstand der Durchkontaktierung abhängig ist.
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Eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fotoempfängers sieht vor, dass die elektrisch leitenden Schichten aus den Durchgangslöchern heraus auf die Kontaktierungsseite geführt sind und dort mit Kontaktbumps versehen sind. Die Verwendung von Kontaktbumps hat den Vorteil, dass der Fotoempfänger einfach in SMT-Technologie, beispielsweise auf einer Leiterplatte, montiert werden kann. Die Kontaktbumps sind vorzugsweise aus einem Lotmaterial, so dass ein Verlöten des Fotoempfängers, beispielsweise durch Reflow-Löten, möglich ist. Dabei werden die Kontaktbumps aus Lotmaterial aufgeschmolzen und stellen eine elektrische Verbindung zwischen dem Fotoempfänger und dem Trägerbauteil (Leiterplatte) her.
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Alternativ kann erfindungsgemäß auch vorgesehen werden, dass die elektrisch leitenden Schichten mit Kontaktbumps versehen sind, die jeweils zumindest mit einem Teil in Richtung der Kontaktierungsseite aus den Durchgangslöchern herausragen. Bei dieser Variante sind die leitenden Schichten jedoch nicht aus den Durchgangslöchern herausgeführt, so dass die Kontaktbumps einen elektrischen Kontakt zu den elektrisch leitenden Schichten an der Wand der Durchgangslöcher herstellen. Allerdings müssen die Kontaktbumps dennoch aus den Durchgangslöchern herausragen, damit eine Kontaktierung mit einem Trägerbauteil möglich ist. Zu diesem Zweck müssen Kontaktbumps mit einem Durchmesser ausgewählt werden, der die Geometrie der sich verjüngenden Durchgangslöcher berücksichtigt. Dies bedeutet, dass die montierten Kontaktbumps so weit in das Durchgangsloch hineinragen können, dass dort ein Kontakt zu der elektrisch leitenden Schicht hergestellt werden kann und nach der Positionierung noch ein genügend großer Teil des Kontaktbumps für eine elektrische Kontaktierung zum Trägerbauteil aus dem Durchgangsloch herausragt.
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Zusätzlich kann vorgesehen werden, dass die Kontaktbumps auf Füllungen aufgebracht sind, die die Durchgangslöcher zumindest teilweise ausfüllen. Diese Füllungen können beispielsweise aus Kunststoff gefertigt sein. Hierbei kann es erforderlich sein, dass die elektrisch leitende Schicht auf die Oberfläche der Füllung verlängert wird, damit an dieser Stelle eine elektrische Kontaktierung der Kontaktbumps erfolgen kann. Diese werden auf der entstehenden Oberfläche der Füllungen montiert, wobei dies einen größeren geometrischen Spielraum bei der Auswahl der Kontaktbumps schafft. Hierbei ist lediglich zu berücksichtigen, dass der Abstand der Oberfläche der Füllung zur Kontaktierungsseite so ausfällt, dass der Durchmesser der Kontaktbumps größer als dieser Abstand ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Kontaktbumps aus den Durchgangslöcher herausragen.
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Ist der Trägerchip aus Silizium gefertigt, werden die Durchgangslöcher bevorzugt durch anisotropes Ätzen hergestellt. Hierzu wird der Trägerchip, der einkristallin ist, durch eine Maske abgedeckt, wobei lediglich im Bereich der Durchgangsöffnungen das Silizium frei zugänglich ist. Die Wände der Durchgangslöcher, die den Seitenwänden des entstehenden Pyramidenstumpfes entsprechen, entstehen durch die Ausrichtung des Siliziumkristalls, weil die Ätzgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Ätzrichtung stark unterschiedlich ist. So entsteht das V-förmige Profil des Durchgangsloches mit einem Winkel der Wände des Durchgangsloches zur Kontaktierungsseite von 54,7°.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselement sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fotoempfängers in dreidimensionaler Ansicht, teilweise aufgeschnitten,
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2 den Teilausschnitt II aus 1,
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3–7 ausgewählte Schritte eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Fotoempfängers,
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8 und 9 alternative Ausgestaltungen des Fertigungsschrittes gemäß 7 zur Aufbringung eines Kontaktbumps und
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10 die Abhängigkeit der Anzahl von Fotozellen n in den Clustern von der Dicke d des Trägerchips für zwei Zellgrößen (Kantenlänge s).
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In 1 ist ein Fotoempfänger dargestellt, der auf einem Trägerchip 11 aufgebaut ist. In 1 ist die Detektorseite 12 zu erkennen, auf der 4 × 4 = 16 Cluster 13 von Fotozellen 14 (vgl. 2) angeordnet sind. Eine der Detektorseite gegenüberliegende Kontaktierungsseite 15 ist in 1 aufgrund des Blickwinkels nicht genauer zu erkennen, dient jedoch zur Kontaktierung des Trägerchips 11 auf einen nicht näher dargestellten Substrat mittels Kontaktbumps 16a. Um eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktbumps 16a jeweils mit allen Fotozellen 14 eines Clusters 13 herzustellen, sind in dem Trägerchip 11 Durchgangslöcher 17 vorgesehen, die die Detektorseite 12 mit der Kontaktierungsseite 15 verbinden. In diesen Durchgangslöchern 17 können Durchkontaktierungen 18 (vgl. 6) hergestellt werden, die die elektrische Verbindung der genannten Baueinheiten gewährleisten. Die Durchkontaktierungen 18 durchmessen zu diesem Zweck die gesamte Dicke d des Trägerchips 11.
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In 2 ist ein Ausschnitt (Detail II) des Trägerchips 11 gemäß 1 dargestellt. Zu erkennen ist genau ein halbes Cluster 13, bei dem durch die vergrößerte Darstellung die Fotozellen 14 des Clusters 13 zu erkennen sind. Das Cluster 13 wird durch ein Feld von 9 × 9 Fotozellen gebildet, wobei das Feld in der Mitte des Clusters 13 nicht durch eine Fotozelle belegt ist, sondern für die Durchgangsöffnung 17 in den Cluster 13 reserviert ist. Damit ergibt sich eine Clustergröße von n = 9 × 9 – 1 = 80. Vorteilhaft können die Cluster auch mehr Fotozellen, beispielsweise n > 100 aufweisen. Hierbei entsteht vorteilhaft ein günstigeres Verhältnis zwischen Kontaktierungsaufwand und Kapazität des Clusters. Auch für kleinere Cluster ist die erfindungsgemäße Anordnung vorteilhaft. Für n < 50 gelten die oben genannten Vorteile ebenfalls, allerdings mit gewissen Einschränkungen.
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Die Durchgangsöffnung 17 gemäß 2 hat die Form eines Pyramidenstumpfes. Da diese Durchgangsöffnung im Schnitt dargestellt ist, wurde der vor der Schnittebene liegende Pyramidenstumpf durch strichpunktierte Linien angedeutet. Die verdeckten Kanten des Pyramidenstumpfes wurden durch gestrichelte Linien angedeutet. Die durch die fehlende Spitze entstehende Fläche des Pyramidenstumpfes bildet auf der Detektorseite die Durchgangsöffnung 19d, die dieselbe Fläche aufweist, wie eine Fotozelle 14 mit der Kantenlänge s, wobei die Fotozellen quadratisch sind. Auf der gegenüberliegenden Seite, also der Kontaktierungsseite 15 wird die Durchgangsöffnung 19k durch die Grundfläche des Pyramiedenstumpfes gebildet. Die Seitenflächen des Pyramidenstumpfes ergeben die Wände der Durchgangsöffnung 17.
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Weiterhin strichpunktiert eingezeichnet ist eine Projektionsfläche 20, welche genau der Umrisslinie des Clusters 13 entspricht. Es wird deutlich, dass die Projektionsfläche 20 geringfügig größer ist als die Durchgangsöffnung 19k des Durchgangsloches 17. Hierdurch entstehen auf der Kontaktierungsseite 15 zwischen den benachbarten Durchgangsöffnungen 19k Stege 21, die beispielsweise dazu verwendet werden können, die Kontaktbumps 16a aufzunehmen (vgl. 1). Denkbar ist es natürlich auch, dass die Durchgangsöffnungen 19k genauso groß sind, wie die Projektionsflächen 20, wobei die Stegbreite in diesem Falle 0 wäre. Hierbei entsteht lediglich ein Grat zwischen den benachbarten Durchgangsöffnungen 19k (nicht dargestellt). Größer dürfen die Durchgangsöffnungen 19k jedoch nicht werden, wenn die benachbarten Cluster 13 von Fotozellen 14 ohne Zwischenraum aneinandergrenzen sollen, wie diese in 1 dargestellt ist.
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In den 3 bis 7 sind verschiedene Stadien eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens dargestellt. In 3 ist zu erkennen, wie der Trägerchip mit den Durchgangslöchern 17 versehen wird. Bei den Trägerchip 11 handelt es sich um ein Siliziumsubstrat, welches eine Decklage 21 aus Siliziumoxid oder Siliziumnitrit aufweist. Das Durchgangsloch 17 wird mittels anisotropen Ätzens hergestellt, wobei sich automatisch ein Winkel α = 54,7° zur Kontaktierungsseite 15 ergibt. Die Decklage 21 wird durch das Ätzmedium nicht angegriffen, weswegen die Durchgangsöffnung 17 auf der Detektorseite zunächst verschlossen bleibt. Die Detektorseite wird auf diese Weise durch das Ätzen auch auf keinen Fall angegriffen. Auf der Kontaktierungsseite wird eine Maske 22 aufgebracht, welche das Silizium an den Stellen schützt, wo die Stege 21 (vgl. 2) entstehen sollen.
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In 4 ist zu erkennen, dass die Maske 22 nach erfolgter Ätzbehandlung wieder entfernt wird. Auf die Decklage wird eine Leiterbahn 23 aufgebracht, die später zur Herstellung der Durchkontaktierung dient (hierzu im Folgenden noch mehr). Weitere Strukturen auf der Detektorseite 12 sind in 4 nicht näher dargestellt. Diese werden in an sich bekannter Weise erzeugt, um die Fotozellen auf der Detektorseite 12 zu bilden.
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Nach Entfernung der Maske 22 wird auf die Kontaktierungsseite 15 eine Folie 24 auflaminiert, die auf den Stegen 21 auf der Kontaktierungsseite anliegt. Diese Folie kann aus einem Polymer gebildet sein und eine Dicke zwischen 5 und 100 μm aufweisen. Nach dem Auflaminieren der Folie 24 wird der Trägerchip auf beispielsweise 120° erwärmt und von außen ein Druck an die Folie angelegt, so dass diese in Richtung des Pfeiles 25 in das Durchgangsloch 17 hineingedrückt wird. Sie legt sich dabei an die Wände des Durchgangsloches 17 an, wie sich 5 entnehmen lässt. Hierbei verringert sich die Dicke der Folie aufgrund der Verformung derselben in das Durchgangsloch hinein, da die zu beschichtenden Wände des Durchgangsloches 17 eine größere Fläche aufweisen, als die Durchgangsöffnung 19k. Die Folie 24 wird hierbei an der Durchgangsöffnung 19d mindestens eine Dickenverringerung auf 2/3 der ursprünglichen Dicke erfahren und bildet eine elektrisch isolierende Schicht. Am dünnsten ist diese isolierende Schicht vorteilhaft im Bereich dieser Durchgangsöffnung 19d (vgl. 6). Dies hat den Vorteil, dass in diesem Bereich die Erzeugung der Durchgangsöffnung 19d beispielsweise mittels eines Laserstrahls 26 mit vergleichsweise geringem Fertigungsaufwand möglich ist. Die geringe Dicke der isolierenden Schicht im Bereich der Durchgangsöffnung 19d hat auch zur Folge, dass der durch den in der Regel hohen Ausdehnungskoeffizienten des Polymers erzeugte Stress in der nachfolgenden elektrisch leitfähigen Schicht 35 gering gehalten werden kann.
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Nach Herstellung der Durchgangsöffnung 19d wird gemäß 6 weiter verfahren. Durch Aufdampfen oder Sputtern, sowie nachfolgende semiadditive galvanische Verstärkung wird die Durchkontaktierung 18 als elektrisch leitfähige Schicht 35 auf der Folie 24 hergestellt. Dies ist nur in einem Teilbereich der Wände der Durchgangsöffnung 17 erforderlich, wobei die Breite der Durchkontaktierung bei gegebener Dicke der Durchkontaktierung durch die Breite der die Durchkontaktierung bildenden, elektrisch leitfähigen Schicht 35 bestimmt wird. Diejenigen Bereiche des Durchgangsloches, die nicht mit der Durchkontaktierung 18 versehen werden sollen, werden durch eine Maske 27 abgedeckt. Nach erfolgter Beschichtung wird diese Maske 27 wieder entfernt. Das Beschichtungsmaterial dringt beim Beschichten auch in die Durchgangsöffnung 19d ein, wobei hierdurch eine elektrisch leitende Verbindung zur Leiterbahn 23 entsteht. Damit wird die elektrisch leitende Durchkontaktierung von der Detektorseite 12 zur Kontaktierungsseite 15 geschlossen.
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Der 7 lässt sich eine Variante entnehmen, wie die Kontaktierungsseite 15 fertig gestellt werden kann. Die Durchgangslöcher werden mit einer Füllung 28 ausgefüllt und die Durchkontaktierung 18 wird auf einen der Stege 21 weitergeführt, so dass die Stege 21 zur Aufnahme des Kontaktbumps 16a dienen können. Mit dem Kontaktbump 16a kann eine nicht näher dargestellte Kontaktierung zu einem Substratbauteil wie beispielsweise einer Leiterplatte erfolgen. Der Kontaktbump besteht aus einem Lotmaterial, was zur Herstellung der elektrischen Verbindung aufgeschmolzen wird.
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Der 8 lässt sich eine alternative Ausgestaltung für die Herstellung der Kontaktierungsseite 15 entnehmen. Die Füllung 28 füllt die Durchgangsöffnung 17 in dieser Variante nur zum Teil aus. Die Durchkontaktierung 18 wird durch ein eine ergänzende Beschichtung gebildetes Kontaktpad 29 ergänzt. Auf diesem Kontaktpad sitzt ein Kontaktbump 16b. der einen größeren Durchmesser aufweist, als der Kontaktbump 16a. Daher ragt der Kontaktbump 16b über die Ebene der Kontaktierungsseite 15 aus der Durchgangsöffnung 17 heraus, was eine Kontaktierung mit einem Substratbauteil ermöglicht.
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In 9 ist eine Variante dargestellt, in der keine Füllung 28 (vgl. 7 und 8) zum Einsatz kommt. Ein Kontaktbump 16c ist stattdessen tropfenförmig ausgebildet, wobei die Spitze des Kontaktbumps 16c in die Durchgangsöffnung eintaucht und direkt mit der Durchkontaktierung 18 im Kontakt steht. Der runde Teil des tropfenförmigen Kontaktbumps 16c ragt aus der Durchgangsöffnung heraus und ermöglicht auf diesem Weg in der schon beschriebenen Weise die Kontaktierung mit einem nicht dargestellten Substratbauteil.
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Der 10 lässt sich ein Zusammenhang entnehmen, demgemäß bei geätzten Durchgangsöffnungen entsprechend 3 abhängig von der Dicke d des Trägerchips die Mindestanzahl n an Fotozellen hervorgeht, welche jeweils zu einem Cluster verbunden müssen. Diese minimale Anzahl von Fotozellen gewährleistet, dass die von dem Cluster an Fotozellen eingenommene Fläche größer ist, als der Querschnitt der Durchgangsöffnung 19k (vgl. 2). Dies bedeutet, dass bei einer Anordnung von weniger Fotozellen die vom Cluster eingenommene Fläche geringer als der größte Querschnitt der Durchgangsöffnung ist, weswegen sich die Durchgangsöffnungen auf der Kontaktierungsseite des Trägerchips überschneiden würden. Zu beachten ist bei der Auslegung, dass diese Mindestzahl an zu einem Cluster zu verbindenden Fotozellen nicht unterschritten wird. Sinnvoll ist vorzugsweise eine Anordnung der Fotozellen in einem quadratischen Raster, so dass die erforderliche Mindestanzahl an Fotozellen immer auf eine sinnvolle quadratische Anordnung „aufgerundet“ werden soll. Zielstellung ist dabei, dass die Detektorseite möglichst lückenlos mit Fotozellen bedeckt sein soll. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass eine Fotozelle in der Mitte durch die Durchgangsöffnung 19d (vgl. 2) ersetzt wird, ergibt sich die Anzahl z der Reihen bzw. Spalten von Fotozellen in dem Cluster somit aus z = √n – 1, wobei z auf die nächst höhere ganze Zahl aufgerundet wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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