DE2739531A1

DE2739531A1 - Verfahren zur herstellung von photodetektorelementen

Info

Publication number: DE2739531A1
Application number: DE19772739531
Authority: DE
Inventors: Jun Robert V Lorenze; Miriam F Young
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1976-09-07
Filing date: 1977-09-02
Publication date: 1978-03-09
Also published as: US4069095A; DE2739531C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Photodetektorelementen nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1. Die Verbindung einzelner Elemente in einer Photodetektoranordnung hat sich als eine primäre Fehlerquelle für die betreffenden Einrichtungen herausgestellt. Der Fortschritt in der Technologie hat zu Anordnungen geführt, die aus einer sehr großen Anzahl von Einzelementen bestehen. Diese große Anzahl einzelner Elemente in einer Anordnung erzeugt eine große Anzahl von Datenpunkten/ die entsprechend verarbeitet werden müssen. In dem Maße, wie die Elemente immer dichter in Bezug aufeinander angeordnet worden sind und wie immer mehr Elemente in einer einzigen Anordnung verwendet worden sind, ist die Wahrscheinlichkeit gestiegen, daß durch die Verbindung dieser Elemente Fehler hervorgerufen werden. Eine bedeutende Fehlerquelle ist durch die Beschädigung der leitenden Schichten auf dem Substrat während der Herstellung der Elemente gegeben. Diese Beschädigung wird oftmals bei der Entfernung des überschüssigen Klebermaterials hervorgerufen, das zur Verbindung des Photodetektorkörpers mit dem Substrat vor der Bildung der Photodetektorelemente benutzt wird.

Es ist bekannt, einzelne Elemente aus einem Photodetektorkörper durch Benutzung einer Maske zu bilden, wobei die unerwünschten Teile des Photodetektorkörpers und der Klebeschicht in einem Verfahren abgetragen werden, bei welchem die Maske die gewünschten Elemente gegen eine Abtragung schützt. Bei diesem Schritt der Entfernung der unerwünschten Teile des Photodetektorkörpers und der Klebeschicht kann insbesondere die Beschädigung der Leitungsverbindungen auftreten.

In gleicher Weise stellt sich das Problem der Beschädigung der leitenden Streifen oder des Detektorelementes selbst bei der Entfernung der Maske. Irgendeine Beschädigung führt jedoch zu einem Fehler hinsichtlich der später vorzunehmenden Verbindungen.

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Er ist dalier die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, bei dem Fehler bei der Verbindung der Photodetektorelemente auf ein Minimum reduziert werden. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahren. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Photodetektorelemente einer Anordnung aus einem Körper aus Photodetektormaterial gebildet, wobei leitende Schichten auf Metall aus ausgewählten Teilen eines Substrates gebildet werden. Die leitenden Schichten werden mit einem Photoresistmaterial beschichtet, und es wird eine Klebeschicht auf dem Photoresistmaterial und dem verbleibenden Substrat abgelagert. Ein Körper aus Photodetektormaterial wird mit der Klebeschicht verbunden, und es werden einzelne Photodetektorelemente auf den Photodetektorkörper aufgezeichnet, um die Elemente der Anordnung zu bilden und die Kanten des Photoresistmaterials zu belichten. Die Photoresistschicht und das darauf abgelagerte Material werden danach entfernt.

Es hat sich herausgestellt, daß die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch das nachstehend beschriebene verbesserte Verfahren zur Herstellung von Photodetektorelementen aus einem Photodetektorkörper am besten gelöst werden kann. Eine geforderte Anzahl von leitfähigen Schichten wird auf ausgewählten Teilen eines Substrates gebildet und nachfolgend mit einem Photoresistmaterial beschichtet. Ein geeignetes Photoresistmaterial wird von der Firma Kodak hergestellt und ist mit "Kodak Metall-Ätzresist" bezeichnet. Die Photoresistschicht wird durch eine Maske belichtet und entwickelt, so daß die leitfähigen Schichten und andere Teile des Substrates, die später für Verbindungszwecke freigelegt werden müssen, mit einer widerstandsfähigen Schicht bedeckt werden. In Abhängigkeit von dem Typ des verwendeten Resists weist diese Schicht eine typische Dicke von 1 bis 2 pm auf. Viele handelsüblich

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erhältliche Photoresists sind für das Verfahren der vorliegenden Erfindung geeignet, wobei die einzige Forderung besteht, daß das Photoresist selbst die leitfähige Schicht nicht beeinflussen darf.

Eine Klebeschicht wird sodann auf dem Photoresist und dem verbleibenden .Substrat abgelagert. Eine ausreichende Menge des Klebers, der irgendein handelsüblicher Kleber, wie beispielsweise ein im Handel erhältliches Epoxydharz sein kann, wird in ausreichender Starke aufgetragen, so daß der nächste Schritt, bestehend aus der Verbindung des Photodetektormaterials mit dem Kleber, ausgeführt werden kann, wobei der Photodetcktorkorper parallel zu dem Substrat ausgerichtet wird.

Der nächste Verfahrensschritt sieht die Bildung einzelner Photodetektorelemente aus dem Körper vor, um eine Photodetektoranordnung zu bilden. Dies wird durch herkömmliche Verfahren bewerkstelligt, beispielsweise durch die Verwendung von Masken, die die gewünschten Teile des Halbleiters während der Entfernung der unerwünschten Teile schützen. Während dieses Aufzeichnungsschrittes ist es erforderlich, eine ausreichende Menge des Klebers und des Halbleiterkörpers zu entfernen, um dadurch die Kanten des zuvor benutzten Photoresistmaterials einer Belichtung auszusetzen.

Schließlich wird die Photoresistschicht und alles auf ihr verbleibende Material in einem herkömmlichen Verfahren entfernt. Typischerweise kann eine Lösung, wie beispielsweise Trichloräthylen verwendet werden, um das erwähnte Photoresist zu entfernen. Andere herkömmliche Lösungen für das Photoresist können ebenfalls verwendet werden, solange sie nicht mit den leitenden Schichten reagieren und diese beschädigen.

Wie zuvor erwähnt, ist die Klebeschicht bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung relativ dick und bewegt sich in einer typischen Größenordnung von 0,01 mm. Vorzugsweise soll

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sich die Dicke dor Klebeschicht in einem Bereich von 0,001 bis 0,02 mm bewegen. Auf Grund der Dicl:e der Klebeschicht ist diene manchmal dicker als das Photodetektorelement, das die verschiedenen Teile der Anordnung bildet. Es ist einzusehen, daß die Verwendung einer relativ dicken Klebeschicht, die auf Grund ihrer Natur schwer zu entfernen ist und deren Zweck die Verbindung des Photodetektorkörpers mit dem Substrat ist, die Quelle potentieller Schäden entweder der einzelnen Elemente oder der leitenden Schichten während der Entfernung dieser Klebeschicht sein kann. Irgendeine Unbeständigkeit entv/eder der Elemente oder der leitenden Schichten ruft eine Verschlechterung der Verbindung zwischen den leitenden Streifen bzw. den Elementen und dem Verbindungsmaterial hervor.

Schließlich werden in einem nachfolgenden Schritt die Elemente und die leitenden Schichten miteinander verbunden, um dadurch eine zweckmäßige Photodetektoranordnung zu schaffen.

Anhand der Figuren 1 bis 8 sei nunmehr im folgenden das erfindungsgemäße Verfahren nächer erläutert. Hierbei zeigen diese Figuren Schnittansichten eines Substrates, wobei einzelne Schritte vorgenommen werden, um die einzelnen Photodetektorelemente zu bilden und schließlich eine elektrisch verbundene Einrichtung zu schaffen.

Gemäß Fig. 1 wird ein Substrat 12 in herkömmlicher Weise für die Verwendung als Teil einer Photodetektoranordnung präpariert. Metallstreifen 14 werden in einer herkömmlichen Weise auf dem Substrat befestigt, um die durch die Photode'tektoren erzeugten Signale zu leiten, wenn letztlich die Photodetektoren und die leitenden Streifen durch Leitungen miteinander verbunden sind.

Gemäß Fig. 2 werden die leitenden Schichten 14 mit einem Photoresistmaterial 16 beschichtet.

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mm *7 mm

Fig. 3 zeigt die Aufbringung eines Klebers 18 auf das Photoresist 16 und das verbleibende Substrat 12, wobei die Menge des Klebers ausreichend ist, um die Verbindung eines Körpers aus Photodetektormaterial 20 mit diesem Kleber in einer Ebene parallel zu der Ebene des Substrates 12 zu gestatten.

In den Figuren 4, 5 und 6 ist die Herstellung einzelner Photodetektorelemente aus dem Körper 20 des Photodetektormaterials dargestellt, wobei einzelne Elemente einer Anordnung gebildet werden. Gemäß Fig. 4 wird eine Maske 22 auf den Photodetektorkörper 20 aufgelegt. In Fig. 5 sind die unerwünschten Teile des Photodetektorkörpers 20 entfernt worden, wobei dies durch einen Ätzprozeß in einer herkömmlichen Technologie erfolgt und wobei eine Menge des Klebers 18 zurückbleibt, der die Photoresistschichten 16 auf den leitenden Schichten 14 abdeckt. Fig. 6 zeigt das Ergebnis eines weiteren Herstellungsschrittes, wobei weiteres unerwünschtes Photodetektormaterial unter einem Winkel im Hinblick auf die Ebene des Substrates 12 entfernt worden ist, so daß Kanten 15 des Photoresistmaterials 16 belichtet werden. Diese schräge Abtragung kann durch einen Luftstrom oder durch andere herkömmliche Verfahren bewerkstelligt werden, die dem Fachmann geläufig sind. Da das Photoresistmaterial 16 und zudem eine gewisse Menge des Klebers 18 die Oberfläche der metallischen leitenden Schichten 14 abdecken, sind diese während dieses letzten Herstellungsschrittes gegen eine Beschädigung geschützt.

Die Anordnung wird sodann in einer Photoresist-Lösung ausgewässert, um die gesamte Photoresistschicht und das darauf abgelagerte Material zu entfernen.

In Fig. 7. ist eine Anordnung dargestellt, in der die Photodetektorelemente 20 auf einer relativ dicken Klebeschicht 18 angeordnet sind und räumlich von benachbarten leitenden Schichten 14 auf dem Substrat getrennt sind.

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Fig. 8 zeigt die zusätzliche Anbringung von Verbindungselementen 24 und 25 zwischen den leitenden Streifen 14 und dem einzelnen Element 20. Solche Verbindungselemente 24 und 25 bestehen typischerweise aus im Vakuum abgelagerten dünnen Metallfilmen.

Die Herstellung der Detektoranordnungen unter Verwendung des hier beschriebenen Verfahrens führt zu Einrichtungen, die wirksam mit einem hohen Grad an Zuverlässigkeit der einzelnen Detektorelemente in der Anordnung arbeiten. Die Fehlerhäufigkeit auf Grund des Fehlens einer geeigneten Verbindung zwischen der Verbindungsleitung und dem rhotodetektorelement bzw. den leitenden Streifen ist wesentlich herabgedrückt worden, und es ergeben sich Resultate, die denjenigen mit anderen zuvor verwendeten Verfahren erzielten Ergebnissen überlegen sind.

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Le e rs e

ι te

Claims

HONEYWELL INC.

Honeywell Plaza 1ΟΟ6148 Go

Minneapolis, Minn., USA

Verfahren zur Herstellung von Photodetektorelementen.

Patentansprüche:

Verfahren zur Herstellung von Photodetektorelementen, insbesondere einer Anordnung mit mehreren Elementen, aus einem Körper von Photodetektormaterial, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Bildung leitender Schichten (14) auf ausgewählten Teilen
eines Substrates (12);

Beschichtung der leitenden Schichten (14) mit einem Photoresistmaterial (16);

Aufbringung einer Klebeschicht (18) auf dem Photoresist (16) und dem verbleibenden Substrat (12);

Verbindung des Körpers (20) aus Photodetektormaterial mit
der Klebeschicht (18);

Aufzeichnung einzelner Photodetektorelemente auf dem Körper (20), um Elemente der Anordnung zu bilden, wobei die Kanten des Photoresistmaterials (16) belichtet werden; und
Entfernung der Photoresistschicht (16) und des darauf abgelagerten Materials (18).

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Klebeschicht (18) ungefähr 0,01 nun dick ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Dicke der Klebeschicht (18) zwischen 0,001 mm und 0,02 mm bewegt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die unter den einzelnen gebildeten Photodetektorelementen (20) verbleibende Klebeschicht (18) dicker als das Photodetektorelernent (20) selbst ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den nachfolgenden Schritt der Verbindung der Photodetektorelemente (20) mit den leitenden Schichten (14) zur Bildung einer Photodetektoranordnung.

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