JP2000074735A - 配列型赤外線検知装置及びその製造方法 - Google Patents
配列型赤外線検知装置及びその製造方法Info
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- JP2000074735A JP2000074735A JP10247351A JP24735198A JP2000074735A JP 2000074735 A JP2000074735 A JP 2000074735A JP 10247351 A JP10247351 A JP 10247351A JP 24735198 A JP24735198 A JP 24735198A JP 2000074735 A JP2000074735 A JP 2000074735A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】比較的に低く同一の高さのバンプにより、信号
用電極とアース電極を信号処理回路が配置された基板に
接続することが困難であった。 【解決手段】ｎ型ＨｇＣｄＴｅ結晶層１２上にフォトダ
イオードを構成する第１のメサ型構造１３ａのｐ型Ｈｇ
ＣｄＴｅ結晶層１３と、フォトダイオードとして使用さ
れない第１のメサ型構造１３ａと同じ高さの第２のメサ
型構造１３ｂを形成し、第１のメサ型構造１３ａ上に信
号用電極１５を設け、第２のメサ型構造１３ｂの上部に
ｎ型のＨｇＣｄＴｅ基板１２に接続されたアース電極１
６を設けている。
用電極とアース電極を信号処理回路が配置された基板に
接続することが困難であった。 【解決手段】ｎ型ＨｇＣｄＴｅ結晶層１２上にフォトダ
イオードを構成する第１のメサ型構造１３ａのｐ型Ｈｇ
ＣｄＴｅ結晶層１３と、フォトダイオードとして使用さ
れない第１のメサ型構造１３ａと同じ高さの第２のメサ
型構造１３ｂを形成し、第１のメサ型構造１３ａ上に信
号用電極１５を設け、第２のメサ型構造１３ｂの上部に
ｎ型のＨｇＣｄＴｅ基板１２に接続されたアース電極１
６を設けている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＨｇＣｄＴｅを使
用したフォトダイオードアレイに係わり、特に、信号処
理回路基板とバンプによって接続して用いられる配列型
赤外線検知装置及びその製造方法に関する。
用したフォトダイオードアレイに係わり、特に、信号処
理回路基板とバンプによって接続して用いられる配列型
赤外線検知装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｈｇ1-x Ｃｄx Ｔｅ（ＨｇＣｄＴｅ）は
組成ｘの値によりバンドギャップ（Ｅg ）が０から１．
６ｅＶまで変化する。組成ｘが０．２付近でＥg が約
０．１ｅＶとなるため、光波長帯８〜１２μｍの赤外線
検知用のフォトダイオードとして用いられる。近年では
このフォトダイオードをＨｇＣｄＴｅ基板上に二次元的
に複数個配置したフォトダイオードアレイとして形成し
ている。このフォトダイオードアレイは、Ｓｉ（シリコ
ン）基板上に形成した、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）
アレイからなる信号処理回路とバンプ電極によって電気
的に接合されてハイブリッド型の素子として用いられる
ことが多い。
組成ｘの値によりバンドギャップ（Ｅg ）が０から１．
６ｅＶまで変化する。組成ｘが０．２付近でＥg が約
０．１ｅＶとなるため、光波長帯８〜１２μｍの赤外線
検知用のフォトダイオードとして用いられる。近年では
このフォトダイオードをＨｇＣｄＴｅ基板上に二次元的
に複数個配置したフォトダイオードアレイとして形成し
ている。このフォトダイオードアレイは、Ｓｉ（シリコ
ン）基板上に形成した、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）
アレイからなる信号処理回路とバンプ電極によって電気
的に接合されてハイブリッド型の素子として用いられる
ことが多い。
【０００３】図４は、そのような従来のフォトダイオー
ドアレイの一例を示している。このフォトダイオードア
レイにおいて、各フォトダイオードはメサ型構造となっ
ている。この装置の構造をその製造工程にしたがって説
明する。
ドアレイの一例を示している。このフォトダイオードア
レイにおいて、各フォトダイオードはメサ型構造となっ
ている。この装置の構造をその製造工程にしたがって説
明する。
【０００４】まず、フォトダイオードの基板は、ＣｄＺ
ｎＴｅ基板４１と、この基板４１上に第１導電型（通常
はｎ型）のＨｇＣｄＴｅ層（以下ＨｇＣｄＴｅ基板と称
す）４２とで構成される。このＨｇＣｄＴｅ基板４２上
にヘテロ接合によって第２導電型（通常はｐ型）のＨｇ
ＣｄＴｅ層（以下第２導電型層と称す）４３が形成され
る。この第２導電型層４３はフォトダイオードを形成す
るために選択的にエッチングされてメサ型構造が形成さ
れる。このメサ型構造の表面に絶縁材料の表面保護膜４
４を形成し、メサ型構造の頂部上と第１導電型のＨｇＣ
ｄＴｅ基板４２上の前記表面保護膜４４に、電極接続用
の開口を設ける。
ｎＴｅ基板４１と、この基板４１上に第１導電型（通常
はｎ型）のＨｇＣｄＴｅ層（以下ＨｇＣｄＴｅ基板と称
す）４２とで構成される。このＨｇＣｄＴｅ基板４２上
にヘテロ接合によって第２導電型（通常はｐ型）のＨｇ
ＣｄＴｅ層（以下第２導電型層と称す）４３が形成され
る。この第２導電型層４３はフォトダイオードを形成す
るために選択的にエッチングされてメサ型構造が形成さ
れる。このメサ型構造の表面に絶縁材料の表面保護膜４
４を形成し、メサ型構造の頂部上と第１導電型のＨｇＣ
ｄＴｅ基板４２上の前記表面保護膜４４に、電極接続用
の開口を設ける。
【０００５】次に、表面保護膜４４の表面に電極金属層
を選択的に形成し、メサ型の第２導電型層４３の表面上
に信号用電極４５を形成し、第１導電型のＨｇＣｄＴｅ
基板４２の表面にアース電極４６を形成する。これらの
電極４５、４６と基板４７の図示せぬ信号処理回路とが
複数のはバンプ電極４８ａ、４８ｂにより接続される。
その場合、信号用電極４５とアース電極４６の間には、
メサ型構造の高さに相当する通常数μｍ程度の段差が生
成される。
を選択的に形成し、メサ型の第２導電型層４３の表面上
に信号用電極４５を形成し、第１導電型のＨｇＣｄＴｅ
基板４２の表面にアース電極４６を形成する。これらの
電極４５、４６と基板４７の図示せぬ信号処理回路とが
複数のはバンプ電極４８ａ、４８ｂにより接続される。
その場合、信号用電極４５とアース電極４６の間には、
メサ型構造の高さに相当する通常数μｍ程度の段差が生
成される。
【０００６】また、図５には別の従来のメサ型のフォト
ダイオードアレイの一例を示す。図５において、信号用
電極５５は図４と同様に第２導電型層５３の表面上に形
成されているが、アース電極５６は第１導電型のＨｇＣ
ｄＴｅ基板５２の側面に形成されている。
ダイオードアレイの一例を示す。図５において、信号用
電極５５は図４と同様に第２導電型層５３の表面上に形
成されているが、アース電極５６は第１導電型のＨｇＣ
ｄＴｅ基板５２の側面に形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近年、フォトダイオー
ドアレイと信号処理回路基板とをバンプによって接合し
ているハイブリッド型の赤外線検知装置では、フォトダ
イオードアレイの集積度が向上し、各ダイオード間のピ
ッチが狭くなっている。これに伴いバンプ相互間距離も
必要最小限にまで小さくなっている。
ドアレイと信号処理回路基板とをバンプによって接合し
ているハイブリッド型の赤外線検知装置では、フォトダ
イオードアレイの集積度が向上し、各ダイオード間のピ
ッチが狭くなっている。これに伴いバンプ相互間距離も
必要最小限にまで小さくなっている。
【０００８】図４に示した従来例の場合、バンプ４８ａ
の高さは通常１０μｍ程度であるが、前述のようにメサ
型構造の高さの分だけバンプ４８ａと４８ｂとの高さに
差が生じ、その差は３乃至５μｍになる。従って、良好
な接続を行うためには、アース電極４６部分ではバンプ
４８ｂの高さをメサ型構造の高さだけ高く形成する必要
が生じてきた。しかし、特定の領域のバンプ４８ｂのみ
を高く形成するためには煩雑な工程を必要とし、製造工
程上不利であった。この煩雑さを解消するために、信号
処理回路基板４７に設けるバンプ４８ａの高さをバンプ
４８ｂの高さと等しくし、バンプ４８ｂがアース電極４
６と接するまで、バンプ４８ａを押し潰すことによって
フォトダイオードアレイと基板４７とを接続する方法も
試みられた。しかし、この場合には、バンプ４８ａを潰
すことによって側方に広がりが生じるため、特に、隣接
するバンプ４８ａ、４８ａが接触するのを避けるために
ダイオードの間隔を広げる必要がある。このため、フォ
トダイオードの高集積化に対して不利であった。
の高さは通常１０μｍ程度であるが、前述のようにメサ
型構造の高さの分だけバンプ４８ａと４８ｂとの高さに
差が生じ、その差は３乃至５μｍになる。従って、良好
な接続を行うためには、アース電極４６部分ではバンプ
４８ｂの高さをメサ型構造の高さだけ高く形成する必要
が生じてきた。しかし、特定の領域のバンプ４８ｂのみ
を高く形成するためには煩雑な工程を必要とし、製造工
程上不利であった。この煩雑さを解消するために、信号
処理回路基板４７に設けるバンプ４８ａの高さをバンプ
４８ｂの高さと等しくし、バンプ４８ｂがアース電極４
６と接するまで、バンプ４８ａを押し潰すことによって
フォトダイオードアレイと基板４７とを接続する方法も
試みられた。しかし、この場合には、バンプ４８ａを潰
すことによって側方に広がりが生じるため、特に、隣接
するバンプ４８ａ、４８ａが接触するのを避けるために
ダイオードの間隔を広げる必要がある。このため、フォ
トダイオードの高集積化に対して不利であった。
【０００９】一方、図５に示すように、アース電極５６
をＨｇＣｄＴｅ基板５２の側面から取り出す方法の場
合、バンプ５８の高さを均一とすることができる。しか
し、アース電極５６の形成されている第１導電型のＨｇ
ＣｄＴｅ基板５２は通常数１０μｍ程度の厚さしかな
く、この基板５２の側面にアース電極５６を形成するこ
とは難しい。しかも、アース電極５６と信号処理回路基
板５７とを配線によって接続する必要があるため、作業
工数が増大する問題を有している。
をＨｇＣｄＴｅ基板５２の側面から取り出す方法の場
合、バンプ５８の高さを均一とすることができる。しか
し、アース電極５６の形成されている第１導電型のＨｇ
ＣｄＴｅ基板５２は通常数１０μｍ程度の厚さしかな
く、この基板５２の側面にアース電極５６を形成するこ
とは難しい。しかも、アース電極５６と信号処理回路基
板５７とを配線によって接続する必要があるため、作業
工数が増大する問題を有している。
【００１０】これらの問題を解決する方法として、基板
表面上で同一の高さの平面上に信号用電極、アース電極
の両者を形成するために、第２導電型の基板表面に接続
した信号用電極をメサ型構造の頂部ではなく、メサ型構
造の側方の第１導電型の基板表面に設け、メサ型構造の
頂部からこの電極まで引き出し導電層を形成する方法が
試みられた。この方法によれば、同一の表面上に信号用
電極とアース電極が形成されるため、バンプの形成には
通常のプロセスを用いることができる。しかし、信号処
理基板と接合するためには段差の高さを見込んだバン
プ、すなわち高いバンプを形成する必要がある。また、
バンプをメサ型構造の間の電極に接続するために、フォ
トダイオード相互間に電極を配置するためのスペースを
必要とし、高集積化が困難となる。さらに、小さなパタ
ーン形状で形成した微細なメサ型構造の場合、表面保護
膜や導電層も薄くする必要があるため、段差部分で表面
保護膜あるいは電極金属の段切れが生じることもあり、
フォトダイオードアレイの高集積化に不利であった。
表面上で同一の高さの平面上に信号用電極、アース電極
の両者を形成するために、第２導電型の基板表面に接続
した信号用電極をメサ型構造の頂部ではなく、メサ型構
造の側方の第１導電型の基板表面に設け、メサ型構造の
頂部からこの電極まで引き出し導電層を形成する方法が
試みられた。この方法によれば、同一の表面上に信号用
電極とアース電極が形成されるため、バンプの形成には
通常のプロセスを用いることができる。しかし、信号処
理基板と接合するためには段差の高さを見込んだバン
プ、すなわち高いバンプを形成する必要がある。また、
バンプをメサ型構造の間の電極に接続するために、フォ
トダイオード相互間に電極を配置するためのスペースを
必要とし、高集積化が困難となる。さらに、小さなパタ
ーン形状で形成した微細なメサ型構造の場合、表面保護
膜や導電層も薄くする必要があるため、段差部分で表面
保護膜あるいは電極金属の段切れが生じることもあり、
フォトダイオードアレイの高集積化に不利であった。
【００１１】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、信号用電極
とアース電極を同一の高さの表面上に形成でき、しか
も、段差部分での段切れの発生を抑制することができ、
高集積化の可能な配列型赤外線検知装置とその製造方法
を提供することにある。
れたものであり、その目的とするところは、信号用電極
とアース電極を同一の高さの表面上に形成でき、しか
も、段差部分での段切れの発生を抑制することができ、
高集積化の可能な配列型赤外線検知装置とその製造方法
を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下のように構成されている。本発明の配
列型赤外線検知装置は、第１導電型の水銀を含む化合物
半導体層と、前記化合物半導体層上にヘテロ接合された
複数個の第２導電型の水銀を含む化合物半導体からなり
フォトダイオードを構成する第１のメサ型構造と、前記
化合物半導体層上にヘテロ接合され、前記第１のメサ型
構造と同一の高さとされた前記第２導電型の水銀を含む
化合物半導体からなる第２のメサ型構造と、前記第１の
メサ型構造上に形成された信号用電極と、一端が前記第
２のメサ型構造の上部に配置され、他端が前記化合物半
導体層に接続されたアース電極とを具備している。
成するために以下のように構成されている。本発明の配
列型赤外線検知装置は、第１導電型の水銀を含む化合物
半導体層と、前記化合物半導体層上にヘテロ接合された
複数個の第２導電型の水銀を含む化合物半導体からなり
フォトダイオードを構成する第１のメサ型構造と、前記
化合物半導体層上にヘテロ接合され、前記第１のメサ型
構造と同一の高さとされた前記第２導電型の水銀を含む
化合物半導体からなる第２のメサ型構造と、前記第１の
メサ型構造上に形成された信号用電極と、一端が前記第
２のメサ型構造の上部に配置され、他端が前記化合物半
導体層に接続されたアース電極とを具備している。
【００１３】本発明の配列型赤外線検知装置は、第１導
電型の水銀を含む化合物半導体層と、前記化合物半導体
層上にヘテロ接合された複数個の第２導電型の水銀を含
む化合物半導体からなりフォトダイオードを構成する第
１のメサ型構造と、前記化合物半導体層上にヘテロ接合
され、前記第１のメサ型構造と同一の高さとされた前記
第２導電型の水銀を含む化合物半導体からなる第２のメ
サ型構造と、前記第１のメサ型構造上に形成された信号
用電極と、一端が前記第２のメサ型構造の上部に配置さ
れ、他端が前記化合物半導体層に接続されたアース電極
と、信号処理回路を配設した信号処理回路基板と、前記
信号用電極と前記信号処理回路とを接続するバンプとを
具備している。
電型の水銀を含む化合物半導体層と、前記化合物半導体
層上にヘテロ接合された複数個の第２導電型の水銀を含
む化合物半導体からなりフォトダイオードを構成する第
１のメサ型構造と、前記化合物半導体層上にヘテロ接合
され、前記第１のメサ型構造と同一の高さとされた前記
第２導電型の水銀を含む化合物半導体からなる第２のメ
サ型構造と、前記第１のメサ型構造上に形成された信号
用電極と、一端が前記第２のメサ型構造の上部に配置さ
れ、他端が前記化合物半導体層に接続されたアース電極
と、信号処理回路を配設した信号処理回路基板と、前記
信号用電極と前記信号処理回路とを接続するバンプとを
具備している。
【００１４】また、本発明の配列型赤外線検知装置の製
造方法は、第１導電型の水銀を含む第１の化合物半導体
層上にヘテロ接合された第２導電型の水銀を含む第２の
化合物半導体層を有する基板の前記第２の化合物半導体
層の主面を選択的に前記第１の化合物半導体層の領域ま
でエッチングして、フォトダイオードを構成する二次元
的に配列された複数個の第１のメサ型構造とアース電極
の基台となる第２のメサ型構造とを形成する工程と、前
記基板の表面に選択的に表面保護膜を形成する工程と、
前記第１のメサ型構造上の前記表面保護膜上に前記第１
のメサ型構造に接続された信号用電極を形成すると共
に、前記第２のメサ型構造を覆う前記表面保護膜上に前
記信号用電極と同一の高さの前記アース電極を形成する
工程とを具備している。
造方法は、第１導電型の水銀を含む第１の化合物半導体
層上にヘテロ接合された第２導電型の水銀を含む第２の
化合物半導体層を有する基板の前記第２の化合物半導体
層の主面を選択的に前記第１の化合物半導体層の領域ま
でエッチングして、フォトダイオードを構成する二次元
的に配列された複数個の第１のメサ型構造とアース電極
の基台となる第２のメサ型構造とを形成する工程と、前
記基板の表面に選択的に表面保護膜を形成する工程と、
前記第１のメサ型構造上の前記表面保護膜上に前記第１
のメサ型構造に接続された信号用電極を形成すると共
に、前記第２のメサ型構造を覆う前記表面保護膜上に前
記信号用電極と同一の高さの前記アース電極を形成する
工程とを具備している。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。本発明では、従来の技術と
異なり、信号用電極とアース電極は同一主面上でかつ同
一の高さの基板表面に形成されている。
て図面を参照して説明する。本発明では、従来の技術と
異なり、信号用電極とアース電極は同一主面上でかつ同
一の高さの基板表面に形成されている。
【００１６】［第１の実施例］図２は、本発明の第１の
実施例を示している。フォトダイオードを構成する複数
の第１のメサ型構造１３ａは後述する基板１１上にマト
リックス状に配列され、この第１のメサ型構造１３ａの
一側部にフォトダイオードとして使用されない第２のメ
サ型構造１３ｂが直線状に配置されている。第１のメサ
型構造１３ａ上には後述するようにそれぞれバンプ１８
が設けられ、第２のメサ型構造１３ｂ上には例えば複数
のバンプ１８が設けられる。
実施例を示している。フォトダイオードを構成する複数
の第１のメサ型構造１３ａは後述する基板１１上にマト
リックス状に配列され、この第１のメサ型構造１３ａの
一側部にフォトダイオードとして使用されない第２のメ
サ型構造１３ｂが直線状に配置されている。第１のメサ
型構造１３ａ上には後述するようにそれぞれバンプ１８
が設けられ、第２のメサ型構造１３ｂ上には例えば複数
のバンプ１８が設けられる。
【００１７】図１は、図２の１―１線に沿った断面につ
いての製造工程を示している。この実施例では、図１
（ａ）に示すように、例えばＣｄＺｎＴｅ基板１１と、
このＣｄＺｎＴｅ基板１１上に成長されたｎ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ結晶層１２と、そのｎ型ＨｇＣｄＴｅ結晶層１２の
表面にｐ型のＨｇＣｄＴｅ結晶層１３がヘテロ接合され
た基板を用いる。前記ｎ型ＨｇＣｄＴｅ結晶層１２はキ
ャリア濃度が例えば１×１０15ｃｍ-3に設定され、ｐ型
ＨｇＣｄＴｅ結晶１３はキャリア濃度が例えば１×１０
16ｃｍ-3に設定されている。ｐ型ＨｇＣｄＴｅ結晶層１
３と電極金属との接触抵抗を低減するためにｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ結晶層１３の表面に、これよりもさらにキャリア
濃度の高いｐ型ＨｇＣｄＴｅ結晶を０．１μｍ程度積層
してエピタキシャル結晶成長した基板を用いてもよい。
前記ｐ型ＨｇＣｄＴｅ結晶層１３上にはフォトダイオー
ド及びアース電極の形成領域に対応してパターンニング
された例えばフォトレジストからなるマスク１０が形成
される。
いての製造工程を示している。この実施例では、図１
（ａ）に示すように、例えばＣｄＺｎＴｅ基板１１と、
このＣｄＺｎＴｅ基板１１上に成長されたｎ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ結晶層１２と、そのｎ型ＨｇＣｄＴｅ結晶層１２の
表面にｐ型のＨｇＣｄＴｅ結晶層１３がヘテロ接合され
た基板を用いる。前記ｎ型ＨｇＣｄＴｅ結晶層１２はキ
ャリア濃度が例えば１×１０15ｃｍ-3に設定され、ｐ型
ＨｇＣｄＴｅ結晶１３はキャリア濃度が例えば１×１０
16ｃｍ-3に設定されている。ｐ型ＨｇＣｄＴｅ結晶層１
３と電極金属との接触抵抗を低減するためにｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ結晶層１３の表面に、これよりもさらにキャリア
濃度の高いｐ型ＨｇＣｄＴｅ結晶を０．１μｍ程度積層
してエピタキシャル結晶成長した基板を用いてもよい。
前記ｐ型ＨｇＣｄＴｅ結晶層１３上にはフォトダイオー
ド及びアース電極の形成領域に対応してパターンニング
された例えばフォトレジストからなるマスク１０が形成
される。
【００１８】次に、図１（ｂ）に示すように、マスク１
０を用いてｐ型ＨｇＣｄＴｅ結晶層１３表面を例えば反
応性イオンビームエッチングによってｎ型ＨｇＣｄＴｅ
結晶層１２に達するまでエッチングしてメサ型構造を形
成する。この結果、フォトダイオードのための第１のメ
サ型構造１３ａと、フォトダイオードとしては使用され
ず、アース電極の基台として作用する第２のメサ型構造
１３ｂが形成される。その後、例えば臭素−メタノール
溶液によって軽くエッチングされ、第１、第２のメサ型
構造の角が落とされる。このエッチングは、反応性イオ
ンビームエッチングにより基板の表面付近に生じたダメ
ージ層を除去することと、この工程の後に基板表面に形
成する表面保護膜１４、及び電極金属１６の段切れを防
止するために行われる。
０を用いてｐ型ＨｇＣｄＴｅ結晶層１３表面を例えば反
応性イオンビームエッチングによってｎ型ＨｇＣｄＴｅ
結晶層１２に達するまでエッチングしてメサ型構造を形
成する。この結果、フォトダイオードのための第１のメ
サ型構造１３ａと、フォトダイオードとしては使用され
ず、アース電極の基台として作用する第２のメサ型構造
１３ｂが形成される。その後、例えば臭素−メタノール
溶液によって軽くエッチングされ、第１、第２のメサ型
構造の角が落とされる。このエッチングは、反応性イオ
ンビームエッチングにより基板の表面付近に生じたダメ
ージ層を除去することと、この工程の後に基板表面に形
成する表面保護膜１４、及び電極金属１６の段切れを防
止するために行われる。
【００１９】次に、図１（ｃ）に示すように、基板表面
に表面保護膜１４として例えばＺｎＳ層が形成され、第
１のメサ型構造１３ａ上の表面保護膜１４及び第２のメ
サ型構造１３ｂ近傍の表面保護膜１４に接続用の開口が
設けられる。この後選択的に電極金属層を付着させて電
極が形成され、この電極は開口を通してその下の半導体
領域に接続する。すなわち、信号用電極１５は、第１の
メサ型構造１３ａの上部に形成されて個々のフォトダイ
オードが形成され、アースとなる電極１６の一端部は第
２のメサ型構造１３ｂの上部に形成される。従って、こ
のアース電極１６の一端部は第１のメサ型構造１３ａ上
の信号用電極１５と同一のレベルに形成される。このア
ース電極１６は絶縁材料の保護膜１４によってｐ型の第
２のメサ型構造１３ｂと絶縁されている。さらに、アー
ス電極１６の他端部は、第２のメサ型構造１３ｂに隣接
したｎ型ＨｇＣｄＴｅ基板１２の表面に前記開口を介し
て接続される。
に表面保護膜１４として例えばＺｎＳ層が形成され、第
１のメサ型構造１３ａ上の表面保護膜１４及び第２のメ
サ型構造１３ｂ近傍の表面保護膜１４に接続用の開口が
設けられる。この後選択的に電極金属層を付着させて電
極が形成され、この電極は開口を通してその下の半導体
領域に接続する。すなわち、信号用電極１５は、第１の
メサ型構造１３ａの上部に形成されて個々のフォトダイ
オードが形成され、アースとなる電極１６の一端部は第
２のメサ型構造１３ｂの上部に形成される。従って、こ
のアース電極１６の一端部は第１のメサ型構造１３ａ上
の信号用電極１５と同一のレベルに形成される。このア
ース電極１６は絶縁材料の保護膜１４によってｐ型の第
２のメサ型構造１３ｂと絶縁されている。さらに、アー
ス電極１６の他端部は、第２のメサ型構造１３ｂに隣接
したｎ型ＨｇＣｄＴｅ基板１２の表面に前記開口を介し
て接続される。
【００２０】こうして製造されたフォトダイオードアレ
イは、信号用電極１５と、アース電極１６の一端部が同
一の高さに配置されるため、図１（ｄ）に示すように、
これらの電極１５，１６と信号処理回路基板１７とを接
続するための各バンプ１８は互いに同一の高さとするこ
とができる。
イは、信号用電極１５と、アース電極１６の一端部が同
一の高さに配置されるため、図１（ｄ）に示すように、
これらの電極１５，１６と信号処理回路基板１７とを接
続するための各バンプ１８は互いに同一の高さとするこ
とができる。
【００２１】上記第１の実施例によれば、フォトダイオ
ードとして使用しない第２のメサ型構造１３ｂを形成
し、この上部にアース電極１６を設けているため、信号
用電極１５と同一の高さとすることができる。従って、
これらの電極１５，１６と基板１７とを均一の高さのバ
ンプ１８で接続できる。しかも、バンプ１８は低い高さ
で揃えることができるためバンプ１８に用いる材料の体
積を小さくできる。従って、バンプ１８のピッチを狭く
することができるため、同一面積のチップ内に多くの画
素を配置できる。
ードとして使用しない第２のメサ型構造１３ｂを形成
し、この上部にアース電極１６を設けているため、信号
用電極１５と同一の高さとすることができる。従って、
これらの電極１５，１６と基板１７とを均一の高さのバ
ンプ１８で接続できる。しかも、バンプ１８は低い高さ
で揃えることができるためバンプ１８に用いる材料の体
積を小さくできる。従って、バンプ１８のピッチを狭く
することができるため、同一面積のチップ内に多くの画
素を配置できる。
【００２２】さらに、この構造によれば、図５に示す従
来技術のような配線が不要となり、作業工数を削減でき
る。また、信号用電極１５は第１のメサ型構造１３ａ上
に形成されているため、基板の表面上に新たな電極形成
用のスペースを必要としない。従って、フォトダイオー
ドアレイの高集積化が可能となる。
来技術のような配線が不要となり、作業工数を削減でき
る。また、信号用電極１５は第１のメサ型構造１３ａ上
に形成されているため、基板の表面上に新たな電極形成
用のスペースを必要としない。従って、フォトダイオー
ドアレイの高集積化が可能となる。
【００２３】さらに、必要以上に小さなメサ型構造を形
成する必要がないため、段差部分での保護膜や電極金属
の段切れを防止できる。 ［第２の実施例］第１の実施例では、第２のメサ型構造
１３ｂは、マトリックス状に配置された第１のメサ型構
造の一側部に直線状に配置したが、これに限定されるも
のではない。第２の実施例では、図３に示すように、第
２のメサ型構造１３ｂを、マトリックス状に配置された
第１のメサ型構造１３ａの周囲を囲むように配置されて
いる。アース電極１６は第２のメサ型構造１３ｂ上に等
間隔に複数個設けられ、これらアース電極１６に複数の
バンプ１８が設けられる。アース電極１６は信号用電極
１５と同一の高さとされている。
成する必要がないため、段差部分での保護膜や電極金属
の段切れを防止できる。 ［第２の実施例］第１の実施例では、第２のメサ型構造
１３ｂは、マトリックス状に配置された第１のメサ型構
造の一側部に直線状に配置したが、これに限定されるも
のではない。第２の実施例では、図３に示すように、第
２のメサ型構造１３ｂを、マトリックス状に配置された
第１のメサ型構造１３ａの周囲を囲むように配置されて
いる。アース電極１６は第２のメサ型構造１３ｂ上に等
間隔に複数個設けられ、これらアース電極１６に複数の
バンプ１８が設けられる。アース電極１６は信号用電極
１５と同一の高さとされている。
【００２４】上記第２の実施例によっても、第１の実施
例と同様の効果を得ることができる。しかも、この実施
例の場合、第２のメサ型構造１３ｂを、マトリックス状
に配置された第１のメサ型構造１３ａの周囲に配置し、
この上部に複数のアース電極１６を等間隔に配置してい
る。信号処理回路基板１７に設けられたバンプ１８と電
極部分を接合させる場合、この実施例では、アース電極
１６に係わらず容易に接合することができる。
例と同様の効果を得ることができる。しかも、この実施
例の場合、第２のメサ型構造１３ｂを、マトリックス状
に配置された第１のメサ型構造１３ａの周囲に配置し、
この上部に複数のアース電極１６を等間隔に配置してい
る。信号処理回路基板１７に設けられたバンプ１８と電
極部分を接合させる場合、この実施例では、アース電極
１６に係わらず容易に接合することができる。
【００２５】また、アース電極１６の他端部がダイシン
グラインの内側に沿って複数配置される構造であるた
め、ダイシングの際にアース電極１６の他端部により保
護膜１４の剥離を防止できる。さらに、アース電極１６
を周囲に配置しているため、ノイズを低減できるといっ
た利点がある。その他、本発明は、その要旨を逸脱しな
い範囲で、種々変形して実施することが可能である。
グラインの内側に沿って複数配置される構造であるた
め、ダイシングの際にアース電極１６の他端部により保
護膜１４の剥離を防止できる。さらに、アース電極１６
を周囲に配置しているため、ノイズを低減できるといっ
た利点がある。その他、本発明は、その要旨を逸脱しな
い範囲で、種々変形して実施することが可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
同一の高さの平面上に信号用電極及びアース電極を形成
できるため、均一な高さのバンプを使用して信号処理回
路が配置された基板との接続ができ、高集積化の可能な
配列型赤外線検知装置とその製造方法を提供できる。
同一の高さの平面上に信号用電極及びアース電極を形成
できるため、均一な高さのバンプを使用して信号処理回
路が配置された基板との接続ができ、高集積化の可能な
配列型赤外線検知装置とその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる配列型赤外線検知装置の製造工
程を示す図２の１―１線に沿った断面図。
程を示す図２の１―１線に沿った断面図。
【図２】本発明に係わる配列型赤外線検知装置の第１の
実施例を示すものであり、途中の製造工程を示す平面
図。
実施例を示すものであり、途中の製造工程を示す平面
図。
【図３】本発明に係わる配列型赤外線検知装置の第２の
実施例を示すものであり、途中の製造工程を示す平面
図。
実施例を示すものであり、途中の製造工程を示す平面
図。
【図４】従来の配列型赤外線検知装置の製造工程の一例
を示す断面図。
を示す断面図。
【図５】従来の配列型赤外線検知装置の製造工程の一例
を示す断面図。
を示す断面図。
１０…マスク、 １１…ＣｄＺｎＴｅ基板、 １２…ｎ型ＨｇＣｄＴｅ結晶層、 １３…ｐ型ＨｇＣｄＴｅ結晶層、 １３ａ、１３ｂ…メサ型構造、 １４…表面保護膜、 １５…信号用電極、 １６…アース電極、 １７…信号処理回路基板、 １８…バンプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 真嗣 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝小向工場内 Ｆターム(参考） 2G065 AB02 BA09 BA14 BA34 4M118 AA10 AB01 BA05 BA10 BA19 CA03 CA32 CB09 EA01 FB09 GA10 HA31
Claims (6)
- 【請求項１】 フォトダイオードを二次元的に複数個配
列した配列型赤外線検知装置において、 第１導電型の水銀を含む化合物半導体層と、 前記化合物半導体層上にヘテロ接合された複数個の第２
導電型の水銀を含む化合物半導体からなりフォトダイオ
ードを構成する第１のメサ型構造と、 前記化合物半導体層上にヘテロ接合され、前記第１のメ
サ型構造と同一の高さとされた前記第２導電型の水銀を
含む化合物半導体からなる第２のメサ型構造と、 前記第１のメサ型構造上に形成された信号用電極と、 一端が前記第２のメサ型構造の上部に配置され、他端が
前記化合物半導体層に接続されたアース電極とを具備す
ることを特徴とする配列型赤外線検知装置。 - 【請求項２】 フォトダイオードを二次元的に複数個配
列した配列型赤外線検知装置において、 第１導電型の水銀を含む化合物半導体層と、 前記化合物半導体層上にヘテロ接合された複数個の第２
導電型の水銀を含む化合物半導体からなりフォトダイオ
ードを構成する第１のメサ型構造と、 前記化合物半導体層上にヘテロ接合され、前記第１のメ
サ型構造と同一の高さとされた前記第２導電型の水銀を
含む化合物半導体からなる第２のメサ型構造と、 前記第１のメサ型構造上に形成された信号用電極と、 一端が前記第２のメサ型構造の上部に配置され、他端が
前記化合物半導体層に接続されたアース電極と、 信号処理回路を配設した信号処理回路基板と、 前記信号用電極と前記信号処理回路とを接続するバンプ
とを具備することを特徴とする配列型赤外線検知装置。 - 【請求項３】 前記第２のメサ型構造は、前記複数の第
１のメサ型構造の一側部に直線状に配置されることを特
徴とする請求項１又は２記載の配列型赤外線検知装置。 - 【請求項４】 前記第２のメサ型構造は、前記複数の第
１のメサ型構造の周囲に配置されることを特徴とする請
求項１又は２記載の配列型赤外線検知装置。 - 【請求項５】 第１導電型の水銀を含む第１の化合物半
導体層上にヘテロ接合された第２導電型の水銀を含む第
２の化合物半導体層を有する基板の前記第２の化合物半
導体層の主面を選択的に前記第１の化合物半導体層の領
域までエッチングして、フォトダイオードを構成する二
次元的に配列された複数個の第１のメサ型構造とアース
電極の基台となる第２のメサ型構造とを形成する工程
と、 前記基板の表面に選択的に表面保護膜を形成する工程
と、 前記第１のメサ型構造上の前記表面保護膜上に前記第１
のメサ型構造に接続された信号用電極を形成すると共
に、前記第２のメサ型構造を覆う前記表面保護膜上に前
記信号用電極と同一の高さの前記アース電極を形成する
工程とを具備することを特徴とする配列型赤外線検知装
置の製造方法。 - 【請求項６】 前記表面保護膜を形成する工程の前に、
前記第１と第２のメサ型構造の角をならす工程をさらに
具備することを特徴とする請求項５記載の配列型赤外線
検知装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10247351A JP2000074735A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 配列型赤外線検知装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10247351A JP2000074735A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 配列型赤外線検知装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000074735A true JP2000074735A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17162129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10247351A Pending JP2000074735A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 配列型赤外線検知装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000074735A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100349236B1 (ko) * | 2000-04-03 | 2002-08-19 | 주식회사 케이이씨 | 적외선 감지 소자 및 그 제조방법 |
-
1998
- 1998-09-01 JP JP10247351A patent/JP2000074735A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100349236B1 (ko) * | 2000-04-03 | 2002-08-19 | 주식회사 케이이씨 | 적외선 감지 소자 및 그 제조방법 |
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