JP2001507519A

JP2001507519A - バンプ結合の半導体撮像装置

Info

Publication number: JP2001507519A
Application number: JP52960598A
Authority: JP
Inventors: スパルテイオテイス，コンスタンテイノス，エヴアンゲロス; サローネン，ジヤツコ
Original assignee: シマゲオユ
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 2001-06-05
Also published as: IL130594A; CA2273356A1; CN1127757C; CA2273356C; WO1998029904A1; US5952646A; ATE302996T1; GB2319394B; HK1009182A1; AU6091598A; EP0948810B1; DE69734068D1; DE69734068T2; EP0948810A1; GB9626972D0; IL130594A0; CN1242106A; GB2319394A

Abstract

(57)【要約】例えば、医療診断および非破壊試験において用いられる半導体撮像装置が、輻射線検出器半導体基板（３２）および低温はんだバンプ（３４）によって検出器に接続される読み出し基板（３０）を包含する。低温はんだは、好ましくは、共晶鉛−スズはんだの融点よりも低い融点を有する鉛−すずをベースとするはんだである。そのような低温はんだの好ましい実施例には、例えば、１００℃未満の融点を有する共晶（５２ｗｔ．％のＢｉ，３２ｗｔ．％のＰｂ、１６ｗｔ．％のＳｎ）合金のようなビスマスをベースとする合金が含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】バンプ結合の半導体撮像装置本発明は、対応する複数の読み出しセルを包含する読み出し基板にバンプ結合ｂｕｍｐ−ｂｏｎｄされる、複数の検出器セルを包含する検出器基板を具備する撮像装置（イメージングデバイス）、およびそのような撮像装置を製造する方法に関する。撮像装置に用いられる半導体の例は：ＣｄＺｎＴｅ，Ｓｉ，ＣｄＴｅ，ＨｇＩ₂ ，ＩｎＳｂ，ＧａＡｓ，Ｇｅ，ＴｉＢｒ，ＰｂＩ₂である。検出器基板は、検出器の一方の側の金属コンタクトによって範囲を規定される複数の検出器セル（例えば、画素セル）を具備するであろう。読み出し基板は、対応する複数の読み出し回路または電荷結合素子（ＣＣＤ）セルを具備することができる。読み出し基板は、個々の画素セルを、それぞれの導電性バンプによって対応する読み出し回路またはＣＣＤセルに接続して、検出器基板にバンプ結合することができる。このタイプの撮像装置は、患者をイオン化照射線に照射することを含めて、医療に応用して用いることができる。そのように応用するには、撮像装置の検出器基板に高い輻射線吸収特性を必要とする。そのような高い輻射線吸収特性は、ＣｄＺｎＴｅまたはＣｄＴｅのように高Ｚ元素を用いる材料によって提供することができる。さらに、さまざまな医療に応用するには、高い空間解像度が必要とされる。例えば、マンモグラフィには、大きさが１００ミクロン未満または５０ミクロン未満でさえあり得る微量カルシウム沈着（ｍｉｃｒｏｃａｌｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）を観察する能力が必要である。撮像装置には厳格な要件が課せられており、小解像度素子（画素セル）を使用することは、そのようなセルの大きなアレーが、有用な大きさの画像（イメージ）を生成するのに必要とされるとともに、要求されている。そのような撮像装置の製作における重要なステップは、半導体基板の読み出し基板への結合、またはより正確には、検出器セルの一対一対応での、対応する読み出しセルへの結合である。半導体画素撮像装置は、同じ出願人に譲渡されその出願の内容がそれへの参照によって、その全体を、ここに組み入れられているところの、国際特許出願ＷＯ９５／３３３３２に開示されている。前項で記述したとおり、本技術の重要な観点は、半導体基板の読み出し基板への結合である。典型的には、米国特許第５，２４５，１９１号，ＥＰ−Ａ−０５７１，１３５，およびＥＰ−Ａ−０５７７１８７に記述されているような先行技術のハイブリッド撮像装置は、検出器基板を読み出し基板にバンプ結合するためにインジウム・バンプを使用している。インジウム・バンプは、蒸着を用いて、検出器金属コンタクト（セルの範囲を定める）上および読み出しセル上に成長させられる。それに続いて、２つの異なる部分を一緒にし、整列し、そして対応するバンプを合体する。これはまた、フリップ・チップ結合とも称される。このコールド溶接技術は、基板を７０−１２０℃で加熱し、機械的な圧力を加えることによって達成される。テルル化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＴｅ）およびテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）のような熱に敏感な材料を具備する検出器には、低い温度で処理を実行することができるという点で、インジウム・バンプを使用するのが有利である。インジウム・バンプ結合に必要な温度、典型的には７０−１２０℃は、ＣｄＺｎＴｅおよびＣｄＴｅのような材料にとっては受入可能な範囲内である。しかしながら、インジウム・バンプ結合を用いる撮像装置の開発の間に、検出器端部近くで不均一な検出器の応答が観察されている。一見信頼できそうな説明は、インジウムが検出器端部に逃れていて、それによって、端部金属コンタクト（端部画素）と検出器端部との間に望ましくないコンタクトが作られているというものである。本発明は、先行技術のその問題を緩和することを追求するものである。本発明の第１の観点によると、提供される撮像輻射線用撮像装置は、入射輻射線に応答して電荷を生成する検出器セルのアレイを包含する半導体基板、および読み出しセルのアレーを包含する対応する読み出し半導体基板を具備し、前記読み出しセルは、共晶鉛−スズはんだの融点（１８３℃）よりも低い融点の鉛−スズをベースとするはんだからなる低温はんだバンプによって、対応する検出器セルに接続される。本発明による撮像装置によって、使用される結合処理の結果として、精度および均一性が向上したものが提供される。とりわけ、その方法は、構造体を加熱する間、溶融バンプの表面張力によって、検出器および読み出し基板が、強制的に相互に整列されるという自己整列（セルフアライニング）を行うものである。回路を接合するためにはんだを用いることは、エレクトロニクス技術で周知であるが、通常のタイプのはんだ、つまり重量で６０％のスズ（Ｓｎ）および４０％の鉛（Ｐｂ）から形成される共晶タイプのものは、１８３℃以上の温度を用いることが必要である。そのような温度では、たとえ短い時間だけ熱を与えても、ＣｄＺｎＴｅおよびＣｄＴｅのような材料から作られる敏感な検出器基板を損傷してしまう。驚くべきことに、本発明による低温はんだの使用によって、インジウム・バンプ結合の不利な点を避けることができ、たとえそれがＣｄＺｎＴｅまたはＣｄＴｅから作られていても、従来のはんだが用いられた場合のように、検出器基板への損傷が引き起こされることはない。さらには、低温はんだを用いることで、検出器および読み出し基板の双方にバンプを形成する必要性が避けられ、それによって、製造の経済性ならびに性能および信頼性の向上が提供される。このことで従来技術の不利な点がさらに回避されるが、それにはインジウム・バンプを双方の基板に適用することが必要である。好ましくは、はんだバンプは、１８０℃未満、さらに好ましくは１２０℃未満、そしてさらに好ましくは１００℃未満の融点を有するはんだを具備する。好ましくは、そのはんだは、ビスマス（Ｂｉ）、鉛（Ｐｂ）およびスズ（Ｓｎ）の合金を具備する。９０℃のオーダーの低融点を与える好ましい合金は、およそ５２重量パーセントのＢｉ、およそ３２重量パーセントのＰｂおよびおよそ１６重量パーセントのＳｎを具備する。前述のとおり、好ましい実施例は、ＣｄＺｎＴｅまたはＣｄＴｅの検出器基板を、これらの材料の高エネルギー輻射線吸収特性のゆえに使用する。しかしながら、本発明は、たとえ他の検出器基板材料がＣｄＺｎＴｅまたはＣｄＴｅのように温度に敏感ではなくとも、それらと一緒に用いることができるということが理解される。読み出しチップは、例えばＣＭＯＳチップであり得る。本発明はまた、前述したような少なくとも一つの撮像装置を具備する撮像システムを提供する。前述のような撮像装置は、医療診断および／または非破壊試験のために特に応用される。本発明の別の観点によれば、撮像輻射線用画像素子（イメージセル）のアレーを有する撮像装置で、入射輻射線に応答して電荷を生成する検出器セルのアレーを包含する検出器半導体基板および対応する読み出しセルのアレーを包む読み出し半導体基板を具備する撮像装置、を製造する方法が提供される、そしてその方法は、低温はんだバンプを前記イメージセルに対応する位置で基板の一つにくっ付けるステップ；それぞれの読み出しおよび検出器セルを互に整列させるステップ；および加熱により検出器および読み出しセルを低温はんだバンプに接続し、低温はんだは好ましくは融点が共晶鉛−スズはんだの融点より下である鉛−スズをベースとする（鉛−スズ系）はんだであるステップを具備する。好ましくは、はんだバンプは、読み出しシステムのみに適用されてもよいし、別法としてまたはそれに加えて、検出器基板に適用されても良い。好ましくは、低温はんだのための正確な合金組成を得る助けとなり、またそれによって低温はんだの正確な融点を確実にするため、その低温はんだバンプを張り付けるステップは、低温はんだの構成要素を、要求される割合ではんだバンプの位置にくっ付けることと、続いてその構成要素をリフローさせるために加熱してはんだバンプを形成することを具備する。本発明の代表的な実施例が以下に記述され、添付の図面が参照されるが、それらにおいて：図１は、高エネルギー輻射線撮像用撮像システムの模式的全体図である。図２は、本発明による撮像装置の一例の模式的断面図である。図３は、本発明によってそのような撮像装置を製造する方法を図示する模式的図である。図１は、本発明による撮像装置の実施例を含む撮像システム１０の一例を模式的に描写するものである。この応用は、輻射線１４にさらされる対象物１２の輻射線撮像に関する。開示された発明の一つの応用においては、輻射線は例えばＸ線輻射線であり、対象物１２は例えば人体の一部であってよい。その撮像装置１６は、複数の画素セル１８を具備する。その撮像装置は、Ｘ線、γ線、β線またはα線のような高エネルギーの入射輻射線（例えば、１ｋｅＶよりも大きなエネルギーレベルを有する輻射線）を直接検出する。撮像装置は、２つの基板の上に配置されるが、一つは画素検出器１９のアレーを備えたものであり、もう一つは、読み出し回路２０のアレーを備えたものであり、それらの基板は、共晶鉛−スズはんだの融点より低い融点をもつ鉛−スズをベースとする（鉛−スズ系）はんだからなる低温はんだバンプによって、相互に機械的に接続される。制御電子機器２４は、撮像装置または撮像装置のアレーの動作を制御する、処理および制御回路を包含する。制御電子機器２４は、個々の画素セル１８と関連する読み出し回路２０を個々の画素セル１８で読み出し回路２０からの電荷を読み出すために、アドレスされること（例えば、スキャンされること）を可能とする。読み出される電荷は、デジタル化のために、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）に、また、デジタル信号を処理するためにデータ整理プロセッサ（ＤａｔａＲｅｄｕｃｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）（ＤＲＰ）に供給される。ＤＲＰによって行われる処理は、最小エネルギーレベルのようなある条件を満足しない信号の識別を包含できる。これは各読み出し信号が、単一入射輻射事象に対応するとき、特に有用である。もし測定された信号に対応するエネルギーが、使用される輻射線について期待されているものよりも小さいならば、蓄積された低い電荷値が散乱効果から結果されたと結論付けることができる。そのような場合は結果的イメージ解像度の向上のため、測定を破棄することができる。制御電子機器２４は、さらに、矢印２６によって模式的に表される経路を介して、イメージ・プロセッサ２８に連結される。イメージ・プロセッサ２８にはデータ記憶装置が含まれ、その中に、関係する画素セル１８の位置と一緒に各画素セルから読まれた、電荷値を表すデジタル値が蓄積される。イメージ・プロセッサ２８は、ディスプレイ用のイメージを作り上げる。続いてそれは、選択された画素位置について蓄積された値を読み、矢印５０によって模式的に表される経路を介して、ディスプレイ５２上にデータの描写を表示する。もちろん、データは、表示される代わりに、またはそれに加えて、プリントすることもでき、またさらなる処理操作を受けるものとすることもできる。入力装置５６、例えば、キーボードおよび／または他の典型的なコンピューター入力装置が、矢印５４および５８によって表されるとおり、イメージ・プロセッサ２８およびディスプレイ５２を制御するために設けられている。図２は、撮像装置１６の一部の模式的断面図である。この例において、撮像装置１６は、はんだバンプ３４によってイメージ回路基板３２に結合されるイメージ検出器基板３０を具備する。各画素セル１８の画素検出器１９は、検出器基板３０上で、バイアス電圧を印可する連続電極３６、および画素セル１８についての検出領域の範囲を規定する画素位置電極（コンタクト・パッド）３８によって範囲を規定される。イメージ回路基板３２上の対応する画素回路２０は、電極３８に（すなわち、画素検出器１９に）対応する位置に規定されている。画素回路２０用の電極（コンタクト・パッド）４０は、はんだバンプ３４により、対応する電極３８に電気的に接続される。このようにして、入射輻射線に応じて画素検出器１９に電荷が発生するとき、この電荷は、はんだバンプ３４を介して対応する画素回路２０へと通過させられる。このように、撮像装置１６の各画素セル１８は、基板上で、画素セル１８のための検出領域（すなわち、画素検出器１９）の範囲規定するところのバイアス電圧を印可する電極（図示されない）によって実効的に規定される。読み出し基板上の対応する読み出し回路は、例えば、前述のＷＯ９５／３３３３２に記述されるようなアクティブ画素回路２０を具備することができる。画素検出器１９は、検出領域を備えて形成されており、フォトンが画素セル１８で半導体基板１６に光吸収され電荷を生成するとき、または荷電輻射線が画素セル１８で半導体基板１６の検出領域をイオン化するとき、電気パルスが画素セル１８で半導体１６から流れ、電気パルスがその画素セル用のはんだバンプ３４を通って、半導体検出領域からその画素セル１８用の読み出し回路２０へと流れるものとなっている。Ｘ線およびその他典型的には１ｋｅＶを超えるエネルギーを有する高エネルギー輻射線についての効率的電荷吸収を提供するものとするために、検出器基板のために高吸収半導体材料、例えばＣｄＺｎＴｅまたはＣｄＴｅを、用いることが望ましい。この場合、製造の間に使用される低温処理は、温度に敏感な基板が損傷するのを回避する。このように、低温はんだ付け（１８０℃未満）の使用を通して、ＣｄＺｎＴｅまたはＣｄＴｅのような敏感な材料を、検出器基板の特性を損なうことなく用いることができる。本発明による撮像装置の一例は、それゆえ半導体基板および読み出し基板を具備し、それらの基板は、それぞれ検出および読み出しセルを具備し、各検出セルは、低温はんだバンプで、対応する（一対一対応）読み出しセルに接続される。一例として、低温はんだバンプを介してＣＭＯＳチップに接続される寸法１２．２×４．２ｍｍ²（３５ミクロンのサイズの４１，０００画素）および１８．９×９．６ｍｍ²（３５ミクロンのサイズの１３０，０００画素）のモノリシック検出器が作成できる。しかしながら、画素回路および画素検出器の実際の大きさは、撮像装置にっいて意図され、また回路技術が用いられている応用のしかたに依存するであろう。そのような撮像装置は、さらにまた多数の結合型セルにわたって必要となる均一の性能を示し、こうして医療診断、例えば、マンモグラフィ、歯科用画像、胸部Ｘ線、通常のＸ線、蛍光透視法、コンピューター断層撮影、核医療および非破壊試験において用いられる基準（高吸収効率、高空間解像度）を満たす。低温はんだバンプは、直径５ミクロンほどの小ささであるかもしれないが、より大きなものでも良い。低融点のはんだ付け材料は、適当な低温はんだである。低温はんだは、ＣｄＺｎＴｅまたはＣｄＴｅのような温度に敏感な検出器基板の破損または悪化を緩和または防止する温度で溶融することができるはんだである。低温はんだは、好ましくは１８０℃未満、より好ましくは１２０℃未満そしてさらにより好ましくは１００℃ 未満の融点を有する。そのような低温はんだ材料の一例は、ビスマス−鉛−スズ（ＢｉＰｂＳｎ）三元合金である。共晶（５２ｗｔ％のＢｉ、３２ｗｔ％のＰｂ、１６ｗｔ％のＳｎ）合金の融点は、例えば、１００℃未満で、約９０℃である。組成のパーセンテージは、それぞれおおよそである。その合金は、記述された３つの元素のみから、おおよそ指示された割合で合計１００ｗｔ％になるように作られるであろう。しかしながら、その合金組成は、ぬれ性、融点および／または凝固の際の熱膨張を最適化するために変化させても良い。例えば、組成元素の割合に変化させても良いし、および／または前述の元素に加えられるかまたは置き換えられるかするために他の構成元素が選択されても良い。図３は、前述したような撮像装置を製造する方法を模式的に描写したものである。図３Ａは、読み出し基板３２に、検出器基板３０（図３Ｃ）上の対応するコンタクト・パッド３８に接続するためのコンタクト・パッド４０のアレーを備えつけるステップを表す。図３Ａは、はんだバンプ３４がコンタクト・パッド４０上に備わることを表す。はんだバンプは、例えば、真空蒸着またはそれぞれのコンタクトパッド上に金属合金はんだ材料を付着設置（以下、デポジション）させる電気メッキによって形成することができる。金属またはフォトレジストのマスクが用いられても良い。正確な合金組成を達成するために、各構成金属を別々にしかし接合に先立ってデポジションし、その構造物は、バンプがリフローされる処理ステップを受け（合金の融点よりも高い温度にさらされ）、それにより各コンタクト・パッド位置でバンプ組成が均一化されるようにして良い。積層の「サンドイッチ」構造をリフローするため合金の融点を著しく超える必要はない。本発明の好ましい実施例においては、検出器が有害なデポジションから免れられるため、また作業の経済性（検出器基板上でバンプが成長するのを避ける事）のために、バンプを図３Ｂに示されるように読み出しチップの側のみにデポジションする。別の方法として、上述の代わりに検出器基板３０上に（図３Ｃ）はんだバンプ３４をデポジションさせることによってもまた、作業の経済性を達成することができるが、これは、検出器基板に損傷を与える可能性があるという危険を増すであろう。さらなる代替案として、適切なバンプの体積が他のやり方では達成できないならば、バンプを読み出し基板３２上および検出器基板３０上の双方に成長させることもできる。はんだ付け可能な（はんだにぬれやすい）パッドをはんだバンプの下に形成することもできる。このパッドは、バンプデポジションに先立って、同じマスクを用いてデポジションすることができる。バンプおよびバンプ下冶金の双方のデポジションのために同じ技術を用いることが必要ということはない。低温はんだによって提供されるさらなる利点は、それによってより薄いバンプ下冶金を可能とし、またバンプ下冶金がバンプ中に溶解する速度は温度に比例するので他のやり方では使うことのできない金属の使用の選択肢を提供する、ということである。ガードリングもまたはんだで作られており、その電気的な機能に加えて、画素領域のはんだ接合部を外部雰囲気から気密に封止するために、画素アレーの回りに用いられるかもしれない。電気的および／または機械的な目的のダムおよび／またはシールドがまた作成されても良い。バンプは全てが同じサイズである必要はない。主要な画素アレーの多数の比較的小さなバンプとのセルフアラィンメントを助けるため、小数の比較的大きなバンプを用いても良い。一旦はんだバンプが形成されると、ある温度で、また半導体基板の接続を可能とするのに充分なだけはんだバンプを「柔らかくする」のには充分であるが半導体基板に損傷を与えるのには足りないだけの時間、制御下で加熱することにより、矢印５０によって表されるように、読み出し基板３４（図３Ｂ）が、検出器基板（図３Ｃ）にフリップ・チップ接合する。そのような加熱は、例えば、数秒から数分までの多様な長さの時間にわたって行うことができる。このようにして、それぞれのコンタクト・パッド３８，４０の、検出器基板３０上および読み出し基板３２上のそれぞれへの接合を達成することができる。図３Ｄは、接合ハイブリッド撮像装置１６の一つの隅を表す。このように、例えば、医療診断および非破壊試験において用いられる半導体撮像装置を記述して来た。その半導体撮像装置は、輻射線検出器半導体基板および低温はんだバンプによって検出器に接続される読み出し基板を含む。その低温はんだは、およそ１８０℃未満、好ましくは１５０℃未満、さらに好ましくは１２０℃未満、そしてなおさらに好ましくは１００℃未満の融点を有するべきである。そのような低温はんだの例は、ビスマスをベースとする鉛とスズの合金、例えば共晶合金によって提供され、それは、およそ５２ｗｔ％のＢｉ、およそ３２ｗｔ％のＰｂおよびおよそ１６ｗｔ％のＳｎからなって１００ｗｔ％となり、１００℃未満の融点を有する。ここに開示された本発明による撮像装置は、医療診断、例えば、マンモグラフィ、歯科用画像、胸部Ｘ線、蛍光透視法、コンピューター断層撮影、核医療などのために応用して用いることができる。これらの発明による撮像装置はまた、非破壊試験のようなものに応用して用いることもできる。以上の記述は、本発明の特定の実施例についての詳細な説明である。本発明は、請求項の文言および精神内に収まる全ての置き換え、変更およびバリエーションならびに請求された発明の主題に均等なもの全てを包含する。本発明の実施例について、材料、構成および製造方法の、特定の例および組合せにつき記述したけれども、その他の例、組合せ、構成および方法ならびに他の実施例も、本発明の精神および範囲内で可能である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年１２月１７日（１９９８．１２．１７）【補正内容】請求の範囲 1. 撮像輻射線用撮像装置であって、入射輻射線に応答して電荷を生成する検出器セルのアレーを含む半導体基板、および読み出しセルのアレーを含む対応する読み出し半導体基板を具備し、前記読み出しセルは、低温はんだバンプによって対応する検出器セルに接続されており、そして前記はんだバンプは共晶鉛−スズはんだのそれよりも低い融点をもつ鉛−スズベースのはんだを有する、撮像装置。 2. 前記はんだバンプが１８０℃未満の融点を有するはんだを具備する請求項１に記載の撮像装置。 3. 前記はんだバンプが１２０℃未満の融点を有するはんだを具備する請求項２に記載の撮像装置。 4. 前記はんだバンプが１００℃未満の融点を有するはんだを具備する請求項３に記載の撮像装置。 5. 前記はんだバンプが、Ｂｉ、Ｐｂ、およびＳｎを含むはんだを具備する前記いずれかの請求項に記載の撮像装置。 6. 前記はんだバンプが、ＢｉおよびＰｂならびに１と６５の間のパーセントのＳｎを有するはんだを具備する前記いずれかの請求項に記載の撮像装置。 7. 前記はんだバンプが、ＢｉおよびＳｎならびに１と７５の間のパーセントのＰｂを有するはんだを具備する請求項１から５のいずれかに記載の撮像装置。 8. 前記はんだバンプが、ＰｂおよびＳｎならびに１と７５の間のパーセントのＢｉを有するはんだを具備する請求項１から請求項５のいずれかに記載の撮像装置。 9. 前記はんだバンプが、およそ５２パーセントのＢｉ、およそ３２パーセントのＰｂおよびおよそ１６パーセントのＳｎを有するはんだを具備する前記いずれかの請求項に記載の撮像装置。１０．前記はんだバンプが、Ｉｎ，Ｃｄ，Ｇａ，Ｚｎ，ＡｇまたはＡｕの少なくとも一つを含有するはんだ合金を具備する請求項１から５のいずれかに記載の撮像装置。１１．前記検出器基板が、ＣｄＺｎＴｅを具備する前記いずれかの請求項に記載の撮像装置。１２．前記検出器基板が、ＣｄＴｅを具備する前記いずれかの請求項に記載の撮像装置。１３．撮像輻射線用撮像装置であって、入射輻射線に応答して電荷を生成する検出器のアレー、および共晶鉛−スズはんだのそれよりも低い融点をもつ鉛−スズベースのはんだを有する低温はんだバンプによって前記検出器のアレーの対応する素子に接続される読み出し装置のアレーを具備し輻射線を撮像するための撮像装置；前記撮像装置に動作可能に結合されて、前記読み出し装置によって読みを制御し、かつ前記読み出し装置からの出力を処理するための制御電子機器；および前記制御電子機器からの処理された出力に応答して、そこからイメージを生成するためのイメージ・プロセッサ；を具備する撮像システム。１４．前記検出器の各々が、半導体基板上の検出器セルである請求項１３に記載の撮像システム。１５．前記読み出し装置の各々が、隣の半導体基板上の読み出しセルである請求項１３または請求項１４に記載の撮像システム。１６．前記制御電子機器が、アナログ−デジタル変換器を具備する請求項１３から１５のいずれかに記載の撮像システム。１７．前記制御電子機器が、データ処理プロセッサをさらに具備する請求項１６に記載の撮像システム。１８．入射輻射線に応答して電荷を生成する検出器セルのアレーを包含する検出器半導体基板、および読み出しセルのアレーを包含する読み出し半導体基板を具備し、前記検出器セルの一つと前記読み出しセルの一つとがイメージセルを形成する撮像装置を製造する方法であって：共晶鉛−スズはんだのそれよりも低い融点をもつ鉛−スズベースのはんだを有する低温はんだバンプを、前記イメージセルに対応する位置で前記基板の一つに張り付けること；それぞれの読み出しおよび検出器セルを相互に整列させること；および加熱することによって、前記検出器および前記読み出しセルを前記低温はんだバンプに接続すること；を具備した方法。１９．前記はんだバンプは、前記読み出し基板に前記読み出しセルに対応する位置で付けられる請求項１８に記載の方法。２０．前記はんだバンプは、前記読み出し基板に前記読み出しセルに対応する位置で、また前記検出器基板に前記検出器セルに対応する位置で付けられる請求項２１に記載の方法。２１．前記はんだバンプが１８０℃未満の融点を有するはんだを具備する請求項１８から２０のいずれかに記載の方法。２２．前記はんだバンプが１２０℃未満の融点を有するはんだを具備する請求項２１に記載の方法。２３．前記はんだバンプが１００℃未満の融点を有するはんだを具備する請求項２２に記載の方法。２４．前記はんだバンプが、Ｂｉ、Ｐｂ、およびＳｎのはんだ合金を具備する請求項１８から２３のいずれかに記載の方法。２５．前記はんだバンプが、ＢｉおよびＰｂならびに１と６５の間のパーセントのＳｎからなるはんだを具備する請求項１８から２４のいずれかに記載の方法。２６．前記はんだバンプが、ＢｉおよびＳｎならびに１と７５の間のパーセントのＰｂからなるはんだを具備する請求項１８から２４のいずれかに記載の方法。２７．前記はんだバンプが、ＰｂおよびＳｎならびに１と７５の間のパーセントのＢｉからなるはんだを具備する請求項１８から２４のいずれかに記載の方法。２８．前記はんだバンプが、およそ５２パーセントのＢｉ、およそ３２パーセントのＰｂおよびおよそ１６パーセントのＳｎのはんだ合金を具備する請求項１８から２７のいずれかに記載の方法。２９．前記はんだバンプが、Ｉｎ，Ｃｄ，Ｇａ，Ｚｎ，ＡｇまたはＡｕの少なくとも一つを含有するはんだ合金を具備する請求項１９から２４のいずれかに記載の方法。３０．前記はんだが複数の構成元素を有する合金であり、かつ前記低温はんだバンプを付ける前記ステップが：前記低温はんだの構成元素を必要とされる割合で、前記はんだバンプのための位置に付けること；および前記構成要素をリフローさせるために加熱して前記はんだバンプを形成すること、を具備する請求項１８から２９のいずれかに記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】 1. 撮像輻射線用撮像装置であって、入射輻射線に応答して電荷を生成する検出器セルのアレーを含む半導体基板、および読み出しセルのアレーを含む対応する読み出し半導体基板を具備し、前記読み出しセルは、低温はんだバンプによって対応する検出器セルに接続されている撮像装置。 2. 前記はんだバンプが１８０℃未満の融点を有するはんだを具備する請求項１に記載の撮像装置。 3. 前記はんだバンプが１２０℃未満の融点を有するはんだを具備する請求項２に記載の撮像装置。 4. 前記はんだバンプが１００℃未満の融点を有するはんだを具備する請求項３に記載の撮像装置。 5. 前記はんだバンプが、共晶鉛−スズはんだの融点未満の融点を有する鉛−スズをベースとするはんだを具備する前記いずれかの請求項に記載の撮像装置。 6. 前記はんだバンプが、Ｂｉ、Ｐｂ、およびＳｎを含むはんだを具備する前記いずれかの請求項に記載の撮像装置。 7. 前記はんだバンプが、ＢｉおよびＰｂならびに１と６５の間のパーセントのＳｎを有するはんだを具備する前記いずれかの請求項に記載の撮像装置。 8. 前記はんだバンプが、ＢｉおよびＳｎならびに１と７５の間のパーセントのＰｂを有するはんだを具備する請求項１から６のいずれかに記載の撮像装置。 9. 前記はんだバンプが、ＰｂおよびＳｎならびに１と７５の間のパーセントのＢｉを有するはんだを具備する請求項１から請求項１のいずれかに記載の撮像装置。１０．前記はんだバンプが、およそ５２パーセントのＢｉ、およそ３２パーセントのＰｂおよびおよそ１６パーセントのＳｎを有するはんだを具備する前記いずれかの請求項に記載の撮像装置。１１．前記はんだバンプが、Ｉｎ，Ｃｄ，Ｇａ，Ｚｎ，ＡｇまたはＡｕの少なくとも一つを含有するはんだ合金を具備する請求項１から６のいずれかに記載の撮像装置。１２．前記検出器基板が、ＣｄＺｎＴｅを具備する前記いずれかの請求項に記載の撮像装置。１３．前記検出器基板が、ＣｄＴｅを具備する前記いずれかの請求項に記載の撮像装置。１４．撮像輻射線用撮像装置であって、入射輻射線に応答して電荷を生成する検出器のアレー、および低温はんだバンプによって前記検出器のアレーの対応する素子に接続される読み出し装置のアレーを具備し輻射線を撮像するための撮像装置；前記撮像装置に動作可能に結合されて、前記読み出し装置によって読みを制御し、かつ前記読み出し装置からの出力を処理するための制御電子機器；および前記制御電子機器からの処理された出力に応答して、そこからイメージを生成するためのイメージ・プロセッサ；を具備する撮像システム。１５．前記検出器の各々が、半導体基板上の検出器セルである請求項１４に記載の撮像システム。１６．前記読み出し装置の各々が、隣の半導体基板上の読み出しセルである請求項１４または請求項１５に記載の撮像システム。１７．前記制御電子機器が、アナログ−デジタル変換器を具備する請求項１４から１６のいずれかに記載の撮像システム。１８．前記制御電子機器が、データ処理プロセッサをさらに具備する請求項１７に記載の撮像システム。１９．入射輻射線に応答して電荷を生成する検出器セルのアレーを包含する検出器半導体基板、および読み出しセルのアレーを包含する読み出し半導体基板を具備し、前記検出器セルの一つと前記読み出しセルの一つとがイメージセルを形成する撮像装置を製造する方法であって：低温はんだバンプを、前記イメージセルに対応する位置で前記基板の一つに張り付けること；それぞれの読み出しおよび検出器セルを相互に整列させること；および加熱することによって、前記検出器および前記読み出しセルを前記低温はんだバンプに接続すること；を具備した方法。２０．前記はんだバンプは、前記読み出し基板に前記読み出しセルに対応する位置で付けられる請求項１９に記載の方法。２１．前記はんだバンプは、前記読み出し基板に前記読み出しセルに対応する位置で、また前記検出器基板に前記検出器セルに対応する位置で付けられる請求項２０に記載の方法。２２．前記はんだバンプが１８０℃未満の融点を有するはんだを具備する請求項１９から２１のいずれかに記載の方法。２３．前記はんだバンプが１２０℃未満の融点を有するはんだを具備する請求項２２に記載の方法。２４．前記はんだバンプが１００℃未満の融点を有するはんだを具備する請求項２３に記載の方法。２５．前記はんだバンプが、Ｂｉ、Ｐｂ、およびＳｎのはんだ合金を具備する請求項１９から２４のいずれかに記載の方法。２６．前記はんだバンプが、ＢｉおよびＰｂならびに１と６５の間のパーセントのＳｎからなるはんだを具備する請求項１９から２５のいずれかに記載の方法。２７．前記はんだバンプが、ＢｉおよびＳｎならびに１と７５の間のパーセントのＰｂからなるはんだを具備する請求項１９から２５のいずれかに記載の方法。２８．前記はんだバンプが、ＰｂおよびＳｎならびに１と７５の間のパーセントのＢｉからなるはんだを具備する請求項１９から２５のいずれかに記載の方法。２９．前記はんだバンプが、およそ５２パーセントのＢｉ、およそ３２パーセントのＰｂおよびおよそ１６パーセントのＳｎのはんだ合金を具備する請求項１９から２８のいずれかに記載の方法。３０．前記はんだバンプが、Ｉｎ，Ｃｄ，Ｇａ，Ｚｎ，ＡｇまたはＡｕの少なくとも一つを含有するはんだ合金を具備する請求項１９から２５のいずれかに記載の方法。３１．前記はんだが複数の構成元素を有する合金であり、かつ前記低温はんだバンプを付ける前記ステップが：前記低温はんだの構成元素を必要とされる割合で、前記はんだバンプのための位置に付けること；および前記構成要素をリフローさせるために加熱して前記はんだバンプを形成すること、を具備する請求項１９から３０のいずれかに記載の方法。