JP2008128912A - 赤外線検出装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】赤外線レンズ3は、レンズ部3aと当該レンズ部3aの周部から外方に延設されパッケージ2における窓部2aの周部に固着されるフランジ部3bとを有する半導体レンズにより構成されている。赤外線レンズ3は、レンズ部3aおよびフランジ部3bの各形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように形成した後に、半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液からなる電解液中で半導体ウェハの他表面側を陽極酸化することで除去部位となる多孔質部を形成してから、当該多孔質部を除去することにより製造された半導体レンズを半導体ウェハから分割することにより形成されている。
【選択図】図1
Description
以下、本実施形態の赤外線検出装置について図1および図2を参照しながら説明する。
Si+2HF+(2−n)h+→SiF2+2H++ne−
SiF2+2HF→SiF4+H2
SiF4+2HF→SiH2F6
すなわち、シリコンウェハからなる半導体ウェハ30の陽極酸化では、Fイオンの供給量とホールh+の供給量との兼ね合いで多孔質化あるいは電解研磨が起こることが知られており、Fイオンの供給量の方がホールの供給量よりも多い場合には多孔質化が起こり、ホールh+の供給量がFイオンの供給量よりも多い場合には電解研磨が起こる。したがって、本実施形態のように半導体ウェハ30としてp形のシリコンウェハを用いている場合には、陽極酸化による多孔質化の速度はホールh+の供給量で決まるから、半導体ウェハ30中を流れる電流の電流密度で多孔質化の速度が決まり、多孔質部34の厚みが決まることになる。ここで、半導体ウェハ30の上記他表面側では、陽極32の厚み方向に沿った開孔部33の中心線から離れるほど電流密度が徐々に大きくなるような電流密度の面内分布を有することとなり、半導体ウェハ30の上記他表面側に形成される多孔質部34は、陽極32の開孔部33の上記中心線に近くなるほど徐々に薄くなっている。
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態1と略同じであって、図7に示すように、赤外線レンズ3が、当該赤外線レンズ3のレンズ面を赤外線検出素子1に向けた形でパッケージ2の外側からパッケージ2に固着されている点が相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態1と略同じであって、図8に示すように、赤外線レンズ3とパッケージ2とを接合する接合部58が、赤外線阻止部3dの表面とフランジ部3bの外周面とキャップ2とに跨って形成されている点が相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態2と略同じであって、図9に示すように、赤外線レンズ3とパッケージ2とを接合する接合部58が、赤外線阻止部3dの表面とフランジ部3bの外周面とキャップ2とに跨って形成されている点が相違する。なお、実施形態2と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態1と略同じであって、図10に示すように、赤外線レンズ3のフランジ部3bにおける段差部3cが、赤外線レンズ3の非レンズ面側に形成されており、赤外線レンズ3が、当該赤外線レンズ3の非レンズ面を赤外線検出素子1側としてパッケージ2の外側からパッケージ2に固着されている点が相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態5と略同じであって、図12に示すように、赤外線レンズ3が、当該赤外線レンズ3のレンズ面を赤外線検出素子1側としてパッケージ2の内側からパッケージ2に固着されている点が相違する。なお、実施形態5と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態1と略同じであって、実施形態1で赤外線レンズ3に段差部3cを形成していたのに対して、本実施形態では、図13に示すように、パッケージ2の一部を構成するキャップ22における窓部2aの周部に、赤外線レンズ3のフランジ部3bを位置決めする段差部22aを形成してある点が相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態では、赤外線レンズ3とパッケージ2とを接合して電気的に接続する接合部の図示を省略してある。
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態7と略同じであって、図16に示すように、赤外線レンズ3が、当該赤外線レンズ3のレンズ面を赤外線検出素子1側としてパッケージ2の内側からパッケージ2に固着されている点が相違する。なお、実施形態7と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態7と略同じであって、図17に示すように、赤外線レンズ3に実施形態1と同じ段差部3c(図1参照)が形成されている点が相違し、他の構成は実施形態7と同じである。
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態8と略同じであって、図18に示すように、赤外線レンズ3に実施形態5,6と同じ段差部3c(図10,図12参照)が形成されている点が相違する。なお、実施形態7と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態7と略同じであって、図19に示すように、赤外線レンズ3に実施形態5,6と同じ段差部3c(図10,図12参照)が形成されている点が相違する。なお、実施形態7と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態1と略同じであって、図20に示すように、赤外線レンズ3におけるレンズ部3aの凸曲面とフランジ部3bの平面との境界により窓部2aの光軸方向に直交する面内でのレンズ部3aの位置が規定されている点が相違する。ここにおいて、本実施形態の赤外線検出装置では、窓部2aの開口形状が正方形状であり、窓部2aの各辺の寸法とレンズ部3aのレンズ径とを略一致させるように設計してある。また、本実施形態における赤外線レンズ3の構造は実施形態7と略同じである。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態12と略同じであって、図21に示すように、窓部2aの開口形状が円形状であり、窓部2aの内径とレンズ部3aのレンズ径とを略一致させるように設計してある。なお、実施形態12と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態13と略同じであって、図22に示すように、赤外線レンズ3がレンズ面を赤外線検出素子1側としてパッケージ2の外側からパッケージ2に固着されている点が相違する。なお、実施形態13と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態1と略同じであって、図23に示すように、赤外線レンズ3の前方に配置され赤外線検出素子1の検知エリアを調整する検知エリア調整用光学部材8を備えている点が相違する。ここにおいて、検知エリア調整用光学部材8は、例えば、パッケージ2を収納するハウジング(図示せず)に取り付けたり、パッケージ2を保護するカバー部材に形成するようにしてもよい。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態15と略同じであって、図27および図28に示すように、検知エリア調整用光学部材8における各プリズム小体81の形状が相違するだけで、他の構成は実施形態15と同じである。
本実施形態の赤外線検出装置の基本構成は実施形態15と略同じであって、図29に示すように、赤外線レンズ3の前方に配置される検知エリア調整用光学部材8の形状が相違するだけである。なお、他の構成要素は実施形態15と同じなので、図示および説明を省略する。
2 パッケージ
2a 窓部
3 赤外線レンズ(半導体レンズ)
3a レンズ部
3b フランジ部
3c 段差部
3d 赤外線阻止部
8 検知エリア調整用光学部材
30 半導体ウェハ
32 陽極
34 多孔質部
81 プリズム小体
Claims (13)
- 赤外線検出素子と、当該赤外線検出素子を収納するパッケージであって赤外線検出素子の受光面の前方に窓部が形成されたパッケージと、窓部を覆うようにパッケージに固着され赤外線検出素子の受光面へ赤外線を集光する赤外線レンズとを備え、赤外線レンズは、レンズ部と当該レンズ部の周部から外方に延設されパッケージにおける窓部の周部に固着されるフランジ部とを有する半導体レンズからなり、レンズ部およびフランジ部の各形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように形成した後に半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液からなる電解液中で半導体ウェハの他表面側を陽極酸化することで除去部位となる多孔質部を形成してから当該多孔質部を除去することにより製造された半導体レンズを半導体ウェハから分割することにより形成されてなることを特徴とする赤外線検出装置。
- 前記パッケージが金属製であり、前記赤外線レンズは、前記パッケージと電気的に接続されてなることを特徴とする請求項1記載の赤外線検出装置。
- 前記赤外線レンズは、前記フランジ部に、前記パッケージにおける前記窓部の内周面および周部に位置決めされる段差部が前記半導体ウェハから分割する前に形成されてなることを特徴とする請求項1または請求項2記載の赤外線検出装置。
- 前記パッケージは、前記赤外線レンズの前記フランジ部を位置決めする段差部が形成されてなることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の赤外線検出装置。
- 前記赤外線レンズにおける前記レンズ部の凸曲面と前記フランジ部の平面との境界により前記窓部の光軸方向に直交する面内での前記レンズ部の位置が規定されてなることを特徴とする請求項1または請求項2記載の赤外線検出装置。
- 前記赤外線レンズは、前記パッケージの内側から前記パッケージに固着されてなることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の赤外線検出装置。
- 前記赤外線レンズは、前記パッケージの外側から前記パッケージに固着されてなることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の赤外線検出装置。
- 前記赤外線レンズは、前記フランジ部を通して前記赤外線検出素子の前記受光面へ入射しようとする赤外線を阻止する赤外線阻止部を有し、当該赤外線阻止部が前記陽極により構成されてなることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の赤外線検出装置。
- 前記赤外線レンズの前方に配置され前記赤外線検出素子の検知エリアを調整する検知エリア調整用光学部材を備え、検知エリア調整用光学部材は、前記赤外線レンズの光軸に交差する方向から入射する赤外線を前記赤外線レンズに向かって変向させる複数のプリズム小体の集合体からなることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の赤外線検出装置。
- 前記検知エリア調整用光学部材は、前記各プリズム小体が1つの面に沿って並設され、前記各プリズム小体の光入射面が同一面上に揃うように形成されてなることを特徴とする請求項9記載の赤外線検出装置。
- 前記検知エリア調整用光学部材は、前記各プリズム小体が1つの面に沿って並設され、前記各プリズム小体の光出射面が同一面上に揃うように形成されてなることを特徴とする請求項9記載の赤外線検出装置。
- 請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の赤外線検出装置の製造方法であって、赤外線レンズの形成にあたっては、所望のレンズ部および所望のフランジ部の形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に形成する陽極形成工程と、電解液中で半導体ウェハの他表面側に対向配置した陰極と陽極との間に通電して半導体ウェハの前記他表面側に除去部位となる多孔質部を形成する陽極酸化工程と、多孔質部を除去することにより半導体レンズを形成する多孔質部除去工程と、半導体レンズを半導体ウェハから分割するダイシング工程とを有し、陽極形成工程では、陽極と半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように陽極を形成し、陽極酸化工程では、電解液として、半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いることを特徴とする赤外線検出装置の製造方法。
- 請求項3記載の赤外線検出装置の製造方法であって、赤外線レンズの形成にあたっては、所望のレンズ部および所望のフランジ部の形状に応じて半導体ウェハとの接触パターンを設計した陽極を半導体ウェハの一表面側に形成する陽極形成工程と、電解液中で半導体ウェハの他表面側に対向配置した陰極と陽極との間に通電して半導体ウェハの前記他表面側に除去部位となる多孔質部を形成する陽極酸化工程と、多孔質部を除去することにより半導体レンズを形成する多孔質部除去工程と、多孔質部除去工程の後で隣り合う半導体レンズのフランジ部に跨る切り込み溝を形成することにより各フランジ部に段差部を形成する段差部形成工程と、段差部形成工程の後で半導体レンズを半導体ウェハから分割するダイシング工程とを有し、陽極形成工程では、陽極と半導体ウェハとの接触がオーミック接触となるように陽極を形成し、陽極酸化工程では、電解液として、半導体ウェハの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いることを特徴とする赤外線検出装置の製造方法。
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