JP2012189327A - Detection apparatus and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detection apparatus which is capable of improving airtightness.SOLUTION: A detection apparatus 1 comprises a first substrate 2 having a detection element 21 and a second substrate 3 connected to the first substrate 2. The first substrate 2 further includes a first electrode 23 electrically connected with the detection element 21 and a first metal layer 26 laminated on a counter surface 201. The second substrate 3 includes a second electrode 33 connected with the first electrode 23 and a second metal layer 34 connected with the first metal layer 26. A surface 231 of the first electrode 23 and a surface 261 of the first metal layer 26 are positioned substantially on the same plane F1, and a surface 331 of the second electrode 33 and a surface 341 of the second metal layer 34 are also positioned substantially on the same plane F2. The second substrate 3 further includes an annular projection 32 which is positioned between the second electrode 33 and the second metal layer 34 and electrically insulates the second electrode 33 and the second metal layer 34.

Description

本発明は、検出素子をパッケージングした検出装置及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a detection device in which a detection element is packaged and a method for manufacturing the same.

センシング部を有するセンサウェハの接続用接合金属層と、パッケージウェハの接続用接合金属層とを常温接合すると共に、センサウェハの封止用接合金属層と、パッケージウェハの封止用接合金属層とを常温接合したセンサエレメントが知られている(例えば、特許文献1参照)。   The bonding metal layer for connecting the sensor wafer having the sensing portion and the bonding metal layer for connecting the package wafer are bonded at room temperature, and the bonding metal layer for sealing the sensor wafer and the bonding metal layer for sealing the package wafer are bonded at room temperature. A joined sensor element is known (for example, see Patent Document 1).

特開2007−171153号公報JP 2007-171153 A

上記のセンサエレメントでは、パッケージウェハにおいて接続用接合金属層と封止用接合金属層の間に空間を形成することで、両者を絶縁している。   In the sensor element described above, a space is formed between the bonding metal layer for connection and the bonding metal layer for sealing in the package wafer to insulate the two.

しかしながら、この空間の部分では、パッケージウェハとセンサウェハとを接合し得ないため、パッケージウェハとセンサウェハとの接合面積が狭くなり、センサエレメント内の気密性を十分に向上させることができないという問題があった。   However, since the package wafer and the sensor wafer cannot be bonded to each other in this space, the bonding area between the package wafer and the sensor wafer is reduced, and the airtightness in the sensor element cannot be sufficiently improved. It was.

本発明が解決しようとする課題は、気密性の向上を図ることができる検出装置及びその製造方法を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a detection device capable of improving airtightness and a method for manufacturing the same.

本発明は、第2の電極と第2のメタル層の間に位置し、第2の電極と第2のメタル層を電気的に絶縁した環状突起を、第2の基板が有していることによって上記課題を解決する。   According to the present invention, the second substrate has an annular protrusion located between the second electrode and the second metal layer and electrically insulating the second electrode and the second metal layer. To solve the above problem.

本発明によれば、環状突起を、第2の電極と第2のメタル層の間に設けることで、第2の電極及び第2のメタル層に加えて、環状突起でも第1の基板と接合できるので、第1及び第2の基板の接合面積が広くなり、検出装置内の気密性を向上させることができる。   According to the present invention, the annular protrusion is provided between the second electrode and the second metal layer, so that the annular protrusion is bonded to the first substrate in addition to the second electrode and the second metal layer. As a result, the bonding area of the first and second substrates can be increased, and the airtightness in the detection apparatus can be improved.

図1は、本発明の第1実施形態における検出装置の平面図である。FIG. 1 is a plan view of a detection apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図2は、図1のII−II線に沿った断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 図3は、図2のIII部の拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion III in FIG. 図4は、図3のIV部の拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion IV in FIG. 図5は、図4のV−V線に沿った断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 図6は、本発明の第1実施形態における環状突起の第1変形例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a first modification of the annular protrusion in the first embodiment of the present invention. 図7は、本発明の第1実施形態における環状突起の第2変形例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a second modification of the annular protrusion in the first embodiment of the present invention. 図8は、本発明の第1実施形態における環状突起の第3変形例を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a third modification of the annular protrusion in the first embodiment of the present invention. 図9は、本発明の第1実施形態における検出装置の製造方法を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing a method of manufacturing the detection device according to the first embodiment of the present invention. 図10は、図9の第2の工程における第2の基板を示す断面斜視図である(その1)。FIG. 10 is a cross-sectional perspective view showing the second substrate in the second step of FIG. 9 (No. 1). 図11は、図10のXI−XI線に沿った断面図である。11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG. 図12は、図9の第2の工程における第2の基板を示す断面斜視図である(その2)。FIG. 12 is a cross-sectional perspective view showing the second substrate in the second step of FIG. 9 (No. 2). 図13は、図12のXIII−XIII線に沿った断面図である。13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII in FIG. 図14は、図9の第3の工程における第2の基板を示す断面斜視図である。FIG. 14 is a cross-sectional perspective view showing the second substrate in the third step of FIG. 図15は、図14のXV−XV線に沿った断面図である。15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG. 図16は、図9の第3の工程を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing the third step of FIG. 図17は、本発明の第2実施形態における検出装置の環状突起を示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing the annular protrusion of the detection device according to the second embodiment of the present invention. 図18は、本発明の第2実施形態における第3の工程の環状突起を示す断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view showing an annular protrusion in the third step in the second embodiment of the present invention. 図19は、図18の環状突起を下面側から見た平面図である。FIG. 19 is a plan view of the annular protrusion of FIG. 18 viewed from the lower surface side. 図20は、本発明の第3実施形態における検出装置の環状突起及び補助突起を示す断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing the annular protrusion and the auxiliary protrusion of the detection device according to the third embodiment of the present invention. 図21は、図20のXXI−XXI線に沿った断面図である。21 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI in FIG. 図22は、本発明の第3実施形態における第3の工程の環状突起及び補助突起を示す断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view showing the annular protrusion and the auxiliary protrusion in the third step in the third embodiment of the present invention. 図23は、本発明の第4実施形態における検出装置の環状突起及び補助突起を示す断面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view showing the annular protrusion and the auxiliary protrusion of the detection device according to the fourth embodiment of the present invention. 図24は、図23のXXIV−XXIV線に沿った断面図である。24 is a cross-sectional view taken along line XXIV-XXIV in FIG.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<<第1実施形態>>
図1は本実施形態における検出装置の平面図、図2は図1のII−II線に沿った断面図、図3は図2のIII部の拡大断面図、図4は図3のIV部の拡大断面図、図5は図4のV−V線に沿った断面図、図6〜図8は本実施形態における環状突起の変形例を示す断面図である。
<< first embodiment >>
1 is a plan view of the detection apparatus according to the present embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion III in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4, and FIGS.

本実施形態における検出装置1は、例えば、ナイトビジョン(Night vision)や、人間の体温を検知するために用いられる装置であり、図1及び図2に示すように、複数の赤外線センサ22を有する第1の基板2と、第2の基板3と、を接合して、両者の間に赤外線センサ22をパッケージングしたものである。なお、赤外線センサに代えて、画像センサ等をパッケージングしてもよい。   The detection apparatus 1 in this embodiment is an apparatus used to detect, for example, night vision or human body temperature, and includes a plurality of infrared sensors 22 as shown in FIGS. 1 and 2. The first substrate 2 and the second substrate 3 are joined and the infrared sensor 22 is packaged between them. Note that an image sensor or the like may be packaged instead of the infrared sensor.

第1の基板2は、図3及び図4に示すように、第1の基板本体20と、上述した赤外線センサ22と、第1の電極23と、配線メタル24と、絶縁層25と、第1のメタル層26と、を有している。   As shown in FIGS. 3 and 4, the first substrate 2 includes the first substrate body 20, the infrared sensor 22 described above, the first electrode 23, the wiring metal 24, the insulating layer 25, 1 metal layer 26.

第1の基板本体20は、例えばシリコン(Si)で構成された基板であり、第2の基板3と対向する第1の対向面201を有している。この第1の対向面201には、第1の凹部21が形成されている。   The first substrate body 20 is a substrate made of, for example, silicon (Si), and has a first facing surface 201 that faces the second substrate 3. A first recess 21 is formed in the first facing surface 201.

第1の凹部21は、図2及び図3に示すように、第1の対向面201において、赤外線センサ22の下方に位置し、赤外線センサ22と第1の基板本体20とを熱的に絶縁している。   As shown in FIGS. 2 and 3, the first recess 21 is located below the infrared sensor 22 on the first facing surface 201 and thermally insulates the infrared sensor 22 and the first substrate body 20 from each other. is doing.

赤外線センサ22は、赤外線を受光して温度が上昇すると、その温度上昇を電気信号に変換する。この赤外線センサ22としては、例えばボロメータやサーミスタを挙げることができる。   When the infrared sensor 22 receives infrared rays and the temperature rises, the infrared sensor 22 converts the temperature rise into an electrical signal. Examples of the infrared sensor 22 include a bolometer and a thermistor.

赤外線センサ22は、図3に示すように、第1の対向面201の中央部分において、第1の凹部21の開口部分に配置されている。赤外線センサ22は、第1の対向面201、第1の凹部21の底面及び壁面に対して非接触となるように、特に図示しない支持梁によって支持されている。なお、赤外線センサ22の数は特に限定されない。   As shown in FIG. 3, the infrared sensor 22 is disposed in the opening portion of the first recess 21 in the central portion of the first facing surface 201. The infrared sensor 22 is supported by a support beam (not shown) so as not to be in contact with the first facing surface 201, the bottom surface of the first recess 21, and the wall surface. The number of infrared sensors 22 is not particularly limited.

第1の電極23は、赤外線センサ22から出力された電気信号を、配線メタル24を介して第2の基板3の第2の電極33(後述)に出力する電極であり、例えば、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)等の金属で構成されている。この第1の電極23は、図4に示すように、絶縁層25内で配線メタル24と接続されている。   The first electrode 23 is an electrode that outputs an electrical signal output from the infrared sensor 22 to a second electrode 33 (described later) of the second substrate 3 via the wiring metal 24. For example, copper (Cu ), Aluminum (Al), gold (Au), and other metals. As shown in FIG. 4, the first electrode 23 is connected to the wiring metal 24 in the insulating layer 25.

この第1の電極23の表面231は、絶縁層25から露出しており、原子レベルで平坦化されて、第2の基板3の第2の電極33と常温接合(表面活性化接合)されている。   The surface 231 of the first electrode 23 is exposed from the insulating layer 25, is flattened at the atomic level, and is bonded to the second electrode 33 of the second substrate 3 at room temperature (surface activated bonding). Yes.

図4に示す配線メタル24は、赤外線センサ22と第1の電極23を導通させる部材であり、特に図示しないが、赤外線センサ22と電気的に接続されている。この配線メタル24は、例えば銅やアルミニウムで構成されている。   The wiring metal 24 shown in FIG. 4 is a member that electrically connects the infrared sensor 22 and the first electrode 23, and is electrically connected to the infrared sensor 22, although not particularly illustrated. The wiring metal 24 is made of, for example, copper or aluminum.

絶縁層25は、図4に示すように、第1の対向面201に積層されており、絶縁層25の表面251が、後述する環状突起32の先端面321と対応するように形成されている。この絶縁層25は、例えば二酸化珪素(SiO2)で構成されており、第1の電極23と第1のメタル層26とを電気的に絶縁させている。 As shown in FIG. 4, the insulating layer 25 is laminated on the first facing surface 201, and the surface 251 of the insulating layer 25 is formed so as to correspond to the tip surface 321 of the annular protrusion 32 described later. . The insulating layer 25 is made of, for example, silicon dioxide (SiO 2 ), and electrically insulates the first electrode 23 and the first metal layer 26.

第1のメタル層26は、第2の基板3の第2のメタル層34(後述)と共に、後述する第2の凹部31と第1の対向面201との間に形成される空間311を密封している。第1のメタル層26の表面261は、原子レベルで平坦化されており、第2のメタル層34の表面341と常温接合によって接合されている。   The first metal layer 26 seals a space 311 formed between the second recess 31 described later and the first facing surface 201 together with the second metal layer 34 (described later) of the second substrate 3. is doing. The surface 261 of the first metal layer 26 is flattened at the atomic level, and is bonded to the surface 341 of the second metal layer 34 by room temperature bonding.

この第1のメタル層26の表面261は、図4に示すように、第1の電極23の表面231及び絶縁層25の表面251と実質的に同一の平面F1上に位置している。さらに、これらの第1の電極23、絶縁層25及び第1のメタル層26は、当該平面F1上でそれぞれ密着しているため、この平面F1は、連続的に平坦となっている。   As shown in FIG. 4, the surface 261 of the first metal layer 26 is located on the same plane F <b> 1 as the surface 231 of the first electrode 23 and the surface 251 of the insulating layer 25. Further, since the first electrode 23, the insulating layer 25, and the first metal layer 26 are in close contact with each other on the plane F1, the plane F1 is continuously flat.

本実施形態における第1のメタル層26は、例えば、銅、アルミニウム、金等の第1の電極23と同一の金属で構成されている。   The first metal layer 26 in the present embodiment is made of the same metal as the first electrode 23 such as copper, aluminum, or gold.

第2の基板3は、第1の基板2との間に赤外線センサ22を収納すると共に、赤外線センサ22へ照射される赤外線を透過させる基板である。この第2の基板3は、図2〜図4に示すように、第2の基板本体30と、第2の電極33と、第2のメタル層34と、を有している。   The second substrate 3 is a substrate that stores the infrared sensor 22 between the first substrate 2 and transmits infrared rays irradiated to the infrared sensor 22. As shown in FIGS. 2 to 4, the second substrate 3 has a second substrate body 30, a second electrode 33, and a second metal layer 34.

第2の基板本体30は、赤外線を透過可能な硫化亜鉛(ZnS)で構成されており、第1の基板2と対向する第2の対向面301を有している。この第2の対向面301には、第2の凹部31と、環状突起32と、が形成されている。   The second substrate body 30 is made of zinc sulfide (ZnS) that can transmit infrared rays, and has a second facing surface 301 that faces the first substrate 2. A second concave portion 31 and an annular protrusion 32 are formed on the second facing surface 301.

第2の凹部31は、図2及び図3に示すように、複数の赤外線センサ22をまとめて取り囲むように第2の対向面301に形成されている。この第2の凹部31は、第1の基板2の第1の対向面201と共に、赤外線センサ22を収容する空間311を区画している。なお、この空間311は、大気よりも減圧された真空状態となっている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the second recess 31 is formed on the second facing surface 301 so as to surround the plurality of infrared sensors 22 together. The second recess 31, together with the first facing surface 201 of the first substrate 2, defines a space 311 that accommodates the infrared sensor 22. Note that the space 311 is in a vacuum state where the pressure is lower than that of the atmosphere.

また、第2の凹部31の底面には、赤外線センサ22と対向する部分に、凸レンズ状のマイクロレンズ312が形成されている。本実施形態では、このマイクロレンズ312により、赤外線センサ22に赤外線を集光することを可能としている。なお、図3における点線は、第2の基板3を透過して赤外線センサ22に集光される赤外線の経路を示している。   A convex lens-shaped microlens 312 is formed on the bottom surface of the second recess 31 at a portion facing the infrared sensor 22. In the present embodiment, infrared light can be condensed on the infrared sensor 22 by the micro lens 312. A dotted line in FIG. 3 indicates an infrared path that passes through the second substrate 3 and is collected by the infrared sensor 22.

環状突起32は、図4及び図5に示すように、第2の電極33を囲繞するように、第2の対向面301上に形成された突起であり、第2の電極33と第2のメタル層34の間に位置して、第2の電極33と第2のメタル層34を電気的に絶縁している。本実施形態における環状突起32は、先端面321(断面形状)がリング状となっているが、この先端面321は、特に限定されず、例えば矩形の枠状となっていてもよい。   As shown in FIGS. 4 and 5, the annular protrusion 32 is a protrusion formed on the second facing surface 301 so as to surround the second electrode 33. Located between the metal layers 34, the second electrode 33 and the second metal layer 34 are electrically insulated. In the present embodiment, the annular protrusion 32 has a ring-shaped tip surface 321 (cross-sectional shape), but the tip surface 321 is not particularly limited, and may be, for example, a rectangular frame.

また、この環状突起32の外周面322は、図4に示すように、第2の基板3の厚み方向Aに対して角度θで傾斜したテーパー状の斜面となっており、環状突起32の幅Wが、第2の対向面301から環状突起32の先端面321に向かうに従って、連続的に狭くなるようになっている。   Further, as shown in FIG. 4, the outer peripheral surface 322 of the annular protrusion 32 is a tapered inclined surface inclined at an angle θ with respect to the thickness direction A of the second substrate 3. W is continuously narrowed from the second facing surface 301 toward the tip surface 321 of the annular protrusion 32.

なお、本実施形態では、環状突起32の外周面322のみをテーパー状の斜面としたが、図6に示すように、内周面323及び外周面322の両方をテーパー状の斜面としてもよい。或いは、図7に示すように、外周面322を厚み方向Aに対して傾斜させず、内周面323のみをテーパー状の斜面としてもよい。   In this embodiment, only the outer peripheral surface 322 of the annular protrusion 32 is a tapered slope, but as shown in FIG. 6, both the inner peripheral face 323 and the outer peripheral face 322 may be tapered slopes. Alternatively, as illustrated in FIG. 7, the outer peripheral surface 322 may not be inclined with respect to the thickness direction A, and only the inner peripheral surface 323 may be a tapered inclined surface.

また、図8に示すように、外周面322を、所定の曲率で角度θが変化するように傾斜させてもよい。同様に、特に図示しないが、環状突起の内周面を斜面とした場合には、この内周面を、所定の曲率で角度θが変化するように傾斜させてもよい。   Further, as shown in FIG. 8, the outer peripheral surface 322 may be inclined so that the angle θ changes with a predetermined curvature. Similarly, although not particularly illustrated, when the inner peripheral surface of the annular protrusion is a slope, the inner peripheral surface may be inclined so that the angle θ changes with a predetermined curvature.

第2の電極33は、図3に示すように、第2の基板3に形成された貫通孔35を介して、第1の電極23から入力された電気信号を、検出装置1の外部に出力する電極である。本実施形態では、図1に示すように、第1の電極23に対応した数の第2の電極33が第2の基板3に設けられている。   As shown in FIG. 3, the second electrode 33 outputs the electrical signal input from the first electrode 23 to the outside of the detection device 1 through the through hole 35 formed in the second substrate 3. Electrode. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the number of second electrodes 33 corresponding to the first electrodes 23 is provided on the second substrate 3.

この第2の電極33は、図3及び図4に示すように、第1の基板2の第1の電極23と対向するように配置されており、表面331が、原子レベルで平坦化(例えば、算術平均粗さRaが2nm程度)され、上述のように第1の電極23の表面231と常温接合されている。第2の電極33は、例えば銅、アルミニウム又は金等の第1の電極23と同一の金属で構成されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the second electrode 33 is disposed so as to face the first electrode 23 of the first substrate 2, and the surface 331 is planarized at the atomic level (for example, The arithmetic average roughness Ra is about 2 nm) and is bonded to the surface 231 of the first electrode 23 at room temperature as described above. The second electrode 33 is made of the same metal as the first electrode 23 such as copper, aluminum, or gold.

第2のメタル層34は、第1のメタル層26と共に、第2の凹部31と第1の対向面201との間に形成される空間311を密封している。この第2のメタル層34の表面341は、原子レベルで平坦化されて、第1の基板2の第1のメタル層26と常温接合されている。   The second metal layer 34 seals the space 311 formed between the second recess 31 and the first facing surface 201 together with the first metal layer 26. The surface 341 of the second metal layer 34 is flattened at the atomic level and bonded to the first metal layer 26 of the first substrate 2 at room temperature.

この表面341は、図4に示すように、環状突起32の先端面321及び第2の電極33の表面331と実質的に同一の平面F2上に位置している。さらに、これらの環状突起32、第2の電極33及び第2のメタル層34は、当該平面F2上でそれぞれ密着しているため、この平面F2は、連続的に平坦となっている。   As shown in FIG. 4, the surface 341 is located on the same plane F <b> 2 as the tip surface 321 of the annular protrusion 32 and the surface 331 of the second electrode 33. Further, since the annular protrusion 32, the second electrode 33, and the second metal layer 34 are in close contact with each other on the plane F2, the plane F2 is continuously flat.

本実施形態における第2のメタル層34は、例えば、銅、アルミニウム、金等の金属で構成されている。本実施形態では、この第2のメタル層34を構成する金属が、第1の電極23、第1のメタル層26及び第2の電極33と同一の金属となっている。   The second metal layer 34 in the present embodiment is made of a metal such as copper, aluminum, or gold, for example. In the present embodiment, the metal constituting the second metal layer 34 is the same metal as the first electrode 23, the first metal layer 26, and the second electrode 33.

次に、本実施形態における検出装置1の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the detection apparatus 1 in this embodiment is demonstrated.

図9は本実施形態における検出装置の製造方法を示すフローチャート、図10は図9の第2の工程における第2の基板を示す断面斜視図、図11は図10のXI−XI線に沿った断面図、図12は図9の第2の工程における第2の基板を示す断面斜視図、図13は図12のXIII−XIII線に沿った断面図、図14は図9の第3の工程における第2の基板を示す断面斜視図、図15は図14のXV−XV線に沿った断面図、図16は図9の第3の工程を示す断面図である。なお、図10〜図15においては、第2の対向面301を図中上側に向けて図示している。   FIG. 9 is a flowchart showing a manufacturing method of the detection device in the present embodiment, FIG. 10 is a cross-sectional perspective view showing the second substrate in the second step of FIG. 9, and FIG. 11 is taken along the line XI-XI in FIG. 12 is a sectional perspective view showing the second substrate in the second step of FIG. 9, FIG. 13 is a sectional view taken along line XIII-XIII of FIG. 12, and FIG. 14 is a third step of FIG. FIG. 15 is a sectional view taken along line XV-XV in FIG. 14, and FIG. 16 is a sectional view showing a third step in FIG. 10 to 15, the second facing surface 301 is shown facing upward in the drawing.

本実施形態における検出装置1の製造方法は、図9に示すように、第1の工程S10と、第2の工程S20と、第3の工程S30と、第4の工程S40と、を備えている。   As shown in FIG. 9, the manufacturing method of the detection apparatus 1 in the present embodiment includes a first step S10, a second step S20, a third step S30, and a fourth step S40. Yes.

第1の工程S10は、第1の凹部21が形成された第1の基板本体20と、第1の凹部21の開口部分に配置された赤外線センサ22と、赤外線センサ22と電気的に接続された第1の電極23と、第1のメタル層26と、を有する第1の基板2を準備する工程である。この第1の工程S10で準備される第1の基板2では、第1のメタル層26の表面261と、第1の電極23の表面231とが実質的に同一の平面F1上に位置している。なお、第1の凹部21は、例えば第1の基板本体20をエッチングすることで形成されてる。   The first step S <b> 10 is electrically connected to the first substrate body 20 in which the first recess 21 is formed, the infrared sensor 22 disposed in the opening portion of the first recess 21, and the infrared sensor 22. In this step, the first substrate 2 having the first electrode 23 and the first metal layer 26 is prepared. In the first substrate 2 prepared in the first step S10, the surface 261 of the first metal layer 26 and the surface 231 of the first electrode 23 are located on substantially the same plane F1. Yes. The first recess 21 is formed, for example, by etching the first substrate body 20.

第2の工程S20は、第2の基板本体30と、第2の電極33と、第2のメタル層34と、を有する第2の基板3を準備する工程である。   The second step S <b> 20 is a step of preparing the second substrate 3 having the second substrate body 30, the second electrode 33, and the second metal layer 34.

この第2の工程S20は、基板成形工程と、めっき工程と、を含んでいる。   This second step S20 includes a substrate forming step and a plating step.

基板成形工程は、図10及び図11に示すように、マイクロレンズ312を底面に有する第2の凹部31と、環状突起32と、環状突起32の略中央部分に位置する貫通孔35と、を有する第2の基板本体30を成形する工程である。   As shown in FIGS. 10 and 11, the substrate forming step includes a second recess 31 having a microlens 312 on the bottom surface, an annular protrusion 32, and a through-hole 35 positioned at a substantially central portion of the annular protrusion 32. This is a step of forming the second substrate body 30 having the same.

この基板成形工程では、例えば、成形用の金型に、第2の基板本体30の材料となる粉状の硫化亜鉛(ZnS)を充填し、数10MPaで加圧した状態で、約1000度に5分程度加熱することで、硫化亜鉛を焼結させて第2の基板本体30を形成する。なお、CVD(Chemical Vapor Deposition)法によって、成形用の金型内に薄膜を蒸着させることで、この第2の基板本体30を成形してもよい。   In this substrate molding step, for example, in a state where the molding die is filled with powdered zinc sulfide (ZnS) as the material of the second substrate body 30 and pressed at a pressure of several tens of MPa to about 1000 degrees. The second substrate body 30 is formed by sintering zinc sulfide by heating for about 5 minutes. The second substrate body 30 may be molded by depositing a thin film in a molding die by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.

このように、焼結法やCVD法によって成形された状態の第2の基板本体30は、マイクロレンズ312を有する第2の凹部31と、環状突起32となる円錐台の突起と、を有している。本実施形態では、この円錐台の突起の中央部分をドリル加工して、第2の基板本体30に貫通孔35を形成すると共に、突起を円錐台から環状(環状突起32)に形成する。   As described above, the second substrate body 30 in a state formed by the sintering method or the CVD method includes the second concave portion 31 having the microlens 312 and the projection of the truncated cone that becomes the annular projection 32. ing. In this embodiment, the central portion of the projection of the truncated cone is drilled to form the through hole 35 in the second substrate body 30 and the projection is formed in an annular shape (annular projection 32) from the truncated cone.

めっき工程では、図12及び図13に示すように、マイクロレンズ312を保護膜50で被覆し、第2の基板本体30全体を無電解めっきする。次いで、第2の基板本体30を電解めっきする。これにより、第2の基板本体30の両面にめっき層41,42が積層され、第2のメタル層34が形成されると共に、貫通孔35内がめっきの材料で充填されて、第2の電極33が形成される。なお、このめっきの材料としては、例えば、銅、アルミ、金等の金属を挙げることができる。   In the plating step, as shown in FIGS. 12 and 13, the microlens 312 is covered with a protective film 50, and the entire second substrate body 30 is electrolessly plated. Next, the second substrate body 30 is electrolytically plated. Thus, the plating layers 41 and 42 are laminated on both surfaces of the second substrate body 30 to form the second metal layer 34, and the inside of the through hole 35 is filled with the plating material, so that the second electrode 33 is formed. Examples of the plating material include metals such as copper, aluminum, and gold.

第3の工程S30では、図14及び図15に示すように、第2の基板本体30の主面302に積層されためっき層42をラッピング及び研磨して主面302を露出させる。さらに、第2の基板本体30の第2の対向面301に積層されためっき層41をラッピング及び研磨して、環状突起32の先端面321をめっき層41から露出させ、第2の電極33と第2のメタル層34とを電気的に絶縁させる。   In the third step S30, as shown in FIGS. 14 and 15, the plating layer 42 laminated on the main surface 302 of the second substrate body 30 is lapped and polished to expose the main surface 302. Further, the plating layer 41 laminated on the second facing surface 301 of the second substrate body 30 is lapped and polished so that the tip surface 321 of the annular protrusion 32 is exposed from the plating layer 41, and the second electrode 33 and The second metal layer 34 is electrically insulated.

この際に、第2の電極33の表面331及び第2のメタル層34の表面341の算術平均粗さRaを2nm程度に仕上げると共に、マイクロレンズ312から平面F2までの距離L2を、設計値に対して所定の範囲内(例えば±15μm)となるように仕上げる。   At this time, the arithmetic average roughness Ra of the surface 331 of the second electrode 33 and the surface 341 of the second metal layer 34 is finished to about 2 nm, and the distance L2 from the microlens 312 to the plane F2 is set to the design value. On the other hand, finishing is performed within a predetermined range (for example, ± 15 μm).

本実施形態では、環状突起32の幅Wが、先端面321から第2の対向面301に向かうに従って連続的に広くなっているので、ラッピング量及び研磨量に比例して、先端面321の幅Wが広くなる。   In the present embodiment, since the width W of the annular protrusion 32 continuously increases from the tip surface 321 toward the second facing surface 301, the width of the tip surface 321 is proportional to the lapping amount and the polishing amount. W becomes wider.

このため、本実施形態では、先端面321の幅Wに基づいて、環状突起32、第2の電極33及び第2のメタル層34をラッピング及び研磨する量を決定することが可能となっている。例えば、環状突起32の外周面322の角度θ(図4参照)が45度の場合には、ラッピング及び研磨によって、環状突起32の先端面321の幅Wが10μm広くなったことで、環状突起32、第2の電極33及び第2のメタル層34を10μm分削ったものと判断できる。   For this reason, in this embodiment, it is possible to determine the amount of lapping and polishing the annular protrusion 32, the second electrode 33, and the second metal layer 34 based on the width W of the distal end surface 321. . For example, when the angle θ (see FIG. 4) of the outer peripheral surface 322 of the annular protrusion 32 is 45 degrees, the width W of the tip surface 321 of the annular protrusion 32 is increased by 10 μm by lapping and polishing. 32, the second electrode 33 and the second metal layer 34 can be determined to have been cut by 10 μm.

ここで、第3の工程S30における研磨工程について説明すると、図16に示すように、第2の基板3を、WAX62を用いて冶具63に固定し、回転する研磨パッド61に、押し付ける。なお、この研磨パッド61上には、スリラー60が塗布されている。   Here, the polishing step in the third step S30 will be described. As shown in FIG. 16, the second substrate 3 is fixed to the jig 63 using the WAX 62 and pressed against the rotating polishing pad 61. A chiller 60 is applied on the polishing pad 61.

この研磨工程において平面F2を研磨する際には、同図に示すように、治具63に、環状突起32に向かって発光する発光デバイス64を取り付ける。これにより、研磨パッド61において環状突起32と対向する部分には、環状突起32を透過した発光デバイス64の光が照射される。一方、第2の電極33及び第2のメタル層34は、光を透過できないため、研磨パッド61において第2の電極33及び第2のメタル層34と対向する部分には、発光デバイス64の光が照射されない。   When the flat surface F2 is polished in this polishing step, a light emitting device 64 that emits light toward the annular protrusion 32 is attached to the jig 63 as shown in FIG. As a result, the portion of the polishing pad 61 that faces the annular protrusion 32 is irradiated with light from the light emitting device 64 that has passed through the annular protrusion 32. On the other hand, since the second electrode 33 and the second metal layer 34 cannot transmit light, the portion of the polishing pad 61 that faces the second electrode 33 and the second metal layer 34 has light of the light emitting device 64. Is not irradiated.

このような状態で研磨を実施すれば、上述したように、研磨量に比例して環状突起32の先端面321の幅Wが広くなることに伴って、研磨パッド61に照射される光の像の面積(環状の線幅)も広くなる。本実施形態では、この光の像の面積(環状の線幅)を、目視による確認やカメラを用いて画像解析することで、所定の研磨量に至ったか否かを判断することができる。   If polishing is performed in such a state, as described above, the image of the light applied to the polishing pad 61 as the width W of the tip surface 321 of the annular protrusion 32 increases in proportion to the polishing amount. The area (annular line width) is also increased. In the present embodiment, it is possible to determine whether or not a predetermined polishing amount has been reached by performing visual confirmation or image analysis using a camera on the area (annular line width) of the light image.

具体的には、研磨の工程中に、一旦、第2の基板3を治具63と共に研磨パッド61から離反させ、研磨パッド61に照射された光の像を、目視やカメラで確認する。光の像の面積(幅)が所定値に達しておらず、研磨量が所定量に至っていない場合には、再度、治具63を介して第2の基板3を研磨パッド61に押し付けて研磨を続行する。このように、本実施形態では、研磨の加工状況を確認するために基板を治具から取り外す必要がないので、研磨工程における工数の削減を図ることが可能となっている。   Specifically, during the polishing process, the second substrate 3 is once separated from the polishing pad 61 together with the jig 63, and an image of light irradiated on the polishing pad 61 is confirmed visually or with a camera. When the area (width) of the light image has not reached the predetermined value and the polishing amount has not reached the predetermined amount, the second substrate 3 is again pressed against the polishing pad 61 through the jig 63 for polishing. To continue. As described above, in this embodiment, it is not necessary to remove the substrate from the jig in order to check the polishing processing status, so that the number of steps in the polishing process can be reduced.

なお、研磨の加工状況の確認方法は、上記の方法に限定されない。例えば、第2のメタル層によって反射した発光デバイスの光をモニタリングしてもよい。   The method for confirming the processing status of polishing is not limited to the above method. For example, the light of the light emitting device reflected by the second metal layer may be monitored.

第4の工程S40では、赤外線センサ22とマイクロレンズ312を対向させた状態で、第1及び第2のメタル層26,34を常温接合すると共に、第1及び第2の電極23,33を常温接合する。この際に、第1及び第2の基板2,3の間に形成される空間311を、大気圧よりも減圧された真空状態に密封する。   In the fourth step S40, the first and second metal layers 26 and 34 are bonded at room temperature with the infrared sensor 22 and the microlens 312 facing each other, and the first and second electrodes 23 and 33 are bonded at room temperature. Join. At this time, the space 311 formed between the first and second substrates 2 and 3 is sealed in a vacuum state in which the pressure is reduced from the atmospheric pressure.

次に、本実施形態の作用について説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described.

本実施形態では、第2の電極33と第2のメタル層34との間に、環状突起32を設けている。この環状突起32は、第2の電極33と第2のメタル層34とを絶縁させるという機能を発揮することに加えて、環状突起32の先端面321が第1の基板2との接合面としても機能している。   In the present embodiment, an annular protrusion 32 is provided between the second electrode 33 and the second metal layer 34. In addition to exhibiting the function of insulating the second electrode 33 and the second metal layer 34, the annular protrusion 32 serves as a joint surface with the first substrate 2 for the tip surface 321 of the annular protrusion 32. Is also functioning.

本実施形態では、この環状突起32によって、第2の基板3の平面F2全面を第1の基板2に接合させることができるため、第1及び第2の基板2,3の接合面積を広くすることが可能となる。これにより、空間311の気密性を向上させ、検出装置1におけるパッケージとしての信頼性を向上させることが可能となっている。   In the present embodiment, since the entire surface F2 of the second substrate 3 can be bonded to the first substrate 2 by the annular protrusion 32, the bonding area of the first and second substrates 2 and 3 is increased. It becomes possible. Thereby, the airtightness of the space 311 can be improved, and the reliability as a package in the detection apparatus 1 can be improved.

また、第2の基板3に環状突起32を設けることで、環状突起32の先端面321、第2の電極33の表面331及び第2のメタル層34の表面341から構成される平面F2が、連続的に平坦となる。これにより、上述した常温接合のために平面F2をラッピング及び研磨する際(平坦化する際)に、第2の電極33や第2のメタル層34のエッジ部分に面ダレや欠けが発生するのを防止することができ、第1及び第2の基板2,3の接合面の面積が狭くなることを抑制している。   Further, by providing the annular protrusion 32 on the second substrate 3, the plane F <b> 2 constituted by the tip surface 321 of the annular protrusion 32, the surface 331 of the second electrode 33, and the surface 341 of the second metal layer 34 is It becomes flat continuously. As a result, when the flat surface F2 is lapped and polished (planarized) for the above-described room temperature bonding, surface sagging or chipping occurs at the edge portions of the second electrode 33 or the second metal layer 34. This can prevent the area of the joint surface between the first and second substrates 2 and 3 from becoming narrow.

ここで、こういったラッピングや研磨をする際には、マイクロレンズ312を保護するために、保護膜50(図12〜図15参照)でマイクロレンズ312を覆う必要がある。このため、ラッピングや研磨を実施している間は、マイクロレンズ312から平面F2までの距離L2(図15参照)を直接的に測定することが不可能となっている。   Here, when performing such lapping or polishing, it is necessary to cover the microlens 312 with the protective film 50 (see FIGS. 12 to 15) in order to protect the microlens 312. For this reason, it is impossible to directly measure the distance L2 (see FIG. 15) from the microlens 312 to the plane F2 while lapping or polishing is being performed.

これに対し、本実施形態では、環状突起32の幅Wが、先端面321から第2の対向301に向かうに従って連続的に広くなっている。このため、第2の電極33、第2のメタル層34及び環状突起32をラッピング及び研磨する際には、この環状突起32の先端面321の幅Wがラッピング量及び研磨量に比例して広くなる。   On the other hand, in the present embodiment, the width W of the annular protrusion 32 continuously increases from the front end surface 321 toward the second facing 301. For this reason, when lapping and polishing the second electrode 33, the second metal layer 34, and the annular protrusion 32, the width W of the tip surface 321 of the annular protrusion 32 is increased in proportion to the lapping amount and the polishing amount. Become.

これにより、マイクロレンズ312から平面F2までの距離L2を直接的に測定しなくても、環状突起32の幅Wを測定することで、当該距離L2を推測することが可能となる。すなわち、本実施形態では、環状突起32の先端面321の幅Wに基づいて、第2の電極33、第2のメタル層34及び環状突起32におけるラッピング量及び研磨量を決定することが可能となっている。こういった方法でラッピング量及び研磨量を決定することで、めっき層41の厚さのバラツキの影響を受けることなく、正確にラッピング及び研磨できる。   Thus, the distance L2 can be estimated by measuring the width W of the annular protrusion 32 without directly measuring the distance L2 from the microlens 312 to the plane F2. That is, in the present embodiment, the lapping amount and the polishing amount in the second electrode 33, the second metal layer 34, and the annular protrusion 32 can be determined based on the width W of the tip end surface 321 of the annular protrusion 32. It has become. By determining the lapping amount and the polishing amount by such a method, lapping and polishing can be performed accurately without being affected by the variation in the thickness of the plating layer 41.

このように、環状突起32、第2の電極33及び第2のメタル層34におけるラッピング量及び研磨量を判断できることで、図3に示すように、第1及び第2の基板2,3を接合した状態において、マイクロレンズ312から赤外線センサ22までの距離L1を、設計値に対して精度よく仕上げることが可能となる。その結果、赤外線を赤外線センサ22に集中させることができ、赤外線センサ22の感度を向上させることが可能となる。   As described above, since the lapping amount and the polishing amount in the annular protrusion 32, the second electrode 33, and the second metal layer 34 can be determined, the first and second substrates 2 and 3 are joined as shown in FIG. In this state, the distance L1 from the micro lens 312 to the infrared sensor 22 can be accurately finished with respect to the design value. As a result, infrared rays can be concentrated on the infrared sensor 22 and the sensitivity of the infrared sensor 22 can be improved.

なお、本実施形態では、図4に示すように、環状突起32の外周面322をテーパー状の斜面としたが、図8に示すように、環状突起32の外周面322を所定の曲率で傾斜させた場合には、設計値付近の高さにおいて曲率が大きくなるようにしてもよい。これにより、ラッピング又は研磨する際に、設計値付近で先端面321の幅Wの広がり方が顕著となるので、所定のラッピング量又は研磨量に至ったことが分かりやすくなり、ラッピング又は研磨の精度を向上させることができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the outer peripheral surface 322 of the annular protrusion 32 is a tapered slope, but as shown in FIG. 8, the outer peripheral surface 322 of the annular protrusion 32 is inclined with a predetermined curvature. In such a case, the curvature may increase at a height near the design value. As a result, when lapping or polishing, the way in which the width W of the front end surface 321 widens becomes prominent near the design value, so that it is easy to understand that a predetermined lapping amount or polishing amount has been reached, and the accuracy of lapping or polishing is increased. Can be improved.

ここで、本実施形態では、上述のように、常温接合で第1及び第2の電極の接合を行っているが、第1及び第2の電極を半導体装置内部の空間内に露出させて、バンプを介して両者を接合することも可能である。しかしながら、この方法では、バンプの高さのバラツキや、電極の高さのバラツキを修正できず、第1及び第2の基板を接合した際に両者の間に応力が生じ易くなる。   Here, in the present embodiment, as described above, the first and second electrodes are bonded by room temperature bonding, but the first and second electrodes are exposed in the space inside the semiconductor device, It is also possible to join both via bumps. However, according to this method, variations in bump height and electrode height cannot be corrected, and stress is easily generated between the first and second substrates when the first and second substrates are joined.

これに対し、本実施形態では、第1の電極23の表面231と第1のメタル層26の表面261を一括してラッピング及び研磨することで、第1の電極23の表面231と第1のメタル層26の表面261を、実質的に同一の平面F1上に位置させている。さらに、第2の電極33の表面331と第2のメタル層34の表面341を一括してラッピング及び研磨することで、第2の電極33の表面331と第2のメタル層34の表面341を、実質的に同一の平面F2上に位置させている。これにより、本実施形態では、第1及び第2の電極23,33の高さのバラツキや、第1及び第2のメタル層26,34の高さのバラツキを低減させて、第1及び第2の基板2,3の間に応力を生じ難くしている。   In contrast, in the present embodiment, the surface 231 of the first electrode 23 and the surface 261 of the first metal layer 26 are collectively lapped and polished, so that the surface 231 of the first electrode 23 and the first The surface 261 of the metal layer 26 is positioned on the substantially same plane F1. Further, lapping and polishing the surface 331 of the second electrode 33 and the surface 341 of the second metal layer 34 together, the surface 331 of the second electrode 33 and the surface 341 of the second metal layer 34 are obtained. , They are positioned on substantially the same plane F2. Accordingly, in the present embodiment, the first and second electrodes 23 and 33 and the first and second metal layers 26 and 34 are reduced in height variation and the first and second electrodes 23 and 33 are reduced in height variation. It is difficult to generate stress between the two substrates 2 and 3.

また、本実施形態では、第1及び第2の基板2,3を常温接合することで、接合時に第1及び第2の基板2,3に生じる残留応力を低減させており、パッケージの信頼性を向上させている。   In the present embodiment, the first and second substrates 2 and 3 are bonded at room temperature to reduce the residual stress generated in the first and second substrates 2 and 3 at the time of bonding. Has improved.

ここで、常温接合を行うためには、基板同士を原子レベルで平坦化する必要がある。本実施形態では、仮に、第1及び第2の基板2,3自体を原子レベルで平坦化できない場合においても、原子レベルで平坦化可能な第1及び第2のメタル層26,34をそれぞれ設けることで、第1及び第2の基板2,3の常温接合を可能としている。   Here, in order to perform room temperature bonding, it is necessary to planarize the substrates at the atomic level. In the present embodiment, even if the first and second substrates 2 and 3 themselves cannot be planarized at the atomic level, the first and second metal layers 26 and 34 that can be planarized at the atomic level are provided. Thus, the first and second substrates 2 and 3 can be bonded at room temperature.

また、本実施形態では、第1及び第2の基板2,3を接合して、空間311を真空状態に密封しているので、外部からの衝撃やダストから赤外線センサ22を保護することができると共に、赤外線センサ22の吸湿も抑制可能となっている。   In this embodiment, since the first and second substrates 2 and 3 are joined and the space 311 is sealed in a vacuum state, the infrared sensor 22 can be protected from external impact and dust. At the same time, moisture absorption by the infrared sensor 22 can be suppressed.

また、本実施形態では、ウェハレベルでのパッケージングが可能となっているため、検出装置1の製造コストを低減させることも可能となっている。   Further, in the present embodiment, since packaging at the wafer level is possible, the manufacturing cost of the detection apparatus 1 can be reduced.

<<第2実施形態>>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

図17は本実施形態における検出装置の環状突起を示す断面図、図18は本実施形態における第3の工程の環状突起を示す断面図、図19は図18の環状突起を下面側から見た平面図である。   FIG. 17 is a cross-sectional view showing the annular protrusion of the detection device in this embodiment, FIG. 18 is a cross-sectional view showing the annular protrusion in the third step in this embodiment, and FIG. 19 is a view of the annular protrusion in FIG. It is a top view.

本実施形態では、環状突起32aの形状が第1実施形態と相違するが、それ以外の構成については、第1実施形態と同様である。以下に、本実施形態における検出装置1aを、第1実施形態と相違する部分についてのみ説明し、第1実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して、説明を省略する。   In the present embodiment, the shape of the annular protrusion 32a is different from that of the first embodiment, but other configurations are the same as those of the first embodiment. Below, only the part which is different from 1st Embodiment is demonstrated about the detection apparatus 1a in this embodiment, About the part same as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

本実施形態では、図17に示すように、環状突起32aの幅Wが、第2の対向面301から先端面321aに向かって段階的に狭くなるようになっている。すなわち、第2の環状突起32aの外周面322aは、階段状に形成されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 17, the width W of the annular protrusion 32a is gradually reduced from the second facing surface 301 toward the distal end surface 321a. That is, the outer peripheral surface 322a of the second annular protrusion 32a is formed in a step shape.

本実施形態においても、第2の電極33と第2のメタル層34との間に、環状突起32aを設けることで、第1及び第2の基板2,3の接合面積を広くしている。これにより、空間311の気密性を向上させ、検出装置1aにおけるパッケージとしての信頼性を向上させることを可能としている。   Also in this embodiment, by providing the annular protrusion 32a between the second electrode 33 and the second metal layer 34, the bonding area of the first and second substrates 2 and 3 is increased. Thereby, the airtightness of the space 311 can be improved, and the reliability as a package in the detection apparatus 1a can be improved.

次に、本実施形態における検出装置1aの製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the detection apparatus 1a in this embodiment is demonstrated.

本実施形態における第3の工程S30では、環状突起32aをラッピング及び研磨するに従って、図18に示すように、第2のメタル層34から露出した環状突起32aの幅Wが段階的に広くなる。図18及び図19では、環状突起32aを、表面321aからH1の深さまで削ると、幅WがW0からW1となり、さらにH2の深さまで削ると、幅WがW2となる様子が分かる。これにより、例えば、環状突起32aの幅WがW0からW1になったことにより、H1分のラッピング及び研磨を実行したことが分かる。或いは、環状突起32aの線端面321aの幅WがW1となった時点で、所定のラッピング量及び研磨量に至ったことを確認できる。   In the third step S30 in the present embodiment, as the annular protrusion 32a is lapped and polished, the width W of the annular protrusion 32a exposed from the second metal layer 34 gradually increases as shown in FIG. In FIGS. 18 and 19, it can be seen that when the annular protrusion 32a is cut from the surface 321a to the depth of H1, the width W is changed from W0 to W1, and further when it is cut to the depth of H2, the width W is changed to W2. Thereby, for example, it is understood that lapping and polishing for H1 have been executed when the width W of the annular protrusion 32a is changed from W0 to W1. Alternatively, when the width W of the line end surface 321a of the annular protrusion 32a becomes W1, it can be confirmed that the predetermined lapping amount and polishing amount have been reached.

このように、本実施形態においても、マイクロレンズ312から平面F2までの距離L2(図15参照)を直接的に測定しなくとも、環状突起32aの先端面321aの幅Wに基づいて、ラッピング量及び研磨量を決定することができる。   Thus, also in this embodiment, the wrapping amount is based on the width W of the tip end surface 321a of the annular protrusion 32a without directly measuring the distance L2 (see FIG. 15) from the microlens 312 to the plane F2. And the amount of polishing can be determined.

これにより、当該距離L2を設計値に対して精度よく実現することが可能となり、第1及び第2の基板2,3を接合した状態において、マイクロレンズ312から赤外線センサ22までの距離L1(図3参照)を、設計値に対して精度よく仕上げることができる。その結果、赤外線を赤外線センサ22に集中させることができ、赤外線センサ22の感度を向上させることが可能となる。   Thus, the distance L2 can be accurately realized with respect to the design value, and the distance L1 from the microlens 312 to the infrared sensor 22 in the state where the first and second substrates 2 and 3 are joined (see FIG. 3) can be accurately finished with respect to the design value. As a result, infrared rays can be concentrated on the infrared sensor 22 and the sensitivity of the infrared sensor 22 can be improved.

また、第1実施形態と同様に、本実施形態においても、第2の基板3を治具63に固定した状態で、研磨の加工状況を確認することが可能となっているため、研磨工程における工数の削減を図ることができる。   Further, similarly to the first embodiment, in the present embodiment, it is possible to check the polishing processing state in a state where the second substrate 3 is fixed to the jig 63. Man-hours can be reduced.

また、第1実施形態と同様に、本実施形態においても平面F2が連続的に平坦となっているため、第3の工程S30の際に、第2の電極33や第2のメタル層34のエッジ部分に面ダレや欠けが発生するのを防止することができる。これにより、本実施形態においても、第1及び第2の基板2,3における接合面の面積が狭くなることが抑制されている。   Similarly to the first embodiment, in this embodiment, the plane F2 is continuously flat. Therefore, in the third step S30, the second electrode 33 and the second metal layer 34 are removed. It is possible to prevent the sag or chipping at the edge portion. Thereby, also in this embodiment, it is suppressed that the area of the joint surface in the 1st and 2nd board | substrates 2 and 3 becomes narrow.

また、第1実施形態と同様に、本実施形態においても、第1の電極23の表面231と第1のメタル層26の表面261を、実質的に同一の平面F1上に位置させ、第2の電極33の表面331と第2のメタル層34の表面341を、実質的に同一の平面F2上に位置させて、第1及び第2の基板2,3をバンプレスで接合している。これにより、第1及び第2の電極23,33の高さのバラツキや、第1及び第2のメタル層26,34の高さのバラツキが低減され、第1及び第2の基板2,3の間に応力が生じ難くなっている。   Similarly to the first embodiment, in the present embodiment, the surface 231 of the first electrode 23 and the surface 261 of the first metal layer 26 are located on the substantially same plane F1, and the second The surface 331 of the electrode 33 and the surface 341 of the second metal layer 34 are positioned on substantially the same plane F2, and the first and second substrates 2 and 3 are joined by bumpless. Thereby, the variation in the height of the first and second electrodes 23 and 33 and the variation in the height of the first and second metal layers 26 and 34 are reduced, and the first and second substrates 2 and 3 are reduced. Stress is less likely to occur between the two.

また、第1実施形態と同様に、本実施形態においても、第1及び第2の基板2,3を常温接合することで、接合時に第1及び第2の基板2,3に生じる残留応力を低減させており、パッケージの信頼性を向上させている。また、本実施形態においても、原子レベルで平坦化可能な第1及び第2のメタル層26,34を設けることで、原子レベルで平坦化できない基板同士の常温接合を可能としている。   Similarly to the first embodiment, in this embodiment, the first and second substrates 2 and 3 are bonded at room temperature, so that the residual stress generated in the first and second substrates 2 and 3 at the time of bonding is reduced. The reliability of the package is improved. Also in this embodiment, by providing the first and second metal layers 26 and 34 that can be flattened at the atomic level, room temperature bonding between substrates that cannot be flattened at the atomic level is possible.

また、本実施形態においても、第1及び第2の基板2,3を接合して、空間311を真空状態で密封しているので、外部からの衝撃やダストから赤外線センサ22を保護することができると共に、赤外線センサ22の吸湿も抑制可能となっている。   Also in this embodiment, since the first and second substrates 2 and 3 are joined and the space 311 is sealed in a vacuum state, the infrared sensor 22 can be protected from external impact and dust. In addition, moisture absorption by the infrared sensor 22 can be suppressed.

また、本実施形態においても、ウェハレベルでのパッケージングが可能となっているため、検出装置1aの製造コストを低減させることも可能となっている。   Also in the present embodiment, since packaging at the wafer level is possible, the manufacturing cost of the detection apparatus 1a can be reduced.

<<第3実施形態>>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
<< Third Embodiment >>
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

図20は本実施形態における検出装置の環状突起及び補助突起を示す断面図、図21は図20のXXI−XXI線に沿った断面図、図22は本実施形態における第3の工程の環状突起及び補助突起を示す断面図である。   20 is a cross-sectional view showing the annular protrusion and the auxiliary protrusion of the detection device in the present embodiment, FIG. 21 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI in FIG. 20, and FIG. It is sectional drawing which shows an auxiliary protrusion.

本実施形態では、環状突起32bが円筒状に形成されている点と、環状突起32bの他に補助突起36a,36bが第2の基板3に設けられている点と、において第1実施形態と相違するが、それ以外の構成については、第1実施形態と同様である。以下に、本実施形態における検出装置1bを、第1実施形態と相違する部分についてのみ説明し、第1実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して、説明を省略する。   In the present embodiment, the point that the annular protrusion 32b is formed in a cylindrical shape and the point that auxiliary protrusions 36a and 36b are provided on the second substrate 3 in addition to the annular protrusion 32b are the same as in the first embodiment. Although different, other configurations are the same as those in the first embodiment. Below, only the part which is different from 1st Embodiment is demonstrated about the detection apparatus 1b in this embodiment, About the part same as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

本実施形態では、図20に示すように、環状突起32bの他に補助突起36a,36bが第2の基板本体30の第2の対向面301に設けられている。補助突起36a,36bは、いずれも環状突起32bから離れた位置に設けられている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 20, auxiliary projections 36 a and 36 b are provided on the second facing surface 301 of the second substrate body 30 in addition to the annular projection 32 b. The auxiliary projections 36a and 36b are both provided at positions away from the annular projection 32b.

また、この補助突起36aの高さは、検出装置1bが完成した状態においては、環状突起32bと実質的に同一となっており、補助突起36aの先端面361aが第2のメタル層34から露出している。一方、補助突起36aがラッピング及び研磨される前の状態においては、補助突起36aの高さは、図22に示すように、環状突起32bよりも低くなっている。   The height of the auxiliary protrusion 36a is substantially the same as that of the annular protrusion 32b when the detection device 1b is completed, and the tip surface 361a of the auxiliary protrusion 36a is exposed from the second metal layer 34. is doing. On the other hand, before the auxiliary protrusion 36a is lapped and polished, the height of the auxiliary protrusion 36a is lower than the annular protrusion 32b as shown in FIG.

一方、補助突起36bの高さは、図21に示すように、環状突起32b及び補助突起36aよりも若干低くなっており、補助突起36bの先端面361bが第2のメタル層34から僅かに露出した状態となっている。すなわち、本実施形態における補助突起36bの先端面361bは、環状突起32bの先端面321bよりも低い部分を含んでいる。   On the other hand, as shown in FIG. 21, the height of the auxiliary protrusion 36b is slightly lower than the annular protrusion 32b and the auxiliary protrusion 36a, and the front end surface 361b of the auxiliary protrusion 36b is slightly exposed from the second metal layer 34. It has become a state. That is, the front end surface 361b of the auxiliary projection 36b in the present embodiment includes a lower portion than the front end surface 321b of the annular projection 32b.

なお、本実施形態では、上記のように、第2の基板3に2つの補助突起36a,36bが形成されているが、補助突起の数は特に限定されず、例えば3つ以上であってもよい。   In the present embodiment, as described above, the two auxiliary protrusions 36a and 36b are formed on the second substrate 3. However, the number of auxiliary protrusions is not particularly limited, and may be, for example, three or more. Good.

本実施形態においても、第2の電極33と第2のメタル層34との間に、環状突起32bを設けることで、第1及び第2の基板2,3の接合面の面積を広くしている。これにより、空間311の気密性を向上させ、検出装置1bにおけるパッケージとしての信頼性を向上させることを可能としている。   Also in the present embodiment, by providing the annular protrusion 32b between the second electrode 33 and the second metal layer 34, the area of the bonding surface of the first and second substrates 2 and 3 is increased. Yes. Thereby, the airtightness of the space 311 can be improved, and the reliability as a package in the detection apparatus 1b can be improved.

次に、本実施形態における検出装置1bの製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the detection apparatus 1b in this embodiment is demonstrated.

本実施形態における第2の工程S20では、補助突起36a,36bに対応する凹部が形成された成形用の金型を用いて、焼結法又はCVD法によって第2の基板本体30を形成する。   In the second step S20 in the present embodiment, the second substrate body 30 is formed by a sintering method or a CVD method using a molding die in which concave portions corresponding to the auxiliary protrusions 36a and 36b are formed.

本実施形態における第3の工程S30では、図22に示すように、H3までラッピング及び研磨すると、補助突起36aの先端面361aが第2のメタル層34から露出し、さらに、H4までラッピング及び研磨すると、補助突起36bの先端面361bが第2のメタル層34から露出する。   In the third step S30 in the present embodiment, as shown in FIG. 22, when lapping and polishing to H3, the tip surface 361a of the auxiliary projection 36a is exposed from the second metal layer 34, and further lapping and polishing to H4. Then, the front end surface 361 b of the auxiliary protrusion 36 b is exposed from the second metal layer 34.

本実施形態では、例えば、補助突起36bが第2のメタル層34から露出し始めた状態に基づいて、所定のラッピング量又は研磨量に至ったことを確認することができる。また、この場合においては、補助突起36aの先端面361aが第2のメタル層34から露出した段階で、残りL3(L3=H4−H3)分を、ラッピング及び研磨すればよいことが分かる。   In the present embodiment, for example, it can be confirmed that a predetermined lapping amount or polishing amount has been reached based on the state in which the auxiliary protrusion 36b starts to be exposed from the second metal layer 34. In this case, it is understood that the remaining L3 (L3 = H4-H3) may be lapped and polished at the stage where the tip surface 361a of the auxiliary protrusion 36a is exposed from the second metal layer 34.

すなわち、本実施形態では、マイクロレンズ312から平面F2までの距離L2(図15参照)を直接的に測定しなくても、先端面361a,361bの露出面積(露出パターン)に基づいて、削るべきラッピング量及び研磨量を判断することが可能となっている。   That is, in the present embodiment, the distance L2 (see FIG. 15) from the microlens 312 to the plane F2 is not directly measured, but should be cut based on the exposed areas (exposed patterns) of the tip surfaces 361a and 361b. It is possible to determine the lapping amount and the polishing amount.

これにより、マイクロレンズ312から赤外線センサ22までの距離L1(図3参照)を、設計値に対して精度よく仕上げることができる。その結果、赤外線を赤外線センサ22に集中させることができ、赤外線センサ22の感度を向上させることが可能となっている。   Thereby, the distance L1 (see FIG. 3) from the microlens 312 to the infrared sensor 22 can be accurately finished with respect to the design value. As a result, the infrared rays can be concentrated on the infrared sensor 22 and the sensitivity of the infrared sensor 22 can be improved.

また、第1実施形態と同様に、本実施形態においても、第2の基板3を治具63に固定した状態で、研磨の加工状況を確認することが可能となっているため、研磨工程における工数の削減を図ることができる。   Further, similarly to the first embodiment, in the present embodiment, it is possible to check the polishing processing state in a state where the second substrate 3 is fixed to the jig 63. Man-hours can be reduced.

また、第1実施形態と同様に、本実施形態においても、平面F2が連続的に平坦となっているため、第3の工程S30の際に、第2の電極33や第2のメタル層34のエッジ部分に面ダレや欠けが発生するのを防止することができる。これにより、本実施形態においても、第1及び第2の基板2,3の接合面積が狭くなることが抑制されている。   Similarly to the first embodiment, since the plane F2 is continuously flat in the present embodiment, the second electrode 33 and the second metal layer 34 are used in the third step S30. It is possible to prevent the occurrence of sagging or chipping at the edge portion of the sheet. Thereby, also in this embodiment, it is suppressed that the junction area of the 1st and 2nd board | substrates 2 and 3 becomes narrow.

また、第1実施形態と同様に、本実施形態においても、第1の電極23の表面231と第1のメタル層26の表面261を、実質的に同一の平面F1上に位置させ、第2の電極33の表面331と第2のメタル層34の表面341を、実質的に同一の平面F2上に位置させて、第1及び第2の基板2,3をバンプレスで接合している。これにより、第1及び第2の電極23,33の高さのバラツキや、第1及び第2のメタル層26,34の高さのバラツキが低減され、第1及び第2の基板2,3の間に応力が生じ難くなっている。   Similarly to the first embodiment, in the present embodiment, the surface 231 of the first electrode 23 and the surface 261 of the first metal layer 26 are located on the substantially same plane F1, and the second The surface 331 of the electrode 33 and the surface 341 of the second metal layer 34 are positioned on substantially the same plane F2, and the first and second substrates 2 and 3 are joined by bumpless. Thereby, the variation in the height of the first and second electrodes 23 and 33 and the variation in the height of the first and second metal layers 26 and 34 are reduced, and the first and second substrates 2 and 3 are reduced. Stress is less likely to occur between the two.

また、第1実施形態と同様に、本実施形態においても、第1及び第2の基板2,3を常温接合することで、接合時に第1及び第2の基板2,3に生じる残留応力を低減させており、パッケージの信頼性を向上させている。また、本実施形態においても、原子レベルで平坦化可能な第1及び第2のメタル層26,34を設けることで、原子レベルで平坦化できない基板同士の常温接合を可能としている。   Similarly to the first embodiment, in this embodiment, the first and second substrates 2 and 3 are bonded at room temperature, so that the residual stress generated in the first and second substrates 2 and 3 at the time of bonding is reduced. The reliability of the package is improved. Also in this embodiment, by providing the first and second metal layers 26 and 34 that can be flattened at the atomic level, room temperature bonding between substrates that cannot be flattened at the atomic level is possible.

また、本実施形態においても、第1及び第2の基板2,3を接合して、空間311を真空状態に密封しているので、外部からの衝撃やダストから赤外線センサ22を保護することができると共に、赤外線センサ22の吸湿も抑制可能となっている。   Also in this embodiment, since the first and second substrates 2 and 3 are joined and the space 311 is sealed in a vacuum state, the infrared sensor 22 can be protected from external impact and dust. In addition, moisture absorption by the infrared sensor 22 can be suppressed.

また、本実施形態においても、ウェハレベルでのパッケージングが可能となっているため、検出装置1bの製造コストを低減させることも可能となっている。 Also in this embodiment, since packaging at the wafer level is possible, the manufacturing cost of the detection apparatus 1b can be reduced.

<<第4実施形態>>
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
<< Fourth embodiment >>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

図23は本実施形態における検出装置の環状突起及び補助突起を示す断面図、図24は図23のXXIV−XXIV線に沿った断面図である。   FIG. 23 is a cross-sectional view showing the annular protrusion and the auxiliary protrusion of the detection device in this embodiment, and FIG. 24 is a cross-sectional view taken along the line XXIV-XXIV in FIG.

本実施形態では、環状突起32cが円筒状に形成されている点と、環状突起32cの他に補助突起36cが第2の基板3に設けられている点と、において第1実施形態と相違するが、それ以外の構成については、第1実施形態と同様である。以下に、本実施形態における検出装置1cを、第1実施形態と相違する部分についてのみ説明し、第1実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して、説明を省略する。   This embodiment differs from the first embodiment in that the annular protrusion 32c is formed in a cylindrical shape and in that an auxiliary protrusion 36c is provided on the second substrate 3 in addition to the annular protrusion 32c. However, other configurations are the same as those in the first embodiment. Below, only the part which is different from 1st Embodiment is demonstrated about the detection apparatus 1c in this embodiment, About the part same as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

本実施形態では、図23及び図24に示すように、環状突起32cの外側に、環状突起32cを囲繞する補助突起36cが設けられている。この補助突起36cの先端面361cは、先端面361c全面の約3分の2の部分が、第2のメタル層34から露出し、先端面361c全面の約3分の1の部分が、第2のメタル層34に覆われている。すなわち、本実施形態における補助突起36cの先端面361cは、環状突起32cの先端面321cよりも低い部分を含んでいる。   In this embodiment, as shown in FIGS. 23 and 24, an auxiliary projection 36c surrounding the annular projection 32c is provided outside the annular projection 32c. The tip surface 361c of the auxiliary protrusion 36c is exposed from the second metal layer 34 at about two-thirds of the entire tip surface 361c, and about one-third of the entire tip surface 361c is second. The metal layer 34 is covered. That is, the front end surface 361c of the auxiliary projection 36c in the present embodiment includes a portion lower than the front end surface 321c of the annular projection 32c.

本実施形態における補助突起36cは、ラッピング又は研磨される前の状態においては、先端面361cが、先端361dから末端361eに向かって螺旋状に低くなるように形成されている。   The auxiliary protrusion 36c in the present embodiment is formed such that the front end surface 361c is spirally lowered from the front end 361d toward the end 361e before being lapped or polished.

なお、本実施形態では、補助突起36cを、環状突起32cを囲繞するように形成したが、特に限定されず、例えば、この補助突起を、直線状に形成してもよい。   In the present embodiment, the auxiliary protrusion 36c is formed so as to surround the annular protrusion 32c. However, the auxiliary protrusion 36c is not particularly limited. For example, the auxiliary protrusion 36c may be linearly formed.

本実施形態においても、第2の電極33と第2のメタル層34との間に、環状突起32cを設けることで、第1及び第2の基板2,3の接合面積を広くしている。これにより、空間311の気密性を向上させ、検出装置1cにおけるパッケージとしての信頼性を向上させることを可能としている。   Also in the present embodiment, by providing the annular protrusion 32c between the second electrode 33 and the second metal layer 34, the bonding area of the first and second substrates 2 and 3 is increased. Thereby, the airtightness of the space 311 can be improved, and the reliability as a package in the detection apparatus 1c can be improved.

次に、本実施形態における検出装置1cの製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the detection apparatus 1c in this embodiment is demonstrated.

本実施形態における第2の工程S20では、補助突起36cに対応する凹部が形成された成形用の金型を用いて、焼結法又はCVD法によって第2の基板本体30を形成する。   In the second step S20 in the present embodiment, the second substrate body 30 is formed by a sintering method or a CVD method using a molding die in which a recess corresponding to the auxiliary protrusion 36c is formed.

本実施形態における第3の工程S30では、平面F2をラッピング及び研磨するに従って、補助突起36cの先端面361cが、先端361dから露出し始めて、図24中の右周りに第2のメタル層34から徐々に露出する。   In the third step S30 in the present embodiment, as the flat surface F2 is lapped and polished, the front end surface 361c of the auxiliary projection 36c starts to be exposed from the front end 361d, and from the second metal layer 34 to the right in FIG. It is gradually exposed.

このため、本実施形態では、マイクロレンズ312から平面F2までの距離L2(図15参照)を直接的に測定しなくとも、第2のメタル層34から露出した先端面361cの面積や形状(パターン)に基づいて、ラッピング量及び研磨量を決定することができる。   For this reason, in this embodiment, even if the distance L2 (see FIG. 15) from the microlens 312 to the plane F2 is not directly measured, the area and shape (pattern) of the tip surface 361c exposed from the second metal layer 34 are measured. ) And the lapping amount and the polishing amount can be determined.

これにより、マイクロレンズ312から赤外線センサ22までの距離L1(図3参照)を、設計値に対して精度よく仕上げることができる。その結果、赤外線を赤外線センサ22に集中させることができ、赤外線センサ22の感度を向上させることが可能となっている。   Thereby, the distance L1 (see FIG. 3) from the microlens 312 to the infrared sensor 22 can be accurately finished with respect to the design value. As a result, the infrared rays can be concentrated on the infrared sensor 22 and the sensitivity of the infrared sensor 22 can be improved.

なお、ラッピング量及び研磨量の決定方法については、上記の方法に限定されず、例えば、先端361dと補助突起36cの中心Oを結ぶ直線と、先端面361cにおいて第2のメタル層34から露出した部分の端361fと当該中心Oを結ぶ直線と、によって形成される角度Bに基づいて、ラッピング量及び研磨量を決定してもよい。 The method for determining the lapping amount and the polishing amount is not limited to the above method, and for example, the straight line connecting the tip 361d and the center O of the auxiliary projection 36c and the tip surface 361c are exposed from the second metal layer 34. The lapping amount and the polishing amount may be determined based on the angle B formed by the straight line connecting the end 361f of the portion and the center O.

また、第1実施形態と同様に、本実施形態においても、第2の基板3を治具63に固定した状態で、研磨の加工状況を確認することが可能となっているため、研磨工程における工数の削減を図ることができる。   Further, similarly to the first embodiment, in the present embodiment, it is possible to check the polishing processing state in a state where the second substrate 3 is fixed to the jig 63. Man-hours can be reduced.

また、第1実施形態と同様に、本実施形態においても平面F2が連続的に平坦となっているため、第3の工程S30の際に、第2の電極33や第2のメタル層34のエッジ部分に面ダレや欠けが発生するのを防止することができる。これにより、本実施形態においても、第1及び第2の基板2,3の接合面積が狭くなることが抑制されている。   Similarly to the first embodiment, in this embodiment, the plane F2 is continuously flat. Therefore, in the third step S30, the second electrode 33 and the second metal layer 34 are removed. It is possible to prevent the sag or chipping at the edge portion. Thereby, also in this embodiment, it is suppressed that the junction area of the 1st and 2nd board | substrates 2 and 3 becomes narrow.

また、第1実施形態と同様に、本実施形態においても、第1の電極23の表面231と第1のメタル層26の表面261を、実質的に同一の平面F1上に位置させ、第2の電極33の表面331と第2のメタル層34の表面341を、実質的に同一の平面F2上に位置させて、第1及び第2の基板2,3をバンプレスで接合している。これにより、第1及び第2の電極23,33の高さのバラツキや、第1及び第2のメタル層26,34の高さのバラツキが低減され、第1及び第2の基板2,3の間に応力が生じ難くなっている。   Similarly to the first embodiment, in the present embodiment, the surface 231 of the first electrode 23 and the surface 261 of the first metal layer 26 are located on the substantially same plane F1, and the second The surface 331 of the electrode 33 and the surface 341 of the second metal layer 34 are positioned on substantially the same plane F2, and the first and second substrates 2 and 3 are joined by bumpless. Thereby, the variation in the height of the first and second electrodes 23 and 33 and the variation in the height of the first and second metal layers 26 and 34 are reduced, and the first and second substrates 2 and 3 are reduced. Stress is less likely to occur between the two.

また、第1実施形態と同様に、本実施形態においても、第1及び第2の基板2,3を常温接合することで、接合時に第1及び第2の基板2,3に生じる残留応力を低減させており、パッケージの信頼性を向上させている。また、本実施形態においても、原子レベルで平坦化可能な第1及び第2のメタル層26,34を設けることで、原子レベルで平坦化できない基板同士の常温接合を可能としている。   Similarly to the first embodiment, in this embodiment, the first and second substrates 2 and 3 are bonded at room temperature, so that the residual stress generated in the first and second substrates 2 and 3 at the time of bonding is reduced. The reliability of the package is improved. Also in this embodiment, by providing the first and second metal layers 26 and 34 that can be flattened at the atomic level, room temperature bonding between substrates that cannot be flattened at the atomic level is possible.

また、本実施形態においても、第1及び第2の基板2,3を接合して、空間311を真空状態に密封しているので、外部からの衝撃やダストから赤外線センサ22を保護することができると共に、赤外線センサ22の吸湿も抑制可能となっている。   Also in this embodiment, since the first and second substrates 2 and 3 are joined and the space 311 is sealed in a vacuum state, the infrared sensor 22 can be protected from external impact and dust. In addition, moisture absorption by the infrared sensor 22 can be suppressed.

また、本実施形態においても、ウェハレベルでのパッケージングが可能となっているため、検出装置1cの製造コストを低減させることも可能となっている。   Also in the present embodiment, since packaging at the wafer level is possible, the manufacturing cost of the detection apparatus 1c can be reduced.

第1〜第4実施形態における赤外線センサ22が本発明における検出素子の一例に相当し、第1〜第4実施形態における第2の凹部31が本発明における凹部の一例に相当する。   The infrared sensor 22 in the first to fourth embodiments corresponds to an example of the detection element in the present invention, and the second recess 31 in the first to fourth embodiments corresponds to an example of the recess in the present invention.

なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

1,1a,1b,1c…検出装置
2…第1の基板
20…第1の基板本体
22…赤外線センサ
23…第1の電極
26…第1のメタル層
3…第2の基板
30…第2の基板本体
31…第2の凹部
311…空間
312…マイクロレンズ
32,32a,32b,32c…環状突起
321…先端面
322…外周面
323…内周面
33…第2の電極
34…第2のメタル層
36a,36b,36c…補助突起
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b, 1c ... Detection apparatus 2 ... 1st board | substrate 20 ... 1st board | substrate body 22 ... Infrared sensor 23 ... 1st electrode 26 ... 1st metal layer 3 ... 2nd board | substrate 30 ... 2nd Substrate body 31 ... second recess 311 ... space 312 ... micro lens 32, 32a, 32b, 32c ... annular protrusion 321 ... tip surface 322 ... outer peripheral surface 323 ... inner peripheral surface 33 ... second electrode 34 ... second electrode Metal layer 36a, 36b, 36c ... auxiliary protrusion

Claims (7)

検出素子を有する第1の基板と、
前記検出素子を囲う凹部が形成され、前記第1の基板に接合された第2の基板と、を備えた検出装置であって、
前記第1の基板は、
前記検出素子と電気的に接続された第1の電極と、
前記第1の基板において、前記第2の基板に対向する面に積層された第1のメタル層と、をさらに有し、
前記第2の基板は、
前記第1の電極と接合された第2の電極と、
前記第1のメタル層と対向し、前記第1のメタル層と接合された第2のメタル層と、を有し、
前記第1の電極の表面と前記第1のメタル層の表面は、実質的に同一の平面上に位置すると共に、
前記第2の電極の表面と前記第2のメタル層の表面も、実質的に同一の平面上に位置し、
前記第2の基板は、前記第2の電極と前記第2のメタル層の間に位置し、前記第2の電極と前記第2のメタル層を電気的に絶縁した環状突起をさらに有することを特徴とする検出装置。
A first substrate having a sensing element;
A second substrate that is formed with a recess surrounding the detection element and is bonded to the first substrate;
The first substrate is
A first electrode electrically connected to the detection element;
A first metal layer stacked on a surface of the first substrate facing the second substrate;
The second substrate is
A second electrode joined to the first electrode;
A second metal layer facing the first metal layer and joined to the first metal layer,
The surface of the first electrode and the surface of the first metal layer are located on substantially the same plane,
The surface of the second electrode and the surface of the second metal layer are also located on substantially the same plane,
The second substrate further includes an annular protrusion that is located between the second electrode and the second metal layer and electrically insulates the second electrode and the second metal layer. A featured detection device.
請求項1記載の検出装置であって、
前記環状突起の幅は、前記環状突起の先端面に向かうに従って連続的又は段階的に狭くなることを特徴とする検出装置。
The detection device according to claim 1,
The width of the annular protrusion narrows continuously or stepwise as it goes toward the tip surface of the annular protrusion.
請求項2記載の検出装置であって、
前記環状突起の内周面又は外周面の少なくとも一方は、テーパー状の斜面であることを特徴とする検出装置。
The detection device according to claim 2,
At least one of the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the annular protrusion is a tapered inclined surface.
請求項1記載の検出装置であって、
前記第2の基板は、補助突起をさらに有し、
前記補助突起の先端面は、前記環状突起の先端面よりも低い部分を含んでいることを特徴とする検出装置。
The detection device according to claim 1,
The second substrate further includes an auxiliary protrusion,
The detection device according to claim 1, wherein a tip surface of the auxiliary projection includes a lower portion than a tip surface of the annular projection.
検出素子と、前記検出素子と電気的に接続された第1の電極と、前記第1の電極の表面と実質的に同一平面上に位置する表面を有する第1のメタル層と、を有する第1の基板を準備する第1の工程と、
第2の電極と、前記第2の電極の表面と実質的に同一平面上に位置する表面を有する第2のメタル層と、前記第2の電極と前記第2のメタル層の間に位置する環状突起と、レンズ部を底面に有する凹部と、を有する第2の基板を準備する第2の工程と、
前記第2の電極の表面、前記第2のメタル層の表面及び前記環状突起の先端面から前記レンズ部までの高さが所定の範囲内となるように、前記第2の電極、前記第2のメタル層及び前記環状突起を一括して削る第3の工程と、
前記検出素子と前記レンズ部を対向させた状態で、前記第1及び第2のメタル層を接合すると共に、前記第1及び第2の電極を接合する第4の工程と、を備えたことを特徴とする検出装置の製造方法。
A first element having a detection element; a first electrode electrically connected to the detection element; and a first metal layer having a surface substantially coplanar with the surface of the first electrode. A first step of preparing one substrate;
Located between the second electrode, the second metal layer having a surface that is substantially coplanar with the surface of the second electrode, and between the second electrode and the second metal layer A second step of preparing a second substrate having an annular protrusion and a concave portion having a lens portion on the bottom surface;
The second electrode, the second electrode, the surface of the second electrode, the surface of the second metal layer, and the height from the tip surface of the annular protrusion to the lens portion are within a predetermined range. A third step of collectively scraping the metal layer and the annular protrusion;
A fourth step of bonding the first and second metal layers and bonding the first and second electrodes in a state where the detection element and the lens portion are opposed to each other. A method for manufacturing a featured detection device.
請求項5記載の検出装置の製造方法であって、
前記環状突起の幅は、前記環状突起の先端面に向かうに従って連続的又は段階的に狭くなっており、
前記第3の工程は、前記第2のメタル層から露出した前記環状突起の先端面の幅に基づいて、前記第2の電極、前記第2のメタル層及び前記環状突起の削り量を決定することを含むことを特徴とする検出装置の製造方法。
A method of manufacturing a detection device according to claim 5,
The width of the annular protrusion is narrowed continuously or stepwise toward the tip surface of the annular protrusion,
The third step determines a shaving amount of the second electrode, the second metal layer, and the annular protrusion based on a width of a tip surface of the annular protrusion exposed from the second metal layer. The manufacturing method of the detection apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項5記載の検出装置の製造方法であって、
前記第2の基板は、補助突起をさらに有し、
前記補助突起の先端面は、前記環状突起の先端よりも低い部分を含んでおり、
前記第3の工程は、前記第2のメタル層から露出した前記補助突起の先端面の面積に基づいて、前記第2の電極、前記第2のメタル層及び前記環状突起の削り量を決定することを含むことを特徴とする検出装置の製造方法。
A method of manufacturing a detection device according to claim 5,
The second substrate further includes an auxiliary protrusion,
The tip surface of the auxiliary projection includes a lower portion than the tip of the annular projection,
In the third step, the shaving amounts of the second electrode, the second metal layer, and the annular protrusion are determined based on the area of the tip surface of the auxiliary protrusion exposed from the second metal layer. The manufacturing method of the detection apparatus characterized by the above-mentioned.
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