JP2013143416A - Thermal type electromagnetic wave detector and electronic apparatus - Google Patents

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貴史 野田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal type electromagnetic wave detector which is formed so as to avoid being subject to structural limitations as much as possible.SOLUTION: A first substrate 12 includes an integrated circuit. A second substrate 13 is joined to the first substrate 12 on a second surface which is the opposite side of a first surface. The second substrate 13 is electrically connected with the integrated circuit through bumps 17 disposed on the second surface. One or more thermal type photo detectors 18 are formed on the first surface of the second substrate 13. A lid 19 is fixed onto the first surface of the second substrate 13. The lid 19 seals the thermal type photo detectors 18 between itself and the first surface of the second substrate 13. A pressing force is applied to the second substrate through the lid.

Description

本発明は、熱型電磁波検出器およびそれを利用した電子機器等に関する。   The present invention relates to a thermal electromagnetic wave detector and an electronic device using the same.

熱型電磁波検出器を利用した光センサーは一般に知られる。例えば特許文献1に記載される熱型電磁波検出器では集積回路基板の表面にバンプで化合物半導体基板が接続される。接続にあたって化合物半導体基板は裏返される。熱型電磁波検出素子が直接にバンプに受け止められる。   An optical sensor using a thermal electromagnetic wave detector is generally known. For example, in the thermal electromagnetic wave detector described in Patent Document 1, a compound semiconductor substrate is connected to the surface of an integrated circuit substrate with bumps. The compound semiconductor substrate is turned over for connection. The thermal electromagnetic wave detecting element is directly received by the bump.

特開2008−103742号公報JP 2008-103742 A 米国特許第5566046号明細書US Pat. No. 5,565,046

ある種の接合方法ではバンプの接合にあたってバンプは接続端子に押し付けられる。化合物半導体基板に裏側から押し付け力が加えられると、熱型電磁波検出素子はバンプに押し付けられる。熱型電磁波検出素子には押し付け力に抗する剛性の構造が要求される。構造の自由度は制約されてしまう。   In a certain bonding method, the bump is pressed against the connection terminal when bonding the bump. When a pressing force is applied to the compound semiconductor substrate from the back side, the thermal electromagnetic wave detection element is pressed against the bump. The thermal electromagnetic wave detecting element is required to have a rigid structure that resists the pressing force. The degree of freedom of structure is limited.

本発明の少なくとも1つの態様によれば、押圧力が直接に熱型電磁波素子に作用することを回避することができる熱型電磁波検出器は提供されることができる。   According to at least one aspect of the present invention, it is possible to provide a thermal electromagnetic wave detector capable of avoiding the pressing force directly acting on the thermal electromagnetic wave element.

(1)本発明の一態様は、集積回路を含む第1基板と、第1面および前記第1面の裏側の第2面を有し、前記第2面に配置されるバンプを介して前記集積回路に電気的に接続される第2基板と、前記第2基板の前記第1面に形成されて、前記バンプに接続される1以上の熱型電磁波検出素子と、前記第2基板の前記第1面に固定されて、前記熱型電磁波検出素子を封止する蓋体とを備える熱型電磁波検出器に関する。   (1) One embodiment of the present invention includes a first substrate including an integrated circuit, a first surface, and a second surface on the back side of the first surface, and the bumps disposed on the second surface via the bumps. A second substrate electrically connected to an integrated circuit; one or more thermal electromagnetic wave detection elements formed on the first surface of the second substrate and connected to the bump; and the second substrate The present invention relates to a thermal electromagnetic wave detector including a lid that is fixed to a first surface and seals the thermal electromagnetic wave detection element.

熱型電磁波検出器によれば、第2基板には蓋体を介して押圧力が加えられることができる。押圧力は蓋体で支持されることができる。押圧力が直接に熱型電磁波検出素子に作用することは回避されることができる。その結果、集積回路および第2基板の電気的接続にあたってバンプの利用が実現されることができる。   According to the thermal electromagnetic wave detector, a pressing force can be applied to the second substrate through the lid. The pressing force can be supported by the lid. It can be avoided that the pressing force directly acts on the thermal electromagnetic wave detecting element. As a result, the use of bumps can be realized in electrical connection between the integrated circuit and the second substrate.

(2)前記空間は真空状態に維持されることができる。空間内では真空層が断熱効果を発揮することができる。しかも、こうして第2基板に固定される蓋体で真空空間が形成されることから、熱型電磁波検出器は、様々な環境下で利用される他の基板に実装されることができる。   (2) The space can be maintained in a vacuum state. In the space, the vacuum layer can exert a heat insulating effect. In addition, since the vacuum space is formed by the lid fixed to the second substrate in this way, the thermal electromagnetic wave detector can be mounted on other substrates used in various environments.

(3)前記蓋体は、前記熱型電磁波検出素子に向かって特定波長の電磁波を透過させる透過特性を有することができる。こうして蓋体が透過フィルターとして機能することから、他の部材の追加なしに特定波長以外の電磁波の進入は阻止されることができる。熱型電磁波検出素子は効率的に特定波長の電磁波を熱に変換することができる。   (3) The lid body may have a transmission characteristic that transmits an electromagnetic wave having a specific wavelength toward the thermal electromagnetic wave detection element. Since the lid functions as a transmission filter in this way, the entry of electromagnetic waves other than the specific wavelength can be prevented without adding other members. The thermal electromagnetic wave detecting element can efficiently convert an electromagnetic wave having a specific wavelength into heat.

(4)熱型電磁波検出器は、前記空間内で前記蓋体から前記第1面に向かって延びる支持部材を備えることができる。こうした支持部材は押圧力の支持に寄与することができる。その結果、バンプに確実に押圧力が伝達されることができる。   (4) The thermal electromagnetic wave detector may include a support member that extends from the lid body toward the first surface in the space. Such a support member can contribute to supporting the pressing force. As a result, the pressing force can be reliably transmitted to the bump.

(5)前記支持部材は前記第2基板の前記第1面に垂直な姿勢で前記蓋体から前記第1面に向かって延びることができる。支持部材の曲げ剛性は高められることができる。その結果、支持部材は確実に押圧力の支持に寄与することができる。   (5) The support member may extend from the lid toward the first surface in a posture perpendicular to the first surface of the second substrate. The bending rigidity of the support member can be increased. As a result, the support member can reliably contribute to the support of the pressing force.

(6)前記支持部材は前記第2基板の前記第1面に接合されることができる。支持部材が第2基板に接合されると、蓋体の剛性は高められることができる。その結果、蓋体の厚みは縮小されることができる。こうして厚みが縮小されれば、特定波長の電磁波の透過率は高められることができる。   (6) The support member may be bonded to the first surface of the second substrate. When the support member is joined to the second substrate, the rigidity of the lid can be increased. As a result, the thickness of the lid can be reduced. If the thickness is thus reduced, the transmittance of electromagnetic waves having a specific wavelength can be increased.

(7)前記支持部材は複数室に前記空間を分割する隔壁であってもよい。こうして空間が複数室に分割されると、真空度が高く維持されることができる。   (7) The support member may be a partition that divides the space into a plurality of chambers. When the space is divided into a plurality of chambers in this way, the degree of vacuum can be maintained high.

(8)熱型電磁波検出器は、前記第2基板および前記蓋体の間に挟み込まれて前記第2基板に前記蓋体を接合し、グラウンド電位に落とされる金属膜を備えることができる。蓋体には周囲から電磁波などのノイズが乗ることがある。こういったノイズがグラウンドに逃されれば、熱型電磁波検出器の検出精度は高められることができる。   (8) The thermal electromagnetic wave detector may include a metal film that is sandwiched between the second substrate and the lid, joins the lid to the second substrate, and is dropped to a ground potential. Noise such as electromagnetic waves may get on the lid from the surroundings. If such noise is released to the ground, the detection accuracy of the thermal electromagnetic wave detector can be increased.

(9)熱型電磁波検出器は、前記第2基板の内部に位置し、前記第2基板の前記第1面と前記第2面とを電気的に接続する導電体を備えることができる。第1面および第2面の電気的接続にあたって第2基板の大型化は回避されることができる。   (9) The thermal electromagnetic wave detector may include a conductor that is located inside the second substrate and electrically connects the first surface and the second surface of the second substrate. In the electrical connection between the first surface and the second surface, an increase in size of the second substrate can be avoided.

(10)熱型電磁波検出素子は焦電素子であってもよい。熱型電磁波検出素子は例えば熱型赤外線検出素子であってもよい。   (10) The thermal electromagnetic wave detecting element may be a pyroelectric element. The thermal electromagnetic wave detection element may be, for example, a thermal infrared detection element.

(11)熱型電磁波検出器は電子機器に組み込まれて使用されることができる。電子機器は、熱型電磁波検出器と、前記熱型電磁波検出器の出力を処理する処理回路とを有することができる。   (11) The thermal electromagnetic wave detector can be used by being incorporated in an electronic device. The electronic device may include a thermal electromagnetic wave detector and a processing circuit that processes an output of the thermal electromagnetic wave detector.

(12)本発明の他の態様は、集積回路を含む第1基板と、第1面および前記第1面の裏側の第2面を有し、前記第2面に配置されるバンプを介して前記集積回路に電気的に接続される第2基板と、前記第2基板の前記第1面に形成されて、前記バンプに電気的に接続される1以上の熱型電磁波検出素子と、前記第2基板の前記第1面に固定されて、前記熱型電磁波検出素子を封止する蓋体と、前記集積回路に接続されて、前記集積回路の出力を処理する処理回路とを備える電子機器に関する。   (12) According to another aspect of the present invention, there is provided a first substrate including an integrated circuit, a first surface and a second surface on the back side of the first surface, and via a bump disposed on the second surface. A second substrate electrically connected to the integrated circuit; one or more thermal electromagnetic wave detection elements formed on the first surface of the second substrate and electrically connected to the bumps; The present invention relates to an electronic apparatus comprising: a lid fixed to the first surface of two substrates and sealing the thermal electromagnetic wave detection element; and a processing circuit connected to the integrated circuit and processing an output of the integrated circuit. .

(13)さらに本発明の他の態様は、テラヘルツ帯の電磁波を発信する発信源と、集積回路を含む第1基板と、第1面および前記第1面の裏側の第2面を有し、前記第2面に配置されるバンプを介して前記集積回路に電気的に接続される第2基板と、前記第2基板の前記第1面に形成されて、前記バンプに電気的に接続され、テラヘルツ帯の電磁波を電気に変換する1以上の熱型電磁波検出素子と、前記第2基板の前記第1面に固定されて、前記熱型電磁波検出素子を封止する蓋体と、前記集積回路に接続されて、前記集積回路の出力を処理する処理回路とを備えるテラヘルツカメラに関する。   (13) Still another aspect of the present invention includes a transmission source that transmits an electromagnetic wave in a terahertz band, a first substrate including an integrated circuit, a first surface, and a second surface on the back side of the first surface, A second substrate electrically connected to the integrated circuit via a bump disposed on the second surface; and formed on the first surface of the second substrate and electrically connected to the bump; One or more thermal electromagnetic wave detecting elements for converting terahertz band electromagnetic waves into electricity, a lid fixed to the first surface of the second substrate and sealing the thermal electromagnetic wave detecting elements, and the integrated circuit The present invention relates to a terahertz camera including a processing circuit connected to the processing circuit for processing the output of the integrated circuit.

本発明の一実施形態に係る熱型電磁波検出器の一具体例すなわち光検出器パッケージを概略的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing a specific example of a thermal electromagnetic wave detector according to an embodiment of the present invention, that is, a photodetector package. センサー基板の拡大部分平面図である。It is an enlarged partial plan view of a sensor substrate. 図2の3−3線に沿った垂直断面および3′−3′線に沿った垂直断面を示す複合的な垂直断面図である。FIG. 3 is a composite vertical cross-sectional view showing a vertical cross section along line 3-3 in FIG. 2 and a vertical cross section along line 3′-3 ′. 図2の4−4線に沿った垂直断面図である。FIG. 4 is a vertical sectional view taken along line 4-4 of FIG. センサー基板の部分透視平面図である。It is a partial see-through plan view of a sensor substrate. 光検出器パッケージの製造方法を示し、第1ウエハー基板を概念的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of a photodetector package, and shows the 1st wafer substrate notionally. 図6に対応し、導電材製パッドおよび絶縁層を概念的に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view conceptually showing a conductive material pad and an insulating layer corresponding to FIG. 6. 図6に対応し、層間ビアを概念的に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view conceptually showing an interlayer via corresponding to FIG. 6. 図6に対応し、層間ビアに積み上げられる層間ビアを概念的に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view conceptually showing interlayer vias stacked on interlayer vias, corresponding to FIG. 6. 図6に対応し、層間ビアに接続される熱型電磁波検出素子を概念的に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view conceptually showing a thermal electromagnetic wave detecting element connected to the interlayer via corresponding to FIG. 6. 光検出器パッケージの製造方法を示し、第1ウエハー基板の裏面から形成される深穴を概念的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of a photodetector package, and shows notionally the deep hole formed from the back surface of a 1st wafer substrate. 図11に対応し、導電材製パッドに接続される貫通電極を概念的に示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view conceptually showing a through electrode connected to a conductive material pad corresponding to FIG. 11. 図11に対応し、貫通電極に接続される接続端子を概念的に示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view conceptually showing a connection terminal connected to the through electrode corresponding to FIG. 11. 図6に対応し、熱型電磁波検出素子と第1ウエハー基板との間に形成される空隙を概念的に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view conceptually showing a gap formed between the thermal electromagnetic wave detection element and the first wafer substrate, corresponding to FIG. 6. 図6に対応し、第1ウエハー基板に接合される第2ウエハー基板を概略的に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a second wafer substrate bonded to the first wafer substrate corresponding to FIG. 6. 図6に対応し、第1ウエハー基板から切り出されるセンサー基板を概念的に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view conceptually showing a sensor substrate cut out from a first wafer substrate corresponding to FIG. 6. 図6に対応し、第2ウエハー基板に接合されるセンサー基板を概念的に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view conceptually showing a sensor substrate bonded to a second wafer substrate corresponding to FIG. 6. 図3に対応し、他の実施形態に係る熱型電磁波検出器の一具体例すなわち光検出器パッケージを概略的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a specific example of a thermal electromagnetic wave detector according to another embodiment, that is, a photodetector package, corresponding to FIG. 3. 図2に対応し、支持部材として機能する隔壁を概念的に示す拡大部分平面図である。FIG. 3 is an enlarged partial plan view conceptually showing a partition wall corresponding to FIG. 2 and functioning as a support member. 他の実施形態に係るバンプを概略的に示す光検出器パッケージの拡大部分断面図である。It is an expanded partial sectional view of the photodetector package which shows roughly the bump concerning other embodiments. 第1ウエハー基板で深穴の形成後に基体の表面に形成される絶縁膜を概略的に示す第1ウエハー基板の拡大部分断面図である。It is an enlarged partial sectional view of the 1st wafer substrate which shows roughly the insulating film formed in the surface of a base after formation of a deep hole in the 1st wafer substrate. 図21に対応し、深穴に連続する開口を概略的に示す第1ウエハー基板の拡大部分断面図である。FIG. 22 is an enlarged partial cross-sectional view of a first wafer substrate corresponding to FIG. 21 and schematically showing an opening continuous with a deep hole. 図21に対応し、突出する貫通電極を概略的に示す第1ウエハー基板の拡大部分断面図である。FIG. 22 is an enlarged partial cross-sectional view of a first wafer substrate corresponding to FIG. 21 and schematically showing protruding through electrodes. さらに他の実施形態に係るバンプを概略的に示す光検出器パッケージの拡大部分断面図である。It is an expanded partial sectional view of the photodetector package which shows roughly the bump concerning other embodiments. 光検出器パッケージを利用した電子機器の一具体例に係るテラヘルツカメラの外観を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the external appearance of the terahertz camera which concerns on one specific example of the electronic device using a photodetector package. テラヘルツカメラの構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a terahertz camera schematically. 光検出器パッケージを利用した電子機器の一具体例に係る赤外線カメラの構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the infrared camera which concerns on one specific example of the electronic device using a photodetector package. 光検出器パッケージを利用した電子機器の一具体例に係るFA(ファクトリーオートメーション)機器の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of FA (factory automation) apparatus which concerns on one specific example of the electronic device using a photodetector package. 光検出器パッケージを利用した電子機器の一具体例に係る人感センサーが組み込まれた電気機器(家電機器)の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the electric equipment (home appliance) in which the human sensitive sensor which concerns on one specific example of the electronic device using a photodetector package was incorporated. 光検出器パッケージを利用した電子機器の一具体例に係る運転支援装置が組み込まれた車両の構成を概略的に示す車両の外観図である。1 is an external view of a vehicle schematically showing a configuration of a vehicle in which a driving support device according to a specific example of an electronic device using a photodetector package is incorporated. 運転支援装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a driving assistance device roughly. 光検出器パッケージを利用した電子機器の一具体例に係るゲーム機の外観を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the external appearance of the game machine which concerns on one specific example of the electronic device using a photodetector package. 光検出器パッケージを利用した電子機器の一具体例に係るゲーム機コントローラーの構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the game machine controller which concerns on one specific example of the electronic device using a photodetector package.

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are essential as means for solving the present invention. Not necessarily.

(1)光検出器パッケージの全体構成
図1は本発明の一実施形態に係る熱型電磁波検出器の一具体例すなわち光検出器パッケージ11を概略的に示す。光検出器パッケージ11は集積回路(IC)基板(第1基板)12およびセンサー基板(第2基板)13を備える。IC基板12は集積回路を含む。集積回路は読み出し回路を構成する。IC基板12の裏面には例えばはんだバンプ14が取り付けられる。IC基板12ははんだバンプ14でプリント配線基板15に接合される。こうして光検出器パッケージ11はプリント配線基板15に実装されることができる。IC基板12はICチップを構成する。センサー基板13はセンサーチップを構成する。はんだバンプ14に代えてその他の接続端子が用いられてもよい。
(1) Overall Configuration of Photodetector Package FIG. 1 schematically shows a specific example of a thermal electromagnetic wave detector, that is, a photodetector package 11 according to an embodiment of the present invention. The photodetector package 11 includes an integrated circuit (IC) substrate (first substrate) 12 and a sensor substrate (second substrate) 13. The IC substrate 12 includes an integrated circuit. The integrated circuit constitutes a readout circuit. For example, solder bumps 14 are attached to the back surface of the IC substrate 12. The IC substrate 12 is bonded to the printed wiring board 15 with solder bumps 14. Thus, the photodetector package 11 can be mounted on the printed wiring board 15. The IC substrate 12 constitutes an IC chip. The sensor substrate 13 constitutes a sensor chip. Instead of the solder bumps 14, other connection terminals may be used.

センサー基板13はIC基板12の表面に受け止められる。センサー基板13は裏面(第2面)でIC基板12の表面に接合される。接合にあたってセンサー基板13とIC基板12との間には導電端子すなわちバンプ17が挟まれる。バンプ17はIC基板12内の読み出し回路に電気的にセンサー基板13を接続する。バンプ17には例えば金バンプが用いられることができる。金バンプは金属接合やはんだ材でIC基板12に接合されることができる。その他、センサー基板13およびIC基板12の接合には樹脂材が用いられてもよい。この場合には、金バンプとIC基板12との間で接触が維持されればよい。金バンプに代えてはんだバンプが用いられてもよい。センサー基板13の表面(第1面)には1以上の熱型電磁波検出素子すなわち熱型光検出素子18が形成される。   The sensor substrate 13 is received on the surface of the IC substrate 12. The sensor substrate 13 is bonded to the surface of the IC substrate 12 on the back surface (second surface). Conductive terminals or bumps 17 are sandwiched between the sensor substrate 13 and the IC substrate 12 for bonding. The bumps 17 electrically connect the sensor substrate 13 to the readout circuit in the IC substrate 12. For example, gold bumps can be used as the bumps 17. The gold bump can be bonded to the IC substrate 12 by metal bonding or a solder material. In addition, a resin material may be used for joining the sensor substrate 13 and the IC substrate 12. In this case, it is only necessary to maintain contact between the gold bump and the IC substrate 12. A solder bump may be used instead of the gold bump. One or more thermal electromagnetic wave detection elements, that is, thermal optical detection elements 18 are formed on the surface (first surface) of the sensor substrate 13.

センサー基板13の表面には蓋体19が固定される。蓋体19は天板21と周壁22とを備える。天板21はセンサー基板13の表面に平行に広がる。天板21はセンサー基板13の輪郭と等しい輪郭を有することができる。天板21の周縁に沿って天板21に周壁22の上端が連結される。周壁22は、天板21とセンサー基板13との間に区画される空間を途切れなく囲む。周壁22の下端には金属膜23が形成される。金属膜23は、天板21とセンサー基板13との間に区画される空間を途切れなく囲む。金属膜23は、センサー基板13と周壁22との間に挟み込まれて、金属接合に基づきセンサー基板13の表面に周壁22を接合する。その結果、センサー基板13と蓋体19との間には密閉空間24が形成される。密閉空間24は例えば真空状態に維持されることができる。熱型光検出素子18は密閉空間24内に収容される(封止される)。金属膜23は例えばグラウンド電位に落とされることができる。この場合、金属膜23は、プリント配線基板15上のグラウンドパターンに導電材で接続されればよい。周壁22は天板21に一体化されることができる。周壁22および天板21は例えばシリコンから形成されることができる。シリコンは特定波長の電磁波(例えば赤外線)の透過を許容する。蓋体19には、例えばバンプ17の接合時にセンサー基板13の表面に垂直な方向に押圧力が加えられても破壊されない程度の強度が付与される。   A lid 19 is fixed to the surface of the sensor substrate 13. The lid body 19 includes a top plate 21 and a peripheral wall 22. The top plate 21 extends parallel to the surface of the sensor substrate 13. The top plate 21 can have a contour equal to the contour of the sensor substrate 13. The upper end of the peripheral wall 22 is connected to the top plate 21 along the periphery of the top plate 21. The peripheral wall 22 surrounds the space defined between the top plate 21 and the sensor substrate 13 without interruption. A metal film 23 is formed on the lower end of the peripheral wall 22. The metal film 23 surrounds the space defined between the top plate 21 and the sensor substrate 13 without interruption. The metal film 23 is sandwiched between the sensor substrate 13 and the peripheral wall 22 to bond the peripheral wall 22 to the surface of the sensor substrate 13 based on metal bonding. As a result, a sealed space 24 is formed between the sensor substrate 13 and the lid 19. The sealed space 24 can be maintained in a vacuum state, for example. The thermal detection element 18 is accommodated (sealed) in the sealed space 24. The metal film 23 can be dropped to a ground potential, for example. In this case, the metal film 23 may be connected to the ground pattern on the printed wiring board 15 with a conductive material. The peripheral wall 22 can be integrated with the top plate 21. The peripheral wall 22 and the top plate 21 can be made of silicon, for example. Silicon allows transmission of electromagnetic waves (for example, infrared rays) having a specific wavelength. For example, the lid 19 is provided with such a strength that it is not broken even if a pressing force is applied in a direction perpendicular to the surface of the sensor substrate 13 when the bumps 17 are bonded.

天板21の外面には一面に透過膜26が積層される。透過膜26の表面には一面に反射防止膜(AR膜)27が積層される。透過膜26には例えば亜鉛(Zn)、セレン(Se)およびゲルマニウム(Ge)が単体または任意の組み合わせで用いられることができる。これらの組み合わせ方や個々の膜厚は波長透過特性に応じて決定されることができる。また同時に任意の波長光に対する反射防止効果を持たせることができる。反射防止膜27には例えばダイヤモンドライクカーボン(DLC)が用いられることができる。   A permeable membrane 26 is laminated on the outer surface of the top plate 21. An antireflection film (AR film) 27 is laminated on the entire surface of the transmission film 26. For example, zinc (Zn), selenium (Se), and germanium (Ge) can be used alone or in any combination for the permeable membrane 26. These combinations and individual film thicknesses can be determined according to wavelength transmission characteristics. At the same time, it is possible to provide an antireflection effect for light of an arbitrary wavelength. For example, diamond-like carbon (DLC) can be used for the antireflection film 27.

その一方で、密閉空間24に接する蓋体19の内面には一面に透過膜28が形成されることができる。透過膜28には前述と同様に例えば亜鉛(Zn)、セレン(Se)およびゲルマニウム(Ge)が単体または任意の組み合わせで用いられることができる。組み合わせ方や個々の膜厚は波長透過特性に応じて決定されることができる。2つの透過膜26、28の組み合わせに応じて波長透過特性は設定されることもできる。こうして天板21には、周壁22で輪郭が象られる透過フィルター窓が形成される。透過フィルター窓は特定の波長の光を透過させる。こうして蓋体19は透過フィルターとして機能することができる。   On the other hand, a permeable membrane 28 can be formed on the entire inner surface of the lid 19 in contact with the sealed space 24. For example, zinc (Zn), selenium (Se), and germanium (Ge) can be used alone or in any combination for the permeable film 28 as described above. The combination method and the individual film thicknesses can be determined according to the wavelength transmission characteristics. The wavelength transmission characteristic can be set according to the combination of the two transmission films 26 and 28. In this way, a transmission filter window whose outline is engraved by the peripheral wall 22 is formed on the top plate 21. The transmission filter window transmits light of a specific wavelength. Thus, the lid body 19 can function as a transmission filter.

図2はセンサー基板13の拡大部分平面図を示す。センサー基板13の表面には複数行複数列の熱型光検出素子18が配置される。すなわち、熱型光検出素子18のマトリクスが形成される。個々の熱型光検出素子18は焦電型光検出素子で例えられる。熱型光検出素子18は光吸収膜29を備える。光吸収膜29は、所望の光を吸収する材料から形成される。光の吸収に応じて光のエネルギーは蓄積される。ここでは、光吸収膜29の材料には二酸化珪素(SiO)が用いられることができる。二酸化珪素は赤外線の熱エネルギーを蓄積することができる。光吸収膜29は焦電キャパシター31を覆う。焦電キャパシター31は温度変化に応じて電気信号を出力する。 FIG. 2 is an enlarged partial plan view of the sensor substrate 13. A plurality of rows and columns of thermal photodetecting elements 18 are arranged on the surface of the sensor substrate 13. That is, a matrix of the thermal detection elements 18 is formed. The individual thermal detection elements 18 can be compared with pyroelectric detection elements. The thermal detection element 18 includes a light absorption film 29. The light absorption film 29 is formed of a material that absorbs desired light. Light energy is stored in response to light absorption. Here, silicon dioxide (SiO 2 ) can be used as the material of the light absorption film 29. Silicon dioxide can store infrared thermal energy. The light absorption film 29 covers the pyroelectric capacitor 31. The pyroelectric capacitor 31 outputs an electrical signal according to a temperature change.

個々の熱型光検出素子18は個別にメンブレン32上に設置される。メンブレン32は二酸化珪素(SiO)膜、窒化シリコン(SiN)膜および二酸化珪素(SiO)膜の三層構造を有する。メンブレン32は平板形状の支持板片33、1対の腕片34および1対の固定片35を備える。支持板片33は例えば四辺形の輪郭に形成されることができる。ここでは、支持板片33は例えば正方形の輪郭を有する。腕片34の一端は支持板片33に1対角線上の角で連結される。腕片34は1対角線上の角から相互に向き合う辺に沿って延びる。腕片34の他端にはそれぞれ固定片35が連結される。固定片35は他方の対角線上の角に隣り合う。支持板片33の表面に光吸収膜29は配置される。 Individual thermal detection elements 18 are individually installed on the membrane 32. The membrane 32 has a three-layer structure of a silicon dioxide (SiO 2 ) film, a silicon nitride (SiN) film, and a silicon dioxide (SiO 2 ) film. The membrane 32 includes a flat plate-shaped support plate piece 33, a pair of arm pieces 34, and a pair of fixed pieces 35. The support plate piece 33 can be formed in a quadrilateral outline, for example. Here, the support plate piece 33 has, for example, a square outline. One end of the arm piece 34 is connected to the support plate piece 33 at a corner on a diagonal line. The arm pieces 34 extend along opposite sides from one diagonal corner. A fixing piece 35 is connected to the other end of the arm piece 34. The fixed piece 35 is adjacent to the other diagonal corner. The light absorption film 29 is disposed on the surface of the support plate piece 33.

メンブレン32の表面には1対の導電配線36が形成される。個々の導電配線36は固定片35から対応の腕片34を経て支持板片33上で光吸収膜29下に進入する。後述されるように、導電配線36は光吸収膜29下で焦電キャパシター31に接続される。こうして導電配線36は焦電キャパシター31から引き出される。   A pair of conductive wirings 36 is formed on the surface of the membrane 32. Each conductive wiring 36 enters the light absorption film 29 on the support plate piece 33 from the fixed piece 35 through the corresponding arm piece 34. As will be described later, the conductive wiring 36 is connected to the pyroelectric capacitor 31 under the light absorption film 29. In this way, the conductive wiring 36 is drawn out from the pyroelectric capacitor 31.

図3に示されるように、焦電キャパシター31は焦電体38を備える。焦電体38は焦電効果を発揮する誘電体から形成される。誘電体には例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)が用いられることができる。焦電体38は温度変化に応じて電気分極量の変化を生み出す。ここでは、焦電体38は薄膜に形成される。   As shown in FIG. 3, the pyroelectric capacitor 31 includes a pyroelectric body 38. The pyroelectric body 38 is formed of a dielectric that exhibits a pyroelectric effect. For example, PZT (lead zirconate titanate) can be used as the dielectric. The pyroelectric body 38 generates a change in the amount of electric polarization in accordance with a temperature change. Here, the pyroelectric body 38 is formed in a thin film.

焦電キャパシター31は下部電極39および上部電極41を備える。焦電体38は下部電極39および上部電極41に挟み込まれる。下部電極39はメンブレン32の表面に形成される。下部電極39は例えばメンブレン32の表面から順番にイリジウム(Ir)、イリジウム酸化物(IrOx)および白金(Pt)の三層構造を有することができる。上部電極41は焦電体38の表面に形成される。上部電極41は焦電体38から順番に白金(Pt)、イリジウム酸化物(IrOx)およびイリジウム(Ir)の三層構造を有することができる。焦電体38の焦電効果に応じて上部電極41および下部電極39の間に電圧の変化が生じる。こうして熱は電気信号に変換される。   The pyroelectric capacitor 31 includes a lower electrode 39 and an upper electrode 41. The pyroelectric body 38 is sandwiched between the lower electrode 39 and the upper electrode 41. The lower electrode 39 is formed on the surface of the membrane 32. For example, the lower electrode 39 may have a three-layer structure of iridium (Ir), iridium oxide (IrOx), and platinum (Pt) sequentially from the surface of the membrane 32. The upper electrode 41 is formed on the surface of the pyroelectric body 38. The upper electrode 41 may have a three-layer structure of platinum (Pt), iridium oxide (IrOx), and iridium (Ir) in order from the pyroelectric body 38. A voltage change occurs between the upper electrode 41 and the lower electrode 39 in accordance with the pyroelectric effect of the pyroelectric body 38. Heat is thus converted into an electrical signal.

上部電極41には熱伝達層42が接続される。熱伝達層42は光吸収膜29内で広がる。熱伝達層42は、例えば光吸収膜29に比べて高い熱伝導率を有する材料から形成される。こうした材料には例えばアルミニウム(Al)やチタン(Ti)といった金属や、窒化アルミニウム(AlN)や窒化チタン(TiN)といった金属化合物が用いられることができる。熱伝達層42は、光吸収膜29で発生する熱を効率的に焦電キャパシター31に伝達することができる。   A heat transfer layer 42 is connected to the upper electrode 41. The heat transfer layer 42 extends in the light absorption film 29. The heat transfer layer 42 is formed of, for example, a material having a higher thermal conductivity than that of the light absorption film 29. As such a material, for example, a metal such as aluminum (Al) or titanium (Ti), or a metal compound such as aluminum nitride (AlN) or titanium nitride (TiN) can be used. The heat transfer layer 42 can efficiently transfer the heat generated in the light absorption film 29 to the pyroelectric capacitor 31.

センサー基板13の表面には全てのメンブレン32の固定片35ごとに柱43が形成される。柱43はセンサー基板13の表面から垂直方向に十分な高さで立ち上がる。柱43の上端にメンブレン32の固定片35が連結される。ここで、柱43およびメンブレン32は、センサー基板13に熱型光検出素子18を連結する構造体を構成する。このとき、メンブレン32は固定片35だけで支持されることから、メンブレン32の支持板片33および腕片34とセンサー基板13の表面との間には十分な厚みの空隙が形成される。この空隙の働きで熱型光検出素子18はセンサー基板13の表面から熱的に分離される。   Columns 43 are formed on the surface of the sensor substrate 13 for each of the fixed pieces 35 of all the membranes 32. The pillar 43 rises from the surface of the sensor substrate 13 at a sufficient height in the vertical direction. The fixed piece 35 of the membrane 32 is connected to the upper end of the column 43. Here, the pillar 43 and the membrane 32 constitute a structure that couples the thermal detection element 18 to the sensor substrate 13. At this time, since the membrane 32 is supported only by the fixed piece 35, a sufficiently thick gap is formed between the support plate piece 33 and the arm piece 34 of the membrane 32 and the surface of the sensor substrate 13. The thermal photodetecting element 18 is thermally separated from the surface of the sensor substrate 13 by the action of the gap.

センサー基板13はベース基板44および絶縁層45を備える。ベース基板44は基体46と絶縁層47とで形成される。基体46は例えば所定の剛性を有する。基体46には例えばシリコン基板が用いられることができる。絶縁層47は基体46の表面に積層される。絶縁層47は絶縁性材料の薄膜で構成されることができる。絶縁性材料には例えば二酸化珪素が用いられることができる。   The sensor substrate 13 includes a base substrate 44 and an insulating layer 45. The base substrate 44 is formed of a base body 46 and an insulating layer 47. The base 46 has a predetermined rigidity, for example. For example, a silicon substrate can be used as the base 46. The insulating layer 47 is laminated on the surface of the base 46. The insulating layer 47 can be composed of a thin film of an insulating material. For example, silicon dioxide can be used as the insulating material.

ベース基板44には貫通電極48、48aが形成される。貫通電極48、48aはベース基板44の表面からベース基板44の裏面(表面の裏側)まで貫通する。貫通電極48、48aは導電材料から形成される。ここでは、導電材料には例えば銅が用いられることができる。導電材料には銅以外の金属材料が用いられてもよい。ベース基板44の裏面には一面に絶縁層50が形成されることができる。絶縁層50は例えば二酸化珪素から形成されることができる。絶縁層50には貫通電極48、48aごとに開口が形成される。貫通電極48、48aの下端は開口で露出する。貫通電極48、48aの下端には対応のバンプ17が個別に接続される。   Through electrodes 48 and 48 a are formed in the base substrate 44. The through electrodes 48, 48 a penetrate from the surface of the base substrate 44 to the back surface (back side of the surface) of the base substrate 44. The through electrodes 48 and 48a are formed of a conductive material. Here, for example, copper can be used as the conductive material. A metal material other than copper may be used as the conductive material. An insulating layer 50 may be formed on the entire back surface of the base substrate 44. The insulating layer 50 can be formed from, for example, silicon dioxide. An opening is formed in the insulating layer 50 for each of the through electrodes 48 and 48a. The lower ends of the through electrodes 48 and 48a are exposed through the openings. Corresponding bumps 17 are individually connected to the lower ends of the through electrodes 48, 48a.

ベース基板44の表面には熱型光検出素子18ごとに導電材製パッド49が配置される。導電材製パッド49は平板形状に形成される。導電材製パッド49はセンサー基板13の表面に平行に広がる。導電材製パッド49は例えば金属材料から形成される。ここでは、金属材料に例えば銅が用いられることができる。金属材料には銅以外の材料が用いられてもよい。導電材製パッド49は対応の貫通電極48の上端に個別に連結される。   A conductive material pad 49 is disposed on the surface of the base substrate 44 for each thermal detection element 18. The conductive material pad 49 is formed in a flat plate shape. The conductive material pad 49 extends parallel to the surface of the sensor substrate 13. The conductive material pad 49 is made of, for example, a metal material. Here, for example, copper can be used as the metal material. A material other than copper may be used as the metal material. The conductive material pad 49 is individually connected to the upper end of the corresponding through electrode 48.

ベース基板44の表面に1層または複数層の絶縁層45が積層される。絶縁層45は例えば二酸化珪素から形成されることができる。絶縁層45はベース基板44の表面を覆う。構造体の柱43は絶縁層45に一体化されることができる。下部電極39に対応して絶縁層45および柱43の内部には1段または複数段の層間ビア51が形成される。層間ビア51の下端は導電材製パッド49に連結される。層間ビア51(複数段の場合には最上段の層間ビア51)の上端は導電配線36に接続される。接続にあたって層間ビア51はメンブレン32の固定片35を貫通することができる。層間ビア51は例えば導電材料から形成される。ここでは、導電材料に例えば銅が用いられることができる。導電材料には銅以外の金属材料が用いられてもよい。導電配線36、層間ビア51、導電材製パッド49および貫通電極48は下部電極39およびバンプ17の間で連続する導電体を形成する。この導電体は熱型光検出素子18および対応のバンプ17を相互に接続する。   One or more insulating layers 45 are stacked on the surface of the base substrate 44. The insulating layer 45 can be made of, for example, silicon dioxide. The insulating layer 45 covers the surface of the base substrate 44. The pillar 43 of the structure body can be integrated with the insulating layer 45. Corresponding to the lower electrode 39, one or more stages of interlayer vias 51 are formed inside the insulating layer 45 and the pillars 43. The lower end of the interlayer via 51 is connected to a conductive material pad 49. The upper end of the interlayer via 51 (the uppermost interlayer via 51 in the case of a plurality of stages) is connected to the conductive wiring 36. In connection, the interlayer via 51 can penetrate the fixed piece 35 of the membrane 32. The interlayer via 51 is made of a conductive material, for example. Here, for example, copper can be used as the conductive material. A metal material other than copper may be used as the conductive material. The conductive wiring 36, the interlayer via 51, the conductive material pad 49, and the through electrode 48 form a continuous conductor between the lower electrode 39 and the bump 17. This conductor connects the thermal detection element 18 and the corresponding bump 17 to each other.

このとき、層間ビア51は比較的に薄い絶縁層45ごとに形成され、その結果、層間ビア51の断面直径は比較的に小さく設定されることができる。したがって、層間ビア51は比較的に小さい熱コンダクタンス(第1熱コンダクタンス)を有することができる。その一方で、貫通電極48、48aはベース基板44を貫通する。ベース基板44には所定の剛性が付与される。したがって、ベース基板44の厚みは絶縁層45に比べて相当程度大きく設定される。その結果、貫通電極48、48aの断面直径は層間ビア51のそれに比べて十分に大きく設定されることができる。貫通電極48、8aは層間ビア51の熱コンダクタンスに比べて十分に大きい熱コンダクタンス(第2熱コンダクタンス)を有することができる。   At this time, the interlayer via 51 is formed for each relatively thin insulating layer 45, and as a result, the cross-sectional diameter of the interlayer via 51 can be set to be relatively small. Therefore, the interlayer via 51 can have a relatively small thermal conductance (first thermal conductance). On the other hand, the through electrodes 48 and 48 a penetrate the base substrate 44. The base substrate 44 is given a predetermined rigidity. Therefore, the thickness of the base substrate 44 is set to be considerably larger than that of the insulating layer 45. As a result, the cross-sectional diameter of the through electrodes 48 and 48 a can be set sufficiently larger than that of the interlayer via 51. The through electrodes 48 and 8 a can have a thermal conductance (second thermal conductance) sufficiently larger than the thermal conductance of the interlayer via 51.

IC基板12は基体52と絶縁層の積層体53とで形成される。基体52は例えば所定の剛性を有する。基体52には例えばシリコン基板が用いられることができる。絶縁層の積層体53は基体52の表面に積層される。絶縁層は絶縁性材料の薄膜で構成されることができる。絶縁性材料には例えば二酸化珪素が用いられることができる。   The IC substrate 12 is formed of a base 52 and a laminated body 53 of insulating layers. The base 52 has a predetermined rigidity, for example. For example, a silicon substrate can be used as the base 52. A laminated body 53 of insulating layers is laminated on the surface of the base 52. The insulating layer can be composed of a thin film of an insulating material. For example, silicon dioxide can be used as the insulating material.

基体52上には読み出し回路が構築される。読み出し回路の構築にあたって基体52の表面から基体52の内部に例えば不純物質が拡散する。こうした不純物質の拡散や酸化膜、電極、その他の形成に応じて基体52の表面には回路構成要素54が確立されることができる。こうした回路構成要素54には例えばMOSFET(酸化金属半導体電界効果トランジスター)が例示されることができる。   A readout circuit is constructed on the base 52. For example, impurities are diffused from the surface of the base 52 into the base 52 when the readout circuit is constructed. A circuit component 54 can be established on the surface of the substrate 52 in accordance with such impurity diffusion, oxide film, electrodes, and other formations. Examples of such a circuit component 54 include a MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor).

積層体53の表面にはバンプ17ごとに端子パッド55が形成される。端子パッド55は導電材料から形成される。ここでは、導電材料には例えば銅といった金属材料が用いられることができる。個々のバンプ17は個別に対応の端子パッド55に接続される。積層体53の内部にはパターン配線56およびビア57が形成される。パターン配線56およびビア57は導電材料から形成される。パターン配線56およびビア57は回路構成要素54に端子パッド55を連結する。こうして回路構成要素54と端子パッド55との間に信号経路が確立される。   Terminal pads 55 are formed on the surface of the laminated body 53 for each bump 17. The terminal pad 55 is made of a conductive material. Here, a metal material such as copper can be used as the conductive material. Each bump 17 is individually connected to a corresponding terminal pad 55. Pattern wiring 56 and vias 57 are formed inside the laminate 53. The pattern wiring 56 and the via 57 are made of a conductive material. Pattern wiring 56 and vias 57 connect terminal pads 55 to circuit components 54. Thus, a signal path is established between the circuit component 54 and the terminal pad 55.

基体52には貫通電極58が形成される。貫通電極58は基体52を貫通する。貫通電極58の上端は積層体53の内部でパターン配線56に接続される。貫通電極58はパターン配線56やビア57を通じて読み出し回路に接続される。貫通電極58は導電材料から形成される。ここでは、導電材料には例えば銅といった金属材料が用いられることができる。貫通電極58の下端は基体52の裏面で露出する。貫通電極58の下端にはんだバンプ14が接合される。   A through electrode 58 is formed on the base 52. The through electrode 58 penetrates the base 52. The upper end of the through electrode 58 is connected to the pattern wiring 56 inside the multilayer body 53. The through electrode 58 is connected to the readout circuit through the pattern wiring 56 and the via 57. The through electrode 58 is formed of a conductive material. Here, a metal material such as copper can be used as the conductive material. The lower end of the through electrode 58 is exposed on the back surface of the substrate 52. The solder bump 14 is joined to the lower end of the through electrode 58.

図4に示されるように、上部電極41に対応して絶縁層45および柱43の内部には1段または複数段の層間ビア61が形成される。層間ビア61の下端はパターン配線62に連結される。ここでは、マトリクスで1行の熱型光検出素子18に共通に1本のパターン配線62が割り当てられることができる。層間ビア61の上端は導電配線36に接続される。接続にあたって層間ビア61はメンブレン32の固定片35を貫通することができる。層間ビア61は例えば導電材料から形成される。ここでは、導電材料に例えば銅が用いられることができる。導電材料には銅以外の金属材料が用いられてもよい。パターン配線62は1本の貫通電極48aに連結される。導電配線36、層間ビア61、パターン配線62および貫通電極48aは上部電極41およびバンプ17の間で連続する導電体を形成する。この導電体は熱型光検出素子18および対応のバンプ17を相互に接続する。   As shown in FIG. 4, one or more stages of interlayer vias 61 are formed in the insulating layer 45 and the pillars 43 corresponding to the upper electrode 41. The lower end of the interlayer via 61 is connected to the pattern wiring 62. Here, one pattern wiring 62 can be commonly assigned to one row of thermal detection elements 18 in a matrix. The upper end of the interlayer via 61 is connected to the conductive wiring 36. In connection, the interlayer via 61 can penetrate the fixed piece 35 of the membrane 32. The interlayer via 61 is made of a conductive material, for example. Here, for example, copper can be used as the conductive material. A metal material other than copper may be used as the conductive material. The pattern wiring 62 is connected to one through electrode 48a. The conductive wiring 36, the interlayer via 61, the pattern wiring 62 and the through electrode 48 a form a continuous conductor between the upper electrode 41 and the bump 17. This conductor connects the thermal detection element 18 and the corresponding bump 17 to each other.

図5に示されるように、導電材製パッド49は所定の広がりを有する。例えばメンブレン32の表面を含む仮想平面に導電材製パッド49の輪郭が投影されると、投影像63の輪郭は熱型光検出素子18すなわち光吸収膜29の輪郭よりも外側に広がる。このとき、導電材製パッド49の垂直方向移動で導電材製パッド49が仮想平面に重ね合わせられることで投影像63は形成されることができる。ここでは、光吸収膜29の輪郭(四辺形)の3辺で投影像63の輪郭は光吸収膜29の輪郭よりも外側に広がる。導電材製パッド49は、隣接する導電材製パッド49との間で電気的に絶縁が確保される範囲で最大限に広がることができる。図5に示されるように、導電材製パッド49と上部電極41用のパターン配線62とが同一平面内で形成される場合には、パターン配線62が1直線上を延びて1行の熱型光検出素子18の層間ビア61が次々に接続されることから、1行の導電材製パッド49と1行の導電材製パッド49との間で1直線に延びるパターン配線62の配置スペースは確保される。したがって、投影像63の輪郭は光吸収膜29の輪郭の1辺で光吸収膜29の輪郭よりも内側に留まる。その他、仮に導電材製パッド49と上部電極41用のパターン配線62とが異なる平面内で形成される場合には、導電材製パッド49は熱型光検出素子18ごとにセンサー基板13の表面に平行な平面内で最大限に広がることができる。   As shown in FIG. 5, the conductive material pad 49 has a predetermined spread. For example, when the contour of the conductive material pad 49 is projected onto a virtual plane including the surface of the membrane 32, the contour of the projected image 63 spreads outside the contour of the thermal detection element 18, that is, the light absorption film 29. At this time, the projection image 63 can be formed by superimposing the conductive material pad 49 on the virtual plane by the vertical movement of the conductive material pad 49. Here, the contour of the projected image 63 spreads outside the contour of the light absorbing film 29 on the three sides of the contour (quadrangle) of the light absorbing film 29. The conductive material pad 49 can be expanded to the maximum as long as electrical insulation is ensured between the adjacent conductive material pads 49. As shown in FIG. 5, when the conductive material pad 49 and the pattern wiring 62 for the upper electrode 41 are formed in the same plane, the pattern wiring 62 extends on one straight line and forms one line of thermal type. Since the interlayer vias 61 of the photodetecting elements 18 are connected one after another, an arrangement space for the pattern wiring 62 extending in a straight line between one row of conductive material pads 49 and one row of conductive material pads 49 is secured. Is done. Therefore, the contour of the projected image 63 remains inside the contour of the light absorbing film 29 on one side of the contour of the light absorbing film 29. In addition, if the conductive material pad 49 and the pattern wiring 62 for the upper electrode 41 are formed in different planes, the conductive material pad 49 is provided on the surface of the sensor substrate 13 for each thermal detection element 18. Can spread to the maximum in parallel planes.

図5に示されるように、貫通電極48、48aは所定の位置に配置される。例えば貫通電極48、48aの上端を含む仮想平面に熱型光検出素子18の輪郭が同様な手法で投影されると、貫通電極48の上端は対応する熱型光検出素子18の投影像の輪郭よりも内側に配置される。例えば貫通電極48の上端は光吸収膜29の輪郭の中心に同心に配置されることができる。このとき、上部電極41に通じる貫通電極48aと貫通電極48との間隔は熱型光検出素子18ごとの貫通電極48と等間隔に配置されることができる。こうして全ての貫通電極48、48aは等間隔で配列されることができる。   As shown in FIG. 5, the through electrodes 48 and 48 a are arranged at predetermined positions. For example, when the outline of the thermal photodetection element 18 is projected on a virtual plane including the upper ends of the through electrodes 48 and 48a in the same manner, the upper end of the through electrode 48 is the outline of the projection image of the corresponding thermal photodetection element 18. It is arranged inside. For example, the upper end of the through electrode 48 can be arranged concentrically at the center of the contour of the light absorbing film 29. At this time, the interval between the through electrode 48 a communicating with the upper electrode 41 and the through electrode 48 can be arranged at equal intervals with the through electrode 48 for each thermal detection element 18. In this way, all the through electrodes 48, 48a can be arranged at equal intervals.

(2)光検出器パッケージの動作
次に光検出器パッケージ11の動作を簡単に説明する。光検出器パッケージ11に光が届くと、特定の波長の光(例えば赤外線)は蓋体19の透過フィルター窓を通過して個々の熱型光検出素子18に行き着く。熱型光検出素子18では光が光吸収膜29に吸収され光吸収膜29で熱が発生する。熱は熱伝達層42の働きで効率的に焦電体38に伝達される。こうした熱や直接に照射される光に応じて焦電体38の温度は変化する。温度の変化に応じて電気分極量の変化が生み出され、焦電流が生じる。この焦電流を例えば電圧変換すると電気分極量の変化に応じて電圧は変化する。その結果、個々の熱型光検出素子18ごとに温度情報が得られることができる。
(2) Operation of Photodetector Package Next, the operation of the photodetector package 11 will be briefly described. When light reaches the photodetector package 11, light of a specific wavelength (for example, infrared rays) passes through the transmission filter window of the lid 19 and reaches each thermal detection element 18. In the thermal detection element 18, light is absorbed by the light absorption film 29 and heat is generated in the light absorption film 29. Heat is efficiently transferred to the pyroelectric body 38 by the action of the heat transfer layer 42. The temperature of the pyroelectric body 38 changes in accordance with such heat and directly irradiated light. A change in the amount of electric polarization is generated in response to a change in temperature, and a pyroelectric current is generated. When this pyroelectric current is converted into a voltage, for example, the voltage changes according to a change in the amount of electric polarization. As a result, temperature information can be obtained for each thermal detection element 18.

光検出器パッケージ11ではセンサー基板13には蓋体19を通じて押圧力が加えられることができる。押圧力は蓋体19で支持されることができる。押圧力が直接に熱型光検出素子18に作用することは回避されることができる。その結果、IC基板12およびセンサー基板13の接合にあたってバンプ17の利用は実現されることができる。こうして熱型光検出素子18は構造上の制約を受けずに構成されることができる。熱型光検出素子18には様々な構造が提案されることができる。   In the photodetector package 11, a pressing force can be applied to the sensor substrate 13 through the lid 19. The pressing force can be supported by the lid body 19. It can be avoided that the pressing force directly acts on the thermal light detection element 18. As a result, the use of the bumps 17 can be realized when the IC substrate 12 and the sensor substrate 13 are joined. In this way, the thermal photodetecting element 18 can be configured without being restricted in structure. Various structures can be proposed for the thermal detection element 18.

また、光検出器パッケージ11では密閉空間24は真空状態に維持される。密閉空間24内では真空層が断熱効果を発揮することができる。したがって、熱型光検出素子18は周囲の温度変化の影響から効果的に免れることができる。光から生成される熱エネルギーは効率的に焦電体38に伝達されることができる。しかも、真空空間はセンサー基板13に固定される蓋体19で形成される。真空空間はセンサー基板13に固定されることから、熱型光検出器18は、様々な環境下で利用される他の基板に実装されることができる。   Further, in the photodetector package 11, the sealed space 24 is maintained in a vacuum state. In the sealed space 24, the vacuum layer can exert a heat insulating effect. Therefore, the thermal detection element 18 can be effectively spared from the influence of ambient temperature changes. Thermal energy generated from light can be efficiently transmitted to the pyroelectric body 38. Moreover, the vacuum space is formed by a lid 19 that is fixed to the sensor substrate 13. Since the vacuum space is fixed to the sensor substrate 13, the thermal detector 18 can be mounted on another substrate used in various environments.

さらに、蓋体19には透過フィルター窓が形成される。蓋体19は透過フィルターとして機能することができる。こうして蓋体19が透過フィルターとして機能することから、他の部材の追加なしに特定波長以外の光の進入は阻止されることができる。透過膜26、28および天板21の働きで特定の波長の光が熱型光検出素子18まで行き着く。熱型光検出素子18は効率的に光を熱に変換することができる。   Further, a transmission filter window is formed on the lid 19. The lid body 19 can function as a transmission filter. Thus, since the lid body 19 functions as a transmission filter, the entry of light other than the specific wavelength can be prevented without adding other members. Light of a specific wavelength reaches the thermal detection element 18 by the action of the transmissive films 26 and 28 and the top plate 21. The thermal detection element 18 can efficiently convert light into heat.

さらにまた、蓋体19には金属膜23が形成される。この金属膜23はグラウンドに接続される。したがって、蓋体19に周囲から乗り移った電磁波などのノイズはグラウンドに逃されることができる。その結果、熱型光検出器18の検出精度は高められることができる。   Furthermore, a metal film 23 is formed on the lid 19. This metal film 23 is connected to the ground. Therefore, noise such as electromagnetic waves transferred to the lid 19 from the surroundings can be released to the ground. As a result, the detection accuracy of the thermal detector 18 can be increased.

(3)光検出器パッケージの製造方法
次に光検出器パッケージ11の製造方法を詳述する。まず、図6に示されるように、第1ウエハー基板(第2基板)64が用意される。第1ウエハー基板64は円盤形の基体65と絶縁層66とで構成される。基体65には例えばシリコンウエハーが用いられることができる。絶縁層66は基体65の表面に一面に積層される。絶縁層66は絶縁性材料の薄膜で構成されることができる。絶縁性材料には例えば二酸化珪素が用いられることができる。
(3) Manufacturing Method of Photodetector Package Next, a manufacturing method of the photodetector package 11 will be described in detail. First, as shown in FIG. 6, a first wafer substrate (second substrate) 64 is prepared. The first wafer substrate 64 is composed of a disk-shaped base 65 and an insulating layer 66. For example, a silicon wafer can be used as the substrate 65. The insulating layer 66 is laminated on the surface of the base 65. The insulating layer 66 can be composed of a thin film of an insulating material. For example, silicon dioxide can be used as the insulating material.

絶縁層66の表面には導電材製パッド49およびパターン配線62が形成される。導電材製パッド49およびパターン配線62の形成にあたって例えばめっき法が用いられることができる。導電材製パッド49およびパターン配線62は所定の輪郭に象られる。   A conductive material pad 49 and a pattern wiring 62 are formed on the surface of the insulating layer 66. For example, a plating method can be used to form the conductive material pad 49 and the pattern wiring 62. The conductive material pad 49 and the pattern wiring 62 are formed in a predetermined outline.

図7に示されるように、続いて絶縁層66の表面には絶縁層67が積層される。絶縁層67は例えば二酸化珪素から形成されることができる。絶縁層67の積層にあたって例えばスパッタリング法が用いられることができる。絶縁層67は絶縁層66の表面全体を覆う。その結果、導電材製パッド49およびパターン配線62は絶縁層67で覆われる。図8に示されるように、絶縁層67には層間ビア51、61が形成される。層間ビア51、61の形成にあたって例えばめっき法が用いられることができる。層間ビア51、61は対応の導電材製パッド49およびパターン配線62に個別に接続される。   As shown in FIG. 7, an insulating layer 67 is subsequently laminated on the surface of the insulating layer 66. The insulating layer 67 can be formed from, for example, silicon dioxide. For the lamination of the insulating layer 67, for example, a sputtering method can be used. The insulating layer 67 covers the entire surface of the insulating layer 66. As a result, the conductive material pad 49 and the pattern wiring 62 are covered with the insulating layer 67. As shown in FIG. 8, interlayer vias 51 and 61 are formed in the insulating layer 67. For example, a plating method can be used for forming the interlayer vias 51 and 61. Interlayer vias 51 and 61 are individually connected to corresponding conductive material pads 49 and pattern wiring 62.

図9に示されるように、絶縁層67の表面にはさらに絶縁層68が積層される。絶縁層68は例えば二酸化珪素から形成されることができる。絶縁層68の積層にあたって例えばスパッタリング法が用いられることができる。絶縁層68は絶縁層67の表面全体を覆う。層間ビア51、61は絶縁層68で覆われる。続いて絶縁層68の表面にはメンブレン32の素材膜69が形成される。この素材膜69は二酸化珪素(SiO)膜、窒化シリコン(SiN)膜および二酸化珪素(SiO)膜の三層構造を有する。素材膜69の形成にあたって例えばスパッタリング法が用いられることができる。素材膜69は絶縁層68の表面全体を覆う。絶縁層68および素材膜69にはさらに層間ビア51、61が形成される。層間ビア51、61の形成にあたって例えばめっき法が用いられることができる。層間ビア51、61は対応の層間ビア51、61に積み重ねられる。こうして第1ウエハー基板64の表面に絶縁層67、68が積層されつつ層間ビア51、61は形成される。 As shown in FIG. 9, an insulating layer 68 is further laminated on the surface of the insulating layer 67. The insulating layer 68 can be formed from, for example, silicon dioxide. For the lamination of the insulating layer 68, for example, a sputtering method can be used. The insulating layer 68 covers the entire surface of the insulating layer 67. Interlayer vias 51 and 61 are covered with an insulating layer 68. Subsequently, a material film 69 of the membrane 32 is formed on the surface of the insulating layer 68. The material film 69 has a three-layer structure of a silicon dioxide (SiO 2 ) film, a silicon nitride (SiN) film, and a silicon dioxide (SiO 2 ) film. For example, a sputtering method can be used for forming the material film 69. The material film 69 covers the entire surface of the insulating layer 68. Interlayer vias 51 and 61 are further formed in the insulating layer 68 and the material film 69. For example, a plating method can be used for forming the interlayer vias 51 and 61. Interlayer vias 51 and 61 are stacked on corresponding interlayer vias 51 and 61. Thus, the interlayer vias 51 and 61 are formed while the insulating layers 67 and 68 are laminated on the surface of the first wafer substrate 64.

その後、図10に示されるように、熱型光検出素子18が形成される。素材膜69上で下部電極39、焦電体38および上部電極41は積層形成される。素材膜69上で導電配線36は形成される。形成にあたって例えばめっき法が用いられることができる。導電配線36は、下部電極39および層間ビア51を相互に接続し、上部電極41および層間ビア61を相互に接続する。こうして素材膜69の表面には、熱型光検出素子18から引き出されて層間ビア51、61に接続される導電配線36が形成される。   Thereafter, as shown in FIG. 10, the thermal detection element 18 is formed. On the material film 69, the lower electrode 39, the pyroelectric body 38, and the upper electrode 41 are laminated. Conductive wiring 36 is formed on the material film 69. For the formation, for example, a plating method can be used. Conductive wiring 36 connects lower electrode 39 and interlayer via 51 to each other, and connects upper electrode 41 and interlayer via 61 to each other. Thus, on the surface of the material film 69, the conductive wiring 36 that is drawn out from the thermal detection element 18 and connected to the interlayer vias 51 and 61 is formed.

続いて素材膜69上には光吸収膜29が形成される。光吸収膜29は下部電極39、焦電体38、上部電極41および導電配線36の一部を覆う。光吸収膜29の形成にあたって光吸収膜29内には熱伝達層42が積層形成される。その後、素材膜69からメンブレン32が削り出される。   Subsequently, a light absorption film 29 is formed on the material film 69. The light absorption film 29 covers a part of the lower electrode 39, the pyroelectric body 38, the upper electrode 41, and the conductive wiring 36. In forming the light absorption film 29, a heat transfer layer 42 is laminated in the light absorption film 29. Thereafter, the membrane 32 is removed from the material film 69.

こうして第1ウエハー基板64上で熱型光検出素子18が形成されると、図11に示されるように、第1ウエハー基板64の裏面から深穴71が形成される。深穴71の形成にあたってディープリアクティブイオンエッチング(ディープRIE)が利用されることができる。深穴71は導電材製パッド49およびパターン配線62に到達する。深穴71には導電材が充填される。充填にあたって例えばめっき法が用いられることができる。こうして、第1ウエハー基板64の裏面から、層間ビア51、61に接続される貫通電極48、48aが形成される。   When the thermal detection element 18 is formed on the first wafer substrate 64 in this way, a deep hole 71 is formed from the back surface of the first wafer substrate 64 as shown in FIG. In forming the deep hole 71, deep reactive ion etching (deep RIE) can be used. The deep hole 71 reaches the conductive material pad 49 and the pattern wiring 62. The deep hole 71 is filled with a conductive material. For filling, for example, a plating method can be used. Thus, through electrodes 48 and 48 a connected to the interlayer vias 51 and 61 are formed from the back surface of the first wafer substrate 64.

図12に示されるように、第1ウエハー基板64の裏面には一面に絶縁層72が形成される。絶縁層72は例えば二酸化珪素から形成されることができる。絶縁層72の形成にあたって例えばスパッタリング法が用いられることができる。絶縁層72は第1ウエハー基板64の裏面全体を覆う。絶縁層72には貫通電極48、48aごとに開口73が形成される。貫通電極48、48aは開口73内で露出する。続いて、図13に示されるように、絶縁層72の表面でバンプ17が形成される。個々のバンプ17は開口73内で対応の貫通電極48、48aに接続される。こうして、第1ウエハー基板64の内部には、少なくとも表面から裏面まで延び、熱型光検出素子18および対応のバンプ17を相互に接続する導電体が形成される。   As shown in FIG. 12, an insulating layer 72 is formed on the entire back surface of the first wafer substrate 64. The insulating layer 72 can be formed from, for example, silicon dioxide. For example, a sputtering method can be used for forming the insulating layer 72. The insulating layer 72 covers the entire back surface of the first wafer substrate 64. An opening 73 is formed in the insulating layer 72 for each of the through electrodes 48 and 48a. The through electrodes 48 and 48 a are exposed in the opening 73. Subsequently, as shown in FIG. 13, bumps 17 are formed on the surface of the insulating layer 72. Each bump 17 is connected to the corresponding through electrode 48, 48 a in the opening 73. Thus, a conductor that extends at least from the front surface to the back surface and connects the thermal photodetecting element 18 and the corresponding bump 17 to each other is formed inside the first wafer substrate 64.

その後、図14に示されるように、第1ウエハー基板64の絶縁層68は除去される。絶縁層68の除去にあたって柱43は残される。こうした除去にあたってエッチング処理が施されることができる。その結果、メンブレン32と絶縁層67との間に空隙が形成される。熱型光検出素子18は絶縁層67から熱的に分離される。   Thereafter, as shown in FIG. 14, the insulating layer 68 of the first wafer substrate 64 is removed. The pillar 43 is left when the insulating layer 68 is removed. An etching process can be performed for such removal. As a result, a gap is formed between the membrane 32 and the insulating layer 67. The thermal detection element 18 is thermally separated from the insulating layer 67.

こうして柱43およびメンブレン32で構成される構造体が形成されると、図15に示されるように、第1ウエハー基板64に第2ウエハー基板75が接合される。第2ウエハー基板75は蓋体19の素材で形成される。ここでは、そうした素材に例えばシリコン基板が用いられることができる。第2ウエハー基板75の裏面には熱型光検出素子18のマトリクスごとに空洞が形成される。空洞の形状は密閉空間24の形状に一致する。空洞の形成にあたって第2ウエハー基板75の裏面には格子形状の突片76が形成される。こうした突片76の形成にあたって例えばエッチング法が用いられることができる。   When the structure composed of the pillars 43 and the membrane 32 is thus formed, the second wafer substrate 75 is bonded to the first wafer substrate 64 as shown in FIG. The second wafer substrate 75 is formed from the material of the lid body 19. Here, for example, a silicon substrate can be used as such a material. A cavity is formed on the back surface of the second wafer substrate 75 for each matrix of the thermal detection elements 18. The shape of the cavity matches the shape of the sealed space 24. In forming the cavity, lattice-shaped protrusions 76 are formed on the back surface of the second wafer substrate 75. For example, an etching method can be used to form the protrusion 76.

第2ウエハー基板75の接合に先立って第2ウエハー基板75の表面および裏面には透過膜26、28が薄膜形成される。第2ウエハー基板75の表面にはさらに透過膜26に反射防止膜27が形成される。反射防止膜27は透過膜26上に積層される。透過膜26、28および反射防止膜28の形成にあたって例えばスパッタリング法や蒸着法が用いられることができる。その後、突片76の先端面に金属膜23が形成される。金属膜23の形成にあたって例えばめっき法が用いられることができる。   Prior to the bonding of the second wafer substrate 75, the transmissive films 26 and 28 are formed as thin films on the front and back surfaces of the second wafer substrate 75. An antireflection film 27 is further formed on the transmission film 26 on the surface of the second wafer substrate 75. The antireflection film 27 is laminated on the transmission film 26. In forming the transmissive films 26 and 28 and the antireflection film 28, for example, a sputtering method or a vapor deposition method can be used. Thereafter, the metal film 23 is formed on the tip surface of the protrusion 76. For example, a plating method can be used for forming the metal film 23.

第2ウエハー基板75の接合にあたって真空中で第1ウエハー基板64の表面に第2ウエハー基板75の裏面が重ねられる。重ね合わせにあたって熱型光検出素子18のマトリクス同士の間に突片76が配置される。第2ウエハー基板75は金属膜23で第1ウエハー基板64の表面に接触する。こうして例えば金属膜23の金属拡散に応じて第1ウエハー基板64に第2ウエハー基板75は接合されることができる。熱型光検出素子18はマトリクスごとに対応の空洞内に収容される。空洞内では真空状態の密閉空間24が確立される。   When the second wafer substrate 75 is bonded, the back surface of the second wafer substrate 75 is overlaid on the surface of the first wafer substrate 64 in a vacuum. For the superposition, the projecting pieces 76 are arranged between the matrices of the thermal detection elements 18. The second wafer substrate 75 is in contact with the surface of the first wafer substrate 64 with the metal film 23. Thus, for example, the second wafer substrate 75 can be bonded to the first wafer substrate 64 in accordance with the metal diffusion of the metal film 23. The thermal detection element 18 is accommodated in a corresponding cavity for each matrix. A sealed space 24 in a vacuum state is established in the cavity.

その後、図16に示されるように、第1ウエハー基板64から個々のマトリクスごとにセンサー基板13すなわちセンサーチップが切り出される。図17に示されるように、切り出されたセンサー基板13は第3ウエハー基板77に固定される。第3ウエハー基板77は円盤形の基体78と絶縁層の積層体79とで構成される。基体78には例えばシリコンウエハーが用いられることができる。基体78の表面には回路構成要素54が形成される。形成にあたってイオン注入や酸化膜の形成、電極の形成が実施される。積層体79は基体78の表面に一面に積層される。絶縁層は絶縁性材料の薄膜で構成されることができる。絶縁性材料には例えば二酸化珪素が用いられることができる。絶縁層の形成にあたってスパッタリング法が用いられることができる。個々の絶縁層の表面および内部にはパターン配線56およびビア57が形成される。基体78には貫通電極58が形成される。貫通電極58は貫通電極48と同様な手法で形成されることができる。パターン配線56、ビア57および端子パッド55の形成にあたって例えばめっき法が用いられることができる。こうして第3ウエハー基板77には特定の領域ごとに読み出し回路(集積回路)が形成される。   Thereafter, as shown in FIG. 16, the sensor substrate 13, that is, the sensor chip is cut out from the first wafer substrate 64 for each matrix. As shown in FIG. 17, the cut out sensor substrate 13 is fixed to the third wafer substrate 77. The third wafer substrate 77 is composed of a disk-shaped substrate 78 and a laminated body 79 of insulating layers. For example, a silicon wafer can be used as the substrate 78. A circuit component 54 is formed on the surface of the base 78. In the formation, ion implantation, oxide film formation, and electrode formation are performed. The laminated body 79 is laminated on the surface of the base body 78. The insulating layer can be composed of a thin film of an insulating material. For example, silicon dioxide can be used as the insulating material. A sputtering method can be used in forming the insulating layer. Pattern wirings 56 and vias 57 are formed on the surface and inside the individual insulating layers. A through electrode 58 is formed on the base 78. The through electrode 58 can be formed in the same manner as the through electrode 48. For example, a plating method can be used to form the pattern wiring 56, the via 57, and the terminal pad 55. Thus, a readout circuit (integrated circuit) is formed on the third wafer substrate 77 for each specific region.

第3ウエハー基板77にセンサー基板13は接合される。センサー基板13は裏面のバンプ17で第3ウエハー基板77に受け止められる。バンプ17でセンサー基板13は読み出し回路に電気的に接続される。ここでは、接合にあたってセンサー基板13は第3ウエハー基板77に押し付けられる。押圧力は蓋体19で支持されることができる。押圧力が直接に熱型光検出素子18に作用することは回避されることができる。その結果、熱型光検出素子18は構造上の制約を受けずに構成されることができる。熱型光検出素子18には様々な構造が提案されることができる。その後、第2ウエハー基板71から個々のIC基板12が切り出される。こうして光検出器パッケージ11は製造される。   The sensor substrate 13 is bonded to the third wafer substrate 77. The sensor substrate 13 is received on the third wafer substrate 77 by the bumps 17 on the back surface. The sensor substrate 13 is electrically connected to the readout circuit by the bumps 17. Here, the sensor substrate 13 is pressed against the third wafer substrate 77 for bonding. The pressing force can be supported by the lid body 19. It can be avoided that the pressing force directly acts on the thermal light detection element 18. As a result, the thermal photodetection element 18 can be configured without being restricted in structure. Various structures can be proposed for the thermal detection element 18. Thereafter, the individual IC substrates 12 are cut out from the second wafer substrate 71. Thus, the photodetector package 11 is manufactured.

(4)他の実施形態に係る光検出器パッケージの構成
図18に示されるように、この光検出器パッケージ11aでは蓋体19aは支持部材81を備える。支持部材81は、例えばセンサー基板13の表面に直交する垂直面に沿って垂直姿勢で天板21からセンサー基板13に向かって延びる。支持部材81は天板21に一体化されることができる。支持部材81の下端はセンサー基板13の表面に接触することができる。支持部材81には、例えばバンプ17の接合時にセンサー基板13の表面に垂直な方向に蓋体19aに押圧力が加えられても破壊されない程度の強度が付与される。こうした支持部材81は押圧力の支持に寄与することができる。天板21に作用する押圧力は周壁22に加えて支持部材81を通じてセンサー基板13に伝達されることができる。その結果、バンプ17には広い範囲で満遍なく確実に押圧力が伝達されることができる。バンプ17の接触不良は回避されることができる。その他の構造や構成は前述の光検出器パッケージ11と変わらない。図中、均等な構造や構成には同一の参照符号が付され詳細な説明は割愛される。なお、押圧力の伝達が確保される限り、必ずしも支持部材81は常時センサー基板13に接触する必要はない。したがって、押圧力から解放されると、支持部材81とセンサー基板13の表面との間には空隙が形成されてもよい。
(4) Configuration of Photodetector Package According to Other Embodiment As shown in FIG. 18, in this photodetector package 11 a, the lid 19 a includes a support member 81. The support member 81 extends from the top plate 21 toward the sensor substrate 13 in a vertical posture along a vertical plane orthogonal to the surface of the sensor substrate 13, for example. The support member 81 can be integrated with the top plate 21. The lower end of the support member 81 can contact the surface of the sensor substrate 13. For example, the support member 81 is provided with such a strength that it is not broken even when a pressing force is applied to the lid 19a in a direction perpendicular to the surface of the sensor substrate 13 when the bumps 17 are bonded. Such a support member 81 can contribute to the support of the pressing force. The pressing force acting on the top plate 21 can be transmitted to the sensor substrate 13 through the support member 81 in addition to the peripheral wall 22. As a result, the pressing force can be transmitted to the bumps 17 uniformly and uniformly over a wide range. The contact failure of the bump 17 can be avoided. Other structures and configurations are the same as the photodetector package 11 described above. In the drawings, the same reference numerals are assigned to equivalent structures and configurations, and detailed description is omitted. Note that the support member 81 does not always need to contact the sensor substrate 13 as long as transmission of the pressing force is ensured. Therefore, when released from the pressing force, a gap may be formed between the support member 81 and the surface of the sensor substrate 13.

支持部材81はセンサー基板13の表面に結合されることができる。結合にあたって支持部材81の下端面には金属膜23が形成されることができる。こうした金属膜23は金属接合を実現する。支持部材81がセンサー基板13の表面に結合されると、蓋体19aの剛性は高められることができる。その結果、蓋体19aの天板21の板厚や周壁22の壁厚は縮小されることができる。特に、天板21の剛性が高められることから、天板21の板厚は縮小されることができ、その結果、透過フィルター窓の光の透過率は高められることができる。   The support member 81 can be coupled to the surface of the sensor substrate 13. The metal film 23 can be formed on the lower end surface of the support member 81 for the coupling. Such a metal film 23 realizes metal bonding. When the support member 81 is coupled to the surface of the sensor substrate 13, the rigidity of the lid body 19a can be increased. As a result, the plate thickness of the top plate 21 and the wall thickness of the peripheral wall 22 of the lid 19a can be reduced. In particular, since the rigidity of the top plate 21 is increased, the thickness of the top plate 21 can be reduced, and as a result, the light transmittance of the transmission filter window can be increased.

図19に示されるように、支持部材81には隔壁が用いられることができる。隔壁は密閉空間24を複数の小部屋に分割する。こうして密閉空間24が複数室に分割されると、密閉空間24の細分化に応じて室内の真空度は高く維持されることができる。その結果、断熱効果はさらに高められることができる。   As shown in FIG. 19, a partition wall can be used for the support member 81. The partition divides the sealed space 24 into a plurality of small rooms. When the sealed space 24 is divided into a plurality of chambers in this way, the degree of vacuum in the chamber can be maintained high according to the subdivision of the sealed space 24. As a result, the heat insulation effect can be further enhanced.

(5)他の実施形態に係るバンプ
図20は他の実施形態に係るバンプ82を概略的に示す。バンプ82はバンプ17に代わってセンサー基板13およびIC基板12の接合に利用されることができる。バンプ82はIC基板12の積層体53の表面に支持される。例えばバンプ82は端子パッド55上に形成されることができる。バンプ82は例えば金めっきで形成されることができる。バンプ82は端子パッド55から遠ざかるにつれて先細る円錐台形状に形成されることができる。バンプ82の頂上面82aには貫通電極48、48aの先端面83が接合される。ここでは、貫通電極48、48aはベース基板44の裏面から突出する。貫通電極48、48aの先端面83にはスズ銀合金の表面層84が形成される。表面層84はバンプ82の頂上面82aに接合される。貫通電極48、48aの形成にあたってベース基板44の基体46および絶縁層47の表面には絶縁膜85が形成されることができる。絶縁膜85には例えば二酸化珪素が用いられることができる。接合にあたって表面層84およびバンプ82は所定の温度に加熱されながら所定の荷重で相互に押し付けられる。
(5) Bumps According to Other Embodiments FIG. 20 schematically shows bumps 82 according to other embodiments. The bump 82 can be used for joining the sensor substrate 13 and the IC substrate 12 in place of the bump 17. The bumps 82 are supported on the surface of the laminate 53 of the IC substrate 12. For example, the bump 82 can be formed on the terminal pad 55. The bump 82 can be formed by, for example, gold plating. The bump 82 can be formed in a truncated cone shape that tapers away from the terminal pad 55. The tip surfaces 83 of the through electrodes 48 and 48 a are joined to the top surface 82 a of the bump 82. Here, the through electrodes 48 and 48 a protrude from the back surface of the base substrate 44. A surface layer 84 of a tin-silver alloy is formed on the tip surfaces 83 of the through electrodes 48 and 48a. The surface layer 84 is bonded to the top surface 82 a of the bump 82. An insulating film 85 can be formed on the surface of the base 46 and the insulating layer 47 of the base substrate 44 when the through electrodes 48 and 48 a are formed. For example, silicon dioxide can be used for the insulating film 85. In joining, the surface layer 84 and the bump 82 are pressed against each other with a predetermined load while being heated to a predetermined temperature.

ここで、貫通電極48、48aの形成方法を簡単に説明する。前述のように第1ウエハー基板64の裏面で深穴71が形成されると、図21に示されるように、基体65および絶縁層66の表面に絶縁膜85が形成される。絶縁膜85の形成にあたって例えば化学蒸着法が用いられることができる。深穴71の底では絶縁膜85がエッチングされ、導電材製パッド49やパターン配線62が露出する。   Here, a method of forming the through electrodes 48 and 48a will be briefly described. When the deep hole 71 is formed on the back surface of the first wafer substrate 64 as described above, the insulating film 85 is formed on the surfaces of the base 65 and the insulating layer 66 as shown in FIG. For example, a chemical vapor deposition method can be used to form the insulating film 85. At the bottom of the deep hole 71, the insulating film 85 is etched, and the conductive material pad 49 and the pattern wiring 62 are exposed.

続いて深穴71内で貫通電極48、48aが形成される。形成にあたって電解めっきが用いられる。図22に示されるように、絶縁膜85の表面にめっき下地膜86が形成される。めっき下地膜86の形成にあたって例えばスパッタリングが実施されることができる。続いてめっき下地膜86の表面にはレジスト膜87が形成される。レジスト膜87には深穴71に連続する開口88が形成される。レジスト膜87の形成後に銅めっきが実施される。深穴71および開口88内の空間に銅が充填される。   Subsequently, through electrodes 48 and 48 a are formed in the deep hole 71. Electrolytic plating is used for the formation. As shown in FIG. 22, a plating base film 86 is formed on the surface of the insulating film 85. For example, sputtering can be performed in forming the plating base film 86. Subsequently, a resist film 87 is formed on the surface of the plating base film 86. In the resist film 87, an opening 88 continuous with the deep hole 71 is formed. Copper plating is performed after the formation of the resist film 87. The space in the deep hole 71 and the opening 88 is filled with copper.

こうして深穴71および開口88内に貫通電極48、48aが形成されると、図23に示されるように、レジスト膜87は除去される。基体65の表面でめっき下地膜86はエッチング処理で除去される。その結果、ベース基板44の裏面から突出する貫通電極48、48aは形成される。   When the through electrodes 48 and 48a are thus formed in the deep hole 71 and the opening 88, the resist film 87 is removed as shown in FIG. The plating base film 86 is removed from the surface of the substrate 65 by an etching process. As a result, penetrating electrodes 48 and 48 a protruding from the back surface of the base substrate 44 are formed.

図24に示されるように、貫通電極48、48aの先端面83には、スズ銀合金の表面層84に代えて、ニッケル膜91および金膜92の積層体が形成されることができる。金膜92はバンプ82の頂上面82aに接合される。この場合には、金膜92およびバンプ82の接合にあたって超音波接合が利用されることができる。   As shown in FIG. 24, a stacked body of a nickel film 91 and a gold film 92 can be formed on the tip surfaces 83 of the through electrodes 48, 48 a instead of the surface layer 84 of the tin-silver alloy. The gold film 92 is bonded to the top surface 82 a of the bump 82. In this case, ultrasonic bonding can be used for bonding the gold film 92 and the bump 82.

(6)テラヘルツカメラ
図25は光検出器パッケージ11、11aを利用した電子機器の一具体例に係るテラヘルツカメラ93の構成を概略的に示す。テラヘルツカメラ93は筐体94を備える。筐体94の正面にはスリット95が形成されレンズ96が装着される。スリット95からテラヘルツ帯の電磁波が対象物に向かって照射される。こうした電磁波にはテラヘルツ波といった電波および赤外線といった光が含まれる。ここでは、テラヘルツ帯には100GHz〜30THzの周波数帯が含まれることができる。レンズ96には対象物から反射してくるテラヘルツ帯の電磁波が取り込まれる。
(6) Terahertz Camera FIG. 25 schematically shows a configuration of a terahertz camera 93 according to a specific example of an electronic device using the photodetector packages 11 and 11a. The terahertz camera 93 includes a housing 94. A slit 95 is formed on the front surface of the housing 94 and a lens 96 is attached. A terahertz band electromagnetic wave is emitted from the slit 95 toward the object. Such electromagnetic waves include radio waves such as terahertz waves and light such as infrared rays. Here, the terahertz band may include a frequency band of 100 GHz to 30 THz. The lens 96 takes in the terahertz band electromagnetic wave reflected from the object.

テラヘルツカメラ93の構成をさらに詳しく説明すると、図26に示されるように、テラヘルツカメラ93は照射源(電磁波源)101を備える。照射源101には駆動回路102が接続される。駆動回路102は照射源101に所望の駆動信号を供給する。照射源101は駆動信号の受領に応じてテラヘルツ帯の電磁波を放射する。照射源101には例えばレーザー光源が用いられることができる。   The configuration of the terahertz camera 93 will be described in more detail. As illustrated in FIG. 26, the terahertz camera 93 includes an irradiation source (electromagnetic wave source) 101. A drive circuit 102 is connected to the irradiation source 101. The drive circuit 102 supplies a desired drive signal to the irradiation source 101. The irradiation source 101 radiates terahertz band electromagnetic waves in response to receipt of the drive signal. For example, a laser light source can be used as the irradiation source 101.

レンズ96は光学系103を構成する。光学系103はレンズ96のほかに光学部品を備えてもよい。レンズ96の光軸104上に光検出器パッケージ11(11a)が配置される。センサー基板13の表面は例えば光軸104に直交する。光学系103は熱型光検出素子18のマトリクス上に像を結像する。光検出器パッケージ11(11a)にはアナログデジタル変換回路105が接続される。アナログデジタル変換回路105には光検出器パッケージ11(11a)から熱型光検出素子18の出力が順番に時系列で供給される。アナログデジタル変換回路105は出力のアナログ信号をデジタル信号に変換する。   The lens 96 constitutes the optical system 103. The optical system 103 may include an optical component in addition to the lens 96. The photodetector package 11 (11a) is disposed on the optical axis 104 of the lens 96. The surface of the sensor substrate 13 is orthogonal to the optical axis 104, for example. The optical system 103 forms an image on the matrix of the thermal detection elements 18. An analog-digital conversion circuit 105 is connected to the photodetector package 11 (11a). The output of the thermal detection element 18 is sequentially supplied to the analog-digital conversion circuit 105 in time series from the photodetector package 11 (11a). The analog-digital conversion circuit 105 converts the output analog signal into a digital signal.

アナログデジタル変換回路105には演算処理回路(処理回路)106が接続される。演算処理回路106にはアナログデジタル変換回路105からデジタルの画像データが供給される。演算処理回路106は画像データを処理し表示画面の画素ごとに画素データを生成する。演算処理回路106には描画処理回路107が接続される。描画処理回路107は画素データに基づき描画データを生成する。描画処理回路107には表示装置108が接続される。表示装置108には例えば液晶ディスプレイといったフラットパネルディスプレイが用いられることができる。表示装置108は描画データに基づき画面上に画像を表示する。描画データは記憶装置109に格納されることができる。紙やプラスチック、繊維その他の物体に対する透過性、および、物質固有の吸収スペクトルに基づきテラヘルツカメラ93は検査装置として利用されることができる。   An arithmetic processing circuit (processing circuit) 106 is connected to the analog-digital conversion circuit 105. Digital image data is supplied from the analog-digital conversion circuit 105 to the arithmetic processing circuit 106. The arithmetic processing circuit 106 processes the image data and generates pixel data for each pixel of the display screen. A drawing processing circuit 107 is connected to the arithmetic processing circuit 106. The drawing processing circuit 107 generates drawing data based on the pixel data. A display device 108 is connected to the drawing processing circuit 107. The display device 108 can be a flat panel display such as a liquid crystal display. The display device 108 displays an image on the screen based on the drawing data. The drawing data can be stored in the storage device 109. The terahertz camera 93 can be used as an inspection device based on permeability to paper, plastic, fiber, and other objects, and an absorption spectrum unique to the substance.

その他、テラヘルツカメラ93は物質の定性分析や定量分析に利用されることができる。こうした利用にあたって例えばレンズ96の光軸104上には特定周波数のフィルターが配置されることができる。フィルターは特定波長以外の電磁波を遮断する。したがって、特定波長の電磁波のみが光検出器パッケージ11(11a)に到達することができる。これによって特定の物質の有無や量は検出されることができる。   In addition, the terahertz camera 93 can be used for qualitative analysis and quantitative analysis of substances. For such use, for example, a filter having a specific frequency can be disposed on the optical axis 104 of the lens 96. The filter blocks electromagnetic waves other than a specific wavelength. Therefore, only electromagnetic waves having a specific wavelength can reach the photodetector package 11 (11a). Thus, the presence or amount of a specific substance can be detected.

(7)赤外線カメラ
図27は光検出器パッケージ11、11aを利用した電子機器の一具体例に係る赤外線カメラ111の構成を概略的に示す。赤外線カメラ111は光学系112を備える。光学系112の光軸113上に光検出器パッケージ11(11a)は配置される。センサー基板13の表面は例えば光軸113に直交する。光学系112は熱型光検出素子18のマトリクス上に像を結像する。光検出器パッケージ11(11a)にはアナログデジタル変換回路114が接続される。アナログデジタル変換回路114には光検出器パッケージ11(11a)から熱型光検出素子18の出力が順番に時系列で供給される。アナログデジタル変換回路114は出力のアナログ信号をデジタル信号に変換する。
(7) Infrared Camera FIG. 27 schematically shows a configuration of an infrared camera 111 according to a specific example of an electronic device using the photodetector packages 11 and 11a. The infrared camera 111 includes an optical system 112. The photodetector package 11 (11a) is disposed on the optical axis 113 of the optical system 112. The surface of the sensor substrate 13 is orthogonal to the optical axis 113, for example. The optical system 112 forms an image on the matrix of the thermal detection elements 18. An analog-digital conversion circuit 114 is connected to the photodetector package 11 (11a). The analog-to-digital conversion circuit 114 is sequentially supplied with the output of the thermal detection element 18 from the photodetector package 11 (11a) in time series. The analog-digital conversion circuit 114 converts the output analog signal into a digital signal.

アナログデジタル変換回路114には演算処理回路(処理回路)115が接続される。演算処理回路115にはアナログデジタル変換回路114からデジタルの画像データが供給される。演算処理回路115は画像データを処理し表示画面の画素ごとに画素データを生成する。演算処理回路115には描画処理回路116が接続される。描画処理回路116は画素データに基づき描画データを生成する。描画処理回路116には表示装置117が接続される。表示装置117には例えば液晶ディスプレイといったフラットパネルディスプレイが用いられることができる。表示装置117は描画データに基づき画面上に画像を表示する。描画データは記憶装置118に格納されることができる。   An arithmetic processing circuit (processing circuit) 115 is connected to the analog-digital conversion circuit 114. Digital image data is supplied from the analog-digital conversion circuit 114 to the arithmetic processing circuit 115. The arithmetic processing circuit 115 processes the image data and generates pixel data for each pixel of the display screen. A drawing processing circuit 116 is connected to the arithmetic processing circuit 115. The drawing processing circuit 116 generates drawing data based on the pixel data. A display device 117 is connected to the drawing processing circuit 116. For the display device 117, a flat panel display such as a liquid crystal display can be used. The display device 117 displays an image on the screen based on the drawing data. The drawing data can be stored in the storage device 118.

赤外線カメラ111はサーモグラフィとして利用されることができる。この場合には赤外線カメラ111は表示装置117の画面に熱分布画像を映し出すことができる。熱分布画像の生成にあたって演算処理回路115では温度帯域ごとに画素の色が設定される。サーモグラフィは人体の温度分布の測定や体温そのものの測定に用いられることができる。その他、サーモグラフィはFA(ファクトリーオートメーション)機器に組み込まれて熱漏れや異常な温度変化の検出に用いられることができる。例えば図28に示されるように、FA機器(電子機器)121はFA機能ユニット122を備える。FA機能ユニット122は特定の機能の実現にあたって動作する。FA機能ユニット122には制御回路(処理回路)123が接続される。制御回路123は加熱や加圧、機械的処理、化学的処理、その他のFA機能ユニット122の動作を制御する。制御回路123には赤外線カメラ111、表示装置124およびスピーカー125などが接続される。赤外線カメラ111は撮像範囲内でFA機能ユニット122を撮像する。制御回路123は、撮像範囲内で異常な高温や温度変化を検出すると、FA機能ユニット122に向けて動作停止信号を出力したり、表示装置124やスピーカー125に向けて警告信号を出力したりすることができる。異常な高温や温度変化の検出にあたって制御回路123は例えばメモリ(図示されず)内に基準温度分布データを保持する。基準温度分布データは平常時の撮像範囲内の温度分布を特定する。制御回路123は基準温度分布データの熱分布にリアルタイムの熱分布画像を照らし合わせることができる。その他、サーモグラフィは物体と周囲との温度差に基づき物体の検出に用いられることができる。   The infrared camera 111 can be used as a thermography. In this case, the infrared camera 111 can project a heat distribution image on the screen of the display device 117. In generating the heat distribution image, the arithmetic processing circuit 115 sets the color of the pixel for each temperature band. Thermography can be used to measure the temperature distribution of the human body and the body temperature itself. In addition, thermography can be incorporated into FA (factory automation) equipment and used to detect heat leaks and abnormal temperature changes. For example, as shown in FIG. 28, the FA device (electronic device) 121 includes an FA function unit 122. The FA function unit 122 operates to realize a specific function. A control circuit (processing circuit) 123 is connected to the FA function unit 122. The control circuit 123 controls heating, pressurization, mechanical processing, chemical processing, and other operations of the FA function unit 122. An infrared camera 111, a display device 124, a speaker 125, and the like are connected to the control circuit 123. The infrared camera 111 images the FA function unit 122 within the imaging range. When detecting an abnormally high temperature or temperature change within the imaging range, the control circuit 123 outputs an operation stop signal toward the FA function unit 122 or outputs a warning signal toward the display device 124 or the speaker 125. be able to. In detecting an abnormally high temperature or temperature change, the control circuit 123 holds reference temperature distribution data in a memory (not shown), for example. The reference temperature distribution data specifies the temperature distribution within the normal imaging range. The control circuit 123 can compare the real-time heat distribution image with the heat distribution of the reference temperature distribution data. In addition, thermography can be used to detect an object based on a temperature difference between the object and the surroundings.

赤外線カメラ111はナイトビジョンすなわち暗視カメラとして利用されることができる。この場合には赤外線カメラ111は表示装置117に例えば暗闇での画像を映し出すことができる。暗視カメラは、例えばセキュリティ機器の一具体例としての監視カメラや、人感センサー、運転支援装置その他に利用されることができる。人感センサーは、エスカレーターや照明器具、空気調和機、テレビといった電気機器(家電機器)のオンオフ制御、その他の制御に用いられることができる。例えば図29に示されるように、電気機器126は機能ユニット127を備える。機能ユニット127は特定の機能の実現にあたって機械的動作や電気的動作を実施する。機能ユニット127には人感センサー128が接続される。人感センサー128は赤外線カメラ111を備える。赤外線カメラ111は監視範囲内で撮像を実施する。赤外線カメラ111には判定回路129が接続される。判定回路129は熱分布画像に基づき人の存在または不存在を判定する。判定にあたって判定回路129は画像内で特定温度域(例えば体温の温度域の塊)の動きを検出する。判定回路129は人の存在または不存在を特定する判定信号を機能ユニット127に供給する。機能ユニット127は判定信号の受領に応じてオンオフ制御されることができる。例えば図30に示されるように、運転支援装置(電子機器)131は赤外線カメラ111およびヘッドアップディスプレイ132を備える。赤外線カメラ111は例えば車両133のフロントノーズ134に取り付けられる。赤外線カメラ111は、車両133から前方に広がる撮像範囲を撮像する位置に配置される。ヘッドアップディスプレイ132は例えばフロントウインドウ135の運転席側に配置される。ヘッドアップディスプレイ132には赤外線カメラ111の画像が映し出されることができる。ヘッドアップディスプレイ132の画面では例えば撮像範囲で捕捉される歩行者の像は強調されることができる。図31に示されるように、赤外線カメラ111およびヘッドアップディスプレイ132には処理回路136が接続される。処理回路136には車速センサー137、ヨーレートセンサー138およびブレーキセンサー139が接続される。車速センサー137は車両133の走行速度を検出する。ヨーレートセンサー138は車両133のヨーレートを検出する。ブレーキセンサー139はブレーキペダルの操作の有無を検出する。処理回路136は車両133の走行状態に応じて特定の歩行者を選別する。処理回路136は車両133の走行速度、ヨーレートおよびブレーキの踏み具合に応じて車両133の走行状態を特定する。処理回路136はスピーカー141から例えば音声に基づき運転者の注意を促してもよい。   The infrared camera 111 can be used as a night vision or night vision camera. In this case, the infrared camera 111 can display an image in the dark, for example, on the display device 117. The night vision camera can be used for, for example, a surveillance camera as a specific example of a security device, a human sensor, a driving support device, and the like. The human sensor can be used for on / off control of electrical devices (home appliances) such as escalators, lighting fixtures, air conditioners, and televisions, and other controls. For example, as illustrated in FIG. 29, the electric device 126 includes a functional unit 127. The functional unit 127 performs a mechanical operation or an electrical operation in realizing a specific function. A human sensor 128 is connected to the functional unit 127. The human sensor 128 includes an infrared camera 111. The infrared camera 111 performs imaging within the monitoring range. A determination circuit 129 is connected to the infrared camera 111. The determination circuit 129 determines the presence or absence of a person based on the heat distribution image. In the determination, the determination circuit 129 detects a movement in a specific temperature range (for example, a body temperature range) in the image. The determination circuit 129 supplies a determination signal that specifies the presence or absence of a person to the functional unit 127. The functional unit 127 can be on / off controlled in response to receipt of the determination signal. For example, as illustrated in FIG. 30, the driving support device (electronic device) 131 includes an infrared camera 111 and a head-up display 132. The infrared camera 111 is attached to the front nose 134 of the vehicle 133, for example. The infrared camera 111 is arranged at a position for imaging an imaging range that spreads forward from the vehicle 133. The head-up display 132 is disposed on the driver seat side of the front window 135, for example. An image of the infrared camera 111 can be displayed on the head-up display 132. On the screen of the head-up display 132, for example, an image of a pedestrian captured in the imaging range can be emphasized. As shown in FIG. 31, a processing circuit 136 is connected to the infrared camera 111 and the head-up display 132. A vehicle speed sensor 137, a yaw rate sensor 138, and a brake sensor 139 are connected to the processing circuit 136. The vehicle speed sensor 137 detects the traveling speed of the vehicle 133. The yaw rate sensor 138 detects the yaw rate of the vehicle 133. The brake sensor 139 detects whether or not the brake pedal is operated. The processing circuit 136 selects specific pedestrians according to the running state of the vehicle 133. The processing circuit 136 identifies the traveling state of the vehicle 133 according to the traveling speed, yaw rate, and brake depression degree of the vehicle 133. The processing circuit 136 may call the driver's attention from the speaker 141 based on, for example, voice.

(8)ゲーム機コントローラー
図32は光検出器パッケージ11、11aを利用した電子機器の一具体例に係るゲーム機142の構成を概略的に示す。ゲーム機142はゲーム機本体143、表示装置144およびコントローラー(電子機器)145を備える。表示装置144は例えば有線でゲーム機本体143に接続される。ゲーム機本体143の動作は表示装置144の画面に映し出される。プレーヤーGはコントローラー145を用いてゲーム機本体143の動作を操作することができる。こうした操作の実現にあたってコントローラー145には例えば1対のLEDモジュール146から赤外線が照射される。LEDモジュール146は例えば表示装置144の画面の周囲でベゼルに取り付けられることができる。
(8) Game Machine Controller FIG. 32 schematically shows a configuration of a game machine 142 according to a specific example of an electronic device using the photodetector packages 11 and 11a. The game machine 142 includes a game machine main body 143, a display device 144, and a controller (electronic device) 145. The display device 144 is connected to the game machine main body 143 by, for example, a wired connection. The operation of the game machine main body 143 is displayed on the screen of the display device 144. The player G can operate the operation of the game machine main body 143 using the controller 145. In realizing such an operation, the controller 145 is irradiated with infrared rays from a pair of LED modules 146, for example. The LED module 146 can be attached to the bezel around the screen of the display device 144, for example.

図33に示されるように、コントローラー145には光検出器パッケージ11、11aが組み込まれる。光検出器パッケージ11、11aには赤外線フィルター147および光学系(例えばレンズ)148が組み合わせられてもよい。光検出器パッケージ11、11aはLEDモジュール146から放射される赤外線を受光することができる。光検出器パッケージ11、11aには画像処理回路149が接続される。画像処理回路149は予め決められた画面内でLEDモジュール146の赤外線スポットを画像化する。画像処理回路149には演算処理回路151が接続される。演算処理回路151は赤外線スポット情報を生成する。この赤外線スポット情報では、予め決められた画面内で赤外線スポットの位置および大きさが特定される。赤外線スポットの位置はLEDモジュール146の位置に対応する。赤外線スポットの大きさはLEDモジュール146との距離に対応する。演算処理回路151には無線モジュール152が接続される。赤外線スポット情報は無線モジュール152からゲーム機本体143に送り込まれる。ここでは、演算処理回路151に操作スイッチ153や加速度センサー154が接続される。操作スイッチ153の操作信号や加速度センサー154の加速度情報は無線モジュール152からゲーム機本体143に供給される。ゲーム機本体143は無線モジュール155で操作信号や赤外線スポット情報、加速度情報を受信する。ゲーム機本体143内のプロセッサー156は、操作信号に基づき操作スイッチ153の動作を特定し、赤外線スポット情報および加速度情報に基づきコントローラー145の動きを特定する。こうして操作スイッチ153の動作やコントローラー145の動きに応じてゲーム機本体143は制御されることができる。LEDモジュール146はプロセッサー156に接続されることができる。プロセッサー156はLEDモジュールの動作を制御することができる。   As shown in FIG. 33, the photodetector package 11, 11a is incorporated in the controller 145. An infrared filter 147 and an optical system (for example, a lens) 148 may be combined with the photodetector packages 11 and 11a. The photodetector packages 11 and 11 a can receive infrared rays emitted from the LED module 146. An image processing circuit 149 is connected to the photodetector packages 11 and 11a. The image processing circuit 149 images the infrared spot of the LED module 146 within a predetermined screen. An arithmetic processing circuit 151 is connected to the image processing circuit 149. The arithmetic processing circuit 151 generates infrared spot information. In this infrared spot information, the position and size of the infrared spot are specified in a predetermined screen. The position of the infrared spot corresponds to the position of the LED module 146. The size of the infrared spot corresponds to the distance from the LED module 146. A wireless module 152 is connected to the arithmetic processing circuit 151. The infrared spot information is sent from the wireless module 152 to the game machine main body 143. Here, the operation switch 153 and the acceleration sensor 154 are connected to the arithmetic processing circuit 151. The operation signal of the operation switch 153 and the acceleration information of the acceleration sensor 154 are supplied from the wireless module 152 to the game machine main body 143. The game machine body 143 receives operation signals, infrared spot information, and acceleration information by the wireless module 155. The processor 156 in the game machine main body 143 specifies the operation of the operation switch 153 based on the operation signal, and specifies the movement of the controller 145 based on the infrared spot information and the acceleration information. Thus, the game machine main body 143 can be controlled in accordance with the operation of the operation switch 153 and the movement of the controller 145. The LED module 146 can be connected to the processor 156. The processor 156 can control the operation of the LED module.

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。また、光検出器パッケージ11、11aや熱型光検出素子18、テラヘルツカメラ93、赤外線カメラ111、FA機器121、電気機器、家電機器、人感センサー128、ゲーム機142、ゲーム機コントローラー145等の構成および動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。   Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Therefore, all such modifications are included in the scope of the present invention. For example, a term described with a different term having a broader meaning or the same meaning at least once in the specification or the drawings can be replaced with the different term in any part of the specification or the drawings. In addition, the photodetector packages 11 and 11a, the thermal detection element 18, the terahertz camera 93, the infrared camera 111, the FA device 121, the electric device, the home appliance, the human sensor 128, the game machine 142, the game machine controller 145, etc. The configuration and operation are not limited to those described in the present embodiment, and various modifications can be made.

11 熱型電磁波検出器(光検出器パッケージ)、12 第1基板(集積回路基板)、13 第2基板(センサー基板)、17 バンプ、18 熱型電磁波検出素子(熱型光検出素子)、19 蓋体、23 金属膜、24 空間(密閉空間)、75 赤外線カメラ(電子機器)、79 演算処理回路(制御回路)、81 支持部材および隔壁(支持部材)、82 バンプ、93 電子機器およびテラヘルツカメラ、101 電磁波源(照射源)、106 処理回路(演算処理回路)、111 電子機器(赤外線カメラ)、115 処理回路(演算処理回路)、121 電子機器(ファクトリーオートメーション機器)、123 (処理回路(制御回路)、126 電子機器(電気機器および家電機器)、129 処理回路(判定回路)、131 電子機器(運転支援装置)、136 処理回路、142 電子機器(ゲーム機)、145 電子機器(ゲーム機コントローラー)、151 処理回路(演算処理回路)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Thermal type electromagnetic wave detector (photodetector package), 12 1st board | substrate (integrated circuit board), 13 2nd board | substrate (sensor board | substrate), 17 Bump, 18 Thermal type electromagnetic wave detection element (thermal type optical detection element), 19 Lid, 23 Metal film, 24 Space (sealed space), 75 Infrared camera (electronic device), 79 Arithmetic processing circuit (control circuit), 81 Support member and partition wall (support member), 82 Bump, 93 Electronic device and terahertz camera , 101 Electromagnetic wave source (irradiation source), 106 Processing circuit (arithmetic processing circuit), 111 Electronic equipment (infrared camera), 115 Processing circuit (arithmetic processing circuit), 121 Electronic equipment (factory automation equipment), 123 (Processing circuit (control) Circuit), 126 electronic equipment (electrical equipment and home appliances), 129 processing circuit (determination circuit), 131 electronic equipment ( Rolling support device), 136 processing circuits, 142 electronic apparatus (game machine), 145 electronic apparatus (game machine controller), 151 processing circuits (arithmetic processing circuit).

Claims (13)

集積回路を含む第1基板と、
第1面および前記第1面の裏側の第2面を有し、前記第2面に配置されるバンプを介して前記集積回路に電気的に接続される第2基板と、
前記第2基板の前記第1面に形成されて、前記バンプに電気的に接続される1以上の熱型電磁波検出素子と、
前記第2基板の前記第1面に固定されて、前記熱型電磁波検出素子を封止する蓋体と
を備えることを特徴とする熱型電磁波検出器。
A first substrate including an integrated circuit;
A second substrate having a first surface and a second surface on the back side of the first surface, the second substrate being electrically connected to the integrated circuit via a bump disposed on the second surface;
One or more thermal electromagnetic wave detection elements formed on the first surface of the second substrate and electrically connected to the bumps;
A thermal electromagnetic wave detector, comprising: a lid fixed to the first surface of the second substrate and sealing the thermal electromagnetic wave detection element.
請求項1に記載の熱型電磁波検出器において、前記空間は真空状態に維持されていることを特徴とする熱型電磁波検出器。   The thermal electromagnetic wave detector according to claim 1, wherein the space is maintained in a vacuum state. 請求項2に記載の熱型電磁波検出器において、前記蓋体は、前記熱型電磁波検出素子に向かって特定波長の電磁波を透過させる透過特性を有することを特徴とする熱型電磁波検出器。   The thermal electromagnetic wave detector according to claim 2, wherein the lid body has a transmission characteristic that transmits an electromagnetic wave having a specific wavelength toward the thermal electromagnetic wave detection element. 請求項3に記載の熱型電磁波検出器において、前記空間内で前記蓋体から前記第1面に向かって延びる支持部材を備えることを特徴とする熱型電磁波検出器。   The thermal electromagnetic wave detector according to claim 3, further comprising a support member extending from the lid body toward the first surface in the space. 請求項4に記載の熱型電磁波検出器において、前記支持部材は前記第2基板の前記第1面に垂直な姿勢で前記蓋体から前記第1面に向かって延びることを特徴とする熱型電磁波検出器。   5. The thermal type electromagnetic wave detector according to claim 4, wherein the support member extends from the lid toward the first surface in a posture perpendicular to the first surface of the second substrate. Electromagnetic wave detector. 請求項4または5に記載の熱型電磁波検出器において、前記支持部材は前記第2基板の前記第1面に接合されることを特徴とする熱型電磁波検出器。   6. The thermal electromagnetic wave detector according to claim 4, wherein the support member is bonded to the first surface of the second substrate. 請求項6に記載の熱型電磁波検出器において、前記支持部材は複数に前記空間を分割する隔壁であることを特徴とする熱型電磁波検出器。   The thermal electromagnetic wave detector according to claim 6, wherein the support member is a partition wall that divides the space into a plurality of parts. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の熱型電磁波検出器において、前記第2基板および前記蓋体の間に挟み込まれて前記第2基板に前記蓋体を接合し、グラウンド電位に落とされる金属膜を備えることを特徴とする熱型電磁波検出器。   The thermal electromagnetic wave detector according to any one of claims 1 to 7, wherein the lid body is sandwiched between the second substrate and the lid body, and the lid body is joined to the second substrate and dropped to a ground potential. A thermal electromagnetic wave detector comprising a metal film. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の熱型電磁波検出器において、前記第2基板の内部に位置し、前記第2基板の前記第1面と前記第2面とを電気的に接続する導電体を備えることを特徴とする熱型電磁波検出器。   The thermal electromagnetic wave detector according to claim 1, wherein the thermal electromagnetic wave detector is located inside the second substrate and electrically connects the first surface and the second surface of the second substrate. A thermal electromagnetic wave detector comprising a conductive material. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の熱型電磁波検出器において、前記熱型電磁波検出素子は焦電素子であることを特徴とする熱型電磁波検出器。   The thermal electromagnetic wave detector according to any one of claims 1 to 9, wherein the thermal electromagnetic wave detection element is a pyroelectric element. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の熱型電磁波検出器と、前記熱型電磁波検出器の出力を処理する制御回路とを有することを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising: the thermal electromagnetic wave detector according to any one of claims 1 to 10; and a control circuit that processes an output of the thermal electromagnetic wave detector. 集積回路を含む第1基板と、
第1面および前記第1面の裏側の第2面を有し、前記第2面に配置されるバンプを介して前記集積回路に電気的に接続される第2基板と、
前記第2基板の前記第1面に形成されて、前記バンプに電気的に接続される1以上の熱型電磁波検出素子と、
前記第2基板の前記第1面に固定されて、前記熱型電磁波検出素子を封止する蓋体と、
前記集積回路に接続されて、前記集積回路の出力を処理する処理回路と
を備えることを特徴とする電子機器。
A first substrate including an integrated circuit;
A second substrate having a first surface and a second surface on the back side of the first surface, the second substrate being electrically connected to the integrated circuit via a bump disposed on the second surface;
One or more thermal electromagnetic wave detection elements formed on the first surface of the second substrate and electrically connected to the bumps;
A lid fixed to the first surface of the second substrate and sealing the thermal electromagnetic wave detection element;
An electronic apparatus comprising: a processing circuit connected to the integrated circuit and processing an output of the integrated circuit.
テラヘルツ帯の電磁波を放射する電磁波源と、
集積回路を含む第1基板と、
第1面および前記第1面の裏側の第2面を有し、前記第2面に配置されるバンプを介して前記集積回路に電気的に接続される第2基板と、
前記第2基板の前記第1面に形成されて、前記バンプに電気的に接続され、テラヘルツ帯の電磁波を電気に変換する1以上の熱型電磁波検出素子と、
前記第2基板の前記第1面に固定されて、前記熱型電磁波検出素子を封止する蓋体と、
前記集積回路に接続されて、前記集積回路の出力を処理する処理回路と
を備えることを特徴とするテラヘルツカメラ。
An electromagnetic source that emits terahertz electromagnetic waves;
A first substrate including an integrated circuit;
A second substrate having a first surface and a second surface on the back side of the first surface, the second substrate being electrically connected to the integrated circuit via a bump disposed on the second surface;
One or more thermal electromagnetic wave detection elements formed on the first surface of the second substrate, electrically connected to the bumps, and converting terahertz electromagnetic waves into electricity;
A lid fixed to the first surface of the second substrate and sealing the thermal electromagnetic wave detection element;
A terahertz camera comprising: a processing circuit connected to the integrated circuit and processing an output of the integrated circuit.
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