JP2565524B2 - 熱的絶縁性及び導電性を有する相互接続構造及びその生成方法 - Google Patents
熱的絶縁性及び導電性を有する相互接続構造及びその生成方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、隣接した電気的デバイスを熱的に絶縁し
て電気的に接続する相互接続構造及びその生成方法に関
する。
て電気的に接続する相互接続構造及びその生成方法に関
する。
［従来の技術］ 多くの電気アセンブリは、別の電気的に接続された部
分に、または該部分から或る部分に、発生された熱が伝
わるのを防ぐため、互いに電気的に接続されて熱的に絶
縁された２つ以上の素子が要求されている。例えば、そ
の動作が温度に依存される部分は簡単に熱されることが
できるもので、すなわち、温度の変化は動作とは逆に影
響が及ぶ。１つの例としては、信号が信号処理のために
読出し回路に電気的に結合される焦電検出器がある。代
表的な構造は、集積回路に取付けられて大きな熱量を構
成するための熱を発生する焦電検出焦点面アレイハイブ
リッドから成る。焦電検出器によって発生された信号
が、温度変化の時間の割合に比例することによって、伝
えられる何れの熱も検出器信号を変衰させる。
分に、または該部分から或る部分に、発生された熱が伝
わるのを防ぐため、互いに電気的に接続されて熱的に絶
縁された２つ以上の素子が要求されている。例えば、そ
の動作が温度に依存される部分は簡単に熱されることが
できるもので、すなわち、温度の変化は動作とは逆に影
響が及ぶ。１つの例としては、信号が信号処理のために
読出し回路に電気的に結合される焦電検出器がある。代
表的な構造は、集積回路に取付けられて大きな熱量を構
成するための熱を発生する焦電検出焦点面アレイハイブ
リッドから成る。焦電検出器によって発生された信号
が、温度変化の時間の割合に比例することによって、伝
えられる何れの熱も検出器信号を変衰させる。
従来は、極低温手段のように赤外線検出器を冷却する
ことを実行してきた。このような冷却は効果的である一
方、装置、重量及びコスト、そして全体の電子アセンブ
リに対してメンテナンスのサービスが増える。重量、ス
ペース及びコストを倹約することが必要であり、他の二
者択一性は要求しなければならない。冷却しない焦電固
体アレイ検出器の動作は、温度画像照準に於いて特に重
要である。
ことを実行してきた。このような冷却は効果的である一
方、装置、重量及びコスト、そして全体の電子アセンブ
リに対してメンテナンスのサービスが増える。重量、ス
ペース及びコストを倹約することが必要であり、他の二
者択一性は要求しなければならない。冷却しない焦電固
体アレイ検出器の動作は、温度画像照準に於いて特に重
要である。
検出器として光導電性水銀・カドニウム・テルル化合
物を使用した本システムは、77゜Kに検出器を冷却する
ために純銀の圧縮器または閉じ込められたJTクリスタル
の何れかを使用しており、前記圧縮器の重量は略2.265k
gであり、20ワットよりも大きいパワーが要求される。
略2.265kgの重さの、輸送可能なシステムの他の要求
は、個々に実行されるべく本システムを可能にするため
に、2.265乃至2.718kgの重量で300゜Kで動作するため、
185゜Kに熱電気冷却を得ることが考えられる。
物を使用した本システムは、77゜Kに検出器を冷却する
ために純銀の圧縮器または閉じ込められたJTクリスタル
の何れかを使用しており、前記圧縮器の重量は略2.265k
gであり、20ワットよりも大きいパワーが要求される。
略2.265kgの重さの、輸送可能なシステムの他の要求
は、個々に実行されるべく本システムを可能にするため
に、2.265乃至2.718kgの重量で300゜Kで動作するため、
185゜Kに熱電気冷却を得ることが考えられる。
［発明が解決しようとする課題］ 戦場使用または防火等の、輸送可能とされる必要な従
来の熱画像システムは、高価で、巨大なものであり、極
低温冷却を必要とする光導電性検出器である。これらの
画像システムは、戦車または航空機等の、大きな乗物に
不変に取付けられなければならない。そして、液体窒素
を含んでいる冷却ボルトはしばしば交換しなければなら
ないので、戦場で維持するのが困難なものであり、大き
な論理的な問題となる。これらの欠点にもかかわらず、
熱画像システムは、優秀な監視センサであることが立証
されており、更に受動検出器によって夜間の視界を提供
することを可能にする付加的な利益も有している。
来の熱画像システムは、高価で、巨大なものであり、極
低温冷却を必要とする光導電性検出器である。これらの
画像システムは、戦車または航空機等の、大きな乗物に
不変に取付けられなければならない。そして、液体窒素
を含んでいる冷却ボルトはしばしば交換しなければなら
ないので、戦場で維持するのが困難なものであり、大き
な論理的な問題となる。これらの欠点にもかかわらず、
熱画像システムは、優秀な監視センサであることが立証
されており、更に受動検出器によって夜間の視界を提供
することを可能にする付加的な利益も有している。
したがって、際立って焦電システムとは、冷却または
走査を必要とせず、大抵の複雑さ及びコストの問題を除
去すると同時に、性能、例えば解像度及び感度を保持す
るものである。故に、それは冷却しない焦電検出器アレ
イを使用するシステムを有することが、非常に望ましい
ものである。
走査を必要とせず、大抵の複雑さ及びコストの問題を除
去すると同時に、性能、例えば解像度及び感度を保持す
るものである。故に、それは冷却しない焦電検出器アレ
イを使用するシステムを有することが、非常に望ましい
ものである。
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので
あり、この目的は、１つ以上の熱絶縁性及び導電性相互
接続による、信号処理等の熱生成デバイスに、検出器、
すなわち他の熱感知デバイスを結合することによって、
熱絶縁性及び導電性相互接続構造及びその生成方法を提
供することである。
あり、この目的は、１つ以上の熱絶縁性及び導電性相互
接続による、信号処理等の熱生成デバイスに、検出器、
すなわち他の熱感知デバイスを結合することによって、
熱絶縁性及び導電性相互接続構造及びその生成方法を提
供することである。
［課題を解決するための手段及び作用］ すなわちこの発明は、第１の電気接点を有する第１の
手段と第２の電気接点を有する第２の手段間の熱的絶縁
性及び導電性を有する相互接続構造に於いて、前記第１
の電気接点に隣接して位置付けられる熱的及び電気的絶
縁材料と、第１及び第２の相互接続部を有するもので、
前記熱的及び電気的絶縁材料に接合された導電性相互接
続部とを具備し、前記第１及び第２の相互接続部は前記
第１及び第２の電気接点にそれぞれ電気的に接続される
ことを特徴とする。
手段と第２の電気接点を有する第２の手段間の熱的絶縁
性及び導電性を有する相互接続構造に於いて、前記第１
の電気接点に隣接して位置付けられる熱的及び電気的絶
縁材料と、第１及び第２の相互接続部を有するもので、
前記熱的及び電気的絶縁材料に接合された導電性相互接
続部とを具備し、前記第１及び第２の相互接続部は前記
第１及び第２の電気接点にそれぞれ電気的に接続される
ことを特徴とする。
特に、焦電固体アレイ検出器は、絶縁バンプによって
信号処理読出しチップに相互接続されるもので、好まし
くはピラミッドの１つの斜面に延出された、例えば厚さ
1000乃至2000オングストロームの金属の薄い層で面取り
されたピラミッド形状となる。
信号処理読出しチップに相互接続されるもので、好まし
くはピラミッドの１つの斜面に延出された、例えば厚さ
1000乃至2000オングストロームの金属の薄い層で面取り
されたピラミッド形状となる。
このような相互接続構造の生成方法は、好ましくは読
出し回路の電気接点上の熱的及び電気的絶縁材料を形成
する工程と、前記絶縁材料に導電性相互接続部を接続す
る工程と、前記読出し回路の接点と検出器の接点との相
互接続部を電気的に結合する工程とを備えている。
出し回路の電気接点上の熱的及び電気的絶縁材料を形成
する工程と、前記絶縁材料に導電性相互接続部を接続す
る工程と、前記読出し回路の接点と検出器の接点との相
互接続部を電気的に結合する工程とを備えている。
種々の利益は、この構造から得られる。前記検出器と
前記読出し回路間の相互接続は、前記検出器の冷却工程
によって、または逆に、前記回路による前記検出器の熱
工程によるスプリアスノイズを発生することによって、
熱信号の減衰を防止し、これによって前記検出器の感度
を維持するため、低い熱導電率を有する。高い電気的導
電率は、この熱絶縁性を維持する一方、前記検出器素子
から読出し回路の入力端に導く電気信号を介して高い導
電性が得られるものである。極低温技術等の特別高価は
冷却工程は避けられると共に、加えて、交換及びサービ
スの必要もなくなる。故に、このような簡易化は、重量
を低減し、且つ検出及び感知装置の軽便さを高める。
前記読出し回路間の相互接続は、前記検出器の冷却工程
によって、または逆に、前記回路による前記検出器の熱
工程によるスプリアスノイズを発生することによって、
熱信号の減衰を防止し、これによって前記検出器の感度
を維持するため、低い熱導電率を有する。高い電気的導
電率は、この熱絶縁性を維持する一方、前記検出器素子
から読出し回路の入力端に導く電気信号を介して高い導
電性が得られるものである。極低温技術等の特別高価は
冷却工程は避けられると共に、加えて、交換及びサービ
スの必要もなくなる。故に、このような簡易化は、重量
を低減し、且つ検出及び感知装置の軽便さを高める。
［実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すもので、熱絶縁性及
び導電性相互接続による焦電検出器と読出し回路間の相
互接続を表す立面断面図である。第１図を参照すると、
焦電固体アレイ検出器10は、複数の熱絶縁性及び導電性
の相互接続部16による読出し回路、または信号処理チッ
プ14に結合された焦電検出器12を有している。焦電検出
器12は、チップ18間の熱拡散を防止するために適切な高
分子材料20によって取付けられた複数の網状のチップ18
で構成される。例えば、厚さが200〜400オングストロー
ムの薄いクロム層は、８〜12ミクロメートルのスペクト
ル領域内の薄膜吸収材と、共通電極を提供するためにチ
ップ18の頂上にデポジットされる。アルミニウム接点24
は、それらの反対側の個々のチップを確実に遮るもので
あり、且つ前記チップ用の電極として網状に構成される
ものである。検出器材料の網状組織は何れかの適切な手
法で成し遂げ得るもので、好ましい方法は、幅５μｍ、
深さ20〜30μｍの切口を形成するためのレーザスクライ
ビングによるものである。
び導電性相互接続による焦電検出器と読出し回路間の相
互接続を表す立面断面図である。第１図を参照すると、
焦電固体アレイ検出器10は、複数の熱絶縁性及び導電性
の相互接続部16による読出し回路、または信号処理チッ
プ14に結合された焦電検出器12を有している。焦電検出
器12は、チップ18間の熱拡散を防止するために適切な高
分子材料20によって取付けられた複数の網状のチップ18
で構成される。例えば、厚さが200〜400オングストロー
ムの薄いクロム層は、８〜12ミクロメートルのスペクト
ル領域内の薄膜吸収材と、共通電極を提供するためにチ
ップ18の頂上にデポジットされる。アルミニウム接点24
は、それらの反対側の個々のチップを確実に遮るもので
あり、且つ前記チップ用の電極として網状に構成される
ものである。検出器材料の網状組織は何れかの適切な手
法で成し遂げ得るもので、好ましい方法は、幅５μｍ、
深さ20〜30μｍの切口を形成するためのレーザスクライ
ビングによるものである。
検出器チップは、好ましい材料はニオブ酸タンタル酸
カリウム（KTN）であり、何れか適切な焦電材料から形
成することができる。
カリウム（KTN）であり、何れか適切な焦電材料から形
成することができる。
読出し回路14は、ｘ及びｙ軸に於いて読出した電荷結
合素子にｘ−ｙアドレスを読出すシリコン基板26等の、
従来の信号プロセッサチップ構造で構成される。読出し
回路14は、アルミニウム等の複数の接点またはパッド28
によって覆われる。
合素子にｘ−ｙアドレスを読出すシリコン基板26等の、
従来の信号プロセッサチップ構造で構成される。読出し
回路14は、アルミニウム等の複数の接点またはパッド28
によって覆われる。
相互接続部16は、例えばポリイミド等の高分子で、適
切な絶縁材料の熱的及び電気的な絶縁バンブ30を有して
いる。バンプ30の斜面は絶縁を目的としていないが、頂
面34が底面36より小さく４つの側面が面取りされたピラ
ミッド形状を有するので、高分子バンプの側面は斜面32
を形成するために傾斜がつけられている。頂面34及び底
面36の間の斜面32の傾斜は、金属接点38による頂面34及
び側面32の適用範囲を高めるために望ましいものであ
り、前記傾斜はバンプ30の確実な金属適用範囲を高めて
いる。金属接点38は、回路14の１つのアルミニウム入力
パッド28に電気的結合を限定する１つの部分40を有す
る。接点38のもう１つの部分42は、バンプ30の頂面34に
設けられる。検出器チップ18の部分42とアルミニウム接
点24の接続は、好ましくはインジウムで、導電性取付け
材料44〜45によってなされる。好ましくは、前記インジ
ウム材料は、分離したデポジット（導電性取付け材料）
44及び45を形成するために接点部42及び接点24にそれぞ
れ供給されるもので、検出器12が読出し回路14によりア
センブリの位置が定められると、インジウムの導電性取
付け材料44及び45が安全な電気接点を形成するために位
置決めされる。
切な絶縁材料の熱的及び電気的な絶縁バンブ30を有して
いる。バンプ30の斜面は絶縁を目的としていないが、頂
面34が底面36より小さく４つの側面が面取りされたピラ
ミッド形状を有するので、高分子バンプの側面は斜面32
を形成するために傾斜がつけられている。頂面34及び底
面36の間の斜面32の傾斜は、金属接点38による頂面34及
び側面32の適用範囲を高めるために望ましいものであ
り、前記傾斜はバンプ30の確実な金属適用範囲を高めて
いる。金属接点38は、回路14の１つのアルミニウム入力
パッド28に電気的結合を限定する１つの部分40を有す
る。接点38のもう１つの部分42は、バンプ30の頂面34に
設けられる。検出器チップ18の部分42とアルミニウム接
点24の接続は、好ましくはインジウムで、導電性取付け
材料44〜45によってなされる。好ましくは、前記インジ
ウム材料は、分離したデポジット（導電性取付け材料）
44及び45を形成するために接点部42及び接点24にそれぞ
れ供給されるもので、検出器12が読出し回路14によりア
センブリの位置が定められると、インジウムの導電性取
付け材料44及び45が安全な電気接点を形成するために位
置決めされる。
相互接続部16の高分子バンプの代表的な寸法は、76.2
×76.2μｍユニットセルの場合20×20×５μｍであり、
50.8×50.8μｍミルユニットセルの場合12×12×５μｍ
である。どちらの場合も残りの寸法は、金属接点38用の
チタニウム及びニッケルで1000オングストロームとな
り、取付け材料44と45用のインジウムの厚さは両方で３
μｍとなる。検出器12と読出し回路14との間隔は、略５
μｍである。
×76.2μｍユニットセルの場合20×20×５μｍであり、
50.8×50.8μｍミルユニットセルの場合12×12×５μｍ
である。どちらの場合も残りの寸法は、金属接点38用の
チタニウム及びニッケルで1000オングストロームとな
り、取付け材料44と45用のインジウムの厚さは両方で３
μｍとなる。検出器12と読出し回路14との間隔は、略５
μｍである。
第２図及び第３（ａ）乃至第３（ｌ）図は、第１図に
表された相互接続構造を生成する方法を説明するための
流れ図及び工程図である。この方法は、４つの主要な組
立て工程に細別されるもので、第２図に列Ｉ−IVで表さ
れる。これらの工程が第３図に該当するもので、列Ｉと
第３（ａ）〜（ｂ）図の高分子形成工程と、列IIと第３
（ｃ）〜（ｇ）図の傾斜バンプ形成工程と、列IIIと第
３（ｈ）〜（ｌ）図のエッジ上のメタライゼーション工
程と、列IVのインジウムバンプリウトオフ工程から成っ
ている。
表された相互接続構造を生成する方法を説明するための
流れ図及び工程図である。この方法は、４つの主要な組
立て工程に細別されるもので、第２図に列Ｉ−IVで表さ
れる。これらの工程が第３図に該当するもので、列Ｉと
第３（ａ）〜（ｂ）図の高分子形成工程と、列IIと第３
（ｃ）〜（ｇ）図の傾斜バンプ形成工程と、列IIIと第
３（ｈ）〜（ｌ）図のエッジ上のメタライゼーション工
程と、列IVのインジウムバンプリウトオフ工程から成っ
ている。
先ず、処理工程の開始は、厚さ1.5μｍでアルミニウ
ムの金属パッド28を有する読出しウェーハ14と、アルミ
ニウムパッド24を有して網状にされた検出器12とで開始
されるもので、そのうちの１つが第３（ａ）図に示され
る。高分子層50が、読出し回路14とそのアルミニウムパ
ッド28に供給される。好ましい高分子は、ポリイミドか
ら成る。高分子層50を形成するために、ポリアミド酸溶
剤が、主要工程で列Ｉの副工程Ａに示されるように、読
出し回路14及び約５μｍの厚さのアルミニウムパッド28
の表面上に形成される。ポリアミド酸溶剤は、副工程Ｂ
及びＣに示されるように重合させるものであり、130℃
で熱処理する「Ａ」ステージと、その厚さをチェック
し、続いて350℃で熱処理する「Ｂ」ステージから成っ
ている。第３（ｂ）〜（ｅ）図に於いて、インジウムの
高分子層50により表示されるように、熱処理された高分
子を接続するために、前記厚さが再度チェックされるも
ので、平らな５μｍの厚さの膜を有している。
ムの金属パッド28を有する読出しウェーハ14と、アルミ
ニウムパッド24を有して網状にされた検出器12とで開始
されるもので、そのうちの１つが第３（ａ）図に示され
る。高分子層50が、読出し回路14とそのアルミニウムパ
ッド28に供給される。好ましい高分子は、ポリイミドか
ら成る。高分子層50を形成するために、ポリアミド酸溶
剤が、主要工程で列Ｉの副工程Ａに示されるように、読
出し回路14及び約５μｍの厚さのアルミニウムパッド28
の表面上に形成される。ポリアミド酸溶剤は、副工程Ｂ
及びＣに示されるように重合させるものであり、130℃
で熱処理する「Ａ」ステージと、その厚さをチェック
し、続いて350℃で熱処理する「Ｂ」ステージから成っ
ている。第３（ｂ）〜（ｅ）図に於いて、インジウムの
高分子層50により表示されるように、熱処理された高分
子を接続するために、前記厚さが再度チェックされるも
ので、平らな５μｍの厚さの膜を有している。
一度、特有の高分子層50がウェーハ14とそのパッド28
上に形成されると、列IIの主要な組立て工程の副工程Ｄ
〜Ｇ、第３（ｃ）〜（ｇ）に示されるように、層50から
高分子バンプが形成される。ニッケルの層52は、第３
（ｃ）図及び第２図の副工程Ｄで示されるように、前記
高分子層上に、初めに1000オングストロームの厚さにデ
ポジットされる。ニッケルは、酵素プラズマエッチング
の使用を含む高分子バンプの限定に於ける後の工程によ
り好ましい材料となる。しかしながら、他の材料が利用
され得るプラズママスクとして行なうことができるが、
または他のバンプ限定プロセスが使用された場合に他の
適切な材料を使用することができるということが理解さ
れる。
上に形成されると、列IIの主要な組立て工程の副工程Ｄ
〜Ｇ、第３（ｃ）〜（ｇ）に示されるように、層50から
高分子バンプが形成される。ニッケルの層52は、第３
（ｃ）図及び第２図の副工程Ｄで示されるように、前記
高分子層上に、初めに1000オングストロームの厚さにデ
ポジットされる。ニッケルは、酵素プラズマエッチング
の使用を含む高分子バンプの限定に於ける後の工程によ
り好ましい材料となる。しかしながら、他の材料が利用
され得るプラズママスクとして行なうことができるが、
または他のバンプ限定プロセスが使用された場合に他の
適切な材料を使用することができるということが理解さ
れる。
マスク中にニッケル層52を形成するため、フォトレジ
スト54は前記ニッケル層52上に位置され、第３（ｄ）に
示されるように、除去されるべく保護されないニッケル
層の部分を可能にするためにマスク処理される。マスク
を形成するためのニッケルのこのパターンニングは、標
準的なフォトグラフィック技術及び酸エッチングの使
用、或いは他の標準的なリフトオフ法によって成し遂げ
られる。これらの副工程は、第２図の主要工程IIの副工
程Ｄ及びＦとして表される。
スト54は前記ニッケル層52上に位置され、第３（ｄ）に
示されるように、除去されるべく保護されないニッケル
層の部分を可能にするためにマスク処理される。マスク
を形成するためのニッケルのこのパターンニングは、標
準的なフォトグラフィック技術及び酸エッチングの使
用、或いは他の標準的なリフトオフ法によって成し遂げ
られる。これらの副工程は、第２図の主要工程IIの副工
程Ｄ及びＦとして表される。
バンプ30中への高分子層の明確化は、第２図の副工程
Ｇとして表されると共に、第３（ｅ）〜（ｇ）図に示さ
れる２ステップのプラズマエッチング法を含んでいる。
この２ステップ酸素プラズマエッチング法は、標準的な
ものである。先ず、高分子層が、平行板またはRIEプラ
ズマシステムに於いて異方性エッチングされる。このエ
ッチングは、第３（ｅ）図に表される形状となるため、
ニッケルプラズママスク52によって保護されないが、高
分子層50の一部を除去するだけでなくレジストマスク54
も除去する。第１のプラズマエッチングは、保護されな
い高分子層の厚さの略80パーセントが除去されるまで続
けられる。第２のプラズマエッチングに於いては、残り
の保護されない高分子層が除去されると同時に、それら
の部分が、バレル・タイププラズマシステムの等方性エ
ッチングによって、第３（ｆ）図に示されるように、ニ
ッケルプラズママスクのすぐ下側が切取られる。前記エ
ッチング端点は、読出し集積回路14の金属入力パッド28
が露出される時に達成される。前記ニッケルマスクは、
Burmar712Dの110℃の溶剤等の、選択的なエッチング溶
剤で除去されるもので、露出されたアルミニウムに作用
しないように選択されるものであり、略30分間ニッケル
マスクをエッチングする。結果的な生成は、第３（ｇ）
に示されるように、金属接点38に適用できる状態で高分
子30を備えている。
Ｇとして表されると共に、第３（ｅ）〜（ｇ）図に示さ
れる２ステップのプラズマエッチング法を含んでいる。
この２ステップ酸素プラズマエッチング法は、標準的な
ものである。先ず、高分子層が、平行板またはRIEプラ
ズマシステムに於いて異方性エッチングされる。このエ
ッチングは、第３（ｅ）図に表される形状となるため、
ニッケルプラズママスク52によって保護されないが、高
分子層50の一部を除去するだけでなくレジストマスク54
も除去する。第１のプラズマエッチングは、保護されな
い高分子層の厚さの略80パーセントが除去されるまで続
けられる。第２のプラズマエッチングに於いては、残り
の保護されない高分子層が除去されると同時に、それら
の部分が、バレル・タイププラズマシステムの等方性エ
ッチングによって、第３（ｆ）図に示されるように、ニ
ッケルプラズママスクのすぐ下側が切取られる。前記エ
ッチング端点は、読出し集積回路14の金属入力パッド28
が露出される時に達成される。前記ニッケルマスクは、
Burmar712Dの110℃の溶剤等の、選択的なエッチング溶
剤で除去されるもので、露出されたアルミニウムに作用
しないように選択されるものであり、略30分間ニッケル
マスクをエッチングする。結果的な生成は、第３（ｇ）
に示されるように、金属接点38に適用できる状態で高分
子30を備えている。
バンプ30を覆う接点38は、第２図の主要工程III及び
第３（ｈ）〜（Ｉ）図に従って形成される。フォトレジ
スト56は、第３（ｈ）図及び副工程Ｈに示されるよう
に、ウェーハ14、パッド28及び高分子バンプ30を覆って
厚く形成される。このフォトレジストは、約７ミクロメ
ートルでベーキング処理される。厚さ1000オングストロ
ームのアルミニウムの層58は、副工程Ｉでフォトレジス
ト56上にデポジットされる。副工程Ｊでチタニウムニッ
ケル等の、オーバー・ザ・エッジ（Ｏ−Ｔ−Ｅ）マスク
60が、第３（ｉ）図に示されるようにアルミニウム層58
上に正確に位置決めされ、前記アルミニウム層が適切に
エッチングされる（副工程Ｋ）。マスク60が先ず除去さ
れて、第３（ｊ）図に示される形状を提供するために層
56から露出されたレジストが露出され、焼付けられて除
去される（副工程Ｌ）。
第３（ｈ）〜（Ｉ）図に従って形成される。フォトレジ
スト56は、第３（ｈ）図及び副工程Ｈに示されるよう
に、ウェーハ14、パッド28及び高分子バンプ30を覆って
厚く形成される。このフォトレジストは、約７ミクロメ
ートルでベーキング処理される。厚さ1000オングストロ
ームのアルミニウムの層58は、副工程Ｉでフォトレジス
ト56上にデポジットされる。副工程Ｊでチタニウムニッ
ケル等の、オーバー・ザ・エッジ（Ｏ−Ｔ−Ｅ）マスク
60が、第３（ｉ）図に示されるようにアルミニウム層58
上に正確に位置決めされ、前記アルミニウム層が適切に
エッチングされる（副工程Ｋ）。マスク60が先ず除去さ
れて、第３（ｊ）図に示される形状を提供するために層
56から露出されたレジストが露出され、焼付けられて除
去される（副工程Ｌ）。
オーバー・ザ・エッジ・メタライゼーションは、第３
（Ｋ）図及び副工程Ｍに示されるように、アルミニウム
層58から形成された前記マスク上と、アルミニウムマス
ク58及び残りのフォトレジスト56に於いて形成された孔
内になされる。前記メタライゼーションは、接点38を形
成するため、チタニウム及びニッケルの両者で約1000オ
ングストロームのスパッタリングをする工程を備える。
（Ｋ）図及び副工程Ｍに示されるように、アルミニウム
層58から形成された前記マスク上と、アルミニウムマス
ク58及び残りのフォトレジスト56に於いて形成された孔
内になされる。前記メタライゼーションは、接点38を形
成するため、チタニウム及びニッケルの両者で約1000オ
ングストロームのスパッタリングをする工程を備える。
その後、副工程Ｎに示されるように、接点38から成る
所望のオーバー・ザ・エッジ・メタライゼーション以外
は、アセトン内で超音波振動によって除去される。これ
は、前記フォトレジストを分解して、接点38と同じ組成
であるアルミニウム層58及びスパッタされた金属62から
マスクを遊離させ、これによって複数の高分子バンプ30
及びウェーハ14の接点パッド28上の金属接点38が得られ
る。
所望のオーバー・ザ・エッジ・メタライゼーション以外
は、アセトン内で超音波振動によって除去される。これ
は、前記フォトレジストを分解して、接点38と同じ組成
であるアルミニウム層58及びスパッタされた金属62から
マスクを遊離させ、これによって複数の高分子バンプ30
及びウェーハ14の接点パッド28上の金属接点38が得られ
る。
最後の主要なインジウムバンプリフトオフ法の工程IV
は、前記インジウムバンプが高分子バンプの頂部、すな
わちウェーハ14の表面から５μｍの位置に配置されなけ
ればならないので、フォトレジストの非常に厚い被覆を
供給する必要がある。したがって、フォレジストの約13
μｍの被覆は好ましいものであり、好ましくはフォトレ
ジストが最初に10μｍ、次いで３μｍの二重スピン・オ
ンプロセスで行なわれるもので、副工程Ｏとして示され
るベーキング処理される。フォトリソグラフィックマス
クは、前記フォトレジスト内の孔を提供するために、前
記フォトレジストの頂部に配置される（副工程Ｐ）。高
分子バンプ30の頂面34上の金属接点38の領域の頂上の所
望のフォトレジストを除去した後、インジウムが第１図
に示される接点44を形成するために、約３μｍの厚さに
配置される（副工程Ｑ）。そして、前記フォトレジスト
は、アセトン内の超音波振動によって除去される（副工
程Ｒ）。
は、前記インジウムバンプが高分子バンプの頂部、すな
わちウェーハ14の表面から５μｍの位置に配置されなけ
ればならないので、フォトレジストの非常に厚い被覆を
供給する必要がある。したがって、フォレジストの約13
μｍの被覆は好ましいものであり、好ましくはフォトレ
ジストが最初に10μｍ、次いで３μｍの二重スピン・オ
ンプロセスで行なわれるもので、副工程Ｏとして示され
るベーキング処理される。フォトリソグラフィックマス
クは、前記フォトレジスト内の孔を提供するために、前
記フォトレジストの頂部に配置される（副工程Ｐ）。高
分子バンプ30の頂面34上の金属接点38の領域の頂上の所
望のフォトレジストを除去した後、インジウムが第１図
に示される接点44を形成するために、約３μｍの厚さに
配置される（副工程Ｑ）。そして、前記フォトレジスト
は、アセトン内の超音波振動によって除去される（副工
程Ｒ）。
焦電検出器12上のインジウムの取付け材料45を高分子
バンプ30及びその金属接点部分42上のインジウムの取付
け材料44と組合わせるので、アルミニウム接点24を有し
たチップ18を具備する焦電検出器12は、インジウムの取
付け材料45を提供するために処理される。
バンプ30及びその金属接点部分42上のインジウムの取付
け材料44と組合わせるので、アルミニウム接点24を有し
たチップ18を具備する焦電検出器12は、インジウムの取
付け材料45を提供するために処理される。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、１つ以上の熱絶縁性
及び導電性相互接続による、信号処理等の熱生成デバイ
スに、検出器、すなわち他の熱感知デバイスを結合する
ことによって、熱絶縁性及び導電性相互接続構造及びそ
の生成方法を提供することができる。
及び導電性相互接続による、信号処理等の熱生成デバイ
スに、検出器、すなわち他の熱感知デバイスを結合する
ことによって、熱絶縁性及び導電性相互接続構造及びそ
の生成方法を提供することができる。
図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例を示すもので、熱絶縁性及び
導電性相互接続による焦電検出器と読出し回路間の相互
接続を表す立面断面図、第２図は第１図に表された相互
接続構造を構成するための処理工程を概略的に説明する
流れ図、第３（ａ）図乃至第３（ｌ）図は第１図に示さ
れた相互接続構造を生成するために第２図の流れ図に従
って実施された状態を表す工程図である。
導電性相互接続による焦電検出器と読出し回路間の相互
接続を表す立面断面図、第２図は第１図に表された相互
接続構造を構成するための処理工程を概略的に説明する
流れ図、第３（ａ）図乃至第３（ｌ）図は第１図に示さ
れた相互接続構造を生成するために第２図の流れ図に従
って実施された状態を表す工程図である。
10……焦電固体アレイ検出器、12……焦電検出器、14…
…読出し回路（信号処理チップ、ウェーハ）、16……相
互接続部、18……チップ、20……高分子材料、24……ア
ルミニウム接点、26……シリコン基板、28……パッド、
30……絶縁バンプ（高分子バンプ）、32……斜面、34…
…頂面、36……底面、38……金属接点、44、45……導電
性取付け材料、50……高分子層、52……ニッケル層、5
4、56……フォトレジスト。
…読出し回路（信号処理チップ、ウェーハ）、16……相
互接続部、18……チップ、20……高分子材料、24……ア
ルミニウム接点、26……シリコン基板、28……パッド、
30……絶縁バンプ（高分子バンプ）、32……斜面、34…
…頂面、36……底面、38……金属接点、44、45……導電
性取付け材料、50……高分子層、52……ニッケル層、5
4、56……フォトレジスト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コダ，エヌ・ジヨン アメリカ合衆国 カリフオルニア州 92083，ビスタ，ビユマウント，ドライ ブ 450 (72)発明者 マフイ，ダニエル・エフ アメリカ合衆国 カリフオルニア州 92008，カールシヤド，ワイツタソル, ストリート 7732 (56)参考文献 米国特許4740700（ＵＳ，Ａ)
Claims (27)
- 【請求項１】第１の電気接点（28）を有する第１の手段
（14）と第２の電気接点（24）を有する第２の手段（1
2）間の熱的絶縁性及び導電性を有する相互接続構造に
於いて、 前記第１の電気接点（28）に隣接して位置付けられる熱
的及び電気的絶縁材料（30）と、 第１及び第２の相互接続部（40,42）を有するもので、
前記熱的及び電気的絶縁材料（30）に接合された導電性
相互接続部（38）とを具備し、 前記第１及び第２の相互接続部（40,42）は前記第１及
び第２の電気接点（28,24）にそれぞれ電気的に接続さ
れることを特徴とする熱的絶縁性及び導電性を有する相
互接続構造。 - 【請求項２】前記熱的及び電気的絶縁材料（30）は少な
くとも前記相互接続部（38）と接合される部分に傾斜
（32）がつけられることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の熱的絶縁性及び導電性を有する相互接続構
造。 - 【請求項３】露出された第２の相互接続部（42）上に導
電材料（44,45）を更に有することを特徴とする特許請
求の範囲第２項記載の熱的絶縁性及び導電性を有する相
互接続構造。 - 【請求項４】前記第２の相互接続部（42）上の前記導電
材料（44,45）はインジウムで構成されることを特徴と
する特許請求の範囲第３項記載の熱的絶縁性及び導電性
を有する相互接続構造。 - 【請求項５】前記第２の相互接続部（42）は前記第１の
電気接点（28）の上方に形成され、前記インジウムの導
電材料（44,45）は３μｍの厚さを有することを特徴と
する特許請求の範囲第４項記載の熱的絶縁性及び導電性
を有する相互接続構造。 - 【請求項６】前記第２の電気接点（24）上のインジウム
材料と前記第２の相互接続部（42）上の前記インジウム
材料は相互にボンディングされることを特徴とする特許
請求の範囲第４項記載の熱的絶縁性及び導電性を有する
相互接続構造。 - 【請求項７】前記第１及び第２の電気接点（28,24）を
有する第１及び第２の手段（14,12）は、読出し回路と
焦電検出器をそれぞれ備えるもので、各々は複数の前記
第１及び第２の電気接点（28,24）がそれぞれ配置され
る位置に複数の接点領域を有し、更に前記第２の電気接
点（24）上に配置されたインジウム材料は、前記電気的
に接続する手段を得るためのものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第４項記載の熱的絶縁性及び導電性を
有する相互接続構造。 - 【請求項８】前記絶縁材料（30）は約５μｍの厚さを有
し、前記導電性相互接続部（38）は約0.1μｍの厚さを
有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱
的絶縁性及び導電性を有する相互接続構造。 - 【請求項９】前記熱的及び電気的絶縁材料（30）は面取
りされたピラミッド形状を有して構成されることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の熱的絶縁性及び導電
性を有する相互接続構造。 - 【請求項１０】第１の電気接点（28）を有する第１の手
段（14）と第２の電気接点（24）を有する第２の手段
（12）間の熱的絶縁性及び導電性を有する相互接続構造
の生成方法であって、 前記第１の電気接点（28）に隣接して熱的及び電気的絶
縁材料（30）を形成する工程と、 第１及び第２の相互接続部（40,42）を有して、前記熱
的及び電気的絶縁材料（30）に導電性の相互接続を行う
工程と、 前記第１及び第２の電気接点（28,24）のそれぞれに前
記第１及び第２の相互接続部（40,42）を電気的に接続
する工程と 具備することを特徴とする熱的絶縁性及び導電性を有す
る相互接続構造の生成方法。 - 【請求項１１】前記熱的及び電気的絶縁材料（30）を形
成する工程は少なくとも前記相互接続部（40,42）と接
合させる前記熱的及び電気的絶縁材料（30）に傾斜（3
2）をつける工程から成ることを特徴とする特許請求の
範囲第10項記載の相互接続熱的絶縁性及び導電性を有す
る相互接続構造の生成方法。 - 【請求項１２】前記傾斜（32）をつける工程は前記第１
の電気接点（28）に接近して前記熱的及び電気的絶縁材
料（30）を異方性にエッチングする工程と、この異方性
にエッチングする工程の後にバレル・タイププラズマシ
ステムに於いて前記熱的及び電気的絶縁材料（30）を等
方性にエッチングする工程から成ることを特徴とする特
許請求の範囲第11項記載の熱的絶縁性及び導電性を有す
る相互接続構造の生成方法。 - 【請求項１３】前記異方性にエッチングする工程は前記
熱的及び電気的絶縁材料（30）の厚さの略80％をエッチ
ングする工程から成ることを特徴とする特許請求の範囲
第12項記載の熱的絶縁性及び導電性を有する相互接続構
造の生成方法。 - 【請求項１４】前記異方性にエッチングする工程は平行
板に於いて若しくはRIEシステムによりエッチングを行
う工程から成ることを特徴とする特許請求の範囲第13項
記載の熱的絶縁性及び導電性を有する相互接続構造の生
成方法。 - 【請求項１５】前記異方性にエッチングする工程は平行
板に於いて若しくはRIEシステムによりエッチングを行
う工程から成ることを特徴とする特許請求の範囲第12項
記載の熱的絶縁性及び導電性を有する相互接続構造の生
成方法。 - 【請求項１６】前記熱的及び電気的絶縁材料（30）は前
記第１の電気接点（28）上に最初に供給される高分子材
料から成り、 前記傾斜（32）をつける工程は、 前記第１の電気接点（28）の材料とは異なった材料から
成るレジスト（54）を、前記高分子材料（50）上にデポ
ジットする工程と、 前記レジスト（54）上のマスクを調整する工程と、 前記高分子材料（50）の厚さを略80％に異方性にエッチ
ングする工程と、 この異方性にエッチングする工程の後にバレル・タイプ
プラズマシステムにより前記高分子材料（50）を等方性
にエッチングする工程と を備えることを特徴とする特許請求の範囲第11項記載の
熱的絶縁性及び導電性を有する相互接続構造の生成方
法。 - 【請求項１７】前記異方性にエッチングする工程は平行
板に於いて若しくはRIEシステムによりエッチングを行
う工程から成る請求の範囲第16項記載の方法熱的絶縁性
及び導電性を有する相互接続構造の生成方法。 - 【請求項１８】前記相互接続を行う工程は、 前記傾斜（32）がつけられた熱的及び電気的絶縁材料
（30）に第１のレジスト（56）を供給する工程と、 前記第１のレジスト（56）上に、前記第１のレジスト
（56）とは異なる第２のレジスト（60）を配置する工程
と、 前記第２のレジスト（60）の一部を除去すると同時に前
記第１のレジスト（56）の除去を保護する工程と、 前記第２のレジスト（60）をマスクとして利用して、こ
の第２のレジスト（60）によって保護されない前記第１
のレジスト（56）の一部を除去する工程と、 前記第１及び第２の相互接続部（40,42）を有する導電
性相互接続部（38）を形成するために導電材料をデポジ
ットする工程と、 前記第１及び前記第２のレジスト（56,60）を除去する
工程と から成ることを特徴とする特許請求の範囲第11項記載の
熱的絶縁性及び導電性を有する相互接続構造の生成方
法。 - 【請求項１９】前記相互接続部（38）の前記導電材料は
チタニウム及びニッケルで構成されることを特徴とする
特許請求の範囲第18項記載の熱的絶縁性及び導電性を有
する相互接続構造の生成方法。 - 【請求項２０】前記第１のレジスト（56）はフォトレジ
ストから成り、前記第２のレジスト（60）はアルミニウ
ムから成ることを特徴とする特許請求の範囲第19項記載
の熱的絶縁性及び導電性を有する相互接続構造の生成方
法。 - 【請求項２１】前記第１及び第２のレジスト（56,60）
を除去する工程は前記フォトレジストを除去する工程か
ら成り、これによって前記アルミニウムのレジストを浮
遊させることを特徴とする特許請求の範囲第20項記載の
熱的絶縁性及び導電性を有する相互接続構造の生成方
法。 - 【請求項２２】前記電気的に接続する工程は、 前記相互接続部（38）と前記第１の電気接点（28）及び
前記絶縁材料（30）の露出された部分を覆うフォトレジ
ストの厚い層を供給する工程と、 前記第２の相互接続部（42）から前記フォトレジストを
除去する工程と、 前記露出された第２の相互接続部（42）に導電材料（4
4）をデポジットする工程と、 前記露出された第２の相互接続部分（42）上に導電材料
（44）を配置する工程と、 前記フォトレジストを除去する工程と、 前記第２の相互接続部分（42）に前記第２の電気接点
（24）を結合する工程と から成ることを特徴とする特許請求の範囲第18項記載の
熱的絶縁性及び導電性を有する相互接続構造の生成方
法。 - 【請求項２３】前記露出された第２の相互接続部（42）
上の前記導電材料はインジウムで構成されることを特徴
とする特許請求の範囲第22項記載の熱的絶縁性及び導電
性を有する相互接続構造の生成方法。 - 【請求項２４】前記フォトレジストの厚い層を供給する
工程は前記フォトレジストを約13μｍコーティングする
工程から成る請求の範囲第23項記載の方法熱的絶縁性及
び導電性を有する相互接続の生成方法。 - 【請求項２５】前記第２の相互接続部（42）は前記第１
の電気接点（28）の上方に２μｍの位置に形成され、前
記インジウム導電材料は３μｍの厚さを有することを特
徴とする特許請求の範囲第24項記載の熱的絶縁性及び導
電性を有する相互接続構造の生成方法。 - 【請求項２６】前記第２の電気接点（24）上にインジウ
ム材料を組合わせて配置する工程と、前記電気的に接続
する工程を得るために前記インジウム材料をボンディン
グする工程とを更に具備することを特徴とする特許請求
の範囲第23項記載の熱的絶縁性及び導電性を有する相互
接続の生成方法。 - 【請求項２７】前記第１及び前記第２の接点（28,24）
を有する第１及び第２の手段（14,12）は、読出し回路
と焦電検出器をそれぞれ備えるもので、その各々は複数
の前記第１及び第２の電気接点（28,24）がそれぞれ配
置される位置に複数の接点領域を有し、更に前記第１及
び第２の電気接点（28,24）上にそれぞれ組合わされて
いるインジウム材料を配置する工程と、前記電気的に接
続する工程を得るために前記インジウム材料をボンディ
ングする工程とを更に含むことを特徴とする特許請求の
範囲第11項記載の熱的絶縁性及び導電性を有する相互接
続構造の生成方法。
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