JP3310051B2 - 裏面照射型半導体素子およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大きな吸収係数を有す
る紫外線、電子線および放射線などのエネルギー線に対
しても有効な感度が得られる裏面照射型半導体素子およ
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光、電子およびイオン等の電磁相
互作用を及ぼすビームであるエネルギー線を半導体薄板
の裏面に照射されてこれらを検出する裏面照射型半導体
素子がＣＣＤ（電荷結合素子）などに用いられている。
一般に、半導体素子の表面側は種々のプロセスで処理さ
れることにより、転送電極や絶縁膜等が形成されている
ので、裏面側と比較して複雑な表面状態を有している。
そのため、これらの半導体素子の表面側からエネルギー
線を照射しても、大きい吸収係数を有する紫外線や低エ
ネルギー電子線に対する感度は低い。

【０００３】これに対して、ＣＣＤ等のデバイスが形成
された半導体基板の周辺部に囲まれた内側部を裏面側か
ら薄板化し、その内側部の裏面を光や電子などの検出対
象に対する入射面とすることにより、紫外線や低エネル
ギー電子線に対しても高感度が得られる。しかし、この
ような裏面照射型半導体素子では、半導体基板を部分的
に薄板化していることにより、機械的強度が小さくなっ
て歪みやすいので、通常の取扱いに対しても容易に破損
することがある。従って、半導体基板の薄板化された部
分を補強することが必要になる。

【０００４】図８は、従来の裏面照射型半導体素子の製
造方法を示す工程断面図である。まず、ｐ⁺ 型基板２０
上にｐ型エピ層２１が積層されたｐ／ｐ⁺ 型Ｓｉエピウ
ェハに対して転送電極および金属配線からなる電荷読出
部２２を形成することにより、ＣＣＤを製造する（図８
（ａ））。

【０００５】次に、このＣＣＤをブロック２４で位置調
整されたセラミックパッケージ２３に組込み、電荷読出
部２２の出力部およびセラミックパッケージ２３のリー
ドをワイヤー２５でボンディングする。続いて、ＣＣＤ
の表面、セラミックパッケージ２３とＣＣＤの間に樹脂
２６を充填し、樹脂２６が固形化することによりＣＣＤ
を固定する（図８（ｂ））。

【０００６】さらに、ｐ⁺ 型基板２０の周辺部に囲まれ
た内側部を裏面側から機械研磨および化学エッチングで
薄板化し、その内側部における層厚を１５μｍ程度に形
成する（図８（ｃ））。

【０００７】従って、この製造方法によれば、ＣＣＤの
表面に樹脂２６が形成されているので、半導体素子の機
械的強度は向上している。

【０００８】上述の先行技術に関しては、特開昭５８−
１３３７４８号公報、特開昭６４−５９８５１号公報お
よび”Nuclear Instruments and Methods in Physics R
esearch, A315(1992)pp.368-374 ”などに開示されてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の裏面照射型
半導体素子は微弱光を計測する科学計測用として応用さ
れることが多いので、−３０℃程度に冷却して暗電流を
低減することが必要になる。しかしながら、ＣＣＤ、樹
脂およびセラミックパッケージの各熱膨張係数が異なる
ので、冷却時に歪みや亀裂により破損するという問題が
ある。

【００１０】また、上記従来の裏面照射型半導体素子の
製造方法によれば、半導体基板に対するエッチング液と
して、酸系ではＨＦおよびＨＮＯ₃ の混合溶液、アルカ
リ系では加熱されたＫＯＨの溶液などが用いられる。し
かしながら、化学エッチングの際に、多結晶ポリシリコ
ン等から形成されてＣＣＤの表面に露出している転送電
極などは非常に強力な溶解作用を有するエッチング液で
溶解されることがあるので、良好な導通が得られないと
いう問題がある。

【００１１】さらに、上記従来の裏面照射型半導体素子
の製造方法によれば、半導体基板上に形成された半導体
素子について、機械的に補強すると共に半導体基板を薄
板化する工程がチップ単位で処理されている。しかしな
がら、各製造工程がウェファ単位で処理されていないの
で、高い生産性が得られないという問題がある。

【００１２】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
ものであり、冷却使用時においても機械的強度が保持さ
れると共に、高い信頼性の導通が得られる裏面照射型半
導体素子およびその製造方法を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、半導体基板の周辺部に囲まれた内側部
を裏面側から薄板化して形成された入射面に入射したエ
ネルギー線を検出する裏面照射型半導体素子において、
半導体基板はセラミック基板上に接着されたＳｉ基板で
あって、半導体基板の裏面領域に入射面と対向形成され
てエネルギー線により信号電荷を発生する光電変換部
と、この光電変換部で発生した信号電荷を周辺部に形成
された出力端まで出力するように形成された電荷読出部
と、この電荷読出部の出力端に形成されたボンディング
パッドと、このボンディングパッド上を除いた周辺部の
内側領域および電荷読出部の全上面を被覆するように、
非導電性の接着剤によって接着された保護基板とを備え
ることを特徴とする。

【００１４】また、本発明は、上記の目的を達成するた
めに、半導体基板の周辺部に囲まれた内側部を裏面側か
ら薄板化して形成された入射面に入射したエネルギー線
を検出する裏面照射型半導体素子において、半導体基板
はセラミック基板上に接着されたＳｉ基板であって、半
導体基板の裏面領域に入射面と対向形成されてエネルギ
ー線により信号電荷を発生する光電変換部と、半導体基
板の表面領域に入射面と対向形成されて光電変換部で発
生した信号電荷を蓄積する電荷蓄積部と、この電荷蓄積
部で蓄積された信号電荷を周辺部に形成された出力端ま
で出力するように形成された電荷読出部と、この電荷読
出部の出力端に形成されたボンディングパッドと、この
ボンディングパッド上を除いた周辺部の内側領域および
電荷読出部の全上面を被覆するように、非導電性の接着
剤によって接着された保護基板とを備えることを特徴と
する。

【００１５】

【００１６】さらに、本発明は、上記の目的を達成する
ために、半導体基板の周辺部に囲まれた内側部を裏面側
から薄板化して形成された入射面に入射したエネルギー
線を検出する裏面照射型半導体素子の製造方法におい
て、エネルギー線の光電変換により発生した信号電荷を
周辺部に形成された出力端まで出力する電荷読出部と、
この電荷読出部の出力端に形成されたボンディングパッ
ドとを半導体基板の表面領域に順次形成する第１の工程
と、電荷読出部およびボンディングパッドに対向配置す
るように保護基板の表面領域にそれぞれ凸部および凹部
を形成する第２の工程と、凸部および凹部をそれぞれ電
荷読出部およびボンディングパッドに対向配置するよう
に、該凸部を該電荷読出部に接着して半導体基板および
保護基板を貼り合せる第３の工程と、内側部を裏面側か
らエッチングで薄板化して入射面を形成する第４の工程
と、保護基板からダイシングで凹部を除去する第５の工
程とを備えることを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明の裏面照射型半導体素子によれば、半導
体基板の周辺部に形成されたボンディングパッド上を除
くその周辺部の内側領域および電荷読出部の全上面を被
覆するように保護基板が接着形成されていることによ
り、半導体基板の周辺部に囲まれて裏面側から薄板化さ
れた内側部が補強されるので、機械的強度が向上し、通
常使用の際には容易に取り扱われる。

【００１８】また、本発明の裏面照射型半導体素子によ
れば、半導体基板および保護基板は共にＳｉから形成さ
れていることにより、同一の熱膨張係数を有するので、
冷却使用時には歪みや亀裂などの破損が生じることな
く、暗電流が低減された良好な状態に保持される。

【００１９】また、本発明の裏面照射型半導体素子の製
造方法によれば、第２の工程において電荷読出部および
ボンディングパッドに対向配置するように保護基板の表
面領域にそれぞれ複数組の凸部および凹部を形成するこ
とにより、第３の工程においてウェファ単位で半導体基
板が補強基板を接着されて補強された後、第４の工程に
おいてウェファ単位で半導体基板が薄板化されるので、
生産性が大きく向上する。

【００２０】また、本発明の裏面照射型半導体素子の製
造方法によれば、第３の工程においてエネルギー線の光
電変換により発生した信号電荷を半導体基板の周辺部ま
で出力する電荷読出部に保護基板が接着された後、第４
の工程において化学エッチングで半導体基板の周辺部に
囲まれた内側部が裏面側から薄板化されることにより、
電荷読出部を構成している転送電極や金属配線は保護基
板に被覆されているためにエッチング液で溶解されない
ので、良好な導通が保持される。

【００２１】さらに、本発明の裏面照射型半導体素子の
製造方法によれば、第５の工程においてダイシングで保
護基板から凹部が除去されることにより、半導体基板の
周辺部における電荷読出部の出力端に形成されたボンデ
ィングパッドが半導体基板上に良好に露出されるので、
ワイヤーボンディング法またはフリップチップボンディ
ング法等により容易に配線が行われる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明に係る実施例の構成および作用
について、図１ないし図７を参照して説明する。なお、
図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重
複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明
のものと必ずしも一致していない。

【００２３】図１は、本発明の裏面照射型半導体素子に
係る実施例の構成を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ線に沿っての概略断面図である。本実施
例では、周辺部に囲まれた内側部を裏面側から薄板化し
て入射面５を形成されたＳｉからなる半導体基板１と、
この半導体基板１の表面領域に入射面５と対向形成され
ている電荷蓄積部２と、この電荷蓄積部２上に形成され
て半導体基板１の周辺部に出力端を有する電荷読出部３
と、この電荷読出部３の出力端上に形成されたボンディ
ングパッド４と、このボンディングパッド４上を除いた
半導体基板１の周辺部における内側領域および電荷読出
部３の全上面を被覆するように、非導電性の接着剤９で
接着形成されたＳｉからなる保護基板６とから、裏面照
射型ＣＣＤが構成されている。この電荷読出部３には、
電荷蓄積部２に対して電界を発生する多結晶Ｓｉからな
る転送電極や、クロックパルス電圧を転送電極に印加す
るＡｌからなる金属配線などが配設されている。また、
半導体基板１の裏面に形成された入射面５には、光、電
子線および放射線などのエネルギー線が照射される。な
お、半導体基板１は外径約１５ｍｍ、入射面５に基づい
て規定されるＣＣＤ有効径約１０ｍｍ、周辺部における
厚さ０．５ｍｍ、入射面５を有する内側部における厚さ
１５μｍである。また、保護基板６は外径約１３ｍｍ、
厚さ約０．５ｍｍである。

【００２４】上記の構成によれば、半導体基板１の裏面
に形成された入射面５にエネルギー線が照射されると、
半導体基板１の内部において光電変換で信号電荷が発生
され、電荷蓄積部２において電荷読出部３から印加され
るクロックパルス電圧により発生するポテンシャル井戸
に蓄積される。この信号電荷はクロックパルス電圧の変
化により順次転送され、半導体基板１の周辺部に形成さ
れた電荷読出部３の出力端に出力される。従って、電荷
読出部３の出力端に形成されているボンディングパッド
４に対して形成された図示しない配線により、信号電荷
は出力信号として裏面照射型ＣＣＤの外部に出力される
ので、入射面５に照射されたエネルギー線が検出され
る。

【００２５】また、半導体基板１の周辺部に形成された
ボンディングパッド４上を除くその周辺部の内側領域お
よび電荷読出部３の全上面を被覆するように、保護基板
６が接着形成されていることにより、半導体基板１の周
辺部に囲まれて裏面側から薄板化されて入射面５を有す
る内側部が補強されるので、機械的強度が向上し、通常
使用の際には容易に取り扱われる。

【００２６】さらに、半導体基板１および保護基板６は
共にＳｉから形成されていることにより、同一の熱膨張
係数を有するので、冷却使用時には歪みや亀裂などの破
損が生じることなく、暗電流が低減された良好な状態に
保持される。

【００２７】図２および図３は、本発明の裏面照射型半
導体素子に係る第１の製造方法を示す工程断面図であ
る。まず、Ｓｉウエファからなる半導体基板１の所定表
面領域に複数の電荷蓄積部２を形成し、各電荷蓄積部２
上の周辺部に出力端を有するように電荷読出部３を形成
する。各電荷読出部３の出力端上には、金属配線等を引
き出してボンディングパッド４を形成する。次に、半導
体基板１の裏面および側面上にＰＥ−ＣＶＤ（プラズマ
エンハンス化学気相成長）によりＳｉＮからなるマスク
８を堆積する。ただし、電荷蓄積部２に対向配置してい
る領域のマスク８を除去する。なお、半導体基板１を形
成しているＳｉウエファは、一般に最も用いられている
４インチウエファであり、通常は厚さ０．５ｍｍ程度を
有する（図２（ａ））。

【００２８】一方、半導体基板１とほぼ同一サイズであ
るＳｉウエファからなる保護基板６の全面に、ＰＥ−Ｃ
ＶＤによりＳｉＮからなるマスク８を堆積する。次に、
半導体基板１と比較して各ボンディングパッド４に対向
配置している表面領域のマスク８を除去し、化学エッチ
ングで深さ０．２ｍｍ程度を有する凹部７を形成し、こ
れら凹部７を形成された保護基板６の裏面に残っている
マスク８を除去する（図２（ｂ））。

【００２９】次に、シリコンダイ接着用低融点ガラス
（日本電気硝子（株）製、ＬＳ１３０１）を接着剤９と
し、これをスクリーン印刷法により半導体基板１上の電
荷読出部３の上面および保護基板６の凸部下面に５０μ
ｍ程度の均一な厚さで塗布し、ボンディングパッド４上
を除いた電荷読出部３の全上面に保護基板６の凸部下面
を接着して半導体基板１および保護基板６を貼り合せ
る。このとき、半導体基板１および保護基板６の間で水
密を保持するために、接着剤９内部に気泡が混入しない
ように注意する必要がある（図２（ｃ））。

【００３０】次に、４規定ＫＯＨのアルカリ溶液を８０
℃程度に加熱してエッチング液とし、半導体基板１の裏
面におけるマスク８で被覆されてない表面領域に化学エ
ッチングを約２０時間行って薄板化し、凹部を形成す
る。この凹部の底面においては、半導体基板１の厚さが
１５μｍ程度になる（図３（ａ））。

【００３１】次に、半導体基板１および保護基板６の全
表面からマスク８を除去し、半導体基板１の裏面にＳｉ
よりも大きなバンドギャップを有するＳｉＣを薄く堆積
し、凹部の底部に入射面５を形成する。続いて、ダイシ
ング装置で保護基板６を厚さ方向に切断して凹部７を除
去する。このとき、一般的なダイシング装置は厚さ方向
に±０．１ｍｍの十分な精度を有するので、半導体基板
１を切断せずに所望の凹部７だけを除去することができ
る。なお、ＳｉＣの堆積方法については、特願平５−２
４３１３号公報に詳細に記載されている（図３
（ｂ））。

【００３２】さらに、ダイシング装置で半導体基板１を
厚さ方向に切断し、Ｓｉウエファから各裏面照射型ＣＣ
Ｄを１チップとして分離する（図３（ｃ））。

【００３３】図４および図５は、本発明の裏面照射型半
導体素子に係る第２の製造方法を示す工程断面図であ
る。まず、Ｓｉウエファから分離した１チップからなる
半導体基板１の所定表面領域に１個の電荷蓄積部２を形
成し、この電荷蓄積部２上に半導体基板１の周辺部に出
力端を有するように電荷読出部３を形成する。この電荷
読出部３の出力端上には、金属配線等を引き出してボン
ディングパッド４を形成する。次に、半導体基板１の裏
面および側面上にＰＥ−ＣＶＤによりＳｉＮからなるマ
スク８を堆積する。ただし、電荷転送部２に対向配置し
ている領域のマスク８を除去する（図４（ａ））。

【００３４】一方、半導体基板１とほぼ同一サイズであ
るＳｉウエファから分離した１チップからなる保護基板
６の全面に、ＰＥ−ＣＶＤによりＳｉＮからなるマスク
８を堆積する。次に、半導体基板１と比較してボンディ
ングパッド４に対向配置している表面領域のマスク８を
除去し、化学エッチングで深さ０．２ｍｍ程度を有する
凹部７を形成し、この凹部７を形成された保護基板６の
裏面に残っているマスク８を除去する（図４（ｂ））。

【００３５】次に、シリコンダイ接着用低融点ガラス
（日本電気硝子（株）製、ＬＳ１３０１）を接着剤９と
し、これを半導体基板１上の電荷読出部３および保護基
板６の凸部の下面に塗布し、ボンディングパッド４上を
除いた電荷読出部３の全上面に保護基板６の凸部下面を
接着して半導体基板１および保護基板６を貼り合せる。
このとき、半導体基板１および保護基板６の間で水密を
保持するために、接着剤９内部に気泡が混入しないよう
に注意する必要がある（図４（ｃ））。

【００３６】次に、４規定ＫＯＨのアルカリ溶液を８０
℃程度に加熱してエッチング液とし、半導体基板１の裏
面におけるマスク８で被覆されてない表面領域に化学エ
ッチングを約２０時間行って薄板化し、凹部を形成す
る。この凹部の底面においては、半導体基板１の厚さが
１５μｍ程度になる（図５（ａ））。

【００３７】次に、半導体基板１および保護基板６の全
表面からマスク８を除去し、半導体基板１の裏面にＳｉ
よりも大きなバンドギャップを有するＳｉＣを薄く堆積
し、凹部の底部に入射面５を形成する。続いて、ダイシ
ング装置で保護基板６を厚さ方向に切断して凹部７を除
去する。このとき、一般的なダイシング装置は厚さ方向
に±０．１ｍｍの十分な精度を有するので、半導体基板
１を切断せずに所望の凹部７だけを除去することができ
る（図５（ｂ））。

【００３８】さらに、ダイシング装置で半導体基板１を
厚さ方向に切断し、裏面照射型ＣＣＤを整形する（図５
（ｃ））。

【００３９】従って、上記の裏面照射型半導体素子の第
１または第２製造方法によれば、半導体基板１の表面領
域に形成された電荷蓄積部２で蓄積された信号電荷を周
辺部まで出力する電荷読出部３に保護基板６が接着され
た後、化学エッチングで半導体基板１の周辺部に囲まれ
た内側部が裏面側から薄板化されることにより、電荷読
出部３を構成している転送電極や金属配線は保護基板６
に被覆されているためにエッチング液で溶解されないの
で、良好な導通が保持される。

【００４０】図６は、本発明の裏面照射型半導体素子に
組立工程を施した第１実施例の構成を示す概略断面図で
ある。本実施例は、セラミック基板１０と、このセラミ
ック基板１０の周辺部上に設置されたリード１１と、セ
ラミック基板１０上にダイボンディング法により接着さ
れた上記実施例の裏面照射型ＣＣＤと、この裏面照射型
ＣＣＤのボンディングパッド４およびリード１１の下部
をワイヤーボンディング法により配線しているワイヤー
１２と、裏面照射型ＣＣＤ上に設置されてペルチェ効果
により冷却するペルチェ素子１３とから構成されてい
る。なお、セラッミック基板１０は、外径約２２ｍｍ、
厚さ約３ｍｍである。

【００４１】図７は、本発明の裏面照射型半導体素子に
組立工程を施した第２実施例の構成を示す概略断面図で
ある。本実施例は、上記実施例の裏面照射型ＣＣＤと、
この裏面照射型ＣＣＤのボンディングパッド４上に形成
されたバンブ１４と、裏面照射型ＣＣＤ上に設置された
セラミック基板１０と、このセラミック基板１０の裏面
および側面に設置されてフリップチップボンディング法
によりバンブ１４と結合されているリード１１とから構
成されている。

【００４２】従って、上記の裏面照射型半導体素子の第
１または第２製造方法によれば、ダイシングで保護基板
６から凹部７が除去されることにより、半導体基板１の
周辺部における電荷読出部３の出力端に形成されたボン
ディングパッド６が半導体基板１上に良好に露出される
ので、ワイヤーボンディング法またはフリップチップボ
ンディング法等により容易に配線が行われる。

【００４３】本発明は上記諸実施例に限られるものでは
なく、種々の変形が可能である。

【００４４】例えば、上記諸実施例では、電荷読出部を
電荷蓄積部上に形成しているが、電荷読出部を電荷蓄積
部周辺における半導体基板の表面領域に形成しても同様
の作用効果が得られる。

【００４５】また、接着剤としてシリコンダイ接着用低
融点ガラスを用いているが、他に非導電性の低融点ガラ
ス、ダイボンド材等を用いても同様の作用効果が得られ
る。また、上記諸実施例では、裏面照射型半導体素子と
してＣＣＤを示しているが、ＰＤ（フォトダイオー
ド）、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）等とし
ても同様の作用効果が得られる。

【００４６】また、上記諸実施例では、半導体基板およ
び保護基板を同一材料から形成しているが、異なる熱膨
張係数を有する材料から半導体基板および保護基板を形
成し、これらの中間値の熱膨張係数を有する接着剤、ま
たは応力吸収タイプの接着剤を用いて接着しても同様の
作用効果が得られる。

【００４７】さらに、上記諸実施例では、ＫＯＨのアル
カリ溶液をエッチング液としてＳｉＮをマスクに用いて
いるが、ＨＦおよびＨＮＯ₃ の酸溶液をエッチング液と
してＡｕおよびＣｒを二層マスクとして用いても同様の
作用効果が得られる。

【００４８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の裏
面照射型半導体素子によれば、半導体基板の周辺部に形
成されたボンディングパッド上を除くその周辺部の内側
領域および電荷読出部の全上面を被覆するように保護基
板が接着形成されていることにより、半導体基板の周辺
部に囲まれて裏面側から薄板化された内側部が補強され
るので、機械的強度が向上している。そのため、通常使
用の際に加えられる機械的な衝撃に対して十分な強度を
有しているので、特に注意を払う必要はなく容易に取り
扱うことができる。

【００４９】また、本発明の裏面照射型半導体素子によ
れば、半導体基板および保護基板は共に同一材料のＳｉ
から形成されていることにより、同一の熱膨張係数を有
する。そのため、冷却使用時に破損が生じることなく、
暗電流が低減された良好な状態に保持されるので、微弱
光計測が要求される科学計測分野に応用することができ
る。

【００５０】また、本発明の裏面照射型半導体素子の製
造方法によれば、電荷読出部およびボンディングパッド
に対向配置するように保護基板の表面領域にそれぞれ複
数組の凸部および凹部を形成することにより、ウェファ
単位で半導体基板は補強基板を接着されて補強され、薄
板化される。そのため、生産性が大きく向上するので、
価格を低下することができる。

【００５１】また、本発明の裏面照射型半導体素子の製
造方法によれば、光電変換部で発生する信号電荷を周辺
部まで出力する電荷読出部に保護基板が接着された後、
化学エッチングで半導体基板の周辺部に囲まれた内側部
が裏面から薄板化されることにより、電荷読出部を構成
している転送電極や金属配線は保護基板に被覆されてい
るためにエッチング液で溶解されることはない。そのた
め、良好な導通が保持されるので、信頼性を向上するこ
とができる。

【００５２】さらに、本発明の裏面照射型半導体素子の
製造方法によれば、ダイシングで保護基板から凹部が除
去されることにより、半導体基板の周辺部における電荷
読出部の出力端に形成されたボンディングパッドが半導
体基板上に良好に露出される。そのため、ワイヤーボン
ディング法またはフリップチップボンディング法等によ
り容易に配線が行われるので、信頼性を向上することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の裏面照射型半導体素子に係る実施例の
構成を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
線に沿っての概略断面図である。

【図２】本発明の裏面照射型半導体素子に係る第１の製
造方法における前半の工程を示す工程断面図である。

【図３】本発明の裏面照射型半導体素子に係る第１の製
造方法における後半の工程を示す工程断面図である。

【図４】本発明の裏面照射型半導体素子に係る第２の製
造方法における前半の工程を示す工程断面図である。

【図５】本発明の裏面照射型半導体素子に係る第２の製
造方法における後半の工程を示す工程断面図である。

【図６】本発明の裏面照射型半導体素子に組立工程を施
した第１実施例の構成を示す概略断面図である。

【図７】本発明の裏面照射型半導体素子に組立工程を施
した第２実施例の構成を示す概略断面図である。

【図８】従来の裏面照射型半導体素子の製造方法を示す
工程断面図である。

【符号の説明】

１…半導体基板、２…電荷蓄積部、３、２２…電荷読出
部、４…ボンディングパッド、５…入射面、６…保護基
板、７…凹部、８…マスク、９…接着剤、１０…セラミ
ック基板、１１…リード、１２、２５…ワイヤー、１３
…ペルチェ素子、１４…バンブ、２０…ｐ⁺ 型基板、２
１…ｐ型エピ層、２３…セラミックパッケージ、２４…
ブロック、２６…樹脂。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 27/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板の周辺部に囲まれた内側部を
   裏面側から薄板化して形成された入射面に入射したエネ
   ルギー線を検出する裏面照射型半導体素子において、 前記半導体基板はセラミック基板上に接着されたＳｉ基
   板であって、前記半導体基板の裏面領域に前記入射面と
   対向形成されて前記エネルギー線により信号電荷を発生
   する光電変換部と、この光電変換部で発生した前記信号
   電荷を前記周辺部に形成された出力端まで出力するよう
   に形成された電荷読出部と、この電荷読出部の前記出力
   端に形成されたボンディングパッドと、このボンディン
   グパッド上を除いた前記周辺部の内側領域および前記電
   荷読出部の全上面を被覆するように、非導電性の接着剤
   によって接着された保護基板とを備えることを特徴とす
   る裏面照射型半導体素子。
2. 【請求項２】 半導体基板の周辺部に囲まれた内側部を
   裏面側から薄板化して形成された入射面に入射したエネ
   ルギー線を検出する裏面照射型半導体素子において、 前記半導体基板はセラミック基板上に接着されたＳｉ基
   板であって、前記半導体基板の裏面領域に前記入射面と
   対向形成されて前記エネルギー線により信号電荷を発生
   する光電変換部と、前記半導体基板の表面領域に前記入
   射面と対向形成されて前記光電変換部で発生した前記信
   号電荷を蓄積する電荷蓄積部と、この電荷蓄積部で蓄積
   された前記信号電荷を前記周辺部に形成された出力端ま
   で出力するように形成された電荷読出部と、この電荷読
   出部の前記出力端に形成されたボンディングパッドと、
   このボンディングパッド上を除いた前記周辺部の内側領
   域および前記電荷読出部の全上面を被覆するように、非
   導電性の接着剤によって接着された保護基板とを備える
   ことを特徴とする裏面照射型半導体素子。
3. 【請求項３】 半導体基板の周辺部に囲まれた内側部を
   裏面側から薄板化して形成された入射面に入射したエネ
   ルギー線を検出する裏面照射型半導体素子の製造方法に
   おいて、 前記エネルギー線の光電変換により発生した信号電荷を
   前記周辺部に形成された出力端まで出力する電荷読出部
   と、この電荷読出部の前記出力端に形成されたボンディ
   ングパッドとを前記半導体基板の表面領域に順次形成す
   る第１の工程と、 前記電荷読出部および前記ボンディングパッドに対向配
   置するように保護基板の表面領域にそれぞれ凸部および
   凹部を形成する第２の工程と、 前記凸部および前記凹部をそれぞれ前記電荷読出部およ
   び前記ボンディングパッドに対向配置するように、該凸
   部を該電荷読出部に接着して前記半導体基板および前記
   保護基板を貼り合せる第３の工程と、 前記内側部を裏面側からエッチングで薄板化して前記入
   射面を形成する第４の工程と、 前記保護基板からダイシングで前記凹部を除去する第５
   の工程とを備えることを特徴とする裏面照射型半導体素
   子の製造方法。