JP4586797B2 - Manufacturing method of semiconductor lens - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor lens Download PDF

Info

Publication number
JP4586797B2
JP4586797B2 JP2006334970A JP2006334970A JP4586797B2 JP 4586797 B2 JP4586797 B2 JP 4586797B2 JP 2006334970 A JP2006334970 A JP 2006334970A JP 2006334970 A JP2006334970 A JP 2006334970A JP 4586797 B2 JP4586797 B2 JP 4586797B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
semiconductor substrate
semiconductor
anode
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006334970A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007108777A (en
Inventor
由明 本多
尚之 西川
智宏 上津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2006334970A priority Critical patent/JP4586797B2/en
Publication of JP2007108777A publication Critical patent/JP2007108777A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4586797B2 publication Critical patent/JP4586797B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、半導体レンズの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor lens.

従来から、導電性基板を用いたマイクロレンズ用金型の製造方法およびそのマイクロレンズ用金型を用いたマイクロレンズの製造方法が提案されている（特許文献１参照）。なお、特許文献１には、マイクロレンズとして合成樹脂レンズが例示されている。   Conventionally, a method for manufacturing a microlens mold using a conductive substrate and a method for manufacturing a microlens using the microlens mold have been proposed (see Patent Document 1). In Patent Document 1, a synthetic resin lens is exemplified as a microlens.

上記特許文献１のマイクロレンズ用金型の製造方法では、例えば、導電性基板たる低抵抗のｐ形シリコン基板の一表面上にシリコン窒化膜を堆積させた後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してシリコン窒化膜の所定部位に円形状の開孔部を形成し、その後、シリコン窒化膜をマスク層としてｐ形シリコン基板の上記一表面側の一部を陽極酸化処理にて多孔質化することにより半球状の多孔質シリコン部を形成する。その後、多孔質シリコン部を全体に亘って酸化することにより二酸化シリコン部を形成し、マスク層を除去してから、二酸化シリコン部を除去することによってｐ形シリコン基板の上記一表面に所望の凸レンズの形状に対応する凹部を形成し、続いて、ｐ形シリコン基板の上記一表面側および他表面側それぞれに熱酸化膜を形成している。なお、上述の陽極酸化処理では、陽極酸化用の電解液中でｐ形シリコン基板の上記一表面側に対向配置される陰極と半導体基板の他表面に接する形で配置される陽極板との間に通電することで多孔質シリコン部を形成している。   In the method for manufacturing a microlens mold disclosed in Patent Document 1, for example, a silicon nitride film is deposited on one surface of a low-resistance p-type silicon substrate that is a conductive substrate, and then a photolithography technique and an etching technique are used. Then, a circular opening is formed at a predetermined portion of the silicon nitride film, and then a part of the one surface side of the p-type silicon substrate is made porous by anodizing using the silicon nitride film as a mask layer. Thus, a hemispherical porous silicon portion is formed. Thereafter, the silicon dioxide portion is formed by oxidizing the entire porous silicon portion, the mask layer is removed, and then the silicon dioxide portion is removed to form a desired convex lens on the one surface of the p-type silicon substrate. A recess corresponding to the shape is formed, and then a thermal oxide film is formed on each of the one surface side and the other surface side of the p-type silicon substrate. In the above-described anodizing treatment, the gap between the cathode disposed opposite to the one surface side of the p-type silicon substrate and the anode plate disposed in contact with the other surface of the semiconductor substrate in the electrolytic solution for anodization. The porous silicon part is formed by energizing the current.

ところで、上記特許文献１に開示されたマイクロレンズ用金型の製造方法では、ｐ形シリコン基板として抵抗率が導体の抵抗率に比較的近い低抵抗のものを用いており、陽極酸化処理時にｐ形シリコン基板の多孔質化が等方性エッチングのように等方的に進行するので、上記開孔部の形状を円形状とすることにより、図８に示すようにｐ形シリコン基板１００の上記一表面に形成される凹部１０１の深さ寸法ａ１と凹部１０１の円形状の開口面の半径ａ２とが略等しくなり、結果的に、マイクロレンズとして球面レンズを製造することができる。なお、上記特許文献１には、マイクロレンズ用金型の製造時に上記開孔部の形状を長方形状とすることにより、結果的に、マイクロレンズとしてシリンドリカルレンズを製造することができることも開示されている。   By the way, in the method for manufacturing a microlens mold disclosed in Patent Document 1, a p-type silicon substrate having a low resistance that is relatively close to the resistivity of a conductor is used. Since the porous silicon substrate progresses isotropically like isotropic etching, the shape of the opening is made circular so that the p-type silicon substrate 100 has the above-mentioned shape as shown in FIG. The depth dimension a1 of the concave portion 101 formed on one surface and the radius a2 of the circular opening surface of the concave portion 101 are substantially equal, and as a result, a spherical lens can be manufactured as a microlens. In addition, Patent Document 1 also discloses that a cylindrical lens can be manufactured as a microlens by making the shape of the opening portion rectangular when manufacturing a microlens mold. Yes.

また、従来から、半絶縁性のＧａＡｓ基板のような高抵抗（例えば、抵抗率が１０８Ωｃｍ程度）の半導体基板の一表面側にメサ形状に応じてパターン設計したマスク層を設けることなく陽極酸化技術を利用してメサ形状を形成する方法として、半導体基板の他表面側にメサ形状に応じて形状を設計した陽極（電極）を接触させ、その後、陽極と電解液中において半導体基板の上記一表面に対向配置した陰極との間に通電して酸化膜を形成する陽極酸化工程を行い、続いて、酸化膜をエッチング除去する酸化膜除去工程を行う方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。 Conventionally, an anode without providing a mask layer having a pattern designed in accordance with the mesa shape on one surface side of a semiconductor substrate having a high resistance (for example, a resistivity of about 10 8 Ωcm) such as a semi-insulating GaAs substrate. As a method for forming a mesa shape using an oxidation technique, an anode (electrode) whose shape is designed in accordance with the mesa shape is brought into contact with the other surface side of the semiconductor substrate, and then the above-mentioned semiconductor substrate in the anode and the electrolytic solution. A method has been proposed in which an anodic oxidation process is performed in which an oxide film is formed by energizing a cathode disposed opposite to one surface, followed by an oxide film removal process in which the oxide film is removed by etching (for example, a patent) Reference 2).

上記特許文献２に記載されたメサ形状の形成方法では、陽極酸化工程において陽極の形状や酸化膜の厚さなどによって半導体基板に流れる電流の電流密度の面内分布が決まるので、メサの側面の勾配が緩く、メサの側面と平坦面とが滑らかに連続したメサ形状を形成することができる。
特開２０００−２６３５５６号公報 特開昭５５−１３９６０号公報 In the mesa shape forming method described in Patent Document 2, the in-plane distribution of the current density of the current flowing through the semiconductor substrate is determined by the shape of the anode and the thickness of the oxide film in the anodizing step. A mesa shape in which the slope is gentle and the side surface and the flat surface of the mesa are smoothly continuous can be formed.
JP 2000-263556 A Japanese Patent Laid-Open No. 55-13960

ところで、上記特許文献１に開示されたマイクロレンズ用金型の製造方法では、凸曲面の曲率半径が一様なマイクロレンズを形成するためのマイクロレンズ用金型しか製造することができず、マイクロレンズとして平凸型の非球面レンズを形成することはできなかった。また、上記特許文献１に開示されたマイクロレンズ用金型の製造方法では、製造可能なマイクロレンズのレンズ径（＝２×ａ２）がｐ形シリコン基板１００の厚みで制限されてしまい、より大きなレンズ径のマイクロレンズを製造するには、厚みがより大きなｐ形シリコン基板１００を用いる必要があり、コストが高くなってしまう。   By the way, in the method for manufacturing a microlens mold disclosed in Patent Document 1, only a microlens mold for forming a microlens having a uniform curvature radius of a convex curved surface can be manufactured. A plano-convex aspherical lens could not be formed as a lens. In addition, in the method for manufacturing a microlens mold disclosed in Patent Document 1, the lens diameter (= 2 × a2) of the microlens that can be manufactured is limited by the thickness of the p-type silicon substrate 100, which is larger. In order to manufacture a microlens having a lens diameter, it is necessary to use a p-type silicon substrate 100 having a larger thickness, which increases costs.

また、上記特許文献１に記載されたｐ形シリコン基板１００への凹部１０１の形成方法を利用することで平凹型の半導体レンズを製造することも考えられるが、半導体レンズとして、凹曲面の曲率半径が一様な平凹型の球面レンズやシリンドリカルレンズしか形成することができず、非球面レンズを形成することはできなかった。また、このような半導体レンズの製造方法では、陽極酸化処理時に発生した気泡がマスク層の開孔部を通して脱離することとなるので、開孔部周辺に気泡が集まり、多孔質化の進行速度にばらつきが生じたり、多孔質化が停止したりして、結果的に所望の曲率半径の凹曲面を形成できないことがあった。   In addition, it is conceivable to manufacture a plano-concave semiconductor lens by using the method of forming the concave portion 101 on the p-type silicon substrate 100 described in Patent Document 1, but the curvature radius of the concave curved surface is used as the semiconductor lens. However, only a plano-concave spherical lens or cylindrical lens can be formed, and an aspherical lens cannot be formed. Also, in such a method for manufacturing a semiconductor lens, bubbles generated during anodizing treatment are desorbed through the openings of the mask layer, so that bubbles gather around the openings and the rate of progress of porous formation As a result, there is a case where a concave curved surface having a desired radius of curvature cannot be formed.

そこで、上記特許文献２に記載の技術を半導体レンズの製造方法に適用することが考えられるが、陽極酸化工程において、形成された酸化膜の厚さの増加に伴って陽極と陰極との間の電位差が上昇し、例えば、半導体基板として厚さが４００μｍで抵抗率が１０８ΩｃｍのＧａＡｓ基板を用いた場合には１ｍＡ／ｃｍ２の定電流で酸化膜を形成した際に酸化膜の厚さが０．６μｍ程度でも上記電位差が４００Ｖもの高い値となってしまうので、陽極酸化工程と酸化膜除去工程とからなる基本工程を繰り返す必要があり、製造プロセスが複雑になるとともに、所望のレンズ形状の半導体レンズを製造するのが難しかった。 Then, although it is possible to apply the technique of the said patent document 2 to the manufacturing method of a semiconductor lens, in an anodic oxidation process, with the increase in the thickness of the formed oxide film, it is between an anode and a cathode. For example, when a GaAs substrate having a thickness of 400 μm and a resistivity of 10 8 Ωcm is used as the semiconductor substrate, the thickness of the oxide film is increased when the oxide film is formed with a constant current of 1 mA / cm 2. Since the potential difference becomes as high as 400 V even if the thickness is about 0.6 μm, it is necessary to repeat the basic process consisting of the anodizing process and the oxide film removing process, which complicates the manufacturing process and provides the desired lens shape. It was difficult to manufacture the semiconductor lens.

また、上記特許文献２に記載の技術では、陽極酸化工程において利用する陽極を高抵抗の半導体基板の上記他表面に押し当てて接触させているだけなので、半導体基板と陽極との接触抵抗が大きく、半導体基板と陽極との接触がショットキ接触となってしまい、電流密度の面内分布の制御性や再現性に問題があった。   Further, in the technique described in Patent Document 2, since the anode used in the anodizing process is merely pressed against and brought into contact with the other surface of the high-resistance semiconductor substrate, the contact resistance between the semiconductor substrate and the anode is large. The contact between the semiconductor substrate and the anode becomes a Schottky contact, and there is a problem in the controllability and reproducibility of the in-plane distribution of the current density.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、任意形状の半導体レンズを容易に形成することが可能な半導体レンズの製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above reasons, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor lens capable of easily forming a semiconductor lens having an arbitrary shape.

請求項１の発明は、半導体基板の一部を除去して半導体レンズを製造する半導体レンズの製造方法であって、所望のレンズ形状に応じてパターン設計した陽極を半導体基板の一表面側に形成する陽極形成工程と、電解液中で半導体基板の他表面側に対向配置される陰極と陽極との間に通電して半導体基板の他表面側に除去部位となる多孔質部を形成する陽極酸化工程と、多孔質部を除去する多孔質部除去工程とを備え、陽極酸化工程では、電解液として、半導体基板の構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いるようにし、陽極酸化工程よりも前に、前記レンズ形状に応じてパターン設計した絶縁膜を半導体基板の他表面側に形成する絶縁膜形成工程を設けてなることを特徴とする。 The invention of claim 1 is a method of manufacturing a semiconductor lens by removing a part of a semiconductor substrate to form a semiconductor lens, and an anode having a pattern designed according to a desired lens shape is formed on one surface side of the semiconductor substrate. An anodic oxidation step for forming a porous portion serving as a removal site on the other surface side of the semiconductor substrate by passing an electric current between the cathode and the anode disposed opposite to the other surface side of the semiconductor substrate in the electrolytic solution. And a porous portion removing step for removing the porous portion . In the anodizing step, a solution for removing oxides of constituent elements of the semiconductor substrate by etching is used as the electrolytic solution, compared with the anodizing step. An insulating film forming step is provided in which an insulating film having a pattern designed according to the lens shape is formed on the other surface side of the semiconductor substrate.

この発明によれば、陽極形成工程にて形成する陽極のパターンおよび絶縁膜形成工程にて形成する絶縁膜のパターンにより陽極酸化工程において半導体基板に流れる電流の電流密度の面内分布が決まるので、陽極酸化工程にて形成する多孔質部の厚みの面内分布の制御が容易になり、しかも、陽極酸化工程では、電解液として、半導体基板の構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いるので、所望の厚さ分布の多孔質部を１回の陽極酸化工程で容易に形成することができ、当該多孔質部を多孔質部除去工程にて除去することで所望のレンズ形状の半導体レンズが形成されるから、任意形状の半導体レンズを容易に形成することが可能になる。 According to the present invention, the in-plane distribution of the current density of the current flowing in the semiconductor substrate in the anodic oxidation process is determined by the pattern of the anode formed in the anode forming process and the pattern of the insulating film formed in the insulating film forming process. control of the in-plane distribution of the thickness of the porous portion to form at anodic oxidation process becomes easy and, at the anodic oxidation step, as the electrolytic solution, since using a solution to etch away the oxide of the constituent elements of the semiconductor substrate A porous part having a desired thickness distribution can be easily formed by one anodic oxidation process, and a semiconductor lens having a desired lens shape can be obtained by removing the porous part in the porous part removing process. Since it is formed, it is possible to easily form a semiconductor lens having an arbitrary shape.

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記半導体基板の材料が、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰの群から選択される材料であり、前記絶縁膜の材料が、Ｓｉ３Ｎ４からなることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the material of the semiconductor substrate is a material selected from the group of Si, Ge, SiC, GaAs, GaP, and InP, and the material of the insulating film is Si It is characterized by comprising 3 N 4 .

この発明によれば、前記絶縁膜を、ＣＶＤ法などの一般的な薄膜形成法により成膜することができるので、半導体レンズを精度良く且つ容易に形成することができる。   According to the present invention, since the insulating film can be formed by a general thin film forming method such as a CVD method, a semiconductor lens can be formed accurately and easily.

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記半導体基板の材料が、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰの群から選択される材料であり、前記絶縁膜の材料が、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４の群から選択される材料であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the material of the semiconductor substrate is a material selected from the group of Ge, GaAs, GaP, and InP, and the material of the insulating film is SiC, SiO 2 , It is a material selected from the group of Si 3 N 4 .

この発明によれば、前記絶縁膜を、ＣＶＤ法などの一般的な薄膜形成法により成膜することができるので、半導体レンズを精度良く且つ容易に形成することができる。   According to the present invention, since the insulating film can be formed by a general thin film forming method such as a CVD method, a semiconductor lens can be formed accurately and easily.

請求項１の発明では、任意形状の半導体レンズを容易に形成することが可能になるという効果がある。   According to the first aspect of the present invention, it is possible to easily form a semiconductor lens having an arbitrary shape.

（基本例）
本基本例では、後述の実施形態にて説明する半導体レンズの製造方法の基本となる製造方法の一例として、ｐ形のシリコン基板からなる半導体基板１０（図２（ａ）参照）の一部を陽極酸化工程において多孔質化することにより形成した多孔質シリコンからなる多孔質部１４（図２（ｄ）参照）を除去してシリコンレンズからなる半導体レンズ１（図２（ｅ）参照）を製造する製造方法を例示する。なお、本基本例では、半導体基板１０の抵抗率を８０Ωｃｍに設定してあるが、この数値は特に限定するものではない。ただし、半導体基板１０の抵抗率は、好ましくは０．１〜１０００Ωｃｍ、より好ましくは数Ωｃｍ〜数１００Ωｃｍである。 (Basic example)
In this basic example, a part of a semiconductor substrate 10 (see FIG. 2A) made of a p-type silicon substrate is used as an example of a manufacturing method that is a basis of a manufacturing method of a semiconductor lens described in the embodiments described later. A semiconductor lens 1 (see FIG. 2 (e)) made of a silicon lens is manufactured by removing the porous portion 14 (see FIG. 2 (d)) made of porous silicon formed by making it porous in the anodizing step. The manufacturing method to do is illustrated. In this basic example, the resistivity of the semiconductor substrate 10 is set to 80 Ωcm, but this value is not particularly limited. However, the resistivity of the semiconductor substrate 10 is preferably 0.1 to 1000 Ωcm, more preferably several Ωcm to several hundred Ωcm.

まず、図２（ａ）に示すｐ形のシリコン基板からなる半導体基板１０を洗浄する洗浄工程、半導体基板１０の一表面（図２（ａ）における下面）にマークを設けるマーキング工程を行ってから、半導体基板１０の上記一表面側に陽極酸化工程で利用する陽極１２（図２（ｃ）および図３（ａ）参照）の基礎となる所定膜厚（例えば、１μｍ）の金属膜（例えば、Ａｌ膜など）からなる導電性層１１を形成する導電性層形成工程を行うことによって、図２（ｂ）に示す構造を得る。ここにおいて、導電性層形成工程では、例えばスパッタ法によって半導体基板１０の上記一表面上に導電性層１１を成膜した後、Ｎ２ガスおよびＨ２ガス雰囲気中で導電性層１１のシンタ（熱処理）を行うことにより半導体基板１０との接触がオーミック接触をなす導電性層１１を形成する。なお、導電性層１１の成膜方法はスパッタ法に限らず、例えば蒸着法などを採用してもよい。また、導電性層１１の材料もＡｌに限定するものではなく、半導体基板１０とオーミック接触が可能な材料であればよく、例えばＡｌを主成分とするＡｌ−Ｓｉなどを採用してもよい。 First, after performing a cleaning process for cleaning the semiconductor substrate 10 made of a p-type silicon substrate shown in FIG. 2A and a marking process for providing a mark on one surface of the semiconductor substrate 10 (the lower surface in FIG. 2A). A metal film (for example, 1 μm) having a predetermined film thickness (for example, 1 μm) serving as the basis of the anode 12 (see FIG. 2C and FIG. 3A) used in the anodizing step on the one surface side of the semiconductor substrate 10 By performing a conductive layer forming step for forming the conductive layer 11 made of an Al film or the like, the structure shown in FIG. 2B is obtained. Here, in the conductive layer formation step, the conductive layer 11 is formed on the one surface of the semiconductor substrate 10 by, for example, sputtering, and then the sintering of the conductive layer 11 in an N 2 gas and H 2 gas atmosphere ( By performing heat treatment, the conductive layer 11 in which the contact with the semiconductor substrate 10 is in ohmic contact is formed. The method for forming the conductive layer 11 is not limited to the sputtering method, and for example, a vapor deposition method may be employed. The material of the conductive layer 11 is not limited to Al, and any material that can make ohmic contact with the semiconductor substrate 10 may be used. For example, Al—Si containing Al as a main component may be employed.

導電性層形成工程の後、導電性層１１に円形状の開孔部１３を設けるように導電性層１１をパターニングするパターニング工程を行うことによって、図２（ｃ）に示す構造を得る。ここにおいて、パターニング工程では、フォトリソグラフィ技術を利用して半導体基板１０の上記一表面側に上記開孔部１３に対応する部位が開孔されたレジスト層（図示せず）を形成した後、レジスト層をマスクとして導電性層１１の不要部分を例えばウェットエッチング技術あるいはドライエッチング技術によってエッチング除去して開孔部１３を設けることにより導電性層１１の残りの部分からなる陽極１２を形成し、その後、上記レジスト層を除去する。なお、導電性層１１がＡｌ膜であれば、導電性層１１の不要部分をウェットエッチング技術によりエッチング除去する場合には、例えば燐酸系エッチャントを用いればよく、導電性層１１の不要部分をドライエッチング技術によりエッチング除去する場合には、例えば反応性イオンエッチング装置などを用いればよい。また、本基本例では、上述の導電性層形成工程とパターニング工程とで、所望のレンズ形状に応じてパターン設計した陽極１２を半導体基板１０の上記一表面側に形成する陽極形成工程を構成している。なお、円形状の開孔部１３の半径は、半導体レンズ１のレンズ径の設計値に基づいて適宜設定すればよい。   After the conductive layer forming step, a patterning step for patterning the conductive layer 11 so as to provide a circular opening 13 in the conductive layer 11 is performed, thereby obtaining the structure shown in FIG. Here, in the patterning step, a resist layer (not shown) having a portion corresponding to the opening portion 13 is formed on the one surface side of the semiconductor substrate 10 by using a photolithography technique, and then a resist is formed. Using the layer as a mask, unnecessary portions of the conductive layer 11 are etched away by, for example, wet etching technique or dry etching technique to provide an opening 13 to form the anode 12 composed of the remaining portion of the conductive layer 11, and The resist layer is removed. If the conductive layer 11 is an Al film, when unnecessary portions of the conductive layer 11 are removed by wet etching, for example, a phosphoric acid-based etchant may be used, and the unnecessary portions of the conductive layer 11 are dried. In the case of etching removal by an etching technique, for example, a reactive ion etching apparatus or the like may be used. In this basic example, the conductive layer forming step and the patterning step described above constitute an anode forming step in which the anode 12 having a pattern designed according to the desired lens shape is formed on the one surface side of the semiconductor substrate 10. ing. The radius of the circular opening 13 may be set as appropriate based on the design value of the lens diameter of the semiconductor lens 1.

パターニング工程の後、陽極酸化用の電解液Ｂ（図４参照）中で半導体基板１０の他表面側（図２（ｃ）の上面側）に対向配置される陰極２５（図４参照）と陽極１２との間に通電して半導体基板１０の上記他表面側に除去部位となる多孔質部１４を形成する陽極酸化工程（陽極酸化処理）を行うことによって、図２（ｄ）に示す構造を得る。   After the patterning step, the cathode 25 (see FIG. 4) and the anode disposed opposite to the other surface side (the upper surface side of FIG. 2C) of the semiconductor substrate 10 in the electrolytic solution B for anodic oxidation (see FIG. 4). 2 (d) by conducting an anodic oxidation step (anodic oxidation treatment) for forming a porous portion 14 as a removal site on the other surface side of the semiconductor substrate 10 by energizing the semiconductor substrate 10. obtain.

ここにおいて、陽極酸化工程では、図４に示す構成の陽極酸化装置Ａを用いる。陽極酸化装置Ａは、半導体基板１０の上記一表面側に形成された陽極１２に接触させる平板状の通電用電極２１を有し陽極１２と通電用電極２１とを接触させた形で半導体基板１０を支持する円板状の支持台２２と、中心線を上下方向として支持台２２の上方に配置される円筒状の筒体２３と、筒体２３の下端部に連続一体に形成された内鍔部２３ａと半導体基板１０の周部との間に介装されるＯリングからなるシール部材２４と、筒体２３の下端部に連続一体に形成された外鍔部２３ｂと支持台２２の周部とを結合する複数の結合部材２６とを備えており、半導体基板１０の上記他表面とシール部材２４と筒体２３とで囲まれる空間に陽極酸化用の電解液Ｂが入れられる。   Here, in the anodizing step, an anodizing apparatus A having the configuration shown in FIG. 4 is used. The anodizing apparatus A has a flat plate-like energizing electrode 21 that is brought into contact with the anode 12 formed on the one surface side of the semiconductor substrate 10, and the semiconductor substrate 10 is in a form in which the anode 12 and the energizing electrode 21 are brought into contact with each other. A disk-shaped support table 22 that supports the cylindrical body, a cylindrical tube body 23 that is disposed above the support table 22 with the center line as the vertical direction, and an inner casing that is integrally formed at the lower end of the tube body 23. A seal member 24 formed of an O-ring interposed between the portion 23 a and the peripheral portion of the semiconductor substrate 10, an outer flange portion 23 b continuously formed integrally with the lower end portion of the cylindrical body 23, and a peripheral portion of the support base 22 And an electrolyte B for anodization is placed in a space surrounded by the other surface of the semiconductor substrate 10, the seal member 24, and the cylindrical body 23.

電解液Ｂとしては、半導体基板１０の構成元素であるＳｉの酸化物であるＳｉＯ２をエッチング除去する溶液、例えば、５５ｗｔ％のフッ化水素水溶液とエタノールとを略１：１で混合した混合液を用いているが、フッ化水素水溶液の濃度やフッ化水素水溶液とエタノールとの混合比は特に限定するものではない。また、フッ化水素水溶液と混合する液体もエタノールに限らず、メタノール、プロパノール、イソプロパノール（ＩＰＡ）などのアルコールなど、陽極酸化反応で発生した気泡を除去できる液体であれば、特に限定するものではない。また、筒体２３は、電解液Ｂに対して耐性を有する材料、例えば、テフロン（登録商標）などのフッ素系樹脂により形成すればよい。 As the electrolytic solution B, a solution for removing SiO 2 that is an oxide of Si that is a constituent element of the semiconductor substrate 10, for example, a mixed solution in which a 55 wt% hydrogen fluoride aqueous solution and ethanol are mixed in a ratio of approximately 1: 1. However, the concentration of the aqueous hydrogen fluoride solution and the mixing ratio of the aqueous hydrogen fluoride solution and ethanol are not particularly limited. Further, the liquid mixed with the aqueous hydrogen fluoride solution is not limited to ethanol, and is not particularly limited as long as it is a liquid that can remove bubbles generated by the anodizing reaction, such as alcohol such as methanol, propanol, and isopropanol (IPA). . The cylindrical body 23 may be formed of a material having resistance to the electrolytic solution B, for example, a fluorine-based resin such as Teflon (registered trademark).

また、陽極酸化装置Ａは、半導体基板１０の上記他表面に対向配置される白金電極からなる陰極２５と、通電用電極２１を介して陽極１２と陰極２５との間に電圧を印加する電圧源３１と、電圧源３１から通電用電極２１に流れる電流を検出する電流センサ３２と、電流センサ３２の検出電流に基づいて電圧源３１の出力電圧を制御するマイクロコンピュータなどからなる制御部３３とを備えており、制御部３３が、電圧源３１から通電用電極２１へ所定電流密度（例えば、３０ｍＡ／ｃｍ２）の電流が所定時間（例えば、１２０分）だけ流れるように電圧源３１を制御するようになっている。なお、陽極酸化工程の処理条件は特に限定するものではなく、上述の所定電流密度および上記所定時間はそれぞれ適宜設定すればよい。 The anodic oxidation apparatus A is a voltage source that applies a voltage between the anode 12 and the cathode 25 through the energizing electrode 21 and the cathode 25 made of a platinum electrode disposed opposite to the other surface of the semiconductor substrate 10. 31, a current sensor 32 that detects a current flowing from the voltage source 31 to the energization electrode 21, and a control unit 33 that includes a microcomputer that controls the output voltage of the voltage source 31 based on the current detected by the current sensor 32. The control unit 33 controls the voltage source 31 so that a current having a predetermined current density (for example, 30 mA / cm 2 ) flows from the voltage source 31 to the energizing electrode 21 for a predetermined time (for example, 120 minutes). It is like that. The processing conditions for the anodizing step are not particularly limited, and the above-described predetermined current density and the above-mentioned predetermined time may be set as appropriate.

ところで、ｐ形のシリコン基板からなる半導体基板１０の一部を陽極酸化工程において多孔質化する際には、ホールをｈ＋、電子をｅ−とすると、以下の反応が起こっていると考えられる。
Ｓｉ＋２ＨＦ＋（２−ｎ）ｈ＋→ＳｉＦ２＋２Ｈ＋＋ｎｅ−
ＳｉＦ２＋２ＨＦ→ＳｉＦ４＋Ｈ２
ＳｉＦ４＋２ＨＦ→ＳｉＨ２Ｆ６
すなわち、シリコン基板からなる半導体基板１０の陽極酸化では、Ｆイオンの供給量とホールｈ＋の供給量との兼ね合いで多孔質化あるいは電解研磨が起こることが知られており、Ｆイオンの供給量の方がホールの供給量よりも多い場合には多孔質化が起こり、ホールｈ＋の供給量がＦイオンの供給量よりも多い場合には電解研磨が起こる。したがって、本基本例のように半導体基板１０としてｐ形のシリコン基板を用いている場合には、陽極酸化による多孔質化の速度はホールｈ＋の供給量で決まるから、半導体基板１０中を流れる電流の電流密度で多孔質化の速度が決まり、多孔質部１４の厚みが決まることになる。本基本例では、半導体基板１０中を図５の矢印で示すような経路で電流が流れるので、半導体基板１０の上記他表面側（図５における上面側）では、陽極１２の厚み方向に沿った開孔部１３の中心線から離れるほど電流密度が徐々に大きくなるような電流密度の面内分布を有することとなり、半導体基板１０の上記他表面側に形成される多孔質部１４は、陽極１２の開孔部１３の上記中心線に近くなるほど徐々に薄くなっている。 By the way, when a part of the semiconductor substrate 10 made of a p-type silicon substrate is made porous in the anodic oxidation step, it is considered that the following reaction occurs when the hole is h + and the electron is e −. .
Si + 2HF + (2-n) h + → SiF 2 + 2H + + ne −
SiF 2 + 2HF → SiF 4 + H 2
SiF 4 + 2HF → SiH 2 F 6
That is, in the anodic oxidation of the semiconductor substrate 10 made of a silicon substrate, it is known that porosity or electropolishing occurs due to the balance between the supply amount of F ions and the supply amount of holes h + , and the supply amount of F ions. When the number of holes is larger than the supply amount of holes, porosification occurs, and when the supply amount of holes h + is larger than the supply amount of F ions, electrolytic polishing occurs. Therefore, when a p-type silicon substrate is used as the semiconductor substrate 10 as in this basic example, the rate of porosity by anodic oxidation is determined by the supply amount of holes h + , and therefore flows in the semiconductor substrate 10. The speed of porous formation is determined by the current density of the current, and the thickness of the porous portion 14 is determined. In this basic example, a current flows through the semiconductor substrate 10 along the path indicated by the arrow in FIG. 5, so that the other surface side (upper surface side in FIG. 5) of the semiconductor substrate 10 is along the thickness direction of the anode 12. The in-plane distribution of the current density is such that the current density gradually increases as the distance from the center line of the opening 13 increases, and the porous portion 14 formed on the other surface side of the semiconductor substrate 10 has the anode 12. It becomes gradually thinner toward the center line of the aperture 13.

上述の陽極酸化工程の終了後、多孔質部１４を除去する多孔質部除去工程を行う。ここにおいて、多孔質部１４を除去するエッチング液としてアルカリ系溶液（例えば、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＴＭＡＨなどの水溶液）やＨＦ系溶液を用いれば、多孔質部１４を除去する多孔質部除去工程において、Ａｌ膜やＡｌ−Ｓｉ膜により形成されている陽極１２もエッチング除去することができ、図２（ｅ）および図３（ｂ）に示す構造の半導体レンズ１を得ることができるので、その後、個々の半導体レンズ１に分離するダイシング工程を行えばよい。なお、多孔質部１４を除去する多孔質部除去工程と、陽極１２を除去する陽極除去工程とを別々に行ってもよい。   After the above-described anodic oxidation step is completed, a porous portion removing step for removing the porous portion 14 is performed. Here, if an alkaline solution (for example, an aqueous solution of KOH, NaOH, TMAH, etc.) or an HF solution is used as an etching solution for removing the porous portion 14, in the porous portion removing step for removing the porous portion 14, The anode 12 formed of the Al film or the Al—Si film can also be removed by etching, and the semiconductor lens 1 having the structure shown in FIGS. 2E and 3B can be obtained. A dicing process for separating the semiconductor lens 1 may be performed. Note that the porous portion removing step for removing the porous portion 14 and the anode removing step for removing the anode 12 may be performed separately.

以上説明した本基本例の半導体レンズ１の製造方法によれば、陽極形成工程にて形成する陽極１２と半導体基板１０との接触パターンにより陽極酸化工程において半導体基板１０に流れる電流の電流密度の面内分布が決まるので、陽極酸化工程にて形成する多孔質部１４の厚みの面内分布を制御することができて厚みが連続的に変化した多孔質部１４を形成することが可能であり、しかも、陽極形成工程では、陽極１２と半導体基板１０との接触がオーミック接触となるように陽極１２を形成し、陽極酸化工程では、電解液Ｂとして、半導体基板１０の構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いるので、所望の厚さ分布の多孔質部１４を１回の陽極酸化工程で容易に形成することができ、当該多孔質部１４を多孔質部除去工程にて除去することで所望のレンズ形状の半導体レンズ１が形成されるから、任意形状の半導体レンズ１を容易に形成することが可能になる。   According to the manufacturing method of the semiconductor lens 1 of the present basic example described above, the current density surface of the current flowing in the semiconductor substrate 10 in the anodic oxidation process due to the contact pattern between the anode 12 formed in the anode forming process and the semiconductor substrate 10. Since the internal distribution is determined, it is possible to control the in-plane distribution of the thickness of the porous portion 14 formed in the anodizing step, and it is possible to form the porous portion 14 having a continuously changing thickness, Moreover, in the anode forming step, the anode 12 is formed so that the contact between the anode 12 and the semiconductor substrate 10 is ohmic contact, and in the anodic oxidation step, an oxide of a constituent element of the semiconductor substrate 10 is etched as the electrolytic solution B. Since the solution to be removed is used, the porous part 14 having a desired thickness distribution can be easily formed by one anodic oxidation process, and the porous part 14 is removed by the porous part removing process. Since the semiconductor lens 1 having a desired lens shape is formed by, it is possible to easily form the semiconductor lens 1 of arbitrary shape.

ここにおいて、本基本例における陽極形成工程では、半導体基板１０の上記一表面側に陽極１２の基礎となる導電性層１１を形成した後、導電性層１１に円形状の開孔部１３を設けるように導電性層１１をパターニングすることで陽極１２を形成しているので、陽極酸化工程において半導体基板１０の上記他表面側では半導体基板１０に流れる電流の電流密度が、陽極１２（導電性層１１）の開孔部１３の上記中心線に近づくほど小さくなる面内分布となるから、半導体基板１０の上記他表面側では陽極１２の開孔部１３の上記中心線に近づくほど多孔質部１４の厚みが薄くなり、半導体レンズ１として平凸型の球面レンズや非球面レンズを形成することができる。なお、このようにして形成された半導体レンズ１の光軸は上述の開孔部１３の上記中心線と一致する。   Here, in the anode forming step in this basic example, after forming the conductive layer 11 serving as the basis of the anode 12 on the one surface side of the semiconductor substrate 10, the circular opening 13 is provided in the conductive layer 11. Since the anode 12 is formed by patterning the conductive layer 11 as described above, the current density of the current flowing through the semiconductor substrate 10 on the other surface side of the semiconductor substrate 10 in the anodic oxidation step is the anode 12 (conductive layer). 11), the in-plane distribution becomes smaller as it approaches the center line of the aperture 13, so that the porous portion 14 becomes closer to the center line of the aperture 13 of the anode 12 on the other surface side of the semiconductor substrate 10. Thus, a plano-convex spherical lens or aspherical lens can be formed as the semiconductor lens 1. Note that the optical axis of the semiconductor lens 1 formed in this manner coincides with the center line of the aperture 13 described above.

ところで、上述の半導体レンズ１の製造方法においては、陽極酸化工程において半導体基板１０に流れる電流の電流密度の面内分布によってレンズ形状（本基本例では、平凸型の非球面レンズにおける非球面の曲率半径やレンズ径）が決まるので、半導体基板１０の抵抗率や厚み、陽極酸化工程にて用いる電解液Ｂの電気抵抗値や、半導体基板１０と陰極２５との間の距離、陰極２５の平面形状（半導体基板１０に対向配置した状態において半導体基板１０に平行な面内での形状）、陽極１２における円形状の開孔部１３の内径などを適宜設定することにより、レンズ形状を制御することができる。ここにおいて、電解液Ｂの電気抵抗値は、例えば、フッ化水素水溶液の濃度や、フッ化水素水溶液とエタノールとの混合比などを変えることにより調整することができるので、陽極１２の形状の他に、陽極１２の形状以外の条件（例えば、電解液Ｂの電気抵抗値）を適宜設定することによって、半導体レンズ１の形状をより制御しやすくなる。   By the way, in the manufacturing method of the semiconductor lens 1 described above, the lens shape (in this basic example, the aspherical surface of the planoconvex aspherical lens is determined by the in-plane distribution of the current density of the current flowing through the semiconductor substrate 10 in the anodizing step. Since the curvature radius and lens diameter are determined, the resistivity and thickness of the semiconductor substrate 10, the electrical resistance value of the electrolyte B used in the anodizing step, the distance between the semiconductor substrate 10 and the cathode 25, the plane of the cathode 25 The lens shape is controlled by appropriately setting the shape (the shape in a plane parallel to the semiconductor substrate 10 in a state of being opposed to the semiconductor substrate 10), the inner diameter of the circular aperture 13 in the anode 12, and the like. Can do. Here, the electric resistance value of the electrolytic solution B can be adjusted by, for example, changing the concentration of the aqueous hydrogen fluoride solution or the mixing ratio of the aqueous hydrogen fluoride solution and ethanol. Further, by appropriately setting conditions other than the shape of the anode 12 (for example, the electric resistance value of the electrolytic solution B), the shape of the semiconductor lens 1 can be more easily controlled.

また、上述の陽極酸化工程では、制御部３３において電流センサ３２による検出電流の電流密度が所定電流密度となるように電圧源３１の出力電圧を制御し、通電開始から所定時間が経過すると直ちに通電を終了するようにしているが、通電終了前に電流密度を連続的ないし段階的に減少させることで半導体基板１０の多孔質化の速度および多孔度を低下させれば、多孔質部１４を除去した後の半導体レンズ１の表面をより滑らかな表面とすることが可能となる。   Further, in the above-described anodizing step, the control unit 33 controls the output voltage of the voltage source 31 so that the current density of the current detected by the current sensor 32 becomes a predetermined current density. However, if the current density is decreased continuously or stepwise before the end of energization to reduce the porosity and the porosity of the semiconductor substrate 10, the porous portion 14 is removed. It becomes possible to make the surface of the semiconductor lens 1 after that smoother.

また、上述の製造方法により製造する半導体レンズ１では、図６および図７に示すように、レンズ部１ａとレンズ部１ａを全周に亘って囲むフランジ部１ｂとを連続一体に形成することが可能となり、例えば、図６および図７に示す構成の赤外線センサのパッケージ５０への取り付けが容易になる。以下、図６および図７に示す構成の赤外線センサについて簡単に説明する。   Further, in the semiconductor lens 1 manufactured by the above-described manufacturing method, as shown in FIGS. 6 and 7, the lens portion 1a and the flange portion 1b surrounding the lens portion 1a over the entire circumference can be formed continuously and integrally. For example, the infrared sensor having the configuration shown in FIGS. 6 and 7 can be easily attached to the package 50. Hereinafter, the infrared sensor configured as shown in FIGS. 6 and 7 will be briefly described.

ここで、図６および図７に示す赤外線センサは、熱型赤外線検出素子（例えば、焦電素子、サーモパイルなど）からなる赤外線検出素子６１および赤外線検出素子６１の出力を信号処理する信号処理回路が設けられた回路ブロック６０と、回路ブロック６０を収納するキャンパッケージからなるパッケージ５０とを備えている。   Here, the infrared sensor shown in FIGS. 6 and 7 includes an infrared detection element 61 composed of a thermal infrared detection element (for example, pyroelectric element, thermopile, etc.) and a signal processing circuit that performs signal processing on the output of the infrared detection element 61. The provided circuit block 60 and a package 50 made of a can package for storing the circuit block 60 are provided.

パッケージ５０は、回路ブロック６０が絶縁材料からなるスペーサ７１を介して実装される円板状のステム５１と、回路ブロック６０を覆うようにステム５１に固着される金属製のキャップ５２とを備え、回路ブロック６０の適宜部位と電気的に接続される複数本（ここでは、３本）の端子ピン５５がステム５１を貫通する形で設けられている。また、キャップ５２は、後面が開放された有底円筒状の形状に形成されており、後面がステム５１により閉塞されている。また、キャップ５２において赤外線検出素子６１の前方に位置する前壁には、矩形状（本実施形態では、正方形状）の透光窓５３が形成されており、赤外線検出素子６１の受光面へ赤外線を集光する光学部材として、上述の半導体レンズ１が透光窓５３を覆うようにキャップ５２の内側から配設されている。   The package 50 includes a disk-shaped stem 51 on which the circuit block 60 is mounted via a spacer 71 made of an insulating material, and a metal cap 52 fixed to the stem 51 so as to cover the circuit block 60. A plurality (three in this case) of terminal pins 55 that are electrically connected to appropriate portions of the circuit block 60 are provided so as to penetrate the stem 51. The cap 52 is formed in a bottomed cylindrical shape with the rear surface open, and the rear surface is closed by the stem 51. In addition, a rectangular (in this embodiment, a square shape) translucent window 53 is formed on the front wall of the cap 52 positioned in front of the infrared detection element 61, and infrared rays are transmitted to the light receiving surface of the infrared detection element 61. As an optical member for condensing light, the above-described semiconductor lens 1 is disposed from the inside of the cap 52 so as to cover the transparent window 53.

ステム５１は、上述の各端子ピン５５それぞれが挿通される複数の端子用孔５１ｂが厚み方向に貫設されており、各端子ピン５５が端子用孔５１ｂに挿通された形で封止部５４により封着されている。   In the stem 51, a plurality of terminal holes 51b through which the terminal pins 55 are inserted are penetrated in the thickness direction, and the sealing portions 54 are formed so that the terminal pins 55 are inserted into the terminal holes 51b. It is sealed by.

上述のキャップ５２およびステム５１は鋼板により形成されており、ステム５１の周部に形成されたフランジ部５１ｃに対して、キャップ５２の後端縁から外方に延設された外鍔部５２ｃを溶接により封着してある。   The cap 52 and the stem 51 described above are formed of a steel plate, and an outer flange portion 52c extending outward from the rear edge of the cap 52 with respect to the flange portion 51c formed on the peripheral portion of the stem 51 is provided. Sealed by welding.

回路ブロック６０は、上述の信号処理回路の構成要素であるＩＣ６３および電子部品６４が互いに異なる面に実装されたプリント配線板（例えば、コンポジット銅張積層板など）からなる第１の回路基板６２と、第１の回路基板６２における電子部品６４の実装面側に積層された樹脂層６５と、ガラスエポキシなどからなる絶縁性基材の表面に金属材料（例えば、銅など）からなる金属層（以下、シールド層と称す）が形成され樹脂層６５に積層されたシールド板６６と、赤外線検出素子６１が実装されるとともにシールド板６６に積層されたプリント配線板（例えば、コンポジット銅張積層板）からなる第２の回路基板６７とで構成されている。   The circuit block 60 includes a first circuit board 62 made of a printed wiring board (for example, a composite copper-clad laminate) on which ICs 63 and electronic components 64 that are components of the signal processing circuit are mounted on different surfaces. A resin layer 65 laminated on the mounting surface side of the electronic component 64 in the first circuit board 62, and a metal layer (hereinafter, copper or the like) made of a metal material (for example, copper) on the surface of an insulating base made of glass epoxy or the like. A shield layer 66 formed on the resin layer 65 and a printed wiring board (for example, a composite copper-clad laminate) on which the infrared detection element 61 is mounted and laminated on the shield plate 66. And a second circuit board 67.

ここにおいて、第２の回路基板６７には、赤外線検出素子６１のセンシングエレメントと第２の回路基板６７とを熱絶縁するための熱絶縁用孔６７ａが厚み方向に貫設されている。なお、回路ブロック６０は、第１の回路基板６２、樹脂層６５、シールド板６６、第２の回路基板６７それぞれに、上述の端子ピン５５が挿通されるスルーホール６２ｂ，６５ｂ，６６ｂ，６７ｂが厚み方向に貫設されており、赤外線検出素子６１と信号処理回路とが端子ピン５５とを介して電気的に接続されている。なお、上述の赤外線センサの３本の端子ピン５５は、１本が給電用の端子ピン５５（５５ａ）、他の１本が信号出力用の端子ピン５５（５５ｂ）、残りの１本がグランド用の端子ピン５５（５５ｃ）であり、シールド板６６におけるシールド層はグランド用の端子ピン５５ｃと電気的に接続されている。ここで、端子ピン５５ａ，５５ｂを封着する封止部５４，５４（５４ａ，５４ｂ）は、絶縁性を有する封着用のガラスにより形成されており、端子ピン５５ｃを封着する封止部５４（５４ｃ）は、金属材料により形成されている。要するに、端子ピン５５ａ，５５ｂはステム５１と電気的に絶縁されているのに対し、グランド用の端子ピン５５ｃはステム５１と同電位となっている。   Here, in the second circuit board 67, a thermal insulation hole 67a for thermally insulating the sensing element of the infrared detection element 61 and the second circuit board 67 is provided in the thickness direction. The circuit block 60 has through holes 62b, 65b, 66b, 67b through which the terminal pins 55 are inserted into the first circuit board 62, the resin layer 65, the shield plate 66, and the second circuit board 67, respectively. The infrared detection element 61 and the signal processing circuit are electrically connected via the terminal pin 55 so as to penetrate in the thickness direction. Of the three terminal pins 55 of the above-described infrared sensor, one is a power supply terminal pin 55 (55a), the other is a signal output terminal pin 55 (55b), and the other is a ground. Terminal pin 55 (55c), and the shield layer of the shield plate 66 is electrically connected to the ground terminal pin 55c. Here, the sealing portions 54 and 54 (54a and 54b) for sealing the terminal pins 55a and 55b are formed of insulating sealing glass, and the sealing portion 54 for sealing the terminal pins 55c. (54c) is formed of a metal material. In short, the terminal pins 55 a and 55 b are electrically insulated from the stem 51, whereas the ground terminal pin 55 c has the same potential as the stem 51.

また、半導体レンズ１は、レンズ部１ａが、平凸型の非球面レンズの形状に形成されており、レンズ部１ａ以外の部位であるベース部１ｂの外周形状が矩形状に形成されている。また、半導体レンズ１は、透光窓５３の内側に位置するレンズ部１ａ以外の部位であるベース部１ｂを通して赤外線検出素子６１の受光面へ入射しようとする赤外線を阻止する赤外線阻止部１ｄが設けられている。ここで、赤外線阻止部１ｄは、金属材料（例えば、Ａｌ，Ａｌ−Ｓｉなど）からなる赤外線反射膜により構成してあるが、当該赤外線反射膜の材料は、ＡｌやＡｌ−Ｓｉなどに限らず、薄膜形成時に光沢があり凹凸を小さくできる材料であればよく、特に、赤外線の反射率が０．９よりも高いＡｕ、Ａｇ、Ａｌなどの金属材料や、これらの金属材料を主成分とする材料を採用することが好ましい。また、赤外線阻止部１ｄを構成する赤外線反射膜としては、誘電体膜や、誘電体多層膜を採用してもよい。なお、赤外線阻止部１ｄは、赤外線を反射する赤外線反射膜に限らず、赤外線を散乱させる機能を有する膜により構成してもよい。また、上述の陽極１２を赤外線阻止部１ｄとして残すようにしてもよい。   In the semiconductor lens 1, the lens portion 1a is formed in the shape of a plano-convex aspheric lens, and the outer peripheral shape of the base portion 1b, which is a portion other than the lens portion 1a, is formed in a rectangular shape. Further, the semiconductor lens 1 is provided with an infrared blocking unit 1d that blocks infrared rays that are to enter the light receiving surface of the infrared detection element 61 through the base unit 1b that is a part other than the lens unit 1a located inside the light transmitting window 53. It has been. Here, the infrared blocking portion 1d is configured by an infrared reflecting film made of a metal material (for example, Al, Al—Si, etc.), but the material of the infrared reflecting film is not limited to Al, Al—Si, or the like. Any material can be used as long as it is glossy and capable of reducing unevenness when forming a thin film. In particular, a metal material such as Au, Ag, Al or the like having an infrared reflectance higher than 0.9, or a metal material of these materials as a main component. It is preferable to adopt a material. In addition, as the infrared reflecting film constituting the infrared blocking unit 1d, a dielectric film or a dielectric multilayer film may be employed. Note that the infrared blocking unit 1d is not limited to an infrared reflecting film that reflects infrared rays, but may be formed of a film having a function of scattering infrared rays. Moreover, you may make it leave the above-mentioned anode 12 as the infrared rays prevention part 1d.

上述の半導体レンズ１を用いた赤外線センサでは、キャップ５２の透光窓５３内にレンズ部１ａを配置した状態でフランジ部１ｂをキャップ５２の前壁の後面における透光窓５３の周部と固着することができるので、シリコン基板やゲルマニウム基板を研磨することにより形成された従来の赤外線用のレンズに比べて、パッケージ５０へ容易に取り付けることが可能となる。   In the infrared sensor using the semiconductor lens 1 described above, the flange portion 1 b is fixed to the peripheral portion of the light transmitting window 53 on the rear surface of the front wall of the cap 52 with the lens portion 1 a disposed in the light transmitting window 53 of the cap 52. Therefore, it can be easily attached to the package 50 as compared with a conventional infrared lens formed by polishing a silicon substrate or a germanium substrate.

また、上述の半導体レンズ１を用いた赤外線センサでは、レンズ部１ａ以外の部位であるベース部１ｂを通して赤外線検出素子６１へ入射しようとする赤外線を赤外線阻止部１ｄにより阻止することが可能となり、レンズ部１ａの形状などにより決まる検知エリア以外からの不要な赤外線の赤外線検出素子６１への入射を防止することができ、赤外線検出素子６１の感度を高めることが可能となる。また、上述の赤外線センサでは、半導体レンズ１とキャップ５２とを接合する接合材料として導電性材料（例えば、半田など）を用い、半導体レンズ１とキャップ５２と電気的に接続することで電磁シールドを行うことができ、赤外線検出素子６１への電磁ノイズの影響を防止できる。   Further, in the infrared sensor using the semiconductor lens 1 described above, it is possible to block the infrared rays that are about to enter the infrared detecting element 61 through the base portion 1b, which is a portion other than the lens portion 1a, by the infrared blocking portion 1d. It is possible to prevent unnecessary infrared rays from entering the infrared detection element 61 from outside the detection area determined by the shape of the portion 1a and the like, and to increase the sensitivity of the infrared detection element 61. In the above infrared sensor, a conductive material (for example, solder) is used as a bonding material for bonding the semiconductor lens 1 and the cap 52, and an electromagnetic shield is provided by electrically connecting the semiconductor lens 1 and the cap 52. This can be performed, and the influence of electromagnetic noise on the infrared detection element 61 can be prevented.

ところで、上述の赤外線センサでは、キャップ５２の透光窓５３を矩形状に開口してあるが、キャップ５２の透光窓５３を円形状に開口しておき、半導体レンズ１をレンズ部１ａのみにより構成して透光窓５３へ落とし込んでキャップ５２と半導体レンズ１とを接着することも考えられる。しかしながら、このような構成を採用する場合には、透光窓５３へ半導体レンズ１を落とし込む際に半導体レンズ１の光軸に直交する平面がキャップ５２の前壁に対して傾いてしまい、半導体レンズ１と赤外線検出素子６１との平行度が出なくなり、半導体レンズ１の集光点が赤外線検出素子６１からずれてしまう可能性がある。   By the way, in the above-mentioned infrared sensor, the transparent window 53 of the cap 52 is opened in a rectangular shape. However, the transparent window 53 of the cap 52 is opened in a circular shape, and the semiconductor lens 1 is formed only by the lens portion 1a. It is also conceivable that the cap 52 and the semiconductor lens 1 are bonded to each other by dropping into the transparent window 53. However, when such a configuration is adopted, when the semiconductor lens 1 is dropped into the transparent window 53, the plane perpendicular to the optical axis of the semiconductor lens 1 is inclined with respect to the front wall of the cap 52, and the semiconductor lens 1 and the infrared detection element 61 are not parallel to each other, and the condensing point of the semiconductor lens 1 may be displaced from the infrared detection element 61.

これに対して、図６および図７に示した構成の赤外線センサでは、上述のようにキャップ５２において半導体レンズ１のベース部１ｂを落とし込む透光窓５３の開口形状を、各辺がベース部１ｂの各辺よりも短く且つレンズ部１ａのレンズ径よりも大きな正方形状としてあり、半導体レンズ１のベース部１ｂの周部において他の部位よりも薄肉に形成された鍔部１ｃをキャップ５２の前壁の後面に当接させた形でベース部１ｂの周部を上記接合材料からなる接合部５８を介してキャップ５２に固着してある。したがって、半導体レンズ１と赤外線検出素子６１との平行度を高めることができ、半導体レンズ１の集光点が赤外線検出素子６１からずれるのを防止することができる。   On the other hand, in the infrared sensor having the configuration shown in FIGS. 6 and 7, as described above, the opening shape of the translucent window 53 into which the base portion 1b of the semiconductor lens 1 is dropped in the cap 52 has a base portion 1b on each side. The flange portion 1c is shorter than each side of the lens portion 1a and larger than the lens diameter of the lens portion 1a, and is formed thinner in the periphery of the base portion 1b of the semiconductor lens 1 than other portions. The peripheral portion of the base portion 1b is fixed to the cap 52 through a joint portion 58 made of the above-mentioned joining material in a form in contact with the rear surface of the wall. Therefore, the parallelism between the semiconductor lens 1 and the infrared detection element 61 can be increased, and the condensing point of the semiconductor lens 1 can be prevented from deviating from the infrared detection element 61.

ところで、上記特許文献２に記載された技術のように陽極酸化工程において除去部位である酸化膜を形成する技術を利用した場合、数十μｍの高低差を有する曲面を形成するためには陽極酸化工程と酸化膜除去工程とを繰り返す必要があり、所望のレンズ形状を得ることが難しい。これに対して、本基本例の半導体レンズ１の製造方法では、数百μｍの高低差を有する曲面を１回の陽極酸化工程と１回の多孔質部除去工程とで形成することができるので、一般的にマイクロレンズと呼ばれるレンズ径が数百μｍ以下のレンズに限らず、レンズ径が数ｍｍ程度のレンズでも１回の陽極酸化工程と１回の多孔質部除去工程とを形成することができる。   By the way, when a technique for forming an oxide film as a removal site in the anodizing process as in the technique described in Patent Document 2 is used, anodization is used to form a curved surface having a height difference of several tens of μm. It is necessary to repeat the process and the oxide film removing process, and it is difficult to obtain a desired lens shape. On the other hand, in the manufacturing method of the semiconductor lens 1 of this basic example, a curved surface having a height difference of several hundred μm can be formed by one anodic oxidation process and one porous part removing process. In addition to a lens having a lens diameter of several hundred μm or less, which is generally called a microlens, a single anodizing step and a single porous portion removing step are formed even for a lens having a lens diameter of about several millimeters. Can do.

なお、上述の製造方法では、陽極形成工程において円形状の開孔部１３が設けられた陽極１２を形成しているが、開孔部１３の形状を円形状ではなくて長方形状の形状とすれば、半導体レンズ１として、シリンドリカルレンズを形成することも可能である。また、陽極１２を円形状の平面形状とすれば、半導体レンズ１として、平凹型の非球面レンズを形成することも可能である。   In the manufacturing method described above, the anode 12 provided with the circular opening 13 is formed in the anode forming step. However, the shape of the opening 13 is not a circular shape but a rectangular shape. For example, a cylindrical lens can be formed as the semiconductor lens 1. If the anode 12 has a circular planar shape, a plano-concave aspherical lens can be formed as the semiconductor lens 1.

（実施形態）
以下、本実施形態の半導体レンズ１の製造方法について図１に基づいて説明するが、基本例と同様の工程については説明を適宜省略する。 (Embodiment)
Hereinafter, although the manufacturing method of the semiconductor lens 1 of this embodiment is demonstrated based on FIG. 1, description is abbreviate | omitted suitably about the process similar to a basic example.

まず、図１（ａ）に示すｐ形のシリコン基板からなる半導体基板１０に洗浄工程、マーキング工程を行ってから、半導体基板１０の一表面側（図１（ａ）における下面側）に陽極酸化工程で利用する陽極１２（図１（ｃ）参照）の基礎となるＡｌ膜からなる導電性層１１を形成する導電性層形成工程を行うことによって、図１（ｂ）に示す構造を得る。   First, a cleaning process and a marking process are performed on the semiconductor substrate 10 made of a p-type silicon substrate shown in FIG. 1A, and then anodized on one surface side of the semiconductor substrate 10 (the lower surface side in FIG. 1A). The structure shown in FIG. 1B is obtained by carrying out a conductive layer forming step for forming the conductive layer 11 made of an Al film that is the basis of the anode 12 (see FIG. 1C) used in the process.

導電性層形成工程の後、導電性層１１に円形状の開孔部１３を設けるように導電性層１１をパターニングするパターニング工程を行うことで所望のレンズ形状に応じてパターン設計した陽極１２を形成することによって、図１（ｃ）に示す構造を得る。なお、導電性層形成工程とパターニング工程とで陽極形成工程を構成している。   After the conductive layer forming step, the patterning process for patterning the conductive layer 11 so as to provide the circular opening 13 in the conductive layer 11 is performed, whereby the anode 12 having a pattern designed according to the desired lens shape is formed. By forming, the structure shown in FIG. The conductive layer forming process and the patterning process constitute an anode forming process.

ところで、上述の基本例にて説明した製造方法では、陽極酸化工程においては、陽極１２と半導体基板１０との接触パターンに依存して半導体基板１０中を流れる電流の電流密度の面内分布が決まり、半導体レンズ１の形成領域の中心部に流れる電流の電流密度よりも半導体レンズ１の形成領域の周部に流れる電流の電流密度の方が大きくなるが、多孔質部１４のうち半導体レンズ１の中心部に対応する部位の厚みも比較的厚くなってしまうので、半導体基板１０の厚みがあらかじめ制限されている場合には、凸曲面の曲率半径がより小さな半導体レンズ１の形成が難しくなってしまう。   Incidentally, in the manufacturing method described in the above basic example, in the anodic oxidation process, the in-plane distribution of the current density of the current flowing in the semiconductor substrate 10 is determined depending on the contact pattern between the anode 12 and the semiconductor substrate 10. The current density of the current flowing in the periphery of the formation region of the semiconductor lens 1 is larger than the current density of the current flowing in the center portion of the formation region of the semiconductor lens 1. Since the thickness of the portion corresponding to the central portion is also relatively thick, when the thickness of the semiconductor substrate 10 is limited in advance, it becomes difficult to form the semiconductor lens 1 having a smaller curvature radius of the convex curved surface. .

これに対して、本実施形態の製造方法では、陽極形成工程と陽極酸化工程との間に、所望のレンズ形状に応じてパターン設計した絶縁膜１５を図１（ｄ）に示すように半導体基板１０の他表面側（図１（ｃ）における上面側）に形成する絶縁膜形成工程を設けてある。ここにおいて、本実施形態における絶縁膜形成工程では、絶縁膜１５の基礎となるＳｉ３Ｎ４膜を半導体基板１０の上記他表面側の全面にＣＶＤ法などにより成膜した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用して上記Ｓｉ３Ｎ４膜をパターニングすることで上記Ｓｉ３Ｎ４膜の一部からなる絶縁膜１５を形成している。なお、本実施形態では、絶縁膜１５の平面形状を上記開孔部１３の内径よりも直径がやや小さな円形状の形状としてあるが、絶縁膜１５のパターンは上記所望のレンズ形状に応じて適宜設定すればよい。 On the other hand, in the manufacturing method of the present embodiment, the insulating film 15 having a pattern designed according to the desired lens shape between the anode forming step and the anodic oxidation step, as shown in FIG. An insulating film forming step is formed on the other surface side of 10 (upper surface side in FIG. 1C). Here, in the insulating film forming step in the present embodiment, a Si 3 N 4 film that is the basis of the insulating film 15 is formed on the entire surface of the other surface side of the semiconductor substrate 10 by the CVD method or the like. By patterning the Si 3 N 4 film using an etching technique, the insulating film 15 made of a part of the Si 3 N 4 film is formed. In the present embodiment, the planar shape of the insulating film 15 is a circular shape whose diameter is slightly smaller than the inner diameter of the opening portion 13, but the pattern of the insulating film 15 is appropriately set according to the desired lens shape. You only have to set it.

上述の陽極形成工程および絶縁膜形成工程が終了した後、陽極酸化用の電解液Ｂ中で半導体基板１０の上記他表面側に対向配置される陰極２５と陽極１２との間に通電して半導体基板１０の上記他表面側に除去部位となる多孔質部１４を形成する陽極酸化工程を行うことによって、図１（ｅ）に示す構造を得る。ここにおいて、本実施形態では、半導体基板１０のうち絶縁膜１５が積層されている領域では絶縁膜１５が積層されていない領域に比べて電流が流れにくくなり、陽極酸化工程の前に絶縁膜形成工程を設けていない基本例の製造方法に比べて、半導体基板１０のうち半導体レンズ１の形成領域の中心部の電流密度が零に近づく（言い換えれば、半導体基板１０のうち半導体レンズ１の形成領域の中心部の電流密度と半導体レンズ１の形成領域の周部の電流密度との差を大きくできる）ので、半導体レンズ１の形成領域の周部における多孔質部１４の厚みと半導体レンズ１の形成領域の中心部における多孔質部１４の厚みとの差を大きくすることができ、凸曲面の曲率半径がより小さな半導体レンズ１に対応する多孔質部１４を形成することができる。   After the above-described anode forming step and insulating film forming step are completed, the semiconductor is energized between the cathode 25 and the anode 12 that are disposed opposite to the other surface side of the semiconductor substrate 10 in the electrolytic solution B for anodization. The structure shown in FIG. 1E is obtained by performing an anodic oxidation process for forming a porous portion 14 to be a removal site on the other surface side of the substrate 10. In this embodiment, in the region where the insulating film 15 is stacked in the semiconductor substrate 10, current is less likely to flow than in the region where the insulating film 15 is not stacked, and the insulating film is formed before the anodic oxidation step. Compared with the manufacturing method of the basic example in which no process is provided, the current density at the center of the formation region of the semiconductor lens 1 in the semiconductor substrate 10 approaches zero (in other words, the formation region of the semiconductor lens 1 in the semiconductor substrate 10). The difference between the current density at the center of the semiconductor lens 1 and the current density at the periphery of the region where the semiconductor lens 1 is formed can be increased). A difference between the thickness of the porous portion 14 at the center of the region can be increased, and the porous portion 14 corresponding to the semiconductor lens 1 having a smaller curvature radius of the convex curved surface can be formed. Kill.

陽極酸化工程の終了後、絶縁膜１５をエッチング除去する絶縁膜除去工程を行い、続いて、多孔質部１４を除去する多孔質部除去工程を行う。ここにおいて、多孔質部１４を除去するエッチング液としてアルカリ系溶液（例えば、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＴＭＡＨなどの水溶液）やＨＦ系溶液を用いれば、多孔質部除去工程において、Ａｌ膜やＡｌ−Ｓｉ膜により形成されている陽極１２もエッチング除去することができ、図１（ｆ）に示す構造を得ることができるので、その後、個々の半導体レンズ１に分離するダイシング工程を行えばよい。なお、多孔質部除去工程と、陽極１２を除去する陽極除去工程とを別々に行ってもよい。   After the end of the anodizing process, an insulating film removing process for removing the insulating film 15 by etching is performed, and then a porous part removing process for removing the porous part 14 is performed. Here, if an alkaline solution (for example, an aqueous solution of KOH, NaOH, TMAH, etc.) or an HF solution is used as an etching solution for removing the porous portion 14, an Al film or an Al-Si film is used in the porous portion removing step. 1 can be removed by etching, and the structure shown in FIG. 1F can be obtained. Thereafter, a dicing process for separating the individual semiconductor lenses 1 may be performed. The porous part removing step and the anode removing step for removing the anode 12 may be performed separately.

しかして、本実施形態の製造方法では、陽極形成工程にて形成する陽極１２と半導体基板１０との接触パターンおよび絶縁膜形成工程にて形成する絶縁膜１５のパターンにより陽極酸化工程において半導体基板１０に流れる電流の電流密度の面内分布が決まるので、陽極酸化工程にて形成する多孔質部１４の厚みの面内分布の制御が容易になり、当該多孔質部１４を多孔質部除去工程にて除去することで所望のレンズ形状の半導体レンズ１が形成されるから、上述の基本例の製造方法に比べて、任意形状の半導体レンズ１を容易に形成することが可能になる。   Thus, in the manufacturing method of the present embodiment, the semiconductor substrate 10 in the anodic oxidation process is formed by the contact pattern between the anode 12 and the semiconductor substrate 10 formed in the anode forming process and the pattern of the insulating film 15 formed in the insulating film forming process. Since the in-plane distribution of the current density of the current flowing through the substrate is determined, the in-plane distribution of the thickness of the porous portion 14 formed in the anodizing process can be easily controlled, and the porous portion 14 can be used in the porous portion removing step. Since the semiconductor lens 1 having a desired lens shape is formed by removing in this manner, it is possible to easily form the semiconductor lens 1 having an arbitrary shape as compared with the manufacturing method of the basic example described above.

なお、本実施形態では、陽極形成工程と陽極酸化工程との間に絶縁膜形成工程を設けてあるが、絶縁膜形成工程は、必ずしも陽極形成工程と陽極酸化工程との間に設ける必要はなく、陽極酸化工程よりも前に設ければよい。   In this embodiment, the insulating film forming process is provided between the anode forming process and the anodic oxidation process. However, the insulating film forming process is not necessarily provided between the anode forming process and the anodic oxidizing process. It may be provided before the anodizing step.

ところで、上記実施形態では、半導体基板１０としてｐ形のシリコン基板を採用しているが、半導体基板１０の導電形はｐ形に限らずｎ形でもよく、また、半導体基板１０の材料もＳｉに限らず、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰなどの陽極酸化処理による多孔質化が可能な他の材料でもよい。ここで、半導体基板１０の材料に応じて、陽極酸化処理にて用いる電解液Ｂが決まるので、絶縁膜１５としては、当該電解液Ｂに対して耐性を有する材料を採用すればよい。半導体基板１０の材料に応じて使用する電解液Ｂと絶縁膜１５の材料とを下記表１に示す。   By the way, in the said embodiment, although the p-type silicon substrate is employ | adopted as the semiconductor substrate 10, the conductivity type of the semiconductor substrate 10 may be not only p-type but n-type, and the material of the semiconductor substrate 10 is also Si. Not limited to other materials that can be made porous by anodizing treatment, such as Ge, SiC, GaAs, GaP, and InP. Here, since the electrolytic solution B used in the anodic oxidation treatment is determined according to the material of the semiconductor substrate 10, a material having resistance to the electrolytic solution B may be employed as the insulating film 15. The electrolytic solution B and the material of the insulating film 15 used according to the material of the semiconductor substrate 10 are shown in Table 1 below.

Figure 0004586797
Figure 0004586797

表１から分かるように、半導体基板１０の材料が、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰの群から選択される材料の場合、絶縁膜１５の材料としては例えばＳｉ３Ｎ４を採用すれば電解液Ｂに対して耐性を有することとなる。また、半導体基板１０の材料が、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰの群から選択される材料の場合、絶縁膜１５の材料として、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４のうちの少なくとも１つを採用すれば電解液Ｂに対して耐性を有することとなる。ここにおいて、絶縁膜１５の材料としてＳｉＣ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などを採用した場合には、絶縁膜１５を、ＣＶＤ法などの一般的な薄膜形成法により成膜することができるので、半導体レンズ１を精度良く且つ容易に形成することができる。 As can be seen from Table 1, when the material of the semiconductor substrate 10 is a material selected from the group of Si, Ge, SiC, GaAs, GaP, and InP, for example, Si 3 N 4 is adopted as the material of the insulating film 15. In other words, it has resistance to the electrolytic solution B. Further, when the material of the semiconductor substrate 10 is a material selected from the group of Ge, GaAs, GaP, and InP, at least one of SiC, SiO 2 , and Si 3 N 4 is adopted as the material of the insulating film 15. If it does, it will have tolerance with respect to the electrolyte solution B. Here, when SiC, SiO 2 , Si 3 N 4 or the like is employed as the material of the insulating film 15, the insulating film 15 can be formed by a general thin film forming method such as a CVD method. The semiconductor lens 1 can be formed accurately and easily.

なお、上記実施形態では、半導体レンズ１として、平凸型のレンズを製造する方法について説明したが、陽極１２と半導体基板１０との接触パターンおよび絶縁膜１５のパターンそれぞれを適宜設定することにより、シリンドリカルレンズや平凹型のレンズを製造することも可能である。また、多孔質部１４を除去した後で、半導体基板１０の上記他表面側に多孔質部（第１の多孔質部）１４を形成するまでの工程を採用して半導体基板１０の上記一表面側に所望のレンズ形状に応じた厚み分布を有する第２の多孔質部を形成してから除去するようにすれば、両凸レンズ、両凹レンズ、凹凸レンズなどを形成することができる。   In the above embodiment, a method of manufacturing a plano-convex lens as the semiconductor lens 1 has been described. However, by appropriately setting the contact pattern between the anode 12 and the semiconductor substrate 10 and the pattern of the insulating film 15, respectively. It is also possible to manufacture cylindrical lenses and plano-concave lenses. Further, the one surface of the semiconductor substrate 10 is adopted by adopting a process from the removal of the porous portion 14 to the formation of the porous portion (first porous portion) 14 on the other surface side of the semiconductor substrate 10. If the second porous portion having a thickness distribution corresponding to the desired lens shape is formed on the side and then removed, a biconvex lens, a biconcave lens, an uneven lens, or the like can be formed.

また、上記実施形態では、半導体レンズ１として、平凸レンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、凹凸レンズ、シリンドリカルレンズなどの単レンズについて説明したが、本発明の技術思想によれば、単レンズに限らず、隣り合う単レンズが互いに重なりあった所謂マルチレンズや、上述の単レンズをアレー状に設けた所謂アレーレンズや上述の複数種類の単レンズを複合させたレンズも形成することが可能となる。   Moreover, in the said embodiment, although single lenses, such as a planoconvex lens, a biconvex lens, a biconcave lens, a concavo-convex lens, and a cylindrical lens, were demonstrated as the semiconductor lens 1, according to the technical thought of this invention, not only a single lens, It is also possible to form a so-called multi-lens in which adjacent single lenses overlap each other, a so-called array lens in which the above-described single lenses are arranged in an array, or a lens in which a plurality of types of single lenses are combined.

実施形態における半導体レンズの製造方法を説明するための主要工程断面図である。It is principal process sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor lens in embodiment. 基本例における半導体レンズの製造方法を説明するための主要工程断面図である。It is principal process sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor lens in a basic example. 同上の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of a manufacturing method same as the above. 同上の製造方法で用いる陽極酸化装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the anodizing apparatus used with the manufacturing method same as the above. 同上の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of a manufacturing method same as the above. 同上における半導体レンズを備えた赤外線センサを示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。The infrared sensor provided with the semiconductor lens in the same as above is shown, (a) is a schematic plan view, and (b) is a schematic sectional view. 同上の赤外線センサの概略分解斜視図である。It is a schematic exploded perspective view of an infrared sensor same as the above. 従来のマイクロレンズ用金型の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the conventional metal mold | die for microlenses.

符号の説明Explanation of symbols

１ 半導体レンズ
１０ 半導体基板
１１ 導電性層
１２ 陽極
１３ 開孔部
１４ 多孔質部
１５ 絶縁膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor lens 10 Semiconductor substrate 11 Conductive layer 12 Anode 13 Opening part 14 Porous part 15 Insulating film

Claims (3)

半導体基板の一部を除去して半導体レンズを製造する半導体レンズの製造方法であって、所望のレンズ形状に応じてパターン設計した陽極を半導体基板の一表面側に形成する陽極形成工程と、電解液中で半導体基板の他表面側に対向配置される陰極と陽極との間に通電して半導体基板の他表面側に除去部位となる多孔質部を形成する陽極酸化工程と、多孔質部を除去する多孔質部除去工程とを備え、陽極酸化工程では、電解液として、半導体基板の構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いるようにし、陽極酸化工程よりも前に、前記レンズ形状に応じてパターン設計した絶縁膜を半導体基板の他表面側に形成する絶縁膜形成工程を設けてなることを特徴とする半導体レンズの製造方法。 A semiconductor lens manufacturing method for manufacturing a semiconductor lens by removing a part of a semiconductor substrate, an anode forming step for forming an anode with a pattern design according to a desired lens shape on one surface side of the semiconductor substrate, and electrolysis An anodic oxidation step of forming a porous portion to be a removal site on the other surface side of the semiconductor substrate by energizing between the cathode and the anode opposed to the other surface side of the semiconductor substrate in the liquid; And removing the porous part to be removed . In the anodic oxidation process, a solution for etching away oxides of constituent elements of the semiconductor substrate is used as the electrolytic solution, and the lens shape is formed before the anodic oxidation process. A method of manufacturing a semiconductor lens, comprising: an insulating film forming step of forming an insulating film having a pattern designed accordingly on the other surface side of the semiconductor substrate. 前記半導体基板の材料が、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰの群から選択される材料であり、前記絶縁膜の材料が、Ｓｉ３Ｎ４からなることを特徴とする請求項１記載の半導体レンズの製造方法。 2. The material of the semiconductor substrate is a material selected from the group of Si, Ge, SiC, GaAs, GaP, and InP, and the material of the insulating film is made of Si 3 N 4. Of manufacturing a semiconductor lens. 前記半導体基板の材料が、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰの群から選択される材料であり、前記絶縁膜の材料が、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４の群から選択される材料であることを特徴とする請求項１記載の半導体レンズの製造方法。 The material of the semiconductor substrate is a material selected from the group of Ge, GaAs, GaP, and InP, and the material of the insulating film is a material selected from the group of SiC, SiO 2 , and Si 3 N 4 The method of manufacturing a semiconductor lens according to claim 1.
JP2006334970A 2005-08-26 2006-12-12 Manufacturing method of semiconductor lens Expired - Fee Related JP4586797B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006334970A JP4586797B2 (en) 2005-08-26 2006-12-12 Manufacturing method of semiconductor lens

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005246811 2005-08-26
JP2006334970A JP4586797B2 (en) 2005-08-26 2006-12-12 Manufacturing method of semiconductor lens

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006228279A Division JP3918869B2 (en) 2005-08-26 2006-08-24 Manufacturing method of semiconductor lens

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007108777A JP2007108777A (en) 2007-04-26
JP4586797B2 true JP4586797B2 (en) 2010-11-24

Family

ID=38034621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006334970A Expired - Fee Related JP4586797B2 (en) 2005-08-26 2006-12-12 Manufacturing method of semiconductor lens

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4586797B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107207195B (en) 2015-01-21 2019-12-10 奥的斯电梯公司 Assembly for actuating an elevator car brake

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS524785A (en) * 1975-06-27 1977-01-14 Thomson Csf Apparatus making fine holes between opposing two faces of semiconductors
JPS5513960A (en) * 1978-07-17 1980-01-31 Nec Corp Mesa forming method
JPS6352489A (en) * 1986-08-22 1988-03-05 Toshiba Corp Manufacture of light-emitting diode
JPH05109691A (en) * 1991-10-14 1993-04-30 Nippondenso Co Ltd Processing method for semiconductor substrate
JPH0730082A (en) * 1993-07-14 1995-01-31 Nec Corp Monolithic lens forming method for semiconductor substrate
JPH08102547A (en) * 1994-09-30 1996-04-16 Casio Comput Co Ltd Photoelectric conversion device and its manufacture
JPH10140399A (en) * 1996-11-06 1998-05-26 Nikon Corp Pattern forming method
JPH1197413A (en) * 1997-07-23 1999-04-09 Denso Corp Method for etching si wafer
JPH11298046A (en) * 1998-03-18 1999-10-29 Trw Inc Manufacture of semiconductor optical microlens
JP2000263556A (en) * 1999-03-18 2000-09-26 Canon Inc Preparation of mold for microlens and preparation of microlens using it
JP2001272566A (en) * 2000-03-27 2001-10-05 Minolta Co Ltd Method for manufacturing photonic crystal
JP2002214404A (en) * 2001-01-17 2002-07-31 Canon Inc LENS COMPRISING Al-CONTAINING SEMICONDUCTOR MATERIAL, PLANAR OPTICAL ELEMENT USING THE SAME AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
JP2003124185A (en) * 2001-10-18 2003-04-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing semiconductor substrate
JP2003273067A (en) * 2002-03-18 2003-09-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacturing method for semiconductor device
JP2004109432A (en) * 2002-09-18 2004-04-08 Mitsubishi Electric Corp Silicon structure and its manufacturing method
JP2005227021A (en) * 2004-02-10 2005-08-25 Tochigi Nikon Corp Terahertz light measuring instrument

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS524785A (en) * 1975-06-27 1977-01-14 Thomson Csf Apparatus making fine holes between opposing two faces of semiconductors
JPS5513960A (en) * 1978-07-17 1980-01-31 Nec Corp Mesa forming method
JPS6352489A (en) * 1986-08-22 1988-03-05 Toshiba Corp Manufacture of light-emitting diode
JPH05109691A (en) * 1991-10-14 1993-04-30 Nippondenso Co Ltd Processing method for semiconductor substrate
JPH0730082A (en) * 1993-07-14 1995-01-31 Nec Corp Monolithic lens forming method for semiconductor substrate
JPH08102547A (en) * 1994-09-30 1996-04-16 Casio Comput Co Ltd Photoelectric conversion device and its manufacture
JPH10140399A (en) * 1996-11-06 1998-05-26 Nikon Corp Pattern forming method
JPH1197413A (en) * 1997-07-23 1999-04-09 Denso Corp Method for etching si wafer
JPH11298046A (en) * 1998-03-18 1999-10-29 Trw Inc Manufacture of semiconductor optical microlens
JP2000263556A (en) * 1999-03-18 2000-09-26 Canon Inc Preparation of mold for microlens and preparation of microlens using it
JP2001272566A (en) * 2000-03-27 2001-10-05 Minolta Co Ltd Method for manufacturing photonic crystal
JP2002214404A (en) * 2001-01-17 2002-07-31 Canon Inc LENS COMPRISING Al-CONTAINING SEMICONDUCTOR MATERIAL, PLANAR OPTICAL ELEMENT USING THE SAME AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
JP2003124185A (en) * 2001-10-18 2003-04-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing semiconductor substrate
JP2003273067A (en) * 2002-03-18 2003-09-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacturing method for semiconductor device
JP2004109432A (en) * 2002-09-18 2004-04-08 Mitsubishi Electric Corp Silicon structure and its manufacturing method
JP2005227021A (en) * 2004-02-10 2005-08-25 Tochigi Nikon Corp Terahertz light measuring instrument

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007108777A (en) 2007-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3897055B1 (en) Manufacturing method of semiconductor lens
JP4158830B2 (en) Method for manufacturing thermal infrared detector
JP5260859B2 (en) Infrared detector
JP3918868B2 (en) Manufacturing method of semiconductor lens
JP3897056B1 (en) Manufacturing method of semiconductor lens
US7718970B2 (en) Infrared detection unit using a semiconductor optical lens
JP4944590B2 (en) Method for manufacturing thermal infrared detector
JP4270265B2 (en) Manufacturing method of semiconductor lens
JP5260858B2 (en) Infrared detector manufacturing method
JP3918869B2 (en) Manufacturing method of semiconductor lens
JP3918870B2 (en) Manufacturing method of semiconductor lens
JP5097256B2 (en) Method of forming curved surface
JP3979440B2 (en) Manufacturing method of semiconductor lens
JP5010253B2 (en) Semiconductor lens, infrared detector using the same, and method for manufacturing semiconductor lens
JP2007086768A (en) Process of making semiconductor lens
JP5260985B2 (en) Infrared radiation element
JP4586796B2 (en) Manufacturing method of semiconductor lens
JP4586797B2 (en) Manufacturing method of semiconductor lens
JP4586798B2 (en) Manufacturing method of semiconductor lens
JP4007395B2 (en) Method of forming curved surface
JP4007394B2 (en) Method of forming curved surface
JP4862407B2 (en) Manufacturing method of semiconductor lens
JP5426812B2 (en) Manufacturing method of semiconductor lens
JP4743102B2 (en) Method of forming curved surface
JP2011027643A (en) Infrared sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070802

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100810

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100823

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130917

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees