JP5215719B2

JP5215719B2 - Infrared sensor and infrared sensor manufacturing method

Info

Publication number: JP5215719B2
Application number: JP2008113681A
Authority: JP
Inventors: エジソンゴメスカマルゴ; 真之佐藤; 正明栗原; 敏昭福中; 武平野
Original assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Current assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2028-04-24
Also published as: JP2009264877A

Description

本発明は、赤外線センサ、赤外線センサの製造方法に係り、特に量子型の赤外線センサ、赤外線センサの製造方法に関する。 The present invention relates to an infrared sensor and an infrared sensor manufacturing method, and more particularly to a quantum infrared sensor and an infrared sensor manufacturing method.

比較的長波長の光を検出するためのセンサの１つに、量子型の赤外線センサ（量子型赤外線センサ）がある。量子型赤外線センサの従来例としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。
図５は、一般的な量子型赤外線センサの構成を説明するための図であって、量子型赤外線センサに用いられる受光部を示した断面図である。受光部は、例えば半絶縁性のＧａＡｓ基板１上に設けられた複数の赤外線検出素子２１によって構成される。複数の赤外線検出素子２１は、各々がＩｎＳｂ系の量子型ｐｉｎフォトダイオードであって、互いに直列に接続されている。フォトダイオード同士を接続する配線は、一層の金属等の配線４である。 One of the sensors for detecting light having a relatively long wavelength is a quantum infrared sensor (quantum infrared sensor). As a conventional example of the quantum infrared sensor, for example, there is one described in Patent Document 1.
FIG. 5 is a diagram for explaining a configuration of a general quantum infrared sensor, and is a cross-sectional view showing a light receiving portion used in the quantum infrared sensor. The light receiving unit is constituted by a plurality of infrared detection elements 21 provided on, for example, a semi-insulating GaAs substrate 1. Each of the plurality of infrared detection elements 21 is an InSb-based quantum pin photodiode and is connected in series with each other. The wiring for connecting the photodiodes is a wiring 4 made of a single layer of metal or the like.

各赤外線検出素子２１は、基板１上にインジウム（ｌｎ）及びアンチモン（Ｓｂ）を含むＩｎＳｂのようなｎ型化合物半導体層（ｎ層）、ノンドープの化合物半導体層層（π層）と、バンドギャップがｎ層及びπ層よりも大きいＡｌＩｎＳｂのような化合物半導体層と、Ｐ型の不純物が高濃度にドーピングされているｐ型化合物半導体層（ｐ層）とが順次積層された構造となっている。
図中に矢線で示した赤外線Ｉは、基板１の裏面から赤外線検出素子２１に入射する。赤外線Ｉの入射により、赤外線Ｉの輻射量に応じた光起電力が赤外線検出素子２１内で発生する。発生した光起電力は、接続配線を通って受光部の外へ出力されるようになっている。 Each infrared detection element 21 includes an n-type compound semiconductor layer (n layer) such as InSb containing indium (ln) and antimony (Sb), a non-doped compound semiconductor layer layer (π layer), and a band gap. A compound semiconductor layer such as AlInSb whose N is larger than the n layer and the π layer and a p-type compound semiconductor layer (p layer) doped with a high concentration of P-type impurities are sequentially stacked. .
Infrared rays I indicated by arrows in the figure enter the infrared detecting element 21 from the back surface of the substrate 1. Due to the incidence of the infrared rays I, a photovoltaic force corresponding to the radiation amount of the infrared rays I is generated in the infrared detection element 21. The generated photovoltaic power is output to the outside of the light receiving section through the connection wiring.

ここで、赤外線センサのチップ（センサチップ）における赤外線検出素子２１の配置について説明する。図６は、従来のセンサチップの上面図である。センサチップ１１では、基板１上に、パッド部３ａ、３ｂが形成されている。パッド部３ａにはパッド７ａが設けられ、パッド部３ｂにはパッド７ｂが設けられる。パッド部３ａ、３ｂ間には、配線４によって直列接続された複数個の赤外線検出素子２１がある。複数の赤外線検出素子２１は、受光部２を構成している。
パッド部３ａ、３ｂは、一般的な半導体集積回路チップと同じように、基板１の外周部付近（センサチップの隅）に配置され、出力端子として図示しない外部の回路に接続される。赤外線検出素子２１は、基板１上にくまなく配置され、配線４によって複数段に直列接続されてパッド７ａ、７ｂ間に接続される。 Here, the arrangement of the infrared detection element 21 in the chip (sensor chip) of the infrared sensor will be described. FIG. 6 is a top view of a conventional sensor chip. In the sensor chip 11, pad portions 3 a and 3 b are formed on the substrate 1. The pad portion 3a is provided with a pad 7a, and the pad portion 3b is provided with a pad 7b. Between the pad portions 3 a and 3 b, there are a plurality of infrared detection elements 21 connected in series by the wiring 4. The plurality of infrared detection elements 21 constitute the light receiving unit 2.
The pad portions 3a and 3b are arranged in the vicinity of the outer peripheral portion of the substrate 1 (the corners of the sensor chip) and connected to an external circuit (not shown) as output terminals, like a general semiconductor integrated circuit chip. The infrared detection elements 21 are arranged all over the substrate 1, are connected in series in a plurality of stages by the wiring 4, and are connected between the pads 7a and 7b.

図７は、図６に示したセンサチップ１１を封止して赤外線センサにする処理を説明するための図である。図７（ａ）は、センサチップ１１をボンディングする工程を説明するための図である。センサチップ１１は、基板１からダイシングされ、粘着テープ６に粘着されたリードフレーム７の開口部に粘着される。次にパッド部３ａ、３ｂとリードフレーム７を接続するために、ワイヤボンディング工程が行なわれる。 FIG. 7 is a diagram for explaining a process of sealing the sensor chip 11 shown in FIG. 6 to form an infrared sensor. FIG. 7A is a diagram for explaining a process of bonding the sensor chip 11. The sensor chip 11 is diced from the substrate 1 and adhered to the opening of the lead frame 7 adhered to the adhesive tape 6. Next, in order to connect the pad portions 3a and 3b and the lead frame 7, a wire bonding step is performed.

ワイヤボンディング工程では、基板１の図６に示したパッド７ａ、７ｂとリードフレーム７を接続するように、ボンディングワイヤ８がボンディングされる。ボンディングは、ワイヤボンディング装置によって行われ、基板１にはワイヤボンディング装置による圧力と超音波とが作用する。このため、本明細書では、ボンディングを圧着とも記すものとする。 In the wire bonding step, the bonding wire 8 is bonded so as to connect the pads 7a and 7b shown in FIG. Bonding is performed by a wire bonding apparatus, and pressure and ultrasonic waves from the wire bonding apparatus act on the substrate 1. For this reason, in this specification, bonding shall also be described as pressure bonding.

ボンディング工程の後、図７（ｂ）に示すように、基板１からダイシングされたセンサチップ１１とリードフレーム７の間に封止部材９が注入され、赤外線センサを封止する。封止部材９の注入工程の後、リードフレーム７が隣接するセンサからダイシング工程によって切断される。さらに、粘着テープ６が取り外され、赤外線センサが完成する。
特開２００７−８１２２５号公報 After the bonding step, as shown in FIG. 7B, a sealing member 9 is injected between the sensor chip 11 diced from the substrate 1 and the lead frame 7 to seal the infrared sensor. After the injection process of the sealing member 9, the lead frame 7 is cut from the adjacent sensor by a dicing process. Further, the adhesive tape 6 is removed, and the infrared sensor is completed.
JP 2007-81225 A

しかしながら、上述した従来技術では、図７（ｂ）に示したように、パッド部３ａが基板１の外周付近に配置されている。このため、基板１の面積が比較的小さくて厚みが厚い場合には、ワイヤボンディングの際に基板１の端部にかかる力により基板１が倒れることがある。また、基板１がＧａＡｓ基板のように比較的もろい材質である場合、ワイヤボンディングの際に隅が欠損することがある。基板１が倒れる、あるいは欠損することは、いずれも後の組立工程において、組立収率を低下させる原因となり得る。
また、赤外線センサでは、パッド部３ａ、３ｂの二つ以上のパッド部が設けられる。このため、先に行われるワイヤボンディングの際に基板１が傾いた場合、後のワイヤボンディングにおいてパッド部の高さが規定の高さと異なるので、規定の条件によるワイヤボンディングに不具合が生じる。 However, in the above-described prior art, the pad portion 3a is arranged near the outer periphery of the substrate 1 as shown in FIG. For this reason, when the area of the substrate 1 is relatively small and thick, the substrate 1 may fall down due to the force applied to the end of the substrate 1 during wire bonding. In addition, when the substrate 1 is made of a relatively fragile material such as a GaAs substrate, corners may be lost during wire bonding. Any falling or chipping of the substrate 1 can cause a decrease in assembly yield in the subsequent assembly process.
In the infrared sensor, two or more pad portions 3a and 3b are provided. For this reason, when the substrate 1 is tilted during the wire bonding performed earlier, the height of the pad portion is different from the specified height in the subsequent wire bonding, which causes a problem in wire bonding under the specified conditions.

つまり、後にワイヤボンディングされるパッド部の高さが通常より高い場合、ワイヤボンディングの際に設計値より強い圧力が基板１にかかり、基板１が破損する可能性が高まる。反対に、後にワイヤボンディングされるパッド部の高さが通常より低い場合、ワイヤボンディングの際にかかる圧力が設計値より低くなってワイヤボンディングの信頼性が低下する。また、ワイヤボンディングの強度が弱い場合、赤外線センサをモルド・封止する工程においてボンディングワイヤが切れるので、組立収率が低下する。
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、ワイヤボンディングの工程における信頼性や組立工程における歩留まり及び組立収率を高めることができる赤外線センサ、赤外線センサ製造方法を提供することを目的とする。 That is, when the height of the pad portion to be wire-bonded later is higher than usual, a pressure stronger than the design value is applied to the substrate 1 at the time of wire bonding, and the possibility that the substrate 1 is damaged increases. On the other hand, when the height of the pad portion to be wire-bonded later is lower than usual, the pressure applied during wire bonding is lower than the design value and the reliability of wire bonding is lowered. Further, when the strength of wire bonding is weak, the bonding wire is cut in the process of molding and sealing the infrared sensor, so that the assembly yield is lowered.
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an infrared sensor and an infrared sensor manufacturing method capable of increasing the reliability in the wire bonding process, the yield in the assembly process, and the assembly yield. And

以上の課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の赤外線センサは、基板上に形成された複数の量子型の赤外線検出素子で構成される受光部と、前記受光部と配線によって電気的に接続されるとともに、ボンディングワイヤを介して前記基板の外部に接続され、前記受光部から出力される電気信号を外部に出力する複数のパッドと、を備え、複数の前記パッドは、前記基板の中央部に設けられ、複数の前記パッドの周囲に前記赤外線検出素子が配置されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an infrared sensor according to claim 1 of the present invention is an electrical sensor that includes a light receiving unit including a plurality of quantum infrared detection elements formed on a substrate, and the light receiving unit and wiring. connected to Rutotomoni is connected to the outside of the substrate via bonding wires, and a plurality of pads for outputting an electrical signal to an external output from the light receiving portion, a plurality of the pads, the substrate provided in the central portion, characterized in that the infrared detecting element around a plurality of the pads are arranged.

請求項２に記載の赤外線センサは、請求項１に記載の発明において、前記基板が、ＧａＡｓ、Ｓｉ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、Ｇｅの少なくとも１つの材料を含むことを特徴とする。
請求項３に記載の赤外線センサは、請求項１または２に記載の発明において、前記赤外線検出素子は、前記基板を介して入射される赤外線を検出することを特徴とする。
請求項４に記載の赤外線センサは、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記受光部の温度を測定する少なくとも１つの温度測定素子をさらに備え、前記温度測定素子は、複数の前記パッドに対し、複数の前記赤外線検出素子のうち、いずれの赤外線検出素子よりも近い位置に配置されることを特徴とする。 The infrared sensor according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the substrate contains at least one material of GaAs, Si, InAs, InP, and Ge.
According to a third aspect of the present invention, the infrared sensor according to the first or second aspect of the invention is characterized in that the infrared detection element detects infrared rays incident through the substrate.
The infrared sensor according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3 , further comprising at least one temperature measuring element for measuring a temperature of the light receiving unit, wherein the temperature measuring element is: It arrange | positions in the position nearer than any infrared detection element among the said several infrared detection elements with respect to the said some pad.

請求項５に記載の赤外線センサは、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記受光部の温度を測定する少なくとも１つの温度測定素子をさらに備え、前記温度測定素子は、複数の前記パッド同士の間隙に配置されることを特徴とする。
請求項６に記載の赤外線センサは、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明において、前記配線が、前記基板上において、前記パッドと同一の層上に形成されることを特徴とする。 The infrared sensor according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 3 , further comprising at least one temperature measuring element for measuring a temperature of the light receiving unit, wherein the temperature measuring element is It is arranged in the gap between the plurality of pads.
The infrared sensor according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5 , wherein the wiring is formed on the same layer as the pad on the substrate. To do.

請求項７に記載の赤外線センサの製造方法は、基板上に、複数の量子型の赤外線検出素子で構成される受光部を形成する受光部形成工程と、前記受光部形成工程によって形成された前記受光部と配線によって電気的に接続されるとともに、ボンディングワイヤを介して前記基板の外部に接続され、前記受光部から出力される電気信号を外部に出力する複数のパッドを形成する工程と、を含み、前記パッド形成工程は、複数の前記パッドを、前記基板の中央部に設け、複数の前記パッドの周囲に前記赤外線検出素子を配置することを特徴とする。 The manufacturing method of the infrared sensor according to claim 7 , wherein the light receiving part forming step of forming a light receiving part composed of a plurality of quantum type infrared detecting elements on the substrate, and the light receiving part forming step is performed. Rutotomoni are electrically connected by a wiring and a light receiving portion, is connected via a bonding wire to the outside of the substrate, forming a plurality of pads for outputting an electric signal output from the light receiving portion to the outside, the The pad forming step is characterized in that a plurality of the pads are provided in a central portion of the substrate, and the infrared detection elements are arranged around the plurality of pads.

請求項８に記載の赤外線センサの製造方法は、請求項７に記載の発明において、前記基板をダイシングして、センサチップを形成するセンサチップ形成工程と、前記センサチップ形成工程において形成されたセンサチップを、リードフレームに貼られた粘着テープ上に固定する固定工程と、前記固定工程によって固定された前記センサチップに対し、ボンディングワイヤを圧着するワイヤボンディング工程と、を含むことを特徴とする。 The infrared sensor manufacturing method according to claim 8 is the invention according to claim 7 , wherein the substrate is diced to form a sensor chip, and the sensor chip is formed in the sensor chip forming step. A fixing step of fixing the chip on an adhesive tape affixed to a lead frame; and a wire bonding step of crimping a bonding wire to the sensor chip fixed by the fixing step.

本発明の請求項１に記載の赤外線センサは、受光部から出力される電気信号を外部に出力する複数のパッドを、基板の中央部分に設け、複数の赤外線検出素子をその周囲に配置することができる。この結果、ワイヤボンディングの際に基板が倒れる、あるいは欠損することがなく、歩留まりや組立収率を高めることができる。また、ワイヤボンディングや組立工程の信頼性を高めることができる。 In the infrared sensor according to claim 1 of the present invention, a plurality of pads for outputting an electrical signal output from the light receiving unit to the outside are provided in the central portion of the substrate, and a plurality of infrared detection elements are arranged around the pads. Can do. As a result, the substrate is not collapsed or lost during wire bonding, and the yield and assembly yield can be increased. In addition, the reliability of wire bonding and assembly processes can be improved.

また、複数のパッドを中央部に近接して配置することができるので、先に実行されるワイヤボンディングの際に基板が傾く可能性を低減し、以降に実行されるワイヤボンディングの際に基板の欠損や強度の弱い不良のボンディングの発生を抑えることができる。このことにより、センサパッケージの封止工程における断線の発生を低減し、歩留まりや収率の高い組立工程が実現できる。
上記した効果は、ＧａＡｓ基板等のように比較的にもろい基板、ＧａＡｓ基板等より強度の高いＳｉ基板のいずれを用いた場合であっても得ることができる。 In addition, since a plurality of pads can be arranged close to the center portion, the possibility of the substrate tilting during wire bonding performed earlier is reduced, and the substrate is fixed during wire bonding performed thereafter. Occurrence of defects or defective bonding with weak strength can be suppressed. As a result, the occurrence of disconnection in the sensor package sealing process can be reduced, and an assembly process with a high yield and yield can be realized.
The effects described above can be obtained even when a relatively fragile substrate such as a GaAs substrate or a Si substrate having a higher strength than a GaAs substrate is used.

請求項２に記載の赤外線センサは、ＧａＡｓ、Ｓｉ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、Ｇｅの少なくとも１つの材料を含む基板を用いることにより、基板の裏面から被検出赤外線を効率よく取込んで感度の高い赤外線センサを提供することができる。 An infrared sensor according to claim 2, G aAs, Si, InAs, InP, by using a substrate comprising at least one material of Ge, sensitive to the detection infrared from the back surface of the substrate efficiently in ipecac infrared A sensor can be provided.

請求項３に記載の赤外線センサは、赤外線検出素子が基板を介して入射される赤外線を検出するので、赤外線に対して透過率が高いが比較的欠損しやすいＧａＡｓ基板等を使用することが要求される。このため、基板の欠損や、ワイヤボンディングにおける不良を低減する本願発明を適用して顕著な効果を上げることができる。
請求項４に記載の赤外線センサは、温度測定素子を基板の中央部に近い位置に配置することができるので、基板全体の代表的な温度を受光部の温度として測定することができる。 The infrared sensor according to claim 3 is required to use a GaAs substrate or the like that has a high transmittance with respect to infrared rays but is relatively easily lost because the infrared detection element detects infrared rays that are incident through the substrate. Is done. For this reason, the remarkable effect can be improved by applying the present invention for reducing defects in the substrate and defects in wire bonding.
In the infrared sensor according to the fourth aspect , since the temperature measuring element can be arranged at a position close to the central portion of the substrate, the representative temperature of the entire substrate can be measured as the temperature of the light receiving portion.

請求項５に記載の赤外線センサは、温度測定素子をパッドの間隙に配置することができるので、温度測定素子を配置したことによって赤外線検出素子を配置するスペースが小さくなることがない。このため、温度測素子を備えながらチップサイズの大型化、赤外線センサの感度の低下を防ぐことができる。
請求項６に記載の発明は、配線とパッドと同一の層上に形成することができるので、１回のマスク工程で配線とパッドとを形成できる。このため、赤外線検出センサの製造工程数を抑えることができる。 In the infrared sensor according to the fifth aspect , since the temperature measuring element can be arranged in the gap between the pads, the arrangement of the temperature measuring element does not reduce the space for arranging the infrared detecting element. For this reason, it is possible to prevent an increase in chip size and a decrease in sensitivity of the infrared sensor while including a temperature measuring element.
According to the sixth aspect of the invention, since the wiring and the pad can be formed on the same layer, the wiring and the pad can be formed by a single mask process. For this reason, the number of manufacturing steps of the infrared detection sensor can be suppressed.

請求項７に記載の赤外線センサの製造方法は、パッドを基板の中央部に配置することにより、ワイヤボンディングの際に基板が倒れる、あるいは欠損することがなく、歩留まりや組立収率を高めることができる。また、ワイヤボンディングや組立工程の信頼性を高めることができる。
また、複数のパッドを近接して配置することができるので、先に実行されるワイヤボンディングの際に基板が傾く可能性を低減し、以降に実行されるワイヤボンディングの際に基板の欠損や強度の弱い不良のボンディングの発生を抑えることができる。このことにより、センサパッケージの封止工程における断線の発生を低減し、歩留まりや収率の高い組立工程が実現できる。 In the manufacturing method of the infrared sensor according to claim 7 , by disposing the pad in the center of the substrate, the substrate is not tilted or lost during wire bonding, and the yield and assembly yield can be improved. it can. In addition, the reliability of wire bonding and assembly processes can be improved.
In addition, since a plurality of pads can be arranged close to each other, the possibility of the substrate tilting at the time of wire bonding performed first is reduced, and the defect or strength of the substrate at the time of subsequent wire bonding is performed. The occurrence of weak defective bonding can be suppressed. As a result, the occurrence of disconnection in the sensor package sealing process can be reduced, and an assembly process with a high yield and yield can be realized.

請求項８に記載の赤外線センサの製造方法は、粘着テープ上に固定されたセンサチップに対してボンディングワイヤを圧着する工程を含むので、この際に起こり得る基板の欠損や不良ボンディングの発生を本発明によって効果的に防ぐことができる。 The method for manufacturing an infrared sensor according to claim 8 includes a step of crimping a bonding wire to a sensor chip fixed on an adhesive tape. It can be effectively prevented by the invention.

以下、本発明の実施形態１から実施形態３について、図面を用いて説明する。
（実施形態１）
本発明の実施形態１は、以下の点に着目してなされたものである。すなわち、図１に示すように、ワイヤボンディングの工程において、強度の強いボンディングを実現するには、パッド部１０３に圧力と共に超音波が加えられる。このとき、パッド部１０３が基板１０１の隅に近い場所に設けられると、力点から作用点までの距離が長くなって強い応力が加わるため、基板１０１が破損する可能性が高くなる。 Hereinafter, Embodiments 1 to 3 of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
The first embodiment of the present invention has been made paying attention to the following points. That is, as shown in FIG. 1, in the wire bonding process, in order to realize strong bonding, ultrasonic waves are applied to the pad portion 103 together with pressure. At this time, if the pad portion 103 is provided at a location near the corner of the substrate 101, the distance from the power point to the action point becomes longer and a strong stress is applied, so that the possibility of the substrate 101 being damaged increases.

基板１０１の破損は、センサチップの機能の消失やワイヤボンディングにおける不具合の原因になる。また、配線１０４が断線して受光部１０２の信号が取り出せなくなる原因にもなる。さらに、配線１０４が断線しなかったとしても、裏面が破損した場合、完成した赤外線センサが光を取り込む面積が狭くなって光感度が下がることがある。
ところが、量子型の赤外線センサでは、受光部１０２が形成された面の反対側（裏面）から被検出光が入射するため、基板１０１には被検出光に対して十分に透明である部材を用いることが必要になる。このような基板１０１としては、例えば、ＧａＡｓ基板、Ｓｉ基板、ＩｎＡｓ基板、ＩｎＰ基板、またはＧｅ基板等が用いられる。このような基板によれば、赤外線の透過率が高く、基板１０１の裏面からの赤外線が効率的に入射される。 The breakage of the substrate 101 causes the loss of the function of the sensor chip and a defect in wire bonding. In addition, the wiring 104 is disconnected, and a signal from the light receiving unit 102 cannot be extracted. Furthermore, even if the wiring 104 is not disconnected, if the back surface is damaged, the area of the completed infrared sensor that captures light may become narrow and the photosensitivity may decrease.
However, in the quantum infrared sensor, since the detected light enters from the opposite side (back surface) of the surface on which the light receiving unit 102 is formed, a member that is sufficiently transparent to the detected light is used for the substrate 101. It will be necessary. As such a substrate 101, for example, a GaAs substrate, Si substrate, InAs substrate, InP substrate, Ge substrate, or the like is used. According to such a substrate, infrared transmittance is high, and infrared rays from the back surface of the substrate 101 are efficiently incident.

ただし、ＧａＡｓ基板、ＩｎＡｓ基板、ＩｎＰ基板、Ｇｅ基板は機械的な強度が低いため、従来のようにパッド部を基板１０１の隅に設けた場合、ワイヤボンディング工程における基板１０１の欠損やそれに伴う不具合の発生率が高まることが予想される。また、ワイヤボンディング工程は、基板１０１が粘着シート上に粘着された状態で実施される。このため、ＧａＡｓ基板等より強度が高いＳｉ基板であっても、基板１０１の傾きによってキャピラリの超音波が分散する、あるいはチップ高さの変動によって、ボンディングワイヤの圧着が不十分になることがある。 However, since the GaAs substrate, InAs substrate, InP substrate, and Ge substrate have low mechanical strength, when the pad portion is provided at the corner of the substrate 101 as in the prior art, the substrate 101 is lost in the wire bonding process or a defect associated therewith. It is expected that the incidence of Further, the wire bonding step is performed in a state where the substrate 101 is adhered onto the adhesive sheet. For this reason, even if the strength of the Si substrate is higher than that of a GaAs substrate or the like, the ultrasonic waves of the capillary may be dispersed due to the tilt of the substrate 101, or the bonding wire may be insufficiently crimped due to the fluctuation of the chip height. .

そこで、本発明の実施形態１は、パッド１０７ａ、１０７ｂを基板１０１の中央部に配置することにより、パッド１０７ａ、１０７ｂを基板１０１の端部に設けるよりもワイヤボンディングの際に基板１０１にかかる応力を低減する。そして、このことにより、基板１０１の破損を防ぎ、ワイヤボンディング時に予想される不具合を低減するものである。 Therefore, in the first embodiment of the present invention, the stress applied to the substrate 101 during wire bonding is less than the case where the pads 107a and 107b are provided at the end of the substrate 101 by disposing the pads 107a and 107b at the center of the substrate 101. Reduce. This prevents damage to the substrate 101 and reduces problems expected during wire bonding.

・構成
図１は、本発明の実施形態１の赤外線センサを説明するための図であって、基板１０１上に赤外線センサの受光部が形成されている状態を示している。赤外線センサは、基板１０１上に、パッド１０７ａ、１０７ｂを含むパッド部１０３と、受光部１０２とを備えて構成される。受光部１０２は、配線１０４によって複数段に直列接続された複数個の赤外線検出素子１０６によって構成される。複数の赤外線検出素子１０６は、電気的にはパッド１０７ａ、１０７ｂ間に配置されている。 Configuration FIG. 1 is a diagram for explaining the infrared sensor according to the first embodiment of the present invention, and shows a state where a light receiving portion of the infrared sensor is formed on a substrate 101. The infrared sensor includes a pad unit 103 including pads 107 a and 107 b and a light receiving unit 102 on a substrate 101. The light receiving unit 102 includes a plurality of infrared detection elements 106 connected in series in a plurality of stages by wiring 104. The plurality of infrared detection elements 106 are electrically disposed between the pads 107a and 107b.

図１に示した複数の赤外線検出素子１０６は、いずれも量子型のフォトダイオードであって、配線１０４によって直列に接続されている。接続される赤外線検出素子１０６の数が大きいほど発生する起電力は大きくなってセンサとしての感度が高まる。図１では、説明の簡単を簡単にするため赤外線検出素子１０６を直線状にのみ接続している。しかし、千鳥配線等によって基板１０１上をくまなく埋めるように配置することによってさらに高い感度を得ることができる。 Each of the plurality of infrared detection elements 106 illustrated in FIG. 1 is a quantum photodiode and is connected in series by a wiring 104. As the number of connected infrared detection elements 106 increases, the generated electromotive force increases and the sensitivity as a sensor increases. In FIG. 1, in order to simplify the explanation, the infrared detection elements 106 are connected only in a straight line. However, even higher sensitivity can be obtained by disposing the substrate 101 so as to be completely filled with staggered wiring or the like.

パッド部１０３は、受光部１０２の光電変換で得られた電気信号を基板１０１の外部にある図示しない回路に出力するために設けられている。電気信号の出力は、具体的には、パッド部１０３に含まれるパッド１０７ａ、１０７ｂと、赤外線センサのパッケージ内にあるリードフレーム（接続端子）とをワイヤボンディングを介して接続することによって実現できる。受光部１０２から出力される電気信号を外部へ導くためには、最低２個のパッドが必要となる。
以上の構成を有する実施形態１では、パッド１０７ａ、１０７ｂを、基板１０１の中央部に設けている。また、パッド１０７ａ、１０７ｂを含むパッド部１０３の周囲に複数の赤外線センサ１０６を配置している。 The pad unit 103 is provided to output an electrical signal obtained by photoelectric conversion of the light receiving unit 102 to a circuit (not shown) outside the substrate 101. Specifically, the output of the electrical signal can be realized by connecting the pads 107a and 107b included in the pad unit 103 and the lead frame (connection terminal) in the package of the infrared sensor through wire bonding. In order to guide the electrical signal output from the light receiving unit 102 to the outside, at least two pads are required.
In the first embodiment having the above configuration, the pads 107 a and 107 b are provided in the central portion of the substrate 101. A plurality of infrared sensors 106 are arranged around the pad portion 103 including the pads 107a and 107b.

実施形態１では、パッド１０７ａ、１０７ｂが基板１０１の中央部に配置されているため、パッド１０７ａ、１０７ｂにワイヤボンディングする際、圧力や超音波が加わっても基板１０１が欠損し難い。また、欠損が発生し難いために充分な圧力や超音波を加えることができて、図示しないボンディングワイヤをパッド１０７ａ、１０７ｂに確実に圧着することができるので、ワイヤボンディングの信頼性を高めることができる。
さらに、先のワイヤボンディングにおいて基板１０１が傾くことがないので、後のワイヤボンディングで加圧が不十分になることがない。この点においても、実施形態１は、ワイヤボンディングの信頼性を高め、後の組立工程の収率を高めることができる。 In the first embodiment, since the pads 107a and 107b are arranged at the center of the substrate 101, the substrate 101 is hardly damaged even when pressure or ultrasonic waves are applied when wire bonding is performed to the pads 107a and 107b. Further, since it is difficult for defects to occur, sufficient pressure and ultrasonic waves can be applied, and a bonding wire (not shown) can be securely bonded to the pads 107a and 107b, so that the reliability of wire bonding can be improved. it can.
Furthermore, since the substrate 101 does not tilt in the previous wire bonding, the pressurization does not become insufficient in the subsequent wire bonding. Also in this point, Embodiment 1 can improve the reliability of wire bonding and can improve the yield of a subsequent assembly process.

・製造方法
図２は、実施形態１の赤外線センサの製造方法を説明するための工程図である。実施形態１では、赤外線センサの製造にあたり、先ず、図２（ａ）に示すように、基板１０１上に、複数の受光部１０２とパッド部１０３が形成される。この際、図１に示した赤外線検出素子１０６同士及びパッド部１０３を接続する配線１０４も形成される。配線１０４は、基板１０１上において、パッド部１０３と同一の金属層上に形成される。つまり、同一の金属層をエッチング等によって一度にパターニングすることにより、配線１０４とパッド部１０３が形成される。 -Manufacturing method FIG. 2: is process drawing for demonstrating the manufacturing method of the infrared sensor of Embodiment 1. FIG. In the first embodiment, in manufacturing the infrared sensor, first, as shown in FIG. 2A, a plurality of light receiving portions 102 and pad portions 103 are formed on a substrate 101. At this time, the wiring 104 for connecting the infrared detection elements 106 and the pad portion 103 shown in FIG. 1 is also formed. The wiring 104 is formed on the same metal layer as the pad portion 103 on the substrate 101. That is, the wiring 104 and the pad portion 103 are formed by patterning the same metal layer at once by etching or the like.

パッド部１０３及び配線１０４の形成後、図２（ｂ）に示すように、基板１０１がダイシングされ、切り離されて複数のセンサチップ２０１が作成される。続いて、図２（ｃ）に示すように、センサチップ２０１は、リードフレーム２０７と共に粘着テープ２０６上に固定される。
次に、実施形態１では、図２（ｄ）に示すように、ワイヤボンディングの工程により、センサチップ２０１のパッド部１０３にある図１に示したパッド１０７ａ、１０７ｂとリードフレーム２０７を接続する。ワイヤボンディングの工程では、各基板１０１の１０７ａ、１０７ｂとリードフレーム２０７とにボンディングワイヤ１０８がボンディングされる。 After the formation of the pad portion 103 and the wiring 104, as shown in FIG. 2B, the substrate 101 is diced and separated to form a plurality of sensor chips 201. Subsequently, as shown in FIG. 2C, the sensor chip 201 is fixed on the adhesive tape 206 together with the lead frame 207.
Next, in the first embodiment, as shown in FIG. 2D, the pads 107a and 107b shown in FIG. 1 in the pad portion 103 of the sensor chip 201 and the lead frame 207 are connected by a wire bonding process. In the wire bonding step, bonding wires 108 are bonded to 107 a and 107 b of each substrate 101 and the lead frame 207.

ワイヤボンディングの工程後、図２（ｅ）に示すように、封止部材２０９が基板１０１とリードフレーム２０７の間に注入され、センサチップ２０１を封止する。封止部材２０９は、受光部１０２が形成された基板１０１の表面、基板１０１の側面及びボンディングワイヤ１０８を保護する。封止部材２０９の具体例としては、半導体プロセスで一般的に用いられている樹脂が挙げられる。
封止部材２０９の注入後、リードフレーム２０７がダイシング工程によって切断される。切断後、封止されたセンサチップ２０１は粘着テープ６が取り外され、赤外線センサが完成する。 After the wire bonding process, as shown in FIG. 2E, a sealing member 209 is injected between the substrate 101 and the lead frame 207 to seal the sensor chip 201. The sealing member 209 protects the surface of the substrate 101 on which the light receiving unit 102 is formed, the side surface of the substrate 101, and the bonding wire 108. Specific examples of the sealing member 209 include resins generally used in semiconductor processes.
After the sealing member 209 is injected, the lead frame 207 is cut by a dicing process. After cutting, the adhesive tape 6 is removed from the sealed sensor chip 201, and the infrared sensor is completed.

ここで、実施形態１の赤外線センサの製造方法によって得られる効果を、図７に示した赤外線センサの製造方法と対比しながら説明する。図７（ａ）、（ｂ）に示した赤外線センサの製造方法では、パッド部３ａ、３ｂが基板１の端部に互いに離れて形成されている。このため、ワイヤボンディング時の圧力と超音波の作用によって基板１が傾く、あるいは倒れることがある。基板１が傾く、あるいは倒れる頻度は、チップ面積が小さいほど大きくなって組立収率を下げる原因となる。 Here, the effects obtained by the infrared sensor manufacturing method of Embodiment 1 will be described in comparison with the infrared sensor manufacturing method shown in FIG. In the infrared sensor manufacturing method shown in FIGS. 7A and 7B, the pad portions 3 a and 3 b are formed at the end portions of the substrate 1 so as to be separated from each other. For this reason, the board | substrate 1 may incline or fall down with the effect | action of the pressure at the time of wire bonding, and an ultrasonic wave. The frequency with which the substrate 1 tilts or falls becomes larger as the chip area is smaller, which causes a reduction in assembly yield.

また、図７（ａ）、（ｂ）に示した赤外線センサの製造方法では、二つ以上のパッド部３ａ、３ｂを備えているから、例えばパッド部３ａをワイヤボンディングする際に基板１が傾いた場合、パッド部３ｂのワイヤボンディング時には傾いた基板１に対してワイヤボンディングしなければなくなる。基板１が傾いたことによってパッド部３ｂの高さが規定の位置（基板１に傾きがない状態のパッド３ｂの位置）よりも高い場合、通常よりも強い圧力が基板１にかかって基板１が破損しやすくなる。 In addition, since the infrared sensor manufacturing method shown in FIGS. 7A and 7B includes two or more pad portions 3a and 3b, the substrate 1 is inclined when the pad portion 3a is wire-bonded, for example. In this case, it is necessary to wire-bond to the inclined substrate 1 at the time of wire bonding of the pad portion 3b. When the height of the pad portion 3b is higher than a predetermined position (the position of the pad 3b in a state where the substrate 1 is not inclined) due to the inclination of the substrate 1, a stronger pressure than usual is applied to the substrate 1 so that the substrate 1 It becomes easy to break.

反対に、パッド部３ｂの高さが規定の位置よりも低い場合、パッド部３ｂにかかる圧力が小さくなってワイヤボンディングの信頼性が低下する。ワイヤボンディングの強度が不十分である場合、センサチップのモルド・封止工程でボンディングワイヤ１０８が切れ、組立収率が低下することが考えられる。
そこで、実施形態１では、唯一のパッド部１０３が基板１の中心付近に配置されるように赤外線センサを設計し、面積の小さい基板１がワイヤボンディングの際に倒れる確率を低減した。このようにすることより、実施形態１は、赤外線センサの製造歩留まりを高めることができる。 On the other hand, when the height of the pad portion 3b is lower than the specified position, the pressure applied to the pad portion 3b is reduced and the reliability of wire bonding is lowered. If the strength of wire bonding is insufficient, it is conceivable that the bonding wire 108 is cut during the molding / sealing process of the sensor chip, and the assembly yield decreases.
Therefore, in the first embodiment, the infrared sensor is designed so that the only pad portion 103 is arranged near the center of the substrate 1, and the probability that the substrate 1 having a small area falls during wire bonding is reduced. By doing in this way, Embodiment 1 can raise the manufacture yield of an infrared sensor.

また、実施形態１では、２つ以上のパッド１０７ａ、１０７ｂを基板１０１の中央部であって互いの近傍に配置したため、先に行われたワイヤボンディングで基板１が傾かない。このため、次にワイヤボンディングされるパッド部が規定の高さにあり、基板１の破損や圧着が不十分なワイヤボンディング、さらにはセンサチップの封止工程における断線の発生を低減することができる。このため、収率の高い組立工程が実現し、赤外線センサの製造の歩留まりを高めることができる。 In the first embodiment, since the two or more pads 107a and 107b are arranged in the central portion of the substrate 101 and in the vicinity of each other, the substrate 1 is not tilted by the wire bonding performed previously. For this reason, the pad portion to be wire-bonded next is at a specified height, so that it is possible to reduce the occurrence of wire bonding in which the substrate 1 is damaged or insufficiently crimped, and further the disconnection in the sensor chip sealing process. . For this reason, an assembly process with a high yield is implement | achieved and the yield of manufacture of an infrared sensor can be raised.

また、ワイヤボンディングは、図７（ａ）、（ｂ）に示したように、センサチップ２を粘着テープ６上に固定して行われる。粘着テープ６は柔らかい材質であるから、キャピラリを押圧したときセンサチップが沈む。このことにより、ボンディング過重が分散され、規定の条件（キャピラリを押圧してもセンサチップが移動しないとした場合の条件）によってはボンディングワイヤ８がパッド部３ａ、３ｂに充分な強度で圧着できないことがある。
しかし、実施形態１では、基板１０１の中央部にパッド部１０３が配置されているため、図７（ａ）、（ｂ）に示した構成よりも基板１０１が動き難い。このため、規定の条件によって信頼性が高いワイヤボンディングを実現し、製造の歩留まりを高めることができる。 Further, the wire bonding is performed by fixing the sensor chip 2 on the adhesive tape 6 as shown in FIGS. Since the adhesive tape 6 is a soft material, the sensor chip sinks when the capillary is pressed. As a result, the bonding excess is dispersed, and the bonding wire 8 cannot be crimped to the pad portions 3a and 3b with sufficient strength depending on the specified condition (the condition that the sensor chip does not move even when the capillary is pressed). There is.
However, in Embodiment 1, since the pad part 103 is arrange | positioned in the center part of the board | substrate 101, the board | substrate 101 is hard to move rather than the structure shown to Fig.7 (a), (b). Therefore, highly reliable wire bonding can be realized under specified conditions, and the manufacturing yield can be increased.

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２を説明する。実施形態２の赤外線センサは、赤外線センサ１０６の温度を検出する温度測定部３００をさらに備えるものである。なお、温度測定部３００は、赤外線センサの温度を受光部１０２または基板１０１の温度として測定する温度測定素子３０１を備えていて、赤外線センサを使って温度を測定する場合に使用できる。また、温度測定素子３０１による温度測定の結果を赤外線検出センサから出力される信号の値の補正に使用することも可能である。なお、赤外線センサの温度による出力値の補正は、公知の技術であるから詳細な説明を省くものとする。 (Embodiment 2)
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described. The infrared sensor according to the second embodiment further includes a temperature measurement unit 300 that detects the temperature of the infrared sensor 106. The temperature measuring unit 300 includes a temperature measuring element 301 that measures the temperature of the infrared sensor as the temperature of the light receiving unit 102 or the substrate 101, and can be used when measuring the temperature using the infrared sensor. Moreover, it is also possible to use the result of temperature measurement by the temperature measuring element 301 for correcting the value of the signal output from the infrared detection sensor. The correction of the output value based on the temperature of the infrared sensor is a known technique, and therefore detailed description thereof will be omitted.

図３は、実施形態２の赤外線センサの構成を説明するための上面図である。なお、実施形態２では、実施形態１で説明した構成については実施形態１の説明で使用した図中に示した符号と同様の符号を付し、説明を一部略すものとする。
実施形態２は、受光部１０２の温度を測定する少なくとも１つの温度測定素子３０１を備えている。温度測定素子３０１は、複数のパッド３０７ｃ、３０７ｄに対し、複数の赤外線検出素子１０６のうちいずれの赤外線検出素子１０６よりも近い位置に配置される。 FIG. 3 is a top view for explaining the configuration of the infrared sensor according to the second embodiment. In the second embodiment, the configuration described in the first embodiment is denoted by the same reference numerals as those shown in the drawings used in the description of the first embodiment, and the description is partially omitted.
The second embodiment includes at least one temperature measuring element 301 that measures the temperature of the light receiving unit 102. The temperature measurement element 301 is disposed at a position closer to any of the plurality of infrared detection elements 106 than the plurality of infrared detection elements 106 with respect to the plurality of pads 307c and 307d.

すなわち、図３では、図１に示した赤外線検出センサと同様に、パッド３０７ａ〜３０７ｄを基板１０１の中央部に設け、その周囲に全ての赤外線検出素子１０６が設けられている。温度測定素子３０１は、パッド３０７ａ〜３０７ｄの全てに対し、どの赤外線検出素子１０６よりもパッド１０７ａ〜１０７ｄの各々に近い位置に設けられている。なお、「パッド３０７ａ〜３０７ｄの全てに対し、どの赤外線検出素子１０６よりもパッド１０７ａ〜１０７ｄの各々に近い」とは、例えば、温度測定素子３０１の重心とパッド１０７ａ〜１０７ｄの各々との重心とを結ぶ直線が、いずれも、赤外線検出素子１０６の重心とパッド１０７ａ〜１０７ｄの各々との重心とを結ぶ直線よりも短いことを意味している。 That is, in FIG. 3, like the infrared detection sensor shown in FIG. 1, the pads 307a to 307d are provided at the center of the substrate 101, and all the infrared detection elements 106 are provided around the pads. The temperature measurement element 301 is provided at a position closer to each of the pads 107a to 107d than any of the infrared detection elements 106 with respect to all of the pads 307a to 307d. Note that “for all the pads 307 a to 307 d, closer to each of the pads 107 a to 107 d than any infrared detection element 106” means, for example, the center of gravity of the temperature measuring element 301 and the center of gravity of each of the pads 107 a to 107 d. This means that the straight line connecting the two is shorter than the straight line connecting the center of gravity of the infrared detection element 106 and the center of gravity of each of the pads 107a to 107d.

また、実施形態２の赤外線センサは、１つのパッド部３０３に４つのパッド３０７ａ、３０７ｂ、３０７ｃ、３０７ｄを備えている。パッド３０７ｃ、３０７ｄは、配線３０４によって温度測定素子３０１に接続されていて、温度測定素子３０１の出力信号を外部に出力することに使用される。また、パッド３０７ａ、３０７ｂは、配線１０４によって赤外線検出素子１０６に接続されていて、赤外線検出素子１０６の出力信号を外部に出力することに使用される。 In addition, the infrared sensor of the second embodiment includes four pads 307a, 307b, 307c, and 307d in one pad portion 303. The pads 307c and 307d are connected to the temperature measuring element 301 by the wiring 304, and are used to output the output signal of the temperature measuring element 301 to the outside. The pads 307a and 307b are connected to the infrared detection element 106 by the wiring 104, and are used to output an output signal of the infrared detection element 106 to the outside.

実施形態２では、温度測定素子３０１をパッド３０７ａ〜３０７ｄの近傍に配置しているため、温度測定素子３０１とパッド３０７ｃ、３０７ｄとの距離が短くなって配線３０４を引き回す必要がない。このため、配線３０４の占める面積が小さくなり、赤外線検出素子１０６の設置スペースを大きくすることができる。設置スペースに赤外線検出素子１０６をより多くの数設けることにより、赤外線センサの感度を高めることができる。 In the second embodiment, since the temperature measuring element 301 is disposed in the vicinity of the pads 307a to 307d, the distance between the temperature measuring element 301 and the pads 307c and 307d is shortened, and there is no need to route the wiring 304. Therefore, the area occupied by the wiring 304 is reduced, and the installation space for the infrared detection element 106 can be increased. By providing a larger number of infrared detection elements 106 in the installation space, the sensitivity of the infrared sensor can be increased.

また、図３では温度測定素子３０１が１つ設けられている例を示すが、必要に応じて、２個以上の温度測定素子３０１を設けてもよい。温度測定素子３０１が２つ以上設けられる場合、所定の電気抵抗を得るため、必要に応じて温度測定素子３０１を直列、または並列に接続するものであってもよい。
温度測定素子３０１を２個使う場合、１つの温度測定素子３０１を赤外線センサの温度情報を得るのに利用し、他方の温度測定素子３０１から得られた測定温度を外部の演算回路に出力し、赤外線センサの出力信号の温度補正に利用してもよい。このような場合、必要に応じて、パッドの数を増やしてもよい。 3 shows an example in which one temperature measuring element 301 is provided, two or more temperature measuring elements 301 may be provided as necessary. When two or more temperature measuring elements 301 are provided, the temperature measuring elements 301 may be connected in series or in parallel as necessary in order to obtain a predetermined electric resistance.
When two temperature measuring elements 301 are used, one temperature measuring element 301 is used to obtain temperature information of the infrared sensor, and the measured temperature obtained from the other temperature measuring element 301 is output to an external arithmetic circuit. You may utilize for the temperature correction of the output signal of an infrared sensor. In such a case, the number of pads may be increased as necessary.

なお、本発明の実施形態２は、以上述べた構成に限定されるものではない。例えば、受光部１０２が出力する信号の取り出しに利用されるパッドのうち、パッド３０７ａまたはパッド３０７ｂを、温度測定素子３０１の出力信号を出力するパッド３０７ｃまたはパッド３０７ｄと共通にしてパッドを合計３個にすることもできる。また、配線１０４、３０４の引き回しや設計を必要に応じて変更することが可能であることは言うまでもない。 The second embodiment of the present invention is not limited to the configuration described above. For example, among the pads used for extraction of the signal output from the light receiving unit 102, the pad 307a or the pad 307b is used in common with the pad 307c or the pad 307d that outputs the output signal of the temperature measuring element 301, for a total of three pads. It can also be. Needless to say, the routing and design of the wirings 104 and 304 can be changed as necessary.

赤外線検出素子１０６がフォトダイオードであっても、温度測定素子３０１は赤外線検出素子１０６と同じ構造でなくてもよく、赤外線検出素子１０６と同じ材料の抵抗体であってもよい。温度測定素子３０１に赤外線検出素子１０６と同じ材料を用いることにより、赤外線検出センサの製造プロセスを簡略化することができる。特に、温度測定素子３０１によって測定される温度を赤外線センサの出力値の補正に利用する場合、赤外線検出素子１０６と同じ温度特性を持った材料を用いることが望ましい。 Even if the infrared detection element 106 is a photodiode, the temperature measurement element 301 may not have the same structure as the infrared detection element 106, and may be a resistor made of the same material as the infrared detection element 106. By using the same material as the infrared detecting element 106 for the temperature measuring element 301, the manufacturing process of the infrared detecting sensor can be simplified. In particular, when the temperature measured by the temperature measuring element 301 is used for correcting the output value of the infrared sensor, it is desirable to use a material having the same temperature characteristics as the infrared detecting element 106.

また、単に温度測定素子３０１の測定温度を出力させる場合、温度測定素子３０１の材料は、赤外線検出素子１０６の材料と同じでなくてもよいが、電気特性が温度と比例関係を持っていることが望ましい。例えば、後述するＰｔ抵抗体は、電気抵抗が温度と比例関係を持つので、抵抗値を簡単に温度に換算し、正確な温度算出することができる。 Further, in the case where the measurement temperature of the temperature measurement element 301 is simply output, the material of the temperature measurement element 301 may not be the same as the material of the infrared detection element 106, but the electrical characteristics have a proportional relationship with the temperature. Is desirable. For example, in a Pt resistor to be described later, since the electrical resistance has a proportional relationship with the temperature, the resistance value can be easily converted into the temperature and the temperature can be accurately calculated.

（実施形態３）
次に、本発明の第３の実施形態を図４に示す。なお、実施形態３では、実施形態１、実施形態２で説明した構成と同様の構成については同様の符号を付して示し、説明を一部略すものとする。
実施形態３は、温度測定部４００が温度測定素子４０１を備え、温度測定素子４０１が、複数のパッド３０７ａ〜３０７ｅ同士の間隙に配置されるものである。特に実施形態３の温度測定素子４０１は、図示したように十字型の形状を有していて、パッド３０７ａ〜３０７ｄ間のスペースに配置されている。 (Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention is shown in FIG. In the third embodiment, the same components as those described in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is partially omitted.
In the third embodiment, the temperature measurement unit 400 includes a temperature measurement element 401, and the temperature measurement element 401 is disposed in a gap between the plurality of pads 307a to 307e. In particular, the temperature measuring element 401 according to the third embodiment has a cross shape as illustrated, and is disposed in a space between the pads 307a to 307d.

以下、温度測定素子４０１について説明する。図４に示した温度測定素子４０１は、赤外線検出素子１０６と構造及び材料が同一の素子であってもよい。ただし、赤外線検出センサの設計によってはパッド３０７ａ〜３０７ｃの間隙に温度測定素子４０１を形成する領域が確保できない場合がある。このような場合には、温度測定素子４０１を抵抗体としてもよい。温度測定素子４０１を抵抗体とすることにより、温度測定素子４０１をパッド３０７ａ〜３０７ｃ同士の細長い隙間に配置し易くなり、設計の自由度を高めることができる。 Hereinafter, the temperature measuring element 401 will be described. The temperature measurement element 401 shown in FIG. 4 may be an element having the same structure and material as the infrared detection element 106. However, depending on the design of the infrared detection sensor, a region for forming the temperature measuring element 401 may not be secured in the gap between the pads 307a to 307c. In such a case, the temperature measuring element 401 may be a resistor. By using the temperature measuring element 401 as a resistor, the temperature measuring element 401 can be easily disposed in the elongated gap between the pads 307a to 307c, and the degree of freedom in design can be increased.

また、赤外線検出素子１０６と温度測定素子４０１とを同じ材料とすれば、両者の温度特性が同じになるから、測定された温度によって赤外線検出センサの検出値を温度によって補正する場合に有利である。また、単に測定された温度を外部に出力する場合には、赤外線検出素子１０６と温度測定素子４０１とに異なる材料を用いてもよい。
例えば、温度測定素子４０１としてＰｔ抵抗体を利用する場合、所定の温度範囲において、Ｐｔの電気抵抗が温度と良好な比例関係を持つ。このため、この温度範囲で温度測定をする場合、温度測定素子４０１の抵抗を測定し、抵抗値を温度に換算することによって簡易、かつ正確に温度に算出することができる。また、抵抗体と基板１０１との密着性を高めたい場合には、抵抗体の材料をＰｔを含む合金とする、または抵抗体を互いに異なる金属材料による多層構造にしてもよい。 Further, if the infrared detecting element 106 and the temperature measuring element 401 are made of the same material, the temperature characteristics of both are the same, which is advantageous when the detection value of the infrared detecting sensor is corrected by the temperature based on the measured temperature. . In addition, when the measured temperature is simply output to the outside, different materials may be used for the infrared detecting element 106 and the temperature measuring element 401.
For example, when a Pt resistor is used as the temperature measuring element 401, the electrical resistance of Pt has a good proportional relationship with the temperature in a predetermined temperature range. For this reason, when measuring temperature in this temperature range, it is possible to calculate the temperature simply and accurately by measuring the resistance of the temperature measuring element 401 and converting the resistance value to temperature. Further, when it is desired to improve the adhesion between the resistor and the substrate 101, the resistor material may be an alloy containing Pt, or the resistor may have a multilayer structure made of different metal materials.

また、実施形態３は、温度測定素子４０１の材料をＰｔにする構成に限定されるものではなく、測定温度範囲において温度と電気抵抗との関係が線形になる他の材料であってもよい。さらに、製造工程を簡略化するため、配線１０４と温度測定素子４０１の材料を同じにしてもよい。製造工程を簡略化するためには、配線１０４とパッド３０７ａ〜３０７ｄとを、同一の金属材料膜に対してマスク工程を実施し、同時に形成することが望ましい。 Further, the third embodiment is not limited to the configuration in which the material of the temperature measuring element 401 is Pt, and may be another material in which the relationship between temperature and electric resistance is linear in the measurement temperature range. Furthermore, in order to simplify the manufacturing process, the wiring 104 and the temperature measuring element 401 may be made of the same material. In order to simplify the manufacturing process, it is desirable that the wiring 104 and the pads 307a to 307d be simultaneously formed by performing a mask process on the same metal material film.

また、実施形態３においても、実施形態１、実施形態２と同様に、パッド３０７ａ〜３０７ｄを基板１０１の中央部に配置し、その外周に赤外線検出素子１０６を配置している。このため、赤外線検出素子１０６を配置するための領域をより大きくし、小型、高感度な上に製造工程が簡易な赤外線検出センサを提供することができる。また、温度測定素子４０１を基板１０１の中央部に設けることは、赤外線センサのより正確な温度を検出することに有利である。 Also in the third embodiment, as in the first and second embodiments, the pads 307a to 307d are arranged at the center of the substrate 101, and the infrared detection element 106 is arranged on the outer periphery thereof. For this reason, the area | region for arrange | positioning the infrared detection element 106 can be enlarged, and the infrared detection sensor with a simple manufacturing process can be provided while being small and highly sensitive. Further, providing the temperature measuring element 401 at the center of the substrate 101 is advantageous for detecting a more accurate temperature of the infrared sensor.

また、前述したように、赤外線検出センサでは、赤外線検出素子１０６を多く備えるほど感度が高まる。このため、要求される感度を満たすためには温度測定素子４０１を設けるスペースが確保できないと判断される場合がある。しかし、実施形態３のように、十字型の温度測定素子４０１をパッド３０７ａ〜３０７ｄの間に設けるようにすれば、温度測定素子４０１を設けるためのスペースを最小限に抑えることができる。 As described above, in the infrared detection sensor, the sensitivity increases as the number of infrared detection elements 106 increases. For this reason, it may be determined that a space for providing the temperature measuring element 401 cannot be secured in order to satisfy the required sensitivity. However, if the cross-shaped temperature measuring element 401 is provided between the pads 307a to 307d as in the third embodiment, the space for providing the temperature measuring element 401 can be minimized.

なお、以上述べた実施形態３では、赤外線検出素子１０６と温度測定素子４０１とに同じ材料を用いる場合と異なる材料を用いる場合とについて説明した。しかし、実施形態３は、このような構成に限定されるものでなく、必要に応じて、温度測定部４００が２種類の温度測定素子４０１を含むものであってもよい。一方の温度測定素子４０１を単なる温度測定に使用し、他方を赤外線センサの検出値を補正するための温度測定に使用するものであってもよい。 In the third embodiment described above, the case where the same material is used for the infrared detecting element 106 and the temperature measuring element 401 and the case where different materials are used have been described. However, the third embodiment is not limited to such a configuration, and the temperature measurement unit 400 may include two types of temperature measurement elements 401 as necessary. One temperature measurement element 401 may be used for simple temperature measurement, and the other may be used for temperature measurement for correcting the detection value of the infrared sensor.

このような場合、単なる温度測定にＰｔ抵抗体を温度測定素子４０１として用い、赤外線検出素子１０６と同じ材料からなる温度測定素子４０１を検出値補正用に使用することが考えられる。こうすることにより、温度測定には設置スペースが最小限の温度測定素子４０１を用い、赤外線の検出値を簡易に、かつ正確に補正することができる。 In such a case, it is conceivable to use a Pt resistor as the temperature measurement element 401 for simple temperature measurement, and use the temperature measurement element 401 made of the same material as the infrared detection element 106 for correcting the detection value. In this way, the temperature measurement element 401 with the minimum installation space can be used for temperature measurement, and the infrared detection value can be corrected easily and accurately.

本発明の実施形態１の赤外線センサを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the infrared sensor of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１の赤外線センサの製造方法を説明するための工程図である。It is process drawing for demonstrating the manufacturing method of the infrared sensor of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態２の赤外線センサの構成を説明するための上面図である。It is a top view for demonstrating the structure of the infrared sensor of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態３の赤外線センサの構成を説明するための上面図である。It is a top view for demonstrating the structure of the infrared sensor of Embodiment 3 of this invention. 一般的な量子型赤外線センサの構成を説明するための図であって、量子型赤外線センサに用いられる受光部を示した断面図である。It is a figure for demonstrating the structure of a general quantum type infrared sensor, Comprising: It is sectional drawing which showed the light-receiving part used for a quantum type infrared sensor. 従来のセンサチップを説明するための上面図である。It is a top view for demonstrating the conventional sensor chip. 図６に示したセンサチップを封止して赤外線センサにする処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which seals the sensor chip shown in FIG. 6, and makes it an infrared sensor.

Explanation of symbols

１０１基板
１０２受光部
１０３、３０３パッド部
１０４、３０４配線
１０６赤外線検出素子
１０７ａ，１０７ｂパッド
１０８ボンディングワイヤ
２０１センサチップ
２０６粘着テープ
２０７リードフレーム
２０９封止部材
３００、４００温度測定部
３０１、４０１温度測定素子
３０７ａ、３０７ｂ、３０７ｃ、３０７ｄパッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Substrate 102 Light-receiving part 103, 303 Pad part 104, 304 Wiring 106 Infrared detection element 107a, 107b Pad 108 Bonding wire 201 Sensor chip 206 Adhesive tape 207 Lead frame 209 Sealing member 300, 400 Temperature measurement part 301, 401 Temperature measurement element 307a, 307b, 307c, 307d pad

Claims

A light-receiving unit composed of a plurality of quantum-type infrared detection elements formed on a substrate;
A plurality of pads for outputting electrically connected to Rutotomoni by wiring and the light receiving portion, is connected to the outside of the substrate via a bonding wire, the electric signal output from the light receiving portion to the outside,
With
A plurality of the pads are provided at a central portion of the substrate, and the infrared detection elements are arranged around the plurality of pads.

The infrared sensor according to claim 1, wherein the substrate includes at least one material of GaAs, Si, InAs, InP, and Ge.

The infrared detecting element, an infrared sensor according to claim 1 or 2, characterized in that to detect the infrared radiation incident through the substrate.

Further comprising at least one temperature measuring element for measuring the temperature of the light receiving unit;
The temperature measuring device, the plurality of the pads, among the plurality of the infrared detecting element, any one of claims 1 3, characterized in that it is located closer than any of the infrared detection element The infrared sensor described in 1.

Further comprising at least one temperature measuring element for measuring the temperature of the light receiving unit;
The temperature measuring device, an infrared sensor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is arranged in a plurality of gaps of the pad together.

The wiring in the substrate, the infrared sensor according to claim 1, any one of 5, characterized in that formed on the pad the same layer on.

A light receiving part forming step of forming a light receiving part composed of a plurality of quantum type infrared detection elements on the substrate;
The light receiving portion are electrically connected the the light receiving portion and the wiring formed by the formation step Rutotomoni, is connected via a bonding wire to the outside of the substrate, and outputs the electric signal output from the light receiving portion to the outside Forming a plurality of pads,
In the pad forming step, a plurality of the pads are provided in a central portion of the substrate, and the infrared detection elements are arranged around the plurality of pads.

A sensor chip forming step of forming a sensor chip by dicing the substrate;
A fixing step of fixing the sensor chip formed in the sensor chip forming step on an adhesive tape affixed to a lead frame;
A wire bonding step of crimping a bonding wire to the sensor chip fixed by the fixing step;
The manufacturing method of the infrared sensor of Claim 7 characterized by the above-mentioned.