JP6932277B1 - 赤外線センサおよび赤外線センサの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1および図2を用いて、実施の形態1に係る赤外線センサ100の構成を説明する。図1は、図2のI−I線に沿った断面図である。
複数の画素PXは、Y軸方向(図1参照)およびX軸方向(図2参照)に沿って二次元アレイ状に配置されている。これにより、画素アレイPXAが形成されている。複数の画素PXの各々は、互いに接続された2つの赤外線検出素子11を含んでいる。2つの赤外線検出素子11の一方は、複数の列信号線1Cのうち1つの列信号線1Cに接続されている。2つの赤外線検出素子11の他方は、複数の行信号線1Lのうち1つの行信号線1Lに接続されている。
本実施の形態に係る赤外線センサ100によれば、図1に示されるように、封止枠3および第1接続部4の各々は、第1主面1aと第2主面2aとに挟み込まれている。このため、第1主面1aと第2主面2aとによって封止枠3および第1接続部4の各々を挟み込むことができる。よって、第1主面1aと第2主面2aとによって封止枠3および第1接続部4の各々を一緒に挟み込むことができる。したがって、内部空間ISの封止と、第1半導体基板1と第2半導体基板2との電気的な接続とを一緒に行うことができる。よって、赤外線センサ100の製造コストの増加を抑制することができる。
次に、図11を用いて、実施の形態2に係る赤外線センサ100の構成を説明する。実施の形態2は、特に説明しない限り、上記の実施の形態1の変形例と同一の構成、製造方法および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態1の変形例と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
本実施の形態に係る赤外線センサ100によれば、図11に示されるように、凹部Gは、赤外線検出素子11と向かい合う位置において、第2主面部Pから凹むように設けられている。このため、内部空間ISの体積は、第2主面2aの全てが平坦である場合よりも大きい。内部空間ISの体積が大きいほど、内部空間ISの温度変化を抑制することができる。したがって、赤外線センサ100の感度を向上させることができる。
次に、図12を用いて、実施の形態3に係る赤外線センサ100の構成を説明する。実施の形態3は、特に説明しない限り、上記の実施の形態1の変形例と同一の構成、製造方法および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態1の変形例と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
本実施の形態に係る赤外線センサ100によれば、図12に示されるように、第1半導体基板1は、第1基板部13と、第1赤外線透過部IT1とを含んでいる。第1赤外線透過部IT1は、第1基板部13よりも赤外線IRを透過させるように構成されている。このため、赤外線IRが第1基板部13を通って赤外線検出素子11に入射する場合よりも、赤外線検出素子11に入射する赤外線IRの強度を向上させることができる。よって、赤外線センサ100の感度を向上させることができる。
次に、図13を用いて、実施の形態4に係る赤外線センサ100の構成を説明する。実施の形態4は、特に説明しない限り、上記の実施の形態3と同一の構成、製造方法および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態3と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
本実施の形態に係る赤外線センサ100によれば、図13に示されるように、凹部Gは、赤外線検出素子11と向かう位置において、第2主面部Pから凹むように設けられている。したがって、赤外線センサ100の感度を向上させることができる。
次に、図14を用いて、実施の形態5に係る赤外線センサ100の構成を説明する。実施の形態5は、特に説明しない限り、上記の実施の形態3と同一の構成、製造方法および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態3と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
本実施の形態に係る赤外線センサ100によれば、赤外線センサ100は、さらに反射防止膜6を含んでいる。反射防止膜6は、第1主面1aに対して第2主面2aとは反対側に配置されている。このため、反射防止膜6は、第1裏面1bを覆っている。よって、赤外線IRが第1半導体基板1の第1裏面1b側から赤外線検出素子11に入射した場合であっても、赤外線IRの反射によって迷光成分が発生することを抑制することができる。これにより、第1半導体基板1内で散乱した赤外線IRが赤外線検出素子11に入射することを抑制することができる。また、赤外線IRが第1半導体基板1の第1裏面1b側から赤外線検出素子11に入射した場合であっても、赤外線センサ100の感度を向上させることができる。
次に、図15および図16を用いて、実施の形態6に係る赤外線センサ100の構成を説明する。図15は、図16のXV−XV線に沿った断面図である。実施の形態6は、特に説明しない限り、上記の実施の形態1の変形例と同一の構成、製造方法および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態1の変形例と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
本実施の形態に係る赤外線センサ100によれば、図15に示されるように、第2接続部5は、第1接続部4とは異なる外径を有している。このため、内部空間ISの体積、第1接続部4の外径、複数の第1接続部分41(図16参照)の数などに応じて、第2接続部5の外径を調整することができる。これにより、第1半導体基板1と第2半導体基板2とが接合される際に、封止枠3、第1接続部4および第2接続部5に加わる荷重の分散を調整することができる。したがって、第1半導体基板1と第2半導体基板2とを高い精度で接合することができる。
Claims (17)
- 第1主面と、前記第1主面に配置された赤外線検出素子とを含む第1半導体基板と、
前記第1主面に向かい合う第2主面と、前記赤外線検出素子の信号を処理するように構成された信号処理回路とを含む第2半導体基板と、
前記第1半導体基板と前記第2半導体基板とに接続され、かつ前記第1主面に配置された前記赤外線検出素子を取り囲んでおり、かつ前記第1主面、前記赤外線検出素子および前記第2主面とで密封状態に封止された内部空間を形成する封止枠と、
前記封止枠の外側において前記第1主面上に設けられ、かつ前記赤外線検出素子と前記信号処理回路とを電気的に接続している第1接続部とを備え、
前記内部空間は、前記第1主面、前記赤外線検出素子、前記第2主面および前記封止枠によって密封状態に封止されており、
前記封止枠および前記第1接続部の各々は、前記第1主面と前記第2主面とに挟み込まれており、
前記信号処理回路は、前記内部空間の外側の領域に配置されている、赤外線センサ。 - 第1主面と、前記第1主面に配置された赤外線検出素子とを含む第1半導体基板と、
前記第1主面に向かい合う第2主面と、前記赤外線検出素子の信号を処理するように構成された信号処理回路とを含む第2半導体基板と、
前記第1半導体基板と前記第2半導体基板とに接続され、かつ前記第1主面、前記赤外線検出素子および前記第2主面とで内部空間を取り囲む封止枠と、
前記赤外線検出素子と前記信号処理回路とを電気的に接続している第1接続部とを備え、
前記内部空間は、前記第1主面、前記赤外線検出素子、前記第2主面および前記封止枠によって密封状態に封止されており、
前記封止枠および前記第1接続部の各々は、前記第1主面と前記第2主面とに挟み込まれており、
第2接続部をさらに備え、
前記第2接続部は、前記第1主面と前記第2主面とに挟み込まれており、
前記第2接続部は、前記第1接続部および前記封止枠よりも高い融点を有している、赤外線センサ。 - 前記第1主面に対して前記第2半導体基板とは反対側に配置された反射防止膜をさらに備え、
前記反射防止膜は、赤外線の反射を防止するように構成されている、請求項1または2に記載の赤外線センサ。 - 前記第1半導体基板は、第1基板部と、前記第1基板部よりも赤外線を透過させるように構成された第1赤外線透過部とを含み、
前記第1赤外線透過部は、前記赤外線検出素子に向かい合っている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の赤外線センサ。 - 前記第2主面に対して前記第1半導体基板とは反対側に配置された反射防止膜をさらに備え、
前記反射防止膜は、赤外線の反射を防止するように構成されている、請求項1または2に記載の赤外線センサ。 - 前記第2半導体基板は、第2基板部と、前記第2基板部よりも赤外線を透過させるように構成された第2赤外線透過部とを含み、
前記第2赤外線透過部は、前記赤外線検出素子に向かい合っている、請求項1、2および5のいずれか1項に記載の赤外線センサ。 - 前記第2主面は、第2主面部と、凹部とを含み、
前記凹部は、前記赤外線検出素子と向かい合う位置において、前記第2主面部から凹むように設けられている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の赤外線センサ。 - 第2接続部をさらに備え、
前記第2接続部は、前記第1主面と前記第2主面とに挟み込まれている、請求項1に記載の赤外線センサ。 - 前記第2接続部は、前記第1主面と前記第2主面とに挟み込まれている、請求項2に記載の赤外線センサ。
- 前記第2接続部は、前記第1接続部とは異なる外径を有している、請求項8または9に記載の赤外線センサ。
- 前記第2接続部は、前記第1接続部および前記封止枠よりも高い融点を有している、請求項8〜10のいずれか1項に記載の赤外線センサ。
- 前記第1接続部および前記封止枠の各々の材料は、導電性を有している、請求項1〜11のいずれか1項に記載の赤外線センサ。
- 前記第1接続部の材料は、前記封止枠の材料と同じである、請求項1〜12のいずれか1項に記載の赤外線センサ。
- 前記内部空間は、真空状態で封止されている、請求項1〜13のいずれか1項に記載の赤外線センサ。
- 第1主面および前記第1主面に配置された赤外線検出素子を含む第1半導体基板と、第2主面および前記赤外線検出素子の信号を処理するように構成された信号処理回路を含む第2半導体基板と、封止枠と、第1接続部とが準備される工程と、
前記第1主面、前記赤外線検出素子および前記第2主面に前記封止枠および前記第1接続部の各々が挟み込まれることで、前記第1主面、前記赤外線検出素子、前記第2主面および前記封止枠によって密封状態に封止された内部空間が形成され、かつ前記封止枠が前記第1主面に配置された前記赤外線検出素子を取り囲み、かつ前記信号処理回路が前記内部空間の外側の領域に配置され、かつ前記封止枠の外側において前記第1接続部によって前記赤外線検出素子と前記信号処理回路とが電気的に接続される工程とを備えた、赤外線センサの製造方法。 - 前記内部空間は、真空雰囲気において、前記第1主面、前記赤外線検出素子、前記第2主面および前記封止枠によって密封状態に封止される、請求項15に記載の赤外線センサの製造方法。
- 第2接続部がさらに準備され、
前記第2接続部が前記封止枠および前記第1接続部とともに前記第1主面と前記第2主面とに挟み込まれる、請求項15または16に記載の赤外線センサの製造方法。
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