JPH0453271A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0453271A JPH0453271A JP2161212A JP16121290A JPH0453271A JP H0453271 A JPH0453271 A JP H0453271A JP 2161212 A JP2161212 A JP 2161212A JP 16121290 A JP16121290 A JP 16121290A JP H0453271 A JPH0453271 A JP H0453271A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業−1−の利用分野)
本発明は、赤外線撮像素子に使用される赤外線検知素子
(以ド、赤外線センサと略す)、特にインジウム・アン
チモン(InSb)に複数個のp−n接合を設けた赤外
線センサの製造方法に関する。
(以ド、赤外線センサと略す)、特にインジウム・アン
チモン(InSb)に複数個のp−n接合を設けた赤外
線センサの製造方法に関する。
(従来の技術)
赤外線撮像素子には数種類のものが提案されている。こ
こでは、赤外線センサであるフ第1・ダイオード・アレ
イ(以下PDAと略す)で赤外線を受光し、その光電変
換機能により生じた電気信号を、電荷転送素子(以下C
CDと略す)で処理する構成を例にとって説明する。
こでは、赤外線センサであるフ第1・ダイオード・アレ
イ(以下PDAと略す)で赤外線を受光し、その光電変
換機能により生じた電気信号を、電荷転送素子(以下C
CDと略す)で処理する構成を例にとって説明する。
赤外線用電荷転送素子(以ドI R−CCDと略す)で
は、赤外線センサであるPDAと、信号処理部であるC
CDとを、通常インジウム・バンプによって電気的1機
械的に結合したノ1イブリッド構造とする場合が多い。
は、赤外線センサであるPDAと、信号処理部であるC
CDとを、通常インジウム・バンプによって電気的1機
械的に結合したノ1イブリッド構造とする場合が多い。
PDAによる光電変換で生じた赤外信号は、インジウム
・バンプを通じてCCDに送られ、そこで電気的に処理
されて赤外線画像が得られる。この方式はPDA、CC
Dとも各々その特性を最適化できるという長所がある。
・バンプを通じてCCDに送られ、そこで電気的に処理
されて赤外線画像が得られる。この方式はPDA、CC
Dとも各々その特性を最適化できるという長所がある。
IR−CODでは使用波長帯によって、赤外線センサと
して用いる材料が異なる。3〜5.5pm帯では量子効
率がよく、また良好な結晶が得られる二とからInSb
がしばしば用いられる。
して用いる材料が異なる。3〜5.5pm帯では量子効
率がよく、また良好な結晶が得られる二とからInSb
がしばしば用いられる。
従来法によるInSbのPDAの製作工程を第3図で説
明する。先ずn形基板1にMg、又はBeのイオン注入
法、あるいはCd又はZnの拡散法により、p−n接合
を形成する。その後で絶縁膜3を形成し、電極金属4を
形成するとウェハニー程は終了する。この後ダイシング
を行い、個々のチップに分離する(第3図(a))。上
に述べた方式のIR−CCDては、PDAの裏面がら赤
外線を入射するのてPDAチップの厚さを薄くしなけれ
ばならない。チップか厚いと、光電変換で生じたポール
か途中で再結合して消滅したり、またホールが隣のp−
n接合に拡散してしまう、いわゆるクロスト−りで画像
が不鮮明になったりするからである。そこでチップにし
てから、表面をワックス5てガラス板等の保持板6に貼
り付け、裏面を研磨して201+m程度に薄くする(第
3図(b))。
明する。先ずn形基板1にMg、又はBeのイオン注入
法、あるいはCd又はZnの拡散法により、p−n接合
を形成する。その後で絶縁膜3を形成し、電極金属4を
形成するとウェハニー程は終了する。この後ダイシング
を行い、個々のチップに分離する(第3図(a))。上
に述べた方式のIR−CCDては、PDAの裏面がら赤
外線を入射するのてPDAチップの厚さを薄くしなけれ
ばならない。チップか厚いと、光電変換で生じたポール
か途中で再結合して消滅したり、またホールが隣のp−
n接合に拡散してしまう、いわゆるクロスト−りで画像
が不鮮明になったりするからである。そこでチップにし
てから、表面をワックス5てガラス板等の保持板6に貼
り付け、裏面を研磨して201+m程度に薄くする(第
3図(b))。
その後、裏面を紫外線硬化樹脂7でサファイア基板8に
貼り(−1け、表面の保持板6を除去するとPDAの工
程は終了する(第3図(C))。この後、インジウム・
バンブてCCDと接続し、■R−CCD素子とする。こ
の方法では、赤外線センサであるI nSbチップを1
個毎に研磨j〜なければならない。
貼り(−1け、表面の保持板6を除去するとPDAの工
程は終了する(第3図(C))。この後、インジウム・
バンブてCCDと接続し、■R−CCD素子とする。こ
の方法では、赤外線センサであるI nSbチップを1
個毎に研磨j〜なければならない。
(発明が解決しようとする課題)
上記の方法では、研磨工程では多大の手間と時間を必要
とし、またI nSbは脆いので研磨で割れたり傷が生
したりして使えなくなるものが多く、歩留りが低いとい
う問題があった。また、つ工−ハ段階でもInSbは脆
いので非常に割れやすく、取扱いに注意をしなければな
らないという欠点があった。
とし、またI nSbは脆いので研磨で割れたり傷が生
したりして使えなくなるものが多く、歩留りが低いとい
う問題があった。また、つ工−ハ段階でもInSbは脆
いので非常に割れやすく、取扱いに注意をしなければな
らないという欠点があった。
そこで本発明は、」二記の欠点を除去すべくなされたも
ので、ウェーハ段階でInSb層を薄く研磨し、チップ
状態にしてからの研磨工程を省略した、歩留りのよいI
nSb赤外センザセンサ方法を提供することを目的とす
る。
ので、ウェーハ段階でInSb層を薄く研磨し、チップ
状態にしてからの研磨工程を省略した、歩留りのよいI
nSb赤外センザセンサ方法を提供することを目的とす
る。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
上記[1的を達成するために、本発明では、脆い1ns
bウエーハと、波長5.51」m以下の赤外光に対し透
過波長帯を有する物質のウェーハとを前景て貼り合わせ
ることにより、丈夫で一体のウェハとする。次いでウェ
ーハ段階でInSb層を薄く研磨し、ここに複数個のp
−n接合を形成することにより、チップ状態での研磨工
程を省略する。
bウエーハと、波長5.51」m以下の赤外光に対し透
過波長帯を有する物質のウェーハとを前景て貼り合わせ
ることにより、丈夫で一体のウェハとする。次いでウェ
ーハ段階でInSb層を薄く研磨し、ここに複数個のp
−n接合を形成することにより、チップ状態での研磨工
程を省略する。
(作用)
本発明のInSb赤外線センサの製造方法では、InS
bウェーハと、波長5.5μm以下の赤外線に対し透過
波長帯を有する物質のウェーハとを貼り合わせて、丈夫
で一体のウェーハとする。
bウェーハと、波長5.5μm以下の赤外線に対し透過
波長帯を有する物質のウェーハとを貼り合わせて、丈夫
で一体のウェーハとする。
これをウェーハの状態でInSb層を研磨 エツチング
等により薄くした後、InSb層に複数個のp−n接合
を形成するので、チップ状態にしてからの研磨工程を省
略することができる。このためチップ状態で研磨した場
合に発生した、割れや傷不良、研磨二に程で必要であっ
た多大の時間と手数を著しく減少させることができる。
等により薄くした後、InSb層に複数個のp−n接合
を形成するので、チップ状態にしてからの研磨工程を省
略することができる。このためチップ状態で研磨した場
合に発生した、割れや傷不良、研磨二に程で必要であっ
た多大の時間と手数を著しく減少させることができる。
(実施例)
以下、この発明の実施例について、図面を参照し2て説
明する。第1図は、この発明の一実施例に係る赤外線セ
ンサであるPDAの製造の手順を示した工程断面図であ
る。まずI nSb基板12と、波長3〜5.51+m
の赤外線の全領域で、はぼ100%の透過率を有する物
質であるサファイア基板]1とを、貼り合わせる。In
Sbと貼り合わせる物質については、波長5.51+m
以下の赤外線に対し、透過率のよいもの程好ましい。こ
のウェーハ同士の貼り合わせについては特許第1420
.1.09号にSiウェーハ同士について述べられてい
る。
明する。第1図は、この発明の一実施例に係る赤外線セ
ンサであるPDAの製造の手順を示した工程断面図であ
る。まずI nSb基板12と、波長3〜5.51+m
の赤外線の全領域で、はぼ100%の透過率を有する物
質であるサファイア基板]1とを、貼り合わせる。In
Sbと貼り合わせる物質については、波長5.51+m
以下の赤外線に対し、透過率のよいもの程好ましい。こ
のウェーハ同士の貼り合わせについては特許第1420
.1.09号にSiウェーハ同士について述べられてい
る。
本発明も同様の工程で行う。I nSb基板12を表面
粗さ500A以下の鏡面に研磨した後]・リクレン処理
、アセトン処理、エタノール置換により脱脂処理を行っ
た。次に濃リン酸に1分間浸漬した後、水洗し、スピン
ナ乾燥した。サファイア基板11は表面粗さ500A以
下の鏡面に研磨した後、中性洗剤で洗浄してゴミ等の付
着物を除き、次いで過酸化水素:硫酸−に3の混合液中
でボイルして油分を除去してから、水洗した。さらに−
r−タンール置換で脱水しスピンナ乾燥した後、ゴミt
¥#m 20 個/ ni’以下のクリーンルーム内で
1nSb基板12とサファイア基板11の鏡面研磨面同
士を密着させた。これだけでInSb基板12とサファ
イア基板11とが結合し、1枚のウェハになった。接着
剤は不要である。この結合方法では鏡面の平坦度が重要
であり、平坦度が悪いと結合しない。結合のメカニズム
に関しては鏡面部分に吸着した水分子の水素結合による
とが、ファン・デア・ワールス力によるとがの説がある
。
粗さ500A以下の鏡面に研磨した後]・リクレン処理
、アセトン処理、エタノール置換により脱脂処理を行っ
た。次に濃リン酸に1分間浸漬した後、水洗し、スピン
ナ乾燥した。サファイア基板11は表面粗さ500A以
下の鏡面に研磨した後、中性洗剤で洗浄してゴミ等の付
着物を除き、次いで過酸化水素:硫酸−に3の混合液中
でボイルして油分を除去してから、水洗した。さらに−
r−タンール置換で脱水しスピンナ乾燥した後、ゴミt
¥#m 20 個/ ni’以下のクリーンルーム内で
1nSb基板12とサファイア基板11の鏡面研磨面同
士を密着させた。これだけでInSb基板12とサファ
イア基板11とが結合し、1枚のウェハになった。接着
剤は不要である。この結合方法では鏡面の平坦度が重要
であり、平坦度が悪いと結合しない。結合のメカニズム
に関しては鏡面部分に吸着した水分子の水素結合による
とが、ファン・デア・ワールス力によるとがの説がある
。
貼り合わせたウェーハは、このままでは結合力が弱いの
で、結合力を増すため、このウェーハを300℃、窒素
芥囲気中で1時間熱処理を行う。
で、結合力を増すため、このウェーハを300℃、窒素
芥囲気中で1時間熱処理を行う。
このようにすることにより、InSbw板]2とサファ
イア基板11とが強固に結合し、ilJかれなくなる(
第1図(l]))。このようにI nSbとサファイア
とが一体化したウェーハて、サファイアは波長3〜5.
5pm帯の赤外線に対しては、はぼ透明であるから、I
nSbの赤外領域の特性に同等悪影響を及ぼさない。
イア基板11とが強固に結合し、ilJかれなくなる(
第1図(l]))。このようにI nSbとサファイア
とが一体化したウェーハて、サファイアは波長3〜5.
5pm帯の赤外線に対しては、はぼ透明であるから、I
nSbの赤外領域の特性に同等悪影響を及ぼさない。
また、サファイアはI n S I)層の結晶性に関し
ても悪影響がなく、良好な結晶性がそのまま保持される
。
ても悪影響がなく、良好な結晶性がそのまま保持される
。
次に一体化したウェーハのInSb層]2を研磨で薄く
し、I n S b 12の厚さを約1.01」mにす
る(第1図(C))。InSbnSb層薄くするには、
化学エツチングや電解研磨でも可能であるが、面内の厚
さの均一性を考えると通常の研磨による方法が勝れてい
る。研磨でダメージが入ったとしても最後に化学エツチ
ングによって簡+11−にダメージを除去できる。I
nSb層の厚さを50 t+m程度にすれば、一応の赤
外画像の特性が得られる。しかし、クロストークを考え
た場合、5o11mではクロストークが大きく、像がは
けるという欠点がある。
し、I n S b 12の厚さを約1.01」mにす
る(第1図(C))。InSbnSb層薄くするには、
化学エツチングや電解研磨でも可能であるが、面内の厚
さの均一性を考えると通常の研磨による方法が勝れてい
る。研磨でダメージが入ったとしても最後に化学エツチ
ングによって簡+11−にダメージを除去できる。I
nSb層の厚さを50 t+m程度にすれば、一応の赤
外画像の特性が得られる。しかし、クロストークを考え
た場合、5o11mではクロストークが大きく、像がは
けるという欠点がある。
逆に極端に薄い場合は量子効率が悪くなる。これらのク
ロスI・−り、量子効率を考慮すると、I nSb層の
厚さが1. OIn+程度で、最もよい特性が得られる
。
ロスI・−り、量子効率を考慮すると、I nSb層の
厚さが1. OIn+程度で、最もよい特性が得られる
。
従来法ではInSbが脆く、また軟いため、1、、01
hmまで研磨して薄くすることは困難であった。
hmまで研磨して薄くすることは困難であった。
しかし、本発明によれば、InSbは丈夫なサファイア
と一体になっているので割れ難く、研磨による傷が入り
難い。もし、研磨で傷が入ったとしても、前に述べたよ
うに研磨後に表面を化学エツチングすることにより、研
磨傷を容易に除去できる。また、この研磨工程では、最
初のウェーハ同士の貼り合せのときに必要であったよう
に厳密な表面の平坦度は必要ない。そのため、容易に1
、011mまで薄くすることができる。この後のウェー
ハ段階での素子製造工程は従来法と全く同じである。複
数のp−n接合をイオン注入法、又は拡散法で形成し、
次いで絶縁膜14.電極金属15を順次形成すると、ウ
ェーハての工程は終了する。
と一体になっているので割れ難く、研磨による傷が入り
難い。もし、研磨で傷が入ったとしても、前に述べたよ
うに研磨後に表面を化学エツチングすることにより、研
磨傷を容易に除去できる。また、この研磨工程では、最
初のウェーハ同士の貼り合せのときに必要であったよう
に厳密な表面の平坦度は必要ない。そのため、容易に1
、011mまで薄くすることができる。この後のウェー
ハ段階での素子製造工程は従来法と全く同じである。複
数のp−n接合をイオン注入法、又は拡散法で形成し、
次いで絶縁膜14.電極金属15を順次形成すると、ウ
ェーハての工程は終了する。
次にこのウェーハをダイシングし、個々のチップする(
第1図(d))。従来法では、この後側々のチップの研
磨を行った。しかし本発明によればつ工−ハ段階でIn
Sbを薄く研磨しているので個々のチップの研磨を行う
必要はない。このままStCCD 17とインジウム・
バンブ16で接続することができ、I R−CCD素子
が得られる(第2図)。
第1図(d))。従来法では、この後側々のチップの研
磨を行った。しかし本発明によればつ工−ハ段階でIn
Sbを薄く研磨しているので個々のチップの研磨を行う
必要はない。このままStCCD 17とインジウム・
バンブ16で接続することができ、I R−CCD素子
が得られる(第2図)。
なお、上記説明でInSbと貼り合わせる物質としてサ
ファイア基板を用いたが、他の物質、例えばGe(ゲル
マニウム)基板を用いても同様の効果が得られる。
ファイア基板を用いたが、他の物質、例えばGe(ゲル
マニウム)基板を用いても同様の効果が得られる。
[発明の効果]
本発明によれば脆いInSbウェーハを鏡面に研磨した
後、同じく鏡面に研磨した丈夫なサファイア基板に貼り
付け、その後加熱することで丈夫な単一ウェーハが得ら
れる。その結果、ウェハ工程で取扱いが楽になり、また
割れ難いので歩留が向上する。このInSbウェーハの
サファイア基板への貼り付は工程で、InSbに関して
は結晶性が悪くなることもなく、サファイアに関しては
波長3〜5.5−の赤外線に対して透明であるので、何
等1nSbの赤外特性に悪影響を及ぼさない。この後で
InSbを研磨するときにInSbはサファイアに保持
されているので、最もよい特性の得られる10−程度ま
で研磨することも容易にできる。また、ウェーハ状態で
InSb層を研磨して薄くした後、従来と同じ方法でp
−n接合、絶縁膜、電極金属を形成するので、従来のよ
うにダイシングして個々のチップにした後に研磨を行う
必要がない。本発明ではダイシングして個々のチップに
した後、そのままCODと圧接することができるので工
程が簡t)tになる。
後、同じく鏡面に研磨した丈夫なサファイア基板に貼り
付け、その後加熱することで丈夫な単一ウェーハが得ら
れる。その結果、ウェハ工程で取扱いが楽になり、また
割れ難いので歩留が向上する。このInSbウェーハの
サファイア基板への貼り付は工程で、InSbに関して
は結晶性が悪くなることもなく、サファイアに関しては
波長3〜5.5−の赤外線に対して透明であるので、何
等1nSbの赤外特性に悪影響を及ぼさない。この後で
InSbを研磨するときにInSbはサファイアに保持
されているので、最もよい特性の得られる10−程度ま
で研磨することも容易にできる。また、ウェーハ状態で
InSb層を研磨して薄くした後、従来と同じ方法でp
−n接合、絶縁膜、電極金属を形成するので、従来のよ
うにダイシングして個々のチップにした後に研磨を行う
必要がない。本発明ではダイシングして個々のチップに
した後、そのままCODと圧接することができるので工
程が簡t)tになる。
また従来法では個々のチップでの研磨工程での不良発生
が多く、問題であったが、本発明によれば個々のチップ
での研磨工程が不要になる。その結果、従来と比較して
、赤外センサ製作に要する時間と手数を著しく減少し、
製作歩留を大幅に向上させることができる。
が多く、問題であったが、本発明によれば個々のチップ
での研磨工程が不要になる。その結果、従来と比較して
、赤外センサ製作に要する時間と手数を著しく減少し、
製作歩留を大幅に向上させることができる。
第1図は本発明の赤外線センサの製造工程を示す断面図
、第2図は本発明に係わる赤外線センサを使用したIR
,CCD素子を示す断面図、第3図は従来法による赤外
線センサの製造工程を示す断面図である。 1、]2・・・・・・・・・・・・・・・・InSb基
板(rr形)2.1.3・・・・・・・・・・・・・旧
・・I’n5b(p形)1.01..11.2・・・・
・・・・研磨等により除去したn5b
、第2図は本発明に係わる赤外線センサを使用したIR
,CCD素子を示す断面図、第3図は従来法による赤外
線センサの製造工程を示す断面図である。 1、]2・・・・・・・・・・・・・・・・InSb基
板(rr形)2.1.3・・・・・・・・・・・・・旧
・・I’n5b(p形)1.01..11.2・・・・
・・・・研磨等により除去したn5b
Claims (1)
- InSbの鏡面研磨した面と波長5.5μm以下の赤
外線に対し透過波長帯を有する物質の鏡面研磨した面と
を直接密着させて接合し、一体のウェーハにする工程と
、前記一体のウェーハのInSb層の厚さを減少する工
程と、厚さを減少した前記InSb層に複数個のp−n
接合を形成する工程とから成る半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2161212A JPH0453271A (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2161212A JPH0453271A (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0453271A true JPH0453271A (ja) | 1992-02-20 |
Family
ID=15730742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2161212A Pending JPH0453271A (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0453271A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6946858B2 (en) | 2002-07-26 | 2005-09-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for measuring photoelectric conversion device, and process and apparatus for producing photoelectric conversion device |
US7335517B2 (en) | 1996-12-02 | 2008-02-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Multichip semiconductor device, chip therefor and method of formation thereof |
EP2023398A3 (en) * | 2003-09-09 | 2011-04-13 | Asahi Kasei EMD Corporation | Infrared sensor IC, and infrared sensor and manufacturing method thereof |
-
1990
- 1990-06-21 JP JP2161212A patent/JPH0453271A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7335517B2 (en) | 1996-12-02 | 2008-02-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Multichip semiconductor device, chip therefor and method of formation thereof |
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US8174093B2 (en) | 1996-12-02 | 2012-05-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Multichip semiconductor device, chip therefor and method of formation thereof |
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