JPH05315627A - 裏面入射型光検出装置 - Google Patents
裏面入射型光検出装置Info
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- JPH05315627A JPH05315627A JP4118935A JP11893592A JPH05315627A JP H05315627 A JPH05315627 A JP H05315627A JP 4118935 A JP4118935 A JP 4118935A JP 11893592 A JP11893592 A JP 11893592A JP H05315627 A JPH05315627 A JP H05315627A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
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- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
- H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 素子特性の低下を防ぐ。
【構成】 一般の裏面入射型光検出装置は、 「冷却ヘ
ッド(23)を受け入れる凹部」と「検出すべき光(31)を入
射させる窓材(4) を備えた窓」を有する真空容器(1) 、
前記凹部を容器(1) 内から見ると凸部(21)に見えるが、
凸部(21)上に接合された底板(6) 、底板(6) の周辺部に
接合したパッケージ枠(5) 、枠(5) の一部を構成し、枠
の上部から中心方向に突出したリブ(5a)、及び、裏面が
窓側に向いており、周辺部の表面又は裏面がリブ(5a)に
載置する形で接合された光検出素子(7) からなる。本発
明の特徴は、素子(7) の側面と枠(5) との間に存在する
隙間に、熱を伝導する中間物(10)を充填したことにあ
る。 【効果】 素子(7) が十分に冷却されて、素子特性の低
下が防止される。
ッド(23)を受け入れる凹部」と「検出すべき光(31)を入
射させる窓材(4) を備えた窓」を有する真空容器(1) 、
前記凹部を容器(1) 内から見ると凸部(21)に見えるが、
凸部(21)上に接合された底板(6) 、底板(6) の周辺部に
接合したパッケージ枠(5) 、枠(5) の一部を構成し、枠
の上部から中心方向に突出したリブ(5a)、及び、裏面が
窓側に向いており、周辺部の表面又は裏面がリブ(5a)に
載置する形で接合された光検出素子(7) からなる。本発
明の特徴は、素子(7) の側面と枠(5) との間に存在する
隙間に、熱を伝導する中間物(10)を充填したことにあ
る。 【効果】 素子(7) が十分に冷却されて、素子特性の低
下が防止される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、裏面入射型光検出装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】裏面入射型光検出装置の一例として、素
子冷却を必要とする裏面入射型赤外線固体撮像装置があ
る。この場合、撮像すべき像は多数の画素に分けて受光
又は検出される。従って、光検出素子は、多数の画素を
画素ごとに受光又は検出する受光部を有する。１画素に
おける赤外線の検出に、一般にショトキーバリアダイオ
ード（受光部）が用いられる。受光部や信号出力部は半
導体基板の表面に形成してあり、同基板が赤外線を透過
するため、光は基板の裏面側から入射させて受光部に到
達させる。図２は、従来の裏面入射型赤外線固体撮像装
置の概略垂直断面図である。この装置は、主として、
「冷却ヘッド(23)を受け入れる凹部(21)」と「検出すべ
き光(31)を入射させる窓材を備えた窓(4) 」を有する真
空容器(1) 、前記凹部(21)を前記容器内から見ると凸部
に見えるが、この凸部上に接合された底板(6) 、該底板
(6) の周辺部に接合したパッケージ枠(5) 、該枠(5) の
一部を構成し、該枠の上部から中心方向に突出したリブ
(5a)、及び、裏面が前記窓側に向いており周辺部の表面
又は裏面が前記リブ(5a)に載置する形で接合された光検
出素子(7) からなる。特開平２−214,158 号の第３図に
示された装置もほぼ同じものである。ここでは、底板
(6) はベース部(4a)と呼ばれている。
子冷却を必要とする裏面入射型赤外線固体撮像装置があ
る。この場合、撮像すべき像は多数の画素に分けて受光
又は検出される。従って、光検出素子は、多数の画素を
画素ごとに受光又は検出する受光部を有する。１画素に
おける赤外線の検出に、一般にショトキーバリアダイオ
ード（受光部）が用いられる。受光部や信号出力部は半
導体基板の表面に形成してあり、同基板が赤外線を透過
するため、光は基板の裏面側から入射させて受光部に到
達させる。図２は、従来の裏面入射型赤外線固体撮像装
置の概略垂直断面図である。この装置は、主として、
「冷却ヘッド(23)を受け入れる凹部(21)」と「検出すべ
き光(31)を入射させる窓材を備えた窓(4) 」を有する真
空容器(1) 、前記凹部(21)を前記容器内から見ると凸部
に見えるが、この凸部上に接合された底板(6) 、該底板
(6) の周辺部に接合したパッケージ枠(5) 、該枠(5) の
一部を構成し、該枠の上部から中心方向に突出したリブ
(5a)、及び、裏面が前記窓側に向いており周辺部の表面
又は裏面が前記リブ(5a)に載置する形で接合された光検
出素子(7) からなる。特開平２−214,158 号の第３図に
示された装置もほぼ同じものである。ここでは、底板
(6) はベース部(4a)と呼ばれている。
【０００３】光検出素子(7) は、ここでは固体撮像素子
であるが、機械的保護のため、パッケージ枠(5) と底板
(6) からなるパッケージで包装されている。底板(6) は
「ふた材」とも呼ばれる。光検出素子(7) は光の検出中
に発熱するので、冷却が必要である。冷却すると、露結
するので、光検出素子(7) はパッケージと共に真空容器
(1) の内部に配置されている。真空容器(1) は一般にデ
ュア又はデュワと呼ばれる。容器(1) の内部は、真空ポ
ンプ接続口(22)を通して真空に引かれ、真空空間とな
る。真空空間では熱が伝導しないので、真空容器(1)
は、凹部(21)を有しており、この凹部(21)に冷却ヘッド
(23)を嵌入させる。 凹部(21)は、真空容器(1) 内から
見ると凸部に見えるが、この凸部の尖端平面上に底板
(6) を接触させる。
であるが、機械的保護のため、パッケージ枠(5) と底板
(6) からなるパッケージで包装されている。底板(6) は
「ふた材」とも呼ばれる。光検出素子(7) は光の検出中
に発熱するので、冷却が必要である。冷却すると、露結
するので、光検出素子(7) はパッケージと共に真空容器
(1) の内部に配置されている。真空容器(1) は一般にデ
ュア又はデュワと呼ばれる。容器(1) の内部は、真空ポ
ンプ接続口(22)を通して真空に引かれ、真空空間とな
る。真空空間では熱が伝導しないので、真空容器(1)
は、凹部(21)を有しており、この凹部(21)に冷却ヘッド
(23)を嵌入させる。 凹部(21)は、真空容器(1) 内から
見ると凸部に見えるが、この凸部の尖端平面上に底板
(6) を接触させる。
【０００４】光検出素子(7) から発生した熱は、素子に
面接触（ダイボンド接合部7a）しているリブ(5a)を通し
て、枠(5) から底板(6) へと伝わる。底板(6) の熱は、
接触している容器(1) のハウジング（壁材）に伝わり、
そこから、更にそれに接触している冷却ヘッド(23)へと
伝わる。従って、枠(5) は、熱伝導性の高いアルミナ材
やＳｉＣ、ＡｌＮで作製される。また、底板(6) もアル
ミナ材やＳｉＣ、金属（例えばＣｕ）で作製される。
面接触（ダイボンド接合部7a）しているリブ(5a)を通し
て、枠(5) から底板(6) へと伝わる。底板(6) の熱は、
接触している容器(1) のハウジング（壁材）に伝わり、
そこから、更にそれに接触している冷却ヘッド(23)へと
伝わる。従って、枠(5) は、熱伝導性の高いアルミナ材
やＳｉＣ、ＡｌＮで作製される。また、底板(6) もアル
ミナ材やＳｉＣ、金属（例えばＣｕ）で作製される。
【０００５】光は受光部で電気信号に変換され、素子
(7) からワイヤボンド(8) を通して外部に取り出され
る。ワイヤボンド(8) は外の信号の入出力にも利用さ
れ、逆にそれ専用のものも存在する。図２では簡単のた
め２本しか示していない。ワイヤボンド(8) はパッケー
ジ内部リード部に接続（決線）されており、枠(5) 内を
経てパッケージ外部リード部(9) へと通じている。外部
リード部(9) は更にデュワ内部配線部(2) を通じてデュ
ワ外部端子(3) へと通じている。
(7) からワイヤボンド(8) を通して外部に取り出され
る。ワイヤボンド(8) は外の信号の入出力にも利用さ
れ、逆にそれ専用のものも存在する。図２では簡単のた
め２本しか示していない。ワイヤボンド(8) はパッケー
ジ内部リード部に接続（決線）されており、枠(5) 内を
経てパッケージ外部リード部(9) へと通じている。外部
リード部(9) は更にデュワ内部配線部(2) を通じてデュ
ワ外部端子(3) へと通じている。
【０００６】冷却ヘッド(23)は、２点鎖線（想像線）で
示してあり、液化チッ素冷却器、ジュールトムソン冷却
器、スターリングサイクル冷却器等の冷却手段の冷却部
に相当する。これによって、間接的に素子(7) を冷却す
る。
示してあり、液化チッ素冷却器、ジュールトムソン冷却
器、スターリングサイクル冷却器等の冷却手段の冷却部
に相当する。これによって、間接的に素子(7) を冷却す
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、満足
する素子特性（例えば、暗電流値が低い、信号量に
対するノイズ成分の割合が低い、画像検出の場合に画
像が鮮明である）が得られないと言う問題点があった。
本発明の目的は、かかる問題点の解決にある。
する素子特性（例えば、暗電流値が低い、信号量に
対するノイズ成分の割合が低い、画像検出の場合に画
像が鮮明である）が得られないと言う問題点があった。
本発明の目的は、かかる問題点の解決にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者はかかる問題点
を解決するため、その原因を研究したところ、光検出素
子が十分に冷却されていないことが原因であることを突
き止めた。素子は所定の温度範囲でないと、満足する特
性を示さない。そこで、本発明は、光検出素子(7) の側
面とパッケージ枠(5) との間に存在する隙間に、熱を伝
導する中間物(10)を充填したことを特徴とする。
を解決するため、その原因を研究したところ、光検出素
子が十分に冷却されていないことが原因であることを突
き止めた。素子は所定の温度範囲でないと、満足する特
性を示さない。そこで、本発明は、光検出素子(7) の側
面とパッケージ枠(5) との間に存在する隙間に、熱を伝
導する中間物(10)を充填したことを特徴とする。
【０００９】
【作用】従来の装置（図２）では、素子(7) の表面又は
裏面（図２では裏面）が周辺部において、僅かな接触面
積でリブ(5a)つまり枠(5) と接触しているだけである。
素子(7) からの熱はこの僅かな接触面積を通じて放熱さ
れるにすぎない。 素子(7) の側面は真空空間に露出し
ている。
裏面（図２では裏面）が周辺部において、僅かな接触面
積でリブ(5a)つまり枠(5) と接触しているだけである。
素子(7) からの熱はこの僅かな接触面積を通じて放熱さ
れるにすぎない。 素子(7) の側面は真空空間に露出し
ている。
【００１０】それに対して、本発明の装置（図１）で
は、素子(7) の側面に中間物(10)が接触しているので、
中間物(10)を通じても枠(5) へと放熱される。従って、
素子の冷却が十分に行われる。このことが素子特性を満
足させる。中間物(10)は、素子(7) の側面全部つまり全
周囲に存在することが好ましい。また、光入射側と反対
側の素子面（図１の例では表面）の周辺部にも中間物(1
0)が接触していることが好ましい。
は、素子(7) の側面に中間物(10)が接触しているので、
中間物(10)を通じても枠(5) へと放熱される。従って、
素子の冷却が十分に行われる。このことが素子特性を満
足させる。中間物(10)は、素子(7) の側面全部つまり全
周囲に存在することが好ましい。また、光入射側と反対
側の素子面（図１の例では表面）の周辺部にも中間物(1
0)が接触していることが好ましい。
【００１１】中間物(10)としては、Ｉｎ、Ｉｎ−Ｓｎな
ど比較的低融点の金属（合金）が好ましく使用される。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、
本発明はこれに限られるものではない。
ど比較的低融点の金属（合金）が好ましく使用される。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、
本発明はこれに限られるものではない。
【００１２】
【実施例】図１は、本実施例にかかる裏面入射型赤外線
固体撮像装置（裏面入射型光検出装置の一例）の概略垂
直断面図である。この装置は、主として 「冷却ヘッド
(23)を受け入れる凹部(21)」と「検出すべき光(31)を入
射させる窓材を備えた窓(4) 」を有する真空容器(1) 、
前記凹部(21)を容器内から見ると凸部に見えるが、この
凸部上に接合された底板(6) 、該底板(6) の周辺部に接
合したパッケージ枠(5) 、該枠(5) の一部を構成し、該
枠の上部から中心方向に突出したリブ(5a)、及び、裏面
が前記窓側に向いており周辺部の表面又は裏面が前記リ
ブ(5a)に載置する形で接合された光検出素子(7) からな
る。ここまでは、従来の装置（図２）と変わらない。
固体撮像装置（裏面入射型光検出装置の一例）の概略垂
直断面図である。この装置は、主として 「冷却ヘッド
(23)を受け入れる凹部(21)」と「検出すべき光(31)を入
射させる窓材を備えた窓(4) 」を有する真空容器(1) 、
前記凹部(21)を容器内から見ると凸部に見えるが、この
凸部上に接合された底板(6) 、該底板(6) の周辺部に接
合したパッケージ枠(5) 、該枠(5) の一部を構成し、該
枠の上部から中心方向に突出したリブ(5a)、及び、裏面
が前記窓側に向いており周辺部の表面又は裏面が前記リ
ブ(5a)に載置する形で接合された光検出素子(7) からな
る。ここまでは、従来の装置（図２）と変わらない。
【００１３】パッケージ枠(5) は、おおよそ額縁の形を
しており、“たて23.1mm×よこ26.3mm×厚さ2.47mm”の
外形寸法を有し、“たて11.7mm×よこ15.6mm”の長方形
をした開口部を有する。他方、素子(7) は、たて13.7mm
×よこ17.5mm×厚さ0.35mmの長方形の板状をしている。
ここに20〜40万の画素（受光部）が形成されている。底
板(6) の厚さは0.8mm である。
しており、“たて23.1mm×よこ26.3mm×厚さ2.47mm”の
外形寸法を有し、“たて11.7mm×よこ15.6mm”の長方形
をした開口部を有する。他方、素子(7) は、たて13.7mm
×よこ17.5mm×厚さ0.35mmの長方形の板状をしている。
ここに20〜40万の画素（受光部）が形成されている。底
板(6) の厚さは0.8mm である。
【００１４】本実施例の装置の特徴点は、素子(7) の４
側面全周とパッケージ枠(5) との間に存在する隙間に、
熱を伝導する中間物(10)が充填されていることである。
中間物(10)は、素子(7) をリブ(5a)にダイボンドした後
に、ロウ付け又はハンダ付けなどの手段で充填すること
ができる。
側面全周とパッケージ枠(5) との間に存在する隙間に、
熱を伝導する中間物(10)が充填されていることである。
中間物(10)は、素子(7) をリブ(5a)にダイボンドした後
に、ロウ付け又はハンダ付けなどの手段で充填すること
ができる。
【００１５】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、素子側面
とパッケージ枠との間に存在する隙間に中間物を充填し
たので、素子側面から中間物を会して枠へと逃げる第２
の放熱経路が付加される。そのため、素子が十分に冷却
され、素子特性が満足される。
とパッケージ枠との間に存在する隙間に中間物を充填し
たので、素子側面から中間物を会して枠へと逃げる第２
の放熱経路が付加される。そのため、素子が十分に冷却
され、素子特性が満足される。
【図１】は、本発明の実施例にかかる裏面入射型赤外線
固体撮像装置（裏面入射型光検出装置の一例）の概略垂
直断面図である。
固体撮像装置（裏面入射型光検出装置の一例）の概略垂
直断面図である。
【図２】は、従来の技術にかかる裏面入射型赤外線固体
撮像装置の概略垂直断面図である。
撮像装置の概略垂直断面図である。
１・・・・真空容器（デュア） ２１・
・・・凹部 ２・・・・配線 ２２・
・・・真空ポンプ接続口 ３・・・・デュア外部端子 ３１・
・・・光 ４・・・・窓 ３２・
・・・冷却ヘッド ５・・・・パッケージ枠 ５ａ・・・リブ ６・・・・底板 ７・・・・光検出素子 ７ａ・・・面接触の部分（ダイボンド接合部） ８・・・・ワイヤボンド ９・・・・パッケージ外部リード部 １０・・・中間物
・・・凹部 ２・・・・配線 ２２・
・・・真空ポンプ接続口 ３・・・・デュア外部端子 ３１・
・・・光 ４・・・・窓 ３２・
・・・冷却ヘッド ５・・・・パッケージ枠 ５ａ・・・リブ ６・・・・底板 ７・・・・光検出素子 ７ａ・・・面接触の部分（ダイボンド接合部） ８・・・・ワイヤボンド ９・・・・パッケージ外部リード部 １０・・・中間物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/108 7210−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｄ 8422−4Ｍ 31/10 Ｃ
Claims (2)
- 【請求項１】 「冷却ヘッドを受け入れる凹部」と「検
出すべき光を入射させる窓材を備えた窓」を有する真空
容器、前記凹部を前記容器内から見ると凸部に見える
が、この凸部上に接合された底板、該底板の周辺部に接
合したパッケージ枠、該枠の一部を構成し、該枠の上部
から中心方向に突出したリブ、及び、裏面が前記窓側に
向いており周辺部の表面又は裏面が前記リブに載置する
形で接合された光検出素子からなる裏面入射型光検出装
置において、 前記光検出素子の側面と前記パッケージ枠との間に存在
する隙間に、熱を伝導する中間物を充填したことを特徴
とする装置。 - 【請求項２】 光が赤外線であることを特徴とする請求
項１記載の裏面入射型光検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4118935A JPH05315627A (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | 裏面入射型光検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4118935A JPH05315627A (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | 裏面入射型光検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05315627A true JPH05315627A (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=14748871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4118935A Pending JPH05315627A (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | 裏面入射型光検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05315627A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022091696A (ja) * | 2020-12-09 | 2022-06-21 | オメガ・エス アー | 等温クロック機器 |
| JP2022091697A (ja) * | 2020-12-09 | 2022-06-21 | オメガ・エス アー | ウオッチケースを接続するための要素を備えるデュワー機器のケーシング |
-
1992
- 1992-05-12 JP JP4118935A patent/JPH05315627A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022091696A (ja) * | 2020-12-09 | 2022-06-21 | オメガ・エス アー | 等温クロック機器 |
| JP2022091697A (ja) * | 2020-12-09 | 2022-06-21 | オメガ・エス アー | ウオッチケースを接続するための要素を備えるデュワー機器のケーシング |
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