JPH06151904A - 受光素子の製造方法 - Google Patents

受光素子の製造方法

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JPH06151904A
JPH06151904A JP4296892A JP29689292A JPH06151904A JP H06151904 A JPH06151904 A JP H06151904A JP 4296892 A JP4296892 A JP 4296892A JP 29689292 A JP29689292 A JP 29689292A JP H06151904 A JPH06151904 A JP H06151904A
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etching
multilayer film
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etchant
sulfuric acid
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JP4296892A
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Tetsuya Hanamoto
哲也 花本
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    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多層膜を有する受光素子の製造方法におい
て、製造工程の簡略化及び製造コストの低減を図る。 【構成】 低屈折率層及び高屈折率層を交互に25層積
層して成る金属酸化物の多層膜22を有する受光素子2
1の製造方法において、前記多層膜22を弗酸及び硫酸
を有するエッチング液にてエッチングしたことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、受光素子の製造方法に
関するもので、特にカメラ等の自動露光システムなどに
使用される赤外線カットフィルタ付き半導体受光素子の
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来一般に広く用いられている
ガラスフィルタ付き半導体受光装置の断面構成図であ
る。この構成は、外装用ステム1の凹部2に受光チップ
3をマウントし、該受光チップ3と外部接続用リードピ
ン4とを配線用金ワイヤー5にてワイヤーボンドし、前
記凹部2に樹脂6を注入し、前記外装用ステム1の入光
部に赤外線カット用ガラス吸収フィルタ7を設けたもの
である。
【0003】図3は、従来の多層膜フィルタ付き半導体
受光素子の断面構成図である。例えばsi等の半導体基
板上に光学的接合層を設けて受光素子(以下、「シリコ
ンウエハー」と称す。)8を形成し、該シリコンウエハ
ー8上にSiO2等から成る低屈折率層9とTiO2等か
ら成る高屈折率層10とを交互に積層して特定周波数の
波長をカットする多層膜フィルタ(以下、単に[多層
膜」と称す。)11を形成し、ドライエッチング手法
(例えば、プラズマエッチング,イオンビームエッチン
グ)により前記多層膜11をパターニング加工したもの
である。
【0004】図4は、前記多層膜フィルタ付き半導体受
光素子の製造工程を示す図であり、同図(a)〜同図
(f)に従って説明する。
【0005】図4(a)の如く、例えばsi等の半導体
基板上に光学的接合層を設けてシリコンウエハー8を形
成し、該シリコンウエハー8上にSiO2等からなる低
屈折率層とTiO2等から成る高屈折率層とを交互に積
層して特定周波数の波長をカットする多層膜11を形成
する。次に、図4(b)の如く、エッチング時のパター
ニング用メタルマスク層として、例えばCr,Cu等の
金属膜12をスパッタリング等の手法を用いて前記多層
膜11上に積層する。次に、図4(c)の如く、前記多
層膜11及び金属膜12を積層したシリコンウエハー8
表面上の油分及び水分を除去した後、レジストを用いて
パターニングを行う。レジスト膜13の形成工程は、レ
ジスト塗布(スピンコート)、プリベーク(溶剤除
去)、露光、現像、リンス、ポストベークの順に行われ
る。次に、図4(d)の如く、前記レジスト膜13のパ
ターン形成部分に露出した前記金属膜12のマスク層を
エッチング液(例えば、塩酸等)でエッチングし、所定
部分の前記多層膜11を露出させる。次に、図4(e)
の如く、所定部分に前記多層膜11を露出させたシリコ
ンウエハー8を、プラズマエッチング装置中の反応容器
内にセットし、該反応容器内を真空にした後、例えばC
4,O2等のエッチングガスを導入し、高周波等を用い
てガスプラズマを発生させる。そして活性となったイオ
ン又は中性ラジカルで前記シリコンウエハー8の表面を
叩き、露出した多層膜11をエッチングする。該エッチ
ングは、シリコンウエハー8表面が露出した時点で終了
する。この時、前記多層膜11と共にレジスト膜11も
エッチングされるが、マスク層として形成された前記金
属膜12はエッチングされないので、その下部にある部
分の多層膜11がエッチングされることは無い。次に、
図4(f)の如く、エッチング終了後、前記金属膜12
を剥離液(例えば、塩酸等)で除去し、ウエハー分割ラ
イン14に沿って多分割され、光学多層膜フィルタ付受
光素子となる。
【0006】尚、多層膜フィルタ付き受光素子の製造方
法において、エッチング液を用いた湿式エッチング手法
は、エッチング速度の材料選択性が少ない為、用いられ
ていなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の赤外線カット用
ガラス吸収フィルタを用いた受光素子では、赤外線カッ
ト用ガラス吸収フィルタの光透過帯域での光透過率が低
いと、透過したい光帯域でもあまり透過されないことと
なり、受光チップの受光感度が低下する。また、赤外線
カット用ガラス吸収フィルタは、その着色材料によって
特性が依存するため、設計変更が困難で、受光チップの
波長感度を変更することも困難となる。加えて、赤外線
カット用ガラス吸収フィルタは、長期的な信頼性から見
ると、褪色等の問題がある。さらに、赤外線カット用ガ
ラス吸収フィルタ自体のコストが高くつく。
【0008】また、ドライエッチング手法を用いた受光
素子では、製造装置が高価であり、製造工程も複雑とな
った。
【0009】さらに、湿式エッチング手法を用いた場
合、通常の弗酸系エッチング液では低屈折率層及び高屈
折率層のエッチング液に対するエッチング速度が異なる
為、パターニングが困難となった。
【0010】本発明は、上記課題に鑑み、光透過域での
光透過率が良く、設計変更も容易であり、安価に製造で
き、褪色等を考慮せずに、信頼性の高い受光素子の提供
を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、低屈折率層及
び高屈折率層を交互にN層積層して成る金属酸化物の多
層膜を有する受光素子の製造方法において、前記多層膜
を弗酸及び硫酸を有するエッチング液にてエッチングし
たことを特徴とする。さらに、前記エッチング液の弗酸
濃度を5.0〜30.0wt%とし、且つ、硫酸濃度を
40〜90wt%としたことを特徴とする。
【0012】
【作用】多層膜を弗酸及び硫酸を有するエッチング液に
てエッチングしたことにより、低屈折率層及び高屈折率
層のエッチング速度がほぼ等しくなり、多層膜のパター
ニング加工が可能となり、製造工程の簡略化、コスト低
減できる。
【0013】
【実施例】図1は、本発明より成る多層膜フィルタ付き
受光素子の製造工程を示す図であり、同図(a)〜同図
(e)に従って説明する。
【0014】図1(a)の如く、si等の半導体基板上
に光学的結合層を設けて受光素子(以下、「シリコンウ
エハー」と称す。)21を形成し、該シリコンウエハー
21上に多層膜22を積層し、これらを乾燥させた後
に、表面上に前記多層膜22とシリコンウエハー21と
の密着性を向上させる為に、OAP等の密着促進剤及び
溶剤から成る溶液を塗布した後、オーブンで加熱し溶剤
のみを十分に除去する。尚、前記多層膜22は、低屈折
率層及び高屈折率層を交互に25層積層して構成された
もので、前記低屈折率層としてはSiO2が、高屈折率
層としてはTiO2が使用され、これらは電子ビーム蒸
着法等にてシリコンウエハー21上に積層される。
【0015】次に、図1(b)の如く、前記多層膜22
上に、例えば東京応化(株)製のネガタイプレジスト
(OMR−83等)23を塗布する。この際、前記ネガ
タイプレジスト23の厚さは少なくとも6〜10μm必
要である。
【0016】次に、図1(c)の如く、前記ネガタイプ
レジスト23は、所定温度のオーブンで半硬化状態にし
て、マスキング、露光後に現像を行い分割ライン部分及
び電極パッド部分の前記多層膜22が露出するように前
記ネガタイプレジスト23不要部分を除去し、パターニ
ングを行う。その後、多層膜22を有するシリコンウエ
ハー21をオーブンに入れ、ポストベークによりレジス
トパターン24を硬化形成する。
【0017】次に、図1(d)の如く、弗酸及び硫酸を
有するエッチング液を所定の温度に設定し、その中に前
記レジストパターン24を備えた多層膜22を有するシ
リコンウエハー21を投入し、露出した多層膜22のエ
ッチングが終了するまで撹拌しながら保持する。
【0018】この時のエッチング条件は、例えば弗酸:
硫酸:水混合比=1:4:1〜1:6:1,エッチング
液温度20±5℃で、エッチング速度0.08〜0.1
5μm/secとなる。また、エッチング液温度を上げ
るにつれて、例えばエッチング液温度30℃でエッチン
グ速度約0.2μm/secのように、エッチング速度
は速くなるが、弗酸の蒸発量が増加するのでエッチング
液温度が高くなる程エッチング液濃度の管理が困難とな
る。さらに、エッチング液温度50℃以上でエッチング
を行うと、短時間でレジスト剥離が発生しパターン形成
が不可能となる。従って、前記エッチング液使用温度領
域としては、10〜50℃の範囲が有効である。
【0019】尚、前記エッチング液の弗酸濃度を5.0
〜30wt%,硫酸濃度を40〜90wt%の範囲が有
効である。例えば、弗酸あるいは硫酸の濃度を上記条件
範囲外で使用した場合には、SiO2,TiO2のいずれ
かのみがエッチングされる為パターンが切れないといっ
た不都合が生じることになる。
【0020】次に、図1(e)の如く、エッチング終了
後、シリコンウエハー21は直ちにエッチング液中より
取り出し速やかに純水にて水洗し、充分に水洗及び乾燥
を行った後に、レジスト剥離液を用いてネガタイプレジ
スト(図示せず)の除去を行う。レジスト除去後、ウエ
ハー分割ライン25に沿ってシリコンウエハー21をス
クライブ手法又はダイシング等により個々のチップに分
割形成する。
【0021】以上のように湿式エッチング手法により製
造された多層膜フィルタ付き受光素子チップを、外部回
路と電気的に接続するためのリードピンを有するセラミ
ック製あるいは樹脂製の外装用ステムに、エポキシ系樹
脂又はフェノール系樹脂等の接着剤を用いてダイボンド
し、チップ表面上の電極パッドと前記リードピンとを金
ワイヤー等にてワイヤーボンディングして完成品とす
る。
【0022】尚、上記実施例では、多層膜22としてS
iO2及びTiO2を用いたが、これらの誘電体材料に限
らず、他のエッチング速度の異なる金属酸化物に利用す
ることも可能である。また、現在では、前記多層膜は4
0層以内でエッチング可能であることが確認済みであ
る。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば受光素子
の製造方法において、多層膜を弗酸及び硫酸を有するエ
ッチング液にてエッチングしたことにより、低屈折率層
及び高屈折率層のエッチング速度がほぼ等しくなり、前
記多層膜のパターニング加工が可能となる。
【0024】また、従来の製造装置を使った大掛かりな
ドライエッチング手法に比べ、製造工程の簡略化、製造
コストが低減される。
【0025】さらに、従来のガラス吸収フィルタを用い
たものと比べ、多層膜を直接素子表面上に形成するの
で、設計変更が容易で安価、且つ高信頼性となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す受光素子の製造工程図
である。
【図2】従来例を示す断面構成図である。
【図3】他の従来例を示す断面図である。
【図4】図3に示す受光素子の製造工程図である。
【符号の説明】
21 受光素子(シリコンウエハー) 22 多層膜 23 ネガタイプレジスト 24 レジストパターン 25 ウエハー分割ライン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低屈折率層及び高屈折率層を交互にN層
    積層して成る金属酸化物の多層膜を有する受光素子の製
    造方法において、前記多層膜を弗酸及び硫酸を有するエ
    ッチング液にてエッチングしたことを特徴とする受光素
    子の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の受光素子の製造方法にお
    いて、前記エッチング液の弗酸濃度を5.0〜30.0
    wt%とし、且つ、硫酸濃度を40〜90wt%とした
    ことを特徴とする受光素子の製造方法。
JP4296892A 1992-11-06 1992-11-06 受光素子の製造方法 Pending JPH06151904A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6461978B1 (en) 1998-10-23 2002-10-08 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Method of manufacturing a substrate for an electronic device by using etchant and electronic device having the substrate
JP2011507268A (ja) * 2007-12-12 2011-03-03 ニューポート コーポレーション 性能が改善された光学的に被覆された半導体デバイス及び関連した製造方法

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