JPH07321367A - 赤外線検知装置 - Google Patents

赤外線検知装置

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JPH07321367A
JPH07321367A JP6112353A JP11235394A JPH07321367A JP H07321367 A JPH07321367 A JP H07321367A JP 6112353 A JP6112353 A JP 6112353A JP 11235394 A JP11235394 A JP 11235394A JP H07321367 A JPH07321367 A JP H07321367A
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bump electrode
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processing circuit
circuit chip
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JP6112353A
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Kosaku Yamamoto
功作 山本
Kazuya Kubo
和寿也 久保
Yoichiro Sakachi
陽一郎 坂地
Kenji Awamoto
健司 粟本
Kishio Yoneyama
岸夫 米山
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 室温と液体窒素温度間の熱サイクルを加えた
時、ＨｇＣｄＴｅフォトダイオードチップとサファイア
配線層間、及びＳｉ信号処理回路とサファイア配線層間
の熱歪みを低減することができるとともに、多画素化を
容易に実現することができる。 【構成】 フォトダイオードアレイチップ１と配線基板
２２及び信号処理回路チップ６と該配線基板２２間をバ
ンプ電極４，５，９，１０により電気的接続してなる赤
外線検知装置において、該フォトダイオードアレイチッ
プ１のバンプ電極４と該配線基板２２のバンプ電極５に
よる電気的接続部、及び信号処理回路チップ６のバンプ
電極９と該配線基板２２のバンプ電極１０による電気的
接続部のうち、少なくともどちらか一方の電気的接続部
を、接続領域の実効長を小さくするようにチップ１，６
の一部の領域で集中して形成されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線検知装置に係
り、詳しくは、水銀カドミウムテルル（ＨｇＣｄＴｅ）
等のフォトダイオードに赤外線を入射して生成した電流
をＳｉ等の信号処理回路に入れる赤外線検知装置に適用
することができ、特に、室温と液体窒素温度間の熱サイ
クルを加えた時、ＨｇＣｄＴｅフォトダイオードチップ
とサファイア配線層間、及びＳｉ信号処理回路とサファ
イア配線層間の熱歪みを低減することができるととも
に、多画素化を容易に実現することができる他、外部の
入射赤外光に対して最大限の電荷を容易に読み出すこと
ができる赤外線検知装置に関する。
【０００２】ＨｇＣｄＴｅ等のフォトダイオードとＳｉ
等の信号処理回路を組み合わせた赤外線検知装置は、フ
ォトダイオードに赤外線が照射されると、光電変換によ
って電荷が発生し、この電荷を、結合電極によってフォ
トダイオードから信号処理回路へと転送するように構成
されている。近年、この赤外線検知装置においては、高
集積化が要求されており、これに伴い、熱膨張係数の異
なる半導体同志を立体的に組み合わせる技術が要求され
てきている。
【０００３】
【従来の技術】図７は従来の赤外線検知装置の構造を示
す斜視図、図８は図７に示す赤外線検知装置の構造を示
す断面図、図９は図７に示すフォトダイオードアレイチ
ップと信号処理回路チップの基板側の裏面から見た各接
続部の接続状態を示す図である。図示例は、間接ハイブ
リッド裏面入射型構造の赤外線検知装置である。従来の
赤外線検知装置では、ＨｇＣｄＴｅフォトダイオードア
レイチップ１００１とＳｉ−ＣＣＤ信号処理回路チップ
１００２をサファイア配線層１００３が形成された配線
基板１００４を介して接続して構成している。この時、
フォトダイオードアレイチップ１００１と配線基板１０
０４は、フォトダイオードアレイチップ１００１のｐ−
ＨｇＣｄＴｅ層１００５内に形成されたｎ+ 領域１００
６と接続するように形成されたＩｎ等のバンプ電極１０
０７と、配線基板１００４の配線層１００３上に形成さ
れたＩｎ等のバンプ電極１００８とが接合され接続され
ている。
【０００４】また、信号処理回路チップ１００２と配線
基板１００４は、信号処理回路チップ１００２のｐ−Ｓ
ｉ層１００９内に形成されたｎ+ 領域の入力部１０１０
と接続するように形成されたＩｎ等のバンプ電極１０１
１と、配線基板１００４の配線層１００３上に形成され
たＩｎ等のバンプ電極１０１２とが接合され接続されて
いる。フォトダイオードアレイチップ１００１の各フォ
トダイオード部（ｐｎ領域）に赤外線が入射すると電子
が発生し、この各フォトダイオード（各画素）で発生し
た電子は、バンプ電極１００７，１００８、配線層１０
０３及びバンプ電極１０１１，１０１２を通ってＳｉ−
ＣＣＤ信号処理回路チップ１００２の入力部１０１０
（各画素毎に一個の入力部１０１０が必要）に入り、転
送部１０１３で転送され、マルチプレクスされて出力ア
ンプ１０１４で増幅され、Ｉｎバンプ等の読出電極１０
１５から配線基板１００４の配線層１００３上に形成さ
れたボンディングパッド１０１６へ出力される。
【０００５】ここで、フォトダイオードアレイチップ１
００１のバンプ電極１００７は、フォトダイオードのｎ
+ 領域１００６に直接形成されており、このバンプ電極
１００７のピッチ（図９のＡ）は、ダイオードピッチ、
即ちｎ+ 領域１００６のピッチで決まる。また、このピ
ッチで配線基板１００４上に配線層１００３が形成され
ており、Ｓｉ−ＣＣＤ信号処理回路チップ１００２の入
力部１０１０上のバンプ電極１０１１も、同じピッチで
形成されている。このフォトダイオード（受光部）ピッ
チは、隣接ダイオードへの信号の漏れ防止等を考慮する
と、５０μｍ以下には小さくすることができない。な
お、図示はしていないが、フォトダイオードアレイチッ
プ１００１には、フォトダイオードのｐ−ＨｇＣｄＴｅ
層１００５側と接続したバンプ電極が設けられている。
Ｓｉ−ＣＣＤ信号処理回路チップ１００２には、入力部
１０１０以外に駆動と出力を行うための読出電極１０１
５が１０個程度必要であるが、これらの読出電極１０１
５部は、入力部１０１０とは反対側に設けられ、Ｉｎバ
ンプ接続で配線基板１００４の配線層１００３上に形成
されたボンディングパッド１０１６と接続されている。
【０００６】次に、図１０は従来の赤外線検知装置の構
造を示す断面図である。前述した図７〜９の従来例で
は、フォトダイオードアレイチップ１００１を、配線基
板１００４を介して信号処理回路チップ１００２に電気
的接続する例を示したが、この従来例では、フォトダイ
オードアレイチップ１００１のバンプ電極１００７と信
号処理回路チップ１００２のバンプ電極１０１１を配線
基板１００４を介さずに直接接合して電気的接続して構
成している。なお、図１０において、１０２１はＣｄＴ
ｅ等の支持基板であり、１０２２はｎ+ 領域１００６が
露出された開口部１０２３が形成されたＺｎＳ等の表面
保護膜である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の赤外線
検知装置では、解像度の高い映像を得るためには、画素
数を増やせばよいが、このように画素数を増やすと、画
素ピッチを小さくしなければならない。このため、画素
数を増やすために画素ピッチを小さくすると、隣接ダイ
オードへ信号がもれ画像がぼけてしまうという問題があ
った。このような制約からシャープ画像を得るために
は、画素ピッチは、ある程度大きくしなければならない
ため、フォトダイオードアレイチップ１００１のフォト
ダイオードが並んでいる長手方向のチップサイズが大き
くなってしまう。このように、フォトダイオードアレイ
チップ１００１のフォトダイオードが並んでいる長手方
向のチップサイズが大きくなると、熱サイクルを加えた
時、材質が異なるＨｇＣｄＴｅ等のフォトダイオードア
レイチップ１００１と配線基板１００４の配線層１００
３間で熱圧縮膨張等の熱歪みが大きくなるため、フォト
ダイオードアレイチップ１００１のバンプ電極１００７
と配線基板１００４のバンプ電極１００８間の結合部が
外れ易くなる等、多画素化し難いという問題があった。
【０００８】例えば、液体窒素温度で動作するＩＲＣＣ
Ｄ（Ｉｎｆｒａｎｅｄ Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ
Ｄｅｖｉｃｅ）で構成した赤外線検知装置では、室温
と液体窒素温度の熱サイクルを加えると、ＨｇＣｄＴｅ
フォトダイオードアレイチップ１００１と配線基板１０
０４のサファイア配線層１００３間、Ｓｉ信号処理回路
チップ１００２と配線基板１００４のサファイア配線層
１００３間には、各々熱膨張係数の差による熱圧縮膨張
等の熱歪みが生じる。このＩＲＣＣＤは、通常１０００
回以上の上記熱サイクルに耐えることが要求されてお
り、このためには、熱歪みをできるだけ小さくすること
が要求されているが、従来では、１０００回以上の熱サ
イクルに耐える構造にするには、１２０画素（５０μｍ
×１２０＝６ｍｍ）程度が限界であった。
【０００９】次に、上記した図９〜１０に示す従来の赤
外線検知装置では、ｐｎ接合部（フォトダイオード部）
を構成するｐ−ＨｇＣｄＴｅ層１００５とリーク電流防
止のための表面保護膜１０２２界面で、ｐｎ接合部で発
生した電荷の一部が捕獲（トラップ）されてホールと再
結合して消滅することがあるため、外部の入射赤外光に
対して変換効率が低下して最大限の電荷を読み出し難い
という問題があった。
【００１０】そこで、本発明は、室温と液体窒素温度間
の熱サイクルを加えた時、ＨｇＣｄＴｅフォトダイオー
ドチップとサファイア配線層間、及びＳｉ信号処理回路
とサファイア配線層間の熱歪みを低減することができる
とともに、多画素化を容易に実現することができる他、
フォトダイオード部で発生した電荷をＨｇＣｄＴｅ層と
表面保護膜の界面に捕獲され難くすることができ、外部
の入射赤外光に対して最大限の電荷を容易に読み出すこ
とができる赤外線検知装置を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
フォトダイオードアレイチップと配線基板及び信号処理
回路チップと該配線基板間をバンプ電極により電気的接
続してなる赤外線検知装置において、該フォトダイオー
ドアレイチップのバンプ電極と該配線基板のバンプ電極
による電気的接続部、及び信号処理回路チップのバンプ
電極と該配線基板のバンプ電極による電気的接続部のう
ち、少なくともどちらか一方の電気的接続部を、接続領
域の実効長が該フォトダイオードアレイの実効長より小
さくなるようにチップの一部の領域で集中して形成して
なることを特徴とするものである。
【００１２】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、前記フォトダイオードアレイチップの
バンプ電極と前記配線基板のバンプ電極による電気的接
続部は、接続領域の実効長を小さくするように前記フォ
トダイオードアレイチップの画素領域とは異なる領域に
ピッチを小さくし集中して形成してなることを特徴とす
るものである。
【００１３】請求項３記載の発明は、上記請求項１，２
記載の発明において、前記信号処理回路チップのバンプ
電極と前記配線基板のバンプ電極による電気的接続部
は、接続領域の実効長を小さくするように前記信号処理
回路チップの入力部とは異なる領域にピッチを小さくし
集中して形成してなることを特徴とするものである。請
求項４記載の発明は、上記請求項１乃至３記載の発明に
おいて、前記信号処理回路チップの読出電極部は、接続
領域の実効長を小さくするように前記信号処理回路チッ
プの入力部の近くに形成してなることを特徴とするもの
である。
【００１４】請求項５記載の発明は、上記請求項１乃至
４記載の発明において、前記フォトダイオードアレイチ
ップ及び前記信号処理回路チップに前記電気的接続用バ
ンプ電極以外のダミーバンプ電極を形成してなることを
特徴とするものである。請求項６記載の発明は、上記請
求項５記載の発明において、前記ダミーバンプ電極の接
続強度は、前記電気接続用バンプ電極部に比べて小さく
してなることを特徴とするものである。
【００１５】請求項７記載の発明は、第１導電型の半導
体層上部に溝が形成され、該溝底部の該第１の半導体層
内に第２導電型の半導体領域が形成され、該溝側部から
該第１導電型の半導体層上に表面保護膜が形成され、該
溝内の該第２導電型の半導体領域と電気的接続するよう
にバンプ電極が形成されてなるフォトダイオードチップ
を有することを特徴とするものである。
【００１６】請求項８記載の発明は、上記請求項７記載
の発明において、前記フォトダイオードチップは、信号
処理回路チップと直接バンプ接続により電気的接続して
なることを特徴とするものである。請求項９記載の発明
は、上記請求項７記載の発明において、前記フォトダイ
オードチップは、信号処理回路チップと配線基板を介し
て電気的接続してなることを特徴とするものである。
【００１７】
【作用】本発明では、後述する実施例１に示す如く、フ
ォトダイオードアレイチップ１のバンプ電極４と配線基
板のバンプ電極５による電気的接続部を、接続領域の実
効長を小さくするように、フォトダイオードアレイチッ
プ１の画素領域とは異なるフォトダイオードアレイチッ
プ１の一部の領域にピッチを小さくし集中して形成して
なるように構成している。このため、フォトダイオード
アレイチップ１のバンプ電極４と配線基板のバンプ電極
５による電気的接続部を、フォトダイオードアレイチッ
プ１の画素領域とは異なるフォトダイオードアレイチッ
プ１の一部の領域にピッチを小さくし集中して形成する
ことにより、従来の場合よりも接続領域の実効長を小さ
くすることができるので、室温と液体窒素温度（７７
Ｋ）間の熱サイクルを加えた時、ＨｇＣｄＴｅフォトダ
イオードアレイチップ１と配線基板の配線層３間の熱歪
みを低減することができるとともに、多画素化を容易に
実現することができる。
【００１８】本発明では、後述する実施例１に示す如
く、信号処理回路チップ６のバンプ電極９と配線基板の
バンプ電極１０による電気的接続部を、接続領域の実効
長を小さくするように、信号処理回路チップ６の入力部
７とは異なる信号処理回路チップ６の一部の領域にピッ
チを小さくし集中して形成してなるように構成してい
る。このため、信号処理回路チップ６のバンプ電極９と
配線基板のバンプ電極１０による電気的接続部を、信号
処理回路チップ６の入力部７とは異なる信号処理回路チ
ップ６の一部の領域にピッチを小さくし集中して形成す
ることにより、従来の場合よりも接続領域の実効長を小
さくすることができるので、室温と液体窒素温度間の熱
サイクルを加えた時、信号処理回路チップ６と配線基板
のサファイア配線層３間の熱歪みを低減することができ
るとともに、多画素化を容易に実現することができる。
【００１９】本発明では、後述する実施例２に示す如
く、ｐ−ＨｇＣｄＴｅ半導体層３２に形成された溝３３
底部にｎ型の半導体領域３４を形成するように構成した
ため、従来の場合よりもｐ−ＨｇＣｄＴｅ半導体層３２
と表面保護膜３５の界面を電荷発生部となるｐｎ接合部
から十分遠ざけることができる。このため、ｐｎ接合部
で発生した電荷を半導体層３２と表面保護膜３５の界面
にトラップされ難くすることができるので、その部分で
のホールとの再結合の確率を低くすることができる。従
って、ｐｎ接合部で発生した電荷量のほとんど全てを、
信号処理回路チップ３８に転送することができるため、
感度の良好な赤外線検知装置を形成することができる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 （実施例１）図１は本発明に係る実施例１の赤外線検知
装置におけるフォトダイオードアレイチップと信号処理
回路チップの基板側の裏面から見た各接続部の接続状態
を示す図である。図示例は、間接ハイブリッド裏面入射
型構造の赤外線検知装置である。本実施例の赤外線検知
装置は、ＨｇＣｄＴｅフォトダイオードアレイチップ１
のｐ−ＨｇＣｄＴｅ層内にｎ+ 領域が形成されてなるフ
ォトダイオード部（ｐｎ接合部）のｎ+ 領域にバンプ電
極２を形成し、このバンプ電極２と電気的接続するよう
に引き出し配線層３をフォトダイオードアレイチップ１
上に形成し、この引き出し配線層３と電気的接続するよ
うにバンプ電極４をフォトダイオードアレイチップ１上
に形成している。そして、このフォトダイオードアレイ
チップ１上に形成されたバンプ電極４と配線基板の配線
層３上に形成されたバンプ電極５とを接合して電気的接
続している。この電気的接続部は、フォトダイオードア
レイチップ１長手方向の接続領域の実効長を小さくする
ように、フォトダイオードアレイチップ１の画素領域
（フォトダイオード部）とは異なるフォトダイオードア
レイチップ１の一部の領域にピッチを小さくし集中して
形成している。
【００２１】次に、本実施例の赤外線検知装置は、Ｓｉ
信号処理回路チップ６の入力部７にバンプ電極８を形成
し、このバンプ電極８と電気的接続するように引き出し
配線層３を信号処理回路チップ６上に形成し、この引き
出し配線層３と電気的接続するようにバンプ電極９を信
号処理回路チップ６上に形成している。そして、この信
号処理回路チップ６上に形成されたバンプ電極９と配線
基板の配線層３上に形成されたバンプ電極１０とを接合
して電気的接続している。この電気的接続部は、信号処
理回路チップ６長手方向の接続領域の実効長を小さくす
るように、信号処理回路チップ６の入力部７とは異なる
信号処理回路チップ６の一部の領域にピッチを小さくし
て集中して形成している。また、信号処理回路チップ６
の読出電極部１１の転送部１２は、接続領域の実効長を
小さくするように、入力部７のバンプ電極８の近くに形
成し、入力部７のバンプ電極８とバンプ電極９間に形成
している。本実施例の赤外線検知装置は、フォトダイオ
ードアレイチップ１の各フォトダイオード部（各画素
部）に赤外線が入射すると電子が発生し、この各フォト
ダイオード部で発生した電子は、バンプ電極２、配線層
３、バンプ電極４，５、配線層３、バンプ電極９，１
０、配線層３を通って信号処理回路チップ６の入力部７
に入り、転送部１２で転送され、マルチプレクスされて
出力アンプ１３で増幅され、読出電極部１１の転送部１
２から多層配線層３を通って配線基板に形成されたボン
ディングパッド１４へ出力される。
【００２２】このように、本実施例では、フォトダイオ
ードアレイチップ１のバンプ電極４と配線基板のバンプ
電極５による電気的接続部を、フォトダイオードアレイ
チップ１長手方向の接続領域の実効長を小さくするよう
にフォトダイオードアレイチップ１の画素領域とは異な
るフォトダイオードアレイチップ１の一部の領域にピッ
チを小さくし集中して形成してなるように構成してい
る。このため、フォトダイオードアレイチップ１のバン
プ電極４と配線基板のバンプ電極５による電気的接続部
を、フォトダイオードアレイチップ１の画素領域とは異
なるフォトダイオードアレイチップ１の一部の領域にピ
ッチを小さくし集中して形成することにより、従来の場
合よりもフォトダイオードアレイチップ１長手方向の接
続領域の実効長を小さくすることができるので、室温と
液体窒素温度（７７Ｋ）間の熱サイクルを加えた時、Ｈ
ｇＣｄＴｅフォトダイオードアレイチップ１と配線基板
のサファイア配線層３間の熱歪みを低減することができ
るとともに、多画素化を容易に実現することができる。
【００２３】本実施例は、信号処理回路チップ６のバン
プ電極９と配線基板のバンプ電極１０による電気的接続
部を、信号処理回路チップ６長手方向の接続領域の実効
長を小さくするように、信号処理回路チップ６の入力部
７とは異なる信号処理回路チップ６の一部の領域にピッ
チを小さくし集中して形成してなるように構成してい
る。このため、信号処理回路チップ６のバンプ電極９と
配線基板のバンプ電極１０による電気的接続部を、信号
処理回路チップ６の入力部７とは異なる信号処理回路チ
ップ６の一部の領域にピッチを小さくし集中して形成す
ることにより、従来の場合よりも信号処理回路ピッチ６
長手方向の接続領域の実効長を小さくすることができる
ので、室温と液体窒素温度間の熱サイクルを加えた時、
信号処理回路チップ６と配線基板のサファイア配線層３
間の熱歪みを低減することができるとともに、多画素化
を容易に実現することができる。
【００２４】本実施例は、信号処理回路チップ６の読出
電極部１１のバンプ電極１２を、接続領域の実効長を小
さくするように信号処理回路チップ６の入力部７に形成
されたバンプ電極８の近くに形成してなるように構成し
ている。このため、信号処理回路チップ６の読出電極部
１１のバンプ電極１２を、入力部７のバンプ電極８の近
くに形成したので、接続部の実効的な対角長を短くする
ことができ、Ｓｉ信号処理回路チップ６と配線基板のサ
ファイア配線層３間の熱歪みを低減することができる。
【００２５】なお、上記実施例１においては、図２に示
す如く、フォトダイオードアレイチップ１と信号処理回
路チップ６の電気的接続用バンプ電極部Ｂがチップ１，
６の一部に集中し、バランスが悪くなるのを防ぐため
に、図２のダミーバンプ電極部Ｃ及び図３に示す如く、
フォトダイオードアレイチップ１と信号処理回路チップ
６に電気的接続用バンプ電極４，５，９，１０以外のダ
ミーバンプ電極２１を形成し、ダミーバンプ電極２１部
の接続強度を電気的接続用バンプ電極部Ａよりも小さく
することにより、熱サイクル（室温−７７Ｋ）がかかっ
ても、電気的接続部Ａにはストレスがあまりかからない
ように構成してもよい。ここでは、電気的接続バンプ電
極部は、２段及び３段で構成し、ダミーバンプ電極部Ｂ
は一段で構成するか、あるいは、ダミーバンプ電極２１
の径を接続バンプ電極４，５，９，１０より小さく、か
つ密度も小さくすることにより、ダミーバンプ電極２１
側の接続強度を小さくしている。図３において、２２は
配線基板である。このダミーバンプ電極２１を形成する
ことにより、フォトダイオードアレイチップ１と配線基
板２２、及び信号処理回路チップ６と配線基板２２を加
圧してバンプ接続する際、均等に力をかけることができ
る他、接続後にチップ１，６が傾かないようにすること
ができる。なお、このダミーバンプ電極２１は、全てが
接続している必要はなく、図４に示す如く、チップ１，
６から外れていても何等問題は生じない。
【００２６】（実施例２）次に、図５は本発明に係る実
施例２の赤外線検知装置の構造を示す断面図、図６は図
５に示す赤外線検知装置の製造方法を示す図である。本
実施例では、まず、ＭＯＣＶＤ法等によりＣｄＴｅ等の
基板３１上に膜厚２０μｍ程度のｐ−ＨｇＣｄＴｅ等の
半導体層３２を形成し（図６（ａ））、ドライ又はウェ
ットエッチングにより幅が膜厚２０μｍ程度で高さが膜
厚１μｍ程度の半導体層３２をエッチングして深さ２μ
ｍ程度の溝３３を形成した後（図６（ｂ））、イオン注
入法等により溝３３底部のｐ−ＨｇＣｄＴｅ半導体層３
２内にｎ型の半導体領域３４を形成する（図６
（ｃ））。次に、蒸着法等により溝３３を覆うように全
面に膜厚１μｍ程度のＺＳｎ等の表面保護膜３５を形成
した後、ドライ又はウェットエッチングにより表面保護
膜３５をエッチングして溝３３底部の半導体領域３４を
露出させる（図６（ｅ））。この時、表面保護膜３５
は、溝３３側部から半導体層３２上に残される。そし
て、蒸着法等により溝３３底部に露出された半導体領域
３４と電気的接続するようにＩｎ等のバンプ電極３６を
形成することにより、フォトダイオードチップ３７を形
成し、このフォトダイオードチップ３７のバンプ電極３
６と信号処理回路チップ３８のバンプ電極３９を直接接
合して電気的接続することにより、図５に示すような赤
外線検知装置を得ることができる。
【００２７】このように、本実施例では、ｐ−ＨｇＣｄ
Ｔｅ半導体層３２に形成された溝３３底部にｎ型の半導
体領域３４を形成するように構成したため、従来の場合
よりもｐ−ＣｄＣｄＴｅ半導体層３２と表面保護膜３５
の界面を電荷発生部となるｐｎ接合部から十分遠ざける
ことができる。このため、ｐｎ接合部で発生した電荷を
半導体層３２と表面保護膜３５の界面にトラップされ難
くすることができるので、その部分でのホールとの再結
合の確率を低くすることができる。従って、ｐｎ接合部
で発生した電荷量のほとんど全てを、信号処理回路チッ
プ３８に転送することができるため、感度の良好な赤外
線検知装置を形成することができる。なお、上記実施例
２ではフォトダイオードチップ３７は、信号処理回路チ
ップ３８と直接バンプ接続により電気的接続してなる構
成について説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、フォトダイオードチップ３７は、信号処理回
路チップ３８と配線基板を介して電気的接続してなるよ
うに構成してもよい。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、室温と液体窒素温度間
の熱サイクルを加えた時、ＨｇＣｄＴｅフォトダイオー
ドチップとサファイア配線層間、及びＳｉ信号処理回路
とサファイア配線層間の熱歪みを低減することができる
とともに、多画素化を容易に実現することができる他、
フォトダイオード部で発生した電荷をＨｇＣｄＴｅ層と
表面保護膜の界面に捕獲され難くすることができ、外部
の入射赤外光に対して最大限の電荷を容易に読み出すこ
とができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施例１の赤外線検知装置におけ
るフォトダイオードアレイチップと信号処理回路チップ
の基板側の裏面から見た各接続部の接続状態を示す図で
ある。
【図２】図１に示すフォトダイオードアレイチップと信
号処理回路チップに電気的接続用バンプ電極部以外にダ
ミーバンプ電極部を形成した状態を示す図である。
【図３】図２に示すＡ１−Ａ２方向の構造を示す断面図
である。
【図４】図３に示すダミーバンプ電極が熱歪みがかかっ
てチップから外れている様子を示す図である。
【図５】本発明に係る実施例２の赤外線検知装置の構造
を示す断面図である。
【図６】本発明に係る実施例２の赤外線検知装置の製造
方法を示す図である。
【図７】従来の赤外線検知装置の構造を示す斜視図であ
る。
【図８】図７に示す赤外線検知装置の構造を示す断面図
である。
【図９】図７，８に示すフォトダイオードアレイチップ
と信号処理回路チップの基板側の裏面から見た各接続部
の接続状態を示す図である。
【図１０】従来の赤外線検知装置の構造を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
１ フォトダイオードアレイチップ ２，４，５，８，９，１０，１２ バンプ電極 ３，３ａ，３ｂ 配線層 ６ 信号処理回路チップ ７ 入力部 １１ 読出電極部 １２ 転送部 １３ 出力アンプ １４ ボンディングパッド ２１ ダミーバンプ電極 ２２ 配線基板 ３１ 基板 ３２ 半導体層 ３３ 溝 ３４ 半導体領域 ３５ 表面保護膜 ３６ バンプ電極 ３７ フォトダイオードチップ ３８ 信号処理回路チップ ３９ バンプ電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/08 Ｎ (72)発明者 粟本 健司 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 米山 岸夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】フォトダイオードアレイチップ（１）と配
    線基板（２２）及び信号処理回路チップ（６）と該配線
    基板（２２）間をバンプ電極（４，５，９，１０）によ
    り電気的接続してなる赤外線検知装置において、該フォ
    トダイオードアレイチップ（１）のバンプ電極（４）と
    該配線基板（２２）のバンプ電極（５）による電気的接
    続部、及び信号処理回路チップ（６）のバンプ電極
    （９）と該配線基板（２２）のバンプ電極（１０）によ
    る電気的接続部のうち、少なくともどちらか一方の電気
    的接続部を、接続領域の実効長が該フォトダイオードア
    レイの実効長より小さくなるようにチップ（１，６）の
    一部の領域で集中して形成してなることを特徴とする赤
    外線検知装置。
  2. 【請求項２】前記フォトダイオードアレイチップ（１）
    のバンプ電極（４）と前記配線基板（２２）のバンプ電
    極（５）による電気的接続部は、接続領域の実効長を小
    さくするように前記フォトダイオードアレイチップ
    （１）の画素領域とは異なる領域にピッチを小さくし集
    中して形成してなることを特徴とする請求項１記載の赤
    外線検知装置。
  3. 【請求項３】前記信号処理回路チップ（６）のバンプ電
    極（９）と前記配線基板（２２）のバンプ電極（１０）
    による電気的接続部は、接続領域の実効長を小さくする
    ように前記信号処理回路チップ（６）の入力部（７）と
    は異なる領域にピッチを小さくし集中して形成してなる
    ことを特徴とする請求項１，２記載の赤外線検知装置。
  4. 【請求項４】前記信号処理回路チップ（６）の読出電極
    部（１１）は、接続領域の実効長を小さくするように前
    記信号処理回路チップ（６）の入力部（７）の近くに形
    成してなることを特徴とする請求項１乃至３記載の赤外
    線検知装置。
  5. 【請求項５】前記フォトダイオードアレイチップ（１）
    及び前記信号処理回路チップ（６）に前記電気的接続用
    バンプ電極（４，５，９，１０）以外のダミーバンプ電
    極（２１）を形成してなることを特徴とする請求項１乃
    至４記載の赤外線検知装置。
  6. 【請求項６】前記ダミーバンプ電極（２１）の接続強度
    は、前記電気接続用バンプ電極（４，５，９，１０）部
    に比べて小さくしてなることを特徴とする請求項５記載
    の赤外線検知装置。
  7. 【請求項７】第１導電型の半導体層（３２）上部に溝
    （３３）が形成され、該溝（３３）底部の該第１の半導
    体層（３２）内に第２導電型の半導体領域（３４）が形
    成され、該溝（３３）側部から該第１導電型の半導体層
    （３２）上に表面保護膜（３５）が形成され、該溝（３
    ３）内の該第２導電型の半導体領域（３４）と電気的接
    続するようにバンプ電極（３６）が形成されてなるフォ
    トダイオードチップ（３７）を有することを特徴とする
    赤外線検知装置。
  8. 【請求項８】前記フォトダイオードチップ（３７）は、
    信号処理回路チップ（３８）と直接バンプ接続により電
    気的接続してなることを特徴とする請求項７記載の赤外
    線検知装置。
  9. 【請求項９】前記フォトダイオードチップ（３７）は、
    信号処理回路チップ（３８）と配線基板を介して電気的
    接続してなることを特徴とする請求項７記載の赤外線検
    知装置。
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