JPH1187682A

JPH1187682A - ハイブリッド型半導体装置及びその製造方法

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Publication number: JPH1187682A
Application number: JP9256041A
Authority: JP
Inventors: Toru Ishizuya; 徹石津谷
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-09-04
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 1999-03-30
Anticipated expiration: 2017-09-04
Also published as: JP3940804B2

Abstract

(57)【要約】【課題】２つの半導体基板の熱膨張係数の差に起因し
て生ずるストレスによる接続不良を防止する。【解決手段】Ｓｉ基板１１とＩｎＳｂ基板１２とが、
複数の接続部２２を介して互いに電気的及び機械的に接
続される。接続部２２は、Ｃｕ薄膜２３で形成された板
バネとして構成される。Ｃｕ薄膜２３は、Ｓｉ基板１１
側から平板状に斜め立ち上がり、更にＩｎＳｂ基板１２
側の接続パッド１７の下面に沿って延びる。このＣｕ薄
膜２３における接続パッド１７の下面に沿った部分は、
接続パッド１７の下面に接合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２つの半導体基板
を複数の接続部を介して電気的及び機械的に接続した構
造を有するハイブリッド型半導体装置及びその製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、所定の素子が形成された第１
の半導体基板と、所定の素子が形成された第２の半導体
基板とを、複数の接続部を介して互いに電気的及び機械
的に接続した種々のハイブリッド型半導体装置が提供さ
れているが、いずれの従来のハイブリッド型半導体装置
においても、前記接続部として、金属柱が用いられてい
た。

【０００３】ここで、このような従来のハイブリッド型
半導体装置の一例として、赤外線撮像装置として構成さ
れたハイブリッド型半導体装置について、図１０を参照
して説明する。図１０は、この従来の装置を示す概略断
面図である。

【０００４】この従来の装置は、Ｓｉ（シリコン）基板
（ｐ型半導体基板）１と、ＩｎＳｂ（インジウムアンチ
モン）基板（ｐ型半導体基板）２とを備えている。

【０００５】ＩｎＳｂ基板２には、複数のｎ型拡散層３
が２次元状に配置するように形成されている。この各ｎ
型拡散層３と当該基板２のｐ型領域とのＰＮ接合がそれ
ぞれホトダイオードを構成しており、赤外線を検出する
光電変換素子を構成している。すなわち、ＩｎＳｂ基板
２には、光電変換素子が２次元状に配置された光電変換
部が形成されている。なお、１画素当たり１個のホトダ
イオードが形成されている。ＩｎＳｂ基板２の表面に
は、絶縁膜としてＩｎＳｂ酸化膜４が形成されている。
該ＩｎＳｂ酸化膜４には、ｎ型拡散層３を露出させる開
口が形成され、当該開口を介してｎ型拡散層３上に金属
柱としてのＩｎ柱（インジウム柱）５がメッキ法又は蒸
着により形成されている。また、ＩｎＳｂ酸化膜４に
は、画素領域（イメージエリア）外の領域の所定箇所に
おいてＩｎＳｂ基板２のｐ型領域の表面を露出させる開
口も形成され、当該開口を介してＩｎＳｂ基板２のｐ型
領域の表面上にもＩｎ柱５が形成されている。

【０００６】一方、Ｓｉ基板１上には絶縁膜としてＳｉ
Ｏ₂膜６が形成され、その上に図示しない所定パターン
の転送電極が形成され、更にＳｉ基板１には前記ｎ型拡
散層３と対応する位置に、入力ダイオードの一部を構成
するｎ型拡散層７が形成されている。これにより、Ｓｉ
基板１には、前記ホトダイオードにより得られた電荷を
読み出す電荷読み出し部としてのＳｉ−ＣＣＤが形成さ
れている。そして、ＳｉＯ₂膜６には、前記ＩｎＳｂ酸
化膜４の開口と対応する位置に開口が形成され、ｎ型拡
散層７上、及び、画素領域（イメージエリア）外の領域
の所定箇所のＳｉ基板１のｐ型領域上に、Ｉｎ柱８が形
成されている。

【０００７】そして、Ｉｎ柱５とＩｎ柱８とを圧着して
接合することにより、Ｓｉ基板１とＩｎＳｂ基板２とが
結合されている。すなわち、Ｓｉ基板１とＩｎＳｂ基板
２とは、接続部としての金属柱５，８を介して電気的及
び機械的に接続されている。

【０００８】なお、Ｉｎ柱５，８の対は、柱状をなして
圧着により接合されることから、比較的断面積の大きな
ものとならざるを得ず、１画素当たり１個しか設けられ
ていない。このため、Ｉｎ柱５，８の対は、前述したよ
うに画素領域外の領域にも設けられている。画素領域外
に設けられたＩｎ柱５，８は、ＩｎＳｂ基板２のｐ型領
域を共通電極として用い、各画素のホトダイオードのｐ
側を共通にして電荷読み出し部に電気的に接続するため
のものである。

【０００９】また、各基板１，２はそれぞれ一体に構成
されており、基板１，２のいずれも複数のブロックには
分割されていない。

【００１０】この装置によれば、図１０中の上方から赤
外線が入射すると、当該赤外線がＩｎＳｂ基板２に形成
された前記ホトダイオードにより光電変換され、この光
電変換された電荷が金属柱５，８を介してＳｉ基板１に
形成された前記電荷読み出し部により読み出される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述した図１０に示す
ようなハイブリッド型半導体装置の使用温度は７７゜Ｋ
であるとともに、不使用時に当該装置が設置される環境
温度は室温であることから、このハイブリッド型半導体
装置は、室温と７７゜Ｋとの間を反復する温度サイクル
にさらされることになる。

【００１２】したがって、Ｓｉ基板１とＩｎＳｂ基板２
とを接続している金属柱５，８は、基板１と基板２との
間に熱膨張係数の差があるために、この温度サイクルに
よってストレスを受ける。

【００１３】しかしながら、前記図１０に示す従来のハ
イブリッド型半導体装置では、基板１と基板２とを接続
する接続部がＩｎ柱５，８、すなわち、金属柱で構成さ
れており、当該金属柱は実質的に剛体であることから、
前記ストレスによって、当該金属柱が破損したりｎ型拡
散層３，７から剥がれたりし易い。したがって、図１０
に示す従来のハイブリッド型半導体装置では、基板１と
基板２との間の所望の電気的な接続が失われ易く、画素
欠陥などの不良を招き易かった。

【００１４】このような状況は、赤外線撮像装置として
構成されたハイブリッド型半導体装置のみならず、他の
種々のハイブリッド型半導体装置においても同様であっ
た。

【００１５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、２つの半導体基板の熱膨張係数の差に起因し
て生ずるストレスによる接続不良を防止することができ
るハイブリッド型半導体装置及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決のため、
本発明の第１の態様によるハイブリッド型半導体装置
は、所定の素子が形成された第１の半導体基板と、所定
の素子が形成された第２の半導体基板とを、複数の接続
部を介して互いに電気的及び機械的に接続したハイブリ
ッド型半導体装置において、前記複数の接続部がバネ性
を有するように構成されたものである。

【００１７】この第１の態様によれば、接続部がバネ性
を有するように構成されているので、第１及び第２の半
導体基板の熱膨張係数の差に起因してストレスが生じて
も、当該接続部のバネ性により吸収されることとなる。
したがって、接続部が破損したり接続部が第１及び第２
の半導体基板の所定箇所から剥がれたりし難くなり、接
続不良が発生し難くなる。

【００１８】本発明の第２の態様によるハイブリッド型
半導体装置は、前記第１の態様によるハイブリッド型半
導体装置において、前記各接続部が１層又は複数層の薄
膜で形成された板バネを有するものである。

【００１９】この第２の態様は接続部の具体例を挙げた
ものであるが、接続部が薄膜で形成された板バネを有し
ていれば、接続部にバネ性を付与することができるとと
もに、接続部を微細加工が可能な周知の半導体プロセス
技術を用いて形成することができ、微細に作製可能とな
る。

【００２０】なお、前記薄膜は、導電膜単層でもよい
し、必要に応じて接続部の機械的強度を増すために、複
数の導電層（例えば、ＡｌとＴｉなど）、あるいは絶縁
膜と導電体層との複合層（例えば、ＳｉＮ−Ａｌ−Ｓｉ
Ｎなど）としてもよい。

【００２１】本発明の第３の態様によるハイブリッド型
半導体装置は、前記第２の態様によるハイブリッド型半
導体装置において、前記板バネが前記第１の半導体基板
側から前記第２の半導体基板側にかけて斜めに立ち上が
っているものである。

【００２２】本発明の第４の態様によるハイブリッド型
半導体装置は、前記第３の態様によるハイブリッド型半
導体装置において、前記板バネが、平板状あるいは湾曲
板状あるいは波板状に、斜めに立ち上がっているもので
ある。

【００２３】本発明の第５の態様によるハイブリッド型
半導体装置は、前記第２の態様によるハイブリッド型半
導体装置において、前記板バネが、前記第１の半導体基
板側から前記第２の半導体基板側にかけて、ジグザグ状
に立ち上がっているものである。

【００２４】本発明の第６の態様によるハイブリッド型
半導体装置は、前記第２の態様によるハイブリッド型半
導体装置において、前記板バネが、波板状に、前記第１
及び第２の半導体基板の面と略々平行な方向に延びてい
るものである。

【００２５】前記第３乃至第６の態様は、前記板バネの
具体例を挙げたものであるが、板バネをジグザグ状や波
板状に形成しておけば、板バネを平板状や湾曲板状に形
成する場合に比べて、板バネの変形の自由度が増すた
め、一層、接続部が破損したり接続部が第１及び第２の
半導体基板の所定箇所から剥がれたりし難くなり、接続
不良が一層発生し難くなる。

【００２６】本発明の第７の態様によるハイブリッド型
半導体装置は、前記第１乃至第６のいずれかの態様によ
るハイブリッド型半導体装置において、前記第１の半導
体基板と前記第２の半導体基板とを機械的に接続するが
電気的には接続しない複数のダミー接続部であって、バ
ネ性を有するように構成された複数のダミー接続部を備
えたものである。前記ダミー接続部は、前記接続部と同
様に構成することができる。ただし、前記ダミー接続部
は、前記接続部と異なり電気的な接続を行うものではな
いので、導電膜を用いて構成する必要はない。

【００２７】この第７の態様のように、接続部のみなら
ずダミー接続部を設けると、第１及び第２の半導体基板
間の機械的な接続の強度を高めることができる。

【００２８】本発明の第８の態様によるハイブリッド型
半導体装置は、前記第１乃至第７のいずれかの態様によ
るハイブリッド型半導体装置において、前記第２の半導
体基板が複数のブロックに分割され、当該各ブロック
が、前記複数の接続部のうちの少なくとも２つの接続部
を介して前記第１の半導体基板に電気的及び機械的に接
続されたものである。

【００２９】この第８の態様によれば、第２の半導体基
板が複数のブロックに分割されているので、２つの半導
体基板の熱膨張係数の差に起因して接続部が受けるスト
レスの大きさが、複数のブロックに分割されていない場
合に比べて低減されることとなる。したがって、前記第
８の態様によれば、一層、接続部が破損したり接続部が
第１及び第２の半導体基板の所定箇所から剥がれたりし
難くなり、接続不良が一層発生し難くなる。

【００３０】なお、前述した図１０に示す従来の装置で
は、接続部としての金属柱５，８は、比較的大きなもの
とならざるを得ないことから、１画素当たり１個しか設
けられておらず、ＩｎＳｂ基板２のｐ型領域が共通電極
として用いられている。このため、ＩｎＳｂ基板２を複
数のブロックに分割しようとしても、その分割を行えば
ＩｎＳｂ基板２に形成された各画素のホトダイオードの
ｐ側をＳｉ基板１に形成された読み出し部に接続できな
くなってしまうので、その分割は不可能である。これに
対し、前記第８の態様では、接続部を微細に形成するこ
とができることから、各ブロックに少なくとも２つの接
続部を設けている。そのため、第２の基板全体を共通電
極として用いる必要がなくなり、例えば、第２の基板を
画素毎のブロックに分割したような場合であっても、当
該画素のホトダイオード等の素子の両側を第１の基板に
それぞれ接続することができ、第２の半導体基板の分割
が可能となっているのである。

【００３１】本発明の第９の態様によるハイブリッド型
半導体装置の製造方法は、前記第１乃至第８のいずれか
の態様によるハイブリッド型半導体装置を製造する方法
であって、前記第１の半導体基板上に、斜面を有する犠
牲層を形成する段階と、前記板バネを形成する前記薄膜
を、前記犠牲層の前記斜面の少なくとも一部に沿うよう
に、かつ、前記第１の半導体基板の所定箇所に電気的に
接続されるように、形成する段階と、前記第２の半導体
基板の所定箇所が前記薄膜と電気的に接続されるよう
に、前記第１の半導体基板と前記第２の半導体基板とを
結合する段階と、前記結合する段階の後に前記犠牲層を
除去する段階と、を備えたものである。

【００３２】この第９の態様によれば、犠牲層の斜面を
巧みに利用することによって接続部を形成することがで
き、しかも、各段階はいずれも半導体微細加工技術その
ものを応用したものとすることができるため、容易に製
造することができるとともに、微細な接続部を形成する
ことができる。また、製造途中においては、接続部は犠
牲層を除去するまで当該犠牲層に支持され固定されてい
るため、接続部が変形したり破損したりしてしまう不良
は全く生じない。

【００３３】なお、前記犠牲層に斜面を形成する際に
は、例えば、テーパーエッチ又はリフロー法により犠牲
層に当該斜面を形成することができる。このように、周
知のウエットエッチ法、ドライエッチ法を用いたテーパ
ー形成技術、あるいは、レジスト、ＳｉＯ₂などのリフ
ロー技術を用いることにより、前記斜面は容易に形成す
ることができる。

【００３４】また、前記結合する段階における結合は、
例えば、熱処理による融着、機械的圧力による圧着、及
び超音波による接合のうちの、いずれか又はその組合せ
により行うことができる。このような方法を採用すれ
ば、容易かつ確実に当該結合を行うことができる。

【００３５】さらに、前記犠牲層の除去は、例えば、ウ
エットエッチング法又はアッシング法により行うことが
できる。これらの方法を採用すれば、容易に犠牲層のみ
を除去することができる。特に、アッシング法を用いた
場合には、その後の乾燥工程は不要である。ウエットエ
ッチング法により犠牲層を除去した場合には、エッチン
グ液をリンスした後、フリーズドライ法などにより乾燥
を行えばよい。

【００３６】本発明の第１０の態様によるハイブリッド
型半導体装置の製造方法は、前記第９の態様による製造
方法において、前記結合する段階の後であって前記除去
する段階の前に、前記第２の半導体基板を複数のブロッ
クに分割する段階を備えたものである。

【００３７】前記第８の態様のように第２の半導体基板
を複数のブロックに分割する場合、この第１０の態様の
ように当該分割を犠牲層の除去の前に行えば、当該分割
の際には接続部が犠牲層に支持され固定されているた
め、接続部が変形したり破損したりすることがなくな
り、歩留りが極めて高くなる。

【００３８】本発明の第１１の態様によるハイブリッド
型半導体装置の製造方法は、前記第９又は第１０の態様
による製造方法において、前記結合する段階の後であっ
て前記除去する段階の前に、前記結合された第１及び第
２半導体基板を個々のチップに分割する段階を備えたも
のである。

【００３９】前記第９及び第１０の態様では、２枚の同
じ半導体基板を用いて複数のハイブリッド型半導体装置
を同時に製造する場合にはダイシング等により個々のチ
ップに分割することになるが、この場合、前記第１１の
態様のように当該分割を犠牲層の除去の前に行えば、当
該分割の際には接続部が犠牲層に支持され固定されてい
るため、接続部が変形したり破損したりすることがなく
なり、歩留りが極めて高くなる。

【００４０】なお、本発明のハイブリッド型半導体装置
は、例えば、赤外線撮像装置に適用することができる。
この場合、例えば、前記第１乃至第７のいずれかの態様
によるハイブリッド型半導体装置において、前記第２の
半導体基板には、赤外線を検出する光電変換素子が１次
元状又は２次元状に配置された光電変換部を形成してお
き、また、前記第１の半導体基板には、前記光電変換部
で得られた電荷を読み出す読み出し部を形成しておけば
よい。もっとも、本発明のハイブリッド型半導体装置
は、赤外線撮像装置以外の他の種々のハイブリッド型半
導体装置に適用することができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるハイブリッド
型半導体装置及びその製造方法について、図面を参照し
て説明する。

【００４２】（第１の実施の形態）まず、本発明の第１
の実施の形態によるハイブリッド型半導体装置としての
赤外線撮像装置について、図１を参照して説明する。図
１は、本実施の形態による赤外線撮像装置を示す概略断
面図である。

【００４３】本実施の形態による赤外線撮像装置は、第
１の半導体基板としてのｐ型のＳｉ基板１１と、第２の
半導体基板としてのｐ型のＩｎＳｂ基板１２とを備えて
いる。

【００４４】ＩｎＳｂ基板１２には、複数のｎ型拡散層
１３が２次元状に配置するように形成されている。この
各ｎ型拡散層１３と当該基板１２のｐ型領域とのＰＮ接
合がそれぞれホトダイオードを構成しており、赤外線を
検出する光電変換素子を構成している。すなわち、Ｉｎ
Ｓｂ基板１２には、光電変換素子が２次元状に配置され
た光電変換部が形成されている。なお、本実施の形態で
は、１画素当たり１個のホトダイオードが形成されてい
る。ＩｎＳｂ基板１２の表面には、ＩｎＳｂ酸化膜や陽
極酸化膜などの保護膜１４が形成され、更に該保護膜１
４上にＳｉＮ膜１５が形成されている。前記膜１４，１
５にはｎ型拡散層１３の一部を露出させるようにコンタ
クトホール１６が形成され、該コンタクトホール１６付
近に、Ｔｉからなる接続パッド１７がｎ型拡散層１３と
オーミックコンタクトをとるように形成されている。

【００４５】一方、Ｓｉ基板１１上には図示しないが電
荷読み出し部を構成するＳｉ−ＣＣＤ転送電極が所定の
パターンで形成され、更にその上にはＳｉＯ₂膜１８が
形成され、該ＳｉＯ₂膜１８上にＳｉＮ膜１９が形成さ
れ、また、Ｓｉ基板１１には、前記ｎ型拡散層１３と対
応し前記コンタクトホール１６及び電極パッド１７に対
して横方向にずれた位置に、入力ダイオードの一部を構
成するｎ型拡散層（ｎ⁺層）２０が形成されている。こ
れにより、Ｓｉ基板１１には、前記ホトダイオードによ
り得られた電荷を読み出す電荷読み出し部としてのＳｉ
−ＣＣＤが形成されている。前記膜１８，１９には、前
記ｎ型拡散層２０の一部を露出させるようにコンタクト
ホール２１が形成され、コンタクトホール２１の部分の
ｎ型拡散層２０上には、図示しないごく薄いＴｉ膜が被
着されている。

【００４６】そして、以上のように構成されたＳｉ基板
１１とＩｎＳｂ基板１２とは、複数の接続部２２を介し
て互いに電気的及び機械的に接続されている。本実施の
形態では、各接続部２２は、Ｃｕ薄膜２３で形成された
板バネとして構成されている。すなわち、本実施の形態
では、Ｃｕ薄膜２３は、Ｓｉ基板１１側のコンタクトホ
ール２１内におけるｎ型拡散層２０上に形成された前記
図示しないＴｉ膜とオーミックコンタクトをとるよう
に、コンタクトホール２１内及び当該コンタクトホール
２１周辺のＳｉＮ膜１９上に形成されるとともに、そこ
から斜めに平板状に立ち上がって更にＩｎＳｂ基板１２
側の接続パッド１７の図１中の下面に沿って延びるよう
に、形成されている。このＣｕ薄膜２３における接続パ
ッド１７の下面に沿った部分は、当該接続パッド１７の
下面に接合されている。したがって、各基板１１，１２
にそれぞれ形成されたｎ型拡散層２０，１３間が、コン
タクトホール２１内のｎ型拡散層２０上に形成された図
示しないごく薄いＴｉ膜、接続部２２としてのＣｕ薄膜
２３及び接続パッド１７を介して、電気的に接続され、
これにより、ＩｎＳｂ基板１２に形成された各ホトダイ
オードで発生した電荷をＳｉ基板１１に形成されたＳｉ
−ＣＣＤで読み出すことができるようになっている。ま
た、Ｃｕ薄膜２３が前述したような形状に形成されてい
るので、当該Ｃｕ薄膜２３は、板バネとなり、バネ性を
有している。

【００４７】なお、本実施の形態では、前述した図１０
に示す赤外線撮像装置と同様に、接続部２２（すなわ
ち、Ｃｕ薄膜２３）が１画素当たり１個設けられてい
る。そこで、図面には示していないが、ＩｎＳｂ基板１
２のｐ型領域を共通電極として用い、各画素のホトダイ
オードのｐ側を共通にして電荷読み出し部に電気的に接
続するために、画素領域（イメージエリア）外の領域に
おいて、前記接続部２２（Ｃｕ薄膜２３）を介して、Ｓ
ｉ基板１１のｐ型領域とＩｎＳｂ基板１２のｐ型領域と
が電気的に接続されている。この接続構造は、前述した
Ｓｉ基板１１のｎ型拡散層２０とＩｎＳｂ基板１２のｎ
型拡散層１３との接続構造と同様である。

【００４８】本実施の形態による赤外線撮像装置では、
図１中の上方から赤外線が入射すると、当該赤外線がＩ
ｎＳｂ基板１２に形成された前記ホトダイオードにより
光電変換され、この光電変換された電荷が接続部２２と
してのＣｕ薄膜２３を介してＳｉ基板１１に形成された
前記電荷読み出し部により読み出される。

【００４９】本実施の形態による赤外線撮像装置によれ
ば、接続部２２がＣｕ薄膜２３により形成された板バネ
により構成されているので、Ｓｉ基板１１及びＩｎＳｂ
基板１２の熱膨張係数の差に起因してストレスが生じて
も、当該接続部２２のバネ性により吸収されることとな
る。したがって、接続部２２が破損したり接続部２２が
Ｓｉ基板１１及びＩｎＳｂ基板１２の所定箇所から剥が
れたりし難くなり、接続不良が発生し難くなる。

【００５０】次に、図１に示す赤外線撮像装置の製造方
法の一例について、図２及び図３を参照して説明する。

【００５１】図２は図１に示す赤外線撮像装置の製造工
程を示す概略断面図で、図３は図２に示す工程に引き続
く工程を示す概略断面図である。なお、図２及び図３に
おいて、図１中の要素と同一又は対応する要素には同一
符号を付している。

【００５２】図２（ａ）は、ｐ型Ｓｉ基板１１に電荷読
み出し回路を作製し、その表面をＳｉＯ₂膜１８及びＳ
ｉＮ膜１９で保護した状態を示す。なお、Ｓｉ基板１１
には、前記ｎ型拡散層２０が形成されている。

【００５３】次に、図２（ａ）に示す状態の基板１１上
（ＳｉＮ膜１９側）に、厚さ５μｍ程度のＳｉＯ₂層３
０を犠牲層としてスパッタやＣＶＤ法などで形成する
（図２（ｂ））。

【００５４】その後、ウエットエッチング又はドライエ
ッチングによるテーパーエッチ技術により、ＳｉＯ₂層
３０をテーパーエッチし、当該ＳｉＯ₂層３０に斜面３
０ａを形成する（図２（ｃ））。このテーパーエッチに
より、ｎ型拡散層２０（ｎ⁺層）付近のＳｉＮ膜１９は
露出する。後述する説明からわかるように、斜面３０ａ
が前記Ｃｕ薄膜２３の斜めに立ち上がる形状を転写する
型となる。

【００５５】次いで、上方からＳｉＮ膜１９及びＳｉＯ
₂膜１８の一部をフォトリソエッチング法によりエッチ
ング除去してコンタクトホール２１を開口し、当該コン
タクトホール２１からｎ型拡散層２０を露出させる（図
２（ｄ））。図面には示していないが、画素領域以外の
領域に対応する箇所のコンタクトホール２１からは、Ｓ
ｉ基板１１のｐ型領域の表面を露出させる。

【００５６】次に、図２（ｄ）に示す状態となった基板
１１の上面の全体に、Ｃｕ薄膜２３をスパッタや蒸着な
どによって形成する（図２（ｅ））。なお、Ｃｕ薄膜２
３の形成前に、コンタクトホール２１から露出したｎ型
拡散層２０及びＳｉ基板１１のｐ型領域の表面に、図示
しないＴｉ膜をごく薄く形成しておく。

【００５７】その後、Ｃｕ薄膜２３を所定のパターンに
パターニングし、前記接続部２２を作製する（図３
（ａ））。この状態では、接続部２２としてのＣｕ薄膜
２３は、犠牲層としてのＳｉＯ₂層３０により支持され
固定されており、バネ性を発揮しない。

【００５８】一方、図３（ｂ）に示すように、ＩｎＳｂ
基板１２に対しては、前記ホトダイオードの一部を構成
するｎ型拡散層１３形成のためのプロセスを終了させ、
その表面をＩｎＳｂ酸化膜や陽極酸化膜などの保護膜１
４、及びＳｉＮ膜１５で保護し、該膜１４，１５にコン
タクトホール１６を形成し、Ｔｉからなる接続パッド１
７を形成しておく。

【００５９】以上の工程までで、Ｓｉ基板１１側とＩｎ
Ｓｂ基板１２側の個別のプロセスは終了する。

【００６０】その後、Ｃｕ薄膜２３の上側部分と接続パ
ッド１７とを、熱処理による融着、機械的圧力による圧
着、及び超音波による接合のうちの、いずれか又はその
組合せにより接合することによって、Ｓｉ基板１１とＩ
ｎＳｂ基板１２とを結合する（図３（ｃ））。この結合
の際には、接続部２２としてのＣｕ薄膜２３は、犠牲層
としてのＳｉＯ₂層３０により支持され固定されている
ので、当該Ｃｕ薄膜２３が変形したり破損したりするお
それはない。

【００６１】次いで、図面には示していないが、このよ
うにして結合されたＳｉ基板１１及びＩｎＳｂ基板１２
を、ダイシングなどにより個々のチップ（個々の赤外線
撮像装置に相当する部分）に分割する。この分割の際に
も、接続部２２としてのＣｕ薄膜２３は、犠牲層として
のＳｉＯ₂層３０により支持され固定されているので、
当該Ｃｕ薄膜２３が変形したり破損したりするおそれは
ない。

【００６２】最後に、犠牲層としてのＳｉＯ₂層３０を
ウエットエッチングにより除去する。ここで初めて、接
続部２２がバネ性を発揮し、図１に示す赤外線撮像装置
が完成する。

【００６３】以上説明した製造方法の各工程は周知の半
導体微細加工技術そのものを応用したものであり、この
製造方法によれば、図１に示す赤外線撮像装置を容易に
製造することができるとともに、微細な接続部２２を形
成することもできる。

【００６４】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態によるハイブリッド型半導体装置としての
赤外線撮像装置について、図４を参照して説明する。

【００６５】図４は本実施の形態による赤外線撮像装置
を示す図であり、図４（ａ）はその概略断面図、図４
（ｂ）は図４（ａ）中のＢ−Ｂ’矢視図、図４（ｃ）は
図４（ａ）中のＣ−Ｃ’矢視図である。理解を容易にす
るため、図４（ｂ）には、実際には既に除去されて存在
しない後述する犠牲層としてのＳｉＯ₂層３０も、併せ
て示している。したがって、正確に言えば、図４（ｂ）
は、後述する犠牲層としてのＳｉＯ₂層３０を除去する
前の状態である図６（ｂ）に示す状態の基板１１の平面
図を示すことになる。なお、図４（ｂ）中の〜は、
図６（ｂ）中の〜にそれぞれ対応している。また、
理解を容易にするため、図４（ｃ）では、破線で表され
るべき要素は接続パッド１７及びダミーパッド４５のみ
とし、他の要素は省略している。なお、図４（ｂ）
（ｃ）中のＡ−Ａ’線に沿った断面が図４（ａ）に対応
している。

【００６６】なお、図４において、図１中の要素と同一
又は対応する要素には同一符号を付し、その重複した説
明は省略する。

【００６７】本実施の形態による赤外線撮像装置が前記
第１の実施の形態による図１に示す赤外線撮像装置と異
なる所は、以下の点のみである。

【００６８】すなわち、前記第１の実施の形態では、接
続部２２がＣｕ薄膜２３の単層構造となっていたのに対
し、本実施の形態では、接続部２２の強度を向上させる
ため、図４（ａ）に示すように、接続部２２がＴｉ膜４
１及びＡｌ膜４２の２層からなる薄膜として構成されて
いる。なお、本実施の形態では、接続部２２は、このよ
うに複数の導電膜４１，４２の複合層による薄膜により
構成されているが、例えば、ＳｉＮ層などの絶縁膜と導
電層との複合層からなる薄膜により構成してもよい。

【００６９】また、前記第１の実施の形態では、接続部
２２のみでＳｉ基板１１とＩｎＳｂ基板１２とが機械的
に接続されていたのに対し、本実施の形態では、両基板
１１，１２間の機械的な接続の強度を上げるため、Ｓｉ
基板１１とＩｎＳｂ基板１２とを機械的に接続するが電
気的には接続しないダミー接続部４３が、各画素につい
て２個ずつ追加されている。さらに、本実施の形態で
は、ダミー接続部４３の追加に伴い、ＩｎＳｂ１２上の
所定箇所には、Ｔｉからなるダミーパッド４５が形成さ
れている。ダミー接続部４３はＳｉＮ膜（導電膜でもよ
い）４４で構成されており、ダミー接続部４３も、接続
部２２と同様にバネ性を有するように構成されている。
すなわち、本実施の形態では、ＳｉＮ膜４４は、Ｓｉ基
板１１上のＳｉＮ膜１９上に部分的に形成されるととも
に、そこから斜めに平板状に立ち上がって更にＩｎＳｂ
基板１２側のダミーパッド４５の図４中の下面に沿って
延びるように、形成されている。このＳｉＮ膜４４にお
けるダミーパッド４５の下面に沿った部分は、当該ダミ
ーパッド４５の下面に接合されている。

【００７０】また、前記第１の実施の形態では、前述し
たように、接続部２２が１画素当たり１個設けられ、当
該接続部２２及びこれに接合された接続パッド１７を介
して各基板１１，１２に形成されたｎ型拡散層２０，１
３間が電気的に接続され、画素領域外の領域において設
けられた接続部２２及びこれに接合された接続パッド１
７を介して各基板１１，１２のｐ型領域間が電気的に接
続されていた。すなわち、各画素のホトダイオードのｎ
側はＳｉ基板１１に形成された電荷読み出し部にそれぞ
れ独立して電気的に接続されているが、各画素のホトダ
イオードのｐ側はＩｎＳｂ基板１２のｐ型領域を共通電
極として前記電荷読み出し部に共通して電気的に接続さ
れていた。

【００７１】これに対し、本実施の形態では、図４
（ｂ）に示すように、接続部２２が１画素当たり２個設
けられている。そして、各画素に設けられた２つの接続
部２２のうちの一方（図４（ｂ）中の上側の接続部２２
であり、Ｓｉ基板１１のｎ型拡散層２０とオーミックコ
ンタクトがとられている。）及びこれに接合された接続
パッド１７（図４（ｃ）中の上側の接続パッド１７であ
り、ＩｎＳｂ基板１２のｎ型拡散層１３とオーミックコ
ンタクトがとられている。）を介して、各基板１１，１
２に形成されたｎ型拡散層２０，１３間がそれぞれ独立
して電気的に接続されている。各画素に設けられた２つ
の接続部２２のうちの他方（図４（ｂ）中の下側の接続
部２２であり、Ｓｉ基板１１のｐ型領域とオーミックコ
ンタクトがとられている。）及びこれに接合された接続
パッド１７（図４（ｃ）中の下側の接続パッド１７であ
り、ＩｎＳｂ基板１２のｐ型領域とオーミックコンタク
トがとられている。）を介して、各基板１１，１２のｐ
型領域間がそれぞれ独立して電気的に接続されている。
すなわち、各画素のホトダイオードのｎ側がＳｉ基板１
１に形成された電荷読み出し部にそれぞれ独立して電気
的に接続されているのみならず、各画素のホトダイオー
ドのｐ側もＳｉ基板１１に形成された電荷読み出し部に
それぞれ独立して電気的に接続されている。このため、
本実施の形態では、画素領域外の領域においては各基板
１１，１２のｐ型領域間は電気的に接続されておらず、
ＩｎＳｂ基板１２のｐ型領域は共通電極として用いられ
ていない。

【００７２】なお、図４（ｂ）において、２２ａは接続
部２２におけるＳｉ基板１１のｎ型拡散層２０とのコン
タクト部分、２２ｂは接続部２２におけるＳｉ基板１１
のｐ型領域とのコンタクト部分を示す。また、図４
（ｂ）において、Ｘ，Ｚはそれぞれ各接続部２２の一部
分を示し、Ｙ，Ｗはそれぞれ各ダミー接続部４３の接合
部分を示し、図４（ｃ）において、α，γはそれぞれ各
接続部１７の接合部分を示し、Ｘとα、Ｙとβ、Ｚと
γ、Ｗとδが、それぞれ互いに接合されている。

【００７３】また、前記第１の実施の形態ではＩｎＳｂ
基板１２が複数のブロックに分割されていなかったのに
対し、本実施の形態では、図４（ａ）（ｃ）に示すよう
に、ＩｎＳｂ基板１２が各画素毎のブロックに分割され
ている。図４（ａ）（ｃ）において、５０は各ブロック
間の隙間を示す。前記第１の実施の形態では、ＩｎＳｂ
基板１２を複数のブロックに分割しようとしても、その
分割を行えばＩｎＳｂ基板１２に形成された各画素のホ
トダイオードのｐ側をＳｉ基板１１に形成された読み出
し部に接続できなくなってしまうので、その分割は不可
能である。これに対し、本実施の形態では、前述したよ
うに、１画素当たり２個の接続部２２が設けられ、各画
素のホトダイオードの両側がＳｉ基板１１に形成された
電荷読み出し部にそれぞれ独立して電気的に接続されて
いるので、ＩｎＳｂ基板１２の分割が可能になっている
のである。もっとも、本実施の形態において、ＩｎＳｂ
基板１２を複数のブロックに分割しないようにしてもよ
いし、ＩｎＳｂ基板１２を各画素毎のブロックに分割す
るのではなく複数画素毎のブロックに分割するようにし
てもよい。

【００７４】なお、図４（ｂ）において、破線間の領域
Ｈは、電荷読み出し回路を形成する領域を示す。

【００７５】本実施の形態によれば、前記第１の実施の
形態と同様に、薄膜４１，４２により形成された接続部
２２及び薄膜４４により形成されたダミー接続部４３が
共に板バネにより構成されているので、Ｓｉ基板１１及
びＩｎＳｂ基板１２の熱膨張係数の差に起因してストレ
スが生じても、当該接続部２２及びダミー接続部４３の
バネ性により吸収されることとなる。のみならず、本実
施の形態によれば、ＩｎＳｂ基板１２が複数のブロック
に分割されているので、Ｓｉ基板１１及びＩｎＳｂ基板
１２の熱膨張係数の差に起因して接続部２２が受けるス
トレスの大きさ自体が、複数のブロックに分割されてい
ない場合に比べて低減されることとなる。したがって、
本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と比べ
て、一層、接続部２２が破損したり接続部が第１及び第
２の半導体基板の所定箇所から剥がれたりし難くなり、
接続不良が一層発生し難くなる。

【００７６】また、本実施の形態によれば、ダミー接続
部４３が追加されているので、Ｓｉ基板１１とＩｎＳｂ
基板１２との間の機械的な接続の強度を高めることがで
きる。

【００７７】次に、図４に示す赤外線撮像装置の製造方
法の一例について、図５及び図６を参照して説明する。

【００７８】図５は図４に示す赤外線撮像装置の製造工
程を示す概略断面図で、図６は図５に示す工程に引き続
く工程を示す概略断面図である。図５及び図６に示す断
面は、図４（ａ）に示す断面に相当している。なお、図
５及び図６において、図４中の要素と同一又は対応する
要素には同一符号を付している。

【００７９】図５（ａ）は、ｐ型Ｓｉ基板１１にＭＯＳ
型電荷読み出し回路を作製し、その表面をＳｉＯ₂膜１
８及びＳｉＮ膜１９で保護した状態を示す。なお、Ｓｉ
基板１１には、前記ｎ型拡散層（ｎ⁺層）２０が形成さ
れている。

【００８０】次に、図５（ａ）に示す状態の基板１１上
（ＳｉＮ膜１９側）に、厚さ５μｍ程度のＳｉＯ₂層３
０を犠牲層としてスパッタやＣＶＤ法などで形成する
（図５（ｂ））。

【００８１】その後、ウエットエッチング又はドライエ
ッチングによるテーパーエッチ技術により、ＳｉＯ₂層
３０をテーパーエッチし、当該ＳｉＯ₂層３０に斜面３
０ａを形成する（図５（ｃ））。このテーパーエッチに
より、ｎ型拡散層２０付近のＳｉＮ膜１９は露出する。
後述する説明からわかるように、斜面３０ａが前記薄膜
４１，４２の斜めに立ち上がる形状及び前記ＳｉＮ膜４
４の斜めに立ち上がる形状を転写する型となる。

【００８２】次いで、図５（ｃ）に示す状態となった基
板１１の上面の全体に、Ｔｉ膜４１を被着させる（図５
（ｄ））。

【００８３】次いで、上方からＴｉ膜４１、ＳｉＮ膜１
９及びＳｉＯ₂膜１８の一部を順次フォトリソエッチン
グ法によりエッチング除去してコンタクトホール２１を
開口し、当該各コンタクトホール２１のうちの一部のコ
ンタクトホール２１からｎ型拡散層２０を露出させる
（図５（ｅ））とともに、残りのコンタクトホール２１
から基板１１のｐ型領域の表面を露出させる（図示せ
ず）。

【００８４】次に、この状態となった基板１１の上面の
全体に、Ａｌ膜４２をスパッタや蒸着などによって形成
する（図５（ｆ））。

【００８５】その後、Ａｌ膜４２及びＴｉ膜４１を所定
のパターンにパターニングし、前記接続部２２を作製す
る（図６（ａ））。この状態では、接続部２２としての
Ａｌ膜４２及びＴｉ膜４１は、犠牲層としてのＳｉＯ₂
層３０により支持され固定されており、バネ性を発揮し
ない。

【００８６】次に、同様に、図６（ａ）に示す状態の基
板１１の上面の全体にＳｉＮ膜４４を形成し、当該Ｓｉ
Ｎ膜４４を所定のパターンにパターニングし、ダミー接
続部４３を作製する（図６（ｂ））。なお、既に述べた
ように、図６（ｂ）に示す状態の基板１１の平面図は、
図４（ｂ）に示すようになる。

【００８７】一方、図６（ｃ）に示すように、ＩｎＳｂ
基板１２に対しては、前記ホトダイオードの一部を構成
するｎ型拡散層１３形成のためのプロセスを終了させ、
その表面をＩｎＳｂ酸化膜や陽極酸化膜などの保護膜１
４、及びＳｉＮ膜１５で保護し、該膜１４，１５にコン
タクトホール１６を形成し、Ｔｉからなる接続パッド１
７を形成しておく。また、接続パッド１７の形成と同時
に、ＳｉＮ膜１５上に同じＴｉからなるダミーパッド４
５を形成しておく。

【００８８】以上の工程までで、Ｓｉ基板１１側とＩｎ
Ｓｂ基板１２側の個別のプロセスは終了する。

【００８９】その後、Ａｌ膜４２の上側部分と接続パッ
ド１７とを、またＳｉＮ膜４４の上側部分とダミーパッ
ド４５とを、熱処理による融着、機械的圧力による圧
着、及び超音波による接合のうちの、いずれか又はその
組合せにより接合することによって、Ｓｉ基板１１とＩ
ｎＳｂ基板１２とを結合する（図６（ｄ））。この結合
の際には、接続部２２としてのＴｉ膜４１及びＡｌ膜４
２、及び、ダミー接続部４３としてのＳｉＮ膜４４は、
犠牲層としてのＳｉＯ₂層３０により支持され固定され
ているので、当該各膜４１，４２，４４が変形したり破
損したりするおそれはない。

【００９０】次に、図６（ｄ）中の点線Ｋ（前記各ブロ
ックの隙間５０に対応）に沿って、イオンミリング法や
レーザーミリング法などによりＩｎＳｂ基板１２を切断
し、ＩｎＳｂ基板１２を各画素毎のブロックに分割す
る。この分割の際にも、接続部２２としてのＴｉ膜４１
及びＡｌ膜４２並びにダミー接続部４３としてのＳｉＮ
膜４４は、犠牲層としてのＳｉＯ₂層３０により支持さ
れ固定されているので、当該各膜４１，４２，４４が変
形したり破損したりするおそれはない。

【００９１】その後、図面には示していないが、Ｓｉ基
板１１をダイシング等することにより、個々のチップ
（個々の赤外線撮像装置に相当する部分）に分割する。
この分割の際にも、接続部２２としてのＴｉ膜４１及び
Ａｌ膜４２並びにダミー接続部４３としてのＳｉＮ膜４
４は、犠牲層としてのＳｉＯ₂層３０により支持され固
定されているので、当該各膜４１，４２，４４が変形し
たり破損したりするおそれはない。

【００９２】最後に、犠牲層としてのＳｉＯ₂層３０を
ウエットエッチングにより除去する。ここで初めて、接
続部２２及びダミー接続部４３がバネ性を発揮し、図４
に示す赤外線撮像装置が完成する。

【００９３】以上説明した製造方法の各工程は周知の半
導体微細加工技術そのものを応用したものであり、この
製造方法によれば、図４に示す赤外線撮像装置を容易に
製造することができるとともに、微細な接続部２２及び
ダミー接続部４３を形成することができる。このよう
に、微細な接続部２２の形成が可能であるので、１画素
当たり複数の接続部２２を設けることが可能となってい
る。

【００９４】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態によるハイブリッド型半導体装置としての
赤外線撮像装置について、図７を参照して説明する。

【００９５】図７は本実施の形態による赤外線撮像装置
を示す概略断面図である。図７において、図４中の要素
と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複
した説明は省略する。

【００９６】本実施の形態による赤外線撮像装置が前記
第２の実施の形態による図４に示す赤外線撮像装置と異
なる所は、以下の点のみである。

【００９７】すなわち、前記第２の実施の形態では、接
続部２２がＴｉ膜４１及びＡｌ膜４２の２層からなる薄
膜として構成されていたのに対し、本実施の形態では、
接続部２２がＳｉＮ膜７１、Ａｌ膜７２及びＳｉＮ膜７
３の３層からなる薄膜として構成されている。また、前
記第２の実施の形態では、ダミー接続部４３がＳｉＮ膜
４４の単層構造となっていたのに対し、本実施の形態で
は、ダミー接続部４３がＳｉＮ膜７４及びＳｉＮ膜７５
の２層からなる薄膜として構成されている。さらに、前
記第２の実施の形態では、接続部２２及びダミー接続部
４３が平板状に構成されていたのに対し、本実施の形態
では、接続部２２及びダミー接続部４３が湾曲板状に構
成されている。

【００９８】また、前記第２の実施の形態においてＩｎ
Ｓｂ基板１２上に形成されていたＳｉＮ膜１５及びＳｉ
基板１１上に形成されていたＳｉＮ膜１９は、本実施の
形態では形成されていない。これは、前記第２の実施の
形態では、製造時に犠牲層としてＳｉＯ₂層３０を用
い、最後にこのＳｉＯ₂層３０をウエットエッチングに
より除去していたので、当該ウエットエッチングに対す
るエッチストップとしてＳｉＮ膜１５，１９が必要であ
ったが、本実施の形態では、後述するように、製造時に
犠牲層としてＳｉＯ₂層３０に代えてレジスト膜を用
い、最後にこのレジスト膜をアッシング法により除去す
ることとしたため、ＳｉＮ膜１５，１９が不要となった
ことによる。

【００９９】本実施の形態による図７に示す赤外線撮像
装置は、例えば、前述した図４に示す赤外線撮像装置の
製造方法と同様の製造方法によって製造することができ
る。ただし、図７に示す赤外線撮像装置を製造する場合
には、犠牲層としてＳｉＯ₂層３０に代えてレジスト膜
を形成し、当該レジスト膜を所定のパターンにパターニ
ングした後リフロー法により斜面（湾曲した斜面であ
り、接続部２２及びダミー接続部４３の形状を転写する
型となる。）を形成し、最後に当該レジスト膜をアッシ
ング法により除去する。

【０１００】本実施の形態によっても、前記第２の実施
の形態と同様の利点が得られる。

【０１０１】（第４の実施の形態）次に、本発明の第４
の実施の形態によるハイブリッド型半導体装置としての
赤外線撮像装置について、図８を参照して説明する。

【０１０２】図８は本実施の形態による赤外線撮像装置
を示す概略断面図である。図８において、図４中の要素
と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複
した説明は省略する。

【０１０３】本実施の形態による赤外線撮像装置が前記
第２の実施の形態による図４に示す赤外線撮像装置と異
なる所は、以下の点のみである。

【０１０４】すなわち、本実施の形態では、前記第２の
実施の形態においてＩｎＳｂ基板１２上に形成されてい
た保護膜１４に代えてＳｉＮ膜１５が形成され、前記第
２の実施の形態においてＳｉ基板１１上に形成されてい
たＳｉＯ₂膜１８に代えてＳｉＮ膜１９が形成されてい
る。もっとも、前記第２の実施の形態と同様に、ＩｎＳ
ｂ基板１２とＳｉＮ膜１５との間に保護膜１４を形成し
てもよいし、Ｓｉ基板１１上とＳｉＮ膜１９との間にＳ
ｉＯ₂膜１８を形成してもよい。

【０１０５】また、前記第２の実施の形態では、接続部
２２がＴｉ層４１及びＡｌ層４２の２層からなる薄膜と
して構成されていたのに対し、本実施の形態では、接続
部２２がＡｌ膜８１，８２の単層（厳密には、折り返し
のような部分は当該Ａｌ膜８１，８２の２層）からなる
薄膜として構成されている。また、前記第２の実施の形
態では、ダミー接続部４３がＳｉＮ膜４４の単層構造と
なっていたのに対し、本実施の形態では、ＳｉＮ膜８
３，８４の単層（厳密には、折り返しのような部分は当
該ＳｉＮ膜８３，８４の２層）からなる薄膜として構成
されている。さらに、前記第２の実施の形態では、接続
部２２及びダミー接続部４３が平板状に構成されていた
のに対し、本実施の形態では、接続部２２及びダミー接
続部４３が２段のジグザグ状に構成されている。すなわ
ち、接続部２２について説明すると、Ａｌ膜８１は、コ
ンタクトホール２１内及び当該コンタクトホール２１周
辺のＳｉＮ膜１９上に形成されるとともに、そこから斜
めに立ち上がって更に水平に延び、Ａｌ膜８２は、Ａｌ
膜８１の当該水平部分上に形成されるとともに、そこか
ら斜めに逆方向に立ち上がって更に接続パッド１７の下
面に沿って延びている。そして、このＡｌ膜８２におけ
る接続パッド１７の下面に沿った部分は、当該接続パッ
ド１７に接合されている。ダミー接続部４３について
も、接続部２２と同様である。接続部２２及びダミー接
続部４３は、本実施の形態ではこのように２段のジグザ
グ状に（すなわち、「く」の字状に）構成されている
が、３段以上のジグザグ状に構成してもよい。

【０１０６】本実施の形態による図８に示す赤外線撮像
装置は、例えば、前述した図４に示す赤外線撮像装置の
製造方法と同様の製造方法によって製造することができ
る。ただし、図８に示す赤外線撮像装置を製造する場
合、図６（ｂ）と同様の状態になった後に、当該状態の
基板１１の全面にＳｉＯ₂を堆積させてその表面を平坦
化することによって、図５（ｂ）と同様の表面状態を再
度作製し、再び図５（ｃ）から図６（ｂ）に示すような
工程を行う。

【０１０７】本実施の形態によれば、前記第２の実施の
形態と同様の利点が得られる他、接続部２２及びダミー
接続部４３がジグザグ状に構成され、パンタグラフのよ
うな形状となっているので、その変形の自由度が増し、
そのスプリング性能ひいてはストレス吸収性能が大きく
向上している。したがって、本実施の形態によれば、一
層、接続部２２が破損したり接続部２２がＳｉ基板１１
及びＩｎＳｂ基板１２の所定箇所から剥がれたりし難く
なり、接続不良が一層発生し難くなる。

【０１０８】（第５の実施の形態）次に、本発明の第５
の実施の形態によるハイブリッド型半導体装置としての
赤外線撮像装置について、図９を参照して説明する。

【０１０９】図９は本実施の形態による赤外線撮像装置
を示す概略断面図である。図９において、図１中の要素
と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複
した説明は省略する。

【０１１０】本実施の形態による赤外線撮像装置が前記
第１の実施の形態による図１に示す赤外線撮像装置と異
なる所は、前記第１の実施の形態では、接続部２２は斜
めに平板状に立ち上がるＣｕ薄膜２３によって構成され
ていたのに対し、本実施の形態では、接続部２２は基板
１１，１２と略々平行な方向に波板状に延びたＣｕ薄膜
２３によって構成されている点のみである。

【０１１１】本実施の形態による図９に示す赤外線撮像
装置は、例えば、前述した図１に示す赤外線撮像装置の
製造方法と同様の製造方法によって製造することができ
る。ただし、図９に示す赤外線撮像装置を製造する場合
には、犠牲層としてのＳｉＯ₂層３０の斜面を単位画素
内で数多く形成するように、ＳｉＯ₂層３０に対してパ
ターニングを行い、さらにリフロー法を適用する。な
お、犠牲層としてレジスト膜を用い、最後に当該レジス
ト膜をアッシング法により除去してもよいことは、勿論
である。この場合には、図９中のＳｉＮ膜１５及びＳｉ
Ｎ膜１９は、不要である。

【０１１２】本実施の形態によれば、前記第１の実施の
形態と同様の利点が得られる他、接続部２２が波板状に
構成されているので、その変形の自由度が増し、そのス
プリング性能ひいてはストレス吸収性能が大きく向上し
ている。したがって、本実施の形態によれば、一層、接
続部２２が破損したり接続部２２がＳｉ基板１１及びＩ
ｎＳｂ基板１２の所定箇所から剥がれたりし難くなり、
接続不良が一層発生し難くなる。

【０１１３】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。

【０１１４】例えば、前記光電変換部や前記読み出し部
の構成は、前述した構成に限定されるものではない。ま
た、基板１１，１２の材質もＳｉやＩｎＳｂに限定され
るものではない。

【０１１５】また、前述した各実施の形態は本発明を赤
外線撮像装置に適用した例であったが、本発明は他の種
々のハイブリッド型半導体装置に適用することができ
る。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２つの半導体基板の熱膨張係数の差に起因して生ずるス
トレスによる接続不良を防止することができるハイブリ
ッド型半導体装置及びその製造方法を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による赤外線撮像装
置を示す概略断面図である。

【図２】図１に示す赤外線撮像装置の製造工程を示す概
略断面図である。

【図３】図２に示す工程に引き続く工程を示す概略断面
図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態による赤外線撮像装
置を示す図であり、図４（ａ）はその概略断面図、図４
（ｂ）は図４（ａ）中のＢ−Ｂ’矢視図、図４（ｃ）は
図４（ａ）中のＣ−Ｃ’矢視図である。

【図５】図４に示す赤外線撮像装置の製造工程を示す概
略断面図である。

【図６】図５に示す工程に引き続く工程を示す概略断面
図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態による赤外線撮像装
置を示す概略断面図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態による赤外線撮像装
置を示す概略断面図である。

【図９】本発明の第５の実施の形態による赤外線撮像装
置を示す概略断面図である。

【図１０】従来の赤外線撮像装置を示す概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１１Ｓｉ基板（第１の半導体基板）１２ＩｎＳｂ基板（第２の半導体基板）１３，２０ｎ型拡散層１７接続パッド２２接続部３０ＳｉＯ₂層（犠牲層）３０ａ斜面４３ダミー接続部４５ダミーパッド５０隙間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の素子が形成された第１の半導体基
板と、所定の素子が形成された第２の半導体基板とを、
複数の接続部を介して互いに電気的及び機械的に接続し
たハイブリッド型半導体装置において、前記複数の接続
部がバネ性を有するように構成されたことを特徴とする
ハイブリッド型半導体装置。
【請求項２】前記各接続部が１層又は複数層の薄膜で
形成された板バネを有することを特徴とする請求項１記
載のハイブリッド型半導体装置。
【請求項３】前記板バネが前記第１の半導体基板側か
ら前記第２の半導体基板側にかけて斜めに立ち上がって
いることを特徴とする請求項２記載のハイブリッド型半
導体装置。
【請求項４】前記板バネが、平板状又は湾曲板状に、
斜めに立ち上がっていることを特徴とする請求項３記載
のハイブリッド型半導体装置。
【請求項５】前記板バネが、前記第１の半導体基板側
から前記第２の半導体基板側にかけて、ジグザグ状に立
ち上がっていることを特徴とする請求項２記載のハイブ
リッド型半導体装置。
【請求項６】前記板バネが、波板状に、前記第１及び
第２の半導体基板の面と略々平行な方向に延びているこ
とを特徴とする請求項２記載のハイブリッド型半導体装
置。
【請求項７】前記第１の半導体基板と前記第２の半導
体基板とを機械的に接続するが電気的には接続しない複
数のダミー接続部であって、バネ性を有するように構成
された複数のダミー接続部を備えたことを特徴とする請
求項１乃至６のいずれかに記載のハイブリッド型半導体
装置。
【請求項８】前記第２の半導体基板が複数のブロック
に分割され、当該各ブロックが、前記複数の接続部のう
ちの少なくとも２つの接続部を介して前記第１の半導体
基板に電気的及び機械的に接続されたことを特徴とする
請求項１乃至７のいずれかに記載のハイブリッド型半導
体装置。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれかに記載のハイ
ブリッド型半導体装置を製造する方法であって、前記第１の半導体基板上に、斜面を有する犠牲層を形成
する段階と、前記板バネを形成する前記薄膜を、前記犠牲層の前記斜
面の少なくとも一部に沿うように、かつ、前記第１の半
導体基板の所定箇所に電気的に接続されるように、形成
する段階と、前記第２の半導体基板の所定箇所が前記薄膜と電気的に
接続されるように、前記第１の半導体基板と前記第２の
半導体基板とを結合する段階と、前記結合する段階の後に、前記犠牲層を除去する段階
と、を備えたことを特徴とするハイブリッド型半導体装置の
製造方法。
【請求項１０】前記結合する段階の後であって前記除
去する段階の前に、前記第２の半導体基板を複数のブロ
ックに分割する段階を備えたことを特徴とする請求項９
記載のハイブリッド型半導体装置の製造方法。
【請求項１１】前記結合する段階の後であって前記除
去する段階の前に、前記結合された第１及び第２半導体
基板を個々のチップに分割する段階を備えたことを特徴
とする請求項９又は１０記載のハイブリッド型半導体装
置の製造方法。