TWI312198B - A photo electric diodes array and the manufacturing method of the same and a radiation ray detector - Google Patents

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TWI312198B
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Katsumi Shibayama
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Hamamatsu Photonics Kk
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Description

1312198 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關光電二極體陣列及其製造方法，以及放射 線檢測器。 【先前技術】 以此種光電二極體陣列而言，可知以往具有利用將光入 射面側和背面側予以連接的貫通配線（電極），把來自光電 二極體陣列之輸出信號與背面侧作電氣連接之類型的表面 入射型光電二極體陣列（例如，參照曰本國專利公開2〇〇1_ 3 1 8 1 55號公報）。此公報所揭示之光電二極體陣列為如第 19圖所示，用以取出信號的配線152係從形成有作為光電 變換部之本體的光電二極體144a，144b，144c，... 144η之 各個擴散層151而形成在光電二極體陣列ι44的表面，其配 線1 52係被連接於貫通si配線基板153的表裏之貫通配線 154般地延設著。且，在光電二極體144的背面側形成有連 接於貫通配線154之凸塊155，在配線152、貫通配線154、 及Si配線基板153之間係由氧化矽膜的絕緣膜15仏、 156b、及156c所絕緣。 【發明内容】 但是，上述的光電二極體陣列，例如封裝ct用光電二 極體陣列，作為吸附晶片的夾套（collet)，雖然可使用平身 套和角錐夾套，但是通常在執行覆晶接合（fUp -bonding)之場合係使用平夾套。CT用光電二極體陣列係盖 片面積大（例如，！邊20_的矩形狀），如第ΐ8β圖所示 123568-980223.doc 1312198 虽在使用通常的安裝架所使用之角錐夾套161時，依晶片 162和角錐夹套161之間隙163而產生翹曲毛刺，因此翹曲 毛^造成位置偏差而具有封裝精度降低之虞。X，在執行 覆曰曰接合之際有必要加熱及加壓，但以角錐夾套161而 '熱傳導的效率不佳。又，依所受壓力也具有損傷晶片 T緣之虞。角錐夾套161並不適於薄晶片。基於以上之原 在執行覆晶接合的場合，如第18 A圖所示，一邊以與 曰曰片面作面接觸的平夾套160吸附晶片162，一邊由熱塊 1 64對日日片1 62施加熱與壓力。 然而，當使用平夾套160時，晶片162的晶片面全體係成 為與平夹套160接觸。此晶片162中，與平夾套16〇接觸的 晶片面係光檢測部，亦即，形成有用以構成光電二極體陣 列之雜質擴散層的光人射面。此成為光人射面的晶片面全 體在與平夾套160接觸而受到加壓及加熱時，光檢測部自 體係遭文到物理的損傷（damagep如此一來，光檢測部亦 招致依表面損傷所造成之外觀不良或特性劣化（暗電 雜音增加等等）。 ~ 於是，本發明係解決上述課題，且其目的為提供—可防 止封裝時依光電二極體陣列之損傷所引起之特性劣化的光 電一極體陣列及其製造方法以及放射線檢測器。 為解決上述課題，依本發明之光電二極體陣列為，具備 有在被檢測光之入射面側，複數個光電二極體為以陣列狀 形成之半導體基板，和將該半導體基板之該入射面側和其 背面側貫通，且電氣連接在該光電二極體之貫通配線，豆 123568-980223.doc 1312198 特徵為，在該半導體基板之入射面側，形成具有特定深度 之凹部，在該凹部形成該光電二極體。 此光電二極體陣列係，因為比起形成有光電三極體的區 域，未被形成的區域係較突出，所以藉其未被形成的區 域，在被形成的區域與封裝時所使用的平夾套之間係形成 間隙。因此，被形成的區域係不與平夾套直接接觸，不會 承受由加壓或加熱所產生的應力。 又，上述光電二極體陣列係形成有複數個上述凹部，其 鄰接的各凹部係相互連通著較佳。上述脚部係按各光電二 極體而形成，其鄰接的各凹部係相互連通，且也可在其各 凹部逐一形成光電二極體。 此等之光電二極體陣列係，鄰接的各凹部相互連通，所 以在入射面側塗布樹脂（例如安裝閃爍面板之際的光學樹 脂）時，其樹脂遍及各凹部，且在各凹部内氣泡係難以產 生。 又，上述光電二極體陣列較佳為，再具備有形成在半導 體基板之該入射面側，用以將光電二極體和貫通配線電氣 連接之電極配線，且特定的深度係設定成比電極配線的厚 度更大。如此一來，光電二極體係成為被其非形成區域確 實地保護。 再者，於此等光電二極體陣列，於半導體基板，在鄰接 的各光電二極體之間，設置有用以將各光電二極體分離之 雜質區域（分離層）就可以。此等之光電二極體陣列因為藉 由分離層以抑制表面洩漏，所以鄰接的光電二極體彼此係 123568-980223.doc 1312198 被確實地電氣分離。 其次，本發明係提供一光電二極體陣列之製造方法，其 特徵為第1步驟，在由第1導電型之半導體所成的半導體基 板，形成將該半導體基板之兩側表面貫通的貫通配線；第 2步驟，在該半導體基板的單側表面，將比周圍的區域更 凹陷的凹部形成在特定的區域；第3步冑，對豸凹部添加 雜質以形成複數個第2導電型之雜質擴散層，將依各雜質 擴散層和該半導體基板之複數個光電二極體以陣列狀配列 設置。 依此光電二極體陣列的製造方法，係在半導體基板之單 側表面’形成比周1的區域更凹陷的㈤部，可獲得在其凹 部形成有以陣列狀配列的複數個光電二極體之光電二極體 於上述光電二極體陣列之製造方法，可作成上述第1步 驟具備有：在該半導體基板形成複數個穴部之步驟；在包 含有該各穴部之該半導體基板的至少單側表面，形成導: 性被膜之步驟；及研磨該半導體基板以除去該導電性被膜 之步驟。 、 此寺之光電二極體陣列的製造 〜"仏尺1朴风在上虬 步驟之後，具備有在要添加鄰接的該雜質的區域之門， 加其他的雜質以設置第1導電型之雜質區域的步驟：依 製造方法’可獲得鄰接的各光電二極體被確實分離之^ 二極體陣列。 再著，此發明係提供一 &射線檢測胃，其I備有上述 123568-980223.doc 1312198 一之光電二極體陣列，以及安裝在此光電二極體陣列之被 檢測光的入射面侧，且依入射的放射線而發光之閃爍面 板。 又，提供一放射線檢測器，其具備有，由上述任一製造 方法所製造的光電二極體陣列，以及安裝在光電二極體陣 列之上述凹部的形成側，藉入射的放射線而發光之閃爍面 板。 此等之放射線檢測器因為具備上述光電二極體陣列，所 以形成在其光入射面側之光電二極體係因為非形成區域的 存在而受保護’不會在封裝時依加壓或加熱而受損傷，可 防止因此等雜音或暗電流增加等所造成之特性劣化。 【實施方式】 以下’茲針對本發明之實施形態加以說明。此外，同一 要素係使用同一符號，重複的說明係省略。 第1圖係表示有關本發明之實施形態光電二極體陣列1之 模式剖面圖。此外’在以下的說明中，把光L之入射面設 為表面，其相反側之面設為背面。於以下的各圖中，為了 圖式的便利性，尺寸係適當地變更。 光電二極體陣列1為’依Pn接合之複數個光電二極體4係 以縱橫之具規則的陣列狀作2維配列，其一個一個的光電 二極體4係具有作為光電二極體陣列丨之一晝素的機能，整 體構成一個光檢測部。 光電一極體陣列1係具有厚度為15〇〜5〇〇 μιη(較佳為4〇〇 μηι)程度，且雜質濃度為lxl〇i2〜1〇i5/cm3程度之η型（第1導 123568-980223.doc -10^ 1312198 電型）矽基板3。n型矽基板3之表面及背面係形成由厚度 〇.〇5〜1 μιη(較佳為u μιη)程度之si〇2所成之鈍化臈2。 又，在光電二極體陣列丨之表面側凹部6係按各光電二極 體4而形成複數個。 各凹。卩6係例如形成凹陷為1 mm之大小的矩形狀， 具有特定的深度。在各自的底部係逐一設置有雜質濃度為 ΐχίο15〜io2G/cm3程度、膜厚為〇〇5〜2〇 μιη程度（較佳為〇2 μιη)之ρ型（第2導電型）雜質擴散層5。依此ρ型雜質擴散層5 和η型矽基板3所成之ρη接合係以縱橫有規則的陣列狀作配 列’其各自構成光電二極體4。 其次，各ρ型雜質擴散層5所存在之區域係形成有光電二 極體4之區域（形成區域）’而除其以外的區域係成為未形成 有光電一極體之非形成區域，兩者的段差，亦即，凹部6 之深度d係設定為比後述之電極配線9的膜厚還大（例如 〜30 μιη，較佳為1〇 μΓη程度）。 又’光電二極體陣列丨之光電二極體4係各自具有貫通配 線8 °各貫通配線8係由將η型矽基板3之表面側和背面側貫 通且形成為直徑10 Mm〜10 μιη程度（較佳為50 μιη程度）、且 磷之濃度為lxlO15〜l〇2Q/cm3程度的複晶矽所成，其表面側 係透過由紹所成之電極配線9(膜厚為丨μηι程度）而與p型雜 質擴散層5電氣連接’背面側係由同為鋁所成之電極腳位 1〇(膜厚為0·5 Km〜5 μιη ’較佳為1 μιη程度）而被電氣連接。 又’鮮錫之凸塊電極12係經由Ni_Au所成之覆晶球下金屬 (UBM) 11而被連接至其各電極腳位1〇。各貫通配線8係設 123568-980223.doc 1312198 ) 置在未形成有光電二極體4之非形成區域，也可設置在除 其以外的部分。 再者圖不之光電—極體陣列】為，p型雜質擴散層議 此之間，亦即，在鄰接的光電二極體4,4之間，將n+型雜質 區域（分離層）7設置為深度〇·5〜6叫程度。此n+型雜質區 域（分離層）7之機能為用以將鄰接的光電二極體4,4作電氣 分離者，#自此設置，_接的光電二極體4>4係被確f地 電氣分離，可減低光電二極體4彼此之串音。然而，即使 光電二極體陣列1未設置此〆型雜質區域7，也具有實用上 充分可容許之程度的光檢測特性 第2圖係表示構成光電二極體陣歹,"之半導體晶片3〇的側 面圖及將其要部放大表示之剖面圖。如第2圖所示，半導 體晶片30係寬度W1為22.4 mm程度，厚度D為約〇3 mm之 極薄的板狀，具有多數個上述之光電二極體4(例如丨6><16個 之2維配置），鄰接的畫素間之間距霣2為14 mm程度的大 面積（例如，22.4mmx22.4mm程度）之晶片。 且，如同以上所構成的光電二極體陣列丨為，當光L從表 面側入射時，其被檢測光L係對各p型雜質擴散層5入射， 各光電二極體4係生成對應其入射光之載體。依生成之載 體所產生的光電流係經由連接至各p型雜質擴散層5之電極 配線9及貫通配線8，更經由背面側之各電極腳位⑺和 UBM1I而從凸塊電極12被取出。藉由來自此凸塊電極a之 輸出以執行入射光之檢測。 如同上述，光電二極體陣列】係，光電二極體4各自為配 123568-980223.doc 12 1312198 置在各凹。卩6之底部，所以比起各光電二極體4的形成區 域，其周圍的區域（非形成區域）係以最大且對應深度d之大 小而犬出。因此，在光電二極體陣列1為將半導體晶片30 以平夾套吸附而執行覆晶接合的場合時，其非形成區域係 與平央套接觸’在構成光檢測部之光電二極體4的形成區 巧與平夾套之間用以確保間隙般地作用，因此其形成區域 係：非形成區域所保護，不會與平夾套直接接觸。因此， 光電極冑陣列1之光檢測部不直接承受依加壓的應力或 依加’’、、的應力’所以光檢測部自體也不會受到物理的損傷 ^ ge)可抑制起因於那樣的損傷之雜音或暗電流等之 毛生0此’光電二極體陣列卫係可執行高精度（罐比 的光檢測。 _又’如同後面將述及，除覆晶接合以外，例如在將光電 ★體陣列1與閃爍器—體化而作為用感測器之場合， 因為閃燦器不與光檢測部直接接觸，所以也可 在安裝時之損傷。 上述的凹部6係按各光電二極體4而形成，為了形成如 _糸於11型石夕基板3的表面’例如第16A圖所示，將光電 連Si非形成區域形成為’相對於形成區域具有段差之 = 係縱橫地複數配置，且以十字狀作交差的 為 〜如第16B圖所示，·^可以將非形成區域形成 、_十予卬丨外以外的部分斷續地配置壁部13c，如第 .^ . 在十子部1讣配置十字狀壁部13d而形 也可將凹部6大分為未圖示之左右2個，分成複 123 568-980223 .d〇( 1312198 數個區域开;；, 〜城’也可在各自的凹部形成1或2個以上的光電 二極體4。 如此，在要形成複數個凹部6之場合，鄰接的各凹部6係 在相互未被非形成區域完全區隔之下而連通著就可以。為 言例如也可將非形成區域形成為，將上述之壁部 13c、十字狀壁部13d作斷續地配置。
又，也可取代使鄰接的各凹部6連通，而改以在n型矽基 板3的表面側，例如第17A圖所示，在包圍光電二極體4之 形成區域王體的位置設置修邊的框狀壁部13e，使其内側 王體成為凹邛6。也可以取代此框狀壁部Ue，改以如第 17B圖所不，设置欠缺一部份的框狀壁部川。在此等之場 合時’凹部6係形成為相互不為非形成區域所區隔。
另方φ，非形成區域不一定全部需要設置在比凹部6 還厚的分’其-部份，如第17Α圖，第17Β圖所示，也 可設置在凹部6(僅框狀壁部13e、被形成在從表面看來 高度為高的部分’其餘係、形成於凹部6)。但是，光電二極 體4其全部必需被設置在凹部6。 如同上述’斷續地配置壁部以形成非形成區_，在形成 鄰接的凹部6相互夫姑贬* -ΤΓ、圭 相互未被之下連通時，鄰接的壁部彼此 之間隙的機能係作為樹脂（例如，接著後述的閃爍面板31 以設置放射線檢測器4〇之際的光學樹脂3”的逃路。因 此’當η型矽基板3的表面側塗布有樹脂時，凹部6内係變 成難以產生氣泡（void)(氣泡變少），可使塗布的樹脂不偏 不倚地遍及各凹部6而均一地充填。 123568-980223.doc 14 1312198 此外，如第17C圖所示，也可同時設置壁部13a與框狀壁 部13e ’但是在此場合係成為各凹部6為由非形成區域完全 地區隔。 但是，上述之光電二極體陣列1也可為如次之構成。例 如，如第12圖所示，也使磷擴散於孔部1 5的側壁，也可將 n+型雜質區域7設置在貫通配線8的周圍。如此一來，可將 形成孔部1 5(穴部14)之際來自損傷層之不要的載體予以捕 捉，可抑制暗電流。在此場合所添加之磷的遭度為 1 X 1015〜l〇2t)/cm3程度，n+型雜質區域7之厚度（深度）為 0，1〜5 μιη程度就好。 又、如第13圖所示，也可在孔部15内的氧化石夕膜2〇之上 β又置膜厚為〇. 1〜2 μιη程度的氮化梦膜24。如此一來，使得 η型矽基板3與貫通配線8之絕緣確實而可減低動作不良。 然後’在背面側也摻雜碌且使之擴散，如第丨4圖所示， 也可設置η+型雜質區域7。在此場合，可由背面取出陰極 電極16。如此一來，因為不需要設置陰極用之貫通配線， 所以涉及損傷之降低、暗電流之降低、及不良率之減低。 當然’也可因應需要從形成在表面之η+型雜質區域7設置 貫通配線而使作為陰極之電極伸出背面側。 其次’針對有關本實施形態之光電二極體陣列1的製造 方法，兹依據第3圖〜第丨丨圖加以說明。 首先’準備厚度為150〜5〇〇 μηι(較佳為4〇〇 μιη)程度的η 型石夕基板3。接著’如第3圖所示，依ICP-RIE ’在η型矽基 板3之表面（以下此面係表面，相反側的面係成為背面）側， 123568-980223.doc -15- 1312198 將直徑10 μιη〜100 μηι(較佳為50 μπι)程度之未貫通的穴部 14，以11型矽基板3之厚度所對應之深度（例如1〇〇〜35〇 μηι 程度）對應光電二極體4而形成複數個之後，在基板之表面 及背面施予熱氧化以形成氧化矽膜（Si〇2) 20。各穴部14隨 後係形成有貫通配線8。氧化矽膜（si〇2) 20係實現後述之 貫通配線8與η型矽基板3之電氣絕緣者。 其次，如第4圖所示，以添加有雜質磷之導電性被膜而 言，在基板之表面和背面或者僅在表面形成複晶矽膜21， 同時將添加其雜質而低電阻化的複晶矽填入穴部14。接 著，如第5圖所示，研磨基板之表面及背面，以除去形成 在表面和背面之複晶矽膜21，同時由表面和背面使埋入穴 部14之複晶矽露出，形成將兩側表面貫通之孔部^後，使 該埋入的複晶矽作為貫通配線8，再度，在基板之表面及 背面施予熱氧化以形成氧切膜22。此氧切膜22係在後 續的步驟中被作為η+熱擴散之遮罩來利用。 後，針對η型矽基板3之表面侧的氧化矽膜22，執行利 用特定的光掩護罩之圖案化’僅在欲設置〆型雜質區域7 的區域開口’由其被開口的部分（開口部）使碌擴散以設置 η型雜質區域7(在未設置〆型雜質區域7之場合也可省略此 步驟（雜質區域形成步驟））。其後再度於基板之表面及背面 施予熱氧化以形成氧化石夕膜23(參照第6圖）。此氧化石夕膜23 ^在後續的步驟中被作為在形成ρ型雜質擴散層^際的遮 罩來利用。 接著，在η型石夕基板3之表面及背面，依電漿 ^3568-980223.(100 16 1312198 CVD)形成氮化矽膜（SiN) 24之後，如第7圖所示，執行利 用特疋的光掩護罩之圖案化，從對應各凹部6之部分除去 氮化矽臈24和氧化矽膜23，僅在未形成各凹部6的部分殘 留氮化矽臈24和氧化矽膜23。在此步驟，藉由適宜變更氮 化矽膜24和氧化矽膜23之殘留區域’而能以上述之各種圖 案形成非形成區域。 其次，使用氳氧化鉀（KOH)或TMAH等之矽蝕刻液，將 殘留之氮化矽膜（SiN) 24和氧化矽膜23作為遮罩，執行' 型矽基板3為對象之異方性蝕刻，再把施行熱氧化之後所_ 殘留之氮化矽膜（SiN) 24予以除去。依此步驟，未被氮化 矽膜（SiN) 24(及氧化矽膜23)所被覆的部分係比周圍的區 域更凹陷而形成上述的凹部6。依該熱氧化，氧化矽膜U 與形成在凹部6之氧化矽膜係連繫而形成氧化矽膜25(參照 第8圖）。此外，此鈍化膜2在各p型雜質擴散層5之上也具 有防止反射膜之效果，藉由改變厚度，對所期望之波長可 獲得高的光檢測感度。 其次，針對氧化矽膜25，執行利用特定的光掩護罩之圖鲁 案化，僅在各凹部6的底部之欲形成各p型雜質擴散層5的 區域設置開口。接著，由其開口部使硼擴散，將p型雜質' 擴散層5以2維配列形成縱橫之陣列狀。其後再度在基板之__ 表面及背面施予熱氧化以形成氧化矽膜26(參照第9圖）。此 氧化矽膜26係成為鈍化膜2。此鈍化臈2在各p型雜質擴散 層5之上也具有防止反射膜之效果，藉由改變厚度，對所 望之波長可獲得高的光檢測感度。依此，依各p型雜質擴 123568-980223.doc 1312198 散層5與η型矽基板3之pn接合的光電二極體4係在凹部石之 底部形成以縱橫陣列狀作2維配列，此光電二極體4係成為 對應晝素之部分。 接著，依照像㈣技術，在形成有各貫通配線8之區域 形成接觸窗—tact hole)。接著，針對表面及背面各自將 銘金屬膜形成在全面上之後’使用特定的光掩護罩以執行 圖案化’利用照像蝕刻技術’除去其金屬膜之不要的部 分’且在表面側形成電極配線9,在背面側形成電極腳位 1〇(參照第10圖）。 接著在各電極腳位10設置凸塊電極12，在作為其凸塊電 極12為使用銲錫之場合，因為銲錫對鋁之濕濶性並不佳， 所以在各電極腳位10形成用以仲介各電極腳位1〇與凸塊電 極12之UB顧’而重畳於其UBM„以形成凸塊電極心依 歷經以上的步驟，在不產生起因於封裝時之損傷所造成的 雜音之下’可製造能執行高精度光檢狀光電三極體陣列 在此場合，UBMU為依無電解電鑛而使用Ni_Au所形# 成，但是也可依剝落法（Hft_off meth〇d),使用Ti_pt、Au 或Cr-Au來形成。而依無電解電鍍來形成ubmii之場合，— '形成UBM11的部分，’亦即為使得僅各電極腳位丄〇露出， 有必要執行以絕緣膜保護表面和背面以進行電鍍之必要。 在實施例中’電極配線9係露出於表面，所以在電鍍之 示/、要在表面形成依光致抗蝕劑或電漿等之§丨〇2或 就好在使用Sl〇2或SiN之場合，若判斷對光電二極 123568-980223.doc 1312198 體之光學特性不影響的話，則不除去而使之留下也沒關 係。依此係保持位在表面之電極配線9，同時更依保護光 電二極體而提升可靠性。又，凸塊電極12係利用錫球搭戴 法或印刷法而在特定的UBM11上形成銲錫，再依迴銲而可 獲得。此外，凸塊電極12並非局限於銲錫，係可以為金凸 塊、鎳凸塊、銅凸塊，也可以為包含有導電性填料等金屬 之導電性樹脂凸塊。 其次，針對本發明之放射線檢測器的實施形態加以說 明。第1 5圖係冑_本實施形態之放射線檢測器4〇的側剖面 圖。此放射線檢測器40係具備有，使放射線入射，再將依 八放射線所產生的光從光出射面31a出射之閃塘面板Η， 以及把從閃爍面板3丨出射的光由光入射面入射再變換成電 氣化號之上述的光電二極體陣列i。此放射線檢測器之 特徵為具備有本發明相關之光電二極體陣列1。 閃爍面板31係安裝在光電二極體陣列丨之表面側（入射面 側）’光電二極體陣列1之表面側係設置有上述之凹部6。 為此，閃爍面板31的背面，亦即光出射面31a雖然與光電 二極體陣列1之非形成區域抵接，但是並不與直接光電二 極體4之形成區域接觸。又，雖然在閃爍面板31之光出射 面3 la和凹部6之間形成有間隙，但是此間隙係充填具有考 慮到不使光透過特性劣化的折射率之光學樹脂35，依此光 學樹脂35，由閃爍面板31所出射之光係有效率地入射至光 電二極體陣列1。此光學樹脂35係可使用具有使閃爍面板 3 1所出射的光透過之性質的環氧樹脂、或丙稀酸樹脂、胺 123568^98〇223.doc -19* 1312198 甲酸乙酯樹脂、矽樹脂、氟樹脂等，也可使用以此等為基 材的複合材料。 其次’在將光電二極體陣列丨接合至未圖示之封裝配線 基極上之際’係以平夾套吸附表面。但是，因為光電二極 體陣列1的表面係設置有上述之凹部6，所以平夹套之吸附 面不直接與光檢測部接觸’且依閃爍面板3丨之安裝，其光 出射面31a也不與光電二極體4的形成區域直接接觸。因 此，具有此種光電二極體陣列丨和閃爍面板3丨之放射線檢 測益40，因為可防止在封裝時之依光檢測部的損傷所產生 之雜音或暗電流等等，所以被執行高精度的光檢測，也能 執行精度佳的放射線檢測。 產業上可利用性 如同以上詳述，依本發明，於光電二極體陣列及其製造 方法，以及放射線檢測器中，可有效地防止因封裝時之光 電二極體的損傷所造成之雜音或暗電流的發生。 【圖式簡單說明】 第1圖係將實施形態相關之光電二極體陣列的要部予以 放大表示之模式的剖面圖。 第2圖係表示構成光電二極體陣列之半導體晶片的側面 圖及將其要部予以放大的剖面圖。 第3圖係表示實施形態之光電二極體陣列的製造步驟途 中之過程的要部放大剖面圖。 第4圖係表示第3圖之後續的步驟之要部放大剖面圖。 第5圖係表示第4圖之後續的步驟之要部放大剖面圖。 123568-980223.doc •20· 1312198 第6圖係表示第5圖之後續的步驟之要部放大剖面圖。 第7圖係表示第6圖之後續的步驟之要部放大剖面圖。 第8圖係表示第7圖之後續的步驟之要部放大剖面圖。 第9圖係表示第8圖之後續的步驟之要部放大剖面圖。 第1〇圖係表示第9圖之後續的步驟之要部放大剖面圖。 第11圖係表示第聞之後續的步驟之要部放大剖面圖。 第1 2圖係表示實施形態相關之其他光電二極體陣列之要 部予以放大之模式剖面圖。 第13圖係表示實施形態相關之又另一光電二極體陣列之 要部予以放大的模式剖面圖。 第14圖係表示實施形態相關之又另一光電二極體陣列之 要部予以放大之模式剖面圖。 第15圖係表示實施形態相關之具有光電二極體陣列之放 射線檢測器的要部予以放大之模式剖面圖。 第16 A圖係實施形態相關之光電二極體陣列予以模式地 表示之平面圖，為將非形成區域作為連續之十字交差狀的 壁部設置之場合。 第16B圖係實施形態相關之光電二極體陣列予以模式地 表示之平面圖，為將非形成區域作為其十字部以外的i^分 係斷續地連繫的壁部設置之場合。 第16C圖係實施形態相關之光電二極體陣列予以模式地 表示之平面圖，為十字部的部分以十字狀連繫的壁部設置 之場合 第1 7 A圖係實施形態相關之光電二極體陣列予以模式地 123568-980223.doc -21- 1312198 表示之其他平面圖，為在包圍形成區域全 邊的壁部之場合。 位置设置修 第17B圖係設置成欠缺第17A圖的一部分壁部之場八 第17C圖係同時設置第16A圖和第17八圖之壁部的場1合 第18 A圖模式地表示利用夾套吸附半導體晶 、 1狀態， 為以平夾套吸附之狀態的剖面圖。 第1 8B圖係模式地表示利用夾套吸附半導體晶片之 態’為以角錐夾套吸附之狀態的剖面圖。 第19圖係表示先前技術的光電二極體陣列之剖面圖。 【主要代表符號說明】 1 光電二極體陣列 2 鈍化膜 3 η型矽基板 4 光電二極體 5 Ρ型雜質擴散層 6 凹部 7 η+型雜質區域 8 貫通配線 9 電極配線 10 電極腳位 11 覆晶球下金屬（UBM) 12 凸塊電極 L 光 13a 壁部 123568-980223.doc 22· 1312198 13b 十字部 13c 壁部 13d 十字狀壁 13e 框狀壁部 13f 框狀壁部 14 穴部 15 孔部 16 角錐夾套 20 氧化矽膜 21 複晶$夕膜 22 氧化碎膜 23 氧化矽膜 24 氮化矽膜 25 氧化秒膜 26 氧化矽膜 31 閃爍面板 31a 光出射面 35 光學樹脂 40 放射線檢測器 144 光電二極體陣列 144a，144b，144c，··· 144n 光電 151 擴散層 152 配線 153 配線基板 123568-980223.doc -23 - 1312198 154 貫通配線 155 凸塊 156a 絕緣膜 156b 絕緣膜 156c 絕緣膜 160 平夾套 161 角錐夾套 162 晶片 163 間隙 164 熱塊 123568-980223.doc -24-

Claims (1)

1312198 拾、申請專利範圍： 1· 一種光電二極體陣列，其特徵為具備有在被檢測光之入· 射面側，形成為陣列狀之複數個光電二極體之半導體基. 板，和將該半導體基板之該入射面側和其背面側貫通， 且電氣連接在該光電二極體之貫通配線， 在該半導體基板之入射面側，形成具有特定深度之凹 部’在該凹部形成該光電二極體。 ·- 2 ·如申凊專利範圍第1項之光電二極體陣列，其中 、 該凹σ卩係形成複數個，其鄰接的各凹部係相互連通。擊 3 ·如申清專利範圍第1項之光電二極體陣列，其中 該凹部係按各該光電二極體而形成，其鄰接的各凹部 係相互連通，且在各凹部形成一個一個的該光電二極 體。 4.如申請專利範圍第丨項至第3項中任一項之光電二極體陣 列，其中 更具備有，形成在該半導體基板之該入射面側，用以 將該光電二極體和該貫通配線電氣連接之電極配線，該· 特疋的深度係設定為比該電極配線之厚度還大β 5_如申請專利範圍第丨項至第3項中任一項之光電二極體陣 列，其中 於該半導體基板，在鄰接的該各光電二極體之間設置 用以把其各光電二極體予以分離之雜質區域。 6.如申請專利範圍第4項之光電二極體陣列，其中 於6亥半導體基板，在鄰接的該各光電二極體之間設置 123568-980223.doc 1312198 用以把其各光電二極體予以分離之雜質區域。 7. —種光電二極體陣列之製造方法，其特徵為 具備有： 第1步驟，在由第丄導電型之半導體所成的半導體基 板’形成將該半導體基板之兩側表面貫通的貫通配線； 第2步驟’在s亥半導體基板的單側表面將比周圍的 區域更凹陷的凹部形成在特定的區域； 第3步驟，對該凹部添加雜質以形成複數個第2導電型 之雜質擴散層，將依各雜質擴散層和該半導體基板之複 數個光電二極體以陣列狀配列設置。 8. 如申請專利範圍第7項之光電二極體陣列之製造方法， 其中 該第1步驟係具備有：在該半導體基板形成複數個穴 部之步驟；在包含有該各穴部之該半導體基板的至少單 側表面，形成導電性被膜之步驟；及研磨該半導體基板 以除去該導電性被膜之步驟。 9 ·如申请專利範圍第7項或第8項之光電二極體陣列之製造 方法’其中更具備有， 在該第1步驟之後’在要添加鄰接的該雜質的區域之 間’添加其他的雜質以設置第1導電型之雜質區域的步 驟。 10 · —種放射線檢測器，其特徵為具備 申請專利範圍第1項至第6項中任一項之光電二極體陣 列’以及安裝在該光電二極體陣列之該被檢測光的入射 面側’依入射的放射線而發光之閃爍面板。 123568-980223.doc 1312198 柒、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（1 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 1 光電二極體陣列 2 鈍化膜 3 η型矽基板 4 光電二極體 5 Ρ型雜質擴散層 6 凹部 7 η+型雜質區域 8 貫通配線 9 電極配線 10 電極腳位 11 覆晶球下金屬（UBM) 12 凸塊電極 L 光 123568-980223.doc
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