JPH05283757A - 光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子Info
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- JPH05283757A JPH05283757A JP4102423A JP10242392A JPH05283757A JP H05283757 A JPH05283757 A JP H05283757A JP 4102423 A JP4102423 A JP 4102423A JP 10242392 A JP10242392 A JP 10242392A JP H05283757 A JPH05283757 A JP H05283757A
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 真空吸着式のダイボンディング装置を使用し
て安定して組み立てることができる構造の光電変換素
子、さらに、組み立ての際、ウエハ状態で粘着テープに
貼り付け、真空吸着コレットで吸着できる構造の光電変
換素子を提供することを目的とする。 【構成】 変換部４を破損することなく真空吸着コレッ
トで吸着できるように変換部４を覆うカバー１０を接合
した。さらに、支持体３を破損することなく下からピン
で突き上げられるように基板１の裏面上にもカバー１０
を接合した。そして、この場合、カバーとの間にできる
空間の圧力を十分低くすることで熱エネルギーの損失の
低減を計った。
て安定して組み立てることができる構造の光電変換素
子、さらに、組み立ての際、ウエハ状態で粘着テープに
貼り付け、真空吸着コレットで吸着できる構造の光電変
換素子を提供することを目的とする。 【構成】 変換部４を破損することなく真空吸着コレッ
トで吸着できるように変換部４を覆うカバー１０を接合
した。さらに、支持体３を破損することなく下からピン
で突き上げられるように基板１の裏面上にもカバー１０
を接合した。そして、この場合、カバーとの間にできる
空間の圧力を十分低くすることで熱エネルギーの損失の
低減を計った。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、中央部に空洞部を設け
た基板上に薄膜状の支持体を設け、該支持体表面上に薄
膜からなる熱エネルギーを電気エネルギーに変換する変
換部を設け、該変換部上に絶縁膜を介して吸収体を設け
た光電変換素子に関する。
た基板上に薄膜状の支持体を設け、該支持体表面上に薄
膜からなる熱エネルギーを電気エネルギーに変換する変
換部を設け、該変換部上に絶縁膜を介して吸収体を設け
た光電変換素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下、赤外線エネルギーを電気エネルギ
ーに変換する光電変換素子を例に説明する。図４は従来
のこの種の光電変換素子の一例を示す。図において、１
は基板、２は基板１の中央部に設けた空洞部、３は基板
１上に設けた薄膜状の支持体、４は支持体３表面上に設
けた熱電対や焦電効果を持つ薄膜からなる熱エネルギー
を電気エネルギーに変換する変換部、５は変換部４上に
設けた絶縁膜、６は絶縁膜５上に設けた入射した光を熱
エネルギーに変換する吸収体、７は吸収体６を覆う保護
膜である。
ーに変換する光電変換素子を例に説明する。図４は従来
のこの種の光電変換素子の一例を示す。図において、１
は基板、２は基板１の中央部に設けた空洞部、３は基板
１上に設けた薄膜状の支持体、４は支持体３表面上に設
けた熱電対や焦電効果を持つ薄膜からなる熱エネルギー
を電気エネルギーに変換する変換部、５は変換部４上に
設けた絶縁膜、６は絶縁膜５上に設けた入射した光を熱
エネルギーに変換する吸収体、７は吸収体６を覆う保護
膜である。
【０００３】この種の光電変換素子は、変換効率を良く
するために、変換部４を基板１の中央部に設けた空洞部
２上の薄膜状の支持体３表面上に設け、変換部４の熱容
量を小さくする構造を採っている。赤外線は保護膜７を
透過して吸収体６に入射し、熱エネルギーに変換され、
この熱エネルギーが変換部４で電気エネルギーに変換さ
れ、電圧が出力電極から出力される構成となっている。
製造は、通常の半導体微細加工技術により、ウエハに配
列して形成し、ダイシングして個々の素子に分離する方
法を採る。
するために、変換部４を基板１の中央部に設けた空洞部
２上の薄膜状の支持体３表面上に設け、変換部４の熱容
量を小さくする構造を採っている。赤外線は保護膜７を
透過して吸収体６に入射し、熱エネルギーに変換され、
この熱エネルギーが変換部４で電気エネルギーに変換さ
れ、電圧が出力電極から出力される構成となっている。
製造は、通常の半導体微細加工技術により、ウエハに配
列して形成し、ダイシングして個々の素子に分離する方
法を採る。
【０００４】上記のような構造の光電変換素子出は、組
立作業能率の向上のために、ダイボンドに真空吸着方式
のダイボンディング装置を使用すると、変換部の機械的
強度が非常に弱いために、真空吸着用のコレットが接触
する際、薄膜構造の変換部が破損するという問題があっ
た。上記の問題を解決するために、図５に示すように、
基板１を長方形状とし、機械的強度の弱い変換部４を基
板１の中心より偏った位置に設け、真空吸着に必要な機
械的強度を持つ部分を広くする構造が提供されている。
しかし、上記の方法では、光電変換素子の寸法が大きく
なるため、１枚のウエハから取れる個数が減少し、コス
ト上昇をまねく。また、組み立て時の吸着部分が素子の
中心より偏った位置にあるため、パッケージにダイボン
ドする際素子に圧力が不均一に加わり、接着剤の量が多
い場合には、パッケージの接着面に対し素子が傾いて接
着されることがあり、この場合変換部の薄膜に歪みが発
生し、出力変動の原因となるという問題があった。図５
において、図４と同一の符号は同一又は相当する部分を
示し、８は出力電極である。
立作業能率の向上のために、ダイボンドに真空吸着方式
のダイボンディング装置を使用すると、変換部の機械的
強度が非常に弱いために、真空吸着用のコレットが接触
する際、薄膜構造の変換部が破損するという問題があっ
た。上記の問題を解決するために、図５に示すように、
基板１を長方形状とし、機械的強度の弱い変換部４を基
板１の中心より偏った位置に設け、真空吸着に必要な機
械的強度を持つ部分を広くする構造が提供されている。
しかし、上記の方法では、光電変換素子の寸法が大きく
なるため、１枚のウエハから取れる個数が減少し、コス
ト上昇をまねく。また、組み立て時の吸着部分が素子の
中心より偏った位置にあるため、パッケージにダイボン
ドする際素子に圧力が不均一に加わり、接着剤の量が多
い場合には、パッケージの接着面に対し素子が傾いて接
着されることがあり、この場合変換部の薄膜に歪みが発
生し、出力変動の原因となるという問題があった。図５
において、図４と同一の符号は同一又は相当する部分を
示し、８は出力電極である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、素子の平面
的構造と寸法を変えることなく、ダイボンドに真空吸着
式のダイボンディング装置を使用できる構造とすること
を目的とする。さらに、作業能率を上げるために、ウエ
ハ状態で粘着テープ上に貼り付け、テープ下部からピン
で突き上げて個々の素子をテープから分離し、真空吸着
コレットで吸着する方法が採れる構造とするとともに、
熱エネルギーの損失を減らし、変換効率を上げることを
目的とする。
的構造と寸法を変えることなく、ダイボンドに真空吸着
式のダイボンディング装置を使用できる構造とすること
を目的とする。さらに、作業能率を上げるために、ウエ
ハ状態で粘着テープ上に貼り付け、テープ下部からピン
で突き上げて個々の素子をテープから分離し、真空吸着
コレットで吸着する方法が採れる構造とするとともに、
熱エネルギーの損失を減らし、変換効率を上げることを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ダイボンドに
真空吸着式のダイボンディング装置を使用できるよう
に、変換部を機械的衝撃から保護するため、支持体表面
上に変換部を覆う光透過性材料からなる中央部に変換部
と接触しないように凹部を設けたカバーを接合し、さら
に、ダイボンドの際、ウエハ状態で粘着テープ上に貼り
付け、テープ下部からピンで突き上げて個々の素子をテ
ープから分離し、真空吸着コレットで吸着できる用に、
下部から突き上げるピンから薄膜状の支持体を保護する
とともに、変換部からの熱エネルギーの損失を減らすた
め、支持体表面上に変換部を覆う光透過性材料からなる
中央部に上記変換部と接触しないように凹部を設けたカ
バーを上記凹部内の圧力を充分低くして気密構造に接合
し、基板の裏面上に該基板中央部の空洞部を覆うカバー
を該空洞部内の圧力を十分低くして気密構造に接合し
た。
真空吸着式のダイボンディング装置を使用できるよう
に、変換部を機械的衝撃から保護するため、支持体表面
上に変換部を覆う光透過性材料からなる中央部に変換部
と接触しないように凹部を設けたカバーを接合し、さら
に、ダイボンドの際、ウエハ状態で粘着テープ上に貼り
付け、テープ下部からピンで突き上げて個々の素子をテ
ープから分離し、真空吸着コレットで吸着できる用に、
下部から突き上げるピンから薄膜状の支持体を保護する
とともに、変換部からの熱エネルギーの損失を減らすた
め、支持体表面上に変換部を覆う光透過性材料からなる
中央部に上記変換部と接触しないように凹部を設けたカ
バーを上記凹部内の圧力を充分低くして気密構造に接合
し、基板の裏面上に該基板中央部の空洞部を覆うカバー
を該空洞部内の圧力を十分低くして気密構造に接合し
た。
【０００７】
【実施例】図１、図２は請求項１の発明の一実施例を示
す。図において図４、図５と同一符号は同一又は相当す
る部分を示し、１０はシリコン等の光透過性材料で形成
したカバー、１１はカバー１０の中央部に変換部４と接
触しないように設けた凹部１２はカバー１０の周辺部の
凸状部、１３は低融点ガラス等の接合剤、１４はカバー
１０の周辺部の一部に出力電極８を露出させるために設
けた開放部である。
す。図において図４、図５と同一符号は同一又は相当す
る部分を示し、１０はシリコン等の光透過性材料で形成
したカバー、１１はカバー１０の中央部に変換部４と接
触しないように設けた凹部１２はカバー１０の周辺部の
凸状部、１３は低融点ガラス等の接合剤、１４はカバー
１０の周辺部の一部に出力電極８を露出させるために設
けた開放部である。
【０００８】光電変換素子の支持体３表面へのカバー１
０の接合は、従来構造の光電変換素子を配列して形成し
たウエハ上に、カバー１０を上記光電変換素子と同配列
に形成したウエハを重ねて接合する。カバー１０には、
赤外線透過性のシリコンウエハを用いる。シリコンウエ
ハ表面全面に低融点ガラス、あるいは、低融点金属等の
接合剤１３をスパッタ等で形成し、ホトレジストをマス
クとしてカバー１０の凹部１１領域の接合剤１３をエッ
チング除去する。低融点ガラスの場合は、弗酸によって
簡単にエッチングすることができる。次に、接合剤１
３、あるいは、接合剤１３とレジストをマスクとしてシ
リコンの選択エッチングを行ない、エッチング深さが１
０μｍ〜１００μｍの凹部１１と表面に接合剤１３が付
着した凸状部１２からなるカバー１０を形成する。この
ウエハを従来構造の光電変換素子を配列して形成したウ
エハ上にカバー１０の凹部１１と変換部４の位置を合わ
せてのせ、その上に圧力を加えるために重りをのせ、ホ
ットプレート上で４００〜５００℃に加熱し、接合剤１
３を融解して接合する。その後、冷却し、ダイシングに
よって個々の素子に分離する。
０の接合は、従来構造の光電変換素子を配列して形成し
たウエハ上に、カバー１０を上記光電変換素子と同配列
に形成したウエハを重ねて接合する。カバー１０には、
赤外線透過性のシリコンウエハを用いる。シリコンウエ
ハ表面全面に低融点ガラス、あるいは、低融点金属等の
接合剤１３をスパッタ等で形成し、ホトレジストをマス
クとしてカバー１０の凹部１１領域の接合剤１３をエッ
チング除去する。低融点ガラスの場合は、弗酸によって
簡単にエッチングすることができる。次に、接合剤１
３、あるいは、接合剤１３とレジストをマスクとしてシ
リコンの選択エッチングを行ない、エッチング深さが１
０μｍ〜１００μｍの凹部１１と表面に接合剤１３が付
着した凸状部１２からなるカバー１０を形成する。この
ウエハを従来構造の光電変換素子を配列して形成したウ
エハ上にカバー１０の凹部１１と変換部４の位置を合わ
せてのせ、その上に圧力を加えるために重りをのせ、ホ
ットプレート上で４００〜５００℃に加熱し、接合剤１
３を融解して接合する。その後、冷却し、ダイシングに
よって個々の素子に分離する。
【０００９】図３は請求項２の発明の一実施例を示す。
図において、図１と同一の符号は同一又は相当する部分
を示し、１５は基板１の裏面上に接合した基板１の空洞
部２を覆うカバーである。カバー１５にもシリコンウエ
ハを用い、シリコンウエハ表面全体に接合剤１３を形成
し、このウエハ上に従来構造の光電変換素子を配列して
形成したウエハを接合の位置を合わせてのせ、その上
に、図１の説明において示したカバー１０を配列して形
成したウエハを接合の位置を合わせてのせ、それをホッ
トプレート上にのせ、ウエハ上に重りをのせ、ホットプ
レートごと真空装置内に設置し、排気し、圧力が十分低
下した状態でホットプレートで加熱すると、接合剤１３
が融解して、凹部１１内と空洞部２内を十分低い圧力に
保って気密構造に接合できる。その後、冷却して真空装
置内から接合したウエハを取り出し、ダイシングによっ
て個々の素子に分離する。
図において、図１と同一の符号は同一又は相当する部分
を示し、１５は基板１の裏面上に接合した基板１の空洞
部２を覆うカバーである。カバー１５にもシリコンウエ
ハを用い、シリコンウエハ表面全体に接合剤１３を形成
し、このウエハ上に従来構造の光電変換素子を配列して
形成したウエハを接合の位置を合わせてのせ、その上
に、図１の説明において示したカバー１０を配列して形
成したウエハを接合の位置を合わせてのせ、それをホッ
トプレート上にのせ、ウエハ上に重りをのせ、ホットプ
レートごと真空装置内に設置し、排気し、圧力が十分低
下した状態でホットプレートで加熱すると、接合剤１３
が融解して、凹部１１内と空洞部２内を十分低い圧力に
保って気密構造に接合できる。その後、冷却して真空装
置内から接合したウエハを取り出し、ダイシングによっ
て個々の素子に分離する。
【００１０】接合する際、加圧用の重りを使う代わり
に、適当な治具を用いてウエハを固定しておき、接合剤
１３が加熱溶解した時点で、急速排気弁等を用いて真空
装置内の圧力を短時間で大気圧に戻す方法によってもよ
く、この方法によると、空洞部２と凹部１１内の圧力と
外側の大気圧の圧力差により上下のカバー１０、１５の
ウエハ全体に圧力が均一にかかり、より良好な気密構造
に接合できる。
に、適当な治具を用いてウエハを固定しておき、接合剤
１３が加熱溶解した時点で、急速排気弁等を用いて真空
装置内の圧力を短時間で大気圧に戻す方法によってもよ
く、この方法によると、空洞部２と凹部１１内の圧力と
外側の大気圧の圧力差により上下のカバー１０、１５の
ウエハ全体に圧力が均一にかかり、より良好な気密構造
に接合できる。
【００１１】図１、２に示す構造のものは、薄膜状の変
換部４を破損することなくカバー１０を吸着用コレット
で吸着できるため、真空吸着式のダイボンディング装置
を使用してダイボンドできることになり、作業能率が上
がる。図３に示す構造のものは、ウエハ状態で粘着テー
プに貼り付け、下からピンで突き上げても、薄膜状の支
持体３がカバー１５に保護されて破壊されることがな
く、分離した素子をトレイ上に整列する必要がなくな
り、さらに作業能率が向上する。また、空洞部２と凹部
１１内の圧力が十分低くなっているため、従来のように
変換部４から気体を通して伝導や対流によって失われる
エネルギーが殆どなくなり、変換効率が上がり、出力が
増大する。
換部４を破損することなくカバー１０を吸着用コレット
で吸着できるため、真空吸着式のダイボンディング装置
を使用してダイボンドできることになり、作業能率が上
がる。図３に示す構造のものは、ウエハ状態で粘着テー
プに貼り付け、下からピンで突き上げても、薄膜状の支
持体３がカバー１５に保護されて破壊されることがな
く、分離した素子をトレイ上に整列する必要がなくな
り、さらに作業能率が向上する。また、空洞部２と凹部
１１内の圧力が十分低くなっているため、従来のように
変換部４から気体を通して伝導や対流によって失われる
エネルギーが殆どなくなり、変換効率が上がり、出力が
増大する。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ダイボンドに真空吸着式ダイボンディング装置を使用で
きるようになり、さらに、ウエハ状態で粘着テープに貼
り付け、下からピンで突き上げて個々の素子を分離し、
真空吸着コレットで吸着する方法を採ることができるよ
うになり、組立作業能率が上がり、安定した量産が可能
になる。その上に、熱エネルギーの損失が減り、変換効
率が上がり、出力が増大する。
ダイボンドに真空吸着式ダイボンディング装置を使用で
きるようになり、さらに、ウエハ状態で粘着テープに貼
り付け、下からピンで突き上げて個々の素子を分離し、
真空吸着コレットで吸着する方法を採ることができるよ
うになり、組立作業能率が上がり、安定した量産が可能
になる。その上に、熱エネルギーの損失が減り、変換効
率が上がり、出力が増大する。
【図１】請求項１の発明の一実施例を示す断面図であ
る。
る。
【図２】請求項１の発明の一実施例を示す平面図であ
る。
る。
【図３】請求項２の発明の一実施例を示す断面図であ
る。
る。
【図４】従来のこの種の光電変換素子の一例を示す断面
図である。
図である。
【図５】ダイボンドに真空吸着式ダイボンディング装置
を使用するため従来提供されている光電変換素子の一例
を示す平面図である。
を使用するため従来提供されている光電変換素子の一例
を示す平面図である。
１ 基板 ２ 空洞部 ３ 支持体 ４ 変換部 ５ 絶縁膜 ６ 吸収体 ７ 保護膜 ８ 出力電極 １０ カバー １１ 凹部 １２ 凸状部 １３ 接合剤 １４ 開放部 １５ カバー
Claims (2)
- 【請求項１】 中央部に空洞部を設けた基板上に薄膜
状の支持体を設け、該支持体表面上に薄膜からなる熱エ
ネルギーを電気エネルギーに変換する変換部を設け、該
変換部上に絶縁膜を介して吸収体を設けた光電変換素子
において、 上記支持体表面上に上記変換部を覆う光透過性材料から
なる中央部に上記変換部と接触しないように凹部を設け
たカバーを接合したことを特徴とする光電変換素子。 - 【請求項２】 中央部に空洞部を設けた基板上に薄膜
状の支持体を設け、該支持体表面状に薄膜からなる熱エ
ネルギーを電気エネルギーに変換する変換部を設け、該
変換部上に絶縁膜を介して吸収体を設けた光電変換素子
において、 上記支持体表面上に上記変換部を覆う光透過性材料から
なる中央部に上記変換部と接触しないように凹部を設け
たカバーを上記凹部内の圧力を十分低くして気密構造に
接合し、上記基板の裏面上に該基板中央部の空洞部を覆
うカバーを該空洞部内の圧力を十分低くして気密構造に
接合したことを特徴とする光電変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4102423A JPH05283757A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4102423A JPH05283757A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 光電変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283757A true JPH05283757A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=14327049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4102423A Pending JPH05283757A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 光電変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05283757A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005083374A1 (ja) * | 2004-02-26 | 2005-09-09 | Hamamatsu Photonics K.K. | 赤外線センサ及びその製造方法 |
| JP2007171170A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-07-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 熱型赤外線検出装置の製造方法 |
| JP2007171174A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-07-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 熱型赤外線検出装置およびその製造方法 |
| JP2008190992A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Seiko Npc Corp | 赤外線センサ |
| JP2011511264A (ja) * | 2007-12-17 | 2011-04-07 | ピレオス エルテーデー | 遮蔽されたサンドイッチ構造を有する熱放射の検知用素子とその使用 |
| JP2012058084A (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-22 | Seiko Npc Corp | 赤外線センサ装置の製造方法及びこの方法により製造された赤外線センサ装置 |
| JP2019504298A (ja) * | 2015-11-27 | 2019-02-14 | ハイマン・ゼンゾル・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | ウェハレベルパッケージ内の熱赤外線センサアレイ |
| US20220283034A1 (en) * | 2019-07-09 | 2022-09-08 | Heimann Sensor Gmbh | Method for Producing a Thermal Infrared Sensor Array in a Vacuum-Filled Wafer-Level Housing |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP4102423A patent/JPH05283757A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7635605B2 (en) | 2004-02-26 | 2009-12-22 | Hamamatsu Photonics K.K. | Infrared sensor and method of producing the same |
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| US10788370B2 (en) | 2015-11-27 | 2020-09-29 | Heimann Sensor Gmbh | Thermal infrared sensor array in wafer-level package |
| JP2021009152A (ja) * | 2015-11-27 | 2021-01-28 | ハイマン・ゼンゾル・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | ウェハレベルパッケージ内の熱赤外線センサアレイ |
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