JPH0983007A - 半導体放射線検出素子 - Google Patents

半導体放射線検出素子

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JPH0983007A
JPH0983007A JP7234142A JP23414295A JPH0983007A JP H0983007 A JPH0983007 A JP H0983007A JP 7234142 A JP7234142 A JP 7234142A JP 23414295 A JP23414295 A JP 23414295A JP H0983007 A JPH0983007 A JP H0983007A
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JP
Japan
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organic insulating
electrodes
insulating film
film
detecting element
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JP7234142A
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English (en)
Inventor
Kenji Sato
賢治 佐藤
Toshiyuki Sato
敏幸 佐藤
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】製造が容易で、素子表面の保護に優れたパシベ
ーション膜を有し、強度の強いハンダバンプを有した半
導体放射線検出素子を提供する。 【解決手段】半導体結晶7の一方の面に共通電極6が形
成され他方の面に複数個の画素電極5が形成されてい
る。この面を被覆するように有機絶縁膜1が形成され、
画素電極5とハンダバンプ3との接合部Aに、エッチン
グにより開口部が形成される。さらに接合部Aとその周
囲部分B上に、ハンダ、有機絶縁膜1および画素電極5
の金属すべてに密着性の良い金属膜2を形成し、その金
属膜2上にハンダバンプ3を形成する。こうすることで
半導体結晶がよく保護されハンダバンプの強度が強い素
子を得る。この素子を1次元状もしくは2次元状に多数
並べて劣化や画素欠け等のない優れた放射線画像計測装
置を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、医療分野や非破壊
検査分野等の放射線を利用して対象物の放射線透過像を
得るための放射線画像計測装置などに適用できる半導体
放射線検出素子に関し、本発明の半導体放射線検出素子
を1次元もしくは2次元状に並べることによりラインセ
ンサや面センサとして利用できるものである。
【0002】
【従来の技術】CdTe、GaAs、HgI2 等の化合
物半導体の、相対する一方の面にバイアス供給用の共通
電極を設け、他方の面に信号取り出し用の複数個の画素
電極を設け、さらにその上にプリント基板等と接続を得
るためのハンダバンプを設けた半導体放射線検出素子
は、例えば特開平3−188684で公開されている。
図4に従来のハンダバンプ付き半導体放射線検出素子を
示す(断面図)。化合物半導体結晶7の相対する2面に
共通電極6と個別電極5が形成されており、個別電極5
にはハンダバンプ3を設けてある。また、ハンダバンプ
3と化合物半導体結晶7の間にはパシベーション膜41
が形成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図4に示された半導体
放射線検出素子の構造において、ハンダバンプ3の形状
保持と半導体表面の保護の目的で形成されているパシベ
ーション膜41には、SiOxやSiNxを、真空蒸着
やECRプラズマCVD等によって成膜したものが使用
されている。これらの膜は、その材質、製法の両面か
ら、化合物半導体基板7や金属の画素電極5にとって、
あまり密着性が良いものではないことがわかっている。
【0004】さらにその製造方法において、ハンダバン
プ3と画素電極5との接合部Aとなるパシベーション膜
の開口部は、リフトオフ法によって形成している。リフ
トオフ法は、膜厚が厚くなるにつれて困難になるので、
半導体表面の保護効果と製造効率とは二律背反の関係に
あった。
【0005】また、ハンダバンプ3が検出素子と接合し
ている部分は、画素電極5との接合部Aのみであり、そ
の接合強度を高める目的で、画素電極5の材質はハンダ
との密着強度の高いものを選択しなければならないとい
う制限があった。
【0006】本発明の目的は、上述の課題を解決し、半
導体表面がよく保護され、ハンダバンプが検出素子と高
い接合強度で接合している半導体放射線検出素子を提供
することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、半導体結晶の相対する2面に形成された
電極のうち少なくとも1面の電極は複数個である半導体
放射線検出素子において、この複数個の電極が形成され
た面上に、この複数個の電極の各々の一部分を除いて有
機絶縁膜を形成し、この有機絶縁膜が形成されていない
各電極の一部分の上にハンダバンプを形成した。
【0008】さらに別の解決手段として、半導体結晶の
相対する2面に形成された電極のうち少なくとも1面の
電極は複数個である半導体放射線検出素子において、前
記複数個の電極が形成された面上に、この複数個の電極
の各々の一部分を除いて有機絶縁膜を形成し、この有機
絶縁膜が形成されていない各電極の一部分の上とその周
囲の有機絶縁膜上に、1層または多層の金属膜を形成
し、その金属膜上にハンダバンプを形成した。
【0009】本発明では、パシベーション膜として、低
温焼成が可能で、多種の物質と密着性が良く、エッチン
グによりパターン形成が可能な、ポリイミド、ポリアミ
ド等の有機絶縁膜を用いる。その形成は、200゜C〜
300゜Cの比較的低温での焼成で可能であるので、高
温で変成するCdTe、GaAs等の化合物半導体を用
いた半導体放射線検出素子に適している。この有機絶縁
膜は、ハンダ以外の多種の物質と密着性が良く、耐薬液
性に優れていることと、エッチングによりパターン形成
ができるため、厚膜の形成が容易であることから、ハン
ダバンプの形状保持と素子表面の保護に優れた効果を示
す。
【0010】さらに、ハンダバンプを、画素電極との接
合部だけでなく、有機絶縁膜上の、接合部の周囲部分に
も、密着性の高い金属膜を介して接合させることによ
り、ハンダバンプと検出素子との接合面積が増加しその
接合強度が格段に強くなる。この金属膜は、最上層がハ
ンダと密着性が良い金属で、最下層が有機絶縁膜および
画素電極と密着性の良い金属からなる多層膜であっても
よい。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、以下、図
面に基づいて説明する。図1は、請求項1に記載された
発明の一実施の形態を示す図(断面図)である。半導体
結晶7の相対する2面の一方の面に共通電極6が形成さ
れ、他方の面に複数個の画素電極5が形成されている。
この画素電極5が形成されている面全体を被覆するよう
に有機絶縁膜1が形成され、各画素電極5の中央部Aの
部分にエッチングにより有機絶縁膜の開口部が形成され
る。この部分がハンダバンプとの接合部となる。さらに
その接合部A上に、Au、Al等のメッキ電流供給用金
属膜4を介して、ハンダバンプ3が電気メッキにより形
成される。メッキ電流供給用金属膜4は、ハンダバンプ
3を形成した後に、接合部Aの部分を除いてリフトオ
フ、エッチング等の方法で除去される。以上の工程にお
いて、パターン形成は、フォトレジスト塗布、プリベー
ク、パターン露光、現像からなるフォトリソグラフィの
手法により行われる。
【0012】また、電極5、6に用いる金属種は、A
u、Pt、Ni、Al等が用いられ、特別に限定される
ものではない。メッキ電流供給用金属膜4も、Au、A
lに限定されず、Au+Ni等の多層膜であってもよ
い。有機絶縁膜1は、ポリイミド、ポリアミドが用いら
れるが、これ以外のものでも焼成温度が300゜C以下
で耐薬液性のものであればよい。
【0013】図2は、請求項2に記載された発明の一実
施の形態を示す図(断面図)である。半導体結晶7の相
対する2面の一方の面に共通電極6が形成され、他方の
面に複数個の画素電極5が形成されている。この画素電
極5が形成されている面全体を被覆するように有機絶縁
膜1が形成され、各画素電極5の中央部Aの部分にエッ
チングにより有機絶縁膜の開口部が形成される。この部
分がハンダバンプとの接合部となる。さらに接合部Aと
その周囲部分B上に、Al、Ni等の接着用金属膜2が
形成される。さらにその接着用金属膜2上に、Au、A
l等のメッキ電流供給用金属膜4を介して、ハンダバン
プ3が電気メッキにより形成される。メッキ電流供給用
金属膜4は、ハンダバンプ3を形成した後に、接着用金
属膜2の部分を除いてリフトオフ、エッチング等の方法
で除去される。以上の工程において、パターン形成は、
フォトレジスト塗布、プリベーク、パターン露光、現像
からなるフォトリソグラフィの手法により行われる。
【0014】また、電極5、6に用いる金属種は、A
u、Pt、Ni、Al等が用いられ、特別に限定される
ものではない。接着用金属膜2の大きさ(A+B)は、
互いに隣接している電極間で接触しなければ如何ほどで
もよい。材質もAl、Niに限定されず、ハンダと有機
絶縁膜1および画素電極5の金属すべてに密着性の良い
金属であればよい。メッキ電流供給用金属4も、Au、
Alに限定されず、Au+Ni等の多層膜であってもよ
い。有機絶縁膜1は、ポリイミド、ポリアミドが用いら
れるが、これ以外のものでも焼成温度が300゜C以下
で耐薬液性のものであればよい。
【0015】図3は、請求項2に記載された発明の他の
実施の形態を示す図(断面図)である。半導体結晶7の
相対する2面の一方の面に共通電極6が形成され、他方
の面に複数個の画素電極5が形成されている。この画素
電極5が形成されている面全体を被覆するように有機絶
縁膜1が形成され、各画素電極5の中央部Aの部分にエ
ッチングにより開口部が形成される。この部分がハンダ
バンプとの接合部となる。さらに接合部Aとその周囲部
分B上に、Au+Cu+Ni等の多層の接着用金属膜2
1+22+23が形成される。さらにその接着用金属膜
の最上層21の上に、Au、Al等のメッキ電流供給用
金属膜4を介して、ハンダバンプ3が電気メッキにより
形成される。メッキ電流供給用金属膜4は、ハンダバン
プ3を形成した後に、接着用金属膜21+22+23の
部分を除いてリフトオフ、エッチング等の方法で除去さ
れる。以上の工程において、パターン形成は、フォトレ
ジスト塗布、プリベーク、パターン露光、現像からなる
フォトリソグラフィの手法により行われる。
【0016】また、電極5、6に用いる金属種は、A
u、Pt、Ni、Al等が用いられ、特別に限定される
ものではない。接着用金属膜21+22+23の大きさ
(A+B)は、互いに隣接している電極間で接触しなけ
れば如何ほどでもよい。材質も最上層21がハンダと密
着性が良く、最下層23が有機絶縁膜1および画素電極
5の金属と密着性が良ければ、Au+Cu+Niに限ら
ず、Au+Pt+Ti、Au+Cu+Cr等の多層膜で
あっても構わない。中間層22は、最上層21の金属と
最下層23の金属との密着性が良くないときにはさむ金
属であるので、多層膜であってもよく、また中間層22
がなくてもよい場合もある。メッキ電流供給用金属4
も、Au、Alに限定されず、Au+Ni等の多層膜で
あってもよい。有機絶縁膜1は、ポリイミド、ポリアミ
ドが用いられるが、これ以外のものでも焼成温度が30
0゜C以下で耐薬液性のものであればよい。
【0017】上記3つの実施の形態で使用される半導体
結晶7として、CdTe、GaAs、HgI2 、CdZ
nTe等の化合物半導体結晶が用いられる、これら以外
の化合物半導体結晶および有機半導体結晶、さらには単
体半導体結晶に対しても本発明は適用できるものであ
る。また、図1ないし図3は本発明の半導体放射線検出
素子の側面からみた断面図であるので、複数個の画素電
極5やハンダバンプ3等が1次元状に配列されているよ
うに見受けられるが、本発明は画素電極5などが2次元
状に配列されている場合も含むことは言うまでもない。
【0018】
【発明の効果】本発明の半導体放射線検出素子は、半導
体結晶とハンダバンプとの間に素子表面の保護の点で優
れた有機絶縁膜を形成し、強度の強いハンダバンプを有
しているので、半導体表面がよく保護され、特性の劣化
やハンダバンプの欠損などが起こりにくい。本発明の半
導体放射線検出素子を1次元状もしくは2次元状に多数
並べることで、劣化や画素欠け等のない優れた放射線画
像計測装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に記載された発明の一実施の形態を示
す図(断面図)である。
【図2】請求項2に記載された発明の一実施の形態を示
す図(断面図)である。
【図3】請求項2に記載された発明の他の実施の形態を
示す図(断面図)である。
【図4】従来のハンダバンプ付き放射線検出素子の構造
を示す図(断面図)である。
【符号の説明】
1…有機絶縁膜 2…接着用金属膜 3…ハンダバンプ 4…メッキ電流供給用金属膜 5…画素電極 6…共通電極 7…半導体結晶 21…接着用金属膜上層 22…接着用金属膜中間層 23…接着用金属膜下層 41…パシベーション膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体結晶の相対する2面に形成された
    電極のうち少なくとも1面の電極は複数個である半導体
    放射線検出素子において、この複数個の電極が形成され
    た面上に、この複数個の電極の各々の一部分を除いて有
    機絶縁膜を形成し、この有機絶縁膜が形成されていない
    各電極の一部分の上にハンダバンプを形成したことを特
    徴とする半導体放射線検出素子。
  2. 【請求項2】 半導体結晶の相対する2面に形成された
    電極のうち少なくとも1面の電極は複数個である半導体
    放射線検出素子において、前記複数個の電極が形成され
    た面上に、この複数個の電極の各々の一部分を除いて有
    機絶縁膜を形成し、この有機絶縁膜が形成されていない
    各電極の一部分の上とその周囲の有機絶縁膜上に、1層
    または多層の金属膜を形成し、その金属膜上にハンダバ
    ンプを形成したことを特徴とする半導体放射線検出素
    子。
JP7234142A 1995-09-12 1995-09-12 半導体放射線検出素子 Withdrawn JPH0983007A (ja)

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20040203