JP4808748B2 - ホトダイオードアレイの製造方法 - Google Patents
ホトダイオードアレイの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4808748B2 JP4808748B2 JP2008155762A JP2008155762A JP4808748B2 JP 4808748 B2 JP4808748 B2 JP 4808748B2 JP 2008155762 A JP2008155762 A JP 2008155762A JP 2008155762 A JP2008155762 A JP 2008155762A JP 4808748 B2 JP4808748 B2 JP 4808748B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photodiode
- photodiode array
- semiconductor substrate
- region
- wiring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 47
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 45
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 43
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 43
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 33
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 11
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 11
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 6
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 6
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018885 Pt—Au Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 description 1
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
また、上記ホトダイオードアレイにおいて、半導体基板には、隣接するホトダイオードの間に、各ホトダイオードを分離する不純物領域(分離層)が貫通配線の周囲に設けられているとよい。これらのホトダイオードアレイは分離層により表面リークが抑えられるために、隣接するホトダイオード同士が電気的に確実に分離されている。
半導体基板は、入射面の裏面側に不純物領域が更に設けられているようにすることもできる。
この製造方法で得られるホトダイオードは、ホトダイオードアレイの光入射面に形成されたホトダイオードが、樹脂膜により保護されて実装時における加圧や加熱によるダメージを受けることなく保護され、これらによるノイズや暗電流増加などによる特性劣化を防止できる。
上記ホトダイオードアレイの製造方法において、上記第1工程は、半導体基板に複数の穴部を形成する工程と、その各穴部を含む半導体基板の少なくとも片側表面に導電性被膜を形成する工程と、半導体基板を研磨して導電性被膜を除去する工程を備えるようにすることができる。
これらのホトダイオードアレイの製造方法は、上記第1工程よりも後に、隣接する不純物を添加する領域の間に別の不純物を添加して第1導電型の不純物領域を設ける工程を更に備えるようにすることができる。この製造方法によれば、隣接する各ホトダイオードが確実に分離されたホトダイオードアレイが得られる。
図1は、本発明の実施形態に係るホトダイオードアレイ1を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明においては、光Lの入射面を表面とし、その反対側の面を裏面する。
以下の各図においては、図示の都合上、寸法が適宜変更されている。
ホトダイオードアレイ1は、pn接合による複数のホトダイオード4が縦横に規則正しいアレイ状に2次元配列されて、その一つ一つのホトダイオード4がホトダイオードアレイ1の一画素としての機能を有し、全体で一つの光検出部を構成している。
この透明樹脂膜6はホトダイオード4全体からなる光検出部の保護膜となり入射面側に配置されるものであるから、ホトダイオードアレイ4が検出する光(被検出光、例えば、後述するシンチレータパネル31の発生する蛍光)を透過し、その被検出光に対して光学的に透明な光透過性の樹脂、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド、シリコーン、フッ素、アクリレート等やそれらを基材とした複合素材からなっている。
このバンプ電極12からの出力によって、入射光の検出が行われる。
ところで、上述したホトダイオードアレイ1は次のように構成されていてもよい。例えば、図11に示すように孔部15の側壁にもリンを拡散させ、n+型不純物領域7を貫通配線8の周囲に設けてもよい。こうすると、穴部14を形成した際のダメージ層からの不要なキャリアをトラップすることができ、暗電流を抑制することができる。この場合の添加するリンの濃度は、1×1015〜1020/cm3程度、n+型不純物領域7の厚さ(深さ)は、0.1〜5μm程度にするとよい。
さらに、裏面側にもリンをドープして拡散させ、図13に示すように、n+型不純物領域7を設けてもよい。この場合は、裏面からカソード電極16をとることができる。こうすると、カソードのための貫通配線を設ける必要がなくなるのでダメージの低減につながり、暗電流の低減、不良率の低減につながる。もちろん、必要に応じては表面に形成されているn+型不純物領域7から貫通配線を設けてカソードとしての電極を裏面側に出しても構わない。
まず、厚さ150〜500μm(好ましくは400μm)程度のn型シリコン基板3を準備する。続いて、図3に示すように、ICP−RIEにより、n型シリコン基板3の表面(以下この面が表面で、反対側の面が裏面となる)側に、直径10μm〜100μm(好ましくは50μm)程度の貫通していない穴部14を、n型シリコン基板3の厚さに応じた深さ(例えば100〜350μm程度)でホトダイオード4に対応して複数形成した上で、基板の表面および裏面に熱酸化を施し、シリコン酸化膜(SiO2)20を形成する。各穴部14には、後に貫通配線8が形成される。シリコン酸化膜(SiO2)20は後述の貫通配線8とn型シリコン基板3との電気的絶縁を実現するものとなる。
これにより、各p型不純物拡散層5とn型シリコン基板3のpn接合によるホトダイオード4が縦横のアレイ状に2次元配列で形成され、このホトダイオード4が画素に対応する部分となる。
次に、n型シリコン基板3の表面側に、透明樹脂膜6の材料となるエポキシ樹脂やポリイミド、シリコーン、フッ素、アクリレート等あるいはそれらを基材とした複合材料の樹脂を塗布し、それをスピンコーティングまたはスクリーン印刷法により全面に広げて硬化させ、透明樹脂膜6を設ける。この透明樹脂膜6を設けることにより、光検出部を構成するホトダイオード4の形成領域が保護されることとなる。なお、透明樹脂膜6に上述の欠落部6aを形成する場合は、欠落部6aの部分から、塗布した樹脂を除去すればよいが、そうしても、ホトダイオード4の形成領域は保護される。
この場合、UBM11は、無電解メッキにより、Ni−Auを用いて形成するが、リフトオフ法により、Ti−Pt−AuやCr−Auを用いて形成してもよい。また、バンプ
電極12は、半田ボール搭載法や印刷法で所定のUBM11に半田を形成し、リフロすることによって得られる。なお、バンプ電極12は、半田に限られるものではなく、金バンプ、ニッケルバンプ、銅バンプでもよく、導電性フィラー等の金属を含む導電性樹脂バンプでもよい。
4…ホトダイオード、6…透明樹脂膜、8…貫通配線
9…電極配線、31…シンチレータパネル
35…光学樹脂、40…放射線検出器
Claims (3)
- 第1導電型の半導体からなる半導体基板に、該半導体基板の両側表面を貫通する貫通配線を形成する第1工程と、
前記半導体基板の片側表面について、所定の領域に不純物を添加して複数の第2導電型の不純物拡散層を形成し、各不純物拡散層と前記半導体基板とによる複数のホトダイオードをアレイ状に配列して設ける第2工程と、
前記半導体基板の前記片側表面側に、少なくとも前記ホトダイオードが形成された領域を被覆し、前記被検出光を透過する樹脂を用いて形成された、前記ホトダイオードの形成領域の保護膜としての樹脂膜を設ける第3工程と、
前記ホトダイオードアレイを平コレットにより実装配線基板上にボンディングする第4工程と
を備えることを特徴とするホトダイオードアレイの製造方法。 - 前記第1工程は、前記半導体基板に複数の穴部を形成する工程と、該各穴部を含む前記半導体基板の少なくとも片側表面に導電性被膜を形成する工程と、前記半導体基板を研磨して前記導電性被膜を除去する工程と
を備えることを特徴とする請求項1記載のホトダイオードアレイの製造方法。 - 前記第1工程よりも後に、隣接する前記不純物を添加する領域の間に別の不純物を添加して第1導電型の不純物領域を設ける工程を更に備えることを特徴とする請求項1または2記載のホトダイオードアレイの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008155762A JP4808748B2 (ja) | 2008-06-13 | 2008-06-13 | ホトダイオードアレイの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008155762A JP4808748B2 (ja) | 2008-06-13 | 2008-06-13 | ホトダイオードアレイの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003063891A Division JP4247017B2 (ja) | 2003-03-10 | 2003-03-10 | 放射線検出器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008294454A JP2008294454A (ja) | 2008-12-04 |
| JP4808748B2 true JP4808748B2 (ja) | 2011-11-02 |
Family
ID=40168792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008155762A Expired - Lifetime JP4808748B2 (ja) | 2008-06-13 | 2008-06-13 | ホトダイオードアレイの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4808748B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5185205B2 (ja) | 2009-02-24 | 2013-04-17 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体光検出素子 |
| JP5805680B2 (ja) * | 2009-02-24 | 2015-11-04 | 浜松ホトニクス株式会社 | フォトダイオード及びフォトダイオードアレイ |
| JP5185208B2 (ja) | 2009-02-24 | 2013-04-17 | 浜松ホトニクス株式会社 | フォトダイオード及びフォトダイオードアレイ |
| JP5185207B2 (ja) | 2009-02-24 | 2013-04-17 | 浜松ホトニクス株式会社 | フォトダイオードアレイ |
| TWI814902B (zh) * | 2018-09-21 | 2023-09-11 | 日商索尼半導體解決方案公司 | 攝像裝置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3713418B2 (ja) * | 2000-05-30 | 2005-11-09 | 光正 小柳 | 3次元画像処理装置の製造方法 |
| JP2002031687A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Canon Inc | 放射線検出装置 |
| JP4447752B2 (ja) * | 2000-08-03 | 2010-04-07 | 浜松ホトニクス株式会社 | 放射線検出器 |
| JP2002270808A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Mos型撮像装置 |
| JP3735547B2 (ja) * | 2001-08-29 | 2006-01-18 | 株式会社東芝 | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2003066150A (ja) * | 2001-08-30 | 2003-03-05 | Canon Inc | 蛍光板、放射線検出装置および放射線検出システム |
| JP4247017B2 (ja) * | 2003-03-10 | 2009-04-02 | 浜松ホトニクス株式会社 | 放射線検出器の製造方法 |
-
2008
- 2008-06-13 JP JP2008155762A patent/JP4808748B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008294454A (ja) | 2008-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4247017B2 (ja) | 放射線検出器の製造方法 | |
| JP4224060B2 (ja) | ホトダイオードアレイの製造方法並びに放射線検出器 | |
| JP4220808B2 (ja) | ホトダイオードアレイおよびその製造方法並びに放射線検出器 | |
| JP4808748B2 (ja) | ホトダイオードアレイの製造方法 | |
| JP4808760B2 (ja) | 放射線検出器の製造方法 | |
| JP4808759B2 (ja) | 放射線検出器 | |
| JP4220819B2 (ja) | 放射線検出器 | |
| WO2004086504A1 (ja) | ホトダイオードアレイ及びその製造方法、並びに放射線検出器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101005 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101201 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20101201 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110816 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110817 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140826 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4808748 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |