光检测器的制作方法

文档序号:18902016发布日期:2019-10-18 22:04阅读:109来源:国知局
光检测器的制作方法

本发明的一个方面涉及具备测辐射热计等光检测元件的光检测器。



背景技术:

已知一种光检测器(例如,参照专利文献1),具备:形成容纳空间的支撑基板和光透过基板;以位于容纳空间的方式设置在支撑基板的测辐射热计等光检测元件;互相固定支撑基板和光透过基板并且气密地密封容纳空间的焊料层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特表2013-543268号公报



技术实现要素:

发明所要解决的问题

在如上所述的光检测器中,为了提高光的检测灵敏度,考虑通过使光透过基板变薄以提高光透过率,或者通过使容纳空间的真空度增加以使光检测元件与外部热绝缘。然而,如果使光透过基板变薄则光透过基板容易变形。因此,由于增加容纳空间的真空度而引起的容纳空间的内外气压差或来自外部的应力,在焊料层和透光部基板的接合部或光透过基板施加负荷而产生破损,存在损害容纳空间的气密性的风险。

因此,本发明的一个方面的目的在于,提供一种光检测器,其能够实现光的检出灵敏度的提高和封装体的破损的抑制的双方。

解决问题的技术手段

本发明的一个方面所涉及的光检测器,具备:支撑基板;配置在支撑基板上,并且与支撑基板形成容纳空间的光透过基板;以位于容纳空间的方式设置在支撑基板并且具有电阻根据光经由光透过基板入射时产生的热量而变化的测辐射热计层的光检测元件;以当从支撑基板的厚度方向观察时包围光检测元件的方式,设置在支撑基板的光透过基板侧的第一表面的第一基底层;以当从支撑基板的厚度方向观察时包围光检测元件并且与第一基底层重叠的方式,设置在光透过基板的支撑基板侧的第二表面的第二基底层;配置在第一基底层和第二基底层之间,并且将支撑基板和光透过基板互相固定并且气密地密封容纳空间的焊料层;以及通过与焊料层相同的材料与焊料层一体地形成的加强部,第一基底层具有第一角部,第二基底层具有从支撑基板的厚度方向观察时与第一角部重叠的第二角部,加强部在从支撑基板的厚度方向观察时互相重叠的第一角部和第二角部的内侧到达第一表面侧和第二表面侧的至少一方。

在该光检测器中,与焊料层一体地形成的加强部在第一基底层的第一角部和第二基底层的第二角部的内侧到达支撑基板的第一表面侧和光透过基板的第二表面侧的至少一方。由此,即使为了提高光的检出灵敏度而使光透过基板变薄并且提高容纳空间的真空度,也可以抑制起因于在焊料层和光透过基板的接合部或光透过基板施加负荷而使封装体破损那样的情况。因此,根据该光检测器,可以实现光的检出灵敏度的提高和封装体的破损的抑制的双方。

本发明的一个方面所涉及的光检测器也可以具备多个所述光检测元件,多个所述光检测元件配置成二维矩阵状。与光检测元件为一个的情况相比,在该结构中,支撑基板和光透过基板变大,由于容纳空间的内外气压差而使光透过基板容易变形。因此,特别重要的是与焊料层一体地形成的加强部在第一基底层的第一角部和第二基底层的第二角部的内侧到达支撑基板的第一表面侧和光透过基板的第二表面侧的至少一方。

在本发明的一个方面所涉及的光检测器中,加强部也可以至少到达第二表面侧。根据该结构,由于通过加强部加强焊料层和光透过基板的接合部,因此可以更可靠地抑制封装体的破损。

在本发明的一个方面所涉及的光检测器中,第一基底层也可以具有从支撑基板的厚度方向观察时夹着容纳空间而互相相对的一对第一角部,第二基底层具有从支撑基板的厚度方向观察时与一对第一角部分别重叠的一对第二角部,加强部配置于从支撑基板的厚度方向观察时互相重叠的一方的第一角部和一方的第二角部的内侧、以及从支撑基板的厚度方向观察时互相重叠的另一方的第一角部和另一方的第二角部的内侧的各个。根据该结构,可以抑制加强部的数量的增加并平衡良好地加强光透过基板。

在本发明的一个方面所涉及的光检测器中,加强部的内缘也可以从所述支撑基板的厚度方向观察时弯曲成凹状。根据该结构,由于加强部的形成范围受到控制,因此可以抑制光透过基板的开口率(当从支撑基板的厚度方向观察时,在光透过基板中,光能够透过的区域所占的比率)的降低,并且可以抑制在容纳空间的真空度和光透过基板的加强的程度上产生个体差异。

本发明的一个方面所涉及的光检测器也可以进一步具备:引导部,其以位于从支撑基板的厚度方向观察时互相重叠的第一角部和第二角部与光检测元件之间的方式,设置在第一表面和第二表面的至少一方,相对于形成加强部的材料的引导部的润湿性高于相对于形成加强部的材料的支撑基板和光透过基板的湿润性,加强部到达引导部。根据该结构,由于加强部的形成范围受到控制,因此可以抑制光透过基板的开口率的降低,并且可以抑制在容纳空间的真空度和光透过基板的加强的程度上产生个体差异。

在本发明的一个方面所涉及的光检测器中,也可以在第一表面和第二表面的至少一方,以通过从支撑基板的厚度方向观察时互相重叠的第一角部和第二角部与光检测元件之间的方式形成有槽。根据该结构,由于加强部的形成范围受到控制,因此可以抑制光透过基板的开口率的降低,并且可以抑制在容纳空间的真空度和光透过基板的加强的程度上产生个体差异。

在本发明的一个方面所涉及的光检测器中,也可以是在光透过基板,形成有构成容纳空间的一部分的凹部,加强部到达凹部内。根据该结构,可以使光透过基板中光透过的区域变薄而增加光透过基板的光透过率。而且,可以加强光透过基板中光透过的区域。

发明的效果

根据本发明的一个方面,可以提供能够实现光的检测灵敏度的提高和封装体的破损的抑制的双方的光检测器。

附图说明

图1是第一实施方式的光检测器的俯视图。

图2是沿图1所示的ii-ii线的截面图。

图3是图1所示的光检测器的像素部的俯视图。

图4是图3所示的像素部的光检测元件的立体图。

图5是图4所示的光检测元件的俯视图。

图6是图4所示的光检测元件的截面图。

图7是表示图4所示的光检测元件中的光学谐振结构的原理的图。

图8是沿图1所示的viii-viii线的截面图。

图9是图1所示的光检测器的一部分的底面图。

图10是第二实施方式的光检测器的一部分的截面图。

图11是图10所示的光检测器的一部分的底面图。

图12是第三实施方式的光检测器的一部分的底面图。

具体实施方式

以下,参照附图,详细地说明本发明的实施方式。还有,在各图中对相同或相当部分标注相同符号,省略重复的说明。

[第一实施方式]

[光检测器的结构]

图1和图2所示的光检测器1a是利用作为测辐射热计的功能来检测光(例如,红外线)的热式光检测器,用于红外成像、热成像等。如图1和图2所示,光检测器1a具备支撑基板2、光透过基板3、像素部4、第一基底层5、第二基底层6、焊料层7、加强部8、引导部9和吸气器11。

支撑基板2例如是具有(几mm~几十mm)×(几mm~几十mm)左右的外形、以及几百μm左右的厚度的矩形板状的si基板。在支撑基板2内,形成有信号处理电路部(未图示)。信号处理电路部电连接于像素部4。另外,信号处理电路部也可以形成在支撑基板2上。

光透过基板3以从支撑基板2的厚度方向(即,垂直于支撑基板2的第一表面2a的方向)观察时与支撑基板2重叠的方式,设置在支撑基板2上。光透过基板3例如是具有(几mm~几十mm)×(几mm~几十mm)左右的外形、以及几百μm左右的厚度的矩形板状的si基板。光透过基板3使光(例如红外线)透过。光透过基板3与支撑基板2形成容纳空间s1。即,光透过基板3和支撑基板2构成在内部形成有容纳空间s1的封装体。

在光透过基板3的支撑基板2侧的第二表面3a,形成有凹部3b。凹部3b通过例如干蚀刻或者湿蚀刻形成为四角锤台状。凹部3b的深度例如为几十μm~几百μm左右。凹部3b构成容纳空间s1的一部分。

像素部4以位于容纳空间s1的方式,设置在支撑基板2的光透过基板3侧的第一表面2a。当从支撑基板2的厚度方向观察时,像素部4被包含于凹部3b。像素部4例如具有(几十μm~几十mm)×(几十μm~几十mm)左右的外形。像素部4由沿第一表面2a配置成二维矩阵状的多个光检测元件10(参见图3)构成。各光检测元件10具有电阻根据光经由光透过基板3入射时产生的热量而变化的测辐射热计层。

第一基底层5以当从支撑基板2的厚度方向观察时包围像素部4的方式,设置在支撑基板2的第一表面2a。第一基底层5例如形成为矩形环状,具有四个第一角部5a。当从支撑基板2的厚度方向观察时,各个第一角部5a中的第一基底层5的内缘成为角。

第二基底层6以从支撑基板2的厚度方向观察时包围像素部4并且与第一基底层5重叠的方式,设置在光透过基板3的第二表面3a。第二基底层6例如形成为矩形环状,具有四个第二角部6a。当从支撑基板2的厚度方向观察时,四个第二角部6a与四个第一角部5a分别重叠。当从支撑基板2的厚度方向观察时,各个第二角部6a中的第二基底层6的内缘成为角。

第一基底层5和第二基底层6各自的宽度是例如几十μm~几百μm左右。第一基底层5和第二基底层6各自的厚度是例如几十nm~几μm左右。第一基底层5和第二基底层6分别是例如包含al、alcu、alsi、alsicu、alsiti、ti、tin、cr、ni、w、wsi2、pt、pd、au和cu中的至少一个的层叠膜。第一基底层5和第二基底层6也可以分别是例如包含上述材料中的任意一个的单层膜。

焊料层7被配置在第一基底层5和第二基底层6之间。焊料层7通过共晶接合,将支撑基板2和光透过基板3互相固定并且气密地密封容纳空间s1。焊料层7形成为矩形环状并且具有四个角部7a。当从支撑基板2的厚度方向观察时,四个角部7a分别与四个第一角部5a重叠。

焊料层7的宽度例如为几十μm~几百μm左右。焊料层7的厚度例如为几μm左右。焊料层7的材料例如是sn/pb、sn/pb/ag、sn/bi/pb、sn/ag/cu、sn/zn/bi、sn/cu、sn/ag/in/bi、sn/zn/al、ni/sn、au/sn、ag/sn、cu/sn、au/in、cu/in、ag/in、in、al/ge、al/zn、bi/ag、sn/sb、sn/ag、sn/zn、sn/bi、sn/in、au/ga、au/si、au/ge、au/si、al/si或al/cu/ge等。另外,当焊料层7的材料是sn/ag/cu、sn/zn/bi或sn/cu时,也可以向该材料添加例如ni、ge、co和si等。

加强部8被配置在从支撑基板2的厚度方向观察时互相重叠的第一角部5a和第二角部6a的内侧。引导部9被配置在从支撑基板2的厚度方向观察时互相重叠的第一角部5a和第二角部6a与像素部4之间。更具体地,引导部9以位于从支撑基板2的厚度方向观察时互相重叠的第一角部5a和第二角部6a与凹部3b之间的方式,设置在光透过基板3的第二表面3a。关于加强部8和引导部9的细节,在后面叙述。

吸气器11被配置于容纳空间s1。更具体地,吸气器11以从支撑基板2的厚度方向观察时包围像素部4的方式,设置在凹部3b的底面。吸气器11例如形成为矩形环状。吸气器11的宽度例如为几十μm~几mm左右。吸气器11的厚度例如为几μm左右。吸气器11在容纳空间s1中通过吸收气体而维持容纳空间s1的真空度。吸气器11维持例如容纳空间s1减压至几百mpa左右的状态。吸气器11的材料例如是以zr(锆)为主成分的合金。

[光检测元件的结构]

如图3所示,像素部4由配置成二维矩阵状的多个光检测元件10构成。如图4所示,各个光检测元件10具有:支撑基板2(正确地,支撑基板2的一部分);光反射层12;一对电极插头13、14;和膜体20。

光反射层12形成在支撑基板2的第一表面2a。光反射层12与下述的光吸收层34相对,与光吸收层34一同构成光学谐振结构。光反射层12的厚度例如为几百nm左右。光反射层12的材料例如是al等的对光(例如红外线)的反射率大的金属材料。

一对电极插头13、14形成在支撑基板2的第一表面2a上。各个电极插头13、14形成为例如圆柱状。各个电极插头13、14的高度例如为几μm左右。各个电极插头13、14的材料是例如ti等的金属材料。一对电极插头13、14以在支撑基板2的第一表面2a和膜体20之间形成有空隙s2的方式,在支撑基板2的第一表面2a上支撑膜体20。膜体20配置为与支撑基板2的第一表面2a大致平行。膜体20与支撑基板2的第一表面2a的距离例如为几μm左右。

如图4和5所示,膜体20具有:受光部21;一对电极部22、23;以及一对梁部24、25。受光部21以从支撑基板2的厚度方向观察时避开电极插头13、14的方式扩展。电极部22配置在电极插头13上。电极部23配置在电极插头14上。梁部24在受光部21的一方侧沿受光部21的外缘延伸。梁部25在受光部21的另一方侧沿受光部21的外缘延伸。梁部24的一端与电极部22连接,梁部24的另一端在电极部23的附近的位置与受光部21连接。梁部25的一端与电极部23连接,梁部25的另一端在电极部22的附近的位置与受光部21连接。当从支撑基板2的厚度方向观察时,膜体20呈例如矩形形状。一对电极部22、23分别设置于膜体20的对角。

受光部21、一对电极部22、23以及一对梁部24、25一体地形成。在受光部21和电极部22之间、以及受光部21和梁部24之间,狭缝20a形成为连续。在受光部21和电极部23之间、以及受光部21和梁部25之间,狭缝20b形成为连续。各个梁部24、25的宽度例如为几μm左右,各个梁部24、25的长度例如为几十~几百μm左右。各个狭缝20a、20b的宽度例如为几μm左右。

图6是光检测元件10的截面图。图6的a-a、b-b、c-c、d-d和e-e分别是沿图5的a-a线、b-b线、c-c线、d-d线和e-e线的截面图。如图6所示,膜体20具有:第一配线层31和第二配线层32;作为电阻层的测辐射热计层33;光吸收层34;和分离层35。

如图5和6所示,当从支撑基板2的厚度方向观察时,第一配线层31和第二配线层32在受光部21上经由间隙g而互相相对。间隙g沿着线l延伸。线l当从支撑基板2的厚度方向观察时,例如以连结电极部22和电极部23的方式蜿蜒状地延伸。具体地,线l具有蜿蜒部l1。蜿蜒部l1包含多个曲线部l2。蜿蜒部l1通过反复进行如下内容来构成:在受光部21上,向受光部21的一方侧延伸,在曲线部l2上,例如180°折返,向受光部21的另一方侧延伸,在曲线部l2上,例如180°折返,再次向受光部21的一方侧延伸。

在本实施方式中,所谓一方侧,是指当从支撑基板2的厚度方向观察时,相对于连结电极部22和电极部23的直线而言一方侧(例如,梁部24存在的一侧),所谓另一方侧,是指当从支撑基板2的厚度方向观察时,相对于连结电极部22和电极部23的直线而言与一方侧相反的一侧(例如,梁部25存在的一侧)。另外,所谓一方侧,当从支撑基板2的厚度方向观察时,相对于通过膜体20的重心的直线而言是一方侧(例如,梁部24存在的一侧),所谓另一方侧,当从支撑基板2的厚度方向观察时,相对于通过膜体20的重心的直线而言与一方侧相反的一侧(梁25存在的一侧)。即,所谓一方侧,是指光吸收层34中的第一区域34a侧,所谓另一方侧,是指光吸收层34中的第二区域34b侧。

当从支撑基板2的厚度方向观察时,蜿蜒部l1包含第一区间l3、第二区间l4、第三区间l5和第四区间l6。第一区间l3以第一摆动量向一方侧摆动。第二区间l4以第二摆动量向一方侧摆动。当从支撑基板2的厚度方向观察时,在沿着连结电极部22和电极部23的直线的方向上,第二区间l4被两个第一区间l3夹持。第三区间l5以第一摆动量向另一方侧摆动。第四区间l6以第二摆动量向另一方侧摆动。当从支撑基板2的厚度方向观察时,在沿着连结电极部22和电极部23的直线的方向上,第四区间l6被两个第三区间l5夹持。第一摆动量大于规定量。第二摆动量小于规定量。第一摆动量例如为十几μm左右。第二摆动量例如为几μm左右。

具体地,在受光部21中,第一区间l3向受光部21的一方侧以第一摆动量延伸,在曲线部l2中,例如180°折返,向受光部21的另一方侧以第一摆动量延伸。在此之后,第四区间l6向受光部21的另一方侧以第二摆动量延伸,在曲线部l2中,例如180°折返,向受光部21的一方侧以第二摆动量延伸。在此之后,第二区间l4向受光部21的一方侧以第二摆动量延伸,在曲线部l2中,例如180°折返,向受光部21的另一方侧以第二摆动量延伸。在此之后,第三区间l5向受光部21的另一方侧以第一摆动量延伸,在曲线部l2中,例如180°折返,向受光部21的一方侧以第一摆动量延伸。蜿蜒部l1通过重复这样的方式来构成。还有,第一区间l3、第二区间l4、第三区间l5和第四区间l6分别包含曲线部l2。

第一配线层31和第二配线层32在受光部21中,在沿线l的方向上细长地形成。即,当从支撑基板2的厚度方向观察时,在受光部21中,沿线l的方向上的第一配线层31和第二配线层32各自的长度大于垂直于线l的方向上的第一配线层31和第二配线层32各自的宽度。垂直于线l的方向,是指当从支撑基板2的厚度方向观察时,线l的各个位置上的垂直于切线的方向。在曲线部的各个位置上,垂直于线l的方向分别不同。

具体地,第一配线层31在受光部21中具有第一边缘部31a和第三边缘部31b。当从支撑基板2的厚度方向观察时,第一边缘部31a和第三边缘部31b分别沿线l延伸。第一边缘部31a在线l侧延伸。第三边缘部31b在与线l相反侧延伸。第二配线层32在受光部21中具有第二边缘部32a和第四边缘部32b。当从支撑基板2的厚度方向观察时,第二边缘部32a和第四边缘部32b分别沿线l延伸。第二边缘部32a在线l侧延伸。第四边缘部32b在与线l相反侧延伸。

当从支撑基板2的厚度方向观察时,第一边缘部31a和第二边缘部32a经由线l而互相相对。即,当从支撑基板2的厚度方向观察时,间隙g由第一边缘部31a和第二边缘部32a划定。

当从基板2的厚度方向观察时,第一配线层31中的线l侧的第一边缘部31a和与线l相反侧的第三边缘部31b、以及第二配线层32中的线l侧的第二边缘部32a和与线l相反侧的第四边缘部32b分别连续地延伸。边缘部连续地延伸,是指边缘部不具有角部并且平滑地形成。即,连续地延伸的边缘部不包含曲率半径无限小的部分。例如,第一边缘部31a、第二边缘部32a、第三边缘部31b和第四边缘32b各自的曲率半径的最小值大于0.01μm。

当从支撑基板2的厚度方向观察时,在受光部21中,沿着线l的方向上的第一配线层31和第二配线层32各自的长度例如为几十~几百μm左右。当从支撑基板2的厚度方向观察时,垂直于线l的方向上的第一配线层31和第二配线层32各自的宽度例如为几μm左右。当从支撑基板2的厚度方向观察时,垂直于线l的方向上的间隙g的宽度例如为几μm左右。第一配线层31和第二配线层32的厚度例如为几十~几百nm左右。

第一配线层31从受光部21经由梁部24向电极部22延伸。第一配线层31在电极部22中形成于电极插头13上。第一配线层31电连接于电极插头13。第二配线层32从受光部21经由梁部25向电极部23延伸。第二配线层32在电极部23中形成在电极插头14上。第二配线层32电连接于电极插头14。第一配线层31和第二配线层32的材料例如是ti等的金属材料。

测辐射热计层33在受光部21中,以从支撑基板2的相反侧覆盖第一配线层31和第二配线层32的方式形成。测辐射热计层33在受光部21中,覆盖第一配线层31和第二配线层32的各个中的支撑基板2的相反侧的表面、以及第一配线层31和第二配线层32各自的侧面。即,在间隙g,配置有测辐射热计层33。测辐射热计层33在电极部22、23以及梁部24、25中,形成在第一配线层31和第二配线层32中的支撑基板2的相反侧的表面上。测辐射热计层33与第一配线层31和第二配线层32的各个电连接。测辐射热计层33的厚度例如为几十~几百nm左右。测辐射热计层33具有依赖于温度的电阻。测辐射热计层33的材料例如是非晶硅(a-si)等、由于温度变化而引起的电阻率的变化大的材料。

光吸收层34在受光部21中,与支撑基板2的第一表面2a相对。光吸收层34相对于测辐射热计层33配置于支撑基板2的相反侧。当从支撑基板2的厚度方向观察时,光吸收层34在受光部21的几乎整个区域上扩展。光吸收层34的厚度例如为十几nm左右。光吸收层34的材料例如是wsi2或ti等。

分离层35配置在第一配线层31及第二配线层32的各个与光吸收层34之间。具体地,分离层35在受光部21、梁部24、25、以及电极部分22、23中,形成在测辐射热计层33中的支撑基板2的相反侧的表面上。于是,光吸收层34在受光部21中形成于分离层35的支撑基板2的相反侧的表面上。分离层35的厚度例如为几百nm左右。分离层35的厚度大于第一配线层31、第二配线层32、测辐射热计层33和光吸收层34各自的厚度。分离层35的材料例如是氮化硅膜(sin)等。

当从支撑基板2的厚度方向观察时,光吸收层34包含第一区域34a和第二区域34b。当从支撑基板2的厚度方向观察时,第一区域34a相对于第一配线层31向第二配线层32的相反侧扩展。当从支撑基板2的厚度方向观察时,第二区域34b相对于第二配线层32向第一配线层31的相反侧扩展。当从支撑基板2的厚度方向观察时,第一配线层31和第二配线层32的面积的合计小于第一区域34a和第二区域34b各自的面积。

另外,光吸收层34的第一区域34a和第二区域34b经由分离层35形成在测辐射热计层33上。此外,测辐射热计层33和分离层35遍及第一区域34a和第二区域34b连续地形成。

在膜体20,形成有贯通孔20c、20d。贯通孔20c、20d是去除牺牲层(未图示)的蚀刻气体通过的孔。当从支撑基板2的厚度方向观察时,贯通孔20c、20d形成在第二区间l4的一方侧。具体地,贯通孔20c在第一区域34a中,位于两个第一区间l3之间。贯通孔20d在第二区域34b中位于两个第三区间l5之间。当从支撑基板2的厚度方向观察时,贯通孔20c、20d呈圆形,其直径例如为几μm左右。

在如上所述构成的光检测器1a中,如下所述检测光。首先,当光透过光透过基板3而入射到受光部21时,在构成下述的光学谐振结构的光吸收层34中产生热量。此时,受光部21和支撑基板2通过空隙s2被热分离。此外,受光部21与电极部22及梁部24通过狭缝20a被热分离。此外,受光部21与电极部23及梁部25通过狭缝20b被热分离。因此,抑制了在光吸收层34中产生的热量经由梁部24、25以及电极部22、23向支撑基板2侧散热的情况。

在光吸收层34中产生的热量经由分离层35传递到测辐射热计层33。然后,测辐射热计层33由于该热量温度升高并且电阻降低。这样的电阻的变化作为信号经由与测辐射热计层33电连接的第一配线层31和第二配线层32、以及电极插头13、14而被送往信号处理电路部。然后,在信号处理电路部中,测辐射热计层33的电阻的变化被转换为电压或电流的变化,基于该电压或电流的变化,检测光。

接下来,对光学谐振结构进行详细的说明。如图7所示,入射到光吸收层34上的入射光a(波长为λ)的一部分通过光吸收层34作为反射光b1被反射,其它的一部分透过光吸收层34。透过光吸收层34的入射光a的其它的一部分通过光反射层12作为反射光b2被反射。然后,反射光b1和反射光b2在光吸收层34的反射面上互相干涉并被抵消。由此,入射光a在光吸收层34的该反射面被吸收。通过被吸收的入射光a的能量在光吸收层34中产生热量。

入射光a的吸收率由光吸收层34的薄片电阻、以及光吸收层34与光反射层12之间的光学距离t确定。光吸收层34的厚度设定为约16nm(当光吸收层34的材料为wsi2时),以使得薄层电阻为真空阻抗(377ω/sq)。由此,通过光吸收层34被反射的反射光b1的振幅与通过光反射层12被反射的反射光b2的振幅一致。因此,在光吸收层34的反射面上,反射光b1和反射光b2被有效地干涉并被抵消。因此,提高了入射光a的吸收率。

另外,光学距离t设定为t=(2m-1)λ/4(m=1,2,3,…)。由此,反射光b1和反射光b2的相位偏移180°。因此,在光吸收层34的反射面上,反射光b1和反射光b2被有效地干涉并被抵消。因此,提高了入射光a的吸收率。这样,光反射层12和光吸收层34构成光学谐振结构。当从支撑基板2的厚度方向观察时,光反射层12和光吸收层34的重叠部分的面积如果扩展,则越宽,入射光a越有效地被吸收。

[加强部和引导部的结构]

如图8和9所示,加强部8通过与焊料层7相同的材料和焊料层7一体地形成。相对于形成加强部8的材料的引导部9的润湿性高于相对于形成加强部8的材料的支撑基板2和光透过基板3的润湿性。引导部9例如是包含al、alcu、alsi、alsicu、alsiti、ti、tin、cr、ni、w、wsi2、pt、pd、au和cu中的至少一个的层叠膜。引导部9也可以是例如包含上述材料中的任意一个的单层膜。引导部9的厚度为例如几十nm~几μm左右。

引导部9以填埋第二基底层6的第二角部6a的内侧的角落部的方式,形成在光透过基板3的第二表面3a。引导部9在透光部3的第二表面3a上从第二基底层6分离。当从支撑基板2的厚度方向观察时,引导部9的内缘9a弯曲成凹状(平滑地弯曲)。

加强部8从焊料层7的角部7a延伸到引导部9,到达引导部9。即,加强部8在从支撑基板2的厚度方向观察时互相重叠的第一角部5a和第二角部6a的内侧到达光透过基板3的第二表面3a侧。加强部8与第二基底层6的内侧卡合。当从支撑基板2的厚度方向观察时,加强部8的内缘8a与引导部9的内缘9a重叠,弯曲成凹状(平滑地弯曲)。

还有,所谓加强部8到达光透过基板3的第二表面3a侧,包括“加强部8在第二基底层6的第二角部6a的内侧,到达形成于第二表面3a上的膜、层等(例如引导部9)的情况”、“加强部8在第二基底层6的第二角部6a的内侧,例如在第二表面3a未形成膜、层等,而到达第二表面3a的情况(与第二表面3a接触的情况)”以及“加强部8在第二基底层6的第二角部6a的内侧,向第二表面3a侧延伸的情况”。

当从支撑基板2的厚度方向观察时,加强部8被配置在第二角部6a和像素部4之间。当从支撑基板2的厚度方向观察时,加强部8被配置在第二角部6a和吸气器11之间。当从支撑基板2的厚度方向观察时,加强分8被配置在第二角部6a和凹部3b之间。加强部8的厚度从焊料层7朝向像素部4逐渐减小。

如果着眼于从支撑基板2的厚度方向观察时夹着容纳空间s1而互相相对的一对第一角部5a、以及从支撑基板2的厚度方向观察时分别与该一对第二角部6a重叠的一对第二角部6a,则加强部8被配置于从支撑基板2的厚度方向观察时互相重叠的一方的第一角部5a和一方的第二角部6a的内侧、以及从支撑基板2的厚度方向观察时互相重叠的另一方的第一角部5a和另一方的第二角部6a的内侧的各个。

[作用以及效果]

如上所述,在光检测器1a中,加强部8与焊料层7一体地形成,在第一角部5a和第二角部6a的内侧到达第二表面3a侧。由此,焊料层7和光透过基板3的接合部被加强部8加强。因此,即使为了提高光的检测灵敏度而使光透过基板3变薄并且增加容纳空间s1的真空度,焊料层7和光透过基板3的接合部也难以破损。因此,根据光检测器1a,可以实现光的检测灵敏度的提高和封装体的破损的抑制的双方。

以下,更详细地说明封装体的破损的抑制。焊料层7例如通过被加热并熔融来互相固定支撑基板2和光透过基板3,并且气密地密封容纳空间s1。当焊料层7被加热时,在构成光检测器1a的各个构件中产生膨胀和收缩,由此产生的应力在各个构件产生。另外,当焊料层7发生共晶反应时,在焊料层7自身也产生膨胀和收缩,由此产生的应力在焊料层7产生。焊料层7的宽度、第一基底层5的宽度、第二基底层6的宽度等越是变宽,膨胀和收缩时在它们产生的应力越是变大。

在光检测器1a中,由于焊料层7从第一角部5a和第二角部6a膨胀出而形成加强部8,因此可以缓和在焊料层7产生的应力。还有,在焊料层7产生的应力变大时,焊料材料可能向容纳空间s1吹出而使光检测元件10被污染。在光检测器1a中,可以防止这样的情况。

同样地,由于引导部9与第二基底层6分离,因而第二基底层6和引导部9各自的宽度变窄,可以缓和在膨胀和收缩时分别在第二基底层6和引导部9产生的应力。还有,当引导部9设置在第一表面2a时,第一基底层5和引导部9各自的宽度变窄,可以缓和在膨胀和收缩时分别在第一基底层5和引导部9产生的应力。

此外,由于与焊料层7一体地形成的加强部8与第二基底层6的内侧卡合,因此通过锚固效应可以提高封装体的强度。还有,当与焊料层7一体地形成的加强部8与第一基底层5的内侧卡合时,通过锚固效应也可以提高封装体的强度。

如上所述,根据光检测器1a,可以抑制在形成封装体时在各个构件产生的应力并且增加封装体的强度,并且可以抑制封装体的破损。

此外,与焊料层7一体地形成的加强部8被配置在第一角部5a和第二角部6a的内侧。因此,与加强部8被配置在沿着第一基底层5和第二基底层6的内缘的区域中的第一角部5a和第二角部6a的内侧以外的区域的情况相比,可以抑制加强部8所引起的光透过基板3的开口率(当从支撑基板2的厚度方向观察时,在光透过基板3中,光可以透过的区域所占比率)的降低并且可以确保吸气器11的配置区域。

此外,在光检测器1a中,多个光检测器10配置成二维矩阵状。在该结构中,与光检测元件10为一个的情况相比,支撑基板2和光透过基板3变大,由于容纳空间s1的内外的气压差而使光透过基板3容易变形。因此,与焊料层7一体地形成的加强部8在第一基底层5的第一角部5a和第二基底层6的第二角部6a的内侧到达光透过基板3的第二表面3a侧是特别重要的。

此外,在光检测器1中,加强部8到达光透过基板3的第二表面3a侧。根据该结构,由于通过加强部8增强焊料层7与光透过基板3的接合部,因此能够更可靠地抑制封装体的破损。另外,通过加强部8与设置在第一表面2a的光检测元件10接触,可以更可靠地抑制光检测元件10被污染或损坏。

此外,在光检测器1a中,第一基底层5具有从支撑基板2的厚度方向观察时夹着容纳空间s1而互相相对的一对第一角部5a,第二基底层6具有从支撑基板2的厚度方向观察时与一对第一角部5a分别重叠的一对第二角部6a。然后,加强部8被配置于从支撑基板2的厚度方向观察时互相重叠的一方的第一角部5a和一方的第二角部6a的内侧、以及从支撑基板2的厚度方向观察时另一方的第一角部5a和另一方的第二角部6a的内侧的各个。根据该结构,可以抑制加强部8的数量的增加并平衡良好地加强光透过基板3。

此外,在光检测器1a中,当从支撑基板2的厚度方向观察时,加强部分8的内缘8a弯曲成凹状。根据该结构,由于控制加强部8的形成范围,因此能够抑制光透过基板3的开口率的降低,并且可以抑制在收纳空间s1的真空度和光透过基板3的加强的程度上产生个体差异。

此外,在光检测器1a中,引导部9以位于从支撑基板2的厚度方向观察时相互重叠的第一角部5a和第二角部6a与像素部4之间的方式,设置在光透过基板3的第二表面3a。然后,相对于形成加强部8的材料的引导部9的润湿性高于相对于形成加强部8的材料的支撑基板2和光透过基板3的润湿性,加强部8到达引导部9。根据该结构,由于控制加强部8的形成范围,因此能够抑制光透过基板3的开口率的降低,并且可以抑制在收纳空间s1的真空度和光透过基板3的加强的程度上产生个体差异。

此外,在光检测器1a中,在光透过基板3,形成有构成容纳空间s1的一部分的凹部3b。根据该结构,可以使光透过基板3中光透过的区域变薄,并且可以增加光透过基板3的光透过率。

另外,在光检测器1a中,当从支撑基板2的厚度方向观察时,第一基底层5、第二基底层6和焊料层7互相重叠。根据该结构,可以在同一工序中进行第一基底层5、第二基底层6和焊料层7的图案化,并且可以简化制造工序。

[第二实施方式]

如图10和图11所示,光检测器1b在引导部9未设置于光透过基板3的第二表面3a,在光透过基板3的第二表面3a形成有槽3c的方面,与上述光检测器1a主要不同。在光检测器1b中,槽3c形成在光透过基板3的第二表面3a。槽3c以通过从支撑基板2的厚度方向观察时互相重叠的第一角部5a和第二角部6a与像素部4之间,并且通过第一基底层5、第二基底层6以及焊料层7与像素部4之间的方式,形成为矩形环状。当从支撑基板2的厚度方向观察时,槽3c包围凹部3b。槽3c的宽度例如为几μm~几百μm左右。槽3c的深度例如为几十μm~几百μm左右。此外,加强部8在第二基底层6的各个第二角部6a的内侧,到达第二表面3a侧(与第二表面3a接触),并且留在槽3c内。

在如上所述构成的光检测器1b中,与上述光检测器1a相同,与焊料层7一体地形成的加强部8在第一基底层5的第一角部5a以及第二基底层6的第二角部6a的内侧,到达光透过基板3的第二表面3a侧。因此,根据光检测器1b,可以实现光的检测灵敏度的提高和封装体的破损的抑制的双方。还有,即使加强部8未到达槽3c内,再者,槽3c未形成在光透过基板3的第二表面3a,如果加强部8到达光透过基板3的第二表面3a侧的话,则该效果也可以实现。

此外,在光检测器1b中,槽3c以通过从支撑基板2的厚度方向观察时互相重叠的第一角部5a和第二角部6a与像素部4之间的方式形成在光透过基板3的第二表面3a。根据该结构,由于控制加强部8的形成范围,因此能够抑制光透过基板3的开口率的降低,并且可以抑制在收纳空间s1的真空度和光透过基板3的加强的程度上产生个体差异。

[第三实施方式]

如图12所示,光检测器1c在引导部9未设置于光透过基板3的第二表面3a,加强部8到达凹部3b的方面,与上述光检测器1a主要不同。在光检测器1c中,加强部8在第二基底层6的各个第二角部6a的内侧,到达第二表面3a侧(与第二表面3a接触),并且在凹部3b内留在凹部3b的角落部。

在如上所述构成的光检测器1c中,与上述光检测器1a相同,与焊料层7一体地形成的加强部8在第一基底层5的第一角部5a和第二基底层6的第二角部6a的内侧,到达光透过基板3的第二表面3a侧。因此,根据光检测器1c,可以实现光的检测灵敏度的提高和封装体的破损的抑制的双方。还有,即使加强部8未到达凹部3b内,再者,凹部3b未形成在光透过基板3的第二表面3a,如果加强部8到达光透过基板3的第二表面3a侧的话,则该效果也可以实现。

此外,在光检测器1b中,加强部8到达凹部3b内。根据该结构,可以使光透过基板3中光透过的区域变薄,并且可以增加光透过基板3的光透过率。另外,可以加强光透过基板3中光透过的区域。

[变形例]

以上,对本发明的第一、第二和第三实施方式进行了说明,但是本发明的一个方面不限于上述第一、第二和第三实施方式。例如,像素部4也可以由一个光检测元件10构成。另外,第一基底层5也可以具有一个或三个以上的第一角部5a。同样地,第二基底层6也可以具有一个或三个以上第二角部6a。

另外,加强部8也可以到达支撑基板2的第一表面2a侧和光透过基板3的第二表面3a侧的双方。根据该结构,由于通过加强部8加强焊料层7与透光性基板3的接合部,因此能够更可靠地抑制封装体的破损。此外,通过锚定效果,提高了支撑基板2和光透过基板3构成的封装体的强度。例如,在支撑基板2的厚度方向上,当沿着两个基板彼此分离的方向的负荷施加到支撑基板2和光透过基板3时,通过锚定效果,支撑基板2和光透过基板3难以互相分离。另外,例如,当沿着沿支撑基板2的第一表面2a的方向的负荷施加到支撑基板2和光透过基板3时,通过锚定效果,支撑基板2和光透过基板3难以互相位置偏移。

还有,所谓加强部8到达支撑基板2的第一表面2a侧,包含“加强部8在第一基底层5的第一角部5a的内侧,到达形成在第一表面2a上的膜、层等(例如引导部9)的情况”、“加强部8在第一基底层5的第一角部5a的内侧,例如在第一表面2a未形成膜、层等,而到达第一表面2a的情况(与第一表面2a接触的情况)”以及“加强部8在第一基底层5的第一角部5a的内侧,向第一表面2a侧延伸的情况”。

另外,加强部8也可以仅到达支撑基板2的第一表面2a侧。根据该结构,由于焊料层7膨胀时产生的力在焊料层7的角部7a上被释放,因此在焊料层7的角部7a上难以将负荷施加到光透过基板3。

另外,也可以在第一面2a设置引导部9。具体地,引导部9设置在第一表面2a和第二表面3a中至少加强部8到达的表面。

此外,设置在支撑基板2的第一表面2a的引导部9也可以与第一基底层5一体地形成。此时,引导部9也可以构成为第一基底层5的一部分。此外,设置在光透过基板3的第二表面3a的引导部9也可以与第二基底层6一体地形成。此时,引导部9也可以构成为第二基底层6的一部分。此外,当从支撑基板2的厚度方向观察时,引导部9也可以以包围光检测元件10(像素部4)的方式形成。例如,引导部9在从支撑基板2的厚度方向观察时也可以以通过互相重叠的第一角部5a和第二角部6a与像素部4之间,并且通过第一基底层5、第二基底层6及焊料层7与像素部4之间的方式,形成为环状。

另外,槽3c也可以形成在第一表面2a。具体地,槽3c形成于第一表面2a和第二表面3a中至少加强部8到达的表面。

另外,槽3c如果在从支撑基板2的厚度方向观察时互相重叠的第一角部5a和第二角部6a与像素部4之间形成的话,则从支撑基板2的厚度方向观察时也可以不包围像素部4。此外,在光检测器1b中,也可以不形成槽3c。此外,加强部8也可以不到达槽3c内。

另外,当从支撑基板2的厚度方向观察时,各个第一角部5a中的第二基底层5的内缘也可以弯曲成凹状(平滑地弯曲)。此外,当从支撑基板2的厚度方向观察时,各个第二角部6a中的第二基底层6的内缘也可以弯曲成凹状(平滑地弯曲)。

符号的说明

1a、1b、1c…光检测器、2…支撑基板、2a…第一表面、3…光透过基板、3a…第二表面、3b…凹部、3c…槽、5…第一基底层、5a…第一角部、6…第二基底层、6a…第二角部、7…焊料层、8…加强部、8a…内缘、9…引导部、10…光检测元件、33…测辐射热计层、s1…容纳空间。

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