(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路を含む第１基板と、
第１面および前記第１面の裏側の第２面を有し、前記第２面で前記第１基板に接合され、前記第２面に配置される導電端子で前記集積回路に電気的に接続される第２基板と、
前記第２基板の前記第１面に位置する導電配線と、
少なくとも一部が前記第１面から前記第２面まで前記第２基板を貫通し、前記導電配線および前記導電端子を相互に電気的に接続する導電体と、
前記第２基板の前記第１面に位置して、前記導電配線に接続される熱型電磁波検出素子と、
を備え、
前記第２基板は、ベース基板と、前記ベース基板の表面に形成される絶縁層とを備え、前記導電体は、前記絶縁層内に形成されて、第１熱コンダクタンスを有して前記導電配線に接続される層間ビアと、前記ベース基板を貫通して前記第１熱コンダクタンスよりも大きい第２熱コンダクタンスを有して前記導電端子に接続される貫通電極とを備えることを特徴とする熱型電磁波検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱型電磁波検出器において、前記導電配線は導電材膜で形成されることを特徴とする熱型電磁波検出器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の熱型電磁波検出器において、前記絶縁層の内部で前記第１面に平行な面を有し、前記層間ビアに前記貫通電極を接続する平板形状の導電材製パッドを備えることを特徴とする熱型電磁波検出器。
【請求項４】
請求項３に記載の熱型電磁波検出器において、前記第１面に投影される前記導電材製パッドの輪郭は前記熱型電磁波検出素子の輪郭の外側に位置することを特徴とする熱型電磁波検出器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱型電磁波検出器において、前記貫通電極は前記熱型電磁波検出素子の投影像の輪郭の内側に位置することを特徴とする熱型電磁波検出器。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱型電磁波検出器において、前記第２基板に前記熱型光検出素子を連結する構造体を有し、前記貫通電極は前記構造体と前記第２基板の表面との境界面の投影像に重なる位置に配置されることを特徴とする熱型電磁波検出器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱型電磁波検出器と、前記熱型電磁波検出器の出力を処理する制御回路とを有することを特徴とする電子機器。
【請求項８】
集積回路を含む第１基板と、
第１面および前記第１面の裏側の第２面を有し、前記第２面で前記第１基板に接合され、前記第２面に配置される導電端子で前記集積回路に電気的に接続される第２基板と、
前記第２基板の前記第１面に位置する導電配線と、
少なくとも一部が前記第１面から前記第２面まで前記第２基板を貫通し、前記導電配線および前記導電端子を相互に電気的に接続する導電体と、
前記第２基板の前記第１面に位置して、前記導電配線に接続される熱型電磁波検出素子と、
前記集積回路に接続されて、前記集積回路の出力を処理する処理回路と、
を備え、
前記第２基板は、ベース基板と、前記ベース基板の表面に形成される絶縁層とを備え、前記導電体は、前記絶縁層内に形成されて、第１熱コンダクタンスを有して前記導電配線に接続される層間ビアと、前記ベース基板を貫通して前記第１熱コンダクタンスよりも大きい第２熱コンダクタンスを有して前記導電端子に接続される貫通電極とを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
テラヘルツ帯の電磁波を放射する電磁波源と、
集積回路を含む第１基板と、
第１面および前記第１面の裏側の第２面を有し、前記第２面で前記第１基板に接合され、前記第２面に配置される導電端子で前記集積回路に電気的に接続される第２基板と、
前記第２基板の前記第１面に位置する導電配線と、
少なくとも一部が前記第１面から前記第２面まで前記第２基板を貫通し、前記導電配線および前記導電端子を相互に電気的に接続する導電体と、
前記第２基板の前記第１面に位置して、前記導電配線に接続され、テラヘルツ帯の電磁波を電気に変換する熱型電磁波検出素子と、
前記集積回路に接続されて、前記集積回路の出力を処理する処理回路と、
を備え、
前記第２基板は、ベース基板と、前記ベース基板の表面に形成される絶縁層とを備え、前記導電体は、前記絶縁層内に形成されて、第１熱コンダクタンスを有して前記導電配線に接続される層間ビアと、前記ベース基板を貫通して前記第１熱コンダクタンスよりも大きい第２熱コンダクタンスを有して前記導電端子に接続される貫通電極とを備えることを特徴とするテラヘルツカメラ。
【請求項１０】
集積回路を含む第１基板に、第１面に形成されて電流経路を形成する導電配線と、前記第１面に形成されて前記電流経路に挿入される熱型電磁波検出素子とを有する第２基板を前記第１面の裏側の第２面で接合し、前記第２面に配置される導電端子で前記集積回路に電気的に前記第２基板を接続する工程を含み、
ベース基板と、前記ベース基板の表面に形成される絶縁層とを備える前記第２基板の内部には、少なくとも前記第１面から前記第２面まで延び、前記導電配線および前記導電端子を相互に接続する導電体が形成され、
前記導電体は、前記絶縁層内に形成されて、第１熱コンダクタンスを有して前記導電配線に接続される層間ビアと、前記ベース基板を貫通して前記第１熱コンダクタンスよりも大きい第２熱コンダクタンスを有して前記導電端子に接続される貫通電極と、により形成されることを特徴とする熱型電磁波検出器の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の熱型電磁波検出器の製造方法において、前記導電体の形成にあたって、
前記ベース基板の表面に前記絶縁層を積層しつつ、前記層間ビアを形成する工程と、
前記絶縁層の表面に、前記層間ビアに接続される前記導電配線を形成する工程と、
前記ベース基板の裏面から、前記層間ビアに接続される前記貫通電極を形成する工程と
を含むことを特徴とする熱型電磁波検出器の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の熱型電磁波検出器の製造方法において、前記導電体の形成にあたって、
前記ベース基板の表面から前記貫通電極を形成する工程と、
前記ベース基板の表面に絶縁層を積層しつつ、前記貫通電極に接続される前記層間ビアを形成する工程と、
前記絶縁層の表面に、前記層間ビアに接続される前記導電配線を形成する工程と
を含むことを特徴とする熱型電磁波検出器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱型電磁波検出器およびその製造方法、並びに、熱型電磁波検出器を利用した電子機器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されるように、熱型電磁波検出器を利用した光センサーは一般に知られる。この熱型電磁波検出器では導電体の電極板の表面に熱型電磁波検出素子のアレイが形成される。電極板は表面で集積回路基板の表面に向き合わせられる。集積回路基板の表面には個々の熱型電磁波検出素子に対応して配線が形成される。個々の熱型電磁波検出素子は対応の配線にバンプで接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５５６６０４６号明細書
【特許文献２】特開２００８−１０３７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では電極板およびバンプで電流経路が形成される。電極板およびバンプの間に熱型電磁波検出素子は挿入される。電極板の熱容量は大きい。バンプの熱容量は大きい。こうして電流経路の熱容量が大きいと、熱型電磁波検出素子の温度変化は緩慢になる。その結果、熱型電磁波検出器の感度は低下してしまう。
【０００５】
本発明の少なくとも１つの態様によれば、高められた感度を有する熱型電磁波検出器は提供されることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の一態様は、集積回路を含む第１基板と、第１面および前記第１面の裏側の第２面を有し、前記第２面で前記第１基板に接合され、前記第２面に配置される導電端子で前記集積回路に電気的に接続される第２基板と、前記第２基板の前記第１面に位置する導電配線と、少なくとも一部が前記第１面から前記第２面まで前記第２基板を貫通し、前記導電配線および前記導電端子を相互に電気的に接続する導電体と、前記第２基板の前記第１面に位置して、前記導電配線に接続される熱型電磁波検出素子とを備える熱型電磁波検出器に関する。
【０００７】
熱型電磁波検出素子は導電配線の電流経路に挿入される。導電配線の熱容量は導電板やバンプのそれに比べて小さい。電流経路の熱容量は縮小される。その結果、熱型電磁波検出素子の温度変化は早まる。熱型電磁波検出素子は対象物の温度変化に素早く追随する。こうして熱型電磁波検出器の感度は高められることができる。
【０００８】
加えて、熱型電磁波検出器では第２基板は第１面の裏側の第２面で第１基板に受け止められる。熱型電磁波検出素子は第１面に形成されることから、熱型電磁波検出素子と第１基板との間で直接接触は回避されることができる。熱型電磁波検出素子は剛性上の制約を受けずに構成されることができる。熱型電磁波検出素子には様々な構造が提案されることができる。
【０００９】
（２）前記導電配線は導電材膜で形成されることができる。導電材膜には厚膜および薄膜が含まれる。導電材膜の体積は最大限に縮小されることができる。こうして電流経路の熱容量は最大限に縮小される。その結果、熱型電磁波検出素子は熱に対して高い反応性を実現することができる。
【００１０】
（３）前記第２基板は、前記第２基板は、ベース基板と、前記ベース基板の表面に形成される絶縁層とを備え、前記導電体は、前記絶縁層内に形成されて、第１熱コンダクタンスを有して前記導電配線に接続される層間ビアと、前記ベース基板を貫通して前記第１熱コンダクタンスよりも大きい第２熱コンダクタンスを有して前記導電端子に接続される貫通電極とを備えることができる。
【００１１】
層間ビアや貫通電極には周囲から熱が伝達する。貫通電極の第２熱コンダクタンスは層間ビアの第１熱コンダクタンスよりも大きいことから、貫通電極により多くの熱が吸収される。貫通電極から導電端子に向かって熱は効率的に放出される。こうして貫通電極は絶縁層の冷却に貢献する。
【００１２】
（４）熱型電磁波検出器は、前記絶縁層の内部で前記第１面に平行な面を有し、前記層間ビアに前記貫通電極を接続する平板形状の導電材製パッドを備えることができる。導電材製パッドには周囲から多くの熱が吸収される。導電材製パッドの熱は効率的に貫通電極に移動する。効率的に貫通電極から熱は放出される。こうして絶縁層の冷却は一層促進される。
【００１３】
（５）前記第１面に投影される前記導電材製パッドの輪郭は前記熱型電磁波検出素子の輪郭の外側に位置することができる。熱型電磁波検出素子の輪郭の外側では電磁波は絶縁層を温める。導電材製パッドが熱型電磁波検出素子の投影像の外側に広がれば、そうした絶縁層の熱は導電材製パッドに吸収されることができる。導電材製パッドの熱コンダクタンスは絶縁層の熱コンダクタンスよりも大きいことから、導電材製パッドは絶縁層の放熱を促進することができる。こうして絶縁層の冷却はさらに一層促進される。
【００１４】
（６）前記貫通電極は前記熱型電磁波検出素子の投影像の輪郭の内側に位置することができる。貫通電極にはベース基板から熱が伝達される。貫通電極の熱コンダクタンスはベース基板の熱コンダクタンスよりも大きいことから、貫通電極はベース基板の放熱を促進することができる。こうした放熱に応じて、熱型電磁波検出素子の陰に位置する絶縁層の温度上昇は抑制されることができる。その結果、熱型電磁波検出素子は周囲の熱的影響から切り離されることができる。熱型電磁波検出素子の温度変化は確実に対象物の温度変化を反映することができる。
【００１５】
（７）上記配置に代えて、前記貫通電極は前記構造体と前記第２基板の表面との境界面の投影像に重なる位置に配置されることができる。構造体および第２基板の結合に応じて第２基板の剛性は高められることができる。したがって、こうした部位に貫通電極が形成されれば、たとえ貫通電極の影響で第２基板の剛性が低下しても、第２基板では十分な剛性が確保されることができる。
【００１６】
（８）熱型電磁波検出器は電子機器に組み込まれて使用されることができる。電子機器は、熱型電磁波検出器と、前記熱型電磁波検出器の出力を処理する制御回路とを有することができる。熱型電磁波検出器では第２基板の電流経路は第２面の導電端子で引き出される。第２基板の第１面に導電端子の配置スペースは要求されないことから、熱型電磁波検出素子は高い密度で第２基板の第１面にアレイに配置されることができる。こうした熱型電磁波検出素子の高密度化は画像の高精細化に貢献することができる。
【００１７】
（９）本発明の他の態様は、集積回路を含む第１基板と、第１面および前記第１面の裏側の第２面を有し、前記第２面で前記第１基板に接合され、前記第２面に配置される導電端子で前記集積回路に電気的に接続される第２基板と、前記第２基板の前記第１面に位置する導電配線と、少なくとも一部が前記第１面から前記第２面まで前記第２基板を貫通し、前記導電配線および前記導電端子を相互に電気的に接続する導電体と、前記第２基板の前記第１面に位置して、前記導電配線に接続される熱型電磁波検出素子と、前記集積回路に接続されて、前記集積回路の出力を処理する処理回路とを備える電子機器に関する。
【００１８】
（１０）さらに本発明の他の態様は、テラヘルツ帯の電磁波を放射する電磁波源と、集積回路を含む第１基板と、第１面および前記第１面の裏側の第２面を有し、前記第２面で前記第１基板に接合され、前記第２面に配置される導電端子で前記集積回路に電気的に接続される第２基板と、前記第２基板の前記第１面に位置する導電配線と、少なくとも一部が前記第１面から前記第２面まで前記第２基板の内部を延び、前記導電配線および前記導電端子を相互に電気的に接続する導電体と、前記第２基板の前記第１面に位置して、前記導電配線に接続され、テラヘルツ帯の電磁波を電気に変換する熱型電磁波検出素子と、前記集積回路に接続されて、前記集積回路の出力を処理する処理回路とを備えるテラヘルツカメラに関する。こうしたテラヘルツカメラでは、熱型電磁波検出素子の高密度化に応じて画像の高精細化は実現されることができる。
【００１９】
（１１）さらに本発明の他の態様は、集積回路を含む第１基板に、第１面に形成されて電流経路を形成する導電配線と、前記第１面に形成されて前記電流経路に挿入される熱型電磁波検出素子とを有する第２基板を前記第１面の裏側の第２面で接合し、前記第２面に配置される導電端子で前記集積回路に電気的に前記第２基板を接続する工程を含み、前記第２基板の内部には、少なくとも前記第１面から前記第２面まで延び、前記導電配線および前記導電端子を相互に接続する導電体が形成される熱型電磁波検出器の製造方法に関する。
【００２０】
第２基板は第１面の裏側の第２面で第１基板に受け止められる。熱型電磁波検出素子は第１面に形成されることから、熱型電磁波検出素子と第１基板との間で直接接触は回避されることができる。熱型電磁波検出素子は剛性上の制約を受けずに構成されることができる。熱型電磁波検出素子には様々な構造が提案されることができる。
【００２１】
（１２）前記導電体の形成にあたって、熱型電磁波検出器の製造方法は、素材基板の表面に絶縁層を積層しつつ、層間ビアを形成する工程と、前記絶縁層の表面に、前記層間ビアに接続される前記導電配線を形成する工程と、前記素材基板の裏面から、前記層間ビアに接続される貫通電極を形成する工程とを含むことができる。
【００２２】
こうした製造工程によれば、貫通電極は熱型電磁波検出素子の形成後に形成されることができる。熱型電磁波検出素子は素材基板の表面に形成される一方で、貫通電極は素材基板の裏面で形成されることから、貫通電極の形成にあたって熱型電磁波検出素子に対する影響は回避されることができる。
【００２３】
（１３）上記に代えて、熱型電磁波検出器の製造方法は、前記導電体の形成にあたって、素材基板の表面から貫通電極を形成する工程と、前記素材基板の表面に絶縁層を積層しつつ、前記貫通電極に接続される層間ビアを形成する工程と、前記絶縁層の表面に、前記層間ビアに接続される前記導電配線を形成する工程とを含むことができる。
【００２４】
こうした製造工程によれば、貫通電極は熱型電磁波検出素子の形成に先立って形成されることができる。貫通電極の形成後に熱型電磁波検出素子は形成されることができる。貫通電極の形成にあたって熱型電磁波検出素子に対する影響は回避されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱型電磁波検出器の一具体例すなわち光検出器パッケージを概略的に示す断面図である。
【図２】センサー基板の拡大部分平面図である。
【図３】図２の３−３線に沿った垂直断面および３′−３′線に沿った垂直断面を示す複合的な垂直断面図である。
【図４】図２の４−４線に沿った垂直断面図である。
【図５】センサー基板の部分透視平面図である。
【図６】光検出器パッケージの製造方法を示し、第１ウエハー基板を概念的に示す断面図である。
【図７】図６に対応し、導電材製パッドおよび絶縁層を概念的に示す断面図である。
【図８】図６に対応し、層間ビアを概念的に示す断面図である。
【図９】図６に対応し、層間ビアに積み上げられる層間ビアを概念的に示す断面図である。
【図１０】図６に対応し、層間ビアに接続される熱型光検出素子を概念的に示す断面図である。
【図１１】光検出器パッケージの製造方法を示し、第１ウエハー基板の裏面から形成される深穴を概念的に示す断面図である。
【図１２】図１１に対応し、導電材製パッドに接続される貫通電極を概念的に示す断面図である。
【図１３】図１１に対応し、貫通電極に接続される接続端子を概念的に示す断面図である。
【図１４】図６に対応し、第２ウエハー基板に接合されるセンサー基板を概念的に示す断面図である。
【図１５】図６に対応し、熱型光検出素子と第１ウエハー基板との間に形成される空隙を概念的に示す断面図である。
【図１６】他の実施形態に係る製造方法を示し、第１ウエハー基板の表面から形成される深穴を概念的に示す断面図である。
【図１７】図１６に対応し、導電材製パッドを概念的に示す断面図である。
【図１８】図１６に対応し、層間ビアを概念的に示す断面図である。
【図１９】図１６に対応し、層間ビアに積み上げられる層間ビアを概念的に示す断面図である。
【図２０】図１６に対応し、層間ビアに接続される熱型光検出素子を概念的に示す断面図である。
【図２１】図１６に対応し、研磨処理に応じて第１ウエハーの裏面から露出する貫通電極を概念的に示す断面図である。
【図２２】図３に対応し、他の実施形態に従って貫通電極の配置を示す垂直断面図である。
【図２３】他の実施形態に係る導電端子を概略的に示す光検出器パッケージの拡大部分断面図である。
【図２４】第１ウエハー基板で深穴の形成後に基体の表面に形成される絶縁膜を概略的に示す第１ウエハー基板の拡大部分断面図である。
【図２５】図２４に対応し、深穴に連続する開口を概略的に示す第１ウエハー基板の拡大部分断面図である。
【図２６】図２４に対応し、突出する貫通電極を概略的に示す第１ウエハー基板の拡大部分断面図である。
【図２７】さらに他の実施形態に係る導電端子を概略的に示す光検出器パッケージの拡大部分断面図である。
【図２８】光検出器パッケージを利用した電子機器の一具体例に係るテラヘルツカメラの外観を概略的に示す斜視図である。
【図２９】テラヘルツカメラの構成を概略的に示すブロック図である。
【図３０】光検出器パッケージを利用した電子機器の一具体例に係る赤外線カメラの構成を概略的に示すブロック図である。
【図３１】光検出器パッケージを利用した電子機器の一具体例に係るＦＡ（ファクトリーオートメーション）機器の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３２】光検出器パッケージを利用した電子機器の一具体例に係る人感センサーが組み込まれた電気機器（家電機器）の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３３】光検出器パッケージを利用した電子機器の一具体例に係る運転支援装置が組み込まれた車両の構成を概略的に示す車両の外観図である。
【図３４】運転支援装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３５】光検出器パッケージを利用した電子機器の一具体例に係るゲーム機の外観を概略的に示す斜視図である。
【図３６】光検出器パッケージを利用した電子機器の一具体例に係るゲーム機コントローラーの構成を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２７】
（１）光検出器パッケージの全体構成
図１は本発明の一実施形態に係る熱型電磁波検出器の一具体例すなわち光検出器パッケージ１１を概略的に示す。光検出器パッケージ１１は箱形の筐体１２を備える。筐体１２は、筐体本体１３と、筐体本体１３の開口１３ａを閉鎖するカバー１４とを有する。筐体本体１３およびカバー１４は密閉された内部空間を区画する。筐体本体１３は例えば絶縁性のセラミックから形成されることができる。カバー１４は特定の波長の電磁波に対して透過性を有する材料から形成されることができる。ここでは、カバー１４は例えばシリコンから形成される。カバー１４は例えば赤外線に対して透過性を有することができる。カバー１４は例えばテラヘルツ帯の電磁波に対して透過性を有してもよい。内部空間では真空状態が確立されることができる。
【００２８】
筐体１２には集積回路（ＩＣ）基板（第１基板）１５およびセンサー基板（第２基板）１６が収容される。ＩＣ基板１５は集積回路を含む。集積回路は読み出し回路を構成する。ＩＣ基板１５の裏面は筐体１２の内部空間で筐体本体１３の底板に固定される。ＩＣ基板１５は例えば接着剤で底板に接着されればよい。ＩＣ基板１５はＩＣチップを構成する。センサー基板１６はセンサーチップを構成する。
【００２９】
センサー基板１６はＩＣ基板１５の表面に受け止められる。センサー基板１６は裏面（第２面）でＩＣ基板１５の表面に接合される。接合にあたってセンサー基板１６とＩＣ基板１５との間には導電端子１７が挟まれる。導電端子１７はＩＣ基板１５内の読み出し回路に電気的にセンサー基板１６を接続する。ここでは、導電端子１７はバンプで構成される。バンプには例えば金バンプが用いられることができる。金バンプは金属接合やはんだ材でＩＣ基板１５に接合されることができる。その他、センサー基板１６およびＩＣ基板１５の接合には樹脂材が用いられてもよい。この場合には、金バンプとＩＣ基板１５との間で接触が維持されればよい。金バンプに代えてはんだバンプが用いられてもよい。センサー基板１６の表面（第１面）には１以上の熱型電磁波検出素子すなわち熱型光検出素子１８が形成される。
【００３０】
筐体１２の外面には外部端子２１が設置される。外部端子２１は筐体本体１３の底板の外面に配置される。外部端子２１は導電材から形成される。その一方で、筐体１２の内面には中継パッド２２が設置される。中継パッド２２は筐体１２の内部空間で筐体本体１３の底板上に配置される。中継パッド２２は導電材から形成される。中継パッド２２および外部端子２１は中継導体２３で相互に接続される。中継導体２３は筐体本体１３の底板を貫通する。中継導体２３は導電材から形成される。
【００３１】
中継パッド２２は例えばワイヤ配線２４でＩＣ基板１５に電気的に接続される。ワイヤ配線２４は中継パッド２２に読み出し回路を接続する。こうして読み出し回路および外部端子２１の間で信号経路が形成される。こうした光検出器パッケージ１１はソケット（図示されず）にはめ込まれて使用されることができる。外部端子２１はソケットの接続端子に接続される。ソケットは必要に応じて大型のプリント配線基板に実装されることができる。
【００３２】
図２はセンサー基板１６の拡大部分平面図を示す。センサー基板１６の表面には複数行複数列の熱型光検出素子１８が配置される。すなわち、熱型光検出素子１８のマトリクスが形成される。個々の熱型光検出素子１８は焦電型光検出素子で例えられる。熱型光検出素子１８は電磁波吸収膜２５を備える。電磁波吸収膜２５は、所望の電磁波を吸収する材料から形成される。電磁波の吸収に応じて電磁波のエネルギーは蓄積される。ここでは、電磁波吸収膜２５の材料には二酸化珪素（ＳｉＯ２）が用いられることができる。二酸化珪素は赤外線の熱エネルギーを蓄積することができる。電磁波吸収膜２５は焦電キャパシター２６を覆う。焦電キャパシター２６は温度変化に応じて電気信号を出力する。
【００３３】
個々の熱型光検出素子１８は個別にメンブレン２７上に設置される。メンブレン２７は二酸化珪素（ＳｉＯ２）膜、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜および二酸化珪素（ＳｉＯ２）膜の三層構造を有する。メンブレン２７は平板形状の支持板片２８、１対の腕片２９および１対の固定片３１を備える。支持板片２８は例えば四辺形の輪郭に形成されることができる。ここでは、支持板片２８は例えば正方形の輪郭を有する。腕片２９の一端は支持板片２８に１対角線上の角で連結される。腕片２９は１対角線上の角から相互に向き合う辺に沿って延びる。腕片２９の他端にはそれぞれ固定片３１が連結される。固定片３１は他方の対角線上の角に隣り合う。支持板片２８の表面に電磁波吸収膜２５は配置される。
【００３４】
センサー基板１６の表面には導電配線３２ａ、３２ｂが形成される。導電配線３２ａ、３２ｂはメンブレン２７の表面に電流経路を形成する。導電配線３２ａ、３２ｂは固定片３１から対応の腕片２９を経て支持板片２８上で電磁波吸収膜２５下に進入する。後述されるように、電磁波吸収膜２５下では電流経路に焦電キャパシター２６が挿入される。こうして導電配線３２ａ、３２ｂは焦電キャパシター２６から引き出される。
【００３５】
図３に示されるように、焦電キャパシター２６は焦電体３３を備える。焦電体３３は焦電効果を発揮する誘電体から形成される。誘電体には例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）が用いられることができる。焦電体３３は温度変化に応じて電気分極量の変化を生み出す。ここでは、焦電体３３は薄膜に形成される。
【００３６】
焦電キャパシター２６は下部電極３４および上部電極３５を備える。焦電体３３は下部電極３４および上部電極３５に挟まれる。下部電極３４はメンブレン２７の表面に形成される。下部電極３４は例えばメンブレン２７の表面から順番にイリジウム（Ｉｒ）、イリジウム酸化物（ＩｒＯｘ）および白金（Ｐｔ）の三層構造を有することができる。上部電極３５は焦電体３３の表面に形成される。上部電極３５は焦電体３３から順番に白金（Ｐｔ）、イリジウム酸化物（ＩｒＯｘ）およびイリジウム（Ｉｒ）の三層構造を有することができる。焦電体３３の焦電効果に応じて上部電極３５および下部電極３４の間で焦電流が生起される。こうして熱は電気信号に変換される。
【００３７】
焦電キャパシター２６には絶縁層３６が覆い被さる。絶縁層３６には第１コンタクトホール３７および第２コンタクトホール３８が形成される。第１コンタクトホール３７は絶縁層３６を貫通して下部電極３４に接する空間を区画する。第１コンタクトホール３７に導電配線３２ａが進入する。導電配線３２ａは下部電極３４に接続される。第２コンタクトホール３８は絶縁層３６を貫通して上部電極３５に接する空間を区画する。第２コンタクトホール３８には導電配線３２ｂが進入する。導電配線３２ｂは上部電極３５に接続される。こうして焦電キャパシター２６は電流経路に挿入される。
【００３８】
導電配線３２ａ、３２ｂは導電材膜で形成されることができる。導電材膜には厚膜および薄膜が含まれる。導電材膜の体積は最大限に縮小されることができる。こうして熱型光検出素子１８から引き出される電流経路の熱容量は最大限に縮小される。
【００３９】
上部電極３５には熱伝達層３９が接続される。熱伝達層３９は電磁波吸収膜２５内で広がる。熱伝達層３９は、例えば電磁波吸収膜２５に比べて高い熱伝導率を有する材料から形成される。こうした材料には例えばアルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）といった金属や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や窒化チタン（ＴｉＮ）といった金属化合物が用いられることができる。熱伝達層３９は、電磁波吸収膜２５で発生する熱を効率的に焦電キャパシター２６に伝達することができる。
【００４０】
センサー基板１６の表面には全てのメンブレン２７の固定片３１ごとに柱４１が形成される。柱４１はセンサー基板１６の表面から垂直方向に十分な高さで立ち上がる。柱４１の上端にメンブレン２７の固定片３１が連結される。ここで、柱４１およびメンブレン２７は、センサー基板１６に熱型光検出素子１８を連結する構造体を構成する。このとき、メンブレン２７は固定片３１だけで支持されることから、メンブレン２７の支持板片２８および腕片２９とセンサー基板１６の表面との間には十分な厚みの空隙が形成される。この空隙の働きで熱型光検出素子１８はセンサー基板１６の表面から熱的に分離される。
【００４１】
センサー基板１６はベース基板４２および絶縁層４３を備える。ベース基板４２は基体４４と絶縁層４５とで形成される。基体４４は例えば所定の剛性を有する。基体４４には例えばシリコン基板が用いられることができる。絶縁層４５は基体４４の表面に積層される。絶縁層４５は絶縁性材料の薄膜で構成されることができる。絶縁性材料には例えば二酸化珪素が用いられることができる。
【００４２】
ベース基板４２には貫通電極４６、４６ａが形成される。貫通電極４６、４６ａはベース基板４２の表面からベース基板４２の裏面（表面の裏側）まで貫通する。貫通電極４６、４６ａは導電材料から形成される。ここでは、導電材料には例えば銅が用いられることができる。導電材料には銅以外の金属材料が用いられてもよい。ベース基板４２の裏面には一面に絶縁層４７が形成されることができる。絶縁層４７は例えば二酸化珪素から形成されることができる。絶縁層４７には貫通電極４６、４６ａごとに開口が形成される。貫通電極４６、４６ａの下端は開口で露出する。貫通電極４６、４６ａの下端には対応の導電端子１７が個別に接続される。
【００４３】
ベース基板４２の表面には熱型光検出素子１８ごとに導電材製パッド４８が配置される。導電材製パッド４８は平板形状に形成される。導電材製パッド４８はセンサー基板１６の表面に平行に広がる。導電材製パッド４８は例えば金属材料から形成される。ここでは、金属材料に例えば銅が用いられることができる。金属材料には銅以外の材料が用いられてもよい。導電材製パッド４８は対応の貫通電極４６の上端に個別に連結される。
【００４４】
ベース基板４２の表面に１層または複数層の絶縁層４３が積層される。絶縁層４３は例えば二酸化珪素から形成されることができる。絶縁層４３はベース基板４２の表面を覆う。構造体の柱４１は絶縁層４３に一体化されることができる。下部電極３４に対応して絶縁層４３および柱４１の内部には１段または複数段の層間ビア４９が形成される。層間ビア４９の下端は導電材製パッド４８に連結される。層間ビア４９（複数段の場合には最上段の層間ビア４９）の上端は導電配線３２ａに接続される。接続にあたって層間ビア４９はメンブレン２７の固定片３１を貫通することができる。層間ビア４９は例えば導電材料から形成される。ここでは、導電材料に例えば銅が用いられることができる。導電材料には銅以外の金属材料が用いられてもよい。導電配線３２ａ、層間ビア４９、導電材製パッド４８および貫通電極４６は下部電極３４および導電端子１７の間で連続する導電体を形成する。この導電体は熱型光検出素子１８および対応の導電端子１７を相互に接続する。
【００４５】
このとき、層間ビア４９は比較的に薄い絶縁層４３ごとに形成され、その結果、層間ビア４９の断面直径は比較的に小さく設定されることができる。したがって、層間ビア４９は比較的に小さい熱コンダクタンス（第１熱コンダクタンス）を有することができる。その一方で、貫通電極４６、４６ａはベース基板４２を貫通する。ベース基板４２には所定の剛性が付与される。したがって、ベース基板４２の厚みは絶縁層４３に比べて相当程度大きく設定される。その結果、貫通電極４６、４６ａの断面直径は層間ビア４９のそれに比べて十分に大きく設定されることができる。貫通電極４６、４６ａは層間ビア４９の熱コンダクタンスに比べて十分に大きい熱コンダクタンス（第２熱コンダクタンス）を有することができる。
【００４６】
ＩＣ基板１５は基体５１と絶縁層の積層体５２とで形成される。基体５１は例えば所定の剛性を有する。基体５１には例えばシリコン基板が用いられることができる。絶縁層の積層体５２は基体５１の表面に積層される。絶縁層は絶縁性材料の薄膜で構成されることができる。絶縁性材料には例えば二酸化珪素が用いられることができる。
【００４７】
基体５１上には読み出し回路が構築される。読み出し回路の構築にあたって基体５１の表面から基体５１の内部に例えば不純物質が拡散する。こうした不純物質の拡散や酸化膜、電極、その他の形成に応じて基体５１の表面には回路構成要素５３が確立されることができる。こうした回路構成要素５３には例えばＭＯＳＦＥＴ（酸化金属半導体電界効果トランジスター）が例示されることができる。
【００４８】
積層体５２の表面には導電端子１７ごとに端子パッド５４が形成される。端子パッド５４は導電材料から形成される。ここでは、導電材料には例えば銅といった金属材料が用いられることができる。個々の導電端子１７は個別に対応の端子パッド５４に接続される。積層体５２の内部にはパターン配線５５およびビア５６が形成される。パターン配線５５およびビア５６は導電材料から形成される。パターン配線５５およびビア５６は回路構成要素５３に端子パッド５４を連結する。こうして回路構成要素５３と端子パッド５４との間に信号経路が確立される。
【００４９】
積層体５２の表面にはさらに中継パッド５７が形成される。中継パッド５７は導電材料から形成される。ここでは、導電材料には例えば銅といった金属材料が用いられることができる。中継パッド５７はパターン配線５５やビア５６を通じて読み出し回路に接続される。中継パッド５７にはワイヤ配線２４が結合される。
【００５０】
図４に示されるように、上部電極３５に対応して絶縁層４３および柱４１の内部には１段または複数段の層間ビア５８が形成される。層間ビア５８の下端はパターン配線５９に連結される。ここでは、マトリクスで１行の熱型光検出素子１８に共通に１本のパターン配線５９が割り当てられることができる。層間ビア５８の上端は導電配線３２ｂに接続される。接続にあたって層間ビア５８はメンブレン２７の固定片３１を貫通することができる。層間ビア５８は例えば導電材料から形成される。ここでは、導電材料に例えば銅が用いられることができる。導電材料には銅以外の金属材料が用いられてもよい。パターン配線５９は１本の貫通電極４６ａに連結される。導電配線３２ｂ、層間ビア５８、パターン配線５９および貫通電極４６ａは上部電極３５および導電端子１７の間で連続する導電体を形成する。この導電体は熱型光検出素子１８および対応の導電端子１７を相互に接続する。
【００５１】
図５に示されるように、導電材製パッド４８は所定の広がりを有する。例えばメンブレン２７の表面を含む仮想平面に導電材製パッド４８の輪郭が投影されると、投影像６１の輪郭は熱型光検出素子１８すなわち電磁波吸収膜２５の輪郭の外側に位置する。このとき、導電材製パッド４８の垂直方向移動で導電材製パッド４８が仮想平面に重ね合わせられることで投影像６１は形成されることができる。ここでは、電磁波吸収膜２５の輪郭（四辺形）の３辺で投影像６１の輪郭は電磁波吸収膜２５の輪郭の外側に位置する。導電材製パッド４８は、隣接する導電材製パッド４８との間で電気的に絶縁が確保される範囲で最大限に広がることができる。図５に示されるように、導電材製パッド４８と上部電極３５用のパターン配線５９とが同一平面内で形成される場合には、パターン配線５９が１直線上を延びて１行の熱型光検出素子１８の層間ビア５８が次々に接続されることから、１行の導電材製パッド４８と１行の導電材製パッド４８との間で１直線に延びるパターン配線５９の配置スペースは確保される。したがって、投影像６１の輪郭は電磁波吸収膜２５の輪郭の１辺で電磁波吸収膜２５の輪郭よりも内側に留まる。その他、仮に導電材製パッド４８と上部電極３５用のパターン配線５９とが異なる平面内で形成される場合には、導電材製パッド４８は熱型光検出素子１８ごとにセンサー基板１６の表面に平行な平面内で最大限に広がることができる。
【００５２】
図５に示されるように、貫通電極４６、４６ａは所定の位置に配置される。例えば貫通電極４６、４６ａの上端を含む仮想平面に熱型光検出素子１８の輪郭が同様な手法で投影されると、貫通電極４６の上端は対応する熱型光検出素子１８の投影像の輪郭の内側に配置される。例えば貫通電極４６の上端は電磁波吸収膜２５の輪郭の中心に同心に配置されることができる。このとき、上部電極３５に通じる貫通電極４６ａと熱型光検出素子１８の貫通電極４６との間隔は熱型光検出素子１８の貫通電極４６同士の間隔に等しく設定されることができる。こうして全ての貫通電極４６、４６ａは等間隔で配列されることができる。
【００５３】
（２）光検出器パッケージの動作
次に光検出器パッケージ１１の動作を簡単に説明する。光検出器パッケージ１１に電磁波が届くと、特定の波長の電磁波（例えば赤外線やテラヘルツ帯の電磁波）はカバー１４を通過して個々の熱型光検出素子１８に行き着く。熱型光検出素子１８では電磁波が電磁波吸収膜２５に吸収され電磁波吸収膜２５で熱が発生する。熱は熱伝達層３９の働きで効率的に焦電体３３に伝達される。こうした熱や直接に照射される電磁波に応じて焦電体３３の温度は変化する。温度の変化に応じて電気分極量の変化が生み出され、焦電流が生じる。この焦電流の電圧は例えばＦＥＴのゲートに伝達される。電気分極量の変化に応じて電圧は変化する。こうして例えばソースフォロワー回路による検出は実施される。個々の熱型光検出素子１８ごとに温度情報が得られることができる。
【００５４】
熱型光検出素子１８は導電配線３２ａ、３２ｂの電流経路に挿入される。導電配線３２ａ、３２ｂの熱容量は導電板やバンプのそれに比べて小さい。電流経路の熱容量は縮小される。その結果、熱型光検出素子１８の温度変化は早まる。熱型光検出素子は対象物の温度変化に素早く追随する。こうして光検出器パッケージ１１の感度は高められることができる。特に、導電配線３２ａ、３２ｂは第１および第２コンタクトホール３７、３８で下部電極３４および上部電極３５にそれぞれ接続される。コンタクトホールは例えばバンプに比べて高い形状精度で形成されることができる。したがって、第１および第２コンタクトホール３７、３８で確実に熱容量の縮小は確保されることができる。しかも、導電配線３２ａ、３２ｂは導電材膜で形成されることができる。導電材膜の体積は最大限に縮小されることができる。こうして電流経路の熱容量は最大限に縮小される。その結果、熱型光検出素子１８は熱に対して高い反応性を実現することができる。
【００５５】
光検出器パッケージ１１ではセンサー基板１６は裏面でＩＣ基板１５に受け止められる。熱型光検出素子１８はセンサー基板１６の表面に形成されることから、熱型光検出素子１８とＩＣ基板１６との間で直接接触は回避されることができる。その結果、熱型光検出素子１８は剛性上の制約を受けずに構成されることができる。熱型光検出素子１８には様々な構造が提案されることができる。
【００５６】
また、光検出器パッケージ１１では、層間ビア４９、５８や貫通電極４６、４６ａには周囲から熱が伝達する。貫通電極４６、４６ａの熱コンダクタンスは層間ビア４９、５８の熱コンダクタンスよりも大きいことから、貫通電極４６、４６ａにより多くの熱が吸収される。貫通電極４６、４６ａから導電端子１７に向かって熱は効率的に放出される。こうして貫通電極４６、４６ａは絶縁層４３の冷却に貢献する。
【００５７】
しかも、貫通電極４６には導電材製パッド４８が接続される。導電材製パッド４８には周囲から多くの熱が吸収される。導電材製パッド４８の熱は効率的に貫通電極４６に移動する。効率的に貫通電極４６から熱は放出される。こうして絶縁層４３の冷却は一層促進される。
【００５８】
例えばメンブレン２７の表面を含む仮想平面に導電材製パッド４８の輪郭が投影される際に、投影像６１の輪郭は熱型光検出素子１８すなわち電磁波吸収膜２５の輪郭の外側に位置する。熱型光検出素子１８の輪郭の外側では電磁波は絶縁層４３を温める。したがって、導電材製パッド４８が熱型光検出素子１８の投影像の外側に広がれば、そうした絶縁層４３の熱は導電材製パッド４８に吸収されることができる。導電材製パッド４８の熱コンダクタンスは絶縁層４３の熱コンダクタンスよりも大きいことから、導電材製パッド４８は絶縁層４３の放熱を促進することができる。こうして絶縁層４３の冷却はさらに一層促進される。
【００５９】
例えば貫通電極４６、４６ａの上端を含む仮想平面に熱型光検出素子１８の輪郭が投影される際に、貫通電極４６の上端は対応する熱型光検出素子１８の投影像の輪郭の内側に配置される。貫通電極４６、４６ａにはベース基板４２から熱が伝達される。貫通電極４６、４６ａの熱コンダクタンスはベース基板４２の熱コンダクタンスよりも大きいことから、貫通電極４６、４６ａはベース基板４２の放熱を促進することができる。こうした放熱に応じて、熱型光検出素子１８の陰に位置する絶縁層４３の温度上昇は抑制されることができる。絶縁層４３の輻射熱は抑制される。その結果、熱型光検出素子１８は周囲の熱的影響から切り離されることができる。熱型光検出素子１８の温度変化は確実に対象物の温度変化を反映することができる。
【００６０】
（３）光検出器パッケージの製造方法（１つ目の実施形態）
次に光検出器パッケージ１１の製造方法を詳述する。まず、図６に示されるように、第１ウエハー基板（第２基板）６２が用意される。第１ウエハー基板６２は円盤形の基体６３と絶縁層６４とで構成される。基体６３には例えばシリコンウエハーが用いられることができる。絶縁層６４は基体６３の表面に一面に積層される。絶縁層６４は絶縁性材料の薄膜で構成されることができる。絶縁性材料には例えば二酸化珪素が用いられることができる。
【００６１】
絶縁層６４の表面には導電材製パッド４８およびパターン配線５９が形成される。導電材製パッド４８およびパターン配線５９の形成にあたって例えばめっき法が用いられることができる。導電材製パッド４８およびパターン配線５９は所定の輪郭に象られる。
【００６２】
図７に示されるように、続いて絶縁層６４の表面には絶縁層６５が積層される。絶縁層６５は例えば二酸化珪素から形成されることができる。絶縁層６５の積層にあたって例えばスパッタリング法が用いられることができる。絶縁層６５は絶縁層６４の表面全体を覆う。その結果、導電材製パッド４８およびパターン配線５９は絶縁層６５で覆われる。図８に示されるように、絶縁層６５には層間ビア４９、５８が形成される。層間ビア４９、５８の形成にあたって例えばめっき法が用いられることができる。層間ビア４９、５８は対応の導電材製パッド４８およびパターン配線５５に個別に接続される。
【００６３】
図９に示されるように、絶縁層６５の表面にはさらに絶縁層６６が積層される。絶縁層６６は例えば二酸化珪素から形成されることができる。絶縁層６６の積層にあたって例えばスパッタリング法が用いられることができる。絶縁層６６は絶縁層６５の表面全体を覆う。層間ビア４９、５８は絶縁層６６で覆われる。続いて絶縁層６６の表面にはメンブレン２７の素材膜６７が形成される。この素材膜６７は二酸化珪素（ＳｉＯ２）膜、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜および二酸化珪素（ＳｉＯ２）膜の三層構造を有する。素材膜６７の形成にあたって例えばスパッタリング法が用いられることができる。素材膜６７は絶縁層６６の表面全体を覆う。絶縁層６６および素材膜６７にはさらに層間ビア４９、５８が形成される。層間ビア４９、５８の形成にあたって例えばめっき法が用いられることができる。層間ビア４９、５８は対応の層間ビア４９、５８に積み重ねられる。こうして第１ウエハー基板６２の表面に絶縁層６５、６６が積層されつつ層間ビア４９、５８は形成される。
【００６４】
その後、図１０に示されるように、熱型光検出素子１８が形成される。素材膜６７上で下部電極３４、焦電体３３および上部電極３５は積層形成される。素材膜６７上で導電配線３２ａ、３２ｂは形成される。形成にあたって例えばめっき法が用いられることができる。導電配線３２ａ、３２ｂは、下部電極３４および層間ビア４９を相互に接続し、上部電極３５および層間ビア５８を相互に接続する。こうして素材膜６７の表面には、熱型光検出素子１８から引き出されて層間ビア４９、５８に接続される導電配線３２ａ、３２ｂが形成される。
【００６５】
続いて素材膜６７上には電磁波吸収膜２５が形成される。電磁波吸収膜２５は下部電極３４、焦電体３３、上部電極３５および導電配線３２ａ、３２ｂの一部を覆う。電磁波吸収膜２５の形成にあたって電磁波吸収膜２５内には熱伝達層３９が積層形成される。その後、素材膜６７からメンブレン２７が削り出される。
【００６６】
こうして第１ウエハー基板６２上で熱型光検出素子１８が形成されると、図１１に示されるように、第１ウエハー基板６２の裏面から深穴６８が形成される。深穴６８の形成にあたってディープリアクティブイオンエッチング（ディープＲＩＥ）が利用されることができる。深穴６８は導電材製パッド４８およびパターン配線５９に到達する。深穴６８には導電材が充填される。充填にあたって例えばめっき法が用いられることができる。こうして、第１ウエハー基板６２の裏面から、層間ビア４９、５８に接続される貫通電極４６、４６ａが形成される。
【００６７】
図１２に示されるように、第１ウエハー基板６２の裏面には一面に絶縁層６９が形成される。絶縁層６９は例えば二酸化珪素から形成されることができる。絶縁層６９の形成にあたって例えばスパッタリング法が用いられることができる。絶縁層６９は第１ウエハー基板６２の裏面全体を覆う。絶縁層６９には貫通電極４６、４６ａごとに開口７１が形成される。貫通電極４６、４６ａは開口７１内で露出する。続いて、図１３に示されるように、絶縁層６９の表面で導電端子１７が形成される。個々の導電端子１７は開口７１内で対応の貫通電極４６、４６ａに接続される。こうして、第１ウエハー基板６２の内部には、少なくとも表面から裏面まで延び、熱型光検出素子１８および対応の導電端子１７を相互に接続する導電体が形成される。その後、第１ウエハー基板６２から個々のセンサー基板１６すなわちセンサーチップが切り出される。
【００６８】
図１４に示されるように、第２ウエハー基板（第１基板）７２が用意される。第２ウエハー基板７２は円盤形の基体７３と絶縁層の積層体７４とで構成される。基体７３には例えばシリコンウエハーが用いられることができる。基体７３の表面には回路構成要素５３が形成される。形成にあたってイオン注入や酸化膜の形成、電極の形成が実施される。積層体７４は基体７３の表面に一面に積層される。絶縁層は絶縁性材料の薄膜で構成されることができる。絶縁性材料には例えば二酸化珪素が用いられることができる。絶縁層の形成にあたってスパッタリング法が用いられることができる。個々の絶縁層の表面および内部にはパターン配線５５およびビア５６が形成される。積層体７４の表面には端子パッド５４および中継パッド５７が形成される。パターン配線５５、ビア５６、端子パッド５４および中継パッド５７の形成にあたって例えばめっき法が用いられることができる。こうして第２ウエハー基板７２には特定の領域ごとに読み出し回路（集積回路）が形成される。
【００６９】
第２ウエハー基板７２にセンサー基板１６は接合される。第２ウエハー基板７２は集積回路を含む。センサー基板１６の表面（第１面）には熱型光検出素子１８のマトリクスが形成される。センサー基板１６は裏面で第２ウエハー基板７２に受け止められる。センサー基板１６の裏面に配置される導電端子１７でセンサー基板１６は読み出し回路に電気的に接続される。ここでは、接合にあたってセンサー基板１６は第２ウエハー基板７２に押し付けられる。熱型光検出素子１８はセンサー基板１６の表面に形成されることから、熱型光検出素子１８と第２ウエハー基板７２との間で直接接触は回避されることができる。その結果、熱型光検出素子１８は剛性上の制約を受けずに構成されることができる。熱型光検出素子１８には様々な構造が提案されることができる。
【００７０】
その後、図１５に示されるように、センサー基板１６の絶縁層６６は除去される。絶縁層６６の除去にあたって柱４１は残される。こうした除去にあたってエッチング処理が施されることができる。その結果、メンブレン２７と絶縁層６５との間に空隙が形成される。熱型光検出素子１８は絶縁層６５から熱的に分離される。最終的に、第２ウエハー基板７２から個々のＩＣ基板１５が切り出される。ＩＣ基板１５は筐体１２に封じ込められる。こうして光検出器パッケージ１１は製造される。
【００７１】
（４）光検出器パッケージの製造方法（２つ目の実施形態）
続いて他の製造方法を簡単に説明する。図１６に示されるように、第１ウエハー基板（第２基板）７６が用意される。第１ウエハー基板７６は前述の第１ウエハー基板６２と同様に基体７７および絶縁層７８で構成される。第１ウエハー基板７６の表面から深穴７９が形成される。深穴７９の形成にあたってディープリアクティブイオンエッチング（ディープＲＩＥ）が利用されることができる。深穴７９の底は第１ウエハー基板７６の裏面から所定の距離の位置に配置される。その結果、深穴７９と第１ウエハー基板７６の裏面との間には所定の厚みの削り代８１が確保される。深穴７９には導電材が充填される。充填にあたって例えばめっき法が用いられることができる。こうして第１ウエハー基板７６の表面から貫通電極４６、４６ａは形成される。
【００７２】
図１７に示されるように、絶縁層７８の表面には導電材製パッド４８およびパターン配線５９が形成される。導電材製パッド４８およびパターン配線５９の形成にあたって例えばめっき法が用いられることができる。導電材製パッド４８およびパターン配線５９は所定の輪郭に象られる。
【００７３】
図１８に示されるように、続いて絶縁層７８の表面には絶縁層８２が積層される。絶縁層８２は例えば二酸化珪素から形成されることができる。絶縁層８２の積層にあたって例えばスパッタリング法が用いられることができる。絶縁層８２は絶縁層７８の表面全体を覆う。その結果、導電材製パッド４８およびパターン配線５９は絶縁層８２で覆われる。図１８に示されるように、絶縁層８２には層間ビア４９、５８が形成される。層間ビア４９、５８の形成にあたって例えばめっき法が用いられることができる。層間ビア４９、５８は対応の導電材製パッド４８およびパターン配線５９に個別に接続される。
【００７４】
図１９に示されるように、絶縁層８２の表面にはさらに絶縁層８３が積層される。絶縁層８３は例えば二酸化珪素から形成されることができる。絶縁層８３の積層にあたって例えばスパッタリング法が用いられることができる。絶縁層８３は絶縁層８２の表面全体を覆う。層間ビア４９、５８は絶縁層８３で覆われる。続いて絶縁層８３の表面にはメンブレン２７の素材膜８４が形成される。この素材膜８４は二酸化珪素（ＳｉＯ２）膜、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜および二酸化珪素（ＳｉＯ２）膜の三層構造を有する。素材膜８４の形成にあたって例えばスパッタリング法が用いられることができる。素材膜８４は絶縁層８３の表面全体を覆う。絶縁層８３および素材膜８４にはさらに層間ビア４９、５８が形成される。層間ビア４９、５８の形成にあたって例えばめっき法が用いられることができる。層間ビア４９、５８は対応の層間ビア４９、５８に重ねられる。こうして第１ウエハー基板７６の表面に絶縁層８２、８３が積層されつつ、貫通電極４６、４６ａに接続される層間ビア４９、５８は形成される。
【００７５】
その後、図２０に示されるように、前述と同様に、熱型光検出素子１８が形成される。素材膜８４上で導電配線３２ａ、３２ｂは形成される。形成にあたって例えばめっき法が用いられることができる。導電配線３２ａ、３２ｂは下部電極３４および層間ビア４９を相互に接続し、上部電極３５および層間ビア５８を相互に接続する。こうして素材膜８４の表面には、熱型光検出素子１８から引き出されて層間ビア４９、５８に接続される導電配線３２ａ、３２ｂが形成される。
【００７６】
図２１に示されるように、第１ウエハー基板７６の裏面には研磨処理が施される。研磨処理には例えば化学機械研磨（ＣＭＰ）が用いられることができる。この研磨処理で削り代８１が削り取られる。その結果、第１ウエハー基板７６の裏面で貫通電極４６、４６ａの下端が露出する。その後、図１２と同様に、第１ウエハー基板７６の裏面には一面に絶縁層６９が形成される。絶縁層６９には貫通電極４６、４６ａごとに開口７１が形成される。図１３に示されるように、絶縁層６９の表面で導電端子１７が形成される。こうして、第１ウエハー基板７６の内部には、少なくとも表面から裏面まで延び、熱型光検出素子１８および対応の導電端子１７を接続する導電体が形成される。第１ウエハー基板７６から個々のセンサー基板１６すなわちセンサーチップが切り出される。第２ウエハー基板７２にセンサー基板１６は接合される。
【００７７】
（５）貫通電極の位置に関する他の実施形態
図２２に示されるように、貫通電極４６は柱４１とセンサー基板１６の表面との境界面の投影像に重なる位置に配置されることができる。貫通電極４６は境界面の投影像に完全に収まることが望まれる。柱４１およびセンサー基板１６の結合に応じてセンサー基板１６の剛性は高められることができる。したがって、こうした部位に貫通電極４６が形成されれば、たとえ貫通電極４６の影響でセンサー基板１６の剛性が低下しても、センサー基板１６では十分な剛性が確保されることができる。
【００７８】
（６）他の実施形態に係る導電端子
図２３は他の実施形態に係る導電端子８５を概略的に示す。導電端子８５は導電端子１７に代わってセンサー基板１６およびＩＣ基板１５の接合に利用されることができる。導電端子８５はＩＣ基板１５の積層体５２の表面に支持される。例えば導電端子８５は端子パッド５４上に形成されることができる。導電端子８５は例えば金めっきで形成されることができる。導電端子８５は端子パッド５４から遠ざかるにつれて先細る円錐台形状に形成されることができる。導電端子８５の頂上面８５ａには貫通電極４６、４６ａの先端面８６が接合される。ここでは、貫通電極４６、４６ａはベース基板４２の裏面から突出する。貫通電極４６、４６ａの先端面８６にはスズ銀合金の表面層８７が形成される。表面層８７は導電端子８５の頂上面８５ａに接合される。貫通電極４６、４６ａの形成にあたってベース基板４２の基体４４および絶縁層４５の表面には絶縁膜８８が形成されることができる。絶縁膜８８には例えば二酸化珪素が用いられることができる。接合にあたって表面層８７および導電端子８５は所定の温度に加熱されながら所定の荷重で相互に押し付けられる。
【００７９】
ここで、貫通電極４６、４６ａの形成方法を簡単に説明する。前述のように第１ウエア−基板６２の裏面で深穴６８が形成されると、図２４に示されるように、基体６３および絶縁層６４の表面に絶縁膜８８が形成される。絶縁膜８８の形成にあたって例えば化学蒸着法が用いられることができる。深穴６８の底では絶縁膜８８がエッチングされ、導電材製パッド４８やパターン配線５９が露出する。
【００８０】
続いて深穴６８内で貫通電極４６、４６ａが形成される。形成にあたって電解めっきが用いられる。図２５に示されるように、絶縁膜８８の表面にめっき下地膜８９が形成される。めっき下地膜８９の形成にあたって例えばスパッタリングが実施されることができる。続いてめっき下地膜８９の表面にはレジスト膜９１が形成される。レジスト膜９１には深穴６８に連続する開口９２が形成される。レジスト膜９１の形成後に銅めっきが実施される。深穴６８および開口９２内の空間に銅が充填される。
【００８１】
こうして深穴６８および開口９２内に貫通電極４６、４６ａが形成されると、図２６に示されるように、レジスト膜９１は除去される。基体６３の表面でめっき下地膜８９はエッチング処理で除去される。その結果、ベース基板４２の裏面から突出する貫通電極４６、４６ａは形成される。
【００８２】
図２７に示されるように、貫通電極４６、４６ａの先端面８６には、スズ銀合金の表面層８７に代えて、ニッケル膜９３および金膜９４の積層体が形成されることができる。金膜９４は導電端子８５の頂上面８５ａに接合される。この場合には、金膜９４および導電端子８５の接合にあたって超音波接合が利用されることができる。
【００８３】
（７）テラヘルツカメラ
図２８は光検出器パッケージ１１を利用した電子機器の一具体例に係るテラヘルツカメラ１０１の構成を概略的に示す。テラヘルツカメラ１０１は筐体１０２を備える。筐体１０２の正面にはスリット１０３が形成されレンズ１０４が装着される。スリット１０３からテラヘルツ帯の電磁波が対象物に向かって照射される。こうした電磁波にはテラヘルツ波といった電波および赤外線といった光が含まれる。ここでは、テラヘルツ帯には１００ＧＨｚ〜３０ＴＨｚの周波数帯が含まれることができる。レンズ１０４には対象物から反射してくるテラヘルツ帯の電磁波が取り込まれる。
【００８４】
テラヘルツカメラ１０１の構成をさらに詳しく説明すると、図２９に示されるように、テラヘルツカメラ１０１は照射源（電磁波源）１０５を備える。照射源１０５には駆動回路１０６が接続される。駆動回路１０６は照射源１０５に所望の駆動信号を供給する。照射源１０５は駆動信号の受領に応じてテラヘルツ帯の電磁波を放射する。照射源１０５には例えばレーザー光源が用いられることができる。
【００８５】
レンズ１０４は光学系１０７を構成する。光学系１０７はレンズ１０４のほかに光学部品を備えてもよい。レンズ１０４の光軸１０８上に光検出器パッケージ１１が配置される。センサー基板１３の表面は例えば光軸１０８に直交する。光学系１０７は熱型光検出素子１８のマトリクス上に像を結像する。光検出器パッケージ１１にはアナログデジタル変換回路１０９が接続される。アナログデジタル変換回路１０９には光検出器パッケージ１１から熱型光検出素子１８の出力が順番に時系列で供給される。アナログデジタル変換回路１０９は出力のアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００８６】
アナログデジタル変換回路１０９には演算処理回路（処理回路）１１１が接続される。演算処理回路１１１にはアナログデジタル変換回路１０９からデジタルの画像データが供給される。演算処理回路１１１は画像データを処理し表示画面の画素ごとに画素データを生成する。演算処理回路１１１には描画処理回路１１２が接続される。描画処理回路１１２は画素データに基づき描画データを生成する。描画処理回路１１２には表示装置１１３が接続される。表示装置１１３には例えば液晶ディスプレイといったフラットパネルディスプレイが用いられることができる。表示装置１１３は描画データに基づき画面上に画像を表示する。描画データは記憶装置１１４に格納されることができる。紙やプラスチック、繊維その他の物体に対する透過性、および、物質固有の吸収スペクトルに基づきテラヘルツカメラ１０１は検査装置として利用されることができる。
【００８７】
その他、テラヘルツカメラ１０１は物質の定性分析や定量分析に利用されることができる。こうした利用にあたって例えばレンズ１０４の光軸１０８上には特定周波数のフィルターが配置されることができる。フィルターは特定波長以外の電磁波を遮断する。したがって、特定波長の電磁波のみが光検出器パッケージ１１に到達することができる。これによって特定の物質の有無や量は検出されることができる。
【００８８】
（８）赤外線カメラ
図３０は光検出器パッケージ１１を利用した電子機器の一具体例に係る赤外線カメラ１２１の構成を概略的に示す。赤外線カメラ１２１は光学系１２２を備える。光学系１２２の光軸１２３上に光検出器パッケージ１１は配置される。センサー基板１６の裏面は例えば光軸１２３に直交する。光学系１２２は熱型光検出素子１８のマトリクス上に像を結像する。光検出器パッケージ１１にはアナログデジタル変換回路１２４が接続される。アナログデジタル変換回路１２４には光検出器パッケージ１１から熱型光検出素子１８の出力が順番に時系列で供給される。アナログデジタル変換回路１２４は出力のアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００８９】
アナログデジタル変換回路１２４には演算処理回路（制御回路）１２５が接続される。演算処理回路１２５にはアナログデジタル変換回路１２４からデジタルの画像データが供給される。演算処理回路１２５は画像データを処理し表示画面の画素ごとに画素データを生成する。演算処理回路１２５には描画処理回路１２６が接続される。描画処理回路１２６は画素データに基づき描画データを生成する。描画処理回路１２６には表示装置１２７が接続される。表示装置１２７には例えば液晶ディスプレイといったフラットパネルディスプレイが用いられることができる。表示装置１２７は描画データに基づき画面上に画像を表示する。描画データは記憶装置１２８に格納されることができる。
【００９０】
赤外線カメラ１２１はサーモグラフィとして利用されることができる。この場合には赤外線カメラ１２１は表示装置１２７の画面に熱分布画像を映し出すことができる。熱分布画像の生成にあたって演算処理回路１２５では温度帯域ごとに画素の色が設定される。サーモグラフィは人体の温度分布の測定や体温そのものの測定に用いられることができる。その他、サーモグラフィはＦＡ（ファクトリーオートメーション）機器に組み込まれて熱漏れや異常な温度変化の検出に用いられることができる。例えば図３１に示されるように、ＦＡ機器（電子機器）１３１はＦＡ機能ユニット１３２を備える。ＦＡ機能ユニット１３２は特定の機能の実現にあたって動作する。ＦＡ機能ユニット１３２には制御回路（処理回路）１３３が接続される。制御回路１３３は加熱や加圧、機械的処理、化学的処理、その他のＦＡ機能ユニット１３２の動作を制御する。制御回路１３３には赤外線カメラ１２１、表示装置１３４およびスピーカー１３５などが接続される。赤外線カメラ１２１は撮像範囲内でＦＡ機能ユニット１３２を撮像する。制御回路１３３は、撮像範囲内で異常な高温や温度変化を検出すると、ＦＡ機能ユニット１３２に向けて動作停止信号を出力したり、表示装置１３４やスピーカー１３５に向けて警告信号を出力したりすることができる。異常な高温や温度変化の検出にあたって制御回路１３３は例えばメモリ（図示されず）内に基準温度分布データを保持する。基準温度分布データは平常時の撮像範囲内の温度分布を特定する。制御回路１３３は基準温度分布データの熱分布にリアルタイムの熱分布画像を照らし合わせることができる。その他、サーモグラフィは物体と周囲との温度差に基づき物体の検出に用いられることができる。
【００９１】
赤外線カメラ１２１はナイトビジョンすなわち暗視カメラとして利用されることができる。この場合には赤外線カメラ１２１は表示装置１２７に例えば暗闇での画像を映し出すことができる。暗視カメラは、例えばセキュリティ機器の一具体例としての監視カメラや、人感センサー、運転支援装置その他に利用されることができる。人感センサーは、エスカレーターや照明器具、空気調和機、テレビといった電気機器（家電機器）のオンオフ制御、その他の制御に用いられることができる。例えば図３２に示されるように、電気機器１３６は機能ユニット１３７を備える。機能ユニット１３７は特定の機能の実現にあたって機械的動作や電気的動作を実施する。機能ユニット１３７には人感センサー１３８が接続される。人感センサー１３８は赤外線カメラ１２１を備える。赤外線カメラ１２１は監視範囲内で撮像を実施する。赤外線カメラ１２１には判定回路１３９が接続される。判定回路１３９は熱分布画像に基づき人の存在または不存在を判定する。判定にあたって判定回路１３９は画像内で特定温度域（例えば体温の温度域の塊）の動きを検出する。判定回路１３９は人の存在または不存在を特定する判定信号を機能ユニット１３７に供給する。機能ユニット１３７は判定信号の受領に応じてオンオフ制御されることができる。例えば図３３に示されるように、運転支援装置（電子機器）１４１は赤外線カメラ１２１およびヘッドアップディスプレイ１４２を備える。赤外線カメラ１２１は例えば車両１４３のフロントノーズ１４４に取り付けられる。赤外線カメラ１２１は、車両１４３から前方に広がる撮像範囲を撮像する位置に配置される。ヘッドアップディスプレイ１４２は例えばフロントウインドウ１４５の運転席側に配置される。ヘッドアップディスプレイ１４２には赤外線カメラ１２１の画像が映し出されることができる。ヘッドアップディスプレイ１４２の画面では例えば撮像範囲で捕捉される歩行者の像は強調されることができる。図３４に示されるように、赤外線カメラ１２１およびヘッドアップディスプレイ１４２には処理回路１４６が接続される。処理回路１４６には車速センサー１４７、ヨーレートセンサー１３８およびブレーキセンサー１４９が接続される。車速センサー１４７は車両１４３の走行速度を検出する。ヨーレートセンサー１３８は車両１４３のヨーレートを検出する。ブレーキセンサー１４９はブレーキペダルの操作の有無を検出する。処理回路１４６は車両１４３の走行状態に応じて特定の歩行者を選別する。処理回路１４６は車両１４３の走行速度、ヨーレートおよびブレーキの踏み具合に応じて車両１４３の走行状態を特定する。処理回路１４６はスピーカー１５１から例えば音声に基づき運転者の注意を促してもよい。
【００９２】
（９）ゲーム機コントローラー
図３５は光検出器パッケージ１１を利用した電子機器の一具体例に係るゲーム機１５２の構成を概略的に示す。ゲーム機１５２はゲーム機本体１５３、表示装置１５４およびコントローラー（電子機器）１５５を備える。表示装置１５４は例えば有線でゲーム機本体１５３に接続される。ゲーム機本体１５３の動作は表示装置１５４の画面に映し出される。プレーヤーＧはコントローラー１５５を用いてゲーム機本体１５３の動作を操作することができる。こうした操作の実現にあたってコントローラー１５５には例えば１対のＬＥＤモジュール１５６から赤外線が照射される。ＬＥＤモジュール１５６は例えば表示装置１５４の画面の周囲でベゼルに取り付けられることができる。
【００９３】
図３６に示されるように、コントローラー１５５には光検出器パッケージ１１が組み込まれる。光検出器パッケージ１１には赤外線フィルター１５７および光学系（例えばレンズ）１５８が組み合わせられてもよい。光検出器パッケージ１１はＬＥＤモジュール１５６から放射される赤外線を受光することができる。光検出器パッケージ１１には画像処理回路１５９が接続される。画像処理回路１５９は予め決められた画面内でＬＥＤモジュール１５６の赤外線スポットを画像化する。画像処理回路１５９には演算処理回路１６１が接続される。演算処理回路１６１は赤外線スポット情報を生成する。この赤外線スポット情報では、予め決められた画面内で赤外線スポットの位置および大きさが特定される。赤外線スポットの位置はＬＥＤモジュール１５６の位置に対応する。赤外線スポットの大きさはＬＥＤモジュール１５６との距離に対応する。演算処理回路１６１には無線モジュール１６２が接続される。赤外線スポット情報は無線モジュール１６２からゲーム機本体１５３に送り込まれる。ここでは、演算処理回路１６１に操作スイッチ１６３や加速度センサー１６４が接続される。操作スイッチ１６３の操作信号や加速度センサー１６４の加速度情報は無線モジュール１６２からゲーム機本体１５３に供給される。ゲーム機本体１５３は無線モジュール１６５で操作信号や赤外線スポット情報、加速度情報を受信する。ゲーム機本体１５３内のプロセッサー１６６は、操作信号に基づき操作スイッチ１６３の動作を特定し、赤外線スポット情報および加速度情報に基づきコントローラー１５５の動きを特定する。こうして操作スイッチ１６３の動作やコントローラー１５５の動きに応じてゲーム機本体１５３は制御されることができる。ＬＥＤモジュール１５６はプロセッサー１６６に接続されることができる。プロセッサー１６６はＬＥＤモジュールの動作を制御することができる。
【００９４】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。また、光検出器パッケージ１１や熱型光検出素子１８、テラヘルツカメラ１０１、赤外線カメラ１２１、ＦＡ機器１３１、電気機器、家電機器、人感センサー１３８、ゲーム機１５２、ゲーム機コントローラー１５５等の構成および動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１１  熱型電磁波検出器（光検出器パッケージ）、１５  第１基板（集積回路基板）、１６  第２基板（センサー基板）、１７  導電端子、１８  熱型電磁波検出素子（熱型光検出素子）、２７  メンブレン（構造体の一部）、３２ａ  導電配線、３２ｂ  導電配線、４１  柱（構造体の一部）、４２  ベース基板、４３  絶縁層、４６  導電体の一部（貫通電極）、４６ａ  導電体の一部（貫通電極）、４７  絶縁層、４８  導電体の一部および導電材製パッド、４９  導電体の一部および層間ビア、５４  端子パッド、６２  第２基板（第１ウエハー基板）、６５  絶縁層、６９  絶縁層、７２  第１基板（第２ウエハー基板）、７４  絶縁層（積層体）、７６  第２基板（第１ウエハー基板）、８５  導電端子、１０１  電子機器（テラヘルツカメラ）、１１６  処理回路（演算処理回路）、１２１  電子機器（赤外線カメラ）、１２５  処理回路（演算処理回路）、１３１  電子機器（ファクトリーオートメーション機器）、１３３  処理回路（制御回路）、１３６  電子機器（電気機器および家電機器）、１３９  処理回路（判定回路）、１４１  電子機器（運転支援装置）、１４６  処理回路、１５２  電子機器（ゲーム機）、１５５  電子機器（ゲーム機コントローラー）、１６１  処理回路（演算処理回路）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図５】
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