(57)【要約】  本発明は歯科用の口内放射線イメージセンサに関する。記述されているのは、一連のイメージ検出回路を支持する半導体ウェーハ（１２）と、ウェーハの一つの面に固定されている光ファイバー板（２０）とを結合する構造の集合的生産用のステップを含む、イメージセンサの製造方法であり、半導体ウェーハは該ウェーハ上のイメージ検出回路の形成の後に続くステップにおいて薄くされ、外部アクセス接触端子（２８）は該ファイバー板に固定されていないウェーハの面上に作製され、前記接触端子は回路の制御用及びセンサから来るイメージ信号の受信用であり、該光ファイバー板は、一旦ウェーハが薄くされたときにそれが該構造の大部分の機械的堅固さを確保するような厚さを有し、そして集合的生産の最後までそうであり、組み立てられた構造はその後に個々のチップへと切断されるウェーハ及び板から成る。【選択図】図９
2009500814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科用の口内放射線イメージセンサの製造方法であって、ウェーハ内へ一体化された光電性検出器のマトリックスを支持する半導体ウェーハ（１０、１２）と、ウェーハ・ボンディング（すなわち接着剤が塗布されない分子付着）により固定された光ファイバー板（２０）とを結合した構造の集合的生産のためのステップを含み、半導体ウェーハが該ウェーハ上のイメージ検出回路の形成に続くステップにおいて薄くされ、外部へアクセスする接触端子（図９の２８、図１７の１４）がファイバー板に固定されていないウェーハの面上に作製され、前記接触端子は該回路の制御用及びセンサから来るイメージ信号の受信用であり、該光ファイバー板は一旦ウェーハが薄くされたときに該構造の機械的堅固さの大部分を確保し、集合的生産の最後までそうであるような厚さを有し、ウェーハ及び板から成る組み立てられた構造がその後に個々のチップへと切断される方法。
【請求項２】
該板及び半導体ウェーハが、個々のチップを定義するために単一の同じ切断線に沿って切断されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
以下のステップ、
−多数の光電性領域のマトリックス及び関連する電子回路が、連続的な層の堆積とエッチングのステップによりウェーハの表面から作製されるステップと、
−個々のチップへと切断される前に、その製造の残りの間にウェーハの機械的堅固さを確保するため、十分な厚さの光ファイバー板（２０）の表面も又そうであるように、ウェーハの表面が平坦化されるステップと、
−該板がその平坦化された表面によってウェーハの平坦化された表面に接着され、該接着が接着剤を介さないウェーハ・ボンディングにより行なわれるステップと、
−半導体ウェーハ（１０、１２）の厚さの大部分がその裏面を機械加工することにより除去されるステップと、
−表面に予め形成された導電性領域（図９の１４）を露出するために、バイアホール（２４）が薄くされたウェーハの全体厚さにわたり、該薄くされたウェーハ（１２）の裏面において局部的に開けられるステップと、
−バイアホールを通じてこれらの導電性領域に接続される外部接触端子（２８）が裏面に形成されるステップと、
−それに続いて、ウェーハが個々のチップへと切断されるステップと
を含むことを特徴とする、請求項１及び２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
切断されたチップの半導体ウェーハの裏面が、その裏面に導電性領域（４４）を有する支持体（４０）の表面に固定され、端子（２８）がワイヤボンディングされた電線により該導電性領域（４４）に接続されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
切断されたチップの裏面が、導電性領域を有する支持体（４０）の表面に固定され、ウェーハの端子が該支持体の導電性領域と向き合い、そして該支持体の導電性領域に直接接合されている導電性ボスを備えることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
以下のステップ、
−多数の光電性領域のマトリックス及び関連する電子回路が、連続的な層の堆積とエッチングのステップにより半導体ウェーハ（１０、１２）の表面から作製され、そしてまたセンサの制御及びイメージ信号の受信を可能にする外部アクセス接触領域（１４）が作製されるステップと、
−ウェーハの表面が仮の取付け基板（５０）の表面に接着され、ウェーハの厚さの大部分がその裏面を機械加工することにより除去されるステップと、
−個々のイメージセンサへと切断される前に、その製造の残りの間にウェーハの機械的堅固さを確保するため、十分な厚さの光ファイバー板（２０）の表面もそうであるように、薄くされたウェーハ（１２）の裏面が平坦化され、該板がその平坦化された表面によってウェーハの平坦化された裏面に接着され、該接着が接着剤を塗布しないウェーハ・ボンディングにより行なわれるステップと、
−仮の取付け基板（５０）が除去され、外部アクセス接触領域（１４）が露出されるステップと、
−それに続いて、ウェーハが個々のチップへと切断されるステップと
を含むことを特徴とする、請求項１及び２のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
切断されたチップの半導体ウェーハの表面が、その裏面に導電性領域（４４）を含む支持体（４０）の表面に固定され、接続線がウェーハの接触領域（１４）と支持体の導電性領域（４４）との間にワイヤボンディングされることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
切断されたチップの表面が導電性領域を含む支持体（４０）の表面に固定され、ウェーハの接触領域（１４）が該支持体の導電性領域（４４）と向き合い、そして該支持体の導電性領域に直接接合されている導電性ボスを備えることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
チップへの切断前の集合的生産ステップの間に、光ファイバー板がシンチレータ構造（３０）で覆われることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
歯科用の口内放射線イメージセンサであって、
光ファイバー板（２０）と、該板の厚さよりも小さい３０μｍ未満の厚さを有する半導体ウェーハ（１２）との重ね合わせから形成されるチップを備え、該ウェーハにおいて光電性領域のマトリックス及び関連する電子回路が形成され、該ウェーハは接着剤を塗布しないウェーハ・ボンディングにより該板に接着され、該ウェーハがファイバー板に接着されていないその面上に、センサ制御用及び該マトリックスから来るイメージ信号受信用の外部アクセス接触端子（図９の２８、図１７の１４）を有するイメージセンサ。
【請求項１１】
該ファイバー板（２０）に接着された半導体ウェーハ（１２）の表面が、その面上に光電性マトリックス及び電子回路が形成されるウェーハの表面であり、そして接触端子（図９の２８）が、ウェーハの裏面から表面へ開いているバイアホール（２４）を通じて表面の電子回路に接続されることを特徴とする、請求項１０に記載のイメージセンサ。
【請求項１２】
該板に接着された半導体ウェーハの面がウェーハの裏面であり、光電性マトリックス、電子回路、及び接触端子が全て該ウェーハの表面に形成されることを特徴とする請求項１１に記載のイメージセンサ。
【請求項１３】
該板の周囲の縁と半導体ウェーハの周囲の縁とが正確に一致するように重ね合わされることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のイメージセンサ。
【請求項１４】
重ね合わされたウェーハと板から成るチップが支持体の表面に固定され、接続線が接触端子と支持体の裏面との間にワイヤボンディングされることを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のイメージセンサ。
【請求項１５】
重ね合わされたウェーハと板から成るチップが支持体の表面に固定され、ウェーハの接触端子が支持体の表面の導電性領域に直接接合され、該支持体の導電性領域がウェーハの接触端子と向き合っていることを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のイメージセンサ。
【請求項１６】
半導体ウェーハに接着されていない板の面に発光構造を含むことを特徴とする、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載のイメージセンサ。
【請求項１７】
該発光構造の周囲の縁がウェーハの縁と正確に一致するように重ね合わされることを特徴とする、請求項１６に記載のイメージセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は小型の高分解能歯科用放射線イメージセンサに関し、それは特に、しかし排他的ではなく口内放射線イメージセンサに適用される。
【背景技術】
【０００２】
従来の口内放射線イメージセンサは製作コストと要求される光学的性能との間で妥協を見出す必要があり、そしてこれらの妥協は、それが長さ、幅、又は厚さのいずれであろうと、サイズのような他のパラメータを損ねてなされねばならないという事実のために、コンパクトさの観点からは、必ずしも最適化されていない。さて、イメージセンサは患者の口内へ導入される必要があるため、サイズは必須のパラメータである。与えられたイメージ取得表面に関する三次元の各寸法において、節約された各ミリメートル又は１ミリメートルの端数は著しい進歩を表わす。
【０００３】
現状の放射線イメージセンサは通常、次の方法で製造される：絶縁層、導電層、及び半導体層が堆積され、エッチングされる多くの作業、及びドーピング作業等による、シリコンウェーハ上における一連の個々の可視イメージ検出チップが集合的に製造され、これら全ての作業はウェーハの表面から始まって実施される。ウェーハの集合的な製造の後、該ウェーハは個々のチップへと切断され、該チップはそれぞれ支持体の上に取り付けられる。チップ上の導電性領域はワイヤボンディングの技術を用いて、電線により支持体の上の導電性領域に接続される。次に、放射線学の場合、シンチレータがシリコンチップの表面に堆積（一般的に接着）される。シンチレータは、入射Ｘ線をイメージセンサが感度の良い波長における可視の放射線へと変換するために設計される。
【０００４】
シンチレータとシリコンチップの間に、数μｍの厚さを有する平らな光ファイバー板を間に入れることは既に提案されており、その目的は可視光線へ変換されずにシンチレータを通過した残留Ｘ線を（単純な吸収により）減衰させることである。これは残留Ｘ線が、有用な信号よりも多くのノイズを示す寄生電子から該シリコン内において生成される傾向があり、それらを除去することが望ましいためである。該ファイバー板はＸ線を減衰させるが、それはシンチレータから放射された可視光線を減衰させない。シンチレータ内で生成された可視イメージの分解は光ファイバー板により保存され、センサの感度良好な表面上で繰り返される。これは非常に大きな利点である。
【０００５】
この場合、シリコンチップに接着されているのは、単純なシンチレータ・ウェーハではなく、シンチレータ層でコーティングされた光ファイバー板である。該発光層は、板上に堆積されたヨウ化セシウムの層であってもよく、又は、より通常的にはヨウ化セシウムと板との間に挟まれた透明の接着剤によって板に接着されている、ヨウ化セシウムでコーティングされた炭素膜である。ヨウ化セシウム以外の材料（ガドリニウムの酸硫化物で満たされたプラスチックの薄板等）も用いられ得る。
【０００６】
これまでに製作された装置は、イメージセンサの寸法に関して最適化されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は特に厚さ及び横方向寸法の双方の観点から、それらのサイズに関してセンサの製作を容易にし、性能を改善することを可能にする、新規の方法で光ファイバー板を使用することである。この光ファイバー板はシンチレータと関連する放射線イメージセンサの場合に用いられることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、提案されているのはウェーハ内へ一体化された光電性検出器のマトリックスを支持する半導体ウェーハと、ウェーハの一つの面にウェーハ・ボンディング（すなわち接着剤が塗布されない分子付着）により固定された光ファイバー板とを結合した構造の集合的生産のための製作方法であり、半導体ウェーハは該ウェーハ上のイメージ検出回路の形成に続くステップにおいて薄くされ、外部へアクセスする接触端子はファイバー板に固定されていないウェーハの面上に作製され、前記接触端子は該回路の制御用及びセンサから来るイメージ信号の受信用であり、該光ファイバー板は一旦ウェーハが薄くされたときに該構造の機械的堅固さの大部分を確保し、集合的生産の最後までそうであるような厚さを有し、ウェーハ及び板から成る組み立てられた構造はその後に個々のチップへと切断される。
【０００９】
原則として、チップへの切断は鋸引きで行なわれ、鋸引き作業は薄いウェーハ及びファイバー板を同時に一つの同じ切断線に沿って切断する。従って該装置は光ファイバー板により与えられる、残留Ｘ線に対する保護の恩恵を得る。
【００１０】
該ファイバー板は二つの高度に平坦な表面の間で、ウェーハ・ボンディング（すなわち接着剤が塗布されない分子付着）によってウェーハに固定される。高度に平坦な表面は凹凸を埋める平坦化層を堆積することにより、及び非常に小さい粗さ（可能であれば１ナノメートル以下）が得られる迄の化学的及び／又は機械的研磨により、これが必要な時に得られる。
【００１１】
従って、本発明によれば、光ファイバー板は薄層化の後には自分で支えられないであろう、薄くされた半導体ウェーハの支持体として用いられる。シンチレータは集合的生産プロセスが依然として続いている間に、すなわち個々のチップへの分割前に該板へ接着されることが望ましい。該板はＸ線に対する保護の役割を果たすが、それは集合的ステップの間は所定の位置に置かれている。シリコンウェーハは一方で、バイアホール(vias)がウェーハの二つの面の間に作られる必要があるとき、アクセス可能な面上で接触端子を作製出来るように、チップの全体厚さを減らすため非常に薄くされ得るが、他方で場合によりセンサの光学的性能を改善するためである。チップの接触端子は、ファイバー板に接着されている面の反対側にある半導体ウェーハの一つの面上に位置し、それによって端子への自由なアクセスを得るための複雑な切断作業を回避する。複雑な切断は、アクセス端子が板の周囲において接着された面と同じ側に位置する場合、実際に必要であろう。本発明がセンサの最終的横方向寸法を如何にして減らすかは後で見られるであろう。最後に、高度に平坦な対向する面の間で可能にされるウェーハ・ボンディングは、その厚さ、気泡、及び欠陥がセンサの品質の減損をもたらすであろう透明な接着剤の、該板とチップとの間での介在を未然に防止する。
【００１２】
本発明はまた該板の厚さより小さい、３０μｍ未満の厚さを有し、接着剤を塗布しないウェーハ・ボンディングによってウェーハに固定され、該ウェーハにおいて光電性領域のマトリックス及び関連する電子回路が形成され、該ウェーハがファイバー板に接着されていないその面上に、センサ制御用及び該マトリックスから来るイメージ信号受信用の外部アクセス接触端子を有する、光ファイバー板と半導体ウェーハとの重ね合わせから形成されるチップを含む、新規の小型イメージセンサに関する。
【００１３】
半導体ウェーハと該板との間には平坦化層のみが存在する。
【００１４】
これより前の段落において、用語「半導体ウェーハ」は、もはや従来技術におけるような剛性のあるチップは無く、代わりにその機械的堅固さが本質的に光ファイバー板により提供される極度に薄い、剛性のないウェーハがあるという事実を伝えるために、一般的に使用される用語「半導体チップ」の対語として用いられている。ウェーハの厚さは最大でも３０μｍであり、そして更にずっと小さい（数μｍに過ぎない）かも知れない。ファイバー板の厚さは基本的に数百μｍであり、その判定基準は集合的生産の間に機械的堅固さを確保し得ることである。例外的に、該板の厚さは約１００μｍに低下することがある。
【００１５】
見られるように、本発明によるセンサの一つの際立った特徴は、該板の周囲の縁が、その中にイメージセンサの形成される半導体ウェーハの周囲の縁へ正確に覆いかぶさることである。それに加えて、ウェーハ／板構造が支持体上に取り付けられるとき（パッケージ・ベース、又はセラミック上のハイブリッド回路、或いはプリント回路）、該支持体は該構造物に対して横方向に偏位させられる必要はない。
【００１６】
本発明による方法は該板が半導体ウェーハの表面に固定されるか、又は裏面に固定されるかによって、二つの主な実行モードを有する。ウェーハの表面とは、そこからチップの電子回路（光電性マトリックス及び関連する回路）が形成される面である。
【００１７】
第一の実行モードにおいて、該板に接着されるのは表面であり、従って接触端子は薄くされたウェーハの裏面上にある。導電用バイアホールは端子を電子回路に接続するために、薄くされたウェーハの厚みを通り抜ける。小型のイメージセンサを製造する方法は、そのとき次のステップを含む。
幾つかの個々のセンサの同時生産用に意図される半導体ウェーハから始まって、多数の光電性領域のマトリックス及び関連する電子回路が、連続的な層の堆積とエッチングのステップによりウェーハの表面から作製されるステップと、
個々のチップへと切断される前に、その製造の残りの間にウェーハの機械的堅固さを確保するため、十分な厚さの光ファイバー板の表面も又そうであるように、表面が平坦化されるステップと、
該板がその平坦化された表面によってウェーハの平坦化された表面に接着され、該接着が接着剤を介さないウェーハ・ボンディングにより行なわれるステップと、
半導体ウェーハの厚さの大部分がその裏面を機械加工することにより除去されるステップと、
薄くされたウェーハの裏面において、センサが制御され、そしてイメージ信号が受信されることを可能にする外部接触端子が形成され、これらの端子が薄くされたウェーハの厚みを通して、ウェーハの表面に作られる回路に電気的に接続されるステップと、
それに続いてウェーハが個々のチップへと切断されるステップ。
【００１８】
第二の実行モードにおいて、該板に接着されるのは裏面である。これを行なうために、望ましくはシリコンで作られる仮の取付け基板が用いられ、
半導体ウェーハの表面は仮の取付け基板に接着され、
ウェーハはその裏面を通じて薄くされ、仮の取付け基板はこの作業の間、その機械的堅固さを確保し、
このようにして形成された組立品はウェーハの裏面により光ファイバー板に接着され、そして
仮の取付け基板は除去され、該板は薄くされたウェーハの機械的堅固さを確保する最終的な基板となる。
接触端子はそのときウェーハの表面に位置し、仮の取付け基板が除去された後にはアクセス可能である。この第二のモードにおいて、小型のイメージセンサを製造する方法は従って次のステップを含む。
幾つかの個々のセンサの同時生産用に意図された半導体ウェーハから始まって、多数の光電性領域のマトリックス及び関連する電子回路が、連続的な層の堆積とエッチングのステップによりウェーハの表面から作製され、そしてまたセンサの制御及びイメージ信号の受信を可能にする外部アクセス接触端子が製造されるステップと、
ウェーハの表面が仮の取付け基板の表面に接着され、ウェーハの厚さの大部分がその裏面を機械加工することにより除去されるステップと、
個々のイメージセンサへと切断される前に、その製造の残りの間にウェーハの機械的堅固さを確保するため、十分な厚さの光ファイバー板の表面もそうであるように、薄くされたウェーハの裏面が平坦化され、該板がその平坦化された表面によってウェーハの平坦化された裏面に接着され、該接着が接着剤を塗布しないウェーハ・ボンディングにより行なわれるステップと、
仮の取付け基板が除去され、外部アクセス接触端子が露出されるステップと、
それに続いて、ウェーハが個々のチップへと切断されるステップ。
【００１９】
本発明の他の特徴及び利点は添付図に関連して与えられる、以下の詳細説明を読むことにより明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は半導体ウェーハ１０を概略的に示す。ウェーハは従来、半導体基板であり、その表面はそこに可視のイメージ検出回路（図示せず）が形成される、軽度にドーピングされたエピタキシャル層１２を支持し、これらは引き続いて各々が個々のイメージセンサに相当する個々のチップへと切断されるように意図されている。各イメージ検出回路は、光電性マトリックス、関連する電子回路、相互接続、及びセンサの外部接続につながれるように意図された導電性領域又は区域１４を含む。外部接続はセンサの電子回路に給電し、それを制御するため、そして又センサにより検出されたイメージを表わす電子信号を受信するために備えられる。
【００２１】
ウェーハの表面（図１における最上部）は、そこから従来の作業、すなわちマトリックス、関連する回路、及び導電性領域（後者は一般にアルミニウムで作られている）が集合的に製造されることを可能にする、導電層又は半導体層あるいは絶縁層の堆積、これらの層のエッチング、埋め込み等が行なわれる面である。
【００２２】
本発明の第一の実施形態は半導体ウェーハが、該ウェーハの薄くされる以前に、光ファイバー板の上へと初期に移される、図２〜９に関して最初に記述されるであろう。
【００２３】
これを行なうために、プロセスはウェーハ１０の表面の平坦化で始まる（図２）。実際には、ウェーハの表面は層の連続的な堆積とエッチングによって残された凹凸によりモデル化されるため、該平坦化は数μｍの厚さの平坦化層１６（シリコン酸化物）の表面を覆うことにある。この層はウェーハ上にある凹凸を覆い隠し、その後にウェーハの表面はウェーハ・ボンディング（二つの高度に平坦な表面の間の、接着剤が塗布されない接着）の目的で、出来る限り完全な平坦度を得るように（化学的−機械的研磨により）磨かれる。可能であれば、残っている粗さは１ナノメートルを超えないこと。
【００２４】
光ファイバー板２０が用意される（図３）。その表面が完全に平坦ではない場合、それはまた後に研磨が続く平坦層２２を堆積させることにより、ウェーハの表面のように平坦化され得る。
【００２５】
該ファイバー板は次にウェーハ・ボンディングによりウェーハの表面に取り付けられる（図４）。平坦化層は、それらが要求される平坦度を達成するために備えられる場合、ファイバー板のガラス内に存在するアルカリ金属に対する障壁としても又役立つ。
【００２６】
半導体ウェーハは次に非常に大幅に薄くされる（図５）。薄層化は後に数十μｍの厚さ（最大３０μｍ）のみを残し、実際に僅か数μｍの厚さを残すことさえも可能である。薄層化は化学的−機械的研磨で補われる、機械的加工により行なわれる。薄くされた半導体ウェーハは、実際にそれが今やエピタキシャル層１２のみを、そして元のエピタキシャル層の僅か一部分だけであっても含むため、その後、参照記号１２により称されるであろう。しかしながら、小さい厚さの元の基板１０を保持することも又好ましいかも知れない。
【００２７】
集合的な製造ステップの順序を通して、すなわちウェーハが個々のセンサへと分割されるまで、機械的堅固さを有する構造を確保するのは光ファイバー板であり、半導体ウェーハは、その非常に小さい厚さのゆえに、もはやそうすることが出来ない。該板は２００〜１０００μｍ以上にわたる厚さを有する。ある場合には、その厚さはしかしながら１００μｍまで低減され得るが、しかし薄くされた半導体ウェーハの厚さはいずれの場合にも板の厚さよりはるかに小さい。
【００２８】
次に（図６）、ウェーハの裏面から始まり、薄くされたウェーハ１２の全体厚さを通してアクセス・バイアホール２４が作られる。これらのバイアホールは導電性領域１４への、又はそれらの幾分かへのアクセスを提供する。
【００２９】
これらのバイアホールは導電性領域１４が露出されるまで、基本的にウェーハ１２のシリコンの化学エッチング又はイオンエッチングにより形成される。バイアホールは、今や裏面に形成されるであろう導体に、表面の金属領域を電気的に接続するための通路を確立するのに役立つ。バイアホールは傾斜した側壁を有し、これらの側壁にアルミニウムが堆積されたトレンチとして示されている。しかしながら、薄くされたウェーハが僅か数μｍの厚さである場合、バイアホールは垂直な側壁を有する狭いトレンチにより形成されることがあり、該トレンチはプラズマエッチングによりエッチングされ、アルミ層の堆積中にアルミニウムで充填される。
【００３０】
次にトレンチの裏面に絶縁層の堆積（図示せず）が続き、それから絶縁層はバイアホールの底（しかし側壁上ではない）において、化学的エッチング又はイオンエッチングにより再び開かれる。この絶縁体の堆積／エッチングのステップは、半導体層１２を通じたバイアホール間のその後の短絡を回避する。バイアホールを開く方法が、この視点から危険性がないことを意味する場合、それは必須ではない。導電層２６（実際はアルミ層）が次にウェーハの裏面に堆積される。これはバイアホール２４内部の端子１４と接触するであろう。
【００３１】
相互接続パターンは、バイアホール２４内にアルミニウムを残し、後に続く接続線のワイヤボンディング用に意図されるアクセス接触端子又は接合端子２８を残して、アルミ層２６において写真平板によりエッチングされる（図７）。バイアホールの外側の端子２８は、電線がバイアホールの底に直接接合され得る時は不必要であり、その場合バイアホールの底は接触端子としての役目をする。アルミ層は接合用にアクセスできる必要のない場所において、パッシベーション層（図示せず）により保護され得る。ワイヤボンディングされた電線の代わりに、後で見られるように導電性のボス(bumps)が「フリップチップ」取付けのため端子２８に備えられ得る。
【００３２】
放射線イメージセンサのために、（ファイバー自体が発光しない場合、）次に発光構造が光ファイバー板の上面に堆積される。該構造は薄い炭素膜３４上に堆積されたヨウ化セシウムの発光層３２により形成されることが望ましく、該組立品は図８に示すように、光ファイバー板２０のアクセス可能な面に、ヨウ化セシウム側で接着されているフレキシブルな発光膜３０を構成する。
【００３３】
この段階で、集合的生産は完了し、半導体ウェーハ１２内に形成された集積回路を支持する板構造は、各々が個々のイメージセンサに相当する、個々のチップへと分割され得る。これらのチップは、それらが電気的に接続される支持体に取り付けられる。この支持体はパッケージのベース又は樹脂基板上のプリント回路、或いは他の構成要素を支持するセラミック基板であってもよい。個々のチップへの分割は、この構造の片面（望ましくはウェーハを伴う側）のみから始まる集合的構造の鋸引きによって行なわれる。上面と底面の両方を異なる切断線に沿って鋸引きする必要はない。
【００３４】
図９は支持体４０に固定された個々のセンサチップを示す。該チップは光ファイバー板２０と半導体ウェーハ要素１２（放射線イメージセンサの場合、シンチレータ３０を支持する板）との重ね合わせ構造を含む。チップの各々の側は板及び薄くされたウェーハの双方を切断する単一の鋸引き線によって切断されたため、切断された板の周囲の縁は半導体ウェーハの周囲の縁と正確な一致で重ね合わされている。
【００３５】
チップはその裏面（半導体ウェーハ及びその導電層２６を支持する面）により支持体４０の第一面に接着されている。それは支持体から僅かに横方向に偏位し、接続線４２は２８のような導電端子と、支持体４０のもう一方の面に形成された導電性領域４４との間に接合されている。
【００３６】
フリップチップ取付けもまた可能であり、すなわち導電性領域４４は今回、支持体の第一の面上にあり、導電性ボスで覆われた端子２８は導電性領域４４と向き合っており、端子と端子でこれらの領域に直接接合され得る。これはスペース及び自己位置合わせに関して特に有益である。特に、走査型放射線学においてとりわけ使用される、「焦点面」と呼ばれる正確に割り出された位置を有する幾つかの並置されたチップを含む、イメージ取得組立品を製作することが可能である。
【００３７】
両方の場合において、完成されたセンサの横方向寸法は（同じイメージ領域を有する）従来技術に比較して小さい。図１０に示す先行技術において、従来の半導体チップ上に取り付けられるファイバー板があるべき場合、板に対して（チップ上の接合端子に関し）チップの横方向の張り出しＤ１が存在するべきであり、そしてチップに対して（支持体上の接合領域に関して）支持体の横方向の張り出しＤ２が存在するべきであろう。本発明においては、該板に対する半導体ウェーハの偏位がなく、又は逆もしかりであるのみならず、その上に該構造が取り付けられ、接合される支持体に対してチップ（ウェーハ＋板）が偏位する必要もない。それに加えて、製作公差に関連するマージンは個々のチップにおける組立品よりも小さくなり得る。最後に、寸法における低減もまた端子のないチップの縁において達成され、それに対して従来技術では可能性のある該板の位置決めエラーを考慮に入れるため、ファイバー板はこれらの縁を超えて延びる。
【００３８】
従って、本発明によるセンサにおいて、光ファイバー板２０は存在する半導体ウェーハ１２の周囲の縁と正確に一致する周囲の縁を有する。発光構造３０も又、それが切断前の集合的生産の間に位置していたため、該板の縁と正確に一致する周囲の縁を有する。
【００３９】
図９に見られる完成されたセンサは、上方から届くＸ線により照射されるように意図される。薄くされた半導体基板上の光電性マトリックスは、薄くされた基板を有するイメージセンサの場合に通常起きる事とは反対に、その前面側を通じたシンチレータからの光によって照射される。
【００４０】
図１１〜１６は本発明によるセンサの第二の実施形態を示す。この第二の実施形態において、光電性マトリックスはウェーハの後方を通じて照射される。
【００４１】
図１を参照して説明したように、導電用の相互接続を含む、光電性マトリックス及びそれらの関連する回路を生産するために必要な全ての作業が集合的に行なわれる、半導体ウェーハを対象に製造が始められる。
【００４２】
しかしながら、図１〜９に示す実施形態とは異なり、外部との接続用の外部接触端子として直接役目を果たすであろう金属領域１４が備えられることに注意されたい。第一の実施形態において、図９に見られ得るように、接合端子はバイアホール２４により金属領域１４に接続されている導電性領域２８であるため、該金属領域１４は外部接続に関して間接的に役目を果たす。
【００４３】
この小さな差異を伴って、製造はシリコン酸化物の層１６により平坦化され、そして研磨される、図２に示すウェーハを対象に始められ、次にウェーハは仮の取付け基板５０上に搭載される。図１１は表面を下向きにして上下反対に回転され、取付け基板５０に接着された半導体ウェーハを示す。
【００４４】
ここで再び、接着は平坦化されたウェーハと取付け基板の高度に平坦な表面同士の間のウェーハ・ボンディングによる。
【００４５】
次のステップ（図１２）は、エピタキシャル層１２の厚み部分のみに相当する非常に小さい厚さだけを残し、或いは場合によってエピタキシャル層の全体にわたり、そして元の半導体基板１０の非常に小さい厚さだけを残すように、ウェーハを薄くすることにある。薄くされたウェーハの最終厚さは最大でも３０μｍであり、更に数μｍまでにも小さくなることがあり得る。
【００４６】
次に（図１３）、このように薄くされた構造はウェーハの薄くされた裏面により、光ファイバー板２０に接着される。こうするために、平坦化層（図示せず）は後に続くウェーハ・ボンディングを容易にするため、任意でこの裏面に堆積されてもよい。
【００４７】
光ファイバー板は図３のものと同じであり、必要であれば、非常に小さい粗さまで研磨された後にウェーハ・ボンディングを可能にする、平坦化層２２で覆われる。
【００４８】
この段階における集合的構造を次の積重ね−仮の取付け基板５０、高度に薄くされた半導体ウェーハ１２、及び光ファイバー板２０と共に図１４に示す。
【００４９】
次のステップは仮の取付け基板５０を除去することにある。これは機械加工によって除去され得るが、基板５０がウェーハ・ボンディングにより接着された故に、後に続く剥離を容易にするための、例えば接着前の水素の事前表面埋込みを用いた、特定の剥離技術も存在する。
【００５０】
一旦剥離が行なわれると、導電性領域１４を露出する作業が行なわれ、これらの領域は外部へのアクセス用の接合端子として役目を果たす必要がある。この露出は写真平板により開口を覆う層、特に層１６内に、これらの領域と向き合う開口を開けることによって実行される（図１５）。
【００５１】
集合的生産はまた、板のファイバー自体が発光しない放射線センサの場合に、発光膜を光ファイバー板のアクセス可能な面上に設置することを含む（図１６）。発光膜３０は図８のものと同じであり、それが個々のチップへ分割される前に該板及びウェーハを含む集合的構造に接着される。それは接点が露出される前に、又は個々のチップへと切断された後に接着され得る。
【００５２】
集合的生産作業は今や本発明に関して基本的に完了している。残された成すべきことは、重ね合わされたファイバー板／半導体ウェーハ構造を、各々が個々のイメージセンサを構成するチップへと切断することである。該切断は板／ウェーハ組立品の片面から行なわれる。チップ、該板及びシンチレータの周囲の縁は全て正確に一致する。
【００５３】
個々のチップは、図１７に示すように各々支持体４０（パッケージのベース、又は他の構成要素を含むプリント回路）の上に取り付けられる。
【００５４】
チップは基板の第一の面に接着される。接続線４２は片側において露出された端子１４にワイヤボンディングされ、他の側において支持体４０の反対面にワイヤボンディングされる。図９のように、該チップは支持体４０の縁に対して僅かに偏位している。半導体ウェーハの縁と該板の縁は重ね合わされ、支持体４０はウェーハの縁及び板の縁に対して必ずしも偏位する必要がないため、ここで再び、図１０に示す従来の配置に対する、横方向寸法の大幅な節約が達成される。
【００５５】
ここで再度、センサはフリップチップ（端子と端子の接合）技術を用いて支持体４０に取り付けられる。
【００５６】
イメージセンサは薄くされた半導体ウェーハの裏面を通じて照射され、これは（全体の可視範囲、及び特に青色における感度に対し）非常に有利であり、更にそれは（バイアホールが他の理由で有用である場合を除き）薄くされたウェーハの厚みを通したバイアホールを含まないため、接合端子へのアクセスが特に簡単である。しかしながら、そのような構造は最初に仮の基板上へ、そして次に光ファイバー板上へのウェーハの二重の取付けを必要とする。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】表面にイメージ検出回路が形成されている半導体ウェーハを示す。
【図２】平坦化作業後のウェーハを示す。
【図３】表面が平坦化された光ファイバー板を示す。
【図４】向き合って接着されたウェーハとファイバー板の結合構造を示す。
【図５】ウェーハの薄層化ステップを示す。
【図６】導電用バイアホールの形成を示す。
【図７】薄くされたウェーハの裏面における導電層の堆積及びエッチングを示す。
【図８】光ファイバー板のアクセス可能な面におけるシンチレータの堆積を示す。
【図９】ワイヤボンディングされた電線により接続された、支持体に取り付けられている個々のチップへと切断されたウェーハ／板構造を含む、完成された放射線イメージセンサを示す。
【図１０】チップを支持体に取り付けるための、従来技術において必要な追加の横方向スペースのマージンを示す。
【図１１−１６】本発明の第二の実施形態の製造ステップを示す。
【図１７】この第二の実施形態における、完成されたイメージセンサを示す。
【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５】
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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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【国際調査報告】
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