(57)【要約】【課題】少なくとも板状素子側の端子と実装基板側の予め半田が塗布された端子とを重ね合わせて加熱することにより接続してセンサーを作製する際に、導通不良が起きないように接続でき、且つ、より安価なセンサーを提供すること。【解決手段】接続面が少なくとも導電性金属酸化物からなる金属酸化物端子を少なくとも片面に１つ以上設けた板状素子を、平面上に２つ以上配列した素子集積体と、少なくとも半田が塗布された金属端子を少なくとも備えた実装基板とを少なくとも用いて、前記素子集積体を切断する素子切断工程と、前記素子集積体を切断して得られた板状素子および／または切断後の素子集積体の金属酸化物端子部と、前記実装基板の金属端子部とを重ね合わせて加熱し接合する素子実装工程と、を少なくとも経てされるセンサーにおいて、切断前の前記素子集積体の金属酸化物端子の接続面に半田適性を有する導電性ペーストを塗布する導電性ペースト塗布工程を含み、該導電性ペースト塗布工程後に前記素子切断工程が行われることを特徴とするセンサー。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続面が少なくとも導電性金属酸化物からなる金属酸化物端子を少なくとも片面に１つ以上設けた板状素子を、平面上に２つ以上配列した素子集積体と、少なくとも半田が塗布された金属端子を少なくとも備えた実装基板とを少なくとも用いて、前記素子集積体を切断する素子切断工程と、前記素子集積体を切断して得られた板状素子および／または切断後の素子集積体の金属酸化物端子部と、前記実装基板の金属端子部とを重ね合わせて加熱し接合する素子実装工程と、を少なくとも経てセンサーを作製するセンサー製造方法において、
切断前の前記素子集積体の金属酸化物端子の接続面に半田適性を有する導電性ペーストを塗布する導電性ペースト塗布工程を含み、該導電性ペースト塗布工程後に前記素子切断工程が行われることを特徴とするセンサー製造方法。
【請求項２】
前記板状素子が、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択される１以上の元素と窒素原子とを含む半導体層を含む紫外線検出素子であることを特徴とする請求項１に記載のセンサー製造方法。
【請求項３】
少なくとも前記半導体層の受光部として機能する領域上を覆うように保護膜を形成する保護膜形成工程を含み、前記保護膜形成工程後に前記素子切断工程が行われることを特徴とする請求項２に記載のセンサー製造方法。
【請求項４】
接続面が少なくとも導電性金属酸化物からなる金属酸化物端子を、少なくとも片面に１つ以上設けた板状素子および／または該板状素子を平面上に２つ以上配列した素子集積体と、少なくとも半田が塗布された金属端子を少なくとも備えた実装基板とを少なくとも用いて、前記板状素子および／または前記素子集積体の金属酸化物端子部と、前記実装基板の金属端子部とを重ね合わせて加熱し接合する素子実装工程を少なくとも経てセンサーを作製するセンサー製造方法において、
前記板状素子および／または前記素子集積体の金属酸化物端子の接続面に半田適性を有する導電性ペーストを塗布する導電性ペースト塗布工程を含み、該導電性ペースト塗布工程後に前記実装工程が行われることを特徴とするセンサー製造方法。
【請求項５】
前記板状素子が、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択される１以上の元素と窒素原子とを含む半導体層を含む紫外線検出素子であることを特徴とする請求項４に記載のセンサー製造方法。
【請求項６】
少なくとも前記半導体層の受光部として機能する領域上を覆うように保護膜を形成する保護膜形成工程を含み、前記保護膜形成工程後に前記素子実装工程が行われることを特徴とする請求項５に記載のセンサー製造方法。
【請求項７】
前記導電性ペースト塗布工程が、マスクを用いて行われることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のセンサー製造方法。
【請求項８】
前記保護膜形成工程が、スプレー法を利用して行われることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のセンサー製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載のセンサー製造方法により作製されたことを特徴とするセンサー。
【請求項１０】
接続面が少なくとも導電性金属酸化物からなる金属酸化物端子を、少なくとも片面に１つ以上設けた板状素子を平面上に２つ以上配列した素子集積体において、
前記接続面に半田適性を有する導電性ペーストが塗布されたことを特徴とする素子集積体。
【請求項１１】
前記板状素子が、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択される１以上の元素と窒素原子とを含む半導体層を含む紫外線検出素子であることを特徴とする請求項１０に記載の素子集積体。
【請求項１２】
少なくとも前記半導体層の受光部として機能する領域上を覆うように保護膜が形成されたことを特徴とする請求項１１に記載の素子集積体。
【請求項１３】
接続面が少なくとも導電性金属酸化物からなる金属酸化物端子を、少なくとも片面に１つ以上設けた板状素子において、
前記接続面に半田適性を有する導電性ペーストが塗布されたことを特徴とする板状素子。
【請求項１４】
前記板状素子が、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択される１以上の元素と窒素原子とを含む半導体層を含む紫外線検出素子であることを特徴とする請求項１３に記載の板状素子。
【請求項１５】
少なくとも前記半導体層の受光部として機能する領域上を覆うように保護膜が形成されたことを特徴とする請求項１４に記載の板状素子。
【請求項１６】
請求項１０〜１２のいずれか１つに記載の素子集積体を切断することにより作製されたことを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１つに記載の板状素子。
【請求項１７】
請求項１０〜１２のいずれか１つに記載の素子集積体と、少なくとも半田が塗布された金属端子を少なくとも備えた実装基板と、を用いて作製されるセンサーであって、
前記素子集積体の金属酸化物端子部と前記実装基板の金属端子部とを重ね合わせて加熱し接合する素子実装工程を少なくとも経て作製されることを特徴とするセンサー。
【請求項１８】
請求項１３〜１５のいずれか１つに記載の板状素子と、少なくとも半田が塗布された金属端子を少なくとも備えた実装基板と、を用いて作製されるセンサーであって、
前記板状素子の金属酸化物端子部と前記実装基板の金属端子部とを重ね合わせて加熱し接合する素子実装工程を少なくとも経て作製されることを特徴とするセンサー。
【請求項１９】
前記センサーが、紫外線検出センサーであることを特徴とする請求項１７または１８に記載のセンサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、素子集積体、板状素子、これらを用いたセンサーおよび該センサーの製造方法に関するものであり、特に紫外線の検出に適した素子集積体、板状素子、これらを用いたセンサーおよび該センサーの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
紫外線や短波長の光の工業的利用において、とくに近年半導体集積素子の超微細化に伴って、製造工程の縮小光学系によるフォトリソ工程で使用される紫外線の波長も水銀灯の３６５ｎｍからさらに短波長のエキシマーレーザのＫｒＦの２４８ｎｍやＡｒＦの１９３ｎｍの紫外線を用いるようになってきた。従来、紫外線の強度測定はシリコンフォトダイオードなどの汎色性の検出器に長波長カット短波長透過フィルターとこのフィルターの可視域での二次光透過域をカットする長波長カット短波長透過フィルターを合わせて使用することによって、紫外線センサーとして使用されている。
【０００３】
このようなカットフィルターの組み合わせを得ることが難しいため紫外光感度は低くなり、また常に透過可視光に対する誤差やフィルター劣化による経時変化が大きく寿命が短いという問題があった。さらにシリコンフォトダイオードは短波長では表面吸収により、活性部に光が届かないか、表面欠陥による再結合等により４００ｎｍ以下の短波長では低感度になる。さらに３００ｎｍ以下では感度が波長により大きく変動するため精確な光量を求められないという問題がある。
【０００４】
また、短波長に感度のあるＧａＰなどの半導体と長波長カット短波長透過フィルターの組み合わせも使用されている。この場合も３００ｎｍ以下の紫外線の場合には二次光域に感度を持つため短波長透過長波長カットフィルターも必要になる。このようなフィルターは短波長領域に透過する材料が限られるため、フィルターが高価になる。結果としてこのような領域の紫外線検出センサーは寿命が短く、低感度でかつ高価である。
【０００５】
また、干渉フィルターを使用する場合、目的の紫外光を得るためにはフィルターの角度依存性が大きいため入射角のふれ幅は限りなく小さくする必要があり、理想的には垂直入射が望まれる。このため、光路を垂直に保つためにセンサーへの導光部が長くせざるを得ずこのため精確なセンサーほど長いものになる。さらにこのセンサーを用いて、太陽光などの全天から放射される散乱紫外線を測定することは大掛かりの装置が必要であった。
またさらに、また光源が水銀灯などの場合には数本の輝線からなり、たとえば低圧水銀灯では１８５ｎｍと２５４ｎｍさらに強度は弱いものの３６５ｎｍや可視光の発光がある。これらの中から選択的に目的の紫外線光量を測定することは分光器のような大型の装置と組み合わせる必要があり、簡単に測定できなかった。
【０００６】
これに対して、本発明者は、これまでに上記したような問題を解決するための種々の技術を検討し提供することにより、紫外線検出センサーとしての性能上の諸問題を解決してきた。
一方、このような紫外線検出センサーの実用化においては、上述したような性能上の諸問題をクリアした仕様を満たすことは勿論、低コストで市場に提供できることが重要である。
【０００７】
このようなコスト面での問題に関しては、例えば、予め複数の素子を２次元的に配列して作製したパターン体を１以上の素子を含むようにして切断する方法が提案されている（特許文献１）。この方法は、複数の素子を１つの基板上に一括して作製してから必要に応じて個々に切断するために、素子１個当りの生産性が向上し低コスト化が図れる。
しかしながら、このような方法を利用して作製された紫外線検出素子を用いて最終製品である紫外線検出センサーを作製する場合には、紫外線検出センサーを製造する一連の工程全体を通じて低コスト化を図ることが更に必要である。
【０００８】
一方、紫外線検出センサーの作製に際しては、基本的に光電変換機能のみを有する紫外線検出素子あるいはこの紫外線検出素子を平面上に複数配列した紫外線検出素子集積体と、他の回路や素子とを電気的に接続して組み立てることが必要である。
この際、紫外線検出センサーは紫外線検出素子の端子と他の回路や素子の端子とを接続する工程を経て作製されるが、両者の端子同士の接続は、ワイヤボンディングや配線を介して半田により接続することもできるものの、コスト面等の観点からは端子同士を重ね合わせて接続することが好ましい。
【０００９】
このような端子同士の接続（実装工程）は、予め表面に半田が塗布された端子を備えた実装基板上に紫外線検出素子を設置し、実装基板の端子と紫外線検出素子の端子とを重ね合わせて加熱することにより行われる。
しかしながら、紫外線検出センサーの作製に利用する紫外線検出素子の構成によっては、端子同士の接続そのものができなかったり、あるいは、端子同士を接続することができても導通不良が発生する場合があった。
【００１０】
【特許文献１】
特願２００１−３６９９７７号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、少なくとも板状素子側の端子と実装基板側の予め半田が塗布された端子とを重ね合わせて加熱することにより接続してセンサーを作製する際に、導通不良が起きないように接続でき、且つ、センサーをより安価に作製することが可能な素子集積体、板状素子、これらを用いたセンサーおよび該センサーの製造方法を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記問題点を解決するために、実装工程における端子間の接続およびその問題点について、紫外線検出センサーの作製を例として以下に説明するように更に詳しく検討した。
【００１３】
紫外線検出センサーの作製に際して、図１に示すような片面に２つの端子と受光部とを備えた板状の紫外線検出素子を用いる場合、この紫外線検出素子を実装基板に実装する際には、図２に示すように行われていた。
なお、図１は端子が設けられた側の面から見た紫外線検出素子の上面図であり、図２は、紫外線検出素子を実装基板に実装する工程を説明する概略模式図であり、具体的には紫外線検出素子と実装基板とを側面から見た側面図である。
【００１４】
図１中、１００は紫外線検出素子、１０１は第１の端子、１０２は第２の端子、１１０は受光部、１２０は絶縁性基板を表す。なお、紫外線受光素子１００は、絶縁性基板１００上には、第１の端子１０１、第２の端子１０２および受光部１１０が、紫外線を受光した際に光電変換を行い電気信号を発生させる不図示の半導体層と接続されるように設けられている。また、図２中、１０１および１０２は図１と同様の部材の断面の一部を表し、２００番台で表される部材は実装基板の断面の一部について示したもので、２０１は絶縁性基板、２０２は端子、２０３、２０３’は半田を表す。
【００１５】
実装基板の端子部は、図２（Ａ）に示されるように絶縁性基板２０１上に設けられた端子２０２の表面に予め半田２０３が塗布されている。実装に際しては、紫外線検出素子１００の第１の端子１０１（第２の端子１０２）を、端子２０２表面に塗布された半田２０３に接触させた状態で加熱し、半田２０３を一旦溶解させることにより、図２（Ｂ）に示すように冷却して再度固化した半田２０３’を介して第１の端子１０１（第２の端子１０２）と端子２０２とが接続される。
【００１６】
なお、一般的に実装基板に実装される種々の素子、回路、電子部品の端子は、実装基板側の端子も含めて金属からなるものが普通であり、図２に説明した例も、半田２０３’の両側の端子２０２と端子１０１（１０２）とが両方とも金属からなることを前提としている。
一方、紫外線検出素子１００は、その作製過程によっては第１の端子１０１（および／または第２の端子１０２）が金属ではなく、導電性の金属酸化物から構成される場合がある。このような例を、図３により説明する。
【００１７】
図３は、図１に示す紫外線検出素子１００の模式断面図について示したものであり、図３（Ａ）は、図１中のＡ−Ａ’間の模式断面図を、図３（Ｂ）は図１中のＢ−Ｂ’間の模式断面図を示したものである。図３中、１３０は第１の電極層、１４０は半導体層、１５０は第２の電極層を表す。図３に示すような断面構造を有する紫外線検出素子１００は、フォトリソグラフィ、エッチング、スパッタリング法等の公知の方法を組み合わせて絶縁性基板１２０上に所定の形状にパターニングされた第１の電極層１３０、半導体層１４０、第２の電極層１５０がこの順に積層されたものである。また、図３中に第１の端子１０１、第２の端子１０２、受光部１１０に相当する領域を両矢印で示した。
【００１８】
実装に際して、実装基板側に向き合う面は、絶縁性基板１２０上に第１の電極層１３０、半導体層１４０、第２の電極層１５０の３つの層が設けられた側の面であり、受光部１１０の実装基板に向き合う面は第２の電極層１５０から構成され、第１の端子１０１の実装基板に向き合う面は第１の電極層１３０から構成され、第２の端子１０２の実装基板に向き合う面は第２の電極層１５０から構成される。
【００１９】
ここで、紫外線検出素子１００を用いて紫外線検出センサーとした際に、紫外線が絶縁性基板１２０の半導体層１４０が設けられていない側の面から半導体層１４０へと入射するような場合、絶縁性基板１２０には、紫外線を透過する石英等の絶縁性材料が用いられる。加えて、第１の電極層１３０としては、絶縁性基板１２０と半導体層１４０との密着性も考慮してＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ＴｉｎＯｘｉｄｅ）等の紫外線に対して透光性を有する導電性の金属酸化物を用い、第２の電極層１５０としては、Ａｕ等の薄い金属膜を成膜する場合が多い。この場合、第１の端子１０１表面は導電性の金属酸化物から構成されることになる。
【００２０】
あるいは、紫外線検出素子１００を用いて紫外線検出センサーとした際に、紫外線が絶縁性基板１２０の半導体層１４０が設けらた側の面から半導体層１４０へと入射するような場合、第２の電極層１５０としては半導体層１４０に到達する紫外線量を十分に確保したい場合には、Ａｕ等の薄い金属膜よりもＩＴＯ等の紫外線に対して透光性を有する導電性の金属酸化物を用いる場合が多い。この場合、第２の端子１０２表面は導電性の金属酸化物から構成されることになる。
【００２１】
このように、第１の端子１０１および／または第２の端子１０２の表面が金属酸化物からなる場合には、図２に説明したような方法では端子同士を導通可能なように接続することができない。
従って、第１の端子１０１や第２の端子１０２の表面が金属酸化物からなる場合には、その表面に半田との濡れ性が良い金属膜を設けることが必要となる。しかし、この場合、紫外線検出素子１００の作製工程が余分に増えてしまうという問題が発生する。
【００２２】
なお、紫外線が絶縁性基板１２０の半導体層１４０が設けられていない側の面から半導体層１４０へと入射するような場合には、余分な作製工程を増やさずに第１の端子１０１表面に金属膜を形成することも可能である。すなわち、第２の電極層１５０としてＡｕ等の薄い金属膜を成膜する際に、同時に第１の端子１０１表面にもＡｕ等の薄い金属膜を成膜することができる。
【００２３】
しかしながら、金属膜の膜厚が薄すぎるために下地の金属酸化物層との密着性が十分に確保できず、容易に剥離し易いため、実装に際しては第１の端子１０１表面が実質的に金属酸化物により構成されているのと同等の効果（すなわち、端子同士を導通可能なように接続することができない）しか得られない。
なお、第１の端子１０１表面に設けられる金属膜の密着性を高めるために、金属膜からなる第２の電極層１５０の膜厚を分厚くするという方法も挙げられるが、第２の電極層１５０を形成する時間が長大となり生産性が低下する上に、金属膜としてＡｕのような高価な材料を用いる場合には、著しいコストアップを招くことにもなる。
【００２４】
以上に具体例を挙げて説明したように、紫外線検出素子等の板状素子を作製する場合においては、板状素子の作製工程の簡易化、生産性向上、コストダウン等の実用的な観点から端子表面がＩＴＯ等の導電性を有する金属酸化物からなることが好ましい場合がある。
一方、既述したように板状素子側の金属酸化物からなる端子と、実装基板上の半田が予め塗布された端子とを、図２に説明したようなワイヤボンディングや配線を介した接続が不要な実装方法により電気的に接続することができないという問題がある。
【００２５】
それゆえ、図２に説明したような実装方法を適用しようとする場合には、板状素子の作製工程の簡易化、生産性向上、コストダウン等の実用的な効果を犠牲にして、全ての端子表面が金属からなる板状素子を用いることが必要であった。
また、少なくとも１つの端子の表面がＩＴＯ等の金属酸化物からなる板状素子を用いる場合には、図２に説明したような簡易で端子間の接続が１点で済む実装方法を適用することができず、複雑で端子同士の接続が２点で行われるワイヤボンディングや配線を介した接続が必要であった。
このように、図２に示すような実装工程を適用するメリットと、少なくとも１つの端子の表面がＩＴＯ等の金属酸化物からなる板状素子を用いてセンサーを用いるメリットと、を同時に両立させることができななった。
【００２６】
本発明はこのような問題を解決し、既述した課題を達成するために成されたものである。すなわち、本発明は、
＜１＞  接続面が少なくとも導電性金属酸化物からなる金属酸化物端子を少なくとも片面に１つ以上設けた板状素子を、平面上に２つ以上配列した素子集積体と、少なくとも半田が塗布された金属端子を少なくとも備えた実装基板とを少なくとも用いて、前記素子集積体を切断する素子切断工程と、前記素子集積体を切断して得られた板状素子および／または切断後の素子集積体の金属酸化物端子部と、前記実装基板の金属端子部とを重ね合わせて加熱し接合する素子実装工程と、を少なくとも経てセンサーを作製するセンサー製造方法において、
切断前の前記素子集積体の金属酸化物端子の接続面に半田適性を有する導電性ペーストを塗布する導電性ペースト塗布工程を含み、該導電性ペースト塗布工程後に前記素子切断工程が行われることを特徴とするセンサー製造方法である。
【００２７】
＜２＞  前記板状素子が、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択される１以上の元素と窒素原子とを含む半導体層を含む紫外線検出素子であることを特徴とする＜１＞に記載のセンサー製造方法である。
【００２８】
＜３＞  少なくとも前記半導体層の受光部として機能する領域上を覆うように保護膜を形成する保護膜形成工程を含み、前記保護膜形成工程後に前記素子切断工程が行われることを特徴とする＜２＞に記載のセンサー製造方法である。
【００２９】
＜４＞  接続面が少なくとも導電性金属酸化物からなる金属酸化物端子を、少なくとも片面に１つ以上設けた板状素子および／または該板状素子を平面上に２つ以上配列した素子集積体と、少なくとも半田が塗布された金属端子を少なくとも備えた実装基板とを少なくとも用いて、前記板状素子および／または前記素子集積体の金属酸化物端子部と、前記実装基板の金属端子部とを重ね合わせて加熱し接合する素子実装工程を少なくとも経てセンサーを作製するセンサー製造方法において、
前記板状素子および／または前記素子集積体の金属酸化物端子の接続面に半田適性を有する導電性ペーストを塗布する導電性ペースト塗布工程を含み、該導電性ペースト塗布工程後に前記実装工程が行われることを特徴とするセンサー製造方法である。
【００３０】
＜５＞  前記板状素子が、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択される１以上の元素と窒素原子とを含む半導体層を含む紫外線検出素子であることを特徴とする＜４＞に記載のセンサー製造方法である。
【００３１】
＜６＞  少なくとも前記半導体層の受光部として機能する領域上を覆うように保護膜を形成する保護膜形成工程を含み、前記保護膜形成工程後に前記素子実装工程が行われることを特徴とする＜５＞に記載のセンサー製造方法である。
【００３２】
＜７＞  前記導電性ペースト塗布工程が、マスクを用いて行われることを特徴とする＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載のセンサー製造方法である。
【００３３】
＜８＞  前記保護膜形成工程が、スプレー法を利用して行われることを特徴とする＜１＞〜＜７＞のいずれか１つに記載のセンサー製造方法である。
【００３４】
＜９＞  ＜１＞〜＜８＞のいずれか１つに記載のセンサー製造方法により作製されたことを特徴とするセンサーである。
【００３５】
＜１０＞  接続面が少なくとも導電性金属酸化物からなる金属酸化物端子を、少なくとも片面に１つ以上設けた板状素子を平面上に２つ以上配列した素子集積体において、
前記接続面に半田適性を有する導電性ペーストが塗布されたことを特徴とする素子集積体である。
【００３６】
＜１１＞  前記板状素子が、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択される１以上の元素と窒素原子とを含む半導体層を含む紫外線検出素子であることを特徴とする＜１０＞に記載の素子集積体である。
【００３７】
＜１２＞  少なくとも前記半導体層の受光部として機能する領域上を覆うように保護膜が形成されたことを特徴とする＜１１＞に記載の素子集積体である。
【００３８】
＜１３＞  接続面が少なくとも導電性金属酸化物からなる金属酸化物端子を、少なくとも片面に１つ以上設けた板状素子において、
前記接続面に半田適性を有する導電性ペーストが塗布されたことを特徴とする板状素子である。
【００３９】
＜１４＞  前記板状素子が、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択される１以上の元素と窒素原子とを含む半導体層を含む紫外線検出素子であることを特徴とする＜１３＞に記載の板状素子である。
【００４０】
＜１５＞  少なくとも前記半導体層の受光部として機能する領域上を覆うように保護膜が形成されたことを特徴とする＜１４＞に記載の板状素子である。
【００４１】
＜１６＞  ＜１０＞〜＜１２＞のいずれか１つに記載の素子集積体を切断することにより作製されたことを特徴とする＜１３＞〜＜１５＞のいずれか１つに記載の板状素子である。
【００４２】
＜１７＞  ＜１０＞〜＜１２＞のいずれか１つに記載の素子集積体と、少なくとも半田が塗布された金属端子を少なくとも備えた実装基板と、を用いて作製されるセンサーであって、
前記素子集積体の金属酸化物端子部と前記実装基板の金属端子部とを重ね合わせて加熱し接合する素子実装工程を少なくとも経て作製されることを特徴とするセンサーである。
【００４３】
＜１８＞  ＜１３＞〜＜１５＞のいずれか１つに記載の板状素子と、少なくとも半田が塗布された金属端子を少なくとも備えた実装基板と、を用いて作製されるセンサーであって、
前記板状素子の金属酸化物端子部と前記実装基板の金属端子部とを重ね合わせて加熱し接合する素子実装工程を少なくとも経て作製されることを特徴とするセンサーである。
【００４４】
＜１９＞  前記センサーが、紫外線検出センサーであることを特徴とする＜１７＞または＜１８＞に記載のセンサーである。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下の本発明の説明において、本発明の素子集積体、本発明の板状素子、本発明のセンサー、本発明のセンサー製造方法のすべてを指す場合には、単に「本発明」と略して説明する。また、後述する、第１の本発明のセンサー製造方法および第２の本発明のセンサー製造方法の両方のみを指す場合は「本発明のセンサー製造方法」と略して説明する。
まず、本発明のセンサー製造方法について、以下に第１の本発明のセンサー製造方法と、第２の本発明のセンサー製造方法とに分けて説明する。
【００４６】
（センサー製造方法）
第１の本発明のセンサー製造方法は、接続面が少なくとも導電性金属酸化物からなる金属酸化物端子を少なくとも片面に１つ以上設けた板状素子を、平面上に２つ以上配列した素子集積体と、少なくとも半田が塗布された金属端子を少なくとも備えた実装基板とを少なくとも用いて、前記素子集積体を切断する素子切断工程と、前記素子集積体を切断して得られた板状素子および／または切断後の素子集積体の金属酸化物端子部と、前記実装基板の金属端子部とを重ね合わせて加熱し接合する素子実装工程と、を少なくとも経てセンサーを作製するセンサー製造方法において、切断前の前記素子集積体の金属酸化物端子接続面に半田適性を有する導電性ペーストを塗布する導電性ペースト塗布工程を含み、該導電性ペースト塗布工程後に前記素子切断工程が行われることを特徴とする。
【００４７】
従って第１の本発明のセンサー製造方法によれば、少なくとも板状素子側の金属酸化物端子と実装基板側の予め半田が塗布された金属端子とを重ね合わせて加熱することにより接続してセンサーを作製する際に、金属酸化物端子の表面に半田適性を有する導電性ペーストが塗布されているため、板状素子側の金属酸化物端子と実装基板側の金属端子との間を導通不良が起きないように接続できる。
【００４８】
また、予め板状素子の金属酸化物端子の接続面に半田適性を有する導電性ペースト（以下、「半田対応ペースト」と略す場合がある）が塗布されているために、素子実装工程において、板状素子の金属酸化物端子部と実装基板の金属端子部とが接触するように板状素子を実装基板に配置して加熱するだけで端子間の接続ができる。このため、従来の実装工程と同様の簡易さで端子間の接続が可能であるためセンサーをより安価に作製することが可能である。
【００４９】
加えて、板状素子を素子集積体として一括して作製するために、板状素子１つ当りの作製コストを安くでき、更に、素子切断工程前に一括して半田対応ペーストを素子集積体上の金属酸化物端子の接続面に塗布するために、素子集積体を切断した後の個々の板状素子や切断された素子集積体毎に半田対応ペーストを塗布する必要が無くセンサーをより安価に作製することが可能である。
【００５０】
このような第１の本発明のセンサー製造方法は、主に同一仕様のセンサーを大量に量産する場合に特に適したセンサー製造方法である。
一方、市場のニーズが多様で、多品種少量生産が必要な場合には、以下に説明する第２の本発明のセンサー製造方法を利用することができる。但し、第１の本発明のセンサー製造方法および以下に説明する第２の本発明のセンサー製造方法は、上記に説明したような生産目的にのみ限定されるものではない。
【００５１】
すなわち、第２の本発明のセンサー製造方法は、接続面が少なくとも導電性金属酸化物からなる金属酸化物端子を、少なくとも片面に１つ以上設けた板状素子および／または該板状素子を平面上に２つ以上配列した素子集積体と、少なくとも半田が塗布された金属端子を少なくとも備えた実装基板とを少なくとも用いて、前記板状素子および／または前記素子集積体の金属酸化物端子部と、前記実装基板の金属端子部とを重ね合わせて加熱し接合する素子実装工程を少なくとも経てセンサーを作製するセンサー製造方法において、前記板状素子および／または前記素子集積体の金属酸化物端子の接続面に半田適性を有する導電性ペーストを塗布する導電性ペースト塗布工程を含み、該導電性ペースト塗布工程後に前記実装工程が行われることを特徴とする。
【００５２】
従って第２の本発明のセンサー製造方法によれば、少なくとも板状素子側の金属酸化物端子と実装基板側の予め半田が塗布された金属端子とを重ね合わせて加熱することにより接続してセンサーを作製する際に、金属酸化物端子の表面に半田適性を有する導電性ペーストが塗布されているため、板状素子側の金属酸化物端子と実装基板側の金属端子との間を導通不良が起きないように接続できる。
【００５３】
また、予め板状素子の金属酸化物端子の接続面に半田対応ペーストが塗布されているために、素子実装工程において、板状素子の金属酸化物端子部と実装基板の金属端子部とが接触するように板状素子を実装基板に配置して加熱するだけで端子間の接続ができる。このため、従来の実装工程と同様の簡易さで端子間の接続が可能であるためセンサーをより安価に作製することが可能である。
【００５４】
なお、本発明において、「板状素子」とは、その形状が板状であり、少なくとも片面に、接続面が少なくとも導電性金属酸化物からなる金属酸化物端子を備えた構成を有する素子である。また、当該接続面とは、素子実装工程において実装基板側の金属端子上の半田が設けられた部分と接触させた状態で加熱することにより、金属酸化物端子と金属端子との間に電気的接続部を形成するための面を意味する。
【００５５】
板状素子には、少なくとも上記に説明した金属酸化物端子が１つ以上設けられていれば端子の数は特に限定されないが、プラス端子およびマイナス端子として機能する２つの端子、あるいは、バイアス印加用やアース等として機能可能な端子を加えた３つの端子からなることが好ましい。また、金属酸化物端子が１つ以上設けられていれば、端子の数が２以上からなる場合には、金属酸化物端子以外に金属端子を設けてもよい。
【００５６】
一方、本発明に用いられる板状素子の機能は、光、音、熱等の外部からの刺激（エネルギー）を電気信号に変換するセンサー機能を少なくとも備え、且つ、単体ではセンサーとして機能できず、他の電子部品、回路や素子と電気的に接続し組み合わせて用いる必要がある素子を意味する。
【００５７】
また、本発明において、「金属酸化物端子」とは、接続面が少なくとも導電性金属酸化物からなる端子であれば特に限定されないが、端子部分全体が導電性金属酸化物からなるものであってもよい。金属酸化物端子を構成する導電性金属酸化物は公知の材料を利用できるが、作製されるセンサーが、紫外線検出センサーのように光を感知するようなセンサーである場合には所望の波長域の光を透過できるような材料からなることが好ましく、このような材料としては例えばＩＴＯ等の公知の透明で、導電性を有する金属酸化物を利用することができる。
【００５８】
なお、素子実装工程において、金属酸化物端子部と実装基板側の金属端子部との接続に実質的に何らの悪影響を及ぼさないのであれば、金属酸化物端子の接続面上には、半田対応ペースト塗布前に予め薄い金属膜や樹脂膜等が形成されていてもよい。このような薄い金属膜や樹脂膜としては、金属酸化物端子の接続面に対する接着力が弱く容易に剥離するようなものや、導電性ペースト塗布工程や素子実装工程において容易に接続面表面から消失したり、半田対応ペースト中に導電性や接着性に影響が無いように均一に分散したりするものが挙げられ、例えば、非常に薄いＡｕの膜などを設けることができる。
【００５９】
このような接続面上に設けられた薄い金属膜や樹脂膜は、金属酸化物端子が透明なガラス等の基板上に設けられたＩＴＯのような透明な導電性金属酸化物からなる場合において、手作業で素子実装工程を行う場合や、板状素子単体で何らかの検査等を行う必要がある場合には、金属酸化物端子を肉眼で識別するためのマーカーとして利用することができる。
【００６０】
本発明に用いられる板状素子は、上記したような形状、構成および機能を少なくとも備えたものであれば特に限定されないが、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択される１以上の元素と窒素原子とを含む半導体層を含む紫外線検出素子であることが好ましい。このような紫外線検出素子を用いて本発明のセンサー製造方法より作製された紫外線検出センサーは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択される１以上の元素と窒素とを含む半導体層を有しているため、長寿命で信頼性が高い。なお、このような紫外線検出素子の詳細については後述する。
【００６１】
また、本発明において、「素子集積体」とは、板状素子を平面上に２つ以上配列したものであればその構成は特に限定されず、素子集積体を構成する個々の板状素子の構成や機能は同一であってもよく、異なっていてもよい。
また、センサーの作製に際しては、素子集積体を、個々の板状素子に切断して、これをセンサーに組み込んで組み立ててもよいし、一列に２以上の板状素子が並ぶように切断する等、２以上の板状素子を所望の配列となるように切断して得られた素子集積体をセンサーに組み込んで、複数のチャンネルを有するセンサー等として組み立ててもよい。また、素子集積体を一切の切断を経ずにそのまま用いてセンサーとして組み立ててもよい。
【００６２】
素子集積体は、フォトリソグラフィ、エッチング、スパッタリング等の成膜方法等、公知の方法を組み合わせて定法により大面積の基板上に多数の板状素子が規則的に配列するように作製されたものが好ましく用いられる。また、素子集積体を素子切断工程において素子単位で切断する際に、ダイシング等により機械的に切断する場合には、個々の板状素子の配列は桝目状であることが好ましく、個々の板状素子間のスペースは、ダイシングに用いられる歯の幅よりも十分に広いことが好ましい。
【００６３】
また、本発明に用いられる「半田適性を有する導電性ペースト（半田対応ペースト）」とは、導電性の金属酸化物と半田との間に介在させて加熱し接着した際に、導電性金属酸化物−半田の界面を接合することができるのみならず、接合された導電性金属酸化物−半田間が電気的にも導通可能であるような接合を形成することができる導電性ペーストを意味する。
【００６４】
既述したように、単に導電性の金属酸化物と半田との間を加熱して接着することは、既述したように出来ない。一方、従来の導電性ペーストで導電性金属酸化物上に電極を形成し半田との間に介在させて加熱し接着した場合には、導電性金属酸化物−半田の界面を接合することが不可能であり十分な接着強度が得られない。また、接触した導電性金属酸化物−半田間は電気的に導通不可能であったり導通が不充分である場合が多い。このため、センサーそのものの組み立てができなかったり、組み立てられたセンサーの導通不良による不良品の発生率が非常に大きくなる。このような導通不良は、導電性ペーストが金属と共に樹脂成分を含んでおり、加熱された際に、銀等の導電性ペーストに含まれる導電性物質の偏在が起こり、半田層の金属との混合や合金化が難しいためであると考えられている。
しかしながら、導電性の金属酸化物と半田との接着に際して半田対応ペーストを用いればこのような問題の発生を防ぐことができる。
【００６５】
なお、本発明に用いられる半田適性を有する導電性ペーストとは、具体的には導電性を付与する金属として、ＡｇやＡｇ／Ｐｄ，Ａｇ／Ｐｄ／Ｐｔ，Ａｕ，Ａｕ／Ｐｄ，Ａｕ／Ｐｔを導体としたもので、半田適性を付与するためにＳｎあるいは／およびＰｂを含むことが好ましい。このような半田適性を有する導電性ペーストは半田との濡れ性がよく、浸漬法による半田付けやソルダーペーストによるリフロー工程による半田つけが可能である。半田適性を有する導電性ペ−ストの硬化条件は、従来の導電性ペーストよりもより高い硬化温度である１８０℃以上の温度で硬化するために、半田くわれを生じにくく接合に好適である。接合させる半田の温度は２００℃から３００℃で１秒から１０秒が好適である。またフラックスを用いても良く、非活性ロジンまたはマイルド活性ロジン系が好ましい。また半田適性を有する導電性ペーストは鉛フリー半田であることが好ましい。
【００６６】
このような半田対応ペーストとしては、市販のものが利用でき、例えば、シルベイント（村田製作所）銀系導体ペーストＣ４４００ＵＦ（Ａｇ），Ｃ８７１０ｇ），Ｃ４５７０（Ａｇ／Ｐｔ＝２７／１（重量比）），Ｃ４９８１Ｔ（Ａｇ／Ｐｄ／Ｐｔ），Ｃ４３１０／Ｃ１２１８（Ａｇ／Ｐｄ＝６／１（重量比）），Ｃ１２１４／Ｃ１２１８，金系のＣ５７５８Ｍ（Ａｕ／Ｐｄ＝２５／１（重量比））等（以上ヘレウス社製）が挙げられる。
【００６７】
このような半田対応ペーストを用いて、素子集積体の状態や単体状態の板状素子の金属酸化物端子の接続面に半田対応ペーストを塗布する導電性ペースト塗布工程は、手作業による塗布も含め、公知の方法を利用して半田対応ペーストを金属酸化物端子の接続面に塗布することができる。
【００６８】
しかしながら、導電性ペースト塗布工程はマスクを用いてスクリーン印刷法やスプレー塗布などで行うことが好ましい。例えば、素子集積体の金属酸化物端子部分に対応する位置に開口されたマスクを素子集積体上に配置して、ブレードを用いて半田対応ペーストを塗布することができる。半田対応ペースト塗布後には必要に応じて加熱処理を行い、半田対応ペーストを硬化・乾燥させる。
また、使用する半田対応ペーストが、レジストのような感光性も有する場合には、フォトマスクを用いた露光およびエッチングを組み合わせて半田対応ペーストを金属酸化物端子の接続面に形成することができる。
【００６９】
なお、金属酸化物端子の接続面上に形成・塗布される半田対応ペーストの厚みは特に限定されないが、接着性の確保、導通不良や他の端子部分との電気的短絡防止等の観点から、１μｍから１００００μｍの範囲内が好ましく、１０から５０００μｍの範囲内がより好ましい。また、半田対応ペーストを金属酸化物端子の表面に形成された薄い金属膜の表面に塗布してもよい。
【００７０】
金属酸化物端子あるいは金属酸化物端子／薄い金属膜の接続面上に半田対応ペーストが塗布された板状素子や素子集積体は、素子実装工程において、金属酸化物端子部と、実装基板の予め半田が塗布された金属端子部とを重ね合わせて加熱し接合される。このプロセスは、金属酸化物端子の接続面上に半田対応ペーストが塗布されていることを除けば、金属端子と、予め半田が塗布された金属端子とを接続する実装工程と実質的に同様である。なお、板状素子に金属酸化物端子以外の金属端子も設けられている場合には、素子実装工程と通常の実装工程とを同時に行うことができる。
【００７１】
なお、本発明において「実装基板」とは、板状素子や、素子集積体、その他の回路、素子等を安定した状態で固定できると共に、これらの素子や回路間の電気的接続を容易に行うことができるように、予め半田が塗布された金属端子が絶縁体の表面に少なくとも設けられた基板を意味する。
実装基板としては、一般的には金属端子やこれら端子間を繋ぐ配線が絶縁性基板の表面にプリントされ、且つ、金属端子の表面に半田を予め塗布した基板を用いることが好ましい。
【００７２】
本発明のセンサー製造方法のプロセスは、既述した導電性ペースト塗布工程、素子切断工程および素子実装工程の３つの工程を少なくとも含み、これら３つの工程は導電性ペースト塗布工程、素子切断工程、素子実装工程の順に実施されるプロセス（以下、「プロセスＡ」と略す場合がある）か、あるいは、導電性ペースト塗布工程および素子実装工程の２つの工程を少なくとも含み、これら２つの工程は導電性ペースト塗布工程、素子実装工程の順に実施されるプロセス（以下、「プロセスＢ」と略す場合がある）であれば特に限定されず、勿論、これらのプロセスＡ，Ｂに必要に応じて他の工程を加えたプロセスであってもよい。
【００７３】
例えば、本発明のセンサー製造方法により作製されるセンサーが、光電変換機能を有する半導体層を含む板状素子を用いた紫外線等の光を検知するセンサーである場合には、半導体層の受光部として機能する領域上を少なくとも覆うように保護膜を形成する保護膜形成工程を上記のプロセスに加えてもよい。
【００７４】
但し、プロセスＡに保護膜形成工程を加える場合には、保護膜形成工程が実施された後のいずれかの時点で素子切断工程が行われるように、個々の工程が実行されることが好ましく、これら２つの工程の間に他の工程をさらに実施してもよい。なお、素子切断工程の前に実施される２つの工程、すなわち、導電性ペースト塗布工程と保護膜形成工程とを実施する順番は特に限定されない。
また、プロセスＢに保護膜形成工程を加える場合には、保護膜形成工程が実施された後のいずれかの時点で素子実装工程が行われることが好ましく、これら２つの工程の間に他の工程をさらに実施してもよい。なお、素子切断工程の前に実施される２つの工程、すなわち、導電性ペースト塗布工程と保護膜形成工程とを実施する順番は特に限定されない。
【００７５】
なお、本発明において、「半導体層の受光部として機能する領域上」とは、例えば、図１および図３に示す第２の電極層１５０の表面に相当する受光部１１０で示される領域、および／または、絶縁性基板１２０の半導体層１４０が設けられた反対側の面上で受光部１１０に相当する領域を意味し、必ずしも受光する面を意味するものではない。
すなわち、保護膜は、板状素子の両面に半導体層を挟むように位置するこれら２つの領域の両方、あるいは、いずれか一方の領域上に設けることができる。なお、保護膜を２つの領域の両方に設けるか、いずれか一方の領域に設けるかは、▲１▼半導体層の両側に設けられている部材の厚みや機械的耐久性、▲２▼センサー作製時に板状素子をハンドリングする際にいずれの領域が顕著なダメージを受けやすいか否か、▲３▼センサーとした際にいずれの領域が顕著なダメージを受けやすいか否か等を考慮して決定される。
【００７６】
例えば、図３において、絶縁性基板１２０が機械的耐久性の点で十分な厚みと硬さを有する石英基板からなり、第２の電極層１５０が、機械的耐久性に乏しい薄いＡｕ膜からなる場合には、素子実装工程等において実装基板と接触して素子としての機能を損なうような致命的なダメージを受ける可能性の大きい第２の電極層１５０表面側の受光部として機能する領域上に保護膜を設けることが好ましい。
また、保護膜の形成に際しては、板状素子の半導体層の受光部として機能する領域に加えて、必要であれば他の部分（但し、少なくとも端子部分を除く）も保護膜で覆ってもよい。
【００７７】
保護膜の材料としては、少なくとも絶縁性と機械的耐久性とを有する材料が好適に用いられる。また、紫外線検出センサー等のように光を検出するセンサーを作製する場合には、保護膜を介して光を光電変換機能を有する半導体層等の部材に入射させて光を検出したい場合には、検出対象となる光の波長を透過できる材料を用いることが好ましい。
特に、検出対象となる光が紫外線である場合には、保護膜の材料としては石英やシリカガラス、シリコン窒化膜、高分子樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。これらの材料の中でもとくにシリコーン樹脂は加工性や撥水性、摩擦特性などの観点からより好適である。
【００７８】
保護膜を形成する方法は特に限定されず、使用する保護膜材料に適した公知の方法を利用することができる。例えば、保護膜材料を浸漬法やスプレー法で塗布し加熱して硬化あるいは反応させて保護膜を形成しても良いし、あるいはプラズマＣＶＤ法などで保護膜を成膜しても良い。また板状のものを貼り合わせて保護膜としても良い。
特に、保護膜材料としてシリコーン樹脂を用いる場合にはスプレー法が好ましいが、ブレード等を用いた塗布法や厚膜印刷法を用いてもよい。
【００７９】
以上に説明した本発明のセンサー製造方法により作製されるセンサーは、センサー１つ当りに使用する板状素子は１つのみでもよいが、２つ以上を用いてもよい。後者の場合には２以上の板状素子を平面上に配列した素子集積体を少なくとも１つ以上用いることもできる。
【００８０】
（素子集積体、板状素子）
次に、本発明の素子集積体および本発明の板状素子について説明する。
本発明の素子集積体は、接続面が少なくとも導電性金属酸化物からなる金属酸化物端子を、少なくとも片面に１つ以上設けた板状素子を平面上に２つ以上配列した素子集積体において、前記接続面に半田適性を有する導電性ペーストが塗布されたことを特徴とする。
【００８１】
従って、本発明の素子集積体を用いて、少なくとも既述したような素子実装工程を経ることによりセンサーを作製する場合には、金属酸化物端子の表面に半田対応ペーストが塗布されているため、板状素子側の金属酸化物端子と実装基板側の金属端子との間を導通不良が起きないように接続できる。
【００８２】
また、予め板状素子の金属酸化物端子の接続面に半田対応ペーストが塗布されているために、素子実装工程において、板状素子の金属酸化物端子部と実装基板の金属端子部とが接触するように板状素子を実装基板に配置して加熱するだけで端子間の接続ができる。このため、従来の実装工程と同様の簡易さで端子間の接続が可能であるためセンサーをより安価に作製することが可能である。
【００８３】
さらに、本発明の素子集積体を、一旦切断して得られた素子集積体や板状素子を用いて素子実装工程を経ることによりセンサーを作製する場合には、板状素子を素子集積体として一括して作製するために、板状素子１つ当りの作製コストを安くでき、更に、切断前に一括して半田対応ペーストを素子集積体上の金属酸化物端子の接続面に塗布するために、素子集積体を切断した後の個々の板状素子や切断された素子集積体毎に半田対応ペーストを塗布する必要が無くセンサーをより安価に作製することが可能である。
【００８４】
このような本発明の素子集積体は、主に同一仕様のセンサーを、少なくとも素子実装工程を経ることにより大量に量産する場合に特に適している。
一方、市場のニーズが多様で、多品種少量生産が必要な場合には、以下に説明する本発明の板状素子を利用することができる。但し、本発明の素子集積体および以下に説明する本発明の板状素子は、上記に説明したような生産目的にのみ限定して利用されるものではなく、素子実装工程を経ないセンサーや他の製品の作製にも勿論利用できる。
【００８５】
すなわち、本発明の板状素子は、接続面が少なくとも導電性金属酸化物からなる金属酸化物端子を、少なくとも片面に１つ以上設けた板状素子において、前記接続面に半田適性を有する導電性ペーストが塗布されたことを特徴とする。
【００８６】
従って、本発明の板状素子を用いて、少なくとも既述したような素子実装工程を経ることによりセンサーを作製する場合には、金属酸化物端子の表面に半田対応ペーストが塗布されているため、板状素子側の金属酸化物端子と実装基板側の金属端子との間を導通不良が起きないように接続できる。
【００８７】
また、予め板状素子の金属酸化物端子の接続面に半田対応ペーストが塗布されているために、素子実装工程において、板状素子の金属酸化物端子部と実装基板の金属端子部とが接触するように板状素子を実装基板に配置して加熱するだけで端子間の接続ができる。このため、従来の実装工程と同様の簡易さで端子間の接続が可能であるためセンサーをより安価に作製することが可能である。
【００８８】
なお、本発明の板状素子の作製方法は特に限定されないが、本発明の素子集積体を切断することにより作製したものであってもよい。
【００８９】
次に、本発明の素子集積体および本発明の板状素子に共通する事項について説明する。
本発明の素子集積体および本発明の板状素子の金属酸化物端子の接続面に塗布される半田対応ペーストやその塗布方法は、本発明のセンサー製造方法と同様である。
【００９０】
また、本発明の素子集積体を構成する個々の板状素子および本発明の板状素子は、既述したようにＡｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択される１以上の元素と窒素原子とを含む半導体層を含む紫外線検出素子であることが好ましい。このような板状素子がこのような紫外線検出素子である場合には、本発明の素子集積体や、本発明の板状素子を用いて作製される紫外線検出センサーは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択される１以上の元素と窒素とを含む半導体層を有しているため、長寿命で信頼性が高い。なお、このような紫外線検出素子の詳細については後述する。
【００９１】
また、本発明の素子集積体や本発明の板状素子を用いて作製されるセンサーがが、光電変換機能を有する半導体層を含む板状素子を用いた紫外線等の光を検知するセンサーである場合には、半導体層の受光部として機能する領域上を少なくとも覆うように保護膜が形成されていることが好ましい。
なお、保護膜材料、保護膜の形成方法、保護膜を形成する領域の判断基準等は、既述した本発明のセンサー製造方法と同様である。
【００９２】
（センサー）
次に、本発明のセンサーについて説明する。
本発明のセンサーは、少なくとも、本発明の素子集積体あるいは本発明の板状素子と、少なくとも半田が塗布された金属端子を少なくとも備えた実装基板とを用いたセンサーであって、本発明の素子集積体あるいは本発明の板状素子の金属酸化物端子部と実装基板の金属端子部とを重ね合わせて加熱し接合する素子実装工程を少なくとも経て作製されることを特徴とする。
【００９３】
従って、本発明のセンサーは、本発明の素子集積体あるいは本発明の板状素子を用いて作製されるため、板状素子側の金属酸化物端子と実装基板側の金属端子との間を導通不良が起きない。また、既述したように本発明の素子集積体あるいは本発明の板状素子は、本発明のセンサーを少なくとも素子実装工程を経て組み立てる際のコストを低くすることができるため、結果として、本発明のセンサーの最終的な作製コストも低く抑えることができる。
なお、本発明のセンサーは、本発明のセンサー製造方法によっても作製可能で、本発明のセンサー製造方法により作製された本発明のセンサーは上記と同様の効果を有する。
【００９４】
本発明のセンサーは、如何様なセンサーであってもよいが、記述したような紫外線検出素子を用いた、紫外線検出センサーであることが好ましい。
【００９５】
（紫外線検出センサー）
次に、上記に説明した本発明が、特に紫外線検出センサーに関わるものである場合について詳細に説明する。
【００９６】
−紫外線検出素子−
本発明に用いられる板状素子が紫外線検出素子である場合について、この紫外線検出素子一例について図面を用いて詳細に説明するが、本発明に用いられる紫外線検出素子は以下の例のみに限定されるものではない。
図４は、本発明に用いられる紫外線検出素子の層構成の一例を示す模式断面図であり、図４中、３０は紫外線検出素子、２０は導電性基板、２１は半導体層、２２は電極である。図４に示す紫外線検出素子１０は、導電性基板２０の片面に半導体層２１、電極２２が順に積層された構成を有する。
なお、導電性基板２０は、および／または、電極２２は半導体層２１が検知可能な紫外線を少なくとも透過することが可能な光学特性を有するものである。
【００９７】
また、図４に示す半導体層２１は複数の層からなっていてもよく、このような例を図５に示す。
図５は、本発明に用いられる紫外線検出素子の層構成の他の例を示す模式断面図であり、図５中、３１は紫外線検出素子、２０は導電性基板、２２は電極、２３はｎ型半導体層、２４はｉ型半導体層、２５はｐ型半導体層である。図５に示す紫外線検出素子１１は、導電性基板２０の片面に、ｎ型半導体層２３、ｉ型半導体層２４、ｐ型半導体層２５、電極２２がこの順に積層された構成からなるものである。なお、ｎ型半導体層２３、ｉ型半導体層２４、ｐ型半導体層２５の積層の順序はこの逆であってもよい。
【００９８】
紫外線の検出に際して光の入射は、導電性基板２０の電極２２が設けられた側から行っても良いし、導電性基板２０の電極２２が設けられた側の反対側の面から行っても良い。なお、このような場合、導電性基板２０、および／または、電極２２は、３つの半導体層により検知される紫外線を透過する光学的特性を有することが必要である。
【００９９】
また、図４および５に示す紫外線検出素子３０、３１において、電極２２の表面に表面層が設けられていてもよい。この表面層は物理的な傷などに対する保護の役目を果たすほか、湿度や化学物質などからセンサー活性部の影響を低減する機能を兼ねるものであってもよい。また素子切断工程等において、素子集積体を加工する場合の保護膜としての役割も果たすことができる。
【０１００】
なお、図４および５は、紫外線検出素子の基本的な層構成について示したもので、板状素子とする場合には、図１や図３に示したような形態を取ることができるがこれに限定されるものではない。
【０１０１】
−窒化物半導体−
本発明に用いられる紫外線検出素子の半導体層は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択される１以上の元素と窒素とを含む半導体（以下、「窒化物半導体」と略す）からなるものであれば特に限定されないが、具体的には以下に説明するような窒化物半導体からなることが好ましい。
【０１０２】
本発明に用いられる窒化物半導体の結晶性は特に限定されず、非晶質であってもよく、微結晶相からなっていてもよく、微結晶相および非晶質相の混合状態であっても良く、多結晶でもよく、単結晶であっても良い。
結晶系は立方晶あるいは６方晶系のいずれか一つであっても複数の結晶系が混合された状態でもよい。微結晶の大きさは５ｎｍから５μｍであり、Ｘ線回折や電子線回折および断面の電子顕微鏡写真を用いた形状測定などによって測定できることができる。また柱状成長したものでも良いし、Ｘ線回折スペクトルで単一ピークであり、結晶面方位が高度に配向した膜でも良いし、また単結晶でも良い。
【０１０３】
窒化物半導体が非単結晶の場合（特に多結晶体の場合）には、この窒化物半導体は水素原子を含むことが好ましい。この場合、バンドギャップ内に存在する欠陥準位を不活性化することができるため、欠陥準位により、検出対象となる波長域よりも長波長側の領域に発生する感度を抑えたり、無くすことができる。
なお、窒化物半導体中に含まれる水素原子は０．５ａｔ％〜５０ａｔ％の範囲内で含まれていることが好ましい。また一配位のハロゲン元素が含まれていても良い。
【０１０４】
この窒化物半導体に含まれる水素が０．５原子％未満では、結晶粒界での結合欠陥とあるいは非晶質相内部での結合欠陥や未結合手を水素との結合によって無くし、バンド内に形成する欠陥準位を不活性化するのに不十分であり、結合欠陥や構造欠陥が増大し、暗抵抗が低下し光感度がなくなるため、この窒化物半導体を用いて紫外線センサーを作製しても実用的な紫外線センサーとして機能することができない場合がある。
【０１０５】
これに対し、窒化物半導体に含まれる水素原子が５０原子％をこえると、水素が三族元素及び窒素原子に２つ以上結合する確率が増え、これらの元素が３次元構造を保てず、２次元および鎖状のネットワークを形成するようになり、とくに結晶粒界でボイドを多量に発生するため結果としてバンドギャップ内に新たな準位を形成し、電気的な特性が劣化すると共に硬度などの機械的性質が低下する場合がある。さらに窒化物半導体が酸化されやすくなり、結果として窒化物半導体中に不純物欠陥が多量に発生することとになり、良好な光電変換特性が得られなくなる。
【０１０６】
また、窒化物半導体中に含まれる水素原子が５０原子％をこえると、電気的特性を制御するためにドーパントを添加したような場合において、このドーパントが水素原子により不活性化されるため、結果として電気的に活性な非単結晶の窒化物半導体が得られない。
なお、窒化物半導体中に含まれる水素量についてはハイドジェンフォワードスキャタリング（ＨＦＳ）により絶対値を測定することができる。また加熱による水素放出量の測定あるいはＩＲスペクトルの測定によっても推定することができる。また、これらの水素結合状態は赤外吸収スペクトルによって容易に測定することできる。
【０１０７】
窒化物半導体中に含まれる三族元素とチッ素原子との原子数比は、０．５：１．０〜１：０．５の範囲内が好ましい。原子数比が０．５：１．０以下の場合，あるいは、１：０．５以上の場合では三族元素とチッ素原子との結合において四面体型を取る部分が少なくなり欠陥が多くなり良好な窒化物半導体として機能しなくなる場合がある。
【０１０８】
窒化物半導体のバンドギャップは、窒化物半導体に含まれる三族元素が２種以上である場合、この混合比を変えることによって所望の値に調整することができる。
例えば、３．２〜３．５ｅＶのバンドギャップ（約４２０ｎｍ〜３００ｎｍの長波長吸収端に相当）を有するＧａＮ：Ｈをベース組成として、この組成にＡｌを加えることによって３．５〜６．５ｅＶのバンドギャップ（３００ｎｍ〜１８０ｎｍの長波長吸収端に相当）にまで変化させることができる。また、前記ベース組成にＡｌとＩｎとを加えることによってもバンドギャップを調整することができる。
【０１０９】
なお、バンドギャップは波長（ｅＶ）と吸収係数（αｅ）との２乗のプロットより、低エネルギーの直線部分を外挿した点から求めることができる。あるいは、吸収係数が１００００ｃｍ−１の波長（ｅＶ）として求めてもよい。吸収係数はバックグランドを除外した吸光度を用いるか膜厚依存性を測定して求めることができる。
【０１１０】
水素を含む窒化物半導体としては、例えば透過電子線回折パターンにおいて全くリング状の回折パターンがなくぼんやりしたハローパターンの完全に長距離秩序の欠如しているものから、ハローパターンの中にリング状の回折パターンが見られるものさらにその中に輝点が見られるものが好適である。
このような水素を含む窒化物半導体は透過電子線回折より広範囲を観測するＸ線回折測定においては殆どピークが確認できないことが多い。また透過電子線回折パターンにおいてリング状の回折パターンとともに輝点が多数見られるもの、さらにほとんどスポット状の輝点のみであってもＸ線回折測定において多結晶あるいはもっとも強いピーク強度が単結晶にくらべると弱くかつ他に弱い他の面方位のピークが混在しているものであってもよい。また、ほとんど一つの面方位からなるＸ線回折スペクトルを示ものであってもよい。さらに赤外吸収スペクトルでは水素との結合ピークが存在するとともにＩＩＩ族原子とＮ原子との結合の振動吸収ピークの半値幅が、窒化物半導体の結晶構造が非晶質が主体である場合には１５０ｃｍ−１以上であり、微結晶性の場合には１００ｃｍ−１以下であってもよい。なお、半値幅とはＩＩＩ族原子とＮ原子の結合を主体とする吸収の複数のピークからなる吸収帯の最高強度とバックグランドを除いた強度を１／２とした位置での幅である。
【０１１１】
なお、窒化物半導体の吸光係数は分光光度計で吸収量を測定し、膜厚で除したものを自然対数系で現したものであり、４００ｎｍの光透過量は透明とみなせるためには２００００ｃｍ−１以下が好ましく、さらに好ましくは１００００ｃｍ−１が良い。これらの値はほぼバンドギャップとしては３．０ｅＶ以下に相当する。
【０１１２】
また、窒化物半導体中に含まれる各元素組成はＸ線光電子分光（ＸＰＳ）、エレクトロンマイクロプローブ、ラザフォードバックスキャタリング（ＲＢＳ）、二次イオン質量分析計等の方法で測定することが出来る。
【０１１３】
本発明に用いられる窒化物半導体は、ｐ，ｎ制御のために元素（ドーパント）をドープすることができる。ｎ型用の元素としてはＩａ族のＬｉ，Ｉｂ族のＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，ＩＩａ族のＭｇ，ＩＩｂ族のＺｎ，ＩＶａ族のＳｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，ＶＩａ族のＳ，Ｓｅ，Ｔｅを用いることができる。
ｐ型用の元素としてはＩａ族のＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｉｂ族のＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，ＩＩａ族のＢｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｒａ，ＩＩｂ族のＺｎ，Ｃｄ，Ｈｇ，ＩＶａ族のＣ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，ＶＩａ族のＳ，Ｓｅ，Ｔｅ、ＶＩｂ族のＣｒ，Ｍｏ，Ｗ，ＶＩＩＩａ族のＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉなどを用いることができる。
【０１１４】
窒化物半導体に水素を添加する場合には、窒化物半導体中に添加された水素がドーパントに結合してドーパントを不活性化しないようにすることが好ましい。この場合、欠陥準位をパッシベーションするための水素がドーパントよりもＩＩＩ族元素及びチッ素元素に選択的に結合する必要があり、この点から、特にｎ型用の元素としては、特に、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎが好ましく、ｐ型用の元素としては、特に、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｓｒが好ましい。
【０１１５】
本発明に用いられる窒化物半導体はアンドープの場合は弱いｎ型であり、光感度を得るためにショットキーバリアを形成したり、ｐｎ接合を形成したりして、内部に電界を形成することができる。また内部の空乏層を広げるためにｉ型とすることもできる。このような観点から用いられるドーパントとしては、特に、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｓｒが好ましい。
【０１１６】
ドーパントを窒化物半導体にドーピングする方法としては熱拡散法、イオン注入法等の公知の方法を採用することができる。
また、ドーピングの際に用いられる原料としては、ｎ型用としてはＳｉＨ４，Ｓｉ２Ｈ６，ＧｅＨ４，ＧｅＦ４，ＳｎＨ４等を、また、ｉ型用およびｐ型用としてはＢｅＨ２，ＢｅＣｌ２，ＢｅＣｌ４，シクロペンタジエニルマグネシウム、ジメチルカルシウム、ジメチルストロンチウム、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛等をガス状態で使用することができる。また元素を窒化物半導体中にドーピングするには、熱拡散法、イオン注入法等の公知の方法を採用することができる。
【０１１７】
基板上に形成される半導体層は、簡単には基板上に単層の半導体層を形成することによってショットキー型の素子とすることもできるし、ｐｎダイオード構成やｐｉｎ構成などを作製することによつてさらに高効率化することができる。
半導体層を構成する窒化物半導体はＡｌ，Ｇａ，Ｉｎの少なくとも一つ以上のＩＩＩ族元素とチッ素と水素を含むｎ型あるいはｐ型の半導体からなるものでもよいし、さらに高濃度のドーピングを行った膜ｐ＋あるいはｎ＋層を挿入しても良いし、低濃度のドーピングを行った膜ｐ−あるいはｎ−層を挿入しても良い。
【０１１８】
さらに、窒化物半導体のＡｌ，Ｇａ，Ｉｎの元素の量の総和ｘとチッ素の量ｙと比はｘ：ｙ＝０．５：１．０から１．０：０．５の間にあることが好ましい。
さらに透明性や障壁の形成のために半導体層がｐ型、ｉ型、ｎ型の３つの半導体層で構成される場合には、各層のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ：Ｈで表される組成比（但しｘ＝０〜１．０，ｙ＝０〜１．０，ｚ＝０〜１．０）はそれぞれ異なっていてもよい。また、ｐ型、ｉ型、ｎ型からなるそれぞれの半導体層が、複数の異なる組成からなる層より構成されていてもよい。
【０１１９】
−窒化物半導体の製造方法−
上記に説明したような窒化物半導体は、例えば、以下に説明するような方法により作製することができる。
図６は、本発明に用いられる窒化物半導体の作製に使用する成膜装置の構成例を示す概略模式図である。
図６において、１は真空に排気しうる容器、２は排気口、３は基板ホルダー、４は基板加熱用のヒーター、５，６は容器１に接続された石英管であり、それぞれガス導入管９，１０に連通している。また、石英管５にはガス導入管１１に接続され、石英管６にはガス導入管１２が接続されている。
【０１２０】
この成膜装置においては、チッ素元素源として、例えば、Ｎ２を用いガス導入管９から石英管５に導入する。マグネトロンを用いたマイクロ波発振器（図示せず）に接続されたマイクロ導波管８に２．４５ＧＨｚのマイクロ波が供給され石英管５内に放電を発生させる。別のガス導入口１０から、例えばＨ２を石英管６に導入する。高周波発振器（図示せず）から高周波コイル７に１３．５６ＭＨｚの高周波を供給し、石英管６内に放電を発生させる。放電空間の下流側よりトリメチルガリウムをガス導入管１２より導入することによって基板上に窒化物半導体を成膜することができる。
【０１２１】
窒化物半導体の結晶性（例えば、非晶質、微結晶、多結晶、単結晶の状態や、多結晶の場合の結晶の配向性等）は基板の種類、基板温度，ガスの流量圧力、放電条件を制御することにより調整することができる。この場合の基板温度は１００℃〜６００℃の範囲内とすることが好ましい。
基板温度が高い場合および／または三族元素を含む原料ガスの流量が少ない場合には微結晶や単結晶状になりやすい。基板温度が３００℃より低い場合には三族元素原料ガスの流量が少ない場合に結晶性となり、また基板温度が３００℃より高い場合には低温条件よりも三族元素原料ガス（例えばトリメチルガリウム等）の流量が多い場合でも結晶性となりやすい。また、例えばＨ２放電を行った場合には、これを行なわないよりも結晶化を進めることができる。三族元素原料ガスとしてはトリメチルガリウムの代わりにインジウム、アルミニウムを含む有機金属化合物を用いることもできるし、また、２種以上の原料ガスを混合することもできる。また、これらの有機金属化合物は、ガス導入管１１から別々に導入しても良い。
【０１２２】
また、Ｃ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎから選ばれた少なくとも一つ以上の元素を含むガス、あるいはＢｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｓｒから選ばれた少なくとも１つ以上の元素を含むガスを放電空間の下流側（ガス導入管１１又はガス導入管１２）から導入することによってｎ型、ｐ型等任意の伝導型の非晶質あるいは微結晶の窒化物半導体を得ることができる。Ｃを含むガスとしては、条件によっては有機金属化合物に含まれる炭素を使用してもよい。
【０１２３】
上述のような装置において放電エネルギーにより形成される活性チッ素あるいは活性水素を独立に制御してもよいし、ＮＨ３のようなチッ素と水素原子を同時に含むガスを用いてもよい。さらにＨ２を加えてもよい。また、有機金属化合物から活性水素が遊離生成する条件を用いることもできる。このようにすることによって、基板上には活性化された三族元素原子、チッ素原子が制御された状態で存在し、かつ水素原子がメチル基やエチル基をメタンやエタン等の不活性分子にするために低温にも拘わらず、炭素が入らず、膜欠陥が抑えられた非晶質あるいは結晶性が生成できる。またプラズマＣＶＤ装置を用いてもよい。
【０１２４】
上述の装置においてプラズマを活性化する手段として、高周波発振器、マイクロ波発振器、エレクトロサイクロトロン共鳴方式やヘリコンプラズマ方式であっても良いし、これらの一つを用いても良いし、二つ以上を用いてもよい。また、二つ共マイクロ波発振器であっても良いし、２つ共高周波発振器で有っても良い。また高周波放電の場合、誘導型でも容量型でも良い。また２つ共エレクトロンサイクロトロン共鳴方式を用いても良い。
異なる活性化手段（励起手段）を用いる場合には、同じ圧力で同時に放電が生起できるようにする必要があり、放電内と成膜部（容器１内）に圧力差を設けても良い。また同一圧力で行う場合、異なる活性化手段（励起手段）、例えば、マイクロ波と高周波放電を用いると励起種の励起エネルギーを大きく変えることができ、膜質制御に有効である。
【０１２５】
なお、窒化物半導体の作製に際して用いる原料としては、Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎのなかから選ばれる一つ以上の元素を含む有機金属化合物を用いることができる。
これらの有機金属化合物としてはトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、ターシャリーブチルアルミニウム、トリメチルガリウム、トリエチルガリウム、ターシャリーブチルガリウム、トリメチルインジウム、トリエチルインジウム、ターシャリーブチルインジウムなどの液体や固体を気化して単独にあるいはキャリアガスでバブリングすることによって混合状態で使用することができる。キャリアガスとしては水素，Ｎ２，メタン，エタンなどの炭化水素、ＣＦ４，Ｃ２Ｆ６などのハロゲン化炭素などを用いることができる。
【０１２６】
チッ素原料としてはＮ２，ＮＨ３，ＮＦ３，Ｎ２Ｈ４、メチルヒドラジンなどの気体、液体を気化あるいはキャリアガスでバブリングすることによって使用することができる。
【０１２７】
本発明に用いられる窒化物半導体は、上記に説明した以外の方法を利用しても作製することができ、図６に示す例のみに限定されるものではない。例えば、反応性蒸着法やイオンプレーイング、リアクティブスパッターなど少なくとも水素が活性化された雰囲気で窒化物半導体を作製することも可能である。
【０１２８】
−導電性基板および電極−
紫外線検出素子に用いられる導電性基板としては、アルミニウム、ステンレススチール、ニッケル、クロム等の金属及びその合金結晶、Ｓｉ，ＧａＡｓ，ＧａＰ，ＧａＮ，ＳｉＣ，ＺｎＯなどの半導体を挙げることができる。
また、基板表面に導電化処理を施した絶縁性基板を使用することもできる。絶縁性基板としては、高分子フィルム、ガラス、石英、セラミック等を挙げることができる。導電化処理は、上記の金属又は金、銀、銅等を蒸着法、スパッター法、イオンプレーティング法などにより成膜して行う。
また、導電性基板が紫外線に対して透光性を有する場合には、ガラス、石英、サファイア、ＭｇＯ，ＳｉＣ，ＺｎＯ，ＬｉＦ，ＣａＦ２等の透明な無機材料、また、弗素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ等の透明な有機樹脂のフィルムまたは板状体、さらにまた、オプチカルファイバー、セルフォック光学プレート等の表面に導電化処理を施した基板が使用できる。
【０１２９】
また、電極としては、ＩＴＯ、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅等の透明導電性材料を用い、蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の方法により形成したもの、あるいはＡｌ，Ｎｉ，Ａｕ等の金属を蒸着やスパッタリングにより形成したものが用いられる。
また窒化物半導体層上に設けられる電極が紫外線を透過する場合には、上記の透明導電性材料を用いることができるが、電極を透過する紫外線の波長が３００ｎｍ以下の場合にはＡｌ，Ｎｉ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ａｇ等の金属を蒸着やスパッタリングにより光が透過するように薄く形成したものが用いられる。厚さは５ｎｍから１００ｎｍであり、薄すぎると光透過率は大きいが電気抵抗が高くなる場合があり、厚すぎると十分な量の紫外線が透過できない場合がある。
【０１３０】
【実施例】
以下に本発明を実施例を挙げてより具体的に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１３１】
（実施例１）
図６に示すような構成を有する成膜装置を用いて以下の手順で図７に示すような３６個の紫外線検出素子を６×６の桝目状に配列した紫外線検出素子集積体を作製した。
まず、洗浄したガラス基板（コーニング社製、７０５９ガラス基板）上に、スパッタリング法により形成した膜厚が２００ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜を、所定の形状にパターニングして透明電極設けた透明電極付き基板を、透明電極面を上にして真空容器１内に設置した。この際、成膜用マスクを透明電極付き基板上に重ねて設置した。
【０１３２】
次に、排気口２を介して真空容器１内を真空排気後、ヒーター４により透明電極付き基板を３８０℃に加熱した。その後、Ｎ２ガスをガス導入管９より直径２５ｍｍの石英管５内に２０００ｓｃｃｍ導入し、マイクロ波導波管８を介して２．４５ＧＨｚのマイクロ波を出力２５０Ｗにセットしチューナでマッチングを取り放電を行った。この時の反射波は０Ｗであった。また、Ｈ２ガスをガス導入管１０より直径３０ｍｍの石英管６内に１０００ｓｃｃｍ導入し、高周波コイル７を介して１３．５６ＭＨｚの高周波電力の出力を１００Ｗにセットしチューナでマッチングを取り放電を行った。この時の反射波は０Ｗであった。
【０１３３】
この状態でガス導入管１２より０℃で保持されたトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）の蒸気を水素をキャリアガスとして用いバブリングしながらマスフローコントローラーを通して０．３ｓｃｃｍ導入した。さらに水素をキャリアガスとしたシクロペンタジエニルマグネシウムを１ｓｃｃｍ導入した。この時バラトロン真空計で測定した反応圧力は０．５Ｔｏｒｒであった。この状態で成膜を６０分間行い膜厚が０．２μｍのｉ型のＧａＮ：Ｈ膜を作製した。
【０１３４】
このＧａＮ：Ｈ膜の上に、個々の紫外線検出素子の受光部および端子部（但し１対の端子部の片方）に相当する部分を開口した電極形成用マスクを重ね、蒸着法により膜厚が１００ｎｍのＡｕ膜を受光部および端子部（但し１対の端子部の片方）に形成し、図７に示すような紫外線素子集積体３００を作製した。
なお、図７に示す紫外線素子集積体３００は、図１に示す紫外線検出素子１００を縦横６×６の桝目状に配置したものであり、第１の端子１０１表面がＩＴＯから構成され、第２の端子１０２表面がＡｕから構成されたものである。
【０１３５】
次に、図８に示すような紫外線素子集積体３００の受光部近傍に対応する部分のみを開口したマスクを、紫外線素子集積体３００の全ての紫外線検出素子１００について端子１０１、１０２を覆い、受光部１００が露出するように設置した。
なお、図８は、紫外線素子集積体３００に保護膜を形成するためのマスクの上面図について示したものであり、４００がマスク、４０１が開口部（紫外線素子集積体３００の２列目および３列目と、４列目および５列目に配置された紫外線検出素子１００の２列に配置された１２個の受光部１００に対応して設けられた開口部）、４０２が開口部（紫外線素子集積体３００の１列目と、６列目とに配置された紫外線検出素子１００の１列に配置された６個の受光部１００に対応して設けられた開口部）を表す。
この状態で、紫外線素子集積体３００の受光部１００にシリコーン樹脂（トーレシリコンＳＲ２４０５）によりスプレー法にて塗布し、その後１６０℃で３０分硬化させることにより保護膜を形成した。
【０１３６】
その後、図９に示すような紫外線素子集積体３００の端子に対応する部分のみを開口したマスクを用いて半田適性を有する導電性の銀エポキシペースト（村田製作所製、シルベイントＣＰ−７Ｅ−４Ｈ）をブレードを用いて塗布した。なお、図９は、紫外線素子集積体３００の端子部にのみ半田適性を有する導電性ペーストを塗布するためのマスクの上面図であり、５００がマスク、５０１が紫外線素子集積体３００の端子部１０１および１０２に対応するように設けられた開口部を表す。
次に、銀エポキシペーストを塗布後２００℃で焼成し、その後、マスク５００を取り除いて、端子１０１、１０２表面に半田適性を有する導電性ペーストが形成された紫外線検出素子集積体３００を得た。
【０１３７】
次にこの紫外線検出素子集積体を幅５０μｍの歯を設けたダイサーにより各々の紫外線検出素子毎に切断して紫外線検出素子を得た。
次に、この紫外線検出素子を、富士ゼロックス社製ＵＶｃａｒｅｍａｔｅ  ＰＲＯに外付けされ、金属端子の表面に予め半田が印刷された実装基板上に、両者の端子同士を接触させて接着できるような位置に設置した。この状態で、２００℃、１０秒間加熱することにより、紫外線検出素子の端子と実装基板の端子とが接触した部分を接続し、実装基板上に紫外線検出素子を取りつけた。
なお、端子の接続に際しては、紫外線検出素子のＩＴＯからなる端子側に半田適性の有る導電性ペーストが塗布されていたため、端子同士の接触部を加熱するのみで接着させることができた。また、実装基板には予め紫外線検出素子から発生する信号を取り出して紫外線強度として表示できる機能を備えた回路が予め接続されたものを用いた。
【０１３８】
このようにして得られた紫外線検出センサーに対して、紫外線検出素子のガラス基板側から紫外線を照射したところ５４００μＷ／ｃｍ２の紫外線強度を測定することができ、紫外線検出素子のＩＴＯからなる端子と、実装基板の金属端子との間は十分に導通していることが確認された。
【０１３９】
（比較例１）
実施例１において、半田対応ペーストの代りに、半田適性を有さない通常の導電性ペースト（藤倉化成製、ドータイト）を用いた以外は実施例１と同様にして紫外線検出センサーを作製した。
このようにして得られた紫外線検出センサーに対して、紫外線検出素子のガラス基板側から紫外線を照射したが紫外線強度を測定することができなかった。原因を調べたところ、紫外線検出素子のＩＴＯからなる端子と、実装基板の金属端子との間で導通不良が発生していることが確認された。
【０１４０】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、少なくとも板状素子側の端子と実装基板側の予め半田が塗布された端子とを重ね合わせて加熱することにより接続してセンサーを作製する際に、導通不良が起きないように接続でき、且つ、センサーをより安価に作製することが可能な素子集積体、板状素子、これらを用いたセンサーおよび該センサーの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は端子が設けられた側の面から見た紫外線検出素子の上面図である。
【図２】紫外線検出素子を実装基板に実装する工程を説明する概略模式図である。
【図３】図１に示す紫外線検出素子１００の模式断面図である。
【図４】本発明に用いられる紫外線検出素子の一例を示す模式断面図であある。
【図５】本発明に用いられる紫外線検出素子の他の例を示す模式断面図である。
【図６】本発明に用いられる窒化物半導体の作製に使用する成膜装置の構成例を示す概略模式図である。
【図７】実施例１で作製した紫外線素子集積体の上面図である。
【図８】図７に示す紫外線素子集積体３００に保護膜を形成するためのマスクの上面図である。
【図９】図７に示す紫外線素子集積体３００の端子部にのみ半田適性を有する導電性ペーストを塗布するためのマスクの上面図である。
【符号の説明】
１  真空に排気しうる容器
２  排気口
３  基板ホルダー
４  基板加熱用のヒーター
５，６  石英管
７  高周波コイル
８  マイクロ導波管
９、１０、１１、１２  ガス導入管
２０  導電性基板
２１  半導体層
２２  電極
２３  ｎ型半導体層
２４  ｉ型半導体層
２５  ｐ型半導体層
３０、３１  紫外線検出素子
１００  紫外線検出素子
１０１  第１の端子
１０２  第２の端子
１１０  受光部
１２０  絶縁性基板
１３０  第１の電極層
１４０  半導体層
１５０  第２の電極層
２０１  絶縁性基板
２０２  端子
２０３  半田
３００  紫外線素子集積体
４００  マスク
４０１、４０２  開口部
５００  マスク
５０１  開口部
【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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