(57)【要約】Ｘ線及びガンマ線放射エネルギー撮像デバイスにおける放射線検出器／撮像基板アレイ（２０）が記載され、それらはデバイスの検出器と読出し基板（２１）の間の電荷信号接続を提供するために電導性接着剤（３８）を使用する。本装置は複数の電導性ボンド（２５）を利用し、それらのそれぞれは画素パターンの画素コンタクト（２２）を信号コンタクトパターンの信号コンタクトに個別的に連結し、ボンド（２５）は電導性接着剤（３８）である。この結合技術はカドミウムテルル組成物を含む検出器基板を持つ検出／撮像アレイで特に有用である。本発明は“バンプ”電気コンタクトを持つまたは持たない半導体検出器及び読出し基板で実行できる。電導性ボンド（２５）は等方または異方伝導性接着剤（３８）のいずれかを利用する。
2006521683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線及びガンマ線放射エネルギー撮像デバイスにおいて、それが：
検出器基板を含み、この検出器基板が電極表面と画素表面を持ち、かつ電極表面に衝突する前記放射エネルギーを電荷に変換するように配置されており、画素表面が複数の画素及びその上に電荷を集めるために画素と組み合わされた画素コンタクトを持ち、画素コンタクトが画素コンタクトパターンで配置されており；
更に検出器基板の画素表面に対向して配置された読出し表面を持つＡＳＩＣ読出し基板を含み、複数の画素信号回路が読出し表面上に配置されており、信号回路がそれぞれ信号コンタクトパターンで読出し表面上に加工された信号コンタクトを持ち、信号コンタクトがＡＳＩＣ読出し基板の信号回路に入力されるものであり；かつ
更に複数の電導性ボンドを含み、これらのボンドのそれぞれが画素パターンの画素コンタクトを信号コンタクトパターンの信号コンタクトに個別的に連結し、これらのボンドが本質的に電導性接着剤からなる；
ことを特徴とする放射エネルギー撮像デバイス。
【請求項２】
検出器基板がカドミウム及びテルルからなる群から選ばれた元素を含むことを特徴とする請求項１に記載の放射エネルギー撮像デバイス。
【請求項３】
電導性ボンドがバンプボンドを含むことを特徴とする請求項１に記載の放射エネルギー撮像デバイス。
【請求項４】
電導性ボンドが等方伝導性接着剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の放射エネルギー撮像デバイス。
【請求項５】
電導性ボンドが異方伝導性接着剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の放射エネルギー撮像デバイス。
【請求項６】
請求項１に記載のＸ線及びガンマ線放射エネルギー撮像デバイスを製造する方法において、それが：
半導体検出器基板及びＡＳＩＣ半導体読出し基板を準備する段階を含み、この検出器基板が電極表面と画素表面を持ち、かつ電極表面に衝突する前記放射エネルギーを電荷に変換するように配置されており、画素表面が複数の画素及びその上に電荷を集めるために画素と組み合わされた画素コンタクトを持ち、画素コンタクトが画素コンタクトパターンで配置されており、ＡＳＩＣ読出し基板が読出し表面に配置された複数の画素信号回路を持つ読出し表面を持ち、信号回路がそれぞれ画素コンタクトパターンに対応する信号コンタクトパターンで読出し表面上に加工された信号コンタクトを持ち、信号コンタクトがＡＳＩＣ読出し基板の信号回路に入力されるものであり；
更に伝導性接着剤を画素コンタクト及び信号コンタクトからなる群から選ばれたコンタクトの組の少なくとも一つに適用する段階を含み；
更に半導体検出器基板の画素表面を半導体読出し基板の読出し表面と並置し、画素コンタクトを半導体読出し基板上の対応する信号コンタクトと密接させる段階を含み；かつ
更に伝導性接着剤被覆コンタクトの伝導性接着剤により加熱及び圧力の適切な条件下で検出器基板の画素コンタクトを半導体読出し基板上の対応する信号コンタクトに伝導的に接着させて請求項１の放射エネルギー撮像デバイスを製造する段階を含む；
ことを特徴とする放射エネルギー撮像デバイスを製造する方法。
【請求項７】
前記適用する段階が：
半導体検出器表面及び半導体読出し表面からなる群から選ばれた少なくとも一つの基板表面に伝導性接着剤を適用し、伝導性接着剤被覆コンタクトを持つ伝導性接着剤被覆半導体基板面を提供すること；
を含むことを特徴とする請求項６に記載の放射エネルギー撮像デバイスを製造する方法。
【請求項８】
伝導性接着剤が等方伝導性接着剤であることを特徴とする請求項６に記載の放射エネルギー撮像デバイスを製造する方法。
【請求項９】
伝導性接着剤が異方伝導性接着剤であることを特徴とする請求項６に記載の放射エネルギー撮像デバイスを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は２００２年３月２９日に出願された先行出願の米国仮出願シリアルＮｏ．６０／３６８５４０の利益を主張し、それに対して本願は正規の米国特許出願である。
【０００２】
本発明は目に見えない放射エネルギーを検出するための半導体デバイスの分野に関する。より詳細には、本発明は特定の半導体装置に伝導性接着剤を用いて結合されたカドミウムテルル化物基板を含む検出手段を持つ、対象物の像を形成するための撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体処理／読出し基板にソルダバンプ結合された半導体検出器基板を含む半導体放射線撮像デバイスの分野において、“コールド”ソルダジョイントの発生は問題になりうる。特許番号米国５３７９３３６号、米国５８１２１９１号、ＥＰ  １１６２８３３号及びＥＰ  ０４２１８６９号参照。コールドソルダジョイント（コールド溶接とも呼ばれる）はインジウム、鉛、スズ及び他の金属を含むソルダ合金を含む多種のソルダ組成物で起こりうる。
【０００４】
これは低温バンプ結合技術（米国特許５９５２６４６号参照）を含む、コールドジョイントの発生を減らす代替的なソルダリングまたはバンプ結合法を探索する分野を刺激した。しかし、現状のソルダリングまたは上述のバンプ結合技術は検出器基板に温度に敏感な半導体材料を利用する新しい高密度、撮像デバイス組立て工程の全ての要求を満たすことができない。これらの温度に敏感な半導体検出器基板はカドミウムテルル化物（ＣｄＴｅ）組成物及びカドミウム亜鉛テルル化物（ＣｄＺｎＴｅ）組成物のような、現在最も有望な金属間材料の幾つかを含む。
【０００５】
高密度半導体基板をソルダとともに結合するとき、相互連結容積は得られる撮像デバイス中で非常に小さい。有望な金属間検出器基板の幾つかの比較的もろい特性と結びついたこの小さな相互連結領域は相互連結の機械的安定性の減少及びこれらの金属間材料の幾つかと共にソルダバンプ結合が使用されるときの信頼性の低下をもたらしうる。さらに、半導体基板を結合するためのソルダ中の金属鉛（Ｐｂ）の使用は環境に潜在的に露出されるこの有毒な金属の量を増やす。
【０００６】
従って、もろくて温度に敏感な金属間半導体材料を過剰な熱または圧力に曝さない半導体基板結合技術を持つことは産業界にとって有益であるであろう。さらに、現在の結合技術より簡単で、コールドソルダジョイントまたはコールド溶接の問題に影響されにくく、かつ結合工程を達成するのに必要な金属鉛の量を減らす半導体撮像基板を製造するための代替法を持つことは産業界にとって有益であるであろう。
【発明の開示】
【０００７】
本発明はデジタル放射線撮像デバイス及び１ｋｅＶを超える放射線をデジタル的に撮像するデバイスを製造する方法である。撮像デバイスは比較的丈夫で、信頼性があり、かつ費用効果的である。本発明の放射線撮像デバイスは来入する放射線に直接応答して電荷を発生する半導体基板、発生した電荷を処理しかつ読出すための読出し／処理半導体基板、及び二つの半導体基板を一緒に結合または接合するための電導性接着剤手段を含む。
【０００８】
本発明の接着剤は半導体基板間の結合の機械的に固体のかつ電導性コンタクトを作り出す。硬化した接着剤はまた熱的に伝導性であり、電気コンタクトを環境から保護する。最も多くは、これは電導性または可融性粒子を高分子接着剤に混入することにより達成される。
【０００９】
この接着剤はそれらの物理特性及びどのようにそれらが半導体基板に適用されるか、すなわち個別的な場所でまたはフィルムとして適用されるかに依存して等方性または異方性のいずれかであることができる。等方性接着剤は一旦それらが撮像デバイス中で硬化すると、全方向に実質的に等しく電気を良く導く。異方性接着剤は一旦それらが撮像デバイス中で硬化すると、一平面方向に選択的に電気を良く導く。半導体基板間の嵌合する電荷信号コンタクトは読出しＣＭＯＳ基板をその整合検出器基板にバンプ接続されるかまたはバンプなし接続されるかのいずれかであることができる。嵌合する電荷信号コンタクト間の接続は等方伝導性または異方伝導性接着剤のいずれかを用いて達成される。これは特にＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅ検出器基板で有用であるが、本発明の恩恵が望ましいときはＰｂＩ，ＨｇＣｄＴｅ，ＧａＡｓを含む他の放射線撮像検出器基板でも使用されることができる。
【００１０】
図面の簡略説明
図１は放射線撮像システムの二次元撮像アレイを含む本発明のデバイスの図解である。
【００１１】
図２Ａは本発明の一実施態様の部分断面側面図であり、そこでは半導体フリップチップ基板が伝導性接着剤の個別的適用を用いてバンプ読出しＣＭＯＳ半導体基板に接着剤で結合されている。
【００１２】
図２Ｂは図２Ａのデバイスの分解側面図であり、フリップチップ／検出器基板のバンプＣＭＯＳ基板への伝導性接着剤結合前の画素セルを示す。
【００１３】
図２Ｃは図２Ａのデバイスの分解側面図であり、フリップチップ基板のバンプＣＭＯＳ基板への伝導性接着剤結合後の画素セルを示す。
【００１４】
図３Ａは本発明の一実施態様の部分断面側面図であり、そこでは半導体フリップチップ基板が伝導性接着剤の個別的適用を用いてバンプなし読出しＣＭＯＳ半導体基板に接着剤で結合されている。
【００１５】
図３Ｂは図３Ａのデバイスの分解側面図であり、フリップチップ基板のバンプなしＣＭＯＳ基板への伝導性接着剤結合前の画素セルを示す。
【００１６】
図３Ｃは図３Ａのデバイスの分解側面図であり、二つのバンプなし基板を一緒に伝導性接着剤結合後の画素セルを示す。
【００１７】
図４Ａは本発明の一実施態様の部分断面側面図であり、そこでは半導体フリップチップ基板がバンプ読出しＣＭＯＳ半導体基板に異方伝導性接着剤の層、及びその伝導性の指向性を用いて接着剤で結合されている。
【００１８】
図４Ｂは図４Ａのデバイスの分解側面図であり、フリップチップ基板のバンプＣＭＯＳ基板への伝導性接着剤結合前の画素セルを示す。
【００１９】
図４Ｃは図４Ａのデバイスの分解側面図であり、フリップチップ基板のバンプＣＭＯＳ基板への伝導性接着剤結合後の画素セルを示す。
【００２０】
図５Ａは本発明の一実施態様の部分断面側面図であり、そこでは半導体フリップチップ基板がバンプなし読出しＣＭＯＳ半導体基板に異方伝導性接着剤の層、及びその伝導性の指向性を用いて接着剤で結合されている。
【００２１】
図５Ｂは図５Ａのデバイスの分解側面図であり、フリップチップ基板のバンプなしＣＭＯＳ基板への伝導性接着剤結合前の画素セルを示す。
【００２２】
図５Ｃは図５Ａのデバイスの分解側面図であり、フリップチップ基板のバンプなしＣＭＯＳ基板への伝導性接着剤結合後の画素セルを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の好適実施態様によれば、放射線撮像デバイスは来入する放射線ヒットに直接応答して電荷を発生するための半導体基板、発生した電荷を処理して読出すための読出し／処理半導体基板、及び二つの基板を一緒に結合するための等方伝導性接着剤（ＩＣＡ）を含む。かかるＩＣＡは高フィラー充填比の伝導性フィラーを有し、それらＩＣＡは全方向に実質的に等しく良伝導性である。ＩＣＡにより結合するとき最小結合圧のみが必要である。従って、もろいＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅ検出器基板は過剰の圧力に曝されず、検出器基板に対する損傷の危険は最少である。
【００２４】
別の好適実施態様において、本発明の撮像デバイスは来入する放射線ヒットに直接応答して電荷を発生するための半導体基板、発生した電荷を処理して読出すための読出し／処理半導体基板、及び二つの基板を一緒に結合するための異方伝導性接着剤（ＡＣＡ）材料を含む。ＡＣＡはまた伝導性フィラーを有するが、実質的に単一面（例えばＺ−面）を横切って伝導性を提供する伝導性フィラー充填比を用いることにより電気伝導を達成する。異方接着剤において、充填比は電気絶縁が結合界面の他の二つの物理面（例えばｘ−ｙ−面）で維持されることを確保するのに十分な程低い。
【００２５】
本発明の電導性接着剤は高分子樹脂、硬化剤、他の添加物及び伝導性フィラー粒子を含む。高分子樹脂はマトリックスを提供し、その中に伝導性フィラー粒子が懸濁されている。接着剤マトリックスは熱硬化性または熱可塑性のいずれであることができる。熱硬化性高分子樹脂が硬化されるとき、化学反応が起き、架橋高分子の三次元網が形成される。結果として、熱硬化性接着剤は比較的温度安定であり、加熱下で溶融しない。それらはまた本質的に不融性、不溶性であり、良好な耐クリープ性を示す。エポキシ樹脂が最も頻繁に使用される熱硬化性接着剤マトリックスである。
【００２６】
他方で熱可塑性接着剤は溶媒に分散された高分子に基づいている。かかる熱可塑性樹脂の硬化は乾燥法であり、そこでは加熱が樹脂の溶媒含量を蒸発し、従って化学反応は起きない。従って、接着剤マトリックスは特定の融点または溶融範囲以上の温度に曝されるとき再溶融されることができる。従って、熱可塑性接着剤は再溶融が必要であるいわゆる高分子バンプで使用されることができる。本発明で有用な溶媒活性高分子の例はポリアミド及びポリエステルを含む。
【００２７】
半導体基板間の電通を提供するための伝導機構は接着剤マトリックス中に配合される伝導性粒子のタイプに高度に依存する。接着剤マトリックスは金属、合金または金属被覆粒子で充たされることができる。本発明の実施で使用できる金属粒子の例はニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）を含む。ＡＣＡの場合、伝導機構は金属粒子が酸化物層を通して半導体基板中に透過し、電気コンタクトメタライゼーションを塑性的に変形するような方式で組立て時に十分な圧力を付与することに基づいている。他方で、ＩＣＡの場合、検出器基板と読出しＣＭＯＳ基板の間の電気接続は（ＡＣＡのような）単一粒子によらず多数の橋かけ粒子により作り出される。
【００２８】
金属被覆粒子は例えばＮｉ／ＡｕまたはＡｕで被覆された高分子球を含むことができる。この場合の伝導機構は粒子自体が塑性的に変形し、当初のコンタクト面積より大きな全体のコンタクト面積をもたらすというような方式で組立て時に十分な圧力を付与することに基づいている。被覆された高分子粒子フィラーを用いる利益は、単一高分子粒子（または粒子の集合体）の圧縮性が結合領域の幾らかの水平または垂直移動を吸収し、かくして電気接続は熱膨張または他の動き時にも安定したまま残ることである。また、被覆された高分子粒子フィラーの高分子芯の圧縮性は読出しＣＭＯＳまたはそのバンプの面とＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅ検出器基板の画素コンタクトとの間の小さな非共面不一致（ｎｏｎ−ｃｏｐｌａｎａｒｉｔｙ  ｄｉｓｃｒｅｐａｎｃｉｅｓ）を補償する利益を提供することができる。
【００２９】
スズ−鉛（ＳｎＰｂ）のような伝統的なソルダ材料、またはスズ−ビスマス（ＳｎＢｉ）、スズ−鉛−ビスマス（ＳｎＰｂＢｉ）、スズ−インジウム（ＳｎＩｎ）のような低融点合金は電導性接着剤で使用される金属合金粒子の例である。これらのタイプの粒子で充填された接着剤は読出しＣＭＯＳのコンタクトと画素電極コンタクトの間の小さな、局所的ソルダジョイントまたは接続を作り出す一方で、接着剤マトリックスは同時にアンダー充填（ｕｎｄｅｒｆｉｌｌｉｎｇ）を提供する。これらのジョイントの冶金学的性質は特定のデバイスの作動寿命中に起こるかもしれない接着剤マトリックスのどのような緩和もジョイントの電気接続性に影響を及ぼすべきでないことを意味する。また、金属フィラーが冶金学的にコンタクト金属と親和性があるとき、フィラー金属または金属合金の融点が到達されなくても、局所ソルダジョイントが形成される。スズコンタクト金属を持つビスマスフィラーはこの技術の例である。
【００３０】
代替実施態様において、フィラー粒子は非常に薄い非伝導性外表面被覆を持つことができる。この非常に薄い絶縁被覆は粒子が接着剤の厚さを横切って電導性橋かけを作るのを防ぐ。しかし、二つの基板を一緒に結合するときバンプと画素電極コンタクトの間で圧縮されたそれらのフィラー粒子に対して、非伝導性被覆が破壊され、電導性通路が作られる。非伝導性被覆は被覆の破壊が加熱により達成されまたは容易となるように選ばれることができる。かくして、高い粒子−接着剤マトリックス比が短絡の危険なしに使用されることができる。
【００３１】
フィラー材料の選択のみならず、フィラー粒子の寸法及び形状も硬化接着剤結合の性質に影響する。粒子寸法及び形状により影響される硬化接着剤結合の性質の幾つかは：電導性、熱伝導性、引張強さ、粘度、損失重量及び流動学的性質である。フィラー粒子は当業者により選択可能な異なる形状であることができる。例えば、フィラー粒子はフレーク、球または他の形状であることができ、ナノメートルから数マイクロメーターの範囲の寸法を持つことができる。
【００３２】
それらの性質のため異なる接着剤タイプがコンタクト領域に適宜に適用されねばならない。ＩＣＡは高精度で適用されねばならない。例えばスクリーン印刷、ディスペンシングまたはピントランスファー法が使用されることができる。また、もし読出しＣＭＯＳ基板または検出器基板のいずれかがバンプを持つなら、接着剤はＣＭＯＳまたは検出器バンプをＩＣＡ中に浸漬することにより適用されることができる。更に、もし接着剤マトリックスが熱可塑性高分子から構成されるなら、ＩＣＡは実際の結合及びいわゆる高分子バンプが形成される前に硬化されることができる。これに続いて通常のバンプ結合が行われ、そこで高分子バンプは結合時に再溶融し、電気接続が形成される。これらの高分子バンプはまた、マスキング法で形成されることができ、従ってアンダバンプ金属（ＵＭＰ（ｕｎｄｅｒ  ｂｕｍｐ  ｍｅｔａｌｓ））またはバンプは当初から読出しＣＭＯＳ基板または検出器基板上に析出される必要がない。しかし、伝導性及び材料親和性を改善（従って信頼性を改善）するために追加の金属層が伝導体の上部に析出されることができる。更に、もし除去されなければアンダフィル（ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ）として作動することができる熱可塑性フォトレジストマスクが使用されることができる。他方で、ＡＣＡは各コンタクトまたは結合領域のみならず全結合領域に適用されることができる。なぜならＡＣＳは単一面方向にのみ電導性を達成するからである。これは伝導性接着剤を適用するためにどのような方法が使用されても正確度要求を大きく低下する。加えて、伝導性接着剤はまた、不規則または均一のいずれかで分配されたフィラー粒子を内部に持つフィルムとして提供されることができる。これは更に橋かけ粒子による短絡の危険を減らすことができ、従って非常に微細なピッチ適用で使用されることが多い。
【００３３】
さて図面を参照すると、本発明の好適実施態様の詳細が図式的かつ概略的に示されている。図中の同じ要素は同じ番号により示され、類似の要素は異なる小文字接尾語を持つ同じ番号により示されている。
【００３４】
図１は一つまたはそれ以上の撮像デバイス１１からなる撮像システム１０を概略的に示す。撮像デバイス１１は読出しＣＭＯＳ基板２１と像検出器基板２０から構成され、それらは電導性接着剤２５により一緒に結合されている。示された好適実施態様では、撮像デバイス１１は複数の個々の画素セル２４から構成されている。これらの画素セル２４は高エネルギー放射線（図中大きな矢印により示された）を検出し、集められた情報を読出しＣＭＯＳ２１を通して更なる処理及び解析のために制御電子機器に渡す。
【００３５】
図２Ａは接着剤結合された撮像デバイス１１の概略断面である。この例では像検出器基板２０はバンプ読出しＣＭＯＳ２１に伝導性接着剤３８により結合されている。示された例では等方伝導性接着剤（ＩＣＡ）２７または異方伝導性接着剤（ＡＣＡ）２８のいずれかが伝導性接着剤として使用されることができる。図２Ｂ及び２Ｃは結合前（２Ｂ）及び結合後（２Ｃ）の単一画素セル２４のより詳細な概略図である。単一画素セル２４の像検出器２０側は半導体検出器基板３２を含み、この基板はその背面側に連続電極３１を、検出器基板３２の前面側に画素コンタクト（電極）２２を持つ。画素コンタクト２２は電気接続通路のための小さな検出器開口４２を持つ検出器絶縁（パッシベーション）層３３により保護されている。
【００３６】
画素セル２４の読出しＣＭＯＳ基板側は対応するＣＭＯＳ画素信号回路３６である。画素セル２４のこのＣＭＯＳ信号回路３６は半導体検出器基板３２の画素コンタクト２２に伝導体３８により接続される（図２Ｃ参照）信号コンタクト３７伝導体を持つ。この例の読出し基板２１は例えばニッケル−金（Ｎｉ／Ａｕ）、ニッケル−パラジウム（Ｎｉ／Ｐｄ）、通常のソルダまたは低温ソルダ材料からなるバンプ２５を持つ。図２ＢにはＣＭＯＳ読出し基板２１に配置されるものとして示されているが、バンプ２５はこれに代えて検出器基板２０の画素コンタクト２２上にまたは両基板２０及び２１のコンタクト２２及び３７上に配置されることができる。
【００３７】
図２Ａ−Ｃから分かるように、伝導性接着剤３８はバンプ２５上に直接個別的に適用される。全方向に実質的に等しく伝導性である伝導性接着剤（例えばＩＣＡ）に対してはバンプ２５またはコンタクト２２及び３７上への直接的、個別的適用は短絡による信号損失問題を作り出さない。伝導性接着剤３８の適用はスクリーン印刷、ディスペンシング、ピントランスファー法または当業者に知られた他の方法によりなされることができる。伝導性接着剤３８自体は電導性または可融性粒子３９（図４Ａ−４Ｃ及び図５Ａ−５Ｃにおける）で充たされた接着剤またはセメント（例えばエポキシ接着剤）から構成されたマトリックスである。これらの粒子３９は例えば金属（例えばＡｇ）、合金（例えばＮｉ／Ａｕ）または金属被覆粒子（例えばＮｉ／Ａｕで被覆された高分子球）であることができる。ＩＣＡは一般に約３５−８５容量％の不規則的に分散されたフィラー粒子３９からなるが、フィラー材料、寸法及び量は適用、用いられるコンタクト材料、及び画素のピッチＰ及び像検出器２０と読出しＣＭＯＳ２１との間の隙間Ｇにより決定される。
【００３８】
接続領域の外側で、ＣＭＯＳ画素回路３６はＣＭＯＳ絶縁またはパッシベーション３５により環境から保護される。材料の親和性（互いに関しての）を改善し、かつまた接着性、機械的及び／または電気的伝導性を改善するために、アンダバンプ金属（ＵＢＭ）３４の一層または多層がバンプ２５と画素回路信号コンタクト３７との間に適用されることができる。更に、伝導性接着剤３８により結合された撮像デバイスはもし増大した信頼性が必要であるならアンダフィルされることができる。
【００３９】
図３Ａは図２Ａ−２Ｃにおけるように、伝導性接着剤３８により読出しＣＭＯＳ２１に結合された検出器基板２０を示す。しかし、図２Ａ−２Ｃとは異なり、この例では読出しＣＭＯＳはバンプなしである。バンプ２５とＵＢＭ３４は伝導性及び材料親和性を改善する（従って信頼性を改善する）ために追加の金属層２６と置き換えることができるが、なおバンプは必要でない。図３Ｂと３Ｃが示すように、バンプなし読出しＣＭＯＳ基板２１ａによる結合工程はバンプ読出しＣＭＯＳ基板２１によるのと非常に似ている。
【００４０】
一般的に、伝導性接着剤３８は結合前に硬化されない。しかし、もし伝導性接着剤３８の接着剤マトリックスが熱可塑性高分子から構成されるなら、接着剤は二つの半導体基板２０及び２１の実際の結合前に、“高分子バンプ”を形成するように硬化されることができる。これに続いて通常のバンプ結合技術が行われ、そこで高分子バンプは結合時に再溶融され、電気接続を形成する。高分子バンプは例えばマスキング工程で形成されることができる。これに代えて、信号コンタクト３７または画素コンタクト２２上にスクリーン印刷されたステンシル及び伝導性接着剤３８としてフォトレジストマスクが使用されることができる。この工程段階はまた、ダイシング（例えばウエハからのＣＭＯＳチップの）に先立ち行われることができる。更に、もしフォトレジストがまた熱可塑性高分子から構成され、かつ読出しＣＭＯＳ基板２１または検出器基板２０から除去されないなら、追加のアンダフィルは必要でない。
【００４１】
図４Ａ−４Ｃ及び図５Ａ−５Ｃはそれぞれバンプ付き及びバンプなし読出しＣＭＯＳ基板２１の概略的表示であり、それら基板は検出器基板２０に伝導性接着剤３８により結合される。図が示すように、ＡＣＡ２８（図５Ｂ）はＩＣＡ２７（図４Ｂ）の等容積より少ないフィラー粒子を含む。すなわちＡＣＡ２８はＩＣＡ２７よりより低いフィラー充填比を持つ。ＡＳＡ２８はフィラー粒子３９が例えば画素コンタクト２２とバンプ２５との間で圧縮されるとき、電荷を単一面（例えばＺ−軸）を横切ってのみ伝導する。更に、ＡＣＡ２８はコンタクト領域のみならず全結合表面領域に適用されることができる。加えて、ＡＣＡ２８に読出しＣＭＯＳ基板２１と検出器基板２０との間に置かれるフィルム層として構成されることができる。接着剤フィルムは一層または多層からなることができ、それら全ては適用に応じて異なる性質を持つことができる。更に、伝導性フィラー粒子３９はフィルム中に不規則または均一のいずれかで分配されることができる。
【００４２】
上記の説明は多くの特定事項を含むけれども、これらは本発明の範囲の限定として解釈されるべきでなく、むしろその一つまたは別の好適実施態様の例示として解釈されるべきである。多くの他の変更が可能であり、それらは当業者には明白であろう。従って、本発明の範囲は添付特許請求の範囲の範囲及びそれらの均等物により決定されるべきであり、実施態様のみによって決定されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は放射線撮像システムの二次元撮像アレイを含む本発明のデバイスの図解である。
【図２】図２Ａは本発明の一実施態様の部分断面側面図であり、図２Ｂは図２Ａのデバイスの分解側面図であり、図２Ｃは図２Ａのデバイスの分解側面図である。
【図３】図３Ａは本発明の一実施態様の部分断面側面図であり、図３Ｂは図３Ａのデバイスの分解側面図であり、図３Ｃは図３Ａのデバイスの分解側面図である。
【図４】図４Ａは本発明の一実施態様の部分断面側面図であり、図４Ｂは図４Ａのデバイスの分解側面図であり、図４Ｃは図４Ａのデバイスの分解側面図である。
【図５】図５Ａは本発明の一実施態様の部分断面側面図であり、図５Ｂは図５Ａのデバイスの分解側面図であり、図５Ｃは図５Ａのデバイスの分解側面図である。
【図１】
2006521683.tif 000003
【図２】
2006521683.tif 000004
【図３】
2006521683.tif 000005
【図４】
2006521683.tif 000006
【図５】
2006521683.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年3月28日(2006.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
それらの性質のため異なる接着剤タイプがコンタクト領域に適宜に適用されねばならない。ＩＣＡは高精度で適用されねばならない。例えばスクリーン印刷、ディスペンシングまたはピントランスファー法が使用されることができる。また、もし読出しＣＭＯＳ基板または検出器基板のいずれかがバンプを持つなら、接着剤はＣＭＯＳまたは検出器バンプをＩＣＡ中に浸漬することにより適用されることができる。更に、もし接着剤マトリックスが熱可塑性高分子から構成されるなら、ＩＣＡは実際の結合及びいわゆる高分子バンプが形成される前に硬化されることができる。これに続いて通常のバンプ結合が行われ、そこで高分子バンプは結合時に再溶融し、電気接続が形成される。これらの高分子バンプはまた、マスキング法で形成されることができ、従ってアンダバンプ金属（ＵＭＰ（ｕｎｄｅｒ  ｂｕｍｐ  ｍｅｔａｌｓ））またはバンプは当初から読出しＣＭＯＳ基板または検出器基板上に析出される必要がない。しかし、伝導性及び材料親和性を改善（従って信頼性を改善）するために追加の金属層が伝導体の上部に析出されることができる。更に、もし除去されなければアンダフィル（ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ）として作動することができる熱可塑性フォトレジストマスクが使用されることができる。他方で、ＡＣＡは各コンタクトまたは結合領域のみならず全結合領域に適用されることができる。なぜならＡＣＡは単一面方向にのみ電導性を達成するからである。これは伝導性接着剤を適用するためにどのような方法が使用されても正確度要求を大きく低下する。加えて、伝導性接着剤はまた、不規則または均一のいずれかで分配されたフィラー粒子を内部に持つフィルムとして提供されることができる。これは更に橋かけ粒子による短絡の危険を減らすことができ、従って非常に微細なピッチ適用で使用されることが多い。
【国際調査報告】
2006521683.tif 000008
2006521683.tif 000009