專利名稱：光傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光傳感器，具體而言，涉及具有將電磁波干擾遮斷的功能的光傳感器。
背景技術(shù)：
光傳感器具有將光電二極光(PD)和輸出放大用的IC電路等組裝到硅基板上的 結(jié)構(gòu)。在這樣的光傳感器中，使用可檢測(cè)出可見(jiàn)光到近紅外光的波長(zhǎng)區(qū)域的光的光電二極 管，為了可由光電二極管僅檢測(cè)出其中的特定波長(zhǎng)區(qū)域的光，在光電二極管的上部設(shè)有濾 光片。 圖1是示意地表示上述光傳感器的現(xiàn)有構(gòu)造的剖面圖。圖2(a) (c)、圖3(a)、 (b)以及圖4(a)、(b)是說(shuō)明該光傳感器的制造工序的剖面圖。以下，通過(guò)依次對(duì)該光傳感 器11的制造工序進(jìn)行說(shuō)明，同時(shí)對(duì)光傳感器11的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。 首先，使用半導(dǎo)體制造技術(shù)在P型硅基板12的表面層制作光電二極管13、接地用 的接觸區(qū)域14(P+型擴(kuò)散層)、IC電路15等。然后，如圖2(a)所示，通過(guò)由Si02構(gòu)成的絕 緣層16覆蓋硅基板12的上表面。如圖2(b)所示，在與接觸區(qū)域14的上表面相對(duì)的位置、 在絕緣層16上開(kāi)設(shè)通孔，并且將金屬、聚硅酮等導(dǎo)電性材料填充到該通孔內(nèi)而形成導(dǎo)電端 子17，對(duì)導(dǎo)電端子17進(jìn)行熱處理而使其與接觸區(qū)域14歐姆接觸。如圖2(c)所示，在絕緣 層16的上表面通過(guò)AlSi等遮光材料形成遮光金屬18，通過(guò)遮光金屬18將IC電路15的上 方遮蔽并且經(jīng)由導(dǎo)電端子17使遮光金屬18與接觸區(qū)域14導(dǎo)通。 另外，如圖3(a)所示，通過(guò)光刻技術(shù)在光電二極管13的上方、在遮光金屬18上開(kāi) 設(shè)受光口19。如圖3(b)所示，在遮光金屬18的上表面形成由Si0d勾成的絕緣層20。如圖 4(a)所示，在絕緣層20的整個(gè)上表面形成濾光片21，然后如圖4(b)所示，在與光電二極管 13上方相對(duì)的位置留有濾光片21，通過(guò)蝕刻等將其他區(qū)域的濾光片21除去，制造目標(biāo)光傳 感器11。 在這樣的光傳感器11中，利用將接觸區(qū)域14與接地線連接而電氣接地的電磁屏 蔽用遮光金屬18將IC電路15的上方覆蓋，因此，如圖1所示，能夠由遮光金屬18將來(lái)自 外部的電磁干擾a遮蔽，能夠防止由電磁干擾a引起的IC電路15的誤動(dòng)作。另外，這樣 地通過(guò)遮光金屬覆蓋IC電路的上方的構(gòu)成公開(kāi)在專利文獻(xiàn)1中。 由于在遮光金屬18上與光電二極管13相對(duì)而開(kāi)設(shè)有受光窗19，故而來(lái)自外部的 入射光通過(guò)受光窗19而射入光電二極管13并被光電二極管13檢測(cè)出。另外，雖然光電二 極管13自身對(duì)可見(jiàn)光至近紅外光的波長(zhǎng)區(qū)域的光具有靈敏度，但是，濾光片21僅使入射光 La中特定波長(zhǎng)區(qū)域的光Lb (例如紅外光)透過(guò)且使其他波長(zhǎng)區(qū)域的光Lc反射，故而能夠通 過(guò)光電二極管13僅檢測(cè)到特定波長(zhǎng)區(qū)域Lb的光。另外，在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)有使用濾光 片限制射入到光檢測(cè)區(qū)域的光的波長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)。
專利文獻(xiàn)1 :(日本)特開(kāi)平11-40790號(hào)公報(bào) [OOOg] 專利文獻(xiàn)2 :(日本)特開(kāi)平7-170366號(hào)公報(bào) 但是，在圖1所示那樣構(gòu)造的光傳感器11中，在與光電二極管13相對(duì)的位置、在遮光金屬18上開(kāi)設(shè)有受光窗19，故而電磁干擾13會(huì)通過(guò)受光窗19而侵入遮光金屬18的內(nèi)側(cè)。因此，在工廠內(nèi)等電磁干擾多的場(chǎng)所，通過(guò)受光窗19后的電磁干擾13引起光電二極管13及接觸區(qū)域14產(chǎn)生誤動(dòng)作。由此，不適合在工廠內(nèi)部等電磁干擾多的場(chǎng)所使用，用途被限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而作出的，其目的在于提供一種光傳感器，具有電磁屏蔽用的導(dǎo)電膜并且在與光檢測(cè)區(qū)域相對(duì)的區(qū)域?qū)㈦姶牌帘斡玫膶?dǎo)電膜除去，其中，在與光檢測(cè)區(qū)域相對(duì)的區(qū)域也能夠不使電磁干擾侵入。 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的光傳感器通過(guò)具有遮光性的導(dǎo)電膜將除了光檢測(cè)區(qū)
域之外的元件形成區(qū)域覆蓋，通過(guò)具有透光性的導(dǎo)電膜將所述光檢測(cè)區(qū)域覆蓋。 根據(jù)本發(fā)明的光傳感器，由于利用具有遮光性的導(dǎo)電膜將除了光檢測(cè)區(qū)域之外的
IC電路等元件形成區(qū)域覆蓋，故而光和電磁干擾不到達(dá)IC電路等，能夠防止由來(lái)自外部的
光和電磁干擾引起的IC電路等的誤動(dòng)作。 另外，由于利用具有透光性的導(dǎo)電膜將光電二極管和光敏晶體管等光檢測(cè)區(qū)域覆蓋，故而從外部射入的光透過(guò)具有透光性的導(dǎo)電膜而被光檢測(cè)區(qū)域檢測(cè)出，但是，電磁干擾被具有透光性的導(dǎo)電膜遮蔽，并且能夠更可靠地將電磁干擾屏蔽，可防止光檢測(cè)區(qū)域和IC電路等的誤動(dòng)作。 由此，根據(jù)本發(fā)明的光傳感器，在如工廠內(nèi)部這樣地電磁干擾多的場(chǎng)所也能夠使用。 本發(fā)明的光傳感器的一方面，所述具有透光性的導(dǎo)電膜具有濾光特性。根據(jù)該方面，能夠在光檢測(cè)區(qū)域有選擇地檢測(cè)出特定波長(zhǎng)(區(qū)域)的光。 本發(fā)明的光傳感器的另一方面，所述具有透光性的導(dǎo)電膜與所述具有遮光性的導(dǎo)電膜電接觸。根據(jù)該方面，若將具有透光性的導(dǎo)電膜和具有遮光性的導(dǎo)電膜中的任一方接地，則另一方也接地，能夠使光傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 另外，本發(fā)明解決上述課題的實(shí)施方式具有將以上說(shuō)明的構(gòu)成要素適當(dāng)組合的特點(diǎn)，本發(fā)明能夠基于上述構(gòu)成要素的組合而進(jìn)行多種變化。


圖1是表示現(xiàn)有例的光傳感器的構(gòu)造的示意剖面圖； 圖2(a) (c)是表示現(xiàn)有例的光傳感器的制造工序的剖面圖； 圖3(a)、 (b)是表示圖2(c)之后的制造工序的剖面圖； 圖4(a) 、 (b)是表示圖3(b)之后的制造工序的剖面圖； 圖5是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的光傳感器的構(gòu)造的示意剖面圖； 圖6(a) 、 (b)是表示第一實(shí)施方式的光傳感器的制造工序的剖面圖； 圖7(a) 、 (b)是表示圖6(b)之后的制造工序的剖面圖； 圖8是表示導(dǎo)電性濾光片的一例的示意剖面圖； 圖9是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的光傳感器的構(gòu)造的示意剖面圖。 附圖標(biāo)記說(shuō)明
11光傳感器12半導(dǎo)體基板13光電二極管14接觸區(qū)域15IC電路部16絕緣層17導(dǎo)電端子18遮光金屬19受光窗20絕緣層31光傳感器32導(dǎo)電性濾光片33Ti膜34Si02膜35Ti02膜36光傳感器37透明導(dǎo)電膜38濾光片
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。[OO48](第一實(shí)施方式) 圖5是示意地表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的光傳感器31(光傳感器芯片)的構(gòu)造的剖面圖。在該光傳感器31中，在P型硅基板12的表面層制作有光電二極管13(光檢測(cè)區(qū)域)、接地用的接觸區(qū)域14(P+擴(kuò)散層)、由M0S晶體管等構(gòu)成的IC電路15等。另外，利用由Si02構(gòu)成的絕緣層16覆蓋硅基板12的上表面，在與接觸區(qū)域14的上表面相對(duì)的位置、在絕緣層16開(kāi)設(shè)有通孔，在該通孔內(nèi)填充金屬和聚硅酮等導(dǎo)電性材料而形成導(dǎo)電端子17，使導(dǎo)電端子17與接觸區(qū)域14歐姆接觸。在絕緣層16的上表面形成由AISi等遮光材料構(gòu)成的遮光金屬18，通過(guò)遮光金屬18覆蓋IC電路15的上方。在遮光金屬18上，在光電二極管13的上方開(kāi)設(shè)有受光窗19。另外，在與光電二極管13的上方相對(duì)的位置由濾光片21覆蓋受光窗19，在遮光金屬18的上表面形成有由Si02構(gòu)成的絕緣層20。
在該實(shí)施方式中，作為光檢測(cè)區(qū)域制作有光電二極管13，但也可以是光敏晶體管。光電二極管13在可見(jiàn)光至近紅外光的較寬的波長(zhǎng)區(qū)域具有靈敏度，因此，通過(guò)設(shè)置導(dǎo)電性濾光片32，能夠由光傳感器31僅檢測(cè)出特定波長(zhǎng)的光、即導(dǎo)電性濾光片32的透過(guò)波長(zhǎng)(區(qū)域)的光。所謂特定波長(zhǎng)是指，例如與該光傳感器31成對(duì)使用的LED發(fā)光波長(zhǎng)，若是紅外線LED，則波長(zhǎng)例如為A = 870nm。 在將光傳感器31安裝到電路基板等時(shí)，接觸區(qū)域14與接地線連接，因此，遮光金屬18也經(jīng)由導(dǎo)電端子17和接觸區(qū)域14而接地。另外，遮光金屬18不透明、不透光。由此，覆蓋IC電路15的遮光金屬18作為電磁屏蔽膜和遮光膜而起作用，如圖5所示，可通過(guò)遮光金屬18將來(lái)自外部的電磁干擾a和入射光遮蔽，能夠防止由電磁干擾a和射入光引起的IC電路15的誤動(dòng)作。 另外，導(dǎo)電性濾光片32具有使特定波長(zhǎng)(例如紅外線波長(zhǎng))的光透過(guò)的帶通濾波器的功能和作為導(dǎo)電膜的功能。導(dǎo)電性濾光片32與遮光金屬18接觸而電氣導(dǎo)通地形成，保持與遮光金屬18同電位(S卩，接地電位)。 由于光電二極管13被這樣的導(dǎo)電性濾光片32覆蓋，故而光傳感器31能夠僅檢測(cè)出特定波長(zhǎng)即導(dǎo)電性濾光片32的透過(guò)波長(zhǎng)區(qū)域的光。即，僅使入射光La中特定波長(zhǎng)區(qū)域的光Lb(例如紅外光)透過(guò)導(dǎo)電性濾光片32，其他波長(zhǎng)區(qū)域的光Lc被導(dǎo)電性濾光片32反射，故而通過(guò)光電二極管13僅檢測(cè)特定波長(zhǎng)區(qū)域Lb的光。 并且，從外部向受光窗19襲來(lái)的電磁干擾13被導(dǎo)電性濾光片32遮蔽。由此，通過(guò)遮光金屬18和導(dǎo)電性濾光片32能夠全面地遮蔽電磁干擾a 、 13 ，能夠更可靠地防止光電二極管13和IC電路15等的誤動(dòng)作。由此，光傳感器13在工廠內(nèi)部這樣地電磁干擾多的場(chǎng)所也能夠進(jìn)行使用。 接著，通過(guò)圖6(a) 、 (b)以及圖7(a) 、 (b)對(duì)該光傳感器31的制造工序進(jìn)行說(shuō)明。如圖6(a)所示，到在制作有光電二極管13、接觸區(qū)域14、IC電路15等的硅基板12的上表面形成絕緣層16、導(dǎo)電端子17、遮光金屬18且在遮光金屬18開(kāi)設(shè)受光窗19為止的工序在現(xiàn)有例中已說(shuō)明，故而對(duì)上述工序省略說(shuō)明。 如圖6 (a)所示，與光電二極管13對(duì)應(yīng)而開(kāi)設(shè)受光窗19，然后如圖6 (b)所示，在遮光金屬18的整個(gè)上表面形成導(dǎo)電性濾光片32。接著，如圖7(a)所示，在與光電二極管13的上方相對(duì)的位置留有導(dǎo)電性濾光片32，通過(guò)蝕刻等將其他區(qū)域的導(dǎo)電性濾光片32除去。另外，如圖7(b)所示，在遮光金屬18以及導(dǎo)電性濾光片32的上表面形成由Si02構(gòu)成的絕緣層20，制造目標(biāo)光傳感器31。 導(dǎo)電性濾光片32在濾光片的兩面或一面形成有透明導(dǎo)電膜(金屬薄膜)。圖8表示這樣的導(dǎo)電性濾光片32的結(jié)構(gòu)的一例。在該導(dǎo)電性濾光片32中，通過(guò)將Si02膜34(絕緣體)和TiOj莫35(絕緣體)層積兩層以上，構(gòu)成多層膜濾光片，在其兩面作為透明導(dǎo)電膜而形成有Ti膜33 (金屬)。導(dǎo)電性濾光片32的外面由Ti膜33構(gòu)成，故而在將導(dǎo)電性濾光片32形成在遮光金屬18之上時(shí)，Ti膜33和遮光金屬18接觸而使導(dǎo)電性濾光片32接地。
多層膜濾光片將折射率不同的多種材料層積而構(gòu)成。作為該多層膜材料，除了上述Si02和Ti02之外，還能夠使用MgO、 Cr02、 A1203、 Ce02、 Hf02、 Nb205、 Sn02、 Ta205、 Y203、 Zr02等金屬氧化物、以及SiN、 TiN等氮化物。另外，上下透明導(dǎo)電膜材料，除了上述Ti之外，也可以采用Al 、 Ag、 Cu、 Mo、 Cr等金屬。 這些多層膜材料和透明導(dǎo)電膜材料在光傳感器31的生產(chǎn)工藝中形成，故而需要相對(duì)于生產(chǎn)工藝所使用的溫度等具有耐熱性。例如，由于在遮光金屬形成時(shí)的工藝溫度下，通常施加40(TC左右的熱量，故而不適合有機(jī)類薄膜。作為這些成膜方法，能夠由蒸鍍、濺射、MBE、離子鍍等進(jìn)行。另外，在將上述材料僅殘留在受光窗19上方而構(gòu)圖的工序中，在必要區(qū)域上利用抗蝕劑生產(chǎn)圖案之后，通過(guò)干式蝕刻、離子蝕刻等將從抗蝕劑露出的部分除去，制作規(guī)定形狀的導(dǎo)電性濾光片32。 多層膜過(guò)濾器根據(jù)希望的光學(xué)特性來(lái)決定其使用材料數(shù)量。在圖8所示的例子中，通過(guò)SiO/Ti(^這兩種層的反復(fù)層積而構(gòu)成多層過(guò)濾片，但是，若是由折射率不同的薄膜層構(gòu)成的多層構(gòu)造，則也可以是兩種以上的層，例如，如a層/b層/c層這樣地三種層的
反復(fù)層積。另外，多層過(guò)濾片的層數(shù)也可以根據(jù)導(dǎo)電性濾光片32的透過(guò)波長(zhǎng)區(qū)域的寬窄等
特性而適當(dāng)決定。(第二實(shí)施方式) 圖9是示意地表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的光傳感器36的剖面圖。在該實(shí)施方式 中，由透明導(dǎo)電膜37覆蓋遮光金屬18的受光窗19，與受光窗19相對(duì)而在絕緣層20之上 形成有濾光片38。透明導(dǎo)電膜37具有較寬的透光波長(zhǎng)區(qū)域，理想的是透明導(dǎo)電膜，能夠使 用例如ITO(氧化銦錫)、Zn0類透明導(dǎo)電膜、In^-ZnO透明導(dǎo)電膜、添加有Ga的ZnO膜等。 另外，濾光片38能夠使用由兩層以上的薄膜構(gòu)成的多層膜等，例如是在紅外區(qū)域等具有透 光波長(zhǎng)區(qū)域的帶通濾光片。 本實(shí)施方式的光傳感器36將光檢測(cè)區(qū)域的電磁屏蔽功能和濾光功能分別分配給 透明導(dǎo)電膜37和濾光片38，因此，透明導(dǎo)電膜37和濾光片38的制約變小，兩者的材料選擇 自由度提高。 另外，由于在絕緣膜20的外面設(shè)有濾光片38，故而能夠在光傳感器36上增設(shè)濾光
片38。因此，組件制造商等在將光傳感器36組裝到設(shè)備上之前的階段，能夠?qū)⑦m于用途的
濾光片38粘貼到光傳感器36的上表面而進(jìn)行使用，提高光傳感器36的應(yīng)用性。 另外，雖未作圖示，也可以從第二實(shí)施方式的光傳感器36中除去濾光片38。 S卩，不
具有濾光片38，僅僅是由透明導(dǎo)電膜37覆蓋受光窗19。(第三實(shí)施方式) 雖未作圖示，作為第一實(shí)施方式的導(dǎo)電性濾光片32和第二實(shí)施方式的濾光片38 的光學(xué)特性，也可以使三種波長(zhǎng)區(qū)域的光透過(guò)。例如，構(gòu)成為紅色光(A 二 650nm左右)、綠 色光(A = 550nm左右)、藍(lán)色光(A = 450nm左右)的話，則也可以應(yīng)用于CCD等彩色攝 像元件。
權(quán)利要求
一種光傳感器，通過(guò)具有遮光性的導(dǎo)電膜將除了光檢測(cè)區(qū)域之外的元件形成區(qū)域覆蓋，通過(guò)具有透光性的導(dǎo)電膜將所述光檢測(cè)區(qū)域覆蓋。
2. 如權(quán)利要求1所述的光傳感器，其特征在于，所述具有透光性的導(dǎo)電膜具有濾光特性。
3. 如權(quán)利要求1所述的光傳感器，其特征在于，所述具有透光性的導(dǎo)電膜與所述具有 遮光性的導(dǎo)電膜電接觸。
全文摘要
一種光傳感器，具有電磁屏蔽用的導(dǎo)電膜并且在與光檢測(cè)區(qū)域相對(duì)的區(qū)域?qū)㈦姶牌帘斡玫膶?dǎo)電膜除去，其中，在與光檢測(cè)區(qū)域相對(duì)的區(qū)域也能夠不使電磁干擾侵入。本發(fā)明的光傳感器在硅基板(12)的表層部形成有光電二極管(13)和IC電路(15)。在硅基板(12)的上表面隔著絕緣層(16)而形成有遮光金屬(18)，IC電路(15)被遮光金屬(18)覆蓋。在與光電二極管(13)相對(duì)的區(qū)域，在遮光金屬(18)上開(kāi)設(shè)受光窗(19)，受光窗(19)被導(dǎo)電性濾光片(32)覆蓋。
文檔編號(hào)H01L27/144GK101728402SQ20091020735
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
發(fā)明者中川慎也, 寺阪麻理子, 清水正男, 鵜飼茂和 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社