JPH07222068A - Solid-state image pickup device and its manufacture - Google Patents
Solid-state image pickup device and its manufactureInfo
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- JPH07222068A JPH07222068A JP6026130A JP2613094A JPH07222068A JP H07222068 A JPH07222068 A JP H07222068A JP 6026130 A JP6026130 A JP 6026130A JP 2613094 A JP2613094 A JP 2613094A JP H07222068 A JPH07222068 A JP H07222068A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に係り、
特に固体撮像装置に用いる外囲器の透光性キャップ（光
透過窓）の構造に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device,
In particular, the present invention relates to the structure of a translucent cap (light transmissive window) of an envelope used in a solid-state image pickup device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】固体撮像装置は、各種監視用テレビジョ
ンや高品位テレビジョン等のカメラとして用いるなど広
い分野で有望視されている。これは、固体撮像装置が画
像歪みが少ない、低電圧、低消費電力、小型軽量、残像
が少ない、直射日光による焼付けがない、衝撃に強いな
どの従来の撮像管にはない優れた特性を備えているから
である。固体撮像装置は、通常、外囲器を備えており、
ＣＣＤ（Charge CoupledDevice)などの電荷転送素子が
固体撮像素子としてその中に密封されている。図１０を
参照して従来の固体撮像装置を説明する。外囲器２は、
中空部１を備えており、この中に固体撮像素子３をマウ
ントし、両面を無反射膜４で被覆したガラスなどの透光
性板で構成した透光性キャップ６を開口部７に配置する
構造になっている。外囲器２は、アルミナなどのセラミ
ックから構成されている。透光性キャップ６は、外部か
らの光を通過することができるので、この部分を光透過
窓という。外囲器２内の中空部１の底部８には、固体撮
像素子３が裏面に塗布されたエポキシ樹脂などの接着剤
を用いてマウントされている。外囲器２には、内部側壁
に第１の段部９が形成されており、その段部の平坦部に
露出して接続配線（図示せず）が形成されている。2. Description of the Related Art Solid-state image pickup devices are regarded as promising in a wide range of fields such as being used as cameras for various surveillance televisions and high-definition televisions. This is a solid-state image pickup device with excellent characteristics such as low image distortion, low voltage, low power consumption, small size and light weight, little afterimage, no burning due to direct sunlight, and strong impact that conventional image pickup tubes do not have. Because it is. The solid-state image pickup device usually includes an envelope,
A charge transfer device such as a CCD (Charge Coupled Device) is sealed therein as a solid-state imaging device. A conventional solid-state imaging device will be described with reference to FIG. The envelope 2 is
A hollow portion 1 is provided, a solid-state image sensor 3 is mounted in the hollow portion 1, and a translucent cap 6 made of a translucent plate such as glass whose both surfaces are covered with a non-reflective film 4 is arranged in an opening 7. It is structured. The envelope 2 is made of ceramic such as alumina. Since the light-transmitting cap 6 can pass light from the outside, this portion is called a light-transmitting window. The solid-state image sensor 3 is mounted on the bottom 8 of the hollow portion 1 in the envelope 2 using an adhesive such as an epoxy resin coated on the back surface. A first step 9 is formed on the inner side wall of the envelope 2, and a connecting wiring (not shown) is formed on the flat part of the step.
【０００３】接続配線は、外囲器２の内部に埋め込まれ
ていて、例えば、外囲器２の底部に植設された接続ピン
１５に内部で接続されている。接続ピン１５は、例え
ば、底部の向い合う２辺に配列されている。この接続ピ
ン１５は、底部のすべての辺に配列させることができ
る。また、各辺に１列のみでなく、３列などの複数列で
底部の２辺又は４辺に配列させることができる。この固
体撮像装置を回路基板（図示せず）などに搭載し、回路
基板に形成された外部回路と固体撮像素子３とを電気的
に接続するために接続ピン１５を回路基板に接続し、さ
らに、固体撮像素子３上に形成された接続電極（図示せ
ず）と前記外囲器２の接続電極とを電気的に接続する。
そのため、第１の段部９の平坦部に露出する接続配線と
固体撮像素子３の接続電極とを、例えば、ＡｌやＡｕな
どのボンディングワイヤ１０で接続する。外囲器２内に
は、第１の段部９の上に第２の段部１１を設け、この第
２の段部１１に遮光板１２を取付ける。さらに、第２の
段部１１の上に第３の段部１３を形成して、ここに前記
透光性キャップ６を、第３の段部１３に塗布した接着剤
層１４により接着する。The connection wiring is embedded inside the envelope 2 and is internally connected to, for example, a connection pin 15 implanted at the bottom of the envelope 2. The connection pins 15 are arranged, for example, on two opposite sides of the bottom. The connecting pins 15 can be arranged on all sides of the bottom. Further, it is possible to arrange not only one row on each side but also a plurality of rows such as three rows on the bottom two sides or four sides. This solid-state imaging device is mounted on a circuit board (not shown) or the like, and connecting pins 15 are connected to the circuit board to electrically connect an external circuit formed on the circuit board and the solid-state imaging device 3, and A connection electrode (not shown) formed on the solid-state imaging device 3 and the connection electrode of the envelope 2 are electrically connected.
Therefore, the connection wiring exposed on the flat portion of the first step portion 9 and the connection electrode of the solid-state imaging device 3 are connected by a bonding wire 10 such as Al or Au. In the envelope 2, a second step portion 11 is provided on the first step portion 9, and the light shielding plate 12 is attached to the second step portion 11. Further, a third step portion 13 is formed on the second step portion 11, and the translucent cap 6 is adhered thereto by the adhesive layer 14 applied to the third step portion 13.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】一般に半導体装置は、
半導体素子を外気から保護し、気密を保持するためにパ
ッケージングを行う。しかし、固体撮像装置の場合は、
前記の目的以外に前述のように外部からの光を透過させ
て固体撮像素子に入射させる機能が必要である。このた
めに透光性キャップには、ガラスなどの透明体が用いら
れるが、外部からの入射光は、固体撮像素子と透光性キ
ャップとの間で反射し、十分な光が固体撮像素子に入ら
ず、その結果、正しい入力信号が得られない事が多かっ
た。このような反射を防ぐために、図１０に示すよう
に、通常透光性キャップ６は、透光性板５を用い、その
両面に無反射膜４を形成している。透光性板５の上面に
形成され、外気に露出している無反射膜４は、入射光の
反射を防止し、固体撮像素子３への光を抑制する機能を
持っており、その下面に形成され、外囲器２内に配置さ
れている無反射膜４は、固体撮像素子３表面及びボンデ
ィングワイヤ１０による乱反射を防止して余分な光が固
体撮像素子３に侵入するのを防止している。しかし、無
反射膜、とくに、下面に設けられた無反射膜４から放出
する放射線は、入射光が入らなくても電荷を誘発するの
で固体撮像素子３が正しい入力信号を得るのを妨げ、例
えば、白キズを発生するなどの半導体素子特性を悪化さ
せている（特願平５−８２２８１号、特願平５−８２２
８２号参照）。Generally, a semiconductor device is
Packaging is performed to protect the semiconductor element from the outside air and maintain airtightness. However, in the case of a solid-state imaging device,
In addition to the above purpose, it is necessary to have a function of transmitting light from the outside and allowing the light to enter the solid-state imaging device as described above. For this reason, a transparent body such as glass is used for the translucent cap, but incident light from the outside is reflected between the solid-state image sensor and the translucent cap, and sufficient light is transmitted to the solid-state image sensor. As a result, the correct input signal was often not obtained. In order to prevent such reflection, as shown in FIG. 10, the translucent cap 6 normally uses a translucent plate 5, and the non-reflective film 4 is formed on both surfaces thereof. The non-reflective film 4 formed on the upper surface of the translucent plate 5 and exposed to the outside air has a function of preventing reflection of incident light and suppressing light to the solid-state image sensor 3, and the lower surface thereof. The non-reflective film 4 formed and arranged in the envelope 2 prevents diffused reflection by the surface of the solid-state imaging device 3 and the bonding wire 10 and prevents extra light from entering the solid-state imaging device 3. There is. However, the radiation emitted from the non-reflective film, particularly the non-reflective film 4 provided on the lower surface, induces electric charges even if no incident light enters, and thus prevents the solid-state imaging device 3 from obtaining a correct input signal. , The characteristics of semiconductor devices such as white scratches are deteriorated (Japanese Patent Application Nos. 5-82281 and 5-822).
82).
【０００５】この無反射膜４は、真空蒸着法などにより
透光性板５に堆積されるが、外気に面している透光性板
の上面に形成される無反射膜を形成しない場合もある。
無反射膜材料としては弗化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）、
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ジルコニヤ（ＺｒＯ2 ）など
があり、とくに、弗化マグネシウムが利用されるが、こ
の材料にそれ以外のものを複数積層させることによって
反射防止効果を向上させている。複数の膜を用いるのは
反射防止効果のみを目的としたものでは無い。弗化マグ
ネシウム膜の熱膨脹係数は、透光性キャップに用いるガ
ラスより大きいので、固体撮像装置が動作中に高温にな
った場合に膜剥がれを起すことがあり、そこで、両者の
熱膨張係数の差を緩和するためにその間に両者の中間の
熱膨脹係数を有する少なくとも１層の膜を介在させるの
である。図１１は、その透光性キャップ６の断面図であ
り、３層膜から構成されている。即ち、透光性板５の両
面に第１層のアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）層４３が形成さ
れ、その上に第２層のジルコニヤ（ＺｒＯ2 ）層４４が
形成され、そして、最上層に第３層の弗化マグネシウム
（ＭｇＦ2 ）層４５が形成されている。The antireflection film 4 is deposited on the translucent plate 5 by a vacuum vapor deposition method or the like, but also when the antireflection film formed on the upper surface of the translucent plate facing the outside air is not formed. is there.
Magnesium fluoride (MgF 2 ) is used as the anti-reflection film material,
There are alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), etc., and especially magnesium fluoride is used, but the antireflection effect is improved by stacking a plurality of other materials on this material. The use of a plurality of films is not limited to the antireflection effect. Since the coefficient of thermal expansion of the magnesium fluoride film is larger than that of the glass used for the translucent cap, film peeling may occur when the solid-state imaging device becomes hot during operation. In order to alleviate this, at least one layer having a coefficient of thermal expansion intermediate between the two is interposed therebetween. FIG. 11 is a cross-sectional view of the translucent cap 6, which is composed of a three-layer film. That is, a first layer of alumina (Al 2 O 3 ) layer 43 is formed on both surfaces of the translucent plate 5, a second layer of zirconia (ZrO 2 ) layer 44 is formed thereon, and the uppermost layer is formed. A third magnesium fluoride (MgF 2 ) layer 45 is formed.
【０００６】このように無反射膜は、光透過率や光反射
率などの光学的特性から３層構造が一般的である。前記
第１層目は、透光性板５との密着力を高めること及び光
学ガラスなどからなる透光性板５との光学特性のマッチ
ングよりアルミナが選ばれ、第３層目には外気との光学
特性マッチングにより弗化マグネシウムが選ばれる。と
ころが、発明者が鋭意研究した結果、これら第１層及び
第２層から放射される放射線量は、０．００１カウント
（Ｃ）／分・ｃｍ2 以下と極めて小さいことが分かっ
た。残りの第２層目には通常ジルコニヤが用いられる
が、ジルコニヤは、原産地を問わず、その放射線量が多
く０．００６〜０．０２Ｃ／分・ｃｍ2 であり、放射線
を発するウラニウム（Ｕ）含有量が０．０１ｐｐｍ以上
と非常に高いものである。そこで発明者は、放射線量及
び放射線を発するウラニウム含有量の小さい無反射膜材
として酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）を選択した。しか
し、この無反射膜材は、不定比化合物であることから種
々の価数を取り得るものであり、その光学特性の安定性
には欠けるものがあり、さらに、光学特性における光波
長の変化に伴う光透過率曲線において、光の波長が４６
０〜４８０ｎｍの間に光透過率が急変してその曲線に屈
曲部が発生するという欠点があった。As described above, the non-reflective film generally has a three-layer structure due to optical characteristics such as light transmittance and light reflectance. Alumina is selected for the first layer from the viewpoint of enhancing the adhesiveness with the translucent plate 5 and matching the optical characteristics with the translucent plate 5 made of optical glass, and the third layer is exposed to the outside air. Magnesium fluoride is selected by matching the optical characteristics of. However, as a result of diligent research by the inventor, it was found that the amount of radiation emitted from the first layer and the second layer was as small as 0.001 count (C) / min · cm 2 or less. Zirconia is usually used for the remaining second layer, but zirconia has a large radiation dose of 0.006 to 0.02 C / min · cm 2 regardless of the place of origin, and emits uranium (U). The content is as high as 0.01 ppm or more. Therefore, the inventor selected tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) as a non-reflective film material having a small radiation dose and a low uranium content that emits radiation. However, since this anti-reflection film material is a non-stoichiometric compound, it can take various valences, and it lacks the stability of its optical characteristics. In the accompanying light transmittance curve, the wavelength of light is 46
There is a drawback that the light transmittance changes abruptly in the range of 0 to 480 nm and a bent portion is generated in the curve.
【０００７】本発明は、このような事情により成された
ものであり、放射線量及び放射線を発するウラニウム含
有量が少ない無反射膜を有する透光性キャップを備えた
固体撮像装置を提供することを目的にしている。また、
放射線量及び放射線を発するウラニウム含有量が少な
く、かつ、光の波長の変化に伴う光透過率曲線において
光の波長が４６０〜４８０ｎｍの間の所定の波長で光透
過率がその近傍の光の波長に対して急激に変化しない特
性を有する無反射膜を備えた透光性キャップを有する固
体撮像装置を提供することを目的にしている。さらに、
放射線量及び放射線を発するウラニウム含有量が少な
く、かつ、光の波長の変化に伴う光透過率曲線において
光の波長が４６０〜４８０ｎｍの間の所定の波長で光透
過率がその近傍の光の波長に対して急激に変化しない特
性を有する無反射膜を備えた透光性キャップを有する固
体撮像装置の製造方法を提供することを目的にしてい
る。The present invention has been made under such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a solid-state image pickup device having a translucent cap having a non-reflective film having a small amount of radiation and a content of uranium that emits radiation. I am aiming. Also,
The amount of radiation and the content of uranium that emits the radiation are small, and the light transmittance curve with a change in the wavelength of light has a light wavelength of a predetermined wavelength between 460 and 480 nm and a light transmittance of light in the vicinity thereof. It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device having a translucent cap provided with a non-reflection film having a characteristic that does not change rapidly. further,
The amount of radiation and the content of uranium that emits the radiation are small, and the light transmittance curve with a change in the wavelength of light has a light wavelength of a predetermined wavelength between 460 and 480 nm and a light transmittance of light in the vicinity thereof. On the other hand, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a solid-state imaging device having a translucent cap having a non-reflective film having a characteristic that does not change rapidly.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、固体撮像素子と、前記固体撮像素子を収納し、開口
部を有する外囲器と、前記開口部を密封する透光性板
と、前記外囲器内に面した前記透光性板下面又は前記下
面とこの下面とは反対側の上面に形成された無反射膜と
を備え、前記透光性板及び前記無反射膜は透光性キャッ
プを構成し、この無反射膜は、放射線量及び放射線を発
するウラニウム含有量が少なく、かつ、入射光の波長が
４６０〜４８０ｎｍの間の任意の波長において光透過率
がその近傍の波長より急激に大きく変化しない特性を有
している事を第１の特徴としている。また、固体撮像素
子と、前記固体撮像素子を収納し、開口部を有する外囲
器と、前記開口部を密封する透光性板と、前記外囲器内
に面した前記透光性板下面又は前記下面とこの下面とは
反対側の上面に形成された無反射膜とを備え、前記透光
性板及び前記無反射膜は透光性キャップを構成し、この
無反射膜は、酸化タンタル層を含んでいることを第２の
特徴としている。前記無反射膜は、１８０時間以上室温
でエージング処理してもよい。A solid-state image pickup device according to the present invention includes a solid-state image pickup device, an envelope which houses the solid-state image pickup device and has an opening, and a translucent plate which seals the opening. A lower surface of the light-transmissive plate facing the interior of the envelope or the lower surface, and a non-reflective film formed on an upper surface opposite to the lower surface, wherein the light-transmissive plate and the non-reflective film are transparent. This non-reflective film, which constitutes an optical cap, has a low radiation dose and a low content of uranium that emits radiation, and has a light transmittance of wavelengths in the vicinity thereof at an arbitrary wavelength of incident light of 460 to 480 nm. The first feature is that it has a characteristic that does not change much more rapidly. Further, a solid-state image sensor, an envelope having the solid-state image sensor and having an opening, a light-transmitting plate that seals the opening, and a lower surface of the light-transmitting plate facing the inside of the envelope. Alternatively, the lower surface and an antireflection film formed on the upper surface opposite to the lower surface are provided, and the translucent plate and the antireflection film constitute a translucent cap, and the antireflection film is tantalum oxide. The second feature is that the layer is included. The antireflection film may be aged for 180 hours or more at room temperature.
【０００９】また、前記無反射膜は、アルミナ層、前記
酸化タンタル層及び弗化マグネシウム層の３層からな
り、前記アルミナ層は、前記透光性板の上に形成され、
前記酸化タンタル層は、前記アルミナ層の上に形成さ
れ、前記弗化マグネシウム層は、前記酸化タンタル層の
上に形成されていてもよい。また、本発明の固体撮像装
置の製造方法は、固体撮像素子を開口部を有する外囲器
に収納する工程と、透光性板の上面及び下面もしくは下
面のみに少なくとも１層の酸化タンタル層を含む無反射
膜を形成する工程と、前記無反射膜を形成した透光性板
を少なくとも１８０時間放置して透光性キャップを形成
する工程と、前記透光性キャップを用いて前記開口部を
密封する工程とを備え、前記外囲器内に前記透光性板の
下面を対向させ、前記透光性板の上面を前記外囲器の外
部に露出させることを特徴としている。The non-reflective film is composed of three layers of an alumina layer, a tantalum oxide layer and a magnesium fluoride layer, and the alumina layer is formed on the translucent plate.
The tantalum oxide layer may be formed on the alumina layer, and the magnesium fluoride layer may be formed on the tantalum oxide layer. Further, the method for manufacturing a solid-state image pickup device of the present invention includes a step of housing the solid-state image pickup element in an envelope having an opening, and at least one tantalum oxide layer on only the upper surface and the lower surface or the lower surface of the transparent plate. A step of forming a non-reflective film including the above steps, a step of leaving the translucent plate on which the non-reflective film is formed for at least 180 hours to form a translucent cap, and using the translucent cap to form the opening. And a step of sealing, wherein the lower surface of the transparent plate is opposed to the inside of the envelope, and the upper surface of the transparent plate is exposed to the outside of the envelope.
【００１０】[0010]
【作用】従来の無反射膜に用いるジルコニヤ（Ｚｒ
Ｏ2 ）は、放射線を発生するウラニウム含有量が多く、
放射線量が多いので、入射光が固体撮像素子に入らない
のに電荷を誘発して素子特性を劣化させていたが、酸化
タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）は、ウラニウムの含有量が少な
く殆ど放射線を発生しないので、酸化タンタルを無反射
膜の一部に用いた本発明の固体撮像装置は、信頼性の高
い素子特性を得ることができる。また、無反射膜を構成
する酸化タンタル層は、透光性キャップを外囲器に取付
ける前にエージング処理することにより、酸化タンタル
が改質されて入射光の波長の変化に伴う光透過率曲線に
おいて、光の波長が４６０〜４８０ｎｍの間の任意の波
長で光透過率がその近傍の波長に比べて急激に変化せ
ず、緩やかに変化するか或いは変化しないようになる。[Function] Zirconia (Zr
O 2 ) has a high uranium content that emits radiation,
Since the amount of radiation is large, incident light does not enter the solid-state imaging device but induces electric charges to deteriorate the device characteristics. However, tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) has a low uranium content and emits almost no radiation. Since it does not occur, the solid-state imaging device of the present invention in which tantalum oxide is used as a part of the antireflection film can obtain highly reliable element characteristics. In addition, the tantalum oxide layer that constitutes the non-reflective film is subjected to an aging treatment before the translucent cap is attached to the envelope, so that the tantalum oxide is modified and the light transmittance curve accompanying the change in the wavelength of the incident light. In the above, the light transmittance does not change sharply at an arbitrary wavelength between 460 and 480 nm as compared with the wavelengths in the vicinity thereof, and the light transmittance changes slowly or does not change.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。まず、図１及至図３を参照して第１の実施例を説
明する。図１は、固体撮像装置の断面図であり、図２
は、この固体撮像装置に用いる透光性キャップの光学特
性図であり、横軸は、入射光の波長（４００〜７００ｎ
ｍ）を示し、縦軸は、透光性キャップの光透過率（％）
（左側）及び両面光反射率（％）（右側）を示してい
る。また、図３は、透光性キャップの断面図である。図
１において、外囲器２は、平面形状が、例えば、実質的
に正方形であり、その内部に中空部１を備え、この中に
固体撮像素子３をマウントし、両面を無反射膜２１、２
２で被覆したガラスなどの透光性板５で構成した透光性
キャップ２０をその開口部７に配置する構造になってい
る。この外囲器２は、線熱膨脹係数が約７０．０×１０
-7／℃のアルミナなどのセラミックから構成している。
外囲器材料はＡｌＮなどのセラミックでも良いし、ガラ
スを素材にすることもできる。透光性板５の材料である
ガラスの組成の主成分は、例えば、ＳｉＯ2 が６９ｗｔ
％、Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏが１０．５ｗｔ％及びＢ2 Ｏ3 が
１１．０ｗｔ％含まれており、その線熱膨脹係数は、約
６５．５×１０-7／℃である。透光性板には、線膨脹係
数が、約１０〜１００×１０-7／℃程度のガラスを用い
ることができ、例えば、ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ
3 系、ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｎａ2 Ｏ系、ＳｉＯ2 −Ｂ
2 Ｏ3 −Ｋ2 Ｏ系などの硼珪酸ガラスが主に用いられる
が、本発明はこの材料に限定されるものではない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of the solid-state imaging device.
Is an optical characteristic diagram of a translucent cap used in this solid-state imaging device, and the horizontal axis represents the wavelength of incident light (400 to 700 n).
m), and the vertical axis represents the light transmittance (%) of the translucent cap.
(Left side) and double-sided light reflectance (%) (right side) are shown. 3 is a cross-sectional view of the translucent cap. In FIG. 1, the envelope 2 has a planar shape that is, for example, a substantially square shape, is provided with a hollow portion 1 therein, mounts a solid-state image sensor 3 therein, and has a non-reflective film 21 on both sides. Two
A translucent cap 20 composed of a translucent plate 5 such as glass covered with 2 is arranged in the opening 7. This envelope 2 has a linear thermal expansion coefficient of about 70.0 × 10.
It is composed of -7 / ° C alumina and other ceramics.
The envelope material may be ceramic such as AlN or glass. The main component of the composition of the glass that is the material of the translucent plate 5 is, for example, 69 wt% of SiO 2 .
%, Na 2 O + K 2 O of 10.5 wt% and B 2 O 3 of 11.0 wt%, and the coefficient of linear thermal expansion thereof is about 65.5 × 10 −7 / ° C. Glass having a linear expansion coefficient of about 10 to 100 × 10 −7 / ° C. can be used for the translucent plate. For example, SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O
3 based, SiO 2 -B 2 O 3 -Na 2 O -based, SiO 2 -B
Borosilicate glass such as 2 O 3 -K 2 O type is mainly used, but the present invention is not limited to this material.
【００１２】透光性キャップ２０は、外部からの光を通
過することができるので、この部分を光透過窓という。
外囲器２内の中空部１の底部８には、固体撮像素子３が
裏面に塗布されたエポキシ樹脂などの接着剤を用いてマ
ウントされている。固体撮像素子３は、例えば、駆動回
路などの周辺回路を含むＣＣＤが形成されたシリコン半
導体チップから構成されており、そのサイズは、例え
ば、１１．０×１１．５ｍｍである。外囲器２には内部
側壁に第１の段部９が形成されており、その段部の平坦
部に露出して接続配線（図示せず）が形成されている。
接続配線は、外囲器２の内部に埋め込まれていて、例え
ば、外囲器２の底部に植設された接続ピン１５に内部で
接続されている。接続ピン１５は、例えば、底部の向い
合う２辺に配列されている。この接続ピン１５は、底部
のすべての辺に配列させることができる。また、各辺に
１列のみでなく、３列などの複数列で底部の２辺又は４
辺に配列させることができる。この固体撮像装置を回路
基板（図示せず）などに搭載し、回路基板に形成された
外部回路と固体撮像素子３とを電気的に接続するために
接続ピン１５を回路基板に接続し、さらに、固体撮像素
子３上に形成された接続電極（図示せず）と前記外囲器
２の接続電極とを電気的に接続する。そのため第１の段
部９の平坦部に露出する接続配線と固体撮像素子３の接
続電極とを、例えば、ＡｌやＡｕなどのボンディングワ
イヤ１０で接続する。The light-transmitting cap 20 allows light from the outside to pass therethrough, and this portion is called a light-transmitting window.
The solid-state image sensor 3 is mounted on the bottom 8 of the hollow portion 1 in the envelope 2 using an adhesive such as an epoxy resin coated on the back surface. The solid-state image sensor 3 is composed of, for example, a silicon semiconductor chip on which a CCD including a peripheral circuit such as a drive circuit is formed, and the size thereof is, for example, 11.0 × 11.5 mm. A first step portion 9 is formed on the inner side wall of the envelope 2, and a connection wiring (not shown) is formed at the flat portion of the step portion.
The connection wiring is embedded inside the envelope 2, and is internally connected to, for example, the connection pin 15 implanted at the bottom of the envelope 2. The connection pins 15 are arranged, for example, on two opposite sides of the bottom. The connecting pins 15 can be arranged on all sides of the bottom. In addition, not only one row on each side, but a plurality of rows such as three rows on the bottom two sides or four rows.
Can be arranged on the side. This solid-state imaging device is mounted on a circuit board (not shown) or the like, and connecting pins 15 are connected to the circuit board to electrically connect an external circuit formed on the circuit board and the solid-state imaging device 3, and A connection electrode (not shown) formed on the solid-state imaging device 3 and the connection electrode of the envelope 2 are electrically connected. Therefore, the connection wiring exposed on the flat portion of the first step portion 9 and the connection electrode of the solid-state imaging device 3 are connected by a bonding wire 10 such as Al or Au.
【００１３】外囲器２内には、第１の段部９の上に第２
の段部１１を設け、この第２の段部１１に遮光板１２を
取付ける。さらに、第２の段部１１の上に第３の段部１
３を形成して、ここに前記透光性キャップ２０を、第３
の段部１３に塗布した接着剤層１４により接着する。こ
の実施例では、無反射膜２１、２２には、３層の積層膜
を用いる（図３）。積層膜の最上層には、厚さ２００〜
３００ｎｍ程度のＭｇＦ2 膜２５が配置される。また、
透光性板５表面と直接接する最下層には、厚さ２００〜
３００ｎｍ程度のＡｌ2 Ｏ3 膜２３が配置されている。
そして、両者の中間には、厚さ２００〜３００ｎｍ程度
のＴａ2 Ｏ5 膜２４が真空蒸着法などで形成されてい
る。この実施例の様に無反射膜を複数の積層膜にする方
が単層膜より反射防止効果が大きい。例えば、透光性板
５の光透過率が約９２％とすると、ＭｇＦ2 膜単独の無
反射膜を用いた場合は、約９５％に向上するが、この実
施例では、透光性キャップ２０の光透過率は約９８〜９
９％に改善される。さらに、２つ以上の材料を交互に繰
返して積層した多層膜を用いることもできる。また、こ
の実施例では無反射膜２１及び２２は同じ構造を有して
いるが、本発明では、互いに異なる構造を備えていても
良く、また、透光性板５の上面には無反射膜２１を設け
なくても良い。In the envelope 2, a second step is formed on the first step portion 9.
Is provided, and the light shielding plate 12 is attached to the second step 11. Furthermore, the third step 1 is provided on the second step 11.
3 is formed, and the translucent cap 20 is attached to the third
The adhesive layer 14 applied to the stepped portion 13 is used for adhesion. In this embodiment, a non-reflective film 21 or 22 is a three-layer laminated film (FIG. 3). The uppermost layer of the laminated film has a thickness of 200 to
An MgF 2 film 25 of about 300 nm is arranged. Also,
The bottom layer that is in direct contact with the surface of the translucent plate 5 has a thickness of 200 to
An Al 2 O 3 film 23 having a thickness of about 300 nm is arranged.
Then, a Ta 2 O 5 film 24 having a thickness of about 200 to 300 nm is formed between the two by a vacuum deposition method or the like. As in this embodiment, the antireflection film having a plurality of laminated films has a greater antireflection effect than the single layer film. For example, if the light transmittance of the light-transmissive plate 5 is about 92%, it will be improved to about 95% when a non-reflective film of the MgF 2 film alone is used, but in this embodiment, the light-transmissive cap 20 is used. Has a light transmittance of about 98-9
It will be improved to 9%. Further, a multilayer film in which two or more materials are alternately and repeatedly stacked can be used. Further, in this embodiment, the antireflection films 21 and 22 have the same structure, but in the present invention, the antireflection films 21 and 22 may have different structures, and the antireflection film is provided on the upper surface of the transparent plate 5. 21 may not be provided.
【００１４】この多層の無反射膜を透光性キャップに形
成するに際しては、透光性キャップと無反射膜との間に
発生する熱ストレスによる応力を緩和することも考慮に
いれている。透光性板に直接接触するＡｌ2 Ｏ3 膜は、
線熱膨脹係数が６７．０×１０-7／℃であり、前記透光
性板の線熱膨脹係数（６５．５×１０-7／℃）とほぼ同
じである。最上層のＭｇＦ2 膜の線熱膨脹係数は、１８
８．０×１０-7／℃であるので、この透光性板とは大き
く異なる。そこで両者の間にＴａ2 Ｏ5 膜を形成して互
いに接触する材料間の熱膨脹係数の差を小さくして応力
緩和を行う。次に、第１の実施例における固体撮像装置
の製造方法について説明する。まず、固体撮像素子３
は、外囲器２の底面８にエポキシ樹脂などの接着剤で固
着する。次に、固体撮像素子３の接続電極と外囲器２に
形成された接続配線とをＡｌなどのボンディングワイヤ
１０で電気的に接続する。次に、遮光板１２を外囲器２
の第２の段部１１に接合する。透光性板５の両表面の全
面に真空蒸着法などで、Ａｌ2 Ｏ3 層、Ｔａ2 Ｏ5 層、
ＭｇＦ2 層を順次堆積して無反射膜２１、２２を着膜す
る。真空蒸着の際は、透光性板５は所定の温度（基板温
度）に維持しておく。所定の温度は、３００℃前後であ
り、通常２００〜４００℃が適当である。着膜後は透光
性板５を室温まで下げてから清浄室内に２００時間もし
くはそれ以上室温放置する。このエージング工程によっ
て透光性板５の光学特性は、安定するが、２００時間を
越えても殆ど２００時間のときの特性と変わらないの
で、エージング時間を必要以上長くすることはない。When forming the multilayer antireflection film on the translucent cap, it is also taken into consideration that the stress due to the thermal stress generated between the translucent cap and the antireflection film is relaxed. The Al 2 O 3 film that is in direct contact with the translucent plate is
The linear thermal expansion coefficient is 67.0 × 10 -7 / ° C, which is almost the same as the linear thermal expansion coefficient (65.5 × 10 -7 / ° C) of the translucent plate. The coefficient of linear thermal expansion of the uppermost MgF 2 film is 18
Since it is 8.0 × 10 −7 / ° C., it is significantly different from this translucent plate. Therefore, a Ta 2 O 5 film is formed between the two to reduce the difference in the coefficient of thermal expansion between the materials in contact with each other, and stress is relaxed. Next, a method of manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment will be described. First, the solid-state image sensor 3
Is fixed to the bottom surface 8 of the envelope 2 with an adhesive such as an epoxy resin. Next, the connection electrode of the solid-state imaging device 3 and the connection wiring formed on the envelope 2 are electrically connected by the bonding wire 10 such as Al. Next, the shading plate 12 is attached to the envelope 2
To the second step portion 11. The Al 2 O 3 layer, the Ta 2 O 5 layer, the
MgF 2 layers are sequentially deposited to form antireflection films 21 and 22. During the vacuum deposition, the translucent plate 5 is maintained at a predetermined temperature (substrate temperature). The predetermined temperature is around 300 ° C, and usually 200 to 400 ° C is suitable. After the film is deposited, the transparent plate 5 is cooled to room temperature and then left in the clean room at room temperature for 200 hours or more. The optical characteristics of the transparent plate 5 are stabilized by this aging step, but even if the time exceeds 200 hours, the characteristics are almost the same as those at the time of 200 hours, so that the aging time is not lengthened more than necessary.
【００１５】また、２００時間を越えないで１８０時間
以上エージングしても光学特性は安定するが、光透過率
は、２００時間以上のエージング処理の場合より幾分劣
化している。エージング工程が終了してから、透光性キ
ャップ２０の裏面に熱硬化性のエポキシ樹脂などの接着
剤層１４を塗布する。この接着剤層１４を外囲器２の第
３の段部１３に当接させた状態で外囲器２と透光性キャ
ップ２０とを有機シール装置内に挿入し、約１００〜２
００℃で加熱してエポキシ樹脂を硬化させて透光性キャ
ップ２０を外囲器２に接合する。勿論、前記エージング
工程は、本発明の固体撮像装置を形成するための１方法
にすぎず、この工程を省略しても本発明に係る固体撮像
装置を形成することはでき、そのとき形成される固体撮
像装置は、ウラニウムの含有量が少なく殆ど放射線を発
生しないので、信頼性の高い素子特性を有することがで
きる。図２において、点線で示す曲線Ａはエージング前
の着膜直後の光透過率曲線、実線で示す曲線Ｂは、２０
０時間エージング後の光透過率曲線、点線で示す曲線Ｃ
は、エージング前の着膜直後の光反射率曲線、実線で示
す曲線Ｄは、２００時間エージング後の光反射率曲線で
ある。図示のようにエージング処理をしないと光透過率
は大きくなく、また、入射光の波長４６０〜４８０ｎｍ
において光透過率曲線Ａに急激に変化する屈曲点Ｅが発
生する。この屈曲点Ｅは、透光性キャップの光学特性を
不安定にするものであるが、前記エージング処理によっ
て、前記屈曲点Ｅが無くなり、しかも、光透過率が著し
く上昇する。Although the optical characteristics are stable even after aging for 180 hours or more without exceeding 200 hours, the light transmittance is somewhat deteriorated as compared with the case of aging treatment for 200 hours or more. After the aging step is completed, the adhesive layer 14 such as a thermosetting epoxy resin is applied to the back surface of the translucent cap 20. With the adhesive layer 14 in contact with the third step portion 13 of the envelope 2, the envelope 2 and the translucent cap 20 are inserted into the organic sealing device, and about 100 to 2
The translucent cap 20 is bonded to the envelope 2 by heating at 00 ° C. to cure the epoxy resin. Of course, the aging step is only one method for forming the solid-state imaging device of the present invention, and the solid-state imaging device of the present invention can be formed even if this step is omitted, and is formed at that time. Since the solid-state imaging device has a low uranium content and emits almost no radiation, it can have highly reliable device characteristics. In FIG. 2, a curve A shown by a dotted line is a light transmittance curve immediately after deposition before aging, and a curve B shown by a solid line is 20.
Light transmittance curve after 0 hour aging, curve C shown by dotted line
Is a light reflectance curve immediately after deposition before aging, and a curve D shown by a solid line is a light reflectance curve after 200 hours aging. As shown in the figure, the light transmittance is not large without aging treatment, and the wavelength of incident light is 460 to 480 nm.
In the light transmittance curve A, a sharply changing inflection point E occurs. This bending point E makes the optical characteristics of the translucent cap unstable, but the bending point E is eliminated by the aging treatment, and the light transmittance is remarkably increased.
【００１６】光透過率曲線に発生する屈曲点とその消滅
は、次のように説明される。ＭｇＦ2 層とＡｌ2 Ｏ3 層
との間に介在するＴａ2 Ｏ5 層のＴａ2 Ｏ5 は、６種の
化合物を有する不定比化合物である。したがって、Ｔａ
2 Ｏ5 を着膜したときに、その直後には、Ｔａ2 Ｏ5 層
にＴａＯ2 も存在している状態にあることが原因と考え
られる。また、Ｔａ2 Ｏ5 着膜直後においては、１層目
のＡｌ2 Ｏ3の酸素吸着力が極度に強いためにＴａ2 Ｏ
5 の原料を用いて着膜しても暗黒色のＴａＯ2 が内在し
たまま着膜されているためと考えられる。Ｔａ2 Ｏ5 と
ＴａＯ2 とはその結晶構造が異なるのは知られている
が、ＴａＯ2 の存在によって何故光の波長が４６０〜４
８０ｎｍ間に屈曲部Ｅが発生するのかは不明である。次
に、透光性キャップの２００時間のエージングによって
光の波長４００〜７００ｎｍの全域において光透過率が
上昇することについて説明する。透光性板の両面に３層
（ＭｇＦ2 ／Ｔａ2 Ｏ5 ／Ａｌ2 Ｏ3 ）の無反射膜を堆
積してから、この透光性板を清浄室において室温放置す
ると、まず、透光性板上の１層目の不完全に形成された
Ａｌ2 Ｏ3 化合物が２層目のＴａ2 Ｏ5 から酸素を吸着
してＡｌ2 Ｏ3 としての完全な化合物になる。そして、
さらに室内の酸素は暗黒色のＴａＯ2 に吸着され、Ｔａ
Ｏ2 は徐々に無色のＴａ2 Ｏ5 化して行くためと考えら
れる。さらに、無反射膜の透光性板への着膜直後及びエ
ージング処理後の各光反射率曲線はほぼ近似している
が、これは不定比化合物である酸化タンタルは、エージ
ング処理の放置時間とともに光の吸収率が変化している
事による。以上から、本発明では、光の波長４６０〜４
８０ｎｍ間の光透過率曲線の屈曲部が消えるところで、
不安定な構造のＴａＯ2 が無くなり、Ｔａ2 Ｏ5 化して
いくものと考えられる。The bending point and its disappearance occurring in the light transmittance curve are explained as follows. Of Ta 2 O 5 which has a Ta 2 O 5 layer interposed between the MgF 2 layer and the Al 2 O 3 layer is a nonstoichiometric compound having a six compounds. Therefore, Ta
The 2 O 5 upon film deposition, the immediately, it is considered to be caused in the state where the Ta 2 O 5 layer TaO 2 is also present. Further, Ta 2 O 5 immediately after film deposition is, Ta 2 O oxygen adsorption force of the first layer of Al 2 O 3 is for extremely strong
It is considered that the dark black TaO 2 was deposited while the film was deposited using the raw material of No. 5 . It is known that Ta 2 O 5 and TaO 2 have different crystal structures, but the existence of TaO 2 causes the wavelength of light to be 460 to 4
It is unclear whether the bent portion E is generated between 80 nm. Next, it will be described that the light transmittance is increased in the entire wavelength range of 400 to 700 nm by 200-hour aging of the translucent cap. When three layers (MgF 2 / Ta 2 O 5 / Al 2 O 3 ) of non-reflective film are deposited on both sides of the transparent plate and then the transparent plate is left at room temperature in a clean room, The incompletely formed Al 2 O 3 compound on the elastic plate adsorbs oxygen from Ta 2 O 5 on the second layer to become a complete compound as Al 2 O 3 . And
Furthermore, oxygen in the room is adsorbed by dark black TaO 2 and Ta
It is considered that O 2 gradually turns into colorless Ta 2 O 5 . Furthermore, the light reflectance curves immediately after deposition of the non-reflective film on the translucent plate and after aging treatment are almost similar, but this is because tantalum oxide, which is a non-stoichiometric compound, changes with the standing time of aging treatment. This is because the light absorption rate is changing. From the above, in the present invention, the wavelengths of light 460 to 4 are used.
Where the bent part of the light transmittance curve between 80 nm disappears,
It is considered that TaO 2 having an unstable structure disappears and Ta 2 O 5 is formed.
【００１７】次に、図４を参照して第２の実施例を説明
する。図は、固体撮像装置の断面図である。この実施例
の特徴は、透光性キャップにあり、無反射膜が透光性板
の片面にのみ形成されている。図４において、外囲器２
は平面形状が、例えば、実質的に正方形であり、その内
部に中空部１を備え、この中に固体撮像素子３をマウン
トし、中空部１に対向するに面に無反射膜３１で被覆し
たガラスなどの透光性板５で構成した透光性キャップ３
０をその開口部７に配置する構造になっている。外囲器
２は、線熱膨脹係数が約７０．０×１０-7／℃のアルミ
ナなどのセラミックスから構成している。透光性板５の
材料であるガラスの組成の主成分は、例えば、ＳｉＯ2
が６９ｗｔ％、Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏが１０．５ｗｔ％及び
Ｂ2 Ｏ3 が１１．０ｗｔ％含まれており、その線熱膨脹
係数は６５．５×１０-7／℃である。透光性キャップ３
０は、外部からの光を通過することができるので、この
部分を光透過窓という。外囲器２内の中空部１の底部８
には、固体撮像素子３が裏面に塗布されたエポキシ樹脂
などの接着剤を用いてマウントされている。固体撮像素
子３は、例えば、駆動回路などの周辺回路を含むＣＣＤ
が形成されたシリコン半導体チップから構成されてお
り、そのサイズは、例えば、１１．０×１１．５ｍｍで
ある。外囲器２には内部側壁に第１の段部９が形成され
ており、その段部の平坦部に露出して接続配線（図示せ
ず）が形成されている。接続配線は、外囲器２の内部に
埋め込まれていて、例えば、外囲器２の底部に植設され
た接続ピン１５に内部で接続されている。Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. The figure is a cross-sectional view of the solid-state imaging device. The feature of this embodiment lies in the translucent cap in which the non-reflective film is formed only on one surface of the translucent plate. In FIG. 4, the envelope 2
Has a substantially square shape in plan view, a hollow portion 1 is provided therein, the solid-state image sensor 3 is mounted therein, and the surface facing the hollow portion 1 is covered with a non-reflection film 31. Translucent cap 3 composed of translucent plate 5 such as glass
0 is arranged in the opening 7. The envelope 2 is made of ceramics such as alumina having a coefficient of linear thermal expansion of about 70.0 × 10 −7 / ° C. The main component of the composition of the glass that is the material of the translucent plate 5 is, for example, SiO 2
Is contained in an amount of 69 wt%, Na 2 O + K 2 O is included in 10.5 wt% and B 2 O 3 is included in an amount of 11.0 wt%, and the coefficient of linear thermal expansion thereof is 65.5 × 10 −7 / ° C. Translucent cap 3
Since 0 can pass light from the outside, this portion is called a light transmission window. Bottom part 8 of hollow part 1 in envelope 2
The solid-state imaging device 3 is mounted on the back surface of the solid-state imaging device 3 using an adhesive such as an epoxy resin coated on the back surface. The solid-state image sensor 3 is, for example, a CCD including peripheral circuits such as a drive circuit.
Is formed of a silicon semiconductor chip having a size of, for example, 11.0 × 11.5 mm. A first step portion 9 is formed on the inner side wall of the envelope 2, and a connection wiring (not shown) is formed at the flat portion of the step portion. The connection wiring is embedded inside the envelope 2, and is internally connected to, for example, the connection pin 15 implanted at the bottom of the envelope 2.
【００１８】接続ピン１５は、例えば、底部の向い合う
２辺に配列されている。また、外部回路と固体撮像素子
３とを電気的に接続するために固体撮像素子３上に形成
された接続電極（図示せず）と前記外囲器２の接続電極
とをＡｌやＡｕなどのボンディングワイヤ１０で電気的
に接続する。外囲器２内には、第１の段部９の上に第２
の段部１１を設け、この第２の段部１１に遮光板１２を
取付ける。さらに、第２の段部１１の上に第３の段部１
３を形成して、ここに前記透光性キャップ３０を、第３
の段部１３に塗布した接着剤層１４により接着する。こ
の実施例では、無反射膜３１には、図３と同じ構造の３
層の積層膜を用いる。積層膜の最上層には、厚さ２００
〜３００ｎｍ程度のＭｇＦ2 膜が配置される。また、透
光性板５表面と直接接する最下層には、厚さ２００〜３
００ｎｍ程度のＡｌ2 Ｏ3 膜が配置されている。そし
て、両者の中間には、厚さ２００〜３００ｎｍ程度のＴ
ａ2Ｏ5 膜が真空蒸着法などで形成されている（図３参
照）。透光性板に直接接触するＡｌ2 Ｏ3 膜は、線熱膨
脹係数が６７．０×１０-7／℃であり、前記透光性板５
の線熱膨脹係数（６５．５×１０-7／℃）とほぼ同じで
ある。最上層のＭｇＦ2 膜の線熱膨脹係数は、１８８．
０×１０-7／℃であるので、この透光性板とは大きく異
なる。そこで両者の間にＴａ2 Ｏ5 膜を形成して互いに
接触する材料間の熱膨脹係数の差を小さくして応力緩和
を行う。The connection pins 15 are arranged, for example, on two opposite sides of the bottom. Further, a connection electrode (not shown) formed on the solid-state image sensor 3 for electrically connecting the external circuit and the solid-state image sensor 3 and a connection electrode of the envelope 2 are made of Al, Au, or the like. It is electrically connected by the bonding wire 10. Inside the envelope 2, a second step is formed on the first step 9.
Is provided, and the light shielding plate 12 is attached to the second step 11. Furthermore, the third step 1 is provided on the second step 11.
3 is formed, and the translucent cap 30 is formed thereon.
The adhesive layer 14 applied to the stepped portion 13 is used for adhesion. In this embodiment, the non-reflective film 31 has the same structure as that of FIG.
A laminated film of layers is used. The top layer of the laminated film has a thickness of 200
An MgF 2 film of about 300 nm is arranged. In addition, the bottom layer that is in direct contact with the surface of the transparent plate 5 has a thickness of 200 to 3
An Al 2 O 3 film having a thickness of about 00 nm is arranged. In the middle of the two, T having a thickness of about 200 to 300 nm is used.
The a 2 O 5 film is formed by the vacuum deposition method or the like (see FIG. 3). The Al 2 O 3 film that is in direct contact with the transparent plate has a coefficient of linear thermal expansion of 67.0 × 10 −7 / ° C.
The coefficient of linear thermal expansion (65.5 × 10 −7 / ° C.) is almost the same. The coefficient of linear thermal expansion of the uppermost MgF 2 film is 188.
Since it is 0 × 10 −7 / ° C., it is significantly different from this translucent plate. Therefore, a Ta 2 O 5 film is formed between the two to reduce the difference in the coefficient of thermal expansion between the materials in contact with each other, and stress is relaxed.
【００１９】透光性キャップ３０を形成するには、透光
性板５の外囲器２の中空部に面する下面の全面に真空蒸
着法などで、Ａｌ2 Ｏ3 層、Ｔａ2 Ｏ5 層、ＭｇＦ2 層
を順次堆積して無反射膜３１を着膜する。真空蒸着の際
は、透光性板５は３００℃程度の所定の温度（基板温
度）に維持しておく。着膜後は、透光性板５を室温まで
下げてから清浄室内に約２００時間室温放置する。この
エージング工程によって透光性板５の光学特性は、安定
する。エージング工程が終了してから、透光性キャップ
３０の裏面に熱硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤層１
４を塗布する。この接着剤層１４を外囲器２の第３の段
部１３に当接させた状態で外囲器２と透光性キャップ２
０とを有機シール装置内に挿入し、約１００〜２００℃
で加熱してエポキシ樹脂を硬化させて透光性キャップ３
０を外囲器２に接続する。無反射膜が透光性板の片面の
みに形成されているので、多少光透過率が低下しても製
造工程が容易になる。To form the translucent cap 30, the Al 2 O 3 layer and Ta 2 O 5 layer are formed on the entire lower surface of the translucent plate 5 facing the hollow portion of the envelope 2 by a vacuum deposition method or the like. Layer and the MgF 2 layer are sequentially deposited to form the antireflection film 31. During the vacuum deposition, the transparent plate 5 is maintained at a predetermined temperature (substrate temperature) of about 300 ° C. After the film is deposited, the transparent plate 5 is cooled to room temperature and then left in the clean room at room temperature for about 200 hours. The optical characteristics of the transparent plate 5 are stabilized by this aging process. After the aging step is completed, the adhesive layer 1 such as a thermosetting epoxy resin is formed on the back surface of the translucent cap 30.
Apply 4. With the adhesive layer 14 in contact with the third step portion 13 of the envelope 2, the envelope 2 and the translucent cap 2
0 and insert into the organic sealing device, about 100 ~ 200 ℃
Heat to cure the epoxy resin and translucent cap 3
0 is connected to the envelope 2. Since the non-reflective film is formed on only one surface of the translucent plate, the manufacturing process can be facilitated even if the light transmittance is slightly lowered.
【００２０】次に、図５及び図６を参照して第３の実施
例を説明する。図５は、固体撮像装置の断面図であり、
図６は、この固体撮像装置に用いる透光性キャップの裏
面を示す平面図である。この実施例の特徴は、透光性キ
ャップの無反射膜及び透光性キャップを外囲器に接着す
る接着剤層にあり、両者が透光性板の上で重ならないよ
うに配置することにある。図５において、外囲器２は平
面形状が、例えば、実質的に正方形であり、その内部に
中空部１を備えこの中に固体撮像素子３をマウントし、
両面を無反射膜４１、４２で被覆したガラスなどの透光
性板５で構成した透光性キャップ４０をその開口部７に
配置する構造になっている。外囲器２は線熱膨脹係数が
約７０．０×１０-7／℃のアルミナなどのセラミックス
から構成している。透光性板５の材料であるガラスの組
成の主成分は、例えば、ＳｉＯ2 が６９ｗｔ％、Ｎａ2
Ｏ＋Ｋ2 Ｏが１０．５ｗｔ％及びＢ2 Ｏ3 が１１．０ｗ
ｔ％含まれており、その線熱膨脹係数は６５．５×１０
-7／℃である。透光性キャップ４０は、外部からの光を
通過することができるので、この部分を光透過窓とい
う。外囲器２内の中空部１の底部８には、固体撮像素子
３が裏面に塗布されたエポキシ樹脂などの接着剤を用い
てマウントされている。固体撮像素子３は、例えば、駆
動回路などの周辺回路を含むＣＣＤが形成されたシリコ
ン半導体チップから構成されており、そのサイズは、例
えば、１１．０×１１．５ｍｍである。外囲器２には内
部側壁に段部１６が形成されており、その段部の平坦部
に露出して接続配線（図示せず）が形成されている。Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a cross-sectional view of the solid-state imaging device,
FIG. 6 is a plan view showing the back surface of the translucent cap used in this solid-state imaging device. The feature of this embodiment is that the non-reflective film of the translucent cap and the adhesive layer for adhering the translucent cap to the envelope are arranged so that they do not overlap on the translucent plate. is there. In FIG. 5, the envelope 2 has a plane shape that is, for example, a substantially square shape, has a hollow portion 1 inside, and mounts the solid-state image sensor 3 therein.
The structure is such that the translucent cap 40 composed of the translucent plate 5 such as glass whose both surfaces are coated with the non-reflective films 41 and 42 is arranged in the opening 7. The envelope 2 is made of ceramics such as alumina having a coefficient of linear thermal expansion of about 70.0 × 10 −7 / ° C. The main component of the composition of the glass that is the material of the translucent plate 5 is, for example, 69 wt% of SiO 2 and Na 2
O + K 2 O 10.5 wt% and B 2 O 3 11.0 w
t% is included, and its linear thermal expansion coefficient is 65.5 × 10.
-7 / ° C. The light-transmitting cap 40 can pass light from the outside, and this portion is called a light-transmitting window. The solid-state image sensor 3 is mounted on the bottom 8 of the hollow portion 1 in the envelope 2 using an adhesive such as an epoxy resin coated on the back surface. The solid-state image sensor 3 is composed of, for example, a silicon semiconductor chip on which a CCD including a peripheral circuit such as a drive circuit is formed, and the size thereof is, for example, 11.0 × 11.5 mm. A step portion 16 is formed on the inner side wall of the envelope 2, and a connection wiring (not shown) is formed so as to be exposed at a flat portion of the step portion.
【００２１】接続配線は、外囲器２の内部に埋め込まれ
ていて、例えば、外囲器２の底部に植設された接続ピン
１５に内部で接続されている。接続ピン１５は例えば、
底部の向い合う２辺に配列されている。また、外部回路
と固体撮像素子３とを電気的に接続するために固体撮像
素子３上に形成された接続電極（図示せず）と前記外囲
器２の接続電極とをＡｌやＡｕなどのボンディングワイ
ヤ１０で電気的に接続する。外囲器２を透光性キャップ
４０で密封するには、透光性キャップ４０の周辺部を外
囲器２の開口部７の端面１８に当接し、接着剤層１７を
用いて両者を接着する。そのとき、接着剤層１７は、無
反射膜４２と境は接しても、これに重ならないようにす
る。この実施例では、無反射膜４１、４２には、図３と
同じ構造の３層の積層膜を用いる。積層膜の最上層に
は、厚さ２００〜３００ｎｍ程度のＭｇＦ2 膜が配置さ
れる。また、透光性板５表面と直接接する最下層には、
厚さ２００〜３００ｎｍ程度のＡｌ2 Ｏ3 膜が配置され
ている。そして、両者の中間には、厚さ２００〜３００
ｎｍ程度のＴａ2 Ｏ5 膜が真空蒸着法などで形成されて
いる（図３参照）。透光性板に直接接触するＡｌ2 Ｏ3
膜は、線熱膨脹係数が６７．０×１０-7／℃であり、前
記透光性板５の線熱膨脹係数（６５．５×１０-7／℃）
とほぼ同じである。最上層のＭｇＦ2 膜の線熱膨脹係数
は、１８８．０×１０-7／℃であるので、この透光性板
とは大きく異なる。The connection wiring is embedded inside the envelope 2 and is internally connected to, for example, a connection pin 15 implanted at the bottom of the envelope 2. The connection pin 15 is, for example,
It is arranged on two opposite sides of the bottom. Further, a connection electrode (not shown) formed on the solid-state image sensor 3 for electrically connecting the external circuit and the solid-state image sensor 3 and a connection electrode of the envelope 2 are made of Al, Au, or the like. It is electrically connected by the bonding wire 10. In order to seal the envelope 2 with the translucent cap 40, the peripheral portion of the translucent cap 40 is brought into contact with the end face 18 of the opening 7 of the envelope 2 and the both are bonded using the adhesive layer 17. To do. At that time, the adhesive layer 17 should not overlap the non-reflective film 42 even if it comes into contact with the boundary. In this embodiment, as the antireflection films 41 and 42, a three-layer laminated film having the same structure as in FIG. 3 is used. An MgF 2 film having a thickness of about 200 to 300 nm is arranged as the uppermost layer of the laminated film. In addition, in the bottom layer that is in direct contact with the surface of the transparent plate 5,
An Al 2 O 3 film having a thickness of about 200 to 300 nm is arranged. And, in the middle of the two, a thickness of 200-300
A Ta 2 O 5 film having a thickness of about nm is formed by a vacuum evaporation method or the like (see FIG. 3). Al 2 O 3 in direct contact with the transparent plate
The film has a linear thermal expansion coefficient of 67.0 × 10 −7 / ° C., and the linear thermal expansion coefficient of the translucent plate 5 (65.5 × 10 −7 / ° C.).
Is almost the same as. Since the coefficient of linear thermal expansion of the uppermost MgF 2 film is 188.0 × 10 −7 / ° C., it is significantly different from this translucent plate.
【００２２】そこで両者の間にＴａ2 Ｏ5 膜を形成して
互いに接触する材料間の熱膨脹係数の差を小さくして応
力緩和を行う。透光性キャップ４０を形成するには、透
光性板５の、外囲器２の外側に面する上面及び外囲器２
の中空部に面する下面に、真空蒸着法などで、Ａｌ2 Ｏ
3 層、Ｔａ2 Ｏ5 層、ＭｇＦ2 層を順次堆積して無反射
膜４１、４２を着膜する。真空蒸着の際は、透光性板５
は３００℃の所定の温度（基板温度）に維持しておく。
着膜後は、透光性板５を室温まで下げてから清浄室内に
約２００時間室温放置する。このエージング工程によっ
て透光性板５の光学特性は安定する。エージング工程が
終了してから、透光性キャップ４０の裏面（下面）に、
無反射膜４２に重ならないように、熱硬化性のエポキシ
樹脂などの接着剤層１７を塗布する。この接着剤層１７
を外囲器２の開口部７の端面１８に当接させた状態で外
囲器２と透光性キャップ４０とを有機シール装置内に挿
入し、約１００〜２００℃で加熱してエポキシ樹脂を硬
化させて透光性キャップ４０を外囲器２に接合する。こ
の実施例では、透光性板５を外囲器２に接着するには、
予め透光性板５に接着剤層１７を塗布形成しておくこと
が必要である。透光性キャップ４０に形成された無反射
膜４２と接着剤層１７が重ならないようにするか、もし
くは、その重なりを最小限に止めるようにすることによ
り固体撮像素子３を外囲器２に封止した後に、熱ストレ
スが発生した場合、この無反射膜４２が接着剤層１７と
ともに透光性板５から剥離するのを防止できる。Therefore, a Ta 2 O 5 film is formed between the two to reduce the difference in the coefficient of thermal expansion between the materials in contact with each other to relax the stress. To form the transparent cap 40, the upper surface of the transparent plate 5 facing the outside of the envelope 2 and the envelope 2 are formed.
Of the Al 2 O on the lower surface facing the hollow part of the
Three layers, a Ta 2 O 5 layer and a MgF 2 layer are sequentially deposited to form antireflection films 41 and 42. Light-transmitting plate 5 during vacuum deposition
Is maintained at a predetermined temperature (substrate temperature) of 300 ° C.
After the film is deposited, the transparent plate 5 is cooled to room temperature and then left in the clean room at room temperature for about 200 hours. This aging process stabilizes the optical characteristics of the transparent plate 5. After the aging process is completed, on the back surface (lower surface) of the translucent cap 40,
An adhesive layer 17 such as a thermosetting epoxy resin is applied so as not to overlap the antireflection film 42. This adhesive layer 17
The envelope 2 and the translucent cap 40 are inserted into the organic sealing device in a state in which the end face 18 of the opening 7 of the envelope 2 is abutted, and the epoxy resin is heated at about 100 to 200 ° C. Then, the transparent cap 40 is bonded to the envelope 2. In this embodiment, in order to bond the transparent plate 5 to the envelope 2,
It is necessary to apply and form the adhesive layer 17 on the transparent plate 5 in advance. The non-reflective film 42 formed on the translucent cap 40 and the adhesive layer 17 are prevented from overlapping with each other, or the overlapping thereof is minimized so that the solid-state image sensor 3 is mounted on the envelope 2. When heat stress occurs after sealing, it is possible to prevent the non-reflective film 42 from peeling off from the translucent plate 5 together with the adhesive layer 17.
【００２３】次に、図７及び図８を参照して第４の実施
例を説明する。図７は、固体撮像装置の断面図であり、
図８は、この固体撮像装置に用いる透光性キャップの裏
面を示す平面図である。この実施例の特徴は、透光性キ
ャップの無反射膜及び透光性キャップを外囲器に接着す
る接着剤層にあり、両者が透光性板の上で重ならないよ
うに配置するとともに接着剤層の一部を遮光部にするこ
とに特徴がある。図７において、外囲器２は平面形状
が、例えば、実質的に正方形であり、その内部に中空部
１を備え、この中に固体撮像素子３をマウントし、両面
を無反射膜５１、５２で被覆したガラスなどの透光性板
５で構成した透光性キャップ５０をその開口部７に配置
する構造になっている。外囲器２は、線熱膨脹係数が約
７０．０×１０-7／℃のアルミナなどのセラミックスか
ら構成されている。透光性板５の材料であるガラスの組
成の主成分は、例えば、ＳｉＯ2 が６９ｗｔ％、Ｎａ2
Ｏ＋Ｋ2 Ｏが１０．５ｗｔ％及びＢ2 Ｏ3 が１１．０ｗ
ｔ％含まれており、その線熱膨脹係数は６５．５×１０
-7／℃である。透光性キャップ５０は、外部からの光を
通過することができるのでこの部分を光透過窓という。
外囲器２内の中空部１の底部８には、固体撮像素子３が
裏面に塗布されたエポキシ樹脂などの接着剤を用いてマ
ウントされている。固体撮像素子３は、例えば、駆動回
路などの周辺回路を含むＣＣＤが形成されたシリコン半
導体チップから構成されており、そのサイズは、例え
ば、１１．０×１１．５ｍｍである。Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a sectional view of the solid-state imaging device,
FIG. 8 is a plan view showing the back surface of the translucent cap used in this solid-state imaging device. The feature of this embodiment resides in the non-reflective film of the translucent cap and the adhesive layer for adhering the translucent cap to the envelope, and the both are arranged so as not to overlap on the translucent plate and adhered. The feature is that a part of the agent layer is used as a light shielding part. In FIG. 7, the envelope 2 has a substantially square planar shape, for example, and has a hollow portion 1 inside thereof, the solid-state image sensor 3 is mounted therein, and the antireflection films 51 and 52 are provided on both sides. A transparent cap 50 composed of a transparent plate 5 such as glass coated with is placed in the opening 7. The envelope 2 is made of ceramics such as alumina having a linear thermal expansion coefficient of about 70.0 × 10 −7 / ° C. The main component of the composition of the glass that is the material of the translucent plate 5 is, for example, 69 wt% of SiO 2 and Na 2
O + K 2 O 10.5 wt% and B 2 O 3 11.0 w
t% is included, and its linear thermal expansion coefficient is 65.5 × 10.
-7 / ° C. The light-transmitting cap 50 allows light from the outside to pass therethrough, and this portion is called a light-transmitting window.
The solid-state image sensor 3 is mounted on the bottom 8 of the hollow portion 1 in the envelope 2 using an adhesive such as an epoxy resin coated on the back surface. The solid-state image sensor 3 is composed of, for example, a silicon semiconductor chip on which a CCD including a peripheral circuit such as a drive circuit is formed, and the size thereof is, for example, 11.0 × 11.5 mm.
【００２４】外囲器２には内部側壁に段部１６が形成さ
れており、その段部の平坦部に露出して接続配線（図示
せず）が形成されている。接続配線は、外囲器２の内部
に埋め込まれていて、例えば、外囲器２の底部に植設さ
れた接続ピン１５に内部で接続されている。接続ピン１
５は例えば、底部の向い合う２辺に配列されている。ま
た、外部回路と固体撮像素子３とを電気的に接続するた
めに固体撮像素子３上に形成された接続電極（図示せ
ず）と前記外囲器２の接続電極とをＡｌやＡｕなどのボ
ンディングワイヤ１０で電気的に接続する。外囲器２を
透光性キャップ５０で密封するには、透光性キャップ５
０の周辺部を外囲器２の開口部７の端面１８に当接し、
接着剤層１９を用いて両者を接着する。そのとき接着剤
層１９は、無反射膜４２と境は接しても、これに重なら
ないようにする。しかも１部は、透光性キャップの中央
よりに延在させてその部分を遮光部として用いる。この
実施例では、無反射膜５１、５２には図３と同じ構造の
３層の積層膜を用いる。積層膜の最上層には厚さ２００
〜３００ｎｍ程度のＭｇＦ2 膜が配置される。また、透
光性板５表面と直接接する最下層には、厚さ２００〜３
００ｎｍ程度のＡｌ2Ｏ3 膜が配置されている。そし
て、両者の中間には、厚さ２００〜３００ｎｍ程度のＴ
ａ2 Ｏ5 膜が真空蒸着法などで形成されている（図３参
照）。透光性板に直接接触するＡｌ2 Ｏ3 膜は、線熱膨
脹係数が６７．０×１０-7／℃であり、前記透光性板５
の線熱膨脹係数（６５．５×１０-7／℃）とほぼ同じで
ある。A step portion 16 is formed on the inner side wall of the envelope 2, and a connection wiring (not shown) is formed on the flat portion of the step portion. The connection wiring is embedded inside the envelope 2, and is internally connected to, for example, the connection pin 15 implanted at the bottom of the envelope 2. Connection pin 1
5 are arranged, for example, on two opposite sides of the bottom. Further, a connection electrode (not shown) formed on the solid-state image sensor 3 for electrically connecting the external circuit and the solid-state image sensor 3 and a connection electrode of the envelope 2 are made of Al, Au, or the like. It is electrically connected by the bonding wire 10. To seal the envelope 2 with the transparent cap 50, the transparent cap 5
0 around the end face 18 of the opening 7 of the envelope 2,
The two are adhered using the adhesive layer 19. At that time, the adhesive layer 19 should not overlap the non-reflective film 42 even if it comes into contact with the boundary. Moreover, one part extends from the center of the translucent cap to use that part as a light shielding part. In this embodiment, as the non-reflection films 51 and 52, a three-layer laminated film having the same structure as in FIG. 3 is used. The top layer of the laminated film has a thickness of 200
An MgF 2 film of about 300 nm is arranged. In addition, the bottom layer that is in direct contact with the surface of the transparent plate 5 has a thickness of 200 to 3
An Al 2 O 3 film having a thickness of about 00 nm is arranged. In the middle of the two, T having a thickness of about 200 to 300 nm is used.
The a 2 O 5 film is formed by the vacuum deposition method or the like (see FIG. 3). The Al 2 O 3 film that is in direct contact with the transparent plate has a coefficient of linear thermal expansion of 67.0 × 10 −7 / ° C.
The coefficient of linear thermal expansion (65.5 × 10 −7 / ° C.) is almost the same.
【００２５】最上層のＭｇＦ2 膜の線熱膨脹係数は、１
８８．０×１０-7／℃であるので、この透光性板とは大
きく異なる。そこで両者の間にＴａ2 Ｏ5 膜を形成して
互いに接触する材料間の熱膨脹係数の差を小さくして応
力緩和を行う。透光性キャップ５０を形成するには、透
光性板５の、外囲器２の外側に面する上面及び外囲器２
の中空部に面する下面に、真空蒸着法などで、Ａｌ2 Ｏ
3 層、Ｔａ2 Ｏ5 層、ＭｇＦ2 層を順次堆積して無反射
膜５１、５２を着膜する。真空蒸着の際は、透光性板５
は３００℃程度の所定の温度（基板温度）に維持してお
く。着膜後は、透光性板５を室温まで下げてから清浄室
内に約２００時間室温放置する。このエージング工程に
よって透光性板５の光学特性は安定する。エージング工
程が終了してから、透光性キャップ５０の裏面（下面）
に、無反射膜５２に重ならないように、熱硬化性のエポ
キシ樹脂などの接着剤層１９を塗布する。この接着剤層
１９を外囲器２の開口部７の端面１８に当接させた状態
で外囲器２と透光性キャップ５０とを有機シール装置内
に挿入し、約１００〜２００℃で加熱してエポキシ樹脂
を硬化させて透光性キャップ５０を外囲器２に接着す
る。この実施例でも、透光性板を外囲器に接着するに
は、予め透光性板に接着剤層を塗布形成しておくことが
必要である。また、第３及び第４の実施例ではいずれも
透光性キャップを外囲器の開口部の端面に接着している
が、第１の実施例と同じように外囲器の開口部に段部を
設け、そこに透光性キャップを固着しても良い。この実
施例では接着剤層１９の領域を広くして、広くした部分
を遮光部として用いる。The coefficient of linear thermal expansion of the uppermost MgF 2 film is 1
Since it is 88.0 × 10 −7 / ° C., it is significantly different from this translucent plate. Therefore, a Ta 2 O 5 film is formed between the two to reduce the difference in the coefficient of thermal expansion between the materials in contact with each other, and stress is relaxed. To form the transparent cap 50, the upper surface of the transparent plate 5 facing the outside of the envelope 2 and the envelope 2 are formed.
Of the Al 2 O on the lower surface facing the hollow part of the
Three layers, a Ta 2 O 5 layer and a MgF 2 layer are sequentially deposited to form antireflection films 51 and 52. Light-transmitting plate 5 during vacuum deposition
Is maintained at a predetermined temperature (substrate temperature) of about 300 ° C. After the film is deposited, the transparent plate 5 is cooled to room temperature and then left in the clean room at room temperature for about 200 hours. This aging process stabilizes the optical characteristics of the transparent plate 5. After the aging process is completed, the back surface (lower surface) of the translucent cap 50
Then, an adhesive layer 19 such as a thermosetting epoxy resin is applied so as not to overlap the antireflection film 52. With the adhesive layer 19 in contact with the end surface 18 of the opening 7 of the envelope 2, the envelope 2 and the translucent cap 50 are inserted into the organic sealing device, and at about 100 to 200 ° C. The epoxy resin is cured by heating and the translucent cap 50 is bonded to the envelope 2. Also in this embodiment, in order to bond the translucent plate to the envelope, it is necessary to apply and form an adhesive layer on the translucent plate in advance. In each of the third and fourth embodiments, the translucent cap is adhered to the end face of the opening of the envelope. However, as in the first embodiment, the transparent cap is attached to the opening of the envelope. A portion may be provided and a translucent cap may be fixed thereto. In this embodiment, the area of the adhesive layer 19 is widened and the widened area is used as a light shielding portion.
【００２６】固体撮像素子は、光電変換、蓄積、走査の
基本的な３機能を満たす集積回路であり、信号の取出し
には、例えば、ＣＣＤなどの機能素子を有する電荷転送
方式が用いられる。ＣＣＤを２次元撮像素子として用い
る形式には大別して、フレーム転送（ＦＴ：Frame Tran
sfer）方式とインタライン転送（ＩＬＴ：InterlineTra
nsfer）方式が実用になっている。フレーム転送は、受
光部と蓄積部とを同一のチップに同じ面積の割合で必要
であるが、クロック回路の構成はインタライン転送に比
べて簡単である。受光部に光が照射され信号電荷を集積
すると、その電荷の塊は、高速で遮光された蓄積部に送
られ、次に各ラインごとに比較的遅い速度で順次読み出
される。この読み出しの間に、次の光照射による電荷蓄
積が行われる。この様に、フレーム転送では、蓄積部を
遮光するものが必要であり、本発明に、例えば、このフ
レーム転送を適用する場合には、この実施例のように接
着剤層を遮光部に兼用することができる。The solid-state image pickup device is an integrated circuit that fulfills the three basic functions of photoelectric conversion, storage, and scanning, and a charge transfer system having a functional device such as a CCD is used for extracting a signal. Frame transfer (FT: Frame Tran) is roughly classified into a format in which a CCD is used as a two-dimensional image sensor.
sfer) method and interline transfer (ILT: InterlineTra)
nsfer) method is in practical use. Frame transfer requires a light receiving unit and a storage unit in the same chip in the same area ratio, but the configuration of the clock circuit is simpler than that of interline transfer. When the light receiving portion is irradiated with light and accumulates the signal charges, the lumps of the charges are sent to the storage portion shielded from light at a high speed, and then sequentially read line by line at a relatively slow speed. During this reading, charge is accumulated by the next light irradiation. As described above, in the frame transfer, it is necessary to shield the storage part from light, and when this frame transfer is applied to the present invention, for example, the adhesive layer also serves as the light-shielding part as in this embodiment. be able to.
【００２７】次に、図９を参照して第５の実施例を説明
する。図は、固体撮像装置の断面図である。この実施例
の特徴は、固体撮像素子が透光性絶縁基板に取付けられ
ていることにある。図において、外囲器２６は、平面形
状が、例えば、実質的に正方形であり、その内部に固体
撮像素子３が収容される。透光性絶縁基板６０は両面に
無反射膜６１、６２を被覆したガラスなどの透光性板５
で構成し、外囲器内部に向いた下面に固体撮像素子３を
取付けてから、外囲器２６を接着剤層２７で固着して固
体撮像素子３を被覆する。外囲器２６は透光性板５と同
じ材質のものを用いるのが良い。両者を接着した後に応
力歪みが少なくなって気密性が高まるからである。透光
性板５の材料であるガラスの組成の主成分は、例えば、
ＳｉＯ2 が６９ｗｔ％、Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏが１０．５ｗ
ｔ％及びＢ2 Ｏ3 が１１．０ｗｔ％含まれており、その
線熱膨脹係数は６５．５×１０-7／℃である。固体撮像
素子３は、例えば、駆動回路などの周辺回路を含むＣＣ
Ｄが形成されたシリコン半導体チップから構成されてお
り、そのサイズは、例えば、１１．０×１１．５ｍｍで
ある。固体撮像素子３上には、図示はしないが、電極パ
ッドなどの複数の接続電極が整列形成されており、その
上に、高さが約５０〜８０μｍの複数のバンプ電極２８
が形成されている。バンプ電極２８には、例えば、Ａｕ
又はＡｕ−Ｓｎ合金を用いる。Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. The figure is a cross-sectional view of the solid-state imaging device. The feature of this embodiment is that the solid-state image pickup device is attached to the translucent insulating substrate. In the drawing, the envelope 26 has, for example, a substantially square planar shape, and the solid-state image sensor 3 is housed inside. The light-transmissive insulating substrate 60 is a light-transmissive plate 5 such as glass having both surfaces covered with anti-reflection films 61 and 62.
Then, the solid-state image sensor 3 is attached to the lower surface facing the inside of the envelope, and then the envelope 26 is fixed with the adhesive layer 27 to cover the solid-state image sensor 3. The envelope 26 is preferably made of the same material as the translucent plate 5. This is because the stress strain is reduced and the airtightness is improved after the two are bonded. The main component of the composition of the glass that is the material of the transparent plate 5 is, for example,
69 wt% SiO 2 and 10.5 w Na 2 O + K 2 O
t% and B 2 O 3 of 11.0 wt%, and its linear thermal expansion coefficient is 65.5 × 10 −7 / ° C. The solid-state image sensor 3 includes, for example, a CC including peripheral circuits such as a drive circuit.
It is composed of a silicon semiconductor chip on which D is formed, and the size thereof is, for example, 11.0 × 11.5 mm. Although not shown, a plurality of connection electrodes such as electrode pads are aligned and formed on the solid-state imaging device 3, and a plurality of bump electrodes 28 having a height of about 50 to 80 μm are formed thereon.
Are formed. For the bump electrode 28, for example, Au
Alternatively, an Au-Sn alloy is used.
【００２８】バンプ電極２８は、固体撮像素子３に取付
けないで、透光性板５の配線パターン上に取付けても良
い。このバンプ電極を用いるバンプ接合は、透光性板側
又は固体撮像素子側にいずれかにバンプ電極を形成し、
このバンプ電極を透光性板の配線パターンもしくは固体
撮像素子の接続電極に接触させ、熱圧着法などにより接
合する。一方、透光性板５には両面に無反射膜６１、６
２が形成され、周辺部分に外部引出用配線の配線パター
ン３２が形成されている。また無反射膜６１、６２とバ
ンプ電極２８に接続された配線パターン３２とは、電気
的に非導通化している。従って、図示はしていないが、
無反射膜６１の接続ピン２９に接している部分は絶縁保
護されている。そして、無反射膜６２は、バンプ電極２
８や配線パターン３２と接触しないように配置されてい
る。あるいは、無反射膜６１、６２と配線パターン３２
とを電気的に接続し、これをグランド（アース）になる
ように配線することもできる。さらに述べると、無反射
膜６１、６２は、導電性膜であり、固体撮像素子３の電
極配線とは非導通になることが必要である。また、無反
射膜６１と接続ピン２９に導通にした場合、その導電性
を利用して無反射膜６１周辺部を外部引出用配線の１部
に利用してもよい。その時は、この無反射膜６１の配線
に抵抗や容量などの受動素子を搭載して周辺回路を形成
することができる。この様な構成の固体撮像装置は、内
視鏡のカメラなどに適した小形化に資するものである。
ただし、固体撮像素子３に対向する無反射膜６１の面
（Ａ部）は、無反射膜として使用する必要がある。The bump electrode 28 may be mounted on the wiring pattern of the transparent plate 5 instead of being mounted on the solid-state image pickup device 3. Bump bonding using this bump electrode involves forming a bump electrode on either the transparent plate side or the solid-state image sensor side,
The bump electrode is brought into contact with the wiring pattern of the translucent plate or the connection electrode of the solid-state imaging device, and bonded by a thermocompression bonding method or the like. On the other hand, the translucent plate 5 has anti-reflection films 61 and 6 on both sides.
2 is formed, and the wiring pattern 32 of the external lead-out wiring is formed in the peripheral portion. Further, the non-reflection films 61 and 62 and the wiring pattern 32 connected to the bump electrode 28 are electrically disconnected. Therefore, although not shown,
The portion of the non-reflection film 61 that is in contact with the connection pin 29 is insulated and protected. The anti-reflection film 62 is formed on the bump electrode 2
8 and the wiring pattern 32 are arranged so as not to contact with each other. Alternatively, the antireflection films 61 and 62 and the wiring pattern 32
It is also possible to electrically connect and and to wire this so as to be the ground (earth). Furthermore, the non-reflection films 61 and 62 are conductive films and need to be non-conductive with the electrode wiring of the solid-state imaging device 3. When the non-reflection film 61 and the connection pin 29 are electrically connected, the conductivity may be used to utilize the peripheral portion of the non-reflection film 61 as a part of the external lead-out wiring. In that case, a peripheral circuit can be formed by mounting passive elements such as resistors and capacitors on the wiring of the antireflection film 61. The solid-state imaging device having such a configuration contributes to downsizing suitable for an endoscope camera or the like.
However, the surface (A portion) of the antireflection film 61 facing the solid-state imaging device 3 needs to be used as an antireflection film.
【００２９】この配線パターン３２には、例えば、透光
性絶縁基板６０側から順にＣｒ膜、Ｐｄ膜、Ａｕ膜を堆
積した３層の薄膜を用いる。無反射膜６２の厚さは、６
００〜９００ｎｍ程度であるので、無反射膜６２とこれ
に対向する固体撮像素子３表面との間には、入射光が通
過できる空間が維持される。透光性絶縁基板６０の外囲
器の反対側の上面には、無反射膜６１が形成され、さら
に、外部回路に接続される複数の接続ピン２９は、透光
性絶縁基板６０端部に形成されている。接続ピン２９は
反対面の下面に形成されている配線パターンと電気的に
接続されており、したがって、接続ピン２９は、固体撮
像素子３の内部回路と電気的に接続されている。外囲器
２６は透光性絶縁基板６０に接着剤層２７により接着さ
れる。透光性板５には、まず、配線パターンが形成さ
れ、その後、無反射膜が形成されて透光性絶縁基板６０
が完成する。この実施例では、無反射膜６１、６２には
図３と同じ構造の３層の積層膜を用いる。積層膜の最上
層には、厚さ２００〜３００ｎｍ程度のＭｇＦ2 膜が配
置される。また、透光性板５表面と直接接する最下層に
は、厚さ２００〜３００ｎｍ程度のＡｌ2 Ｏ3 膜が配置
されている。そして、両者の中間には厚さ２００〜３０
０ｎｍ程度のＴａ2 Ｏ5 膜が真空蒸着法などで形成され
ている（図３参照）。透光性板に直接接触するＡｌ2 Ｏ
3 膜は、線熱膨脹係数が６７．０×１０-7／℃であり、
前記透光性板５の線熱膨脹係数（６５．５×１０-7／
℃）とほぼ同じである。最上層のＭｇＦ2 膜の線熱膨脹
係数は、１８８．０×１０-7／℃であるので、この透光
性板とは大きく異なる。そこで両者の間にＴａ2 Ｏ5 膜
を形成して互いに接触する材料間の熱膨脹係数の差を小
さくして応力緩和を行う。For the wiring pattern 32, for example, a three-layer thin film in which a Cr film, a Pd film, and an Au film are sequentially deposited from the transparent insulating substrate 60 side is used. The thickness of the antireflection film 62 is 6
Since the thickness is about 00 to 900 nm, a space through which incident light can pass is maintained between the antireflection film 62 and the surface of the solid-state imaging device 3 facing the antireflection film 62. A non-reflective film 61 is formed on the upper surface of the translucent insulating substrate 60 on the opposite side of the envelope, and a plurality of connection pins 29 connected to an external circuit are provided at the end of the translucent insulating substrate 60. Has been formed. The connection pin 29 is electrically connected to the wiring pattern formed on the lower surface of the opposite surface, and therefore the connection pin 29 is electrically connected to the internal circuit of the solid-state imaging device 3. The envelope 26 is bonded to the translucent insulating substrate 60 with an adhesive layer 27. A wiring pattern is first formed on the translucent plate 5, and then a non-reflective film is formed on the translucent insulating substrate 60.
Is completed. In this embodiment, the non-reflective films 61 and 62 are three-layer laminated films having the same structure as in FIG. An MgF 2 film having a thickness of about 200 to 300 nm is arranged as the uppermost layer of the laminated film. Further, an Al 2 O 3 film having a thickness of about 200 to 300 nm is arranged in the lowermost layer which is in direct contact with the surface of the transparent plate 5. And, between the two, a thickness of 200-30
A Ta 2 O 5 film having a thickness of about 0 nm is formed by a vacuum evaporation method or the like (see FIG. 3). Al 2 O in direct contact with the transparent plate
The three films have a coefficient of linear thermal expansion of 67.0 × 10 −7 / ° C.,
Linear thermal expansion coefficient of the translucent plate 5 (65.5 × 10 −7 /
℃) is almost the same. Since the coefficient of linear thermal expansion of the uppermost MgF 2 film is 188.0 × 10 −7 / ° C., it is significantly different from this translucent plate. Therefore, a Ta 2 O 5 film is formed between the two to reduce the difference in the coefficient of thermal expansion between the materials in contact with each other, and stress is relaxed.
【００３０】透光性絶縁基板６０を形成するには、透光
性板５の上面全面と下面の中央部分に真空蒸着法など
で、Ａｌ2 Ｏ3 層、Ｔａ2 Ｏ5 層、ＭｇＦ2 層を順次堆
積して無反射膜６１、６２を着膜する。真空蒸着の際
は、透光性板５は３００℃程度の所定の温度（基板温
度）に維持しておく。着膜後は、透光性板５を室温まで
下げてから清浄室内に約２００時間室温放置する。この
エージング工程によって透光性板５の光学特性は安定す
る。エージング工程が終了してから、透光性絶縁基板６
０の裏面に熱硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤層２７
を塗布する。この接着剤層２７を外囲器２６に当接させ
た状態で外囲器２６と透光性絶縁基板６０とを有機シー
ル装置内に挿入し、約１００〜２００℃で加熱してエポ
キシ樹脂を硬化させて透光性絶縁基板６０を外囲器２６
に接続する。透光性板５の下面には遮光膜を適宜形成す
ることができる。この実施例では、外囲器としてセラミ
ック容器を用いたが、ポッティング法による樹脂被覆体
で透光性絶縁基板上の固体撮像素子を被覆する方法を適
用することができる。この場合は、無反射膜６２と固体
撮像素子３との間に光路となる空間が形成されるように
工夫しなければならない。この実施例の固体撮像装置
は、小形化された監視用カメラ、特に、内視鏡カメラに
適するなど小形化を目的にしている。To form the translucent insulating substrate 60, an Al 2 O 3 layer, a Ta 2 O 5 layer, and a MgF 2 layer are formed on the entire upper surface and the central portion of the lower surface of the translucent plate 5 by a vacuum deposition method or the like. Are sequentially deposited to form antireflection films 61 and 62. During the vacuum deposition, the transparent plate 5 is maintained at a predetermined temperature (substrate temperature) of about 300 ° C. After the film is deposited, the transparent plate 5 is cooled to room temperature and then left in the clean room at room temperature for about 200 hours. This aging process stabilizes the optical characteristics of the transparent plate 5. After the aging process is completed, the translucent insulating substrate 6
Adhesive layer 27 such as thermosetting epoxy resin on the back surface of 0
Apply. With the adhesive layer 27 in contact with the envelope 26, the envelope 26 and the translucent insulating substrate 60 are inserted into the organic sealing device and heated at about 100 to 200 ° C. to remove the epoxy resin. The translucent insulating substrate 60 is cured and the translucent insulating substrate 60 is enveloped.
Connect to. A light shielding film can be appropriately formed on the lower surface of the transparent plate 5. In this embodiment, the ceramic container is used as the envelope, but a method of coating the solid-state imaging device on the translucent insulating substrate with a resin coating by the potting method can be applied. In this case, it has to be devised so that a space serving as an optical path is formed between the antireflection film 62 and the solid-state image sensor 3. The solid-state image pickup device of this embodiment is aimed at downsizing such as being suitable for a downsized surveillance camera, particularly an endoscopic camera.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上、本発明は、固体撮像装置に用いる
透光性キャップの無反射膜の１部にＴａ2 Ｏ5 層を用い
ることにより、無反射層からの放射線の発生を著しく減
少させることができ、また、外囲器に透光性キャップを
取付ける前に透光性キャップをエージングすることによ
りその光学特性を顕著に向上させることができる。As described above, according to the present invention, by using the Ta 2 O 5 layer as a part of the non-reflective film of the translucent cap used in the solid-state image pickup device, the generation of radiation from the non-reflective layer is significantly reduced. In addition, by aging the translucent cap before attaching the translucent cap to the envelope, its optical characteristics can be remarkably improved.
【図１】本発明の第１の実施例の固体撮像装置の断面
図。FIG. 1 is a sectional view of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の透光性キャップの光学特性を示す特性
図。FIG. 2 is a characteristic diagram showing optical characteristics of the translucent cap of the present invention.
【図３】第１の実施例の透光性キャップの断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the translucent cap according to the first embodiment.
【図４】第２の実施例の固体撮像装置の断面図。FIG. 4 is a sectional view of a solid-state imaging device according to a second embodiment.
【図５】第３の実施例の固体撮像装置の断面図。FIG. 5 is a sectional view of a solid-state imaging device according to a third embodiment.
【図６】第３の実施例の透光性キャップ下面の平面図。FIG. 6 is a plan view of the lower surface of the translucent cap of the third embodiment.
【図７】第４の実施例の固体撮像装置の断面図。FIG. 7 is a sectional view of a solid-state imaging device according to a fourth embodiment.
【図８】第４の実施例の透光性キャップ下面の平面図。FIG. 8 is a plan view of the lower surface of the translucent cap according to the fourth embodiment.
【図９】第５の実施例の固体撮像装置の断面図。FIG. 9 is a sectional view of a solid-state imaging device according to a fifth embodiment.
【図１０】従来の固体撮像装置の断面図。FIG. 10 is a sectional view of a conventional solid-state imaging device.
【図１１】従来の透光性キャップの断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view of a conventional translucent cap.
１ 外囲器の中空部 ２ 外囲器 ３ 固体撮像素子 ５ 透光性板 ２０、３０、４０、５０ 透光性キャップ ７ 外囲器の開口部 ８ 外囲器の底部 ９ 第１の段部 １０ ボンディングワイヤ １１ 第２の段部 １２ 遮光板 １３ 第３の段部 １４、１７、１９、２７ 接着剤層 １５、２９ 接続ピン １６、２６ 段部 １８ 外囲器の開口部端面 ２１、２２、３１、４１、４２、５１、５２、６１、６
２ 無反射膜 ２３ Ａｌ2 Ｏ3 層 ２４ Ｔａ2 Ｏ5 層 ２５ ＭｇＦ2 層 ２８ バンプ電極 ３２ 外部引出用配線 ６０ 透光性絶縁基板1 Hollow part of envelope 2 Enclosure 3 Solid-state imaging device 5 Translucent plate 20, 30, 40, 50 Translucent cap 7 Enclosure opening 8 Enclosure bottom 9 First step 10 Bonding Wire 11 Second Step 12 Light Shield 13 Third Step 14, 17, 19, 27 Adhesive Layer 15, 29 Connection Pin 16, 26 Step 18 Opening End Face of Envelope 21, 22, 31, 41, 42, 51, 52, 61, 6
2 Non-Reflective Film 23 Al 2 O 3 Layer 24 Ta 2 O 5 Layer 25 MgF 2 Layer 28 Bump Electrode 32 External Wiring 60 Translucent Insulating Substrate
Claims (5)
この下面とは反対側の上面に形成された無反射膜とを備
え、 前記透光性板及び前記無反射膜は透光性キャップを構成
し、この無反射膜は、放射線量及び放射線を発するウラ
ニウム含有量が少なく、かつ、入射光の波長が４６０〜
４８０ｎｍの間の任意の波長において光透過率がその近
傍の波長より急激に変化しない特性を有していることを
特徴とする固体撮像装置。1. A solid-state image sensor, an envelope having the solid-state image sensor and having an opening, a translucent plate for sealing the opening, and the light-transmitting surface facing the envelope. A transparent plate lower surface or the lower surface and a non-reflective film formed on the upper surface opposite to the lower surface, the translucent plate and the non-reflective film constitute a translucent cap, and the non-reflective film is , The amount of radiation and the content of uranium that emits radiation are small, and the wavelength of incident light is 460 to 460.
A solid-state imaging device having a characteristic that light transmittance does not change more rapidly than wavelengths in the vicinity thereof at an arbitrary wavelength between 480 nm.
この下面とは反対側の上面に形成された無反射膜とを備
え、 前記透光性板及び前記無反射膜は透光性キャップを構成
し、この無反射膜は、酸化タンタル層を含んでいること
を特徴とする固体撮像装置。2. A solid-state image sensor, an envelope having the solid-state image sensor and having an opening, a translucent plate for sealing the opening, and the light-transmitting surface facing the inside of the envelope. A transparent plate lower surface or the lower surface and a non-reflective film formed on the upper surface opposite to the lower surface, the translucent plate and the non-reflective film constitute a translucent cap, and the non-reflective film is A solid-state imaging device including a tantalum oxide layer.
エージング処理してあることを特徴とする請求項１又は
請求項２に記載の固体撮像装置。3. The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the antireflection film is aged for 180 hours or more at room temperature.
タンタル層及び弗化マグネシウム層の３層からなり、前
記アルミナ層は、前記透光性板の上に形成され、前記酸
化タンタル層は、前記アルミナ層の上に形成され、前記
弗化マグネシウム層は、前記酸化タンタル層の上に形成
されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記
載の固体撮像装置。4. The non-reflection film comprises three layers of an alumina layer, a tantalum oxide layer and a magnesium fluoride layer, the alumina layer is formed on the translucent plate, and the tantalum oxide layer is formed. 4. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the solid-state imaging device is formed on the alumina layer, and the magnesium fluoride layer is formed on the tantalum oxide layer.
収納する工程と、 透光性板の上面及び下面もしくは下面のみに少なくとも
１層の酸化タンタル層を含む無反射膜を形成する工程
と、 前記無反射膜を形成した透光性板を少なくとも１８０時
間放置して透光性キャップを形成する工程と、 前記透光性キャップを用いて前記開口部を密封する工程
とを備え、 前記外囲器内に前記透光性板の下面を対向させ、前記透
光性板の上面を前記外囲器の外部に露出させることを特
徴とする固体撮像装置の製造方法。5. A step of housing the solid-state imaging device in an envelope having an opening, and a step of forming a non-reflective film including at least one tantalum oxide layer only on the upper surface and the lower surface or the lower surface of the translucent plate. And a step of leaving the light-transmissive plate on which the non-reflection film is formed for at least 180 hours to form a light-transmissive cap, and a step of sealing the opening with the light-transmissive cap, A method of manufacturing a solid-state imaging device, comprising: exposing a lower surface of the transparent plate inside an envelope and exposing an upper surface of the transparent plate to the outside of the envelope.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6026130A JPH07222068A (en) | 1994-01-29 | 1994-01-29 | Solid-state image pickup device and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6026130A JPH07222068A (en) | 1994-01-29 | 1994-01-29 | Solid-state image pickup device and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07222068A true JPH07222068A (en) | 1995-08-18 |
Family
ID=12184988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6026130A Pending JPH07222068A (en) | 1994-01-29 | 1994-01-29 | Solid-state image pickup device and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07222068A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7280145B2 (en) | 2002-07-30 | 2007-10-09 | Olympus Optical Co., Ltd. | Camera and image pick-up device unit having an optical member that is vibrated to remove dust |
| US7324149B2 (en) | 2002-05-20 | 2008-01-29 | Olympus Optical Co., Ltd. | Camera and image pick-up device unit having an optical member that is vibrated to remove dust |
| US7324148B2 (en) | 2002-04-26 | 2008-01-29 | Olympus Optical Co., Ltd. | Camera and image pickup device unit used therefor having a sealing structure between a dust proofing member and an image pick up device |
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-
1994
- 1994-01-29 JP JP6026130A patent/JPH07222068A/en active Pending
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| US7686524B2 (en) | 2002-07-30 | 2010-03-30 | Olympus Optical Co., Ltd. | Image pick-up device unit having a dust-proofing member that is vibrated to remove dust, the dust-proofing member being pressed by a spring pressing member toward a sealing structure that seals an interval between the dust-proofing member and an image pick-up device |
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| JP4608566B2 (en) * | 2008-03-31 | 2011-01-12 | アドバンスド・マスク・インスペクション・テクノロジー株式会社 | Mask inspection device |
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