JP2015173172A - Optical sensor - Google Patents
Optical sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015173172A JP2015173172A JP2014047941A JP2014047941A JP2015173172A JP 2015173172 A JP2015173172 A JP 2015173172A JP 2014047941 A JP2014047941 A JP 2014047941A JP 2014047941 A JP2014047941 A JP 2014047941A JP 2015173172 A JP2015173172 A JP 2015173172A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- diffusion
- base substrate
- reflection
- optical sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 68
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 168
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 98
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims abstract description 32
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 11
- 239000010408 film Substances 0.000 description 67
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 52
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 description 22
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 11
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 3
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000113 methacrylic resin Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光の受光により情報を取得する光センサに関する。 The present invention relates to an optical sensor that acquires information by receiving light.
近年、自動ドア、現金自動預け払い機等の監視用に、検出感度が良好な光センサの需要が高まっている。そこで、赤外光の集光効率を向上する赤外光センサが提案されている（例えば特許文献１）。この赤外光センサは、半導体基板に形成された凹曲面の窪みに形成した反射膜を利用して、窪み内部に設けられた測温抵抗体等の素子への集光率を向上させる。 In recent years, there has been an increasing demand for optical sensors with good detection sensitivity for monitoring automatic doors, automatic teller machines, and the like. Thus, an infrared light sensor that improves the efficiency of collecting infrared light has been proposed (for example, Patent Document 1). This infrared light sensor uses a reflective film formed in a concave curved recess formed in a semiconductor substrate to improve the light collection rate to an element such as a resistance temperature detector provided inside the recess.
しかし、提案された赤外光センサでは、素子への集光率は反射膜に対する光の入射角に依存する。そのため、反射膜に対する光の入射角によっては、素子へ集光しない可能性がある。よって、この素子へ集光させるためには、反射膜のそれぞれの位置までの光路が制限される。これにより、光源の位置が制限される可能性がある。ここで、素子へ受光させるために、反射膜等の各部材の選定や光路の設定等を行うことも考えられる。しかし、この場合、設計等が非常に複雑になり、製造も困難になる。 However, in the proposed infrared light sensor, the light collection rate on the element depends on the incident angle of light with respect to the reflective film. Therefore, there is a possibility that the light is not condensed on the element depending on the incident angle of light with respect to the reflective film. Therefore, in order to collect light on this element, the optical path to each position of the reflective film is limited. This may limit the position of the light source. Here, it is also conceivable to select each member such as a reflective film and set an optical path in order to cause the element to receive light. However, in this case, the design and the like are very complicated, and manufacturing is difficult.
そこで、本発明は、入射角に依存しない素子での受光を可能としつつ、検出効率を簡易的に向上させることができる光センサを提供する。 Therefore, the present invention provides an optical sensor that can easily improve detection efficiency while enabling light reception by an element that does not depend on the incident angle.
本発明は、ベース基板と、凹部が形成され、該凹部を前記ベース基板に対向させて該ベース基板に接合されたリッド基板と、前記ベース基板と前記リッド基板の前記凹部との間に形成されたキャビティ内に収納され、前記ベース基板の上面に設置され、光を受光する受光素子と、を備え、前記リッド基板は、前記凹部の内面側を覆う反射膜で形成される反射部と、前記凹部の内面の前記反射部と異なる部分に形成され、前記光を拡散する少なくとも１つ以上の拡散部と、を有し、前記反射部は、前記光を反射する金属で形成され、前記反射部の反射面は、前記拡散部の拡散面に対して傾斜し、前記反射部の反射面の表面粗さは、前記拡散部の拡散面の表面粗さより小さいことを特徴とする。 The present invention is formed between a base substrate, a lid formed with a recess, the recess being opposed to the base substrate and bonded to the base substrate, and the base substrate and the recess of the lid substrate. A light receiving element that is received in the cavity and is disposed on the upper surface of the base substrate, wherein the lid substrate is formed of a reflective film that covers an inner surface side of the recess, and At least one diffusing portion that diffuses the light, and is formed of a metal that reflects the light. The reflective surface is inclined with respect to the diffusing surface of the diffusing portion, and the surface roughness of the reflecting surface of the reflecting portion is smaller than the surface roughness of the diffusing surface of the diffusing portion.
本発明において、拡散部で様々な方向に拡散された光を反射部で反射して、この反射光を受光素子へ受光させる。そのため、受光する光を素子で受光する確率を容易に向上させることができる。よって、反射部に対する入射角に依存することなく、受光する光を受光素子へ効率的かつ簡易的に受光させることができる。 In the present invention, the light diffused in various directions by the diffusing unit is reflected by the reflecting unit, and the reflected light is received by the light receiving element. Therefore, it is possible to easily improve the probability of receiving light received by the element. Therefore, the light to be received can be efficiently and simply received by the light receiving element without depending on the incident angle with respect to the reflecting portion.
このとき、前記拡散面の表面粗さは、前記光の波長より長くてもよい。
また、前記拡散部は、前記凹部の内面を露出する部分で構成されてもよい。
At this time, the surface roughness of the diffusion surface may be longer than the wavelength of the light.
The diffusing portion may be configured by a portion exposing the inner surface of the concave portion.
また、前記凹部は、底部と、前記底部に対して傾斜する壁部とで構成され、前記リッド基板は、前記凹部と反対側の面に前記光を入射する入射部を有し、前記拡散部は、前記底部に形成され、前記入射部からの前記光を前記キャビティ内に出射し、前記反射部は、前記壁部に形成されてもよい。 In addition, the concave portion includes a bottom portion and a wall portion that is inclined with respect to the bottom portion, and the lid substrate includes an incident portion that makes the light incident on a surface opposite to the concave portion, and the diffusion portion. May be formed on the bottom, emit the light from the incident portion into the cavity, and the reflection portion may be formed on the wall portion.
また、前記凹部は、底部と、前記底部に対して傾斜する壁部とで構成され、前記ベース基板は、前記凹部側の面と反対側の面に前記光を入射する入射部を有し、前記拡散部は、前記壁部に形成され、前記入射部からの前記光を前記キャビティ内に拡散し、前記反射部は、前記底部に形成されてもよい。 In addition, the concave portion is composed of a bottom portion and a wall portion that is inclined with respect to the bottom portion, and the base substrate has an incident portion that makes the light incident on a surface opposite to the surface on the concave portion side, The diffusion part may be formed on the wall part, diffuse the light from the incident part into the cavity, and the reflection part may be formed on the bottom part.
また、前記拡散部は、前記凹部の内面に複数独立して設けられてもよい。
また、前記拡散部は、前記リッド基板の凹部の内面を覆う拡散層で構成され、前記拡散層は、樹脂層で形成されてもよい。
また、前記拡散層は、前記樹脂層に内包される前記拡散粒子を有してもよい。
In addition, a plurality of the diffusion portions may be provided independently on the inner surface of the recess.
Moreover, the said diffusion part may be comprised with the diffusion layer which covers the inner surface of the recessed part of the said lid substrate, and the said diffusion layer may be formed with a resin layer.
The diffusion layer may have the diffusion particles included in the resin layer.
本発明において、拡散部で様々な方向に拡散された光を反射部で反射して、この反射光を受光素子へ受光させる。そのため、反射部に対する入射角に依存することなく、受光する光を受光素子へ効率的かつ簡易的に受光させることができる。 In the present invention, the light diffused in various directions by the diffusing unit is reflected by the reflecting unit, and the reflected light is received by the light receiving element. Therefore, the received light can be efficiently and easily received by the light receiving element without depending on the incident angle with respect to the reflecting portion.
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態に係る圧電振動片、及び圧電振動子について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
Hereinafter, a piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric vibrator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The scope of the present invention is not limited to the following embodiment, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. Moreover, in the following drawings, in order to make each structure easy to understand, the actual structure may be different from the scale, number, or the like in each structure.
（第１実施形態）
第１実施形態について、図１から図４を用いて説明する。図１は本実施形態の光センサの外観斜視図である。図２は本実施形態の光センサの断面図である。図３は、本実施形態の光センサにおけるリッド基板３の凹部３ａ側の平面図である。図４は、本実施形態の光センサを示す断面図であって、凹部近辺を示す図である。
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an external perspective view of the optical sensor of the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the photosensor of this embodiment. FIG. 3 is a plan view of the
図１に示す通り、光センサ１は、ベース基板２と、ベース基板２に接合膜３５を介して接合されたリッド基板３と、リッド基板３の下面に形成された外部電極３８、３９とで構成される。
As shown in FIG. 1, the optical sensor 1 includes a
また、図２に示す通り、光センサ１において、リッド基板３には、キャビティ用の凹部３ａが形成されている。また、リッド基板３は、凹部３ａをベース基板２に対向させた状態でベース基板２に接合する。
Further, as shown in FIG. 2, in the optical sensor 1, a cavity recess 3 a is formed in the
また、光センサ１は、ベース基板２とリッド基板３との間に形成されたキャビティＣ内に収納された状態で、ベース基板２の上面２ａに設置され、光を受光する受光素子２８を備える。
In addition, the optical sensor 1 includes a
また、光センサ１は、ベース基板２の下面２ｂに形成された外部電極３８、３９と、ベース基板２の上面２ａに形成され、接合された受光素子２８及び外部電極３８、３９と電気的に接続する内部電極３６，３７と、を備える。
Further, the optical sensor 1 is electrically connected to the
また、ベース基板２は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる基板であり、リッド基板３と同等の外形で略板状に形成されている。なお、ベース基板２はシリコンなどの半導体基板で形成されてもよい。
The
また、このベース基板２には、ベース基板２を厚さ方向に貫通する、一対の貫通電極３２，３３が形成されている。貫通電極３２，３３は、ベース基板２との溶着によって固定されており、キャビティＣ内の気密を維持している。貫通電極３２，３３は、例えば、コバールやＦｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）等の、熱膨張係数がベース基板２のガラス材料と近い（好ましくは同等か高め）材料により円柱状に形成された導電性の金属芯材で、両端が平坦で且つベース基板２の厚さと同じ厚さである。
In addition, the
ベース基板２の上面２ａ側（リッド基板３との接合面側）には、一対の内部電極３６，３７が形成されている。各内部電極３６，３７は、例えば下層のＣｒ膜及び上層のＡｕ膜の積層体によって形成されている。
A pair of
ベース基板２の下面２ｂ側（リッド基板３との接合面と反対側）には、一対の外部電極３８、３９が形成されている。各外部電極３８、３９は、各内部電極３６、３７と、各貫通電極３２、３３を介して電気的に接続する。
A pair of
すなわち、ベース基板は、光透過部と、受光素子を形成する素子形成部と、リッド基板と接合する接合部、内部電極、外部電極及び貫通電極を形成する電極形成部で構成される。 That is, the base substrate includes a light transmission portion, an element formation portion that forms a light receiving element, and a joint portion that joins the lid substrate, an electrode formation portion that forms an internal electrode, an external electrode, and a through electrode.
なお、外部電極３８、３９と内部電極３６、３７とは、必ずしも貫通電極３２、３３で導通する必要はなく、例えば各基板の接合面の間に引き出し電極を形成して、各電極間を導通してもよい。なお、各電極は、素子の電極数に応じて変更することができる。
また、ベース基板２は、接合方法によっては、陽極接合可能である必要もなく金属、セラミック等で形成されてもよい。
The
Further, the
リッド基板３は、凹部の内面側を覆う反射膜で形成される反射部４０と、凹部の内面の反射部４０と異なる部分に形成され、受光素子２８で受光する光を拡散する拡散部４１と、を有する。またリッド基板３は略板状に形成されている。本実施形態において、拡散部４１は、凹部３ａの内面を露出する部分で構成される。
The
また、本実施形態において、リッド基板３は凹部３ａと反対側の面に受光素子２８で受光する光を入射する入射部を有する。すなわち、本実施形態の場合、リッド基板３は光透過性を有する。
Further, in the present embodiment, the
例えば、受光素子２８で受光する光が可視光の場合、リッド基板３は、ガラスや透明樹脂等の可視光を透過する透明体で構成される。例えば、リッド基板３は、ソーダ石灰ガラスからなる陽極接合可能な基板である。このとき、ベース基板２とリッド基板３とを同様のガラス材料で構成すれば、両基板は、同様の熱膨張係数を有するため、接合時の加熱等により反りが発生しない。これにより、歩留まりを向上できる。
For example, when the light received by the
また、受光素子２８で受光する光が赤外光の場合、リッド基板３は、半導体基板のうちシリコン等の赤外光を透過する材料で構成される。なお、本実施形態において、リッド基板３は、受光素子で受光する光を透過する光透過性を有すれば、種々の材料で構成することができる。
When the light received by the
また、反射部４０は、光を反射する金属で形成される。また、反射部４０の反射面は、拡散部４１の拡散面に対して傾斜している。また、本実施形態においては、反射部４０は、凹部３ａの開口端部に向かって広くなる方向に傾斜している。なお、反射部４０の反射面は、拡散部４１の拡散面に対して傾斜していていればよく、拡散面に対して垂直に形成されていてもよい。
また、反射部４０の反射面の表面粗さは、拡散部４１の拡散面の表面粗さより小さい。
Moreover, the
Further, the surface roughness of the reflecting surface of the reflecting
また、リッド基板３におけるベース基板２との接合面側には、受光素子２８を収容するキャビティＣが形成されている。
また、リッド基板３におけるベース基板２との接合面側の全体に、陽極接合用の接合膜３５が形成されている。すなわち接合膜３５は、キャビティＣの凹部表面３ａの周囲の額縁領域に形成されている。本実施形態の接合膜３５はアルミ膜で形成されているが、接合膜３５をシリコンで形成することも可能である。後述するように、この接合膜３５とベース基板２とが陽極接合されることにより、キャビティＣが真空封止されている。
なお、リッド基板３とベース基板２とは、必ずしも陽極接合で接合する必要はなく、例えば、接着剤や溶接部材を用いて接合してもよい。
In addition, a cavity C that accommodates the
In addition, a
The
内部電極３６，３７の表面に、金ワイヤー１０，１１を介して、受光素子２８の電極が接続されている。受光素子２８は、ベース基板２の上面に塗布された導電性接着剤を介して設置されている。また、受光素子２８の表面に、外部からの光を受光する受光部２８ａが形成されている。
The electrodes of the
受光素子２８は、例えば、光透過性を有する透明体を透過する可視光や紫外光を受光するものである。例えば、受光素子２８は、カラーセンサ、イメージセンサ、照度センサなどに用いる半導体素子で構成される。また、受光素子２８は、キャビティＣに気密封止される。
The
反射部４０は、反射鏡（鏡面）を形成するように、反射膜としてアルミニウムや銀といった金属等を成膜している。また、本実施形態において、拡散部４１は、リッド基板３の凹部３ａの内面を露出する部分で構成される。
In the
図２、３に示す通り、本実施形態において、凹部３ａは円錐台形状に形成される。なお、図３において接合膜３５は省略する。なお、凹部３ａは必ずしも円錐台形状に形成される必要はなく柱状に形成されてもよい。また、凹部３ａが角錐台形状に形成された場合、受光素子２８での受光可能領域を最大限広げられる。また、本実施形態において、凹部３ａは、底部と、底部に対して傾斜する壁部とで構成される。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the present embodiment, the
また、拡散部４１は、凹部３ａの底部に形成され、リッド基板３の入射部からの光をキャビティＣ内に拡散する。また、反射部４０は凹部３ａの壁部に形成される。本実施形態においては、拡散部４１は凹部３ａの底部の全体に形成され、反射部４０は凹部３ａの壁部全体に形成される。なお、本実施形態に限らず、拡散部４１は凹部３ａの底部に形成され、反射部４０は凹部３ａの壁部に形成されていればよい。そのため、拡散部４１は凹部３ａの底部の一部に形成され、反射部４０は凹部３ａの底部のその他の部分及び壁部に形成されていてもよい。また、反射部４０が壁部の一部のみに形成されていてもよい。
The
図４に示す通り、反射部４０の反射面の表面粗さが、拡散部４１の拡散面より表面粗さより小さい。なお、本実施形態においては、拡散部４１の拡散面は、凹部３ａの内面で形成されている。これにより、拡散面によって光を様々な方向に拡散させ、拡散された光を反射部４０の様々な位置に入射させることができる。さらに反射面では光の散乱を抑制させて、受光素子２８へ反射させる。この拡散部４１及び反射部４０により、効率的に入射光を受光素子２８の受光部２８ａへ受光することが可能となる。
As shown in FIG. 4, the surface roughness of the reflecting surface of the reflecting
また、拡散部４１の表面粗さは受光する光の波長より長く形成し、例えば拡散部４１の表面粗さの平均が１μｍ以下程度に形成する。なお、拡散部４１の拡散面の表面粗さは、受光する光の波長より長く形成すればよい。
Moreover, the surface roughness of the
このため、反射膜４０の厚みは、キャビティＣの凹部３ａ内面の表面粗さを最小限とするように１μｍ以上とする。この厚さ以上に形成することで凹部３ａ内面の表面粗さに依存せずに反射膜４０の反射面の表面粗さを小さくすることができる。
For this reason, the thickness of the
すなわち、図４に示す通り、反射部４０の反射膜の膜厚は、凹部３ａの凹凸の差より、厚く形成される。なお、凹部３ａの形成方法によって凹部３ａの表面粗さは変えることが可能なため、反射膜の厚さは必ずしも１μｍ以上である必要はなく、反射部４０の反射面の表面粗さが、拡散部４１の拡散面より表面粗さより小さくなればよい。効率的に入射光を受光素子２８の受光部２８ａへ受光することが可能となる。
That is, as shown in FIG. 4, the film thickness of the reflective film of the
次に受光部２８ａへの光の受光について説明する。
リッド基板３の上面の入射部より入射した入射光Ｌ１は、リッド基板３を透過してリッド基板３の下面の拡散部４１から出射し、キャビティＣ内に侵入する。入射光Ｌ１は、拡散部４１により拡散され、拡散光Ｌ２となる。拡散部４１による拡散光２は様々な方向に拡散する。拡散した拡散光Ｌ２の一部は、そのまま受光素子２８の受光部２８ａへ受光する。また、拡散した拡散光Ｌ２の一部は、反射部４０に向かって進行する。このとき、反射部４０の反射面が拡散部４１の拡散面に対して傾斜しているため、拡散光Ｌ２は反射部４０に進行することができる。
Next, light reception to the
Incident light L1 incident from the incident portion on the upper surface of the
そして、反射部４０に到達すると、拡散光Ｌ２は反射部４０により反射され、反射光Ｌ３となる。このとき反射部４０の反射面が拡散部４１の拡散面に対して傾斜しているため、反射光Ｌ３は反射部４０により拡散光Ｌ２に対して所定の角度を有して進行される。その後、反射光Ｌ３は、受光部２８ａへ受光される。
以上により、拡散部４１及び反射部４０によって、受光部２８ａへより効率的に導光することができる。
When the light reaches the
As described above, the light can be guided to the
すなわち、拡散部４１で様々な方向に拡散された光を反射部４０で反射して、この反射光を受光素子２８へ受光させる。そのため、反射部４０に対する入射角に依存することなく、受光する光を受光素子２８へ効率的かつ簡易的に受光させることができる。さらに、反射面による光の散乱を抑制させ、効率的に入射光を受光素子２８の受光部２８ａへ受光することが可能となる。また、本実施形態では、拡散部４１の光の拡散によって拡散光が様々な方向に進めて、受光素子２８への受光率を向上させるだけであり、反射部４０の材質、光路の設計等による製造コストの上昇を抑制することができる。そのため、製造コストの削減、製造方法の簡略化を図るとともに、効率的な受光が可能な光センサを形成することができる。
That is, the light diffused in various directions by the diffusing
（光センサの製造方法）
次に、上述した光センサの製造方法について説明する。図５は、本実施形態に係る光センサの製造方法のフローチャートである。
図５に示すように、本実施形態に係る光センサの製造方法は、光センサ作成工程（Ｓ１０）と、リッド基板用ウエハ作製工程（Ｓ２０）と、ベース基板用ウエハ作製工程（Ｓ３０）と、を主に有している。なお、光センサ工程（Ｓ１０）、リッド基板用ウエハ作製工程（Ｓ２０）及びベース基板用ウエハ作製工程（Ｓ３０）は、並行して実施することが可能である。
(Method for manufacturing optical sensor)
Next, a method for manufacturing the above-described optical sensor will be described. FIG. 5 is a flowchart of the method for manufacturing the optical sensor according to the present embodiment.
As shown in FIG. 5, the optical sensor manufacturing method according to the present embodiment includes an optical sensor creation step (S10), a lid substrate wafer fabrication step (S20), a base substrate wafer fabrication step (S30), It has mainly. The optical sensor step (S10), the lid substrate wafer manufacturing step (S20), and the base substrate wafer manufacturing step (S30) can be performed in parallel.
初めに、光センサ作成工程を行って図２に示す受光素子２８を作製する（Ｓ１０）。シリコンウエハをフォトリソグラフィ技術により複数の受光素子２８を作製する。なお、本実施形態においては、受光素子２８は可視光を受光する。
First, an optical sensor production process is performed to produce the
リッド基板用ウエハ作製工程Ｓ２０では、後にリッド基板となるリッド基板用ウエハを作製する。まず、ソーダ石灰ガラスからなる円板状のリッド基板用ウエハを、所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチングなどにより最表面の加工変質層を除去する（Ｓ２１）。次いで、凹部形成工程Ｓ２２では、リッド基板用ウエハにおけるベース基板用ウエハとの接合面に、キャビティ用の凹部３ａを複数形成する。キャビティ用凹部３ａの形成は、成形型を使用しての加熱プレス成型等のプレス加工によって行う。次に、接合面研磨工程Ｓ２３では、ベース基板用ウエハとの接合面を研磨する。
In the lid substrate wafer manufacturing step S20, a lid substrate wafer to be a lid substrate later is manufactured. First, a disc-shaped lid substrate wafer made of soda-lime glass is polished to a predetermined thickness and washed, and then the work-affected layer on the outermost surface is removed by etching or the like (S21). Next, in the recess forming step S22, a plurality of
次に、接合膜形成工程Ｓ２４では、ベース基板用ウエハとの接合面に、図２に示す接合膜３５を形成する。なお、接合膜形成工程Ｓ２４の前に接合面研磨工程Ｓ２３を行っているので、接合膜３５の表面の平面度が確保され、ベース基板用ウエハとの安定した接合を実現することができる。
Next, in the bonding film forming step S24, the
次に、拡散部形成工程Ｓ２５及び反射部形成工程Ｓ２６を一括して行う。凹部３ａの内面に金属膜をパターニングする。本実施形態において、凹部３ａの露出する部分が拡散部となり、このパターニングされた金属膜が反射部４０の反射膜を形成する。
Next, the diffusion part formation step S25 and the reflection part formation step S26 are performed collectively. A metal film is patterned on the inner surface of the
このとき、反射膜を形成開始後、凹部３ａの内面の表面粗さを転写した状態で成膜されていく。しかし、反射膜の膜厚が厚くなるにつれて凹部３ａの内面の転写は小さくなっていく。これにより、反射膜の表面粗さが、拡散部４１を構成する凹部３ａの内面の表面粗さより小さくなる。なお、反射部４０は、光を反射する部分にのみ形成されていてもよい。
At this time, after the formation of the reflective film, the film is formed in a state where the surface roughness of the inner surface of the
また、反射膜のスパッタ等の成膜によっては、凹部３ａの底面から側面に向かって滑らかに傾斜させてもよい。この場合、反射膜において、光が反射する部分を滑らかな曲面で形成することも可能なため、受光素子の受光効率が向上する反射経路を形成することが可能になる。 Further, depending on film formation such as sputtering of the reflection film, the reflection film may be smoothly inclined from the bottom surface to the side surface. In this case, in the reflective film, it is possible to form a portion where light is reflected with a smooth curved surface, so that it is possible to form a reflection path that improves the light receiving efficiency of the light receiving element.
なお、接合膜３５をアルミニウムにすることで、接合膜３５と反射部４０とを一括で一体形成することも可能である。すなわち、反射部形成工程Ｓ２６と同一工程で、接合膜形成工程Ｓ２４を行う。この場合、接合膜３５を形成するためのパターニングが不要になり、製造コストを低減することができる。また、接合膜３５の形成は、スパッタやＣＶＤ等の成膜方法によって行うことができる。なお、接合膜３５と反射膜との膜厚は同一でも異なっていてもよい。
In addition, it is also possible to integrally form the
また、反射膜の膜厚は、凹部３ａの側面から底面に向かって厚く形成される。この場合、凹部３ａの側面に形成された反射部４０の表面粗さが、凹部３ａの内面の表面粗さより小さくなるまで反射膜をスパッタ等により成膜する。
Further, the thickness of the reflective film is increased from the side surface to the bottom surface of the
次に、リッド基板用ウエハ作製工程（Ｓ２０）と同時、または前後のタイミングで、後にベース基板２となるベース基板用ウエハを製作するベース基板用ウエハ作製工程Ｓ３０を行う（Ｓ３０）。まず、ベース基板用ウエハを形成する。具体的には、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去する（Ｓ３１）。
Next, a base substrate wafer manufacturing step S30 for manufacturing a base substrate wafer to be the
続いて、ベース基板用ウエハに貫通電極３２，３３を形成する貫通電極形成工程（Ｓ３０）を行う。
まず、ウエハを貫通電極形成用型の凹部に貫通電極用の金属体をセットした状態し、その上にベース基板用ウエハをセットした状態で加熱炉内に配置し、約９００℃程の高温状態で加圧型によりベース基板用ウエハの厚さ方向に沿って圧力をかける。すると、ベース基板用ウエハに貫通電極用の金属体が溶着させ一体化させる。その後、ベース基板用ウエハを徐々に温度を下げながら冷却する。
Subsequently, a through electrode forming step (S30) for forming the through
First, a wafer is placed in a concave portion of a through electrode forming mold with a metal body for a through electrode, and a base substrate wafer is set on the wafer, and the wafer is placed in a heating furnace. The pressure is applied along the thickness direction of the base substrate wafer by the pressurizing die. Then, the metal body for penetration electrodes is welded and integrated with the base substrate wafer. Thereafter, the base substrate wafer is cooled while gradually lowering the temperature.
これにより、貫通電極形成用型の凹部形成位置と同じ位置に貫通電極が形成される。また、特にベース基板の厚みに支障がなければ、ベース基板用ウエハ作成工程Ｓ３１を省いても良い。 Thereby, a penetration electrode is formed in the same position as a crevice formation position of a penetration electrode formation type. Further, if there is no particular problem with the thickness of the base substrate, the base substrate wafer creation step S31 may be omitted.
続いて、ベース基板用ウエハを研磨する（Ｓ３３）。具体的には、貫通電極の突出部分を研磨して除去するとともに、所望の厚みまで研磨を行う。これにより、ベース基板用ウエハの表面と貫通電極３２，３３の表面とが、略面一な状態となる。このようにして、ベース基板用ウエハに貫通電極３２，３３が形成される。なお、貫通電極の突出した部分は除去せずに、そのまま使用してもよい。
Subsequently, the base substrate wafer is polished (S33). Specifically, the protruding portion of the through electrode is removed by polishing, and polishing is performed to a desired thickness. As a result, the surface of the base substrate wafer and the surfaces of the through
次に、ベース基板用ウエハの表面に導電性材料をパターニングして、内部電極形成工程を行う（Ｓ３４）。その後、受光素子２８をベース基板用ウエハ上に接着するために導電性樹脂などを塗布する。（Ｓ３５）このようにして、ベース基板用ウエハ作製工程（Ｓ３０）が終了する。
Next, a conductive material is patterned on the surface of the base substrate wafer, and an internal electrode forming step is performed (S34). Thereafter, a conductive resin or the like is applied to bond the light receiving
そして、上述した光センサ作成工程（Ｓ１０）で作製した複数の受光素子２８を、ベース基板用ウエハ上に形成された導電性樹脂と接着させ、さらに各内部電極３６，３７上に、それぞれ金ワイヤー１０，１１を介して実装する実装工程を行う（Ｓ４０）。
Then, the plurality of light receiving
そして、上述した各基板用ウエハの作製工程で作成されたベース基板用ウエハ及びリッド基板用ウエハを図示しない基準マークなどを指標としながら、両ウエハ４０，５０を正しい位置にアライメントし、重ね合わせる（Ｓ５０）。これにより、実装された受光素子２８が、リッド基板用ウエハに形成された凹部とベース基板用ウエハとで囲まれるキャビティＣ内に収納された状態となる。
Then, the
両基板用ウエハの重ね合わせ工程Ｓ５０後、重ね合わせた２枚の各基板用ウエハを図示しない陽極接合装置に入れ、図示しない保持機構により各基板用ウエハの外周部分をクランプした状態で、所定の温度雰囲気で所定の電圧を印加して陽極接合する接合工程を行う（Ｓ６０）。これにより、光センサをキャビティＣ内に封止することができ、ベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとが接合したウエハ接合体を得ることができる。 After the superposition process S50 for both substrate wafers, the two superposed substrate wafers are placed in an anodic bonding apparatus (not shown), and the outer peripheral portion of each substrate wafer is clamped by a holding mechanism (not shown). A joining step for applying anodic bonding by applying a predetermined voltage in a temperature atmosphere is performed (S60). Accordingly, the optical sensor can be sealed in the cavity C, and a wafer bonded body in which the base substrate wafer and the lid substrate wafer are bonded can be obtained.
その後、ベース基板用ウエハの下面２ｂ側に、一対の貫通電極３２，３３にそれぞれ電気的に接続する一対の外部電極３８，３９を形成する（Ｓ７０）。そして、ウエハ接合体を所望の大きさに個片化する切断工程（Ｓ８０）を行い、内部の電気特性検査（Ｓ９０）を行うことで受光素子２８を収容した光センサ１が作成される。
Thereafter, a pair of
本実施形態により、プレス加工によって拡散部４１の形成を簡便に行うことができる。さらに、効率的に入射光を受光素子２８へ受光することが可能となる。これにより、製造コストの削減、製造方法の簡略化を図るとともに、効率的な受光が可能な光センサを形成することができる。
According to the present embodiment, the
なお、光センサ１は、ウエハレベルパッケージによって複数形成する方法を示したが、１つの光センサを形成する方法でもよい。
また、光センサ１の構造によっては、種々の形成工程を採用することができる。例えば、貫通電極ではなく、引き出し電極を形成する場合は、ベース基板用ウエハに引き出し電極をパターニングする。また、接合工程において、陽極接合でなく接着剤等を用いて接合してもよい。
なお、本発明に係る光センサは本実施形態に限定されず、種々の構成を採用することができる。
Although a method of forming a plurality of optical sensors 1 by a wafer level package has been shown, a method of forming one optical sensor may be used.
Depending on the structure of the optical sensor 1, various formation processes can be employed. For example, when forming the lead electrode instead of the through electrode, the lead electrode is patterned on the base substrate wafer. Further, in the bonding step, bonding may be performed using an adhesive or the like instead of anodic bonding.
The optical sensor according to the present invention is not limited to this embodiment, and various configurations can be employed.
また、図６から図９に本実施形態の光センサの変形例を示す。図６は、本実施形態の光センサの第１変形例を示す断面図である。図７及び図８は、それぞれ本実施形態の光センサの第２変形例を示す断面図及び平面図である。図９は、本実施形態の光センサの第３変形例を示す断面図である。なお、第１実施形態の光センサと同様の構成は、説明を省略する。 6 to 9 show modifications of the photosensor according to the present embodiment. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a first modification of the photosensor according to the present embodiment. 7 and 8 are a cross-sectional view and a plan view, respectively, showing a second modification of the photosensor of the present embodiment. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a third modification of the photosensor of the present embodiment. Note that the description of the same configuration as the optical sensor of the first embodiment is omitted.
第１変形例の光センサにおいて、凹部３ａの傾斜は、凹部３ａの開口端から底部まで２段階の傾斜角度で形成されている。図６においては、凹部３ａは断面視多角形状に形成されている。本例において、拡散部４１は、凹部３ａの内面を構成する複数の面のうち、一部の面に形成される。また、反射部４０は、凹部３ａの内面を構成する複数の面のうち、拡散部４１を形成する面と異なる面に形成される。この場合、拡散部４１の拡散面と反射部４０の反射面とが傾斜するだけでなく、反射部４０の複数の反射面がそれぞれ反射部４１に対して異なる傾斜角で傾斜する。
In the optical sensor of the first modified example, the
これにより、拡散部４１で発生する拡散光は、反射部４０の異なる傾斜角を有する複数の反射面に向かって拡散される。これにより、反射部４０の各反射面に到達した拡散光は、反射面の異なる傾斜角によって、様々な方向に反射される。また、反射光は、反射部４０の１つの反射面から他の反射面へ向かって反射し、他の反射面から受光部２８に向かって反射される場合もある。すなわち、受光部２８へ向かう反射光をより増加させる。
Thereby, the diffused light generated in the diffusing
これにより、入射光が受光部２８への受光率を向上させることができ、入射光を受光部２８ａへ効率的に導光することができる。なお、凹部３ａの傾斜は、２段階である必要はなく、複数段設けることでもよい。その場合でも、さまざまな角度の傾斜が増えるため、反射光をより増加させることができる。
Thereby, incident light can improve the light-receiving rate to the light-receiving
また、図７、図８に示す第２変形例の光センサにおいて、反射部４０は、凹部３ａの開口端から底部まで曲面で形成されている。図７においては、反射部４０は、扁球面状に形成されている。これにより、さまざまな角度の傾斜部が増えるため、反射光をより増加させることができる。なお、反射部４０は、少なくとも一部に曲面を有していればよい。その場合でも、さまざまな角度の傾斜が増えるため、反射光をより増加させることができる。
In the optical sensor of the second modification shown in FIGS. 7 and 8, the reflecting
また、本例において、拡散部４１が凹部３ａの内面に複数独立して形成される。本例の場合、反射部４０内に複数の拡散部４１が独立して形成されている。すなわち、１つの拡散部４１は、反射部４０に囲まれている。これにより、入射光を様々な位置で拡散させることができる。さらに、拡散光を拡散部４１の周囲の反射部４０で確実に反射させることができる。そのため、さらに反射光を増加させ、入射光を受光部２８へ簡易的かつ効率的に受光することができる。
In this example, a plurality of
また、凹部３ａの内面は必ずしも平面または曲面で構成される必要はなく、ベース基板２の上面２ａの光出射部に対して傾斜し、凹部３ａの開口端部に向かって広くなる方向に傾斜していればよい。
Further, the inner surface of the
また、本例においても、拡散部４１は少なくとも１つ形成されていればよい。また、本例においては、拡散部４１が反射部４０に囲まれているが、反射部４０が拡散部４１に囲まれる構成でもよい。この場合、例えば複数の反射部４０が独立して形成される。
Also in this example, at least one
図９に示す第３実施例の光センサにおいて、リッド基板３は凹部３ａの底部に突起部を有する。この突起部の高さは、拡散部４１の拡散面、すなわち凹部３ａの表面粗さの平均より大きい。そして、突起部は、凹部３ａの表面荒れによる凹凸とは区別される。また、本例では、突起部は、凹部３ａの底部に複数形成される。また、本例において、突起部は、円錐台形状に形成される。なお、突起部の形状は、本例に限らず、角錐台形状、柱状、半球等であってもよい。
In the optical sensor of the third embodiment shown in FIG. 9, the
また、拡散部４１は、突起部の少なくとも上部に形成される。また、本例では、拡散部４１は、突起部の側壁の一部にも形成されている。
また、本例では、反射部４０は、突起部の拡散部４１が形成される部分に対して傾斜する突起部の他の部分に形成される。本例においては、反射部４０は、突起部の側壁のうち拡散部４１が形成されていない部分に形成される。
Further, the
Moreover, in this example, the
また、本例では、突起部が、凹部３ａの底部のうち凹部３ａの壁部と接続する部分に形成される。また、拡散部４１は、この突起部において凹部３ａの壁部と対向する部分に形成される。さらに、反射部４０は、凹部３ａの壁部においてこの突起部と対向する部分に形成される。すなわち、反射部４０と拡散部４１とは、凹部３ａの壁部と底部との境界付近で対向している。
Further, in this example, the protrusion is formed on a portion of the bottom of the
この場合、第１実施形態の光センサに比べて、拡散部４１から発生する拡散光が反射部４０へ拡散しやすい。このため、反射部４０で発生する反射光も増加し、受光素子２８での受光率も向上する。
これは、突起部が凹部３ａの底部に１つ形成される場合でも効果を得ることができる。
In this case, compared with the optical sensor of the first embodiment, the diffused light generated from the
This is effective even when one protrusion is formed on the bottom of the
また、本例において、複数の突起部のうち隣り合う突起部の対向する部分の一方に拡散部４１、他方に反射部４０が形成される。この場合においても、第１実施形態の光センサに比べて、拡散部４１から発生する拡散光が反射部４０へ拡散しやすい。このため、反射部４０で発生する反射光も増加し、受光素子２８での受光率も向上する。
Moreover, in this example, the
また、本例において、拡散部４１は、突起部のうち傾斜の異なる複数の部分に形成されている。そのため、拡散光は、よりさまざまな方向へ拡散することができ、反射部４０での反射光を増加することができる。
なお、本例において、突起は少なくとも１つ形成されていればよい。また、拡散部４１は、突起部全体に形成されていてもよい。
Moreover, in this example, the
In this example, at least one protrusion may be formed. Moreover, the
（第２実施形態）
第２実施形態の光センサについて図１０を用いて説明する。なお、第１実施形態の光センサと同様の構成については説明を省略する。
(Second Embodiment)
The optical sensor according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, description is abbreviate | omitted about the structure similar to the optical sensor of 1st Embodiment.
図１０に示す通り、拡散部４１は、リッド基板３の凹部３ａの内面を覆う拡散層４２で構成される。また、この拡散層４２は樹脂層で形成され、樹脂層は例えばメタクリル樹脂等で形成される。本実施形態において、反射部４０は拡散層４２の一部の表面に形成される。この場合、拡散部４１は、反射部４０から露出する部分で構成される。本実施形態の場合、反射部４０は、凹部３ａの内面の壁部の拡散層４２上に形成され、拡散部４１は、反射部４０から露出する凹部３ａの底部側に形成される。また、拡散層４２は、受光する光を透過し、表面において光を拡散する性質を有する。
As shown in FIG. 10, the
本実施形態においても、反射部４０の表面粗さは、拡散部４１の拡散面より小さい。
本実施形態の場合、拡散部形成工程後に反射部形成工程を行って、拡散部４１、反射部４０を形成する。
Also in this embodiment, the surface roughness of the
In the case of this embodiment, the diffused
本実施形態の場合、凹部３ａの内面に拡散層４２を形成することにより、拡散部４１を形成しているため、拡散部４１の表面粗さを調整しやすい。そのため、受光する光の種類によって、拡散部４１の表面粗さを容易に設定することができる。
In the case of this embodiment, since the
また、本実施形態において、拡散層４２が樹脂層に内包される拡散粒子を有してもよい。この拡散粒子は、粒径を凹部３ａの内面の表面粗さより大きくすることにより、光の拡散率を向上させることができる。そのため、反射部４０での光の反射率、受光素子２８での光の受光率を増加させることができる。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態においては、拡散層４２は、凹部３ａの内面全体に形成されているが、これに限らず、一部に形成されていてもよい。この場合、拡散層４２は、凹部３ａの内面のうち反射部４０の形成される部分と異なる部分にのみ形成されてもよい。例えば、拡散層４２は、凹部３ａの底部上に形成され、反射部４０は凹部３ａの壁部上に直接形成される。また、拡散層４２を凹部３ａの一部に形成することにより突起部を形成してもよい。
また、拡散層４２は、光を透過し、表面で拡散する性質を有すれば、樹脂以外の材料でもよい。
In the present embodiment, the
The
（第３実施形態）
第３実施形態の光センサについて図１１を用いて説明する。なお、第１実施形態の光センサと同様の構成については説明を省略する。
本実施形態において、ベース基板２は凹部３ａ側と反対側の面に受光素子２８で受光する光を入射する入射部を有する。すなわち、本実施形態の場合、ベース基板２は光透過性を有する。
(Third embodiment)
The optical sensor of 3rd Embodiment is demonstrated using FIG. In addition, description is abbreviate | omitted about the structure similar to the optical sensor of 1st Embodiment.
In the present embodiment, the
例えば、受光素子２８で受光する光が可視光の場合、ベース基板２は、ガラスや透明樹脂等の可視光を透過する透明体で構成される。また、受光素子２８で受光する光が赤外光の場合、ベース基板２は、半導体基板のうちシリコン等の赤外光を透過する材料で構成される。なお、本実施形態において、ベース基板２は、受光素子で受光する光を透過する光透過性を有すれば、種々の材料で構成することができる。
For example, when the light received by the
また、本実施形態において、凹部３ａは、底部と、底部に対して傾斜する壁部とで構成される。また、拡散部４１は、凹部３ａの壁部に形成され、入射部からの光をキャビティＣ内に拡散する。また、反射部は、少なくとも凹部３ａの底部に形成される。
Moreover, in this embodiment, the recessed
本実施形態における受光部２８ａへの光の受光について説明する。
ベース基板２の下面の入射部より入射した入射光Ｌ１は、ベース基板２を透過してキャビティＣ内に進行し、リッド基板３の拡散部４１で拡散する。このとき、入射光Ｌ１は、拡散部４１により拡散され、拡散光Ｌ２となる。拡散部４１による拡散光２は様々な方向に拡散する。拡散した拡散光Ｌ２の一部は、そのまま受光素子２８の受光部２８ａへ受光する。また、拡散した拡散光Ｌ２の一部は、反射部４０に向かって進行する。このとき、反射部４０の反射面が拡散部４１の拡散面に対して傾斜しているため、拡散光Ｌ２は反射部４０に進行することができる。
Light reception to the
Incident light L <b> 1 incident from the incident portion on the lower surface of the
そして、反射部４０に到達すると、拡散光Ｌ２は反射部４０により反射され、反射光Ｌ３となる。このとき反射部４０の反射面が拡散部４１の拡散面に対して傾斜しているため、反射光Ｌ３は反射部４０により拡散光Ｌ２に対して所定の角度を有して進行される。その後、反射光Ｌ３は、受光部２８ａへ受光される。
以上により、拡散部４１及び反射部４０によって、受光部２８ａへより効率的に導光することができる。
When the light reaches the
As described above, the light can be guided to the
すなわち、拡散部４１で様々な方向に拡散された光を反射部４０で反射して、この反射光を受光素子２８へ受光させる。そのため、反射部４０に対する入射角に依存することなく、受光する光を受光素子２８へ効率的かつ簡易的に受光させることができる。さらに、反射面による光の散乱を抑制させ、効率的に入射光を受光素子２８の受光部２８ａへ受光することが可能となる。また、本実施形態では、拡散部４１の光の拡散によって拡散光が様々な方向に進めて、受光素子２８への受光率を向上させるだけであり、反射部４０の材質、光路の設計等による製造コストの上昇を抑制することができる。そのため、製造コストの削減、製造方法の簡略化を図るとともに、効率的な受光が可能な光センサを形成することができる。
That is, the light diffused in various directions by the diffusing
また、本実施形態において、ベース基板２には受光素子２８、外部電極３８、３９等が配置されるため、入射部はベース基板２の露出する部分に制限される。このため、拡散部４１は、凹部３ａのうち入射部に対向する部分に形成されることが好ましい。なお、拡散部４１がこの部分以外に形成されてもよい。この場合、拡散部４１は、反射部４０での反射光が反射される位置に形成される。
また、本実施形態においても、拡散部４１は拡散層で構成されてもよい。この場合、拡散層は、受光する光を反射し、表面で拡散する性質を有する材料で形成する。
In the present embodiment, since the
Also in this embodiment, the diffusing
なお、上記の実施形態に限られず、種々の構成に変更することができる。例えば反射部４０の反射面は、拡散部４１の拡散面に対して傾斜する位置に形成されていればよく、それ以外の拡散面と同一面に形成されてもよい。例えば、拡散部４１が凹部３ａの底部に形成され、反射部４０が凹部３ａの壁部及び底部に形成されてもよい。
In addition, it is not restricted to said embodiment, It can change into a various structure. For example, the reflection surface of the
また、ベース基板が半導体基板で構成することによって、ベース基板に直接受光素子を形成してもよい。これにより、キャビティの高さを低くすることができるため、光センサの低背化が図れる。
また、ベース基板が半導体基板で構成される場合、貫通電極の構成は上記実施形態と異なってもよい。
Alternatively, the light receiving element may be formed directly on the base substrate by configuring the base substrate with a semiconductor substrate. Thereby, since the height of a cavity can be made low, the height reduction of an optical sensor can be achieved.
In addition, when the base substrate is formed of a semiconductor substrate, the configuration of the through electrode may be different from that of the above embodiment.
この際、例えば、ベース基板は、シリコンで形成されている。一般的にシリコンは赤外光を透過する特性を有する。すなわち、ベース基板をシリコンで形成することにより、赤外光の入射光がベース基板の光透過部を透過する。また、受光素子は、赤外光を受光する。 At this time, for example, the base substrate is made of silicon. In general, silicon has a characteristic of transmitting infrared light. That is, by forming the base substrate with silicon, incident infrared light is transmitted through the light transmitting portion of the base substrate. The light receiving element receives infrared light.
また、ベース基板は、２つの貫通孔を有する。さらに、貫通電極がそれぞれ貫通孔の内面に形成される。なお、各貫通電極は、図示しない絶縁膜を介して各貫通孔の内面に形成されている。また、各貫通電極は、各貫通孔内部を埋める図示しない封止部を有している。この封止部が、キャビティＣ内部を外部から封止する。なお、本例において、封止部は貫通孔のキャビティ側の開口を埋める構成であるが、貫通孔内部全体を埋める構成であってもよい。 The base substrate has two through holes. Further, the through electrodes are respectively formed on the inner surfaces of the through holes. Each through electrode is formed on the inner surface of each through hole via an insulating film (not shown). Each through electrode has a sealing portion (not shown) that fills the inside of each through hole. This sealing portion seals the inside of the cavity C from the outside. In this example, the sealing portion is configured to fill the opening on the cavity side of the through hole, but may be configured to fill the entire inside of the through hole.
また、各内部電極及び各外部電極は、貫通電極上及びベース基板上に形成されている。なお、各内部電極及び各外部電極は、絶縁膜を介してベース基板上に形成されている。また、本例においては、各内部電極は、各貫通電極の封止部上に形成されている。 Each internal electrode and each external electrode are formed on the through electrode and the base substrate. Each internal electrode and each external electrode are formed on the base substrate via an insulating film. Moreover, in this example, each internal electrode is formed on the sealing part of each penetration electrode.
また、反射部を構成する反射膜は、赤外光の反射率が高い薄膜、例えば、アルミニウムや銀といった金属などで形成される。本例においても、反射膜をリッド基板の凹部の内面の表面粗さより小さい表面粗さに形成する。これにより、反射部で反射された赤外光の反射光を受光素子まで導光することができる。 Further, the reflective film constituting the reflective portion is formed of a thin film having a high infrared light reflectance, for example, a metal such as aluminum or silver. Also in this example, the reflective film is formed with a surface roughness smaller than the surface roughness of the inner surface of the concave portion of the lid substrate. Thereby, the reflected light of the infrared light reflected by the reflection part can be guided to the light receiving element.
次に、本例に係る光センサの製造方法を説明する。なお、図５に示すフローチャートと同様の工程は、説明を省略する。
光センサ作成工程Ｓ１０において、赤外光を受光する受光素子を作成する。なお、受光素子は、ベース基板用ウエハ上でＭＥＭＳ技術により形成してもよい。
Next, a method for manufacturing the optical sensor according to this example will be described. The description of the same steps as those in the flowchart shown in FIG. 5 is omitted.
In the optical sensor creation step S10, a light receiving element that receives infrared light is created. The light receiving element may be formed on the base substrate wafer by the MEMS technique.
リッド基板用ウエハ作製工程Ｓ２０において、研磨、洗浄、エッチングＳ２１から接合面研磨工程まで図２に示す一例の製造方法と同様に行う。反射膜形成工程Ｓ２６において、反射膜は、赤外線の反射率が高い薄膜、例えば、アルミニウムや銀といった金属などで成膜をする。特に、接合膜形成工程Ｓ２４において、接合膜はアルミニウムを成膜した場合、反射膜形成工程Ｓ２６と接合膜形成工程Ｓ２４とを同一工程で行うことができる。なお、リッド基板がガラスで形成され、ベース基板がシリコンで形成される場合、接合膜を形成せずに両基板を陽極接合することも可能である。
ベース基板用ウエハ作製工程Ｓ３０において、シリコンを用いてベース基板を作成する。研磨、洗浄、エッチングＳ３１を図２に示す一例の製造方法と同様に行う。
In the lid substrate wafer manufacturing step S20, polishing, cleaning, and etching S21 to the bonding surface polishing step are performed in the same manner as the manufacturing method of the example shown in FIG. In the reflective film forming step S26, the reflective film is formed with a thin film having a high infrared reflectance, for example, a metal such as aluminum or silver. In particular, when the bonding film is formed of aluminum in the bonding film forming step S24, the reflective film forming step S26 and the bonding film forming step S24 can be performed in the same process. In the case where the lid substrate is formed of glass and the base substrate is formed of silicon, it is possible to perform anodic bonding of both substrates without forming a bonding film.
In the base substrate wafer manufacturing step S30, a base substrate is formed using silicon. Polishing, cleaning, and etching S31 are performed in the same manner as the manufacturing method shown in FIG.
貫通電極形成工程Ｓ３２は、まず、ブラスト加工やレーザー加工などで、貫通孔を形成する。その後、研磨を実施して、所望の厚みまで研磨を行う。なお、貫通孔を形成する手法としては、種々の方法を採用できる。例えば、まずベース基板の一面から、ベース基板の厚み方向に対して途中までブラスト加工やレーザー加工で有底の窪みを形成する加工を行う。その後、ベース基板の一面と反対の面を研磨することにより、貫通孔を形成することでも製作可能である。また、ベース基板がシリコンのため、エッチングにより貫通孔を形成することも可能である。 In the through electrode forming step S32, first, a through hole is formed by blasting or laser processing. Then, it grind | polishes and grind | polishes to desired thickness. Various methods can be employed as a method for forming the through hole. For example, first, a process of forming a bottomed recess by blasting or laser processing is performed from one surface of the base substrate to the middle in the thickness direction of the base substrate. Then, it can also be manufactured by forming a through hole by polishing the surface opposite to one surface of the base substrate. Further, since the base substrate is silicon, a through hole can be formed by etching.
次に、貫通孔の内面に絶縁膜を形成する。この際、ベース基板の表面のうち少なくとも内部電極と外部電極を形成する部分にも絶縁膜を形成する。その後、貫通孔の内面に金属膜を成膜する。また、金属膜上に、メッキ法によりメッキ膜を形成し、貫通電極の封止部を形成する。これにより、貫通電極が、絶縁膜を介して貫通孔内部に形成される。
次に接合面研磨工程Ｓ３３からダイボンド形成工程Ｓ３５まで同様に行う。その後、実装工程Ｓ４０以降を同様に行う。これにより光センサを製造する。
Next, an insulating film is formed on the inner surface of the through hole. At this time, an insulating film is also formed on at least a portion of the surface of the base substrate where the internal electrode and the external electrode are formed. Thereafter, a metal film is formed on the inner surface of the through hole. Further, a plating film is formed on the metal film by a plating method to form a sealing portion for the through electrode. Thereby, a penetration electrode is formed in a penetration hole via an insulating film.
Next, the same process is performed from the bonding surface polishing step S33 to the die bond forming step S35. Thereafter, the mounting process S40 and subsequent steps are similarly performed. Thereby, an optical sensor is manufactured.
本実施形態においても、プレス加工によって拡散部４１の形成を簡便に行うことができる。さらに、効率的に入射光を受光素子２８へ受光することが可能となる。これにより、製造コストの削減、製造方法の簡略化を図るとともに、効率的な受光が可能な光センサを形成することができる。
Also in this embodiment, the
１…光センサ
２…ベース基板
３…リッド基板
３ａ…凹部
１０，１１…金ワイヤー
２８…受光素子
２８ａ 受光部
３２，３３…貫通電極
３５…接合膜
３６，３７…内部電極
３８，３９…外部電極
４０…反射部
４１…拡散部
４２…拡散層
Ｃ…キャビティ
Ｌ１…入射光
Ｌ２…拡散光
Ｌ３…反射光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (7)
凹部が形成され、該凹部を前記ベース基板に対向させて該ベース基板に接合されたリッド基板と、
前記ベース基板と前記リッド基板の前記凹部との間に形成されたキャビティ内に収納され、前記ベース基板の上面に設置され、光を受光する受光素子と、を備え、
前記リッド基板は、前記凹部の内面側を覆う反射膜で形成される反射部と、前記凹部の内面の前記反射部と異なる部分に形成され、前記光を拡散する少なくとも１つ以上の拡散部と、を有し、
前記反射部は、前記光を反射する金属で形成され、
前記反射部の反射面は、前記拡散部の拡散面に対して傾斜し、
前記反射部の反射面の表面粗さは、前記拡散部の拡散面の表面粗さより小さいことを特徴とする光センサ。 A base substrate;
A lid substrate in which a recess is formed and the recess is opposed to the base substrate and bonded to the base substrate;
A light receiving element that is housed in a cavity formed between the base substrate and the concave portion of the lid substrate, is installed on an upper surface of the base substrate, and receives light;
The lid substrate is formed of a reflective portion that covers the inner surface side of the concave portion, and at least one diffusion portion that is formed in a portion different from the reflective portion of the inner surface of the concave portion and diffuses the light. Have
The reflection part is formed of a metal that reflects the light,
The reflection surface of the reflection portion is inclined with respect to the diffusion surface of the diffusion portion,
The optical sensor according to claim 1, wherein a surface roughness of the reflecting surface of the reflecting portion is smaller than a surface roughness of the diffusing surface of the diffusing portion.
前記拡散層は、樹脂層で形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光センサ。 The diffusion part is composed of a diffusion layer covering the inner surface of the recess of the lid substrate,
The optical sensor according to claim 1, wherein the diffusion layer is formed of a resin layer.
前記リッド基板は、前記凹部と反対側の面に前記光を入射する入射部を有し、
前記拡散部は、前記底部に形成され、前記入射部からの前記光を前記キャビティ内に出射し、
前記反射部は、前記壁部に形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光センサ。 The concave portion is composed of a bottom portion and a wall portion inclined with respect to the bottom portion,
The lid substrate has an incident portion that makes the light incident on a surface opposite to the concave portion,
The diffusion portion is formed at the bottom, and emits the light from the incident portion into the cavity.
The optical sensor according to claim 1, wherein the reflection portion is formed on the wall portion.
前記ベース基板は、前記凹部側の面と反対側の面に前記光を入射する入射部を有し、
前記拡散部は、前記壁部に形成され、前記入射部からの前記光を前記キャビティ内に拡散し、
前記反射部は、前記底部に形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光センサ。 The concave portion is composed of a bottom portion and a wall portion inclined with respect to the bottom portion,
The base substrate has an incident part that makes the light incident on a surface opposite to the surface on the concave side,
The diffusion part is formed in the wall part, diffuses the light from the incident part into the cavity,
The optical sensor according to claim 1, wherein the reflection portion is formed on the bottom portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014047941A JP6267549B2 (en) | 2014-03-11 | 2014-03-11 | Optical sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014047941A JP6267549B2 (en) | 2014-03-11 | 2014-03-11 | Optical sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015173172A true JP2015173172A (en) | 2015-10-01 |
| JP6267549B2 JP6267549B2 (en) | 2018-01-24 |
Family
ID=54260335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014047941A Active JP6267549B2 (en) | 2014-03-11 | 2014-03-11 | Optical sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6267549B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020017717A (en) * | 2018-07-11 | 2020-01-30 | 三菱電機株式会社 | Manufacturing method for package element and package element |
| WO2021166463A1 (en) * | 2020-02-19 | 2021-08-26 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Imaging device and electronic apparatus |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59161046U (en) * | 1983-04-14 | 1984-10-29 | クラリオン株式会社 | Omnidirectional photodetector |
| JPS6464374A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Mitsubishi Electric Corp | Optical input integrated circuit |
| JPH03192774A (en) * | 1989-11-06 | 1991-08-22 | Terumo Corp | Infrared sensor and manufacture thereof |
| JPH04315927A (en) * | 1991-04-15 | 1992-11-06 | Horiba Ltd | Infrared ray detector |
| JPH06229821A (en) * | 1993-01-30 | 1994-08-19 | Nissan Motor Co Ltd | Infrared sensor and its manufacture |
| JPH11160146A (en) * | 1997-11-26 | 1999-06-18 | Yokogawa Electric Corp | Infrared ray detecting element and manufacture of the same |
| JP2005121611A (en) * | 2003-10-20 | 2005-05-12 | Canon Inc | Optical probe and manufacturing method for the same |
| JP2005339284A (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Hochiki Corp | Fire detector |
| JP2013021250A (en) * | 2011-07-14 | 2013-01-31 | Toshiba Corp | Semiconductor light-emitting element |
| JP2013201368A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Outstanding Technology:Kk | Reflection light condensing type photodetector |
| US20150253194A1 (en) * | 2014-03-07 | 2015-09-10 | Melexis Technologies N.V. | Infrared sensor module |
-
2014
- 2014-03-11 JP JP2014047941A patent/JP6267549B2/en active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59161046U (en) * | 1983-04-14 | 1984-10-29 | クラリオン株式会社 | Omnidirectional photodetector |
| JPS6464374A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Mitsubishi Electric Corp | Optical input integrated circuit |
| JPH03192774A (en) * | 1989-11-06 | 1991-08-22 | Terumo Corp | Infrared sensor and manufacture thereof |
| JPH04315927A (en) * | 1991-04-15 | 1992-11-06 | Horiba Ltd | Infrared ray detector |
| JPH06229821A (en) * | 1993-01-30 | 1994-08-19 | Nissan Motor Co Ltd | Infrared sensor and its manufacture |
| JPH11160146A (en) * | 1997-11-26 | 1999-06-18 | Yokogawa Electric Corp | Infrared ray detecting element and manufacture of the same |
| JP2005121611A (en) * | 2003-10-20 | 2005-05-12 | Canon Inc | Optical probe and manufacturing method for the same |
| JP2005339284A (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Hochiki Corp | Fire detector |
| JP2013021250A (en) * | 2011-07-14 | 2013-01-31 | Toshiba Corp | Semiconductor light-emitting element |
| JP2013201368A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Outstanding Technology:Kk | Reflection light condensing type photodetector |
| US20150253194A1 (en) * | 2014-03-07 | 2015-09-10 | Melexis Technologies N.V. | Infrared sensor module |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020017717A (en) * | 2018-07-11 | 2020-01-30 | 三菱電機株式会社 | Manufacturing method for package element and package element |
| JP7292077B2 (en) | 2018-07-11 | 2023-06-16 | 三菱電機株式会社 | Package element manufacturing method and package element |
| WO2021166463A1 (en) * | 2020-02-19 | 2021-08-26 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Imaging device and electronic apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6267549B2 (en) | 2018-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7285478B2 (en) | Method for micro-electromechanical system package | |
| JP4571405B2 (en) | Manufacturing method of electronic parts | |
| US7485956B2 (en) | Microelectronic package optionally having differing cover and device thermal expansivities | |
| KR100707179B1 (en) | Optical scanner package and method for manufacturing the same | |
| JP7007560B2 (en) | Light source device | |
| JP7408266B2 (en) | light source device | |
| JP2012515441A5 (en) | ||
| JP2007206337A (en) | Manufacturing method of optical module | |
| JP6920609B2 (en) | Light source device | |
| US20220329039A1 (en) | Micromechanical optical component and manufacturing method | |
| JP6267549B2 (en) | Optical sensor | |
| TW202101619A (en) | Method For Manufacturing A Component Arrangement For A Package, Method For Manufacturing A Package Having A Component Arrangement, A Component Arrangement And A Package | |
| JP2008242451A (en) | Encapsulated spatial light modulator having improved performance | |
| CN102530838B (en) | For the bevelled wafer of method and tool manufacturing inclined-plane in the substrate | |
| CN106024823B (en) | Packaging method of CMOS image sensor | |
| JP2009086092A (en) | Method of manufacturing optical component and method of manufacturing photographing device | |
| JP3979441B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor lens | |
| JP6970336B2 (en) | Light source device | |
| JP6282899B2 (en) | Manufacturing method of optical sensor | |
| JP6282900B2 (en) | Optical sensor | |
| JP2010243365A (en) | Manufacturing method of infrared sensor apparatus | |
| KR101210138B1 (en) | Wafer level pakage of mems senser and method for manufacturing the same | |
| JP5102805B2 (en) | Implementation method | |
| JP6333591B2 (en) | Optical sensor | |
| JP2007281377A (en) | Lid for electronic component and electronic component |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170110 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170913 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170922 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171003 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171121 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171219 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6267549 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |