JP6267549B2 - 光センサ - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
Claims (9)
- 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、前記ベース基板の前記リッド基板に向かい合う面に設置された受光素子と、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、入射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、前記拡散部で拡散された拡散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、
前記受光素子は、前記拡散光が前記反射面で反射された光を受光することを特徴とする光センサ。 - 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請求項1に記載の光センサ。
- 前記拡散面の表面粗さは、前記光の波長より長いことを特徴とする請求項1又は2に記載の光センサ。
- 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ることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の光センサ。
- 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。 - 前記樹脂層は、前記入射光を散乱する拡散粒子を有することを特徴とする請求項5に記載の光センサ。
- 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入射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、前記拡散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6のいずれか一項に記載の光センサ。 - 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入射部を有し、
前記拡散部は、前記壁部に形成され、前記拡散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7のいずれか一項に記載の光センサ。 - 前記拡散部は、前記凹部の内面に複数独立して設けられることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の光センサ。
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