JPH01151385A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、固体撮像素子の受光面に配設するカラー用
フィルタと固体撮像素子の受光面との間の光の干渉防止
するようにした固体撮像装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は例えば特開昭５９−１６８７９１号公報に示さ
れた従来の固体撮像装置を示す断面図であり、図におい
て、１は固体撮像素子２を収納するパッケージ、３ば導
電性接着材、４は透明接着材、５はカラー用フィルタ、
６はボンディングワイヤであり、固体撮像素子２はパッ
ケージ１内において導電性接着材３で接着され、ボンデ
ィングワイヤ６によりパッケージ１と接続されている。

上記固体撮像素子２は周知のように、光により生成され
る信号電荷をＰＮ接合により蓄積する感光部と蓄積され
／″：信号電荷を読み出す読出し部とを半導体基板上に
集積されているものである。

また、カラー用フィルタ５は透明接着材４により固体ｆ
ｉ像素子２の表面に接着されている。なお、８は光学窓
材、９は撮像するための入射光である。

次に動作について説明する。第３図の上方より入射した
入射光９は光学窓材８を通り、カラー用フィルタ５へ到
達する。カラー用フィルタ５は単板式カラービデオカメ
ラの場合、第４図に示すように固体撮像素子の画素１１
に対応した位置に得ようとする色信号に対応した受光窓
１２が配置されている。

この受光窓１２を通過した入射光９は透明接着材４の層
を通り、固体撮像素子２の各画素１１へ到達し、感光部
において′Ｆｉ気信号に変換され、蓄積される。蓄積さ
れた電気信号は固体撮像素子２の読出し部およびボンデ
ィングワイヤ６を経由してパッケージ１の外部へ取り出
すことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の固体撮像装置は以上のように構成されているので
、光が固体撮像素子２の受光面に到達するのに光学窓材
８、カラー用フィルタ５および透明接着材４を通過して
おり、透明接着材４の材質および厚さの選択を誤ると、
カラー用フィルタ５と透明接着材４との界面、透明接着
材４と固体撮像素子２との界面で光の反射が発生し、た
とえば三液長形蛍光灯のような特殊な光源で照明した被
写体を撮像した画像に干渉縞が発生するという問題点が
あった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、光の反射による干渉縞を解消することのでき
る固体撮像装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る固体撮像装置は、固体撮像素子の受光面
とカラー用フィルタとの間にカラー用フィルタよりも大
きな屈折率でかつ使用する光の波長の２乗を屈折率で除
した値以上の厚さを有する透明接着材を使用したもので
ある。

〔作　用〕

この発明においては、カラー用フィルタと固体撮像素子
との間に使用する透明接着材の屈折率をカラー用フィル
タよりも大きく選択するとともに、この透明接着材の厚
さを使用する光の波長の２乗を屈折率で除した値以上の
厚さにすることにより、反射の発生しない光路長をでき
る限り短くし、混色を防止しつつ干渉縞の発生を解消す
る。

〔実施例〕

以下、この発明の固体撮像装置の実施例を図について説
明する。第１図はその一実施例の構成を示す断面図であ
り、この第１図において、第３図および第４図と同一部
分には同一符号を付して述べる。第１図において、１は
固体撮像素子を収納するパッケージ、２は固体撮像素子
、３は固体撮像素子２をパッケージに固定し、電気的に
接続するための導電性接着材、４はカラー用フィルタを
固体ｍ像素子２へ接着するための透明接着材、５はカラ
ー用ヮイルタ、６はボンディングワイヤ・８は撮像用の
光が入射するための光学窓材、９は撮像するための入射
光である。

上記構成において、この発明では、透明接着材４のみが
従来とは異なるもので、特にカラー用フィルタ５の屈折
率よりも大きく、その厚さは受用する光の波長の２乗を
屈折率で除した値以上に選定されている。

次に動作について説明する。第１図の上方より入射した
光９は光学窓材８を通り、カラー用フィルタ５へ到達す
る。カラー用フィルタ５は従来例と同様な構造になって
いる。カラー用フィルタ５を通過した入射光９は透明接
着材４の層を通り、固体撮像素子２へ到達する。

この場合、入射光９はカラー用フィルタ５と透明接着材
４との界面で一部が反射し、この界面を通過した入射光
は接着材４と固体撮像素子２との界面でさらに一部が反
射光となる。

これらの反射光はカラー用フィルタ５の内部や透明接着
材４の内部で入射光とは逆方向に進み、入射光との間で
干渉を起す。これら入射光と反射光とを図示すれば第２
図のようになる。

一般に、光の干渉は光を波としてとらえたとき、二つの
光の波の位相関係により発生するものであり、同相にな
った場合は強め合い、光は強く表われ逆相になった場合
は弱め合うため、光は薄くなるか、または暗くなって表
われ、結局光の強弱が績となって表われることになる。

これら二つの光の波の位相差は通過した光路差により発
生するものであり、この光路差が波長に対して十分長い
場合は位相差が明確に表われることはなく、干渉縞は発
生しない。

いま、光の波長λ、光路差し、光の波長の１＜うツキΔ
λとすると、 が成立する。Δλは光源の光、たとえば緑成分の中心波
長の強度に対して、その強度が半分に低下する波長の上
限と下限との差をとる。すなわち、光路差りが光源の波
長に対して十分長いと、光の位相差は明確に表われない
。

ここで説明を元に戻すと、第２図でカラー用フィルタ５
の厚みは一般に加工性などを考慮し０．５ミリ〜１．０
ミリあり、また透明接着材４は数ミクロンである。

したがって、反射光９がカラー用フィルタ５の上面側で
反射する光に対しては、カラー用フィルタ５の厚みが十
分厚いので、光路差りは波長λに対し十分太き（、全く
問題ではない。透明接着材４の上面で再度反射する反射
光が問題となる。

透明接着材４の屈折率をカラー用フィルタ５の屈折率と
同じにできれば、この問題も解決できるが、実際は透明
接着材４の基本特性を主眼に透明接着材４を選択しなく
てはならず、屈折率はどうしてもある程度のところで妥
協せざるを得なくなっている。

そこで、透明接着材４の層をできる限り薄くし、なおか
つ干渉縞の表われない光路を確保する方法として透明接
着材４の屈折率をすでに述べたように、カラー用フィル
タ５の屈折率よりも大きい値とする。また、その厚さは
可視光線の波長の２乗をこの屈折率で除した値以上にす
る。

このようにすることにより、光路差りを求める。

透明接着材４の屈折率をｎとすると、 となる。すなわち干渉縞の発生しない光路差りは屈折率
で除した値だけ短縮されることが判る。

光路差りが短縮されると、透明接着材４の使用量が減少
するとともに、隣接の画素に入るべき光のうち迷って入
って（る量が減少でき、撮像した画像の色の純度が向上
する利点もある。

因に上式より概略値を求めればλ＝＝５５０ｎｍ。

Δ＾＝１０　ｎｍ１ｎ＝２．０とすればＬ＝１５ミクロ
ンとなる。一般の固体撮像素子２の画素寸法は縦・横と
も約１０〜１５ミクロンであることを考慮に入れれば上
で求めた１５ミクロンも妥当な値である。

すなわち、屈折率２．０の透明接着材４を用いて１５ミ
クロン以上の厚みを確保すれば、干渉縞の発生しない画
像の得られる固体撮像装置を得ることができる。

なお、上記実施例では、透明接着材４の屈折率をｎ＝２
で説明したがこの屈折率はカラー用フィルタ５の屈折率
以上であれば、どのような値を選択してもよい。

また、光についても、可視光領域だけでなく、紫外光、
赤外光領域でもよい。

さらに、３波長蛍光灯のような特殊な輝線のある光源で
もコヒーレントな光でもよい。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、カラー用フィルタより
も大きな屈折率の材質の透明接着材を規定の厚さに使用
するように構成したので、各種の光源によって発生する
画像内の干渉縞を完全に解消できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による固体撮像装置を示す
断面図、第２図は従来の固体撮像素子におけろカラー用
フィルタと透明接着材との界面および接着材と固体撮像
素子との界面における光の反射を示す説明図、第３図は
従来の固体撮像装置を示す断面図、第４図は単板式カラ
ービデオカメラの画素とカラー用フィルタの受光窓を示
す平面図である。 ２・・・固体撮像素子、４・・・透明接着材、５・・・
カラー用フィルタ、６・・・ボンディングワイヤ、８・
・・光学窓材、９・・・入射光。 なお図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　光により生成される信号電荷をＰＮ接合により蓄積す
   る感光部と蓄積された信号電荷を読み出す読出し部とを
   半導体基板上に集積した固体撮像素子の受光面にカラー
   用フィルタを固着した固体撮像装置において、上記カラ
   ー用フィルタと上記固体撮像素子とを固着する透明接着
   材はカラー用フィルタよりも大きな屈折率であり、かつ
   その厚さは、使用する光の波長の２乗を屈折率で除した
   値以上であることを特徴とする固体撮像装置。