JPH07172868A

JPH07172868A - イメージセンサ用窓ガラス

Info

Publication number: JPH07172868A
Application number: JP5342977A
Authority: JP
Inventors: Makoto Goto; 誠後藤
Original assignee: Toshiba Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Techno Glass Co Ltd
Priority date: 1993-12-14
Filing date: 1993-12-14
Publication date: 1995-07-11

Abstract

(57)【要約】【目的】ガラスからの放射線放出に起因する固体撮像
素子のノイズ発生がないイメージセンサ用窓ガラスを提
供すること。【構成】ガラス基板の表面に反射防止膜を被着したイ
メージセンサ用窓ガラスにおいて、ガラス基板と反射防
止膜の双方に含まれる放射性同位元素の合量を１００ｐ
ｐｂ以下とし、α線放出量を０．０５ｃ／ｃｍ²・ｈ以
下としたもの。【効果】以上の構成により、反射防止効果において従
来品と変わることなく高い透過率特性を有し、かつ放射
線の放出量が低く、イメージセンサの窓ガラスとして使
用した場合、ガラスおよび反射防止膜からの放射線に起
因するノイズの発生を著しく低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等に使用
されるイメージセンサのパッケージ窓用として用いられ
るガラスに関し、特にイメージセンサのノイズ発生を低
減させたイメージセンサ用窓ガラスに関する。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像素子（イメージセンサ）は、受
光素子であるＬＳＩチップをアルミナセラミックパッケ
ージ内に納め、その受光面に色分解モザイクフィルター
を重ねてワイヤボンディングし、さらにその上にカバー
ガラスをエポキシ樹脂または、ガラスフリットを用いて
封着した構造となっている。ここで用いられるカバーガ
ラスは、アルミナセラミックパッケージとの気密封着に
よりＬＳＩチップを保護するだけではなく受光面へ効率
的に光を導入するため、内部欠陥の少ない光学的に均質
な材料特性、高い透過率特性が要求される。このためカ
バーガラス表面に弗化マグネシウム膜等の反射防止膜を
被膜したものが用いられている。

【０００３】一方、通常のＩＣはもちろん、大容量メモ
リー素子など各種超ＬＳＩチップ半導体装置において、
アッセンブリに使用される気密封着用低融点ガラスある
いはその充填剤（フィラー）がα線粒子を放出し、ソフ
トエラーを発生することが知られている。これは、主と
して低融点ガラスの線膨脹係数の調整および強度向上を
目的として使用される充填剤（例えば、ジルコンＺｒ
ＳｉＯ₄など）が原因であり、放射性元素の分離が困難
である封着物質が使用された結果、α線放射率が著しく
増大し、高集積ＩＣの封止材料として用いることは適当
でないことが判明している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】テレビカメラなどに応
用されるイメージセンサとしての固体撮像素子は、高解
像度化の要請からしだいに画素数を増加させる方向にあ
る。同時にカメラ一体型ＶＴＲの小型，軽量化の進展と
ともに、光学系は、１／２インチ系から１／３インチ
系、さらには１／４インチ系へと縮小化が進んでいる。
したがって画素面積が全体的に縮小化され更に画素数が
増加するため、一画素当たりの信号レベルは相対的に低
下し、従来問題にならなかった微小ノイズが画質向上の
大きな妨げとなってきている。固体撮像素子の高解像度
化を達成するためには、一画素当りの感度を上げるとと
もにできるだけノイズを減らす必要がある。

【０００５】それに関連してＣＣＤなどイメージセンサ
の窓ガラスが放射性元素を大量に含有し放射性元素が崩
壊する際に放出される各種放射線が、イメージセンサに
誤動作を引き起こしノイズとなることが見出され、すで
に高純度に精製された原料を使用するなど放射線に対す
る対策を施された基板ガラスの開発が進められている。

【０００６】ところが、上述のようにイメージセンサ用
窓ガラスでは、高い透過率特性が要求されるため、その
表面に反射防止膜が被膜されて使用される。この結果、
ガラスからの放射線が問題のないレベルまで低減されて
も、反射防止膜に含まれる放射性元素から放出される放
射線によって、同様にイメージセンサに誤動作が発生し
ノイズとなることが判明した。

【０００７】本発明は、これらの事情を考慮してなされ
たもので、反射防止膜を含めたイメージセンサ用窓ガラ
スからの放射性同位元素に起因する固体撮像素子のノイ
ズ発生がないイメージセンサ用窓ガラスを提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、ガラス基板の表面に反射防止膜を被着した
イメージセンサ用窓ガラスにおいて、ガラス基板と反射
防止膜の双方に含まれる放射性同位元素の合量を１００
ｐｐｂ以下としたものである。

【０００９】また、ガラス基板の表面に反射防止膜を被
着したイメージセンサ用窓ガラスからのα線放出量を
０．０５ｃ／ｃｍ²・ｈ以下とした。

【００１０】さらに、これらいずれかの要件を満たし、
反射防止膜を構成する材質として、酸化アルミニウム、
酸化イットリウム、酸化タンタル、酸化珪素、弗化マグ
ネシウム、弗化ストロンチウムから選ばれる２種または
３種を使用し、２層ないし３層積層したものである。

【００１１】

【作用】次に本発明の作用と、上記数値限定理由を説明
する。

【００１２】反射防止膜は通常、２層または３層で十分
な反射防止効果が得られる。２層の場合、ガラス基板側
から高屈折率膜、ついで低屈折率膜を被膜する。また３
層の場合、ガラス基板側から中間屈折率の膜、高屈折率
の膜そして低屈折率の膜を順次被膜することで光学的に
反射防止効果が得られる。上記酸化アルミニウム、酸化
イットリウム、酸化タンタル、酸化珪素、弗化マグネシ
ウム、弗化ストロンチウムは、いずれもその材質を精製
することができ、含有されるα線放出性元素を１００ｐ
ｐｂ以下、好ましくは５０ｐｐｂ以下の極低量に抑える
ことが可能である。

【００１３】ガラス基板として、たとえば特願平4-3227
53号に記載されたガラスを用い、上記材質からなる反射
防止膜を被着させることによって、ガラス基板と反射防
止膜の双方に含まれる放射性同位元素の合量を１００ｐ
ｐｂ以下とすることができる。これら双方の放射性同位
元素含有量が１００ｐｐｂを越えると、α線放出量が
０．０５ｃ／ｃｍ²・ｈを越えて増大し、イメージセン
サにおけるノイズ発生が顕著となる。したがって、反射
防止膜を被着したイメージセンサ用窓ガラスからのα線
放出量は０．０５ｃ／ｃｍ²・ｈ以下に抑えることが好
ましい。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。本
発明の実施例を表１および表２に示す。これらの表中試
料No.1ないしNo.12 は本発明の実施例を示し、No.13 な
いしNo.15 は従来例である。また表中の膜厚は光学膜厚
で、λ＝５３０ｎｍ、α線放出量の単位は上記同様ｃ／
ｃｍ²・ｈで示してある。

【００１５】ガラス基板として、各種高純度に精製され
た原料を使用し質量百分率で，ＳｉＯ₂７２．１％，Ａ
ｌ₂Ｏ₃４．５％，Ｂ₂Ｏ₃１１．０％，Ｎａ₂Ｏ
６．７％，Ｋ₂Ｏ１．９％，Ｌｉ₂Ｏ０．５％，Ｍ
ｇＯ２．３％，Ａｓ₂Ｏ₃０．６％，Ｓｂ₂Ｏ₃０．
４％からなる組成を有し、α線放射元素含有量がＵ２
４ｐｐｂ，Ｔｈ８ｐｐｂ，Ｒａ１ｐｐｂ未満で、か
つガラス基板からのα線放出量が０．０３ｃ／ｃｍ²・
ｈであるガラスを使用した。所定の寸法に光学研磨加工
したこのガラス基板１に表１および表２に示す反射防止
膜２を真空蒸着法により被着し、反射防止膜付イメージ
センサ用窓ガラスの試料とした。

【００１６】ここで、試料No.1ないしNo.4およびNo.13
は図１に示すガラス基板１側から第１層高屈折率膜２
Ｈ、第２層低屈折率膜２Ｌの順に片側２層ずつの反射防
止膜を設けたもの、試料No.5ないしNo.12 およびNo.14,
No.15 は図２に示すガラス基板１側から第１層中間屈折
率膜２Ｍ、第２層高屈折率膜２Ｈ、第３層低屈折率膜２
Ｌの順に片側に３層ずつの反射防止膜を設けたものであ
る。

【００１７】これら試料より放出されるα線放出量の測
定は、２πガスフロー式比例計数管を用いた超低レベル
α線測定装置で行ない、この測定値（反射防止膜付イメ
ージセンサ用窓ガラスからのα線放出量）から反射防止
膜を形成する前のガラス基板のみからのα線放出量を減
じた値を反射防止膜からのα線放出量として表中に（）
書きで記した。

【００１８】また、α線放射元素含有量は、ＩＣＰ−Ｍ
ＡＳＳにより測定し、α線放出量と同様に反射防止膜付
イメージセンサ用窓ガラス全体における含有量から反射
防止膜を形成する前のガラス基板のみにおける含有量を
減じた値を反射防止膜のα線放射元素含有量として表中
に（）書きで記した。

【００１９】そして、これらの試料を実際に有効画素数
５８万画素のＣＣＤチップを内臓したアルミナパッケー
ジに封着して、固体撮像素子に使用した場合のノイズの
有無を調査した。

【００２０】

【表１】

【表２】

【００２１】表１および表２の結果より、Ｕ，Ｔｈ，Ｒ
ａの合計含有量が１００ｐｐｂ以下の本発明に係るNo.1
〜12の試料では、α線放出量は０．０５ｃ／ｃｍ²・ｈ
以下であって固体撮像素子におけるノイズもみられな
い。これに対して従来例では、同一のガラス基板を用い
ているにもかかわらずα線放出量は０．０５ｃ／ｃｍ²
・ｈ以上に高くなり固体撮像素子におけるノイズ発生が
確認された。

【００２２】また、図３に示すように、本発明に係る試
料No.5と従来例である試料No.14 の分光透過率は、ほぼ
同等の特性を示し、光学特性においても優れたものであ
ることが分かる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明のイメージセンサ用
窓ガラスは、反射防止効果において従来品と変わること
なく高い透過率特性を有し、かつ放射線の放出量が低
く、イメージセンサの窓ガラスとして使用した場合、ガ
ラスおよび反射防止膜からの放射線に起因するノイズの
発生を著しく低減することができる。

【００２４】したがって、本発明のイメージセンサ用窓
ガラスは、固体撮像素子のパッケージ用窓ガラスとして
極めて好適し、固体撮像素子の小型化・高解像度化に貢
献することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る片側２層ずつの反射防止膜を設け
たイメージセンサ用窓ガラスの模式的断面図である。

【図２】本発明に係る片側３層ずつの反射防止膜を設け
たイメージセンサ用窓ガラスの模式的断面図である。

【図３】本発明に係る試料No.5と従来例である試料No.1
4 の分光透過率特性を示す曲線図である。

【符号の説明】

１ガラス基板２反射防止膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス基板の表面に反射防止膜を被着し
たイメージセンサ用窓ガラスにおいて、ガラス基板と反
射防止膜の双方に含まれる放射性同位元素の合量が１０
０ｐｐｂ以下であることを特徴とするイメージセンサ用
窓ガラス。
【請求項２】ガラス基板の表面に反射防止膜を被着し
たイメージセンサ用窓ガラスにおいて、ガラス基板と反
射防止膜の双方からのα線放出量の合量が０．０５ｃ／
ｃｍ²・ｈ以下であることを特徴とするイメージセンサ
用窓ガラス。
【請求項３】前記反射防止膜を構成する材質として、
酸化アルミニウム、酸化イットリウム、酸化タンタル、
酸化珪素、弗化マグネシウム、弗化ストロンチウムから
選ばれる２種または３種を使用したことを特徴とする請
求項１または２に記載のイメージセンサ用窓ガラス。