JPS63263433A - Spectrometric element - Google Patents

Spectrometric element

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Publication number
JPS63263433A
JPS63263433A JP9934187A JP9934187A JPS63263433A JP S63263433 A JPS63263433 A JP S63263433A JP 9934187 A JP9934187 A JP 9934187A JP 9934187 A JP9934187 A JP 9934187A JP S63263433 A JPS63263433 A JP S63263433A
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JP
Japan
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light
color
light receiving
receiving element
filters
Prior art date
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Pending
Application number
JP9934187A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Shibata
柴田 良隆
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS63263433A publication Critical patent/JPS63263433A/en
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the need for separate formation of an IR absorption filter so that this element is simplified and the cost thereof is reduced by previously imparting an IR absorption characteristic to a light diffusing member at the time of disposing the light diffusing member to the front face of a photodetector having color filters made of org. films. CONSTITUTION:The color filters 3, 4, 5 respectively corresponding to red light, green light and blue light are juxtaposed on the opposite surface of the light incident side of a glass substrate G. Photodetecting parts 2 formed to the photodetector 10 so as to correspond to the respective filters are pressed to said filters. The diffusion plate DF are provided to the light incident side of the substrate G. The plate DF is formed of, for example, an acrylic resin and cuprous oxide is mixed therewith to impart the IR absorption characteristic to the plate DF itself. The IR absorption filters and the diffusion plate are thus commonly formed of one member in such a manner, by which the constitution of the element is simplified and the size and cost thereof are reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は有機膜カラーフィルターを有する受光素子を用
いた分光測定素子に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a spectrometry element using a light receiving element having an organic film color filter.

(従来の技術) 従来、ゼラチンやカゼイン、ポリビニルアルコール(P
VA)等の有機物よりなる染色基質を染料で染色した有
機膜カラーフィルターが用いられている。また、耐熱性
や耐光性を改善した有機膜カラーフィルターとして、顔
料を含むポリイミド樹脂よりなるカラーフィルターが提
案されている。
(Conventional technology) Conventionally, gelatin, casein, polyvinyl alcohol (P
Organic film color filters are used in which dyed substrates made of organic materials such as VA) are dyed with dyes. Furthermore, a color filter made of a polyimide resin containing a pigment has been proposed as an organic film color filter with improved heat resistance and light resistance.

これらの有機膜カラーフィルターは、他の蒸着法や電着
法により形成されるカラーフィルターと比べて、フォト
リングラフィ法によってバターニングできるので、微細
化が可能であったり、受光部に対する位置合わせが容易
であるという利点がある。しかしながら、有機膜は赤外
線の波長の光についてはほとんど透過してしまう、した
がって、所望の分光感度特性を得るには、はとんどの場
合、赤外線吸収フィルターを付加する必要がある。
Compared to color filters formed by other vapor deposition or electrodeposition methods, these organic film color filters can be patterned using photolithography, making it possible to miniaturize them and making it easier to align them with respect to the light receiving part. It has the advantage of being easy. However, organic films transmit almost all infrared wavelength light, so in most cases it is necessary to add an infrared absorption filter to obtain the desired spectral sensitivity characteristics.

これを、カラービデオカメラ用のホワイトバランスセン
サーの例について説明する。第10図は所望のホワイト
バランスセンサーの分光感度特性であり、はぼ可視光域
全体にわたって感度を有しており、紫外光や赤外光に対
しては感度を持たない、この分光感度特性を得るために
、第12図(a)〜(c)に示すような分光透過率特性
を有する有機膜カラーフィルターを用いている。赤色光
、緑色光、青色光を検出するための各カラーフィルター
3.4.5は、第11図(a)に示すように、予めガラ
ス基板G上にそれぞれ形成して受光素子10の受光部2
に対する相対位置関係を合わせる(貼り合わせ法)か、
あるいは、第11図(b)に示すように、受光素子10
の受光部2に直接取り付ける(オンチップ法)ようにし
ている6図において、DFは拡散板、IRは赤外線吸収
フィルターである。
This will be explained using an example of a white balance sensor for a color video camera. Figure 10 shows the spectral sensitivity characteristics of a desired white balance sensor, which has sensitivity over the entire visible light range and is insensitive to ultraviolet and infrared light. In order to obtain this, an organic film color filter having spectral transmittance characteristics as shown in FIGS. 12(a) to 12(c) is used. Each color filter 3.4.5 for detecting red light, green light, and blue light is formed in advance on a glass substrate G, as shown in FIG. 2
Align the relative positional relationship with (stacking method) or
Alternatively, as shown in FIG. 11(b), the light receiving element 10
In Fig. 6, DF is a diffusion plate and IR is an infrared absorption filter.

第12図(a)〜(c)から判るように、有機膜カラー
フィルターは紫外光に対しては遮断特性を持ち、不透明
であるが、青色フィルター(同図(a))、緑色フィル
ター(同図(1,))、赤色フィルター(同図(e))
とも、赤外光に対しては透過特性を有する。ところで、
シリコン受光素子10の受光部20体の分光検出感度特
性は、第13図に示すようになっており、赤外光に対し
ても充分に感度を有している。よって、前記各カラーフ
ィルターに入射する赤外光をカットし、さらには、赤色
フィルターの特性を第10図に示すような特性にするた
めに、第14[Jに示すような分光感度特性の赤外線吸
収フィルターIRをカラーフィルターの前に配している
。受光素子10を最終的な製品としてパッケージングし
た具体的な構成例を示すと、第15111、第16図に
示すようになる。
As can be seen from Figures 12(a) to (c), organic film color filters have blocking properties against ultraviolet light and are opaque; Figure (1,)), red filter (Figure (e))
Both have transmission characteristics for infrared light. by the way,
The spectral detection sensitivity characteristics of the light receiving section 20 of the silicon light receiving element 10 are as shown in FIG. 13, and are sufficiently sensitive to infrared light. Therefore, in order to cut the infrared light incident on each of the color filters and to make the characteristics of the red filter as shown in FIG. An absorption filter IR is placed in front of the color filter. A specific example of a structure in which the light receiving element 10 is packaged as a final product is shown in FIG. 15111 and FIG. 16.

第15図は受光素子10を表面実装用のチップキャリア
60に装着した構造の断面図である。有機膜カラーフィ
ルター3〜5を受光面に有する受光素子10は、チップ
キャリア60にダイボンドされて保持されている。受光
素子10の縁部にはアルミニウム膜よりなるポンディン
グパッド部(図示せず)が形成されており、このポンデ
ィングパッド部は、ボンディングワイヤー50を介して
チップキャリア60の導電部(図示せず)に接続されて
いる。チップキャリア60内には透明樹脂20が充填さ
れ、その上から、赤外線吸収フィルターIRが被着され
る。
FIG. 15 is a sectional view of a structure in which the light receiving element 10 is mounted on a chip carrier 60 for surface mounting. A light receiving element 10 having organic film color filters 3 to 5 on its light receiving surface is held by die bonding to a chip carrier 60. A bonding pad portion (not shown) made of an aluminum film is formed at the edge of the light receiving element 10, and this bonding pad portion is connected to a conductive portion (not shown) of the chip carrier 60 via a bonding wire 50. )It is connected to the. The inside of the chip carrier 60 is filled with transparent resin 20, and an infrared absorption filter IR is applied thereon.

第16図は受光素子10をリードフレーム30に装着し
たtl遣の断面図である。受光素子10はリードフレー
ム本体30の中心部に位置するタブ部31の上に、導電
性接着剤[40によりダイボンディングされている。リ
ードフレーム本体30のインナーリード端部32には、
ボンディングワイヤー50の一端が接続されている。ボ
ンディングワイヤー50の他端は、受光素子10のポン
ディングパッドに接続されている。リードフレーム本体
30のアウターリード33は、前記インナーリード端部
32と電気的に接続されており、受光素子lOの外部引
出リード線となるものである。受光素子10は全体を透
明VI4Ha 20の中にモールドされている。その後
、赤外線吸収フィルターIRが外付けされる。
FIG. 16 is a sectional view of a tl-type device in which the light receiving element 10 is mounted on the lead frame 30. The light receiving element 10 is die-bonded onto a tab portion 31 located at the center of the lead frame body 30 using a conductive adhesive [40]. The inner lead end portion 32 of the lead frame main body 30 includes
One end of the bonding wire 50 is connected. The other end of the bonding wire 50 is connected to a bonding pad of the light receiving element 10. The outer lead 33 of the lead frame main body 30 is electrically connected to the inner lead end 32, and serves as an external lead wire of the light receiving element IO. The light receiving element 10 is entirely molded in transparent VI4Ha 20. After that, an infrared absorption filter IR is attached externally.

これらいずれの場合においても、第11図に示したよう
な拡散板DFが赤外線吸収フィルターIRよりも前方に
別途配置されるものである。このような拡散板DFは、
入射光を拡散させて受光素子10の各受光部2に光を一
様に入射させるなめに必要とされるものである。
In any of these cases, a diffuser plate DF as shown in FIG. 11 is separately arranged in front of the infrared absorption filter IR. Such a diffuser plate DF is
This is necessary to diffuse the incident light and make the light uniformly enter each light receiving section 2 of the light receiving element 10.

(発明が解決しようとする問題点) 上述のように、有機膜カラーフィルターを用いた受光素
子の場合、光学系に赤外線吸収フィルターを付加する必
要があるために、光学系が複雑化し、小型化を妨げると
共に、コストも大となるという問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As mentioned above, in the case of a light receiving element using an organic film color filter, it is necessary to add an infrared absorption filter to the optical system, which makes the optical system complicated and requires miniaturization. This poses a problem in that it hinders the process and also increases costs.

本発明は、このような点に鑑みてなされたちのであり、
その目的とするところは、赤外線吸収フィルターの赤外
線吸収特性を他の構成部材に持たせて、赤外線吸収フィ
ルターを別途設ける必要をなくした分光測定素子を提供
するにある。
The present invention has been made in view of these points,
The purpose of this invention is to provide a spectroscopic measurement element in which other components have the infrared absorption characteristics of an infrared absorption filter, thereby eliminating the need for a separate infrared absorption filter.

(問題点を解決するための手段) 本発明に係る分光測定素子にあっては、有機膜カラーフ
ィルターを有する受光素子の前面に光拡散部材を配置し
、この光拡散部材に赤外線吸収特性を持たせたことを特
徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) In the spectrometry element according to the present invention, a light diffusing member is disposed in front of a light receiving element having an organic film color filter, and this light diffusing member has infrared absorption characteristics. It is characterized by the fact that

(作用) 本発明に係る分光測定素子にあっては、有機膜カラーフ
ィルターを有する受光素子の前面に光拡散部材を配置し
、この光拡散部材に赤外線吸収特性を持たせたから、入
射光の赤外光成分が光拡散部材の赤外線吸収特性により
吸収されて、所望の分光検出特性が得られるものであり
、赤外線吸収用のフィルターを別途設ける必要はなくな
るものである。
(Function) In the spectrometry element according to the present invention, a light diffusing member is disposed in front of a light receiving element having an organic film color filter, and this light diffusing member has infrared absorption characteristics, so that the infrared rays of the incident light can be absorbed. External light components are absorbed by the infrared absorption characteristics of the light diffusing member, and desired spectral detection characteristics are obtained, and there is no need to separately provide a filter for infrared absorption.

(実施例) 第1図(a)は本発明の一実施例に係る分光測定素子の
概略構成を示す図である0本実施例にあっては、赤色光
、緑色光、青色光を検出するための各カラーフィルター
3.4.5は、第11図(a)に示すように、予めガラ
ス基板G上にそれぞれ形成して受光素子10の受光部2
に対する相対位置間f系を会わせである。カラーフィル
ター3.4.5の前方には、入射光を拡散させるための
拡散板DFが配置されており、この拡散板DFには赤外
線吸収特性を持たせである。
(Example) FIG. 1(a) is a diagram showing a schematic configuration of a spectroscopic measurement element according to an example of the present invention. In this example, red light, green light, and blue light are detected. As shown in FIG.
The relative positions of the f-systems are made to meet. A diffusion plate DF for diffusing incident light is arranged in front of the color filter 3.4.5, and this diffusion plate DF is provided with infrared absorption characteristics.

第1図(1+)は本発明の他の実施例に係る分光測定素
子の概略構成を示す図である0本実施例にあっては、各
カラーフィルター3.4.5は、受光素子10の受光部
2に接するようにオンチップタイプで取り付けられてい
る。
FIG. 1 (1+) is a diagram showing a schematic configuration of a spectrometry element according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, each color filter 3, 4, 5 is a It is attached as an on-chip type so as to be in contact with the light receiving section 2.

第2図は第1図(b)の実施例に用いる受光素子10の
断面構造を示す図である。この受光素子10は、カラー
ビデオカメラのホワイトバランスセンサーとして用いら
れるものであり、R(赤色光)。
FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of the light receiving element 10 used in the embodiment of FIG. 1(b). This light receiving element 10 is used as a white balance sensor of a color video camera, and emits R (red light).

G(緑色光)、B(青色光)についての光強度を測定で
きるようになっている。シリコン基板1の表面には、通
常の半導体製造プロセスを用いて受光部2が形成されて
おり、各受光部2の表面にはそれぞれ赤色フィルター3
、緑色フィルター4及び青色フィルター5が受光面上及
びその近傍を覆うように工けられている。各フィルター
3〜5の表面には、トップコート膜6が施されている。
The light intensity of G (green light) and B (blue light) can be measured. A light receiving section 2 is formed on the surface of the silicon substrate 1 using a normal semiconductor manufacturing process, and a red filter 3 is provided on the surface of each light receiving section 2.
, a green filter 4 and a blue filter 5 are arranged to cover the light receiving surface and its vicinity. A top coat film 6 is applied to the surface of each filter 3 to 5.

シリコン基板1の縁部には、アルミニウム膜7よりなる
配線部が露出されている。
A wiring section made of aluminum film 7 is exposed at the edge of silicon substrate 1 .

第3図(a)は上記受光素子10をチップキャリア60
に実装した状態の断面図であり、同図(b)は同上の分
解斜視図である1図示されたように、受光素子10はチ
ップキャリア60のキャビティ61内に収容される。チ
ップキャリア60の縁部には、拡散板DFを取り付ける
ための凹段部62が形成されている。
FIG. 3(a) shows the light receiving element 10 placed on a chip carrier 60.
1. As shown in FIG. 1, the light receiving element 10 is accommodated in the cavity 61 of the chip carrier 60. FIG. A recessed step 62 is formed at the edge of the chip carrier 60 to attach the diffuser plate DF.

第4図は前述の受光素子10の製造工程を示す図である
。また、第5図乃至第7[Jは各工程の説明図である。
FIG. 4 is a diagram showing the manufacturing process of the above-mentioned light receiving element 10. Further, FIGS. 5 to 7 [J are explanatory diagrams of each process.

以下、これらの図を参照しながら、受光素子10の製造
工程を説明する。尚、第5図及び第6図の各工程はウェ
ハ一単位で処理されるものであるが、図面は1個のチッ
プのみを示している。また、第5図及び第6図では配線
を省略して示している。
Hereinafter, the manufacturing process of the light receiving element 10 will be explained with reference to these figures. It should be noted that each process in FIGS. 5 and 6 is performed on one wafer, but the drawings show only one chip. Further, in FIGS. 5 and 6, wiring is omitted.

(i)カラーペーストの塗布、セミキュアの工程(第5
図(、)参照) まず、カラーフィルター用の耐熱性カラーペースト8を
受光部が形成されたシリコン基板1の表面に塗布する。
(i) Color paste application, semi-curing process (fifth
(See Figures (, )) First, a heat-resistant color paste 8 for color filters is applied to the surface of the silicon substrate 1 on which the light receiving section is formed.

この段階では、シリコン基板1は個々のチップ単位では
なく、ウェハ一単位で処理されている。耐熱性カラーペ
ースト8は、溶剤と、溶剤に対して不溶な有機顔料と、
ポリイミド前駆体とから成る。塗布に際しては、予め、
受光部を形成されたシリコン基板1を200℃のN2ガ
ス中で10分間乾燥させた後、第1色目のカラーペース
ト8をシリコン基板1上に少量滴下し、スピンナー(例
えばミカサ¥1JIH−DS型)を用いて、500 r
pmの回転数で5秒、さらに3000 rpmの回転数
で30秒の条件で塗布膜を形成する。この塗布膜を通風
乾燥機を用いて、140℃の空気中で30分間セミキュ
アする。第1色目のカラーペースト8としては、赤色、
緑色、青色のうちどの色を用いても良い。
At this stage, the silicon substrate 1 is being processed not in units of individual chips but in units of wafers. The heat-resistant color paste 8 includes a solvent, an organic pigment insoluble in the solvent,
It consists of a polyimide precursor. When applying, in advance,
After drying the silicon substrate 1 on which the light receiving part is formed in N2 gas at 200° C. for 10 minutes, a small amount of the first color color paste 8 is dropped onto the silicon substrate 1, and a spinner (for example, Mikasa ¥1 JIH-DS type) is applied. ) using 500 r
A coating film is formed under the conditions of 5 seconds at a rotation speed of pm and then 30 seconds at a rotation speed of 3000 rpm. This coated film is semi-cured for 30 minutes in air at 140° C. using a ventilation dryer. The first color paste 8 is red,
Any color from green or blue may be used.

第8図はスピンナーを用いたカラーペースト8の塗布の
様子を示す図である。溶剤とポリマーとを混ぜたフェス
に有機顔料を混ぜてカラーペースト8とし、このカラー
ペースト8を例えばビーカーからシリコン基板1の表面
に注ぐ(第8図(a)参照)、シリコーン基板1はスピ
ンナーを用いて高速度で回転駆動されており、シリコン
基板1の表面に注がれたカラーペースト8は、遠心力に
よりシリコン基板1の表面に一様に分散する(第8図(
b)参照)、第9[2Iはスピンナーの回転数と塗布膜
厚との関係を示す因である。この図から明らかなように
、スピンナーの回転数を上げることにより、塗布膜厚を
薄くすることができる。なお、第9図において、各線は
カラーペーストを塗布する場合の特性(赤色0印、緑色
Δ印、青色・印)を示している。
FIG. 8 is a diagram showing how the color paste 8 is applied using a spinner. A color paste 8 is obtained by mixing an organic pigment with a mixture of a solvent and a polymer, and this color paste 8 is poured onto the surface of the silicon substrate 1 from, for example, a beaker (see Fig. 8 (a)). The color paste 8 poured onto the surface of the silicon substrate 1 is uniformly dispersed over the surface of the silicon substrate 1 by centrifugal force (see Fig. 8).
b)), No. 9 [2I is a factor showing the relationship between the rotation speed of the spinner and the coating film thickness. As is clear from this figure, by increasing the number of rotations of the spinner, the thickness of the coating film can be reduced. In FIG. 9, each line indicates the characteristics when applying color paste (red mark 0, green mark Δ, blue mark).

カラーペーストの塗布工程において、使用される耐熱性
カラーペーストの成分を例示すれば、次の通りである。
Examples of the components of the heat-resistant color paste used in the color paste application process are as follows.

^  −一ペースト 一般式   ・ −1−QCC0−NH−Q−SO2−Q−NH−)−R
z OOCCOORa 但し、R6:芳香族炭化水素環又は複素環R2:水素又
は炭素数1〜10の炭化水素基で示されるポリマー10
0gに対し、有機顔料について、 赤色顔料として、カラー・インデックスNo、7390
5のピグメントRed209、同No、46500のピ
グメントVioleL19等で示されるキナクリドン系
顔料; 又は、 緑色顔料として、カラー・インデックスNo、7416
0のピグメントG reen 36、同NO,7426
0のピグメントG reen 7 %で示されるフタロ
シアニングリーン系顔料: 又は。
^ -One paste general formula -1-QCC0-NH-Q-SO2-Q-NH-)-R
z OOCCOORa However, R6: aromatic hydrocarbon ring or heterocycle R2: polymer 10 represented by hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms
0g, for organic pigment, as red pigment, color index No. 7390
Quinacridone pigments such as No. 5 Pigment Red 209 and No. 46500 Pigment Viole L19; or as a green pigment, Color Index No. 7416
0 Pigment Green 36, No. 7426
A phthalocyanine green pigment represented by Pigment Green 7% of 0: or.

青色顔料として、カラー・インデックスN017416
0のビグメン)−Blue15 3、同No、7416
0のピグメントBlue15 4等で示されるフタロシ
アニンブルー系顔料; のいずれかを10〜3008のv1合で混合されてなる
カラーフィルター用耐熱性カラーペースト。
As a blue pigment, Color Index N017416
0 Big Men)-Blue15 3, same No. 7416
A heat-resistant color paste for color filters comprising a phthalocyanine blue pigment represented by Pigment Blue 15, 4, etc. of 0.

ハ  −−ペースト 一般式 但し、R1:芳香族炭化水素環又は複素環R2:水素又
は炭素数1〜10の炭化水素基で示されるポリマー10
0gに対し、有機顔料について、前記カラーペースト(
I)について用いたのと同じ赤色原料、緑色顔料、又は
、1¥色顔料のいずれかを、10〜300gの割合で混
合されてなるカラーフィルター用耐熱性カラーペースト
H-Paste general formula However, R1: aromatic hydrocarbon ring or heterocycle R2: polymer 10 represented by hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms
For 0g of organic pigment, the color paste (
A heat-resistant color paste for color filters, which is made by mixing 10 to 300 g of the same red raw material, green pigment, or 1¥ color pigment as used for I).

ハ  −−ペースト ■ 一般式 但し、R1:芳香族炭化水素環又は複索環R2:水素又
は炭′l!数1〜10の炭化水素基で示されるポリマー
100gに、対し、有機顔料について、前記カラーベー
ス)−(1)について、用いたのと同じ赤色顔料、緑色
顔料、又は、青色顔料のいずれかを、10〜300gの
割合で混合されてなるカラーフィルター用耐熱性カラー
ペースト。
H - Paste ■ General formula However, R1: aromatic hydrocarbon ring or polychoric ring R2: hydrogen or carbon'l! For 100 g of a polymer represented by a number of 1 to 10 hydrocarbon groups, add either the same red pigment, green pigment, or blue pigment as used for the color base)-(1) for the organic pigment, A heat-resistant color paste for color filters that is mixed in a proportion of 10 to 300 g.

シリコン基板1に塗布されるカラーペースト8としては
、前記(1)〜(III)のうちいずれのカラーペース
トを用いても構わない、なお、カラーペーストの塗布を
行う前に、受光面の凹凸を下辺化するために、受光面に
透明なポリイミド層を塗布しておいても良い。
As the color paste 8 applied to the silicon substrate 1, any of the color pastes (1) to (III) above may be used.Before applying the color paste, the unevenness of the light-receiving surface should be smoothed. A transparent polyimide layer may be coated on the light-receiving surface in order to lower the surface.

にi)レジスト塗布、プリベークの工程(第5図(b)
参照) カラーペースト8が塗布されて、セミキュアされたシリ
コン基板1を通風乾燥機から取り出し、冷えてくるのを
待って、フォトレジストリを塗布する0本実施例では、
ポジレジストであるシブレイ社製の“マイクロポジット
フォトレジスト1400−31”(商品名)を用いた。
i) Resist coating and prebake process (Fig. 5(b)
(See) The silicon substrate 1 coated with the color paste 8 and semi-cured is taken out from the ventilation dryer, waits for it to cool down, and then coats the photoresist. In this embodiment,
A positive resist "Microposit Photoresist 1400-31" (trade name) manufactured by Sibley was used.

フォトレジスト9の塗布もスピンナーを用いて行うもの
であり、500rp−の回転数で5秒、さらに2000
rp−の回転数で30秒の条件で塗布膜を形成する。プ
リベークは、通風乾燥機を用いて90℃の窒素ガス(N
iガス)中で30分間行う。
The application of the photoresist 9 is also carried out using a spinner, with a rotation speed of 500 rpm for 5 seconds, and then a rotation speed of 2000 rpm.
A coating film is formed at a rotation speed of rp- for 30 seconds. Pre-baking is performed using nitrogen gas (N
i gas) for 30 minutes.

(iii)露光工程(第5図(6)参照)次に、マスク
アライナ−を用いてシリコン基板lへの露光位置を調整
した後、70mJの露光を行い、受光面上及びその近傍
のみにフォトレジスト9が残るように、フォトマスク1
1を介して紫外線による露光を行う。
(iii) Exposure process (see Figure 5 (6)) Next, after adjusting the exposure position on the silicon substrate l using a mask aligner, exposure of 70 mJ is performed, and the photo is exposed only on and near the light receiving surface. Photomask 1 so that resist 9 remains
Exposure to ultraviolet light is performed through 1.

(iv)レジスト現像、エツチングの工程(第5図(d
)9照) 次に、露光を終えたシリコン基板1のフォトレジスト9
を現像する。現像液としては、ジプレイ社製のマイクロ
ポジット“MP−312デベロ・7バー”(商品名)と
水とを、1:1で混きしたものを用いて、液温22℃で
60秒かけてレジスト現像を行う、その後、余分なカラ
ーペースト層の工・ソチングを行う、エツチングを終え
たシリコン基板1を水でリンスし、N2ガスを吹き「・
1けて乾燥させる。
(iv) Resist development and etching process (Fig. 5(d)
)9) Next, the photoresist 9 of the silicon substrate 1 that has been exposed is
Develop. As the developer, we used a 1:1 mixture of Microposite "MP-312 Developer 7 Bar" (trade name) manufactured by Gyplay and water at a solution temperature of 22°C for 60 seconds. Develop the resist, then process and sotch the excess color paste layer, rinse the etched silicon substrate 1 with water, and blow N2 gas.
Let dry in one rack.

(v)レジスト剥離、リンス、キュアの工程〈第5図(
e)9照) 次に、カラーペースト層の上に残っているフォトレジス
ト9を剥離させるために、シリコン基板1を酢酸エチル
中に浸漬・撹拌し、5分後に取り出し、イソプロピルア
ルコールでリンスしたt&、N2ガスを吹き付けて乾燥
させ、その後、通風乾燥機で300℃のN2ガス中で3
0分間キュアせしめる。
(v) Resist peeling, rinsing, and curing process (Fig. 5)
e) 9) Next, in order to peel off the photoresist 9 remaining on the color paste layer, the silicon substrate 1 was immersed and stirred in ethyl acetate, taken out after 5 minutes, and rinsed with isopropyl alcohol. , dried by blowing N2 gas, and then dried in N2 gas at 300℃ in a ventilation dryer for 30 minutes.
Cure for 0 minutes.

なお、実施例では、フォトレジストリとしてポジレジス
トを用いる例を示したが、ネガレジスト(例えば日立化
成工業社製のネガ型レジスト“RU−IlooN“(商
品名))を用いても良い。
In the embodiment, an example is shown in which a positive resist is used as the photoresist, but a negative resist (for example, a negative resist "RU-IlooN" (trade name) manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) may also be used.

(vi)第2色目のカラーフィルターの作成工程次に、
第2色目のカラーフィルターの作成に入るが、第2色目
のカラーフィルターの作成においても、カラーペースト
8を塗布し、キュアするまで、第1色目と同等のプロセ
ス(i)〜(v)を縁り返す、第2色目は、赤色、緑色
、青色のうち、第1色目を除く2色のうち、どちらの色
を選んでもよい、たとえば、第1色目が緑色であれば、
第2色目は赤色として良い。
(vi) Step of creating the second color filter Next,
Starting with the creation of the second color filter, the same processes (i) to (v) as for the first color are applied until the color paste 8 is applied and cured. Again, the second color can be any of red, green, or blue, excluding the first color.For example, if the first color is green,
The second color may be red.

(vii)第3色目のカラーフィルターの作成工程次に
、第3色目のカラーフィルターの作成に入るが、第3色
目のカラーフィルターの作成においても、カラーペース
ト8を塗布し、キュアするまで、第1色目と同等のプロ
セス(i)〜(v)を繰り返す、第3色目は、赤色、緑
色、青色のうち、第1色目と第2色目とを除く残りの1
色となる。たとえば、第1色目が緑色で、第2色目は赤
色であれば、第3色目は青色ということになる。
(vii) Process of creating a third color filter Repeat the same processes (i) to (v) as for the first color, and the third color is the remaining one of red, green, and blue, excluding the first and second colors.
Becomes a color. For example, if the first color is green and the second color is red, the third color is blue.

このように、受光面を複数個持つ受光素子の場合、色の
異なる有機顔料を含むカラーペーストを用いて、前述の
ようにフォトリングラフィ法を繰り返すことによって、
各受光面にそれぞれ色の異なるカラーフィルターを取り
付けることができ、それぞれのカラーフィルターに含ま
れる有機顔料の種類によって主に決まる分光特性を持つ
分光検出受光素子を形成することができる。
In this way, in the case of a light-receiving element with multiple light-receiving surfaces, by repeating the photophosphorography method as described above using a color paste containing organic pigments of different colors,
Color filters of different colors can be attached to each light-receiving surface, and a spectral detection light-receiving element having spectral characteristics determined mainly by the type of organic pigment contained in each color filter can be formed.

(vii))ツブコート膜の塗布工程(第6図(a)9
照)3色のカラーフィルター3.4.5を同一シリコン
基板1上に作成し終えた後、最後にトップコート膜6を
形成する。トップコート膜6を形成するには、例えば日
本自戒ゴム社製JSRポリイミド“JIA−1−2”(
商品名)を、0.5μ−の膜厚で塗布し、ベークする。
(vii)) Coating process of whirlpool coating film (Fig. 6(a) 9
(See) After completing the creation of the three color filters 3, 4, and 5 on the same silicon substrate 1, the top coat film 6 is finally formed. In order to form the top coat film 6, for example, JSR polyimide “JIA-1-2” manufactured by Japan Jikai Rubber Co., Ltd.
(trade name) to a thickness of 0.5μ- and baked.

ベーキング条件は、150℃の雰囲気で1時間である。The baking conditions were 1 hour in an atmosphere of 150°C.

トップコート膜6としては、この他に、例えば日本合成
ゴム社製の表面平坦化剤“JSS−17”(商品名)を
用いて形成しても良い。
In addition to this, the top coat film 6 may be formed using, for example, a surface flattening agent "JSS-17" (trade name) manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.

このトップコート膜6を施す目的は、前述のに)〜(v
i)の工程により形成された着色ポリイミドカラーフィ
ルターの表面には、いわゆるオレンジビール状の肌あれ
が発生し、表面の乱反射による光透過率の低下を招くこ
とが多いので、トップコートJll16によって表面を
平坦化して表面の乱反射を防止し、光透過率を向上させ
るためである。
The purpose of applying this top coat film 6 is to
On the surface of the colored polyimide color filter formed in step i), so-called orange beer-like roughness occurs, which often leads to a decrease in light transmittance due to diffuse reflection on the surface. Therefore, the surface is coated with top coat Jll16. This is to flatten the surface to prevent diffused reflection and improve light transmittance.

(ix)レジスト塗布の工程(第6IN(b)参照)次
に、トップツーl−膜6にて覆われたアルミニウム膜7
よりなる配線を露出させてポンディングパッド部を形成
するために、フォトレジスト12を塗布し、アルミニウ
ムfl!I7の部分のフォトレジスト12のみが除去さ
れるように、フォトマスク13を介して紫外線による露
光を行う、アルミニウム膜7よりなる配線(ポンディン
グパッド部)はシリコン基板・1の縁部に形成されてお
り、したがって、例えば第5図(、)は少し誇張して描
けば第7図に示されるようになっている。
(ix) Resist coating process (see 6th IN (b)) Next, the aluminum film 7 covered with the top tool l-film 6
In order to expose the wiring made of aluminum and form a bonding pad part, a photoresist 12 is applied, and aluminum fl! A wiring (ponding pad portion) made of aluminum film 7 is formed on the edge of silicon substrate 1, and is exposed to ultraviolet light through a photomask 13 so that only the photoresist 12 in the portion I7 is removed. Therefore, for example, FIG. 5(,) is slightly exaggerated as shown in FIG. 7.

(x)トップコート膜のエツチング工程(第6図(e)
参照) 次に、露光済みのシリコン基板1を現像し、エツチング
によりアルミニウム膜7の部分のトップコート1E16
を除去する。
(x) Etching process of top coat film (Fig. 6(e)
(See) Next, the exposed silicon substrate 1 is developed and etched to form a top coat 1E16 on the aluminum film 7.
remove.

(xi)レジスト剥離の工程(第6[2I(d)参照)
さらに、トツブコー■−膜6を覆っているフォトレジス
ト12を酢酸エチルあるいはアセトンにより剥離する0
以上の(ix)〜(xi)の工程により、ポンディング
パッド部に対応する部分のトップコートlll6が除去
される。つまり、アルミニウム膜7よりなる電極が露出
される。
(xi) Resist stripping process (see 6th [2I(d))]
Furthermore, the photoresist 12 covering the Totubuko film 6 is removed using ethyl acetate or acetone.
Through the above steps (ix) to (xi), the top coat lll6 in the portion corresponding to the bonding pad portion is removed. In other words, the electrode made of aluminum film 7 is exposed.

(xi)組み立て工程(第3図参照) 次に、ウェハーテストを行い、良否の判定をして、個々
のチップにグイシングした後に良品のチップのみをチッ
プキャリア60のキャビティ61にダイボンディングす
る。ダイボンディングは導電性のエポキシ樹脂よりなる
接着剤を用いて行う。
(xi) Assembly process (see FIG. 3) Next, a wafer test is performed to determine whether the wafer is good or bad, and after gluing each chip, only the good chips are die-bonded into the cavity 61 of the chip carrier 60. Die bonding is performed using an adhesive made of conductive epoxy resin.

ダイボンディングを終えたら一1100℃で1時間キュ
アした後、ワイヤボンディングを行って結線する。ワイ
ヤボンディング時の基板加熱温度は100〜150℃で
ある。ワイヤボンディングが完了すると、受光素子10
全体を透明樹脂20にてモールドする。最後に、拡散板
DFをチップキャリア60の凹段部62の嵌め込むよう
にして取り付ける。ここで、拡散板DFは例えばアクリ
ル樹脂よりなり、このアクリル樹脂中には酸化第1銅(
CuzO)を混合させて、赤外線吸収特性を持たせてい
る。このようにして構成したホワイトバランスセンサー
は、第10図に示すような分光応変特性を有する。
After die bonding is completed, the wire is cured at 1100° C. for 1 hour, and then wire bonding is performed to connect the wires. The substrate heating temperature during wire bonding is 100 to 150°C. When wire bonding is completed, the light receiving element 10
The whole is molded with transparent resin 20. Finally, the diffusion plate DF is attached so as to fit into the recessed step 62 of the chip carrier 60. Here, the diffusion plate DF is made of, for example, acrylic resin, and the acrylic resin contains cuprous oxide (
CuzO) to give it infrared absorption properties. The white balance sensor constructed in this manner has spectral response characteristics as shown in FIG.

なお、分光測定素子は、共通のチップに処踵回路と受光
素子とを有する集積回路チップとして構成しても良い。
Note that the spectrometry element may be configured as an integrated circuit chip having a treatment heel circuit and a light receiving element on a common chip.

(発明の効果) 以上のように、本発明に係る分光測定素子にあっては、
有機膜カラーフィルターを有する受光素子の前面に光拡
散部材を配置し、この光拡散部材に赤外線吸収特性を持
たせたから、従来、各々独立に設けられていた赤外線吸
収フィルターと拡散板とを1つの部材で兼用することが
でき、構成が簡単となり、小型化できると共に、コスト
もそれだけ低減することができるという効果がある。
(Effect of the invention) As described above, the spectrometry element according to the present invention has the following features:
A light diffusing member is placed in front of the light receiving element having an organic film color filter, and this light diffusing member has infrared absorption characteristics, so that the infrared absorbing filter and the diffusing plate, which were conventionally provided independently, can be combined into one. It is possible to use multiple members, simplify the structure, reduce the size, and reduce costs accordingly.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)は本発明の一実施例の概略構成図、同図(
b)は本発明の他の実施例の概略構成図、第2図は同上
に用いる受光素子の断面図、第3図(a)は同上の受光
素子をチップキャリアに装着した構造を示す断面図、同
図(b)は同上の分解斜視図、第4図は同上の受光素子
の製造工程を示す工程図、第5図乃至第7図は同上の製
造工程の各々を説明するための説明図、第8図(a)、
(b)はカラーペーストの塗布工程を示す説明図、第9
図はスピンナーの回転数と塗布膜厚との関係を示す図、
第10図は同上の受光素子の分光悪道を示す特性図、第
11図(a)、(b)は従来の受光素子の概略構成を示
す構成図、第12図(a) 、 (b) 、 (c)は
カラーフィルターの分光透過率特性を示す図、第13図
はシリコン半導体受光部の分光検出感度を示す特性図、
第14図は受光素子に用いる赤外線カットフィルターの
分光透過率特性を示す図、第15図及び第16図はそれ
ぞれ別の従来例の断面図である。 3〜5はカラーフィルター、10は受光素子、DFは拡
散板である。
FIG. 1(a) is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention;
b) is a schematic configuration diagram of another embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a light receiving element used in the above, and FIG. 3(a) is a sectional view showing a structure in which the above light receiving element is mounted on a chip carrier. , FIG. 4 is a process diagram showing the manufacturing process of the above light-receiving element, and FIGS. 5 to 7 are explanatory diagrams for explaining each of the manufacturing processes of the above. , FIG. 8(a),
(b) is an explanatory diagram showing the color paste application process, No. 9
The figure shows the relationship between spinner rotation speed and coating film thickness.
Fig. 10 is a characteristic diagram showing the spectral bad path of the same light receiving element as above, Fig. 11 (a), (b) is a block diagram showing the schematic structure of the conventional light receiving element, Fig. 12 (a), (b), (c) is a diagram showing the spectral transmittance characteristics of the color filter, FIG. 13 is a characteristic diagram showing the spectral detection sensitivity of the silicon semiconductor light receiving part,
FIG. 14 is a diagram showing spectral transmittance characteristics of an infrared cut filter used in a light receiving element, and FIGS. 15 and 16 are sectional views of different conventional examples. 3 to 5 are color filters, 10 is a light receiving element, and DF is a diffuser plate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)有機膜カラーフィルターを有する受光素子の前面
に光拡散部材を配置し、この光拡散部材に赤外線吸収特
性を持たせたことを特徴とする分光測定素子。
(1) A spectrometry element characterized in that a light diffusing member is disposed in front of a light receiving element having an organic film color filter, and the light diffusing member has infrared absorption characteristics.
JP9934187A 1987-04-22 1987-04-22 Spectrometric element Pending JPS63263433A (en)

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