WO2023037573A1 - 半導体パッケージ、半導体装置、および、半導体パッケージの製造方法 - Google Patents

半導体パッケージ、半導体装置、および、半導体パッケージの製造方法 Download PDF

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glass
film
absorption
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雄介 守屋
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Definitions

  • This technology relates to semiconductor packages. More specifically, the present invention relates to a semiconductor package provided with a solid-state imaging device, a semiconductor device, and a method of manufacturing a semiconductor package.
  • a cut filter for cutting invisible light components such as infrared light is used for the purpose of allowing the solid-state imaging device to receive only visible light components.
  • a semiconductor package with a cavityless CSP (Chip Scale Package) structure in which a multilayer film that cuts near-infrared components of incident light is arranged as a cut filter (see, for example, Patent Document 1). Further, the multilayer film of this semiconductor package reflects high-order diffraction components of reflected light from the image plane.
  • the cut wavelength of the multilayer film shifts to the short wavelength side as the incident angle of the incident light increases. Due to this wavelength shift, infrared light components with a high incident angle cannot be sufficiently cut, and there is a risk that the optical properties of the multilayer film will deteriorate.
  • This technology was created in view of this situation, and aims to improve the optical characteristics of a semiconductor package provided with an optical filter.
  • a semiconductor package comprising an absorption film that absorbs a component of light within a predetermined absorption range, and a sensor substrate that photoelectrically converts the light transmitted through the absorption film to generate image data, and a method of manufacturing the same. This brings about the effect of improving the optical characteristics.
  • the first side surface may further include glass and sealing resin filled between the glass and the sensor substrate. This brings about the effect of sealing the sensor substrate.
  • the multilayer film is formed on one of both surfaces of the glass, the absorption film is formed between the other of both surfaces of the glass and the sealing resin, and the sealing The resin may be filled without voids. This brings about the effect of suppressing deterioration in image quality due to dust in the multilayer film.
  • the multilayer film covers one of both surfaces of the glass and the side surface of the glass, and the absorption film is between the other of both surfaces of the glass and the sealing resin. may be formed in This brings about the effect of sealing the sensor substrate.
  • the multilayer film includes a first multilayer film and a second multilayer film
  • the first multilayer film is formed on one of both surfaces of the glass
  • the The second multilayer film may be formed between the other of both surfaces of the glass and the sealing resin. This brings about the effect of improving the optical characteristics.
  • the multilayer film may be formed on one of both surfaces of the glass, and the sealing resin may be formed between the other of both surfaces of the glass and the absorption film. . This brings about the effect of improving the optical characteristics when the sealing resin is two layers.
  • the multilayer film is formed on one of both surfaces of the glass, the absorption film is formed between the other of both surfaces of the glass and the sealing resin, and the sealing The resin may be filled with a gap. This brings about the effect of improving the optical characteristics of the CSP having a cavity.
  • the difference between the refractive index of the absorbing film and the refractive index of the sealing resin does not have to exceed 0.3. This brings about the effect of reducing the optical loss.
  • hardness of the glass may be higher than that of the absorption film, and hardness of the absorption film may be higher than that of the sealing resin. This brings about the effect of suppressing chipping and peeling of the glass.
  • the side surface of the absorption film is concave when viewed from a predetermined axis parallel to the substrate surface of the sensor substrate, and the side surface of the sealing resin is convex when viewed from the predetermined axis. There may be. This brings about the effect of suppressing the underfill from reaching the glass.
  • the multilayer film cuts off the infrared light component having a wavelength exceeding a smaller cutoff wavelength as the incident angle of the incident light increases, and the wavelength shift range of the cutoff wavelength is set to the above range.
  • An absorption range may be included. This brings about the effect of sufficiently blocking the infrared light component.
  • the absorption range is a range of wavelengths in which the transmittance does not exceed 3 percent, and the difference between the maximum and minimum wavelengths of the absorption range is 50 to 200 nanometers. good too. This brings about the effect that the absorption film can be made thinner.
  • the absorption range may be within a wavelength range of 650 to 900 nanometers. This brings about the effect of absorbing the infrared light component.
  • the wavelength shift range may be a range from a wavelength 100 nanometers shorter than the maximum wavelength to a predetermined wavelength. This brings about the effect of improving the optical characteristics.
  • the multilayer film may further block ultraviolet light components. This brings about the effect of making CSP more highly resistant.
  • the absorbing film may contain a cyanine-, phthalocyanine-, or squarylium-based dye having an absorption maximum within the range of 700 to 800 nanometers. This has the effect that the range of 700 to 800 nanometers is absorbed.
  • a second aspect of the present technology includes an optical section, a multilayer film that blocks a predetermined infrared light component of incident light from the optical section, and a predetermined absorption of transmitted light transmitted through the multilayer film.
  • a semiconductor device comprising an absorption film that absorbs a range of components and a sensor substrate that photoelectrically converts light transmitted through the absorption film to generate image data. This brings about the effect of improving the optical characteristics of the semiconductor device.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing one configuration example of a semiconductor package in a first comparative example; It is a figure for demonstrating the function of the IR cut multilayer film in 1st Embodiment of this technique. It is a sectional view showing an example of composition of a semiconductor package of a 1st embodiment of this art, and a 2nd comparative example. It is an example of an enlarged view of an end of a semiconductor package in a 1st embodiment of this art, and a 1st comparative example.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an imaging device mounted with a semiconductor package according to a first embodiment of the present technology
  • FIG. It is a block diagram showing an example of 1 composition of a solid-state image sensing device in a 1st embodiment of this art.
  • 7 is a graph showing an example of a spectrum of transmitted light when incident light with an incident angle of 0 degrees is transmitted through an IR-cut multilayer film according to the first embodiment of the present technology
  • 7 is a graph showing an example of a spectrum of transmitted light when incident light with an incident angle of 10 degrees is transmitted through an IR-cut multilayer film according to the first embodiment of the present technology
  • 7 is a graph showing an example of a spectrum of transmitted light when incident light with an incident angle of 20 degrees is transmitted through an IR-cut multilayer film according to the first embodiment of the present technology
  • 6 is a graph showing an example of a spectrum of transmitted light when incident light with an incident angle of 30 degrees is transmitted through an IR-cut multilayer film according to the first embodiment of the present technology
  • 4 is a graph showing an example of a spectrum of transmitted light when incident light with an incident angle of 40 degrees is transmitted through an IR-cut multilayer film according to the first embodiment of the present technology
  • It is a graph which shows an example of the spectrum of the transmitted light which per
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of an installation position of an imaging unit;
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing one configuration example of a semiconductor package 200 according to the first embodiment of the present technology.
  • This semiconductor package 200 is a CSP that packages a solid-state imaging device, and includes an IR cut multilayer film 210 , glass 220 , IR cut absorption film 230 , sealing resin 240 and sensor substrate 250 .
  • the axis perpendicular to the substrate surface of the sensor substrate 250 be the "Z axis".
  • a predetermined axis perpendicular to the "Z-axis” is called the "Y-axis”
  • an axis perpendicular to the Z-axis and the Y-axis is called the "X-axis”.
  • This figure is a cross-sectional view of the semiconductor package 200 viewed from the Y-axis direction.
  • the sensor substrate 250 has the function of a solid-state imaging device that generates image data through photoelectric conversion.
  • One of the two surfaces of the sensor substrate 250 is an image plane on which a plurality of pixels 251 are arranged. Also, the surface facing the image plane is defined as the "back surface", and the direction from the back surface to the image surface is defined as the "up” direction.
  • a rear wiring 252 and a TSV 253 are formed on the rear surface of the sensor substrate 250 .
  • An IR-cut multilayer film 210 is formed on the upper surface of the glass 220 (in other words, the incident-side surface), and an IR-cut absorption film 230 is formed on the lower surface.
  • the thickness of the glass 220 is, for example, 150 micrometers ( ⁇ m) or less.
  • the IR-cut multilayer film 210 blocks a predetermined infrared light component of incident light and transmits the rest.
  • This IR cut multilayer film 210 is composed of a laminated film in which a high refractive index material, an intermediate refractive index material and a low refractive index material are combined. Note that the IR cut multilayer film 210 is an example of the multilayer film described in the claims.
  • the respective refractive indices of silicon dioxide, magnesium fluoride, calcium fluoride, and yttrium fluoride are 1.46, 1.38, 1.43, and 1.52.
  • aluminum oxide, magnesium oxide, lanthanum fluoride, yttrium oxide, or cerium fluoride is used as the intermediate refractive index material.
  • the respective refractive indices of aluminum oxide, magnesium oxide, lanthanum fluoride, yttrium oxide, and cerium fluoride are 1.60, 1.74, 1.59, 1.74, and 1.65.
  • high refractive index materials include silicon nitride, silicon monoxide, titanium oxide, zirconium oxide, cerium oxide, zinc sulfide, tantalum oxide, hafnium oxide, tungsten oxide, niobium oxide, silicon, germanium, and zinc selenide. be done. Silicon nitride, silicon monoxide, titanium oxide, zirconium oxide, cerium oxide, zinc sulfide, tantalum oxide, hafnium oxide, tungsten oxide, niobium oxide, silicon, germanium, and zinc selenide each have a refractive index of 2.00. , 1.90, 2.40, 2.10, 2.35, 2.35, 2.20, 2.06, 2.14, 2.37, 3.40, 4.40, 2.60 .
  • the IR-cut absorption film 230 absorbs components within a predetermined absorption range of the transmitted light that has passed through the IR-cut multilayer film 210, and transmits the rest.
  • the IR-cut absorption film 230 is applied by a spin coating method or the like using a solution containing a cyanine, phthalocyanine, or squarylium dye that has a maximum absorptance in the range of 700 to 800 nanometers (nm).
  • a film is formed by Since the IR-cut multilayer film 210 largely cuts infrared light components, it is not necessary to use dyes that absorb a wide range of wavelengths when forming the IR-cut absorption film 230 . Moreover, since there is no need to absorb a wide wavelength range, the IR cut absorption film 230 can be made as thin as about 2 micrometers (um). Note that the IR cut absorption film 230 is an example of the absorption film described in the claims.
  • the seal resin 240 is filled without gaps.
  • Such a CSP structure is called a cavityless CSP structure.
  • the cavityless CSP structure can reduce the thermal stress generated in the thermal process and suppress warping of the wafer provided with the semiconductor package 200 .
  • the hardness of the glass 220 is higher than that of the IR cut absorption film 230, and the hardness of the IR cut absorption film 230 is higher than that of the seal resin 240. Due to this relationship, the IR-cut absorption film 230 serves as a cushion during singulation, and chipping and peeling of the glass 220 can be suppressed.
  • a cavityless CSP in which an IR-cut multilayer film 210 is formed on the lower surface of the glass 220 is assumed as a first comparative example.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing one configuration example of the semiconductor package in the first comparative example.
  • the IR cut absorption film 230 is not formed, and the seal resin 240 is filled between the lower surface of the IR cut multilayer film 210 on the lower surface of the glass 220 and the image plane.
  • dust 500 may be mixed into the film when forming the IR cut multilayer film 210 .
  • the dust 500 may cause defects in the image data and degrade the image quality.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the functions of the IR cut multilayer film 210 according to the first embodiment of the present technology.
  • the dotted line in the figure indicates the ultraviolet light component, and the solid line indicates the visible light component.
  • a dashed-dotted line indicates an infrared light component.
  • the IR-cut multilayer film 210 can further block ultraviolet light components.
  • This UV (Ultra Violet) cut function can make the CSP more highly resistant.
  • the IR cut multilayer film 210 can further have an AR (Anti Reflection) function.
  • AR Anti Reflection
  • the IR cut multilayer film 210 is formed on the lower surface of the glass 220 as in the first comparative example, it is necessary to form an AR film on the upper surface of the glass 220 in order to provide the AR function.
  • the IR-cut multilayer film 210 By configuring the IR-cut multilayer film 210 to have an AR function, it becomes unnecessary to separately form the AR film and the IR-cut multilayer film 210 above and below the glass 220, and they can be integrated.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing one configuration example of a semiconductor package according to the first embodiment and the second comparative example of the present technology.
  • a in the figure is a cross-sectional view showing one configuration example of the semiconductor package 200 according to the first embodiment of the present technology.
  • b in the figure is a cross-sectional view of the CSP of the second comparative example.
  • the second comparative example is a CSP in which a gap is provided between the IR cut absorption film 230 and the image plane without filling the seal resin 240 .
  • the difference between the refractive index of the IR cut absorption film 230 and the refractive index of the sealing resin 240 is preferably 0.3 or less, for example.
  • the IR cut absorption film 230 has a refractive index of 1.6
  • the sealing resin 240 has a refractive index of 1.45.
  • the refractive index of air is generally about 1.0.
  • the reflectance at the interface between the IR cut absorption film 230 and the air is about 5.3 percent (%), and the reflectance at the image plane is 3%, as illustrated by b in FIG. .4 percent (%).
  • FIG. 5 is an example of an enlarged view of the end portion of the semiconductor package in the first embodiment and the first comparative example of the present technology.
  • FIG. 4a is an example of an enlarged view of the end portion of the semiconductor package 200 according to the first embodiment.
  • b in the figure is an example of an enlarged view of the end portion of the semiconductor package in the first comparative example.
  • the side surface of the IR cut absorption film 230 is concave when viewed from the Y-axis parallel to the substrate surface of the sensor substrate 250, as illustrated by a in FIG.
  • the side surface of the seal resin 240 is convex when viewed from the Y axis.
  • the IR-cut multilayer film 210 is assumed to have no recesses, as illustrated in b in FIG. In this case, the underfill material 310 crawling over the convex portion of the sealing resin 240 may reach the glass 220 .
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the imaging device 100 in which the semiconductor package 200 according to the first embodiment of the present technology is mounted.
  • the imaging device 100 according to the first embodiment includes an optical section 110 , a solid-state imaging device 120 , an imaging control section 130 and a recording section 140 .
  • As the imaging device 100 a smartphone having an imaging function, an in-vehicle camera, or the like is assumed. Note that the imaging device 100 is an example of the semiconductor device described in the claims.
  • the optical section 110 condenses light and guides it to the solid-state imaging device 120 .
  • the solid-state imaging device 120 photoelectrically converts incident light from the optical section 110 and generates image data under the control of the imaging control section 130 .
  • the solid-state imaging device 120 supplies image data to the recording section 140 via the signal line 129 .
  • the imaging control unit 130 controls the imaging device 100 as a whole.
  • the imaging control unit 130 supplies a vertical synchronization signal indicating imaging timing to the solid-state imaging device 120 via a signal line 139 .
  • the recording unit 140 records image data.
  • the semiconductor package 200 illustrated in FIG. 1 functions as the solid-state imaging device 120 in FIG.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the solid-state imaging device 120 according to the first embodiment of the present technology.
  • the solid-state imaging device 120 of the first embodiment includes a vertical drive circuit 121, a control circuit 122, a pixel region 123, a column signal processing circuit 124, a horizontal drive circuit 125 and an output circuit 126.
  • a plurality of pixels are arranged in a two-dimensional lattice in the pixel region 123 .
  • the vertical drive circuit 121 is composed of, for example, a shift register, drives pixels in units of rows, and outputs pixel signals.
  • the control circuit 122 controls the operation timings of the vertical driving circuit 121, the column signal processing circuit 124 and the horizontal driving circuit 125 in synchronization with an external vertical synchronization signal or the like.
  • the column signal processing circuit 124 performs signal processing such as AD (Analog to Digital) conversion on pixel signals from each column of the pixel region 123 .
  • the column signal processing circuit 124 is provided with an ADC (Analog to Digital Converter) for each column, for example, and performs AD conversion by the column ADC method.
  • the column signal processing circuit 124 further performs CDS (Correlated Double Sampling) processing for removing fixed pattern noise.
  • the column signal processing circuit 124 supplies the processed pixel signals to the output circuit 126 under the control of the horizontal driving circuit 125 .
  • the horizontal driving circuit 125 supplies horizontal scanning pulse signals to the column signal processing circuit 124 under the control of the control circuit 122, and sequentially outputs the processed pixel signals.
  • the output circuit 126 externally outputs image data in which pixel signals from the column signal processing circuit 124 are arranged.
  • FIG. 8 is a graph showing an example of a spectrum of transmitted light when incident light with an incident angle of 0 degrees is transmitted through the IR-cut multilayer film 210 according to the first embodiment of the present technology.
  • the vertical axis in the figure indicates the intensity of the transmitted light as a percentage of the incident light, and the horizontal axis indicates the wavelength.
  • the minimum wavelength at which the transmittance of transmitted light is 3% (%) or less in the spectrum is referred to as the "cutoff wavelength”.
  • the infrared light component of about 750 nanometers (nm) or more is cut out of the transmitted light. That is, the cutoff wavelength ⁇ CF (0) becomes 750 nanometers (nm).
  • FIG. 9 is a graph showing an example of the spectrum of transmitted light when incident light with an incident angle of 10 degrees is transmitted through the IR-cut multilayer film 210.
  • the vertical axis in the figure indicates the intensity of the transmitted light as a percentage of the incident light, and the horizontal axis indicates the wavelength.
  • the cutoff wavelength ⁇ CF (10) is slightly shorter than ⁇ CF (0).
  • the cutoff wavelength corresponding to an incident angle ⁇ greater than 0 degree is defined as ⁇ CF ( ⁇ ).
  • FIG. 10 is a graph showing an example of a spectrum of transmitted light when incident light with an incident angle of 20 degrees is transmitted through the IR-cut multilayer film 210 according to the first embodiment of the present technology.
  • the vertical axis in the figure indicates the intensity of the transmitted light as a percentage of the incident light, and the horizontal axis indicates the wavelength.
  • FIG. 11 is a graph showing an example of a spectrum of transmitted light when incident light with an incident angle of 30 degrees is transmitted through the IR-cut multilayer film 210 according to the first embodiment of the present technology.
  • the vertical axis in the figure indicates the intensity of the transmitted light as a percentage of the incident light, and the horizontal axis indicates the wavelength.
  • FIG. 12 is a graph showing an example of a spectrum of transmitted light when incident light with an incident angle of 40 degrees is transmitted through the IR-cut multilayer film 210 according to the first embodiment of the present technology.
  • the vertical axis in the figure indicates the intensity of the transmitted light as a percentage of the incident light, and the horizontal axis indicates the wavelength.
  • the cutoff wavelength ⁇ CF ( ⁇ ) becomes shorter as the incident angle ⁇ increases, and is generally expressed by the following equation.
  • ⁇ CF ( ⁇ ) ⁇ CF (0)*cos( ⁇ ) Equation 1
  • "*" indicates multiplication and cos() indicates the cosine function.
  • the range from the cutoff wavelength ⁇ CF (0) to the cutoff wavelength ⁇ CF ( ⁇ ) at the maximum incident angle is referred to as “wavelength shift range”.
  • the difference between the longest wavelength and the shortest wavelength in this wavelength shift range is called a "shift amount”.
  • the maximum incident angle is 40 degrees and the cutoff wavelength ⁇ CF (0) is 850 nanometers (nm)
  • the cutoff wavelength ⁇ CF (40) is 651 nanometers (nm)
  • the shift amount is approximately 200 nanometers (nm).
  • the shift amount is smaller than the value (about 200 nanometers, etc.) obtained from Equation 1. 8 to 12, the amount of shift is reduced to approximately 50 nanometers (nm) by increasing the number of constituent layers.
  • FIG. 13 is a graph showing an example of the spectrum of transmitted light that has passed through the IR cut absorption film 230 according to the first embodiment of the present technology.
  • the vertical axis in the figure indicates the intensity of the transmitted light as a percentage of the intensity of the incident light, and the horizontal axis indicates the wavelength.
  • the wavelength range in which the transmittance does not exceed 3 percent (%) when passing through the IR cut absorption film 230 is hereinafter referred to as the "absorption range".
  • the difference between the longest and shortest wavelengths in this absorption range is preferably between 50 and 200 nanometers (nm).
  • the absorption range is within the wavelength range of 650 to 900 nanometers (nm).
  • the shortest wavelength of the absorption range is greater than or equal to 650 nanometers (nm) and the longest wavelength of the absorption range is less than or equal to 900 nanometers (nm).
  • the absorption range is 700 to 800 nanometers (nm).
  • the absorption range of the IR-cut absorption film 230 includes the wavelength shift range of the IR-cut multilayer film 210 .
  • the wavelength shift ranges illustrated in FIGS. 8-12 range from a wavelength 100 nanometers shorter (about 700 nanometers) than the longest wavelength (about 800 nanometers) of the absorption range illustrated in FIG. 13 to 750 nanometers. is in the range of As a result, the cut-off wavelength (such as 700 nm) shifted when the incident angle to the IR-cut multilayer film 210 is large falls within the absorption range, and is an IRCF (IR Cut-off Filter) with good incident angle dependence. properties are obtained.
  • IRCF IR Cut-off Filter
  • the IR-cut multilayer film 210 and the IR-cut absorption film 230 can sufficiently block the infrared light component even when the incident angle is large, and the optical properties related to the blocking of the infrared light component are improved. .
  • FIG. 14 is a diagram showing one configuration example of the CIS wafer 410 according to the first embodiment of the present technology.
  • a plurality of semiconductor packages 200 are manufactured by laminating a later-described glass wafer on the CIS wafer 410 and dicing.
  • the manufacturing system of the semiconductor package 200 manufactures a CIS wafer 410.
  • the CIS wafer 410 includes a sensor substrate 250, a plurality of pixels 251 are formed on the image plane of the sensor substrate 250, and a sealing resin 240 is applied. However, at this point, rewiring and TSV are not formed on the back surface of the CIS wafer 410 .
  • FIG. 15 is a diagram showing a configuration example of the glass wafer 420 according to the first embodiment of the present technology.
  • a shows an example of the glass wafer 420 before forming the IR cut absorption film 230
  • b shows an example of the glass wafer 420 after the IR cut absorption film 230 is formed. It is a diagram.
  • the manufacturing system forms the IR cut absorption film 230 on one surface of the glass wafer 420 by applying a solution containing a cyanine dye or the like by spin coating.
  • FIG. 16 is a diagram showing one configuration example of a laminated wafer according to the first embodiment of the present technology.
  • the manufacturing system manufactures a laminated wafer by bonding the image surface of the CIS wafer 410 illustrated in FIG. 14 and the surface of the IR cut absorption film 230 of the glass wafer 420 illustrated in b of FIG.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing one configuration example of a laminated wafer on which back wiring and the like are formed according to the first embodiment of the present technology.
  • the manufacturing system forms backside wiring 252 and TSV 253 on the backside of the laminated wafer.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing a configuration example of a laminated wafer in which the glass 220 is thinned and an IR cut multilayer film 210 is formed according to the first embodiment of the present technology.
  • a is a cross-sectional view showing one structural example of a laminated wafer in which the glass 220 is thinned.
  • b in the same figure is a cross-sectional view showing one structural example of a laminated wafer in which the IR cut multilayer film 210 is formed after the glass 220 is thinned.
  • the manufacturing system polishes the upper surface of the glass 220 in the laminated wafer to make it thinner. Then, the manufacturing system forms the IR-cut multilayer film 210 on the upper surface of the glass 220 as illustrated in b in FIG. The manufacturing system then dices the stacked wafers. Thereby, a plurality of semiconductor packages 200 are manufactured.
  • FIG. 19 is a flow chart showing an example of a method for manufacturing the semiconductor package 200 according to the first embodiment of the present technology.
  • the manufacturing system manufactures the CIS wafer 410 (step S901).
  • the manufacturing system also forms an IR cut absorption film 230 on one side of the glass wafer 420 (step S902).
  • step S901 and step S902 can be executed in parallel.
  • the manufacturing system manufactures a laminated wafer by bonding the image surface of the CIS wafer 410 and the surface of the IR cut absorption film 230 of the glass wafer 420 (step S903). Then, the manufacturing system forms the back surface wiring 252 and the TSV 253 on the back surface of the laminated wafer (step S904).
  • the manufacturing system grinds and thins the upper surface of the glass 220 in the laminated wafer (step S905), and forms the IR cut multilayer film 210 (step S906). Subsequently, the manufacturing system dices the stacked wafer (step S907), and ends the manufacturing process of the semiconductor package 200.
  • FIG. 1 The manufacturing system grinds and thins the upper surface of the glass 220 in the laminated wafer (step S905), and forms the IR cut multilayer film 210 (step S906). Subsequently, the manufacturing system dices the stacked wafer (step S907), and ends the manufacturing process of the semiconductor package 200.
  • FIG. 14 shows an example of the CIS wafer 410 manufactured in step S901.
  • FIG. 15 shows an example of the glass wafer 420 manufactured in step S902.
  • FIG. 16 shows an example of the laminated wafer manufactured in step S903.
  • FIG. 17 shows an example of the laminated wafer at step S904.
  • FIG. 18 shows an example of a laminated wafer at steps S905 and S906.
  • the IR-cut absorption film 230 that absorbs the components in the absorption range of the transmitted light transmitted through the IR-cut multilayer film 210 is formed, the IR-cut multilayer film 210 It is possible to improve the optical characteristics more than in the case of only. Also, by designing the absorption range to include the wavelength shift range, it is possible to sufficiently block the six infrared light components even when the incident angle is large.
  • Second Embodiment> In the above-described first embodiment, only the upper surface of the glass 220 is covered with the IR-cut multilayer film 210, but in this configuration, infrared light components from the sides may deteriorate the image quality of the image data. .
  • the semiconductor package 200 of the second embodiment differs from the first embodiment in that an IR-cut multilayer film 210 covers the top surface and side surfaces of the glass 220 .
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing one configuration example of the semiconductor package 200 according to the second embodiment of the present technology.
  • the IR cut multilayer film 210 further covers the side surfaces of the glass 220 in addition to the upper surface thereof. Thereby, the infrared light component from the side surface can be blocked, and the image quality of the image data can be improved. Also, the resistance of the IR cut absorption film 230 can be enhanced.
  • the IR cut multilayer film 210 covers the upper surface and side surfaces of the glass 220, infrared light components from the side surfaces are further blocked, and the image quality of image data is improved. can be improved.
  • the IR-cut multilayer film 210 is formed on the upper surface of the glass 220 in the first embodiment described above, the IR-cut multilayer film 210 can also be formed on the lower surface of the glass 220 .
  • the semiconductor package 200 of the third embodiment differs from that of the first embodiment in that an IR-cut multilayer film 210 is formed on the bottom surface of the glass 220 .
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing one configuration example of the semiconductor package 200 according to the third embodiment of the present technology.
  • the AR multilayer film 205 is formed on the upper surface of the glass 220 and the IR cut multilayer film 210 is formed on the lower surface of the glass 220 .
  • An IR cut absorption film 230 is formed between the IR cut multilayer film 210 and the sealing resin 240 .
  • the AR multilayer film 205 is an example of the first laminated film described in the claims
  • the IR cut multilayer film 210 is an example of the second laminated film described in the claims.
  • the IR-cut multilayer film 210 since the IR-cut multilayer film 210 is formed on the lower surface of the glass 220, the IR-cut multilayer film 210 improves the optical characteristics in the configuration below the glass 220. can be made
  • the seal resin 240 is filled between the IR cut absorption film 230 and the sensor substrate 250, but the IR cut absorption film 230 can also be formed on the sensor substrate 250 side.
  • the semiconductor package 200 of the fourth embodiment differs from that of the first embodiment in that the sealing resin 240 is arranged between the glass substrate 220 and the IR cut absorption film 230 .
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing one configuration example of the semiconductor package 200 according to the fourth embodiment of the present technology.
  • the IR cut absorption film 230 is arranged on the planarizing layer 242 and the sealing resin 240 is arranged between the glass substrate 220 and the IR cut absorption film 230 . .
  • optical characteristics can be improved by arranging the seal resin 240 between the glass substrate 220 and the IR cut absorption film 230 .
  • the cavityless CSP structure is provided with the IR-cut multilayer film 210 and the IR-cut absorption film 230, but they can also be provided in a CSP with a gap.
  • the semiconductor package 200 of the fifth embodiment differs from that of the first embodiment in that a gap is provided.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing one configuration example of the semiconductor package 200 according to the fifth embodiment of the present technology.
  • the seal resin 240 is filled between the periphery of the pixel region on the image plane and the IR cut absorption film 230 .
  • an air gap (a portion surrounded by a dotted line in the drawing) is generated above the image plane.
  • the IR-cut multilayer film 210 and the IR-cut absorption film 230 are provided, and the gap is filled with the seal resin 240 . can be improved.
  • the technology (the present technology) according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure can be realized as a device mounted on any type of moving body such as automobiles, electric vehicles, hybrid electric vehicles, motorcycles, bicycles, personal mobility, airplanes, drones, ships, and robots. may
  • FIG. 24 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • a vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via a communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an exterior information detection unit 12030, an interior information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio/image output unit 12052, and an in-vehicle network I/F (interface) 12053 are illustrated.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of devices related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the driving system control unit 12010 includes a driving force generator for generating driving force of the vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to the wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism to adjust and a brake device to generate braking force of the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices equipped on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as headlamps, back lamps, brake lamps, winkers or fog lamps.
  • the body system control unit 12020 can receive radio waves transmitted from a portable device that substitutes for a key or signals from various switches.
  • the body system control unit 12020 receives the input of these radio waves or signals and controls the door lock device, power window device, lamps, etc. of the vehicle.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 detects information outside the vehicle in which the vehicle control system 12000 is installed.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 is connected with an imaging section 12031 .
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 causes the imaging unit 12031 to capture an image of the exterior of the vehicle, and receives the captured image.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 may perform object detection processing or distance detection processing such as people, vehicles, obstacles, signs, or characters on the road surface based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electrical signal according to the amount of received light.
  • the imaging unit 12031 can output the electric signal as an image, and can also output it as distance measurement information.
  • the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or non-visible light such as infrared rays.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects in-vehicle information.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 is connected to, for example, a driver state detection section 12041 that detects the state of the driver.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that captures an image of the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 detects the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated, or it may be determined whether the driver is dozing off.
  • the microcomputer 12051 calculates control target values for the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the information inside and outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, and controls the drive system control unit.
  • a control command can be output to 12010 .
  • the microcomputer 12051 realizes the functions of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or shock mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, or vehicle lane deviation warning. Cooperative control can be performed for the purpose of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or shock mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, or vehicle lane deviation warning. Cooperative control can be performed for the purpose of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or shock mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, or vehicle
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, etc. based on the information about the vehicle surroundings acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, so that the driver's Cooperative control can be performed for the purpose of autonomous driving, etc., in which vehicles autonomously travel without depending on operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on the information outside the vehicle acquired by the information detection unit 12030 outside the vehicle.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the vehicle exterior information detection unit 12030, and performs cooperative control aimed at anti-glare such as switching from high beam to low beam. It can be carried out.
  • the audio/image output unit 12052 transmits at least one of audio and/or image output signals to an output device capable of visually or audibly notifying the passengers of the vehicle or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices.
  • the display unit 12062 may include at least one of an on-board display and a head-up display, for example.
  • FIG. 25 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031.
  • the imaging unit 12031 has imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided at positions such as the front nose of the vehicle 12100, the side mirrors, the rear bumper, the back door, and the upper part of the windshield in the vehicle interior, for example.
  • An image pickup unit 12101 provided in the front nose and an image pickup unit 12105 provided above the windshield in the passenger compartment mainly acquire images in front of the vehicle 12100 .
  • Imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors mainly acquire side images of the vehicle 12100 .
  • An imaging unit 12104 provided in the rear bumper or back door mainly acquires an image behind the vehicle 12100 .
  • the imaging unit 12105 provided above the windshield in the passenger compartment is mainly used for detecting preceding vehicles, pedestrians, obstacles, traffic lights, traffic signs, lanes, and the like.
  • FIG. 25 shows an example of the imaging range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided in the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors, respectively
  • the imaging range 12114 The imaging range of an imaging unit 12104 provided on the rear bumper or back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, a bird's-eye view image of the vehicle 12100 viewed from above can be obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the imaging units 12101 to 12104 may be a stereo camera composed of a plurality of imaging elements, or may be an imaging element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 determines the distance to each three-dimensional object within the imaging ranges 12111 to 12114 and changes in this distance over time (relative velocity with respect to the vehicle 12100). , it is possible to extract, as the preceding vehicle, the closest three-dimensional object on the course of the vehicle 12100, which runs at a predetermined speed (for example, 0 km/h or more) in substantially the same direction as the vehicle 12100. can. Furthermore, the microcomputer 12051 can set the inter-vehicle distance to be secured in advance in front of the preceding vehicle, and perform automatic brake control (including following stop control) and automatic acceleration control (including following start control). In this way, cooperative control can be performed for the purpose of automatic driving in which the vehicle runs autonomously without relying on the operation of the driver.
  • automatic brake control including following stop control
  • automatic acceleration control including following start control
  • the microcomputer 12051 converts three-dimensional object data related to three-dimensional objects to other three-dimensional objects such as motorcycles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, and utility poles. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles. For example, the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into those that are visible to the driver of the vehicle 12100 and those that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 judges the collision risk indicating the degree of danger of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, an audio speaker 12061 and a display unit 12062 are displayed. By outputting an alarm to the driver via the drive system control unit 12010 and performing forced deceleration and avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be performed.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether or not the pedestrian exists in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 .
  • recognition of a pedestrian is performed by, for example, a procedure for extracting feature points in images captured by the imaging units 12101 to 12104 as infrared cameras, and performing pattern matching processing on a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether or not the pedestrian is a pedestrian.
  • the audio image output unit 12052 outputs a rectangular outline for emphasis to the recognized pedestrian. is superimposed on the display unit 12062 . Also, the audio/image output unit 12052 may control the display unit 12062 to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to the imaging unit 12031 among the configurations described above.
  • the imaging device 100 in FIG. 6 can be applied to the imaging unit 12031 .
  • the technology according to the present disclosure it is possible to improve the optical characteristics and obtain a more viewable captured image, thereby reducing driver fatigue.
  • the present technology can also have the following configuration.
  • the multilayer film is formed on one of both surfaces of the glass; The absorption film is formed between the other of both surfaces of the glass and the sealing resin, The semiconductor package according to (2) above, in which the seal resin is filled without voids.
  • the multilayer film covers one of both surfaces of the glass and the side surface of the glass; The semiconductor package according to (2), wherein the absorption film is formed between the other of the two surfaces of the glass and the sealing resin.
  • the multilayer film includes a first multilayer film and a second multilayer film; The first multilayer film is formed on one of both surfaces of the glass, The semiconductor package according to (2), wherein the second multilayer film is formed between the other of both surfaces of the glass and the sealing resin.
  • the multilayer film is formed on one of both surfaces of the glass; The semiconductor package according to (2), wherein the seal resin is formed between the other of the two surfaces of the glass and the absorption film.
  • the multilayer film is formed on one of both surfaces of the glass;
  • the absorption film is formed between the other of both surfaces of the glass and the sealing resin,
  • hardness of the glass is higher than that of the absorbing film;
  • the semiconductor package according to (2), wherein hardness of the absorption film is higher than that of the sealing resin.
  • the side surface of the absorption film is concave when viewed from a predetermined axis parallel to the substrate surface of the sensor substrate;
  • the multilayer film cuts off the infrared light component having a wavelength exceeding the cutoff wavelength, which decreases as the incident angle of the incident light increases;
  • the absorption range is the range of wavelengths in which the transmittance does not exceed 3 percent;
  • the absorbing film contains a cyanine, phthalocyanine, or squarylium dye having an absorption maximum in the range of 700 to 800 nanometers.
  • a semiconductor package as described.
  • an optical unit a multilayer film that blocks a predetermined infrared light component of the incident light from the optical section; an absorption film that absorbs a component within a predetermined absorption range of the transmitted light that has passed through the multilayer film; and a sensor substrate that photoelectrically converts light transmitted through the absorption film to generate image data.
  • a procedure for manufacturing a CIS (CMOS Image Sensor) wafer including a sensor substrate that photoelectrically converts light transmitted through the absorbing film to generate image data; a step of forming, on one surface of a glass wafer, an absorption film that absorbs a component in a predetermined absorption range out of transmitted light transmitted through a multilayer film that blocks a predetermined infrared light component of incident light; a procedure for manufacturing a laminated wafer by bonding the CIS wafer and the glass wafer; and forming the multilayer film on the laminated wafer.
  • CMOS Image Sensor CMOS Image Sensor
  • imaging device 110 optical section 120 solid-state imaging device 121 vertical drive circuit 122 control circuit 123 pixel region 124 column signal processing circuit 125 horizontal drive circuit 126 output circuit 130 imaging control section 140 recording section 200 semiconductor package 205 AR multilayer film 210 IR cut multilayer Film 220 Glass 230 IR Cut Absorption Film 240 Sealing Resin 242 Flattening Layer 250 Sensor Substrate 251 Pixel 252 Back Wiring 253 TSV 310 Underfill material 410 CIS wafer 420 Glass wafer 12031 Imaging unit

Landscapes

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Abstract

光学フィルタが設けられた半導体パッケージにおいて、光学特性を向上させる。　半導体パッケージは、多層膜と、吸収膜と、センサ基板とを具備する。この半導体パッケージにおいて、多層膜は、入射光のうち所定の赤外光成分を遮断する。また、半導体パッケージにおいて、吸収膜は、多層膜を透過した透過光のうち所定の吸収範囲の成分を吸収する。また、半導体パッケージにおいて、センサ基板は、吸収膜を透過した光を光電変換して画像データを生成する。

Description

半導体パッケージ、半導体装置、および、半導体パッケージの製造方法
　本技術は、半導体パッケージに関する。詳しくは、固体撮像素子を設けた半導体パッケージ、半導体装置、および、半導体パッケージの製造方法に関する。
　従来より、固体撮像素子を設けた半導体パッケージにおいて、その固体撮像素子が可視光成分のみを受光することができるようにする目的で、赤外光などの不可視光成分をカットするカットフィルタが用いられている。例えば、入射光のうち近赤外光成分をカットする多層膜をカットフィルタとして配置したキャビティレスＣＳＰ（Chip Scale Package）構造の半導体パッケージが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、この半導体パッケージの多層膜は、像面からの反射光のうち高次回折成分を反射する。
特開２０１２－１７５４６１号公報
　上述の従来技術では、像面からの反射光のうち高次回折成分を多層膜が反射することにより、フレアの抑制を図っている。しかしながら、上述の従来技術では、入射光の入射角が高いほど、多層膜のカット波長が短波長側にシフトする。この波長シフトにより、入射角が高い赤外光成分を十分にカットすることができず、多層膜の光学特性が悪化するおそれがある。
　本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、光学フィルタが設けられた半導体パッケージにおいて、光学特性を向上させることを目的とする。
　本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、入射光のうち所定の赤外光成分を遮断する多層膜と、上記多層膜を透過した透過光のうち所定の吸収範囲の成分を吸収する吸収膜と、上記吸収膜を透過した光を光電変換して画像データを生成するセンサ基板とを具備する半導体パッケージ、および、その製造方法である。これにより、光学特性が向上するという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、ガラスと、上記ガラスと上記センサ基板との間に充填されたシール樹脂とをさらに具備してもよい。これにより、センサ基板が封止されるという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記多層膜は、上記ガラスの両面のうち一方に形成され、上記吸収膜は、上記ガラスの両面のうち他方と上記シール樹脂との間に形成され、上記シール樹脂は、空隙なく充填されてもよい。これにより、多層膜内のダストによる画質低下が抑制されるという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記多層膜は、上記ガラスの両面のうち一方と上記ガラスの側面とを被覆し、上記吸収膜は、上記ガラスの両面のうち他方と上記シール樹脂との間に形成されてもよい。これにより、センサ基板が封止されるという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記多層膜は、第１の多層膜と第２の多層膜とを含み、上記第１の多層膜は、上記ガラスの両面のうち一方に形成され、上記第２の多層膜は、上記ガラスの両面のうち他方と上記シール樹脂との間に形成されてもよい。これにより、光学特性が向上するという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記多層膜は、上記ガラスの両面のうち一方に形成され、上記シール樹脂は、上記ガラスの両面のうち他方と上記吸収膜との間に形成されてもよい。これにより、シール樹脂が２層の際に光学特性が向上するという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記多層膜は、上記ガラスの両面のうち一方に形成され、上記吸収膜は、上記ガラスの両面のうち他方と上記シール樹脂との間に形成され、上記シール樹脂は、空隙を空けて充填されてもよい。これにより、キャビティを持つＣＳＰの光学特性が向上するという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記吸収膜の屈折率と上記シール樹脂の屈折率との差は、０．３を超えなくてもよい。これにより、光学的ロスが低減するという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記ガラスの硬度は、上記吸収膜より高く、上記吸収膜の硬度は、上記シール樹脂より高くてもよい。これにより、ガラスの欠けや剥がれが抑制されるという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記吸収膜の側面は、上記センサ基板の基板面に平行な所定軸から見て凹状であり、上記シール樹脂の側面は、上記所定軸から見て凸状であってもよい。これにより、ガラスまでのアンダーフィルの到達が抑制されるという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記多層膜は、上記入射光の入射角が高いほど小さなカットオフ波長を超える波長の上記赤外光成分を遮断し、上記カットオフ波長の波長シフト範囲を上記吸収範囲が含んでもよい。これにより、赤外光成分が十分に遮断されるという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記吸収範囲は、透過率が３パーセントを超えない波長の範囲であり、上記吸収範囲の最大波長と最小波長との差は、５０乃至２００ナノメートルであってもよい。これにより、吸収膜を薄くすることができるという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記吸収範囲は、６５０乃至９００ナノメートルの波長域内の範囲であってもよい。これにより、赤外光成分が吸収されるという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記波長シフト範囲は、上記最大波長よりも１００ナノメートル短い波長から所定波長までの範囲であってもよい。これにより、光学特性が向上するという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記多層膜は、紫外光成分をさらに遮断してもよい。これにより、ＣＳＰがより高耐性化するという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記吸収膜は、７００乃至８００ナノメートルの範囲内に吸収率の極大値を有するシアニン系、フタロシアニン系、または、スクアリリウム系の色素を含んでもよい。これにより、７００乃至８００ナノメートルの範囲が吸収されるという作用をもたらす。
　また、本技術の第２の側面は、光学部と、上記光学部からの入射光のうち所定の赤外光成分を遮断する多層膜と、上記多層膜を透過した透過光のうち所定の吸収範囲の成分を吸収する吸収膜と、上記吸収膜を透過した光を光電変換して画像データを生成するセンサ基板とを具備する半導体装置である。これにより、半導体装置の光学特性が向上するという作用をもたらす。
本技術の第１の実施の形態における半導体パッケージの一構成例を示す断面図である。 第１の比較例における半導体パッケージの一構成例を示す断面図である。 本技術の第１の実施の形態におけるＩＲカット多層膜の機能を説明するための図である。 本技術の第１の実施の形態と第２の比較例との半導体パッケージの一構成例を示す断面図である。 本技術の第１の実施の形態と第１の比較例とにおける半導体パッケージの端部の拡大図の一例である。 本技術の第１の実施の形態における半導体パッケージが実装された撮像装置の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第１の実施の形態における入射角０度の入射光がＩＲカット多層膜を透過した際の透過光のスペクトルの一例を示すグラフである。 本技術の第１の実施の形態における入射角１０度の入射光がＩＲカット多層膜を透過した際の透過光のスペクトルの一例を示すグラフである。 本技術の第１の実施の形態における入射角２０度の入射光がＩＲカット多層膜を透過した際の透過光のスペクトルの一例を示すグラフである。 本技術の第１の実施の形態における入射角３０度の入射光がＩＲカット多層膜を透過した際の透過光のスペクトルの一例を示すグラフである。 本技術の第１の実施の形態における入射角４０度の入射光がＩＲカット多層膜を透過した際の透過光のスペクトルの一例を示すグラフである。 本技術の第１の実施の形態におけるＩＲカット吸収膜を透過した透過光のスペクトルの一例を示すグラフである。 本技術の第１の実施の形態におけるＣＩＳウェハーの一構成例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態におけるガラスウェハーの一構成例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における積層ウェハーの一構成例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における裏面配線等を形成した積層ウェハーの一構成例を示す断面図である。 本技術の第１の実施の形態におけるガラスを薄肉化し、ＩＲカット多層膜を形成した積層ウェハーの一構成例を示す断面図である。 本技術の第１の実施の形態における半導体パッケージの製造方法の一例を示すフローチャートである。 本技術の第２の実施の形態における半導体パッケージの一構成例を示す断面図である。 本技術の第３の実施の形態における半導体パッケージの一構成例を示す断面図である。 本技術の第４の実施の形態における半導体パッケージの一構成例を示す断面図である。 本技術の第５の実施の形態における半導体パッケージの一構成例を示す断面図である。 車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。 撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
　以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
　１．第１の実施の形態（ＩＲカット多層膜の下層にＩＲカット吸収膜を配置した例）
　２．第２の実施の形態（ガラスの上面、側面を覆うＩＲカット多層膜の下層にＩＲカット吸収膜を配置した例）
　３．第３の実施の形態（ガラス下面のＩＲカット多層膜の下層にＩＲカット吸収膜を配置した例）
　４．第４の実施の形態（ＩＲカット多層膜の下層にＩＲカット吸収膜を配置し、シール樹脂を２層にした例）
　５．第５の実施の形態（空隙を空け、ＩＲカット多層膜の下層にＩＲカット吸収膜を配置した例）
　６．移動体への応用例
　＜１．第１の実施の形態＞
　［半導体パッケージの構成例］
　図１は、本技術の第１の実施の形態における半導体パッケージ２００の一構成例を示す断面図である。この半導体パッケージ２００は、固体撮像素子をパッケージングしたＣＳＰであり、ＩＲカット多層膜２１０、ガラス２２０、ＩＲカット吸収膜２３０、シール樹脂２４０およびセンサ基板２５０を備える。
　センサ基板２５０の基板面に垂直な軸を「Ｚ軸」とする。「Ｚ軸」に垂直な所定の軸を「Ｙ軸」とし、Ｚ軸およびＹ軸に垂直な軸を「Ｘ軸」とする。同図は、Ｙ軸方向から見た半導体パッケージ２００の断面図である。
　センサ基板２５０は、光電変換により画像データを生成する固体撮像素子の機能を有する。このセンサ基板２５０の両面のうち一方は複数の画素２５１が配列された像面である。また、像面に対向する面を「裏面」とし、裏面から像面への方向を「上」の方向とする。また、センサ基板２５０の裏面には、裏面配線２５２やＴＳＶ２５３が形成される。
　また、ガラス２２０の上面（言い換えれば、入射側の面）には、ＩＲカット多層膜２１０が形成され、下面にはＩＲカット吸収膜２３０が形成される。ガラス２２０の厚さは、例えば、１５０マイクロメートル（μｍ）以下である。
　ＩＲカット多層膜２１０は、入射光のうち所定の赤外光成分を遮断し、残りを透過するものである。このＩＲカット多層膜２１０は、高屈折率材と中間屈折率材と低屈折率材とを組み合わせた積層膜で構成されている。なお、ＩＲカット多層膜２１０は、特許請求の範囲に記載の多層膜の一例である。
　ＩＲカット多層膜２１０を構成する低屈折率材として、例えば、二酸化ケイ素、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、または、フッ化イットリウムが用いられる。なお、二酸化ケイ素、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化イットリウムのそれぞれの屈折率は、１．４６、１．３８、１．４３、１．５２である。
　中間屈折率材として、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、フッ化ランタン、酸化イットリウム、または、フッ化セリウムが用いられる。なお、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、フッ化ランタン、酸化イットリウム、フッ化セリウムのそれぞれの屈折率は、１．６０、１．７４、１．５９、１．７４、１．６５である。
　高屈折率材として、例えば、窒化ケイ素、一酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、硫化亜鉛、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化タングステン、酸化ニオブ、シリコン、ゲルマニウム、または、セレン化亜鉛が用いられる。なお、窒化ケイ素、一酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、硫化亜鉛、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化タングステン、酸化ニオブ、シリコン、ゲルマニウム、セレン化亜鉛のそれぞれの屈折率は、２．００、１．９０、２．４０、２．１０、２．３５、２．３５、２．２０、２．０６、２．１４、２．３７、３．４０、４．４０、２．６０である。
　ＩＲカット吸収膜２３０は、ＩＲカット多層膜２１０を透過した透過光のうち、所定の吸収範囲の成分を吸収し、残りを透過するものである。このＩＲカット吸収膜２３０は、７００乃至８００ナノメートル（ｎｍ）の範囲内に吸収率の極大値を有するシアニン系、フタロシアニン系、または、スクアリリウム系の色素を含有する溶液をスピンコーティング法などにより塗布することによって成膜される。ＩＲカット多層膜２１０が赤外光成分を大幅にカットするため、ＩＲカット吸収膜２３０を成膜する際に、広い波長範囲を吸収する色素を使用する必要はない。また、広い波長範囲を吸収する必要が無いため、ＩＲカット吸収膜２３０を２マイクロメートル（ｕｍ）程度と薄くすることができる。なお、ＩＲカット吸収膜２３０は、特許請求の範囲に記載の吸収膜の一例である。
　ＩＲカット吸収膜２３０と、センサ基板２５０の像面との間にはシール樹脂２４０が空隙なく充填される。このようなＣＳＰの構造は、キャビティレスＣＳＰ構造と呼ばれる。キャビティレスＣＳＰ構造により、熱プロセスで生じる熱応力を低減し、半導体パッケージ２００を設けたウェハーの反りを抑制することができる。
　また、ガラス２２０の硬度は、ＩＲカット吸収膜２３０より高く、ＩＲカット吸収膜２３０の硬度は、シール樹脂２４０より高いものとする。この関係により、個片化の際にＩＲカット吸収膜２３０がクッションとなり、ガラス２２０の欠けや剥がれを抑制することができる。
　ここで、ガラス２２０の下面にＩＲカット多層膜２１０を形成したキャビティレスＣＳＰを第１の比較例として想定する。
　図２は、第１の比較例における半導体パッケージの一構成例を示す断面図である。この第１の比較例では、ＩＲカット吸収膜２３０は形成されず、ガラス２２０の下面のＩＲカット多層膜２１０の下面と像面との間にシール樹脂２４０が充填される。また、ＩＲカット多層膜２１０の成膜の際に、その膜内にダスト５００が混入することがあるものとする。このダスト５００により、画像データに欠陥が生じ、その画質が低下するおそれがある。
　一般に、Ｚ軸方向において、集光された光の焦点位置に近いほど光束の密度が高くなり、遠いほど光束の密度が低くなる。このため、図１のようにＩＲカット多層膜２１０をガラス２２０の上面に形成することにより、図２のように下面に形成する第１の比較例と比較して、ダスト５００により遮られる光束を少なくすることができる。この結果、ダスト５００による画質低下の影響を軽減し、欠陥が少なく、高歩留まりのＣＳＰを実現することができる。
　図３は、本技術の第１の実施の形態におけるＩＲカット多層膜２１０の機能を説明するための図である。同図における点線は、紫外光成分を示し、実線は可視光成分を示す。一点鎖線は、赤外光成分を示す。
　同図に例示するように、ＩＲカット多層膜２１０は、紫外光成分をさらに遮断することもできる。このＵＶ（Ultra Violet）カット機能によりＣＳＰをより高耐性化することができる。
　また、ＩＲカット多層膜２１０は、ＡＲ(Anti Reflection)機能をさらに有することもできる。第１の比較例のようにガラス２２０の下面にＩＲカット多層膜２１０を形成した場合、ＡＲ機能を持たせるには、ガラス２２０の上面にＡＲ膜を形成する必要がある。ＩＲカット多層膜２１０がＡＲ機能を有する構成とすることにより、ガラス２２０の上下にＡＲ膜とＩＲカット多層膜２１０とを別々に形成する必要がなくなり、それらを一体化することができる。
　図４は、本技術の第１の実施の形態と第２の比較例との半導体パッケージの一構成例を示す断面図である。同図におけるａは、本技術の第１の実施の形態の半導体パッケージ２００の一構成例を示す断面図である。同図におけるｂは、第２の比較例のＣＳＰの断面図である。ここで、第２の比較例は、ＩＲカット吸収膜２３０と像面との間にシール樹脂２４０を充填せず、空隙を設けたＣＳＰである。
　ＩＲカット吸収膜２３０の屈折率とシール樹脂２４０の屈折率との差は、例えば、０．３以下であることが好ましい。例えば、ＩＲカット吸収膜２３０の屈折率は１．６であり、シール樹脂２４０の屈折率は、１．４５である。なお、空気の屈折率は、一般に１．０程度である。
　同図におけるａに例示するように、ＩＲカット吸収膜２３０の屈折率とシール樹脂２４０の屈折率との差を０．３以下にすることにより、それらの境界面の反射率を０．２パーセント（％）程度にすることができる。
　一方、同図におけるｂに例示するように、第２の比較例では、ＩＲカット吸収膜２３０および空気の境界の反射率が５．３パーセント（％）程度となり、像面での反射率が３．４パーセント（％）程度となる。
　同図におけるａおよびｂに例示するように、キャビティレスＣＳＰ構造とすることにより、第２の比較例よりも光学的ロスを少なくし、高画質なＣＳＰを実現することができる。
　図５は、本技術の第１の実施の形態と第１の比較例とにおける半導体パッケージの端部の拡大図の一例である。同図におけるａは、第１の実施の形態における半導体パッケージ２００の端部の拡大図の一例である。同図におけるｂは、第１の比較例における半導体パッケージの端部の拡大図の一例である。
　同図におけるａに例示するように、第１の実施の形態においては、ＩＲカット吸収膜２３０の側面は、センサ基板２５０の基板面に平行なＹ軸から見て凹状である。また、シール樹脂２４０の側面は、Ｙ軸から見て凸状である。アンダーフィル材３１０により封止する際に、半導体パッケージ２００の側面をアンダーフィル材３１０が這い上がるが、シール樹脂２４０の凸部により這い上がりが抑制される。また、凸部を越えて這い上がった分は、ＩＲカット吸収膜２３０の凹部に吸い寄せられるため、上方のガラス２２０までのアンダーフィル材３１０の到達が抑制される。
　一方、同図におけるｂに例示するように第１の比較例では、ＩＲカット多層膜２１０に凹部がないものとする。この場合、シール樹脂２４０の凸部を越えて這い上がったアンダーフィル材３１０がガラス２２０まで到達してしまうことがある。
　［撮像装置の構成例］
　図６は、本技術の第１の実施の形態における半導体パッケージ２００が実装された撮像装置１００の一構成例を示すブロック図である。この第１の実施の形態における撮像装置１００は、光学部１１０、固体撮像素子１２０、撮像制御部１３０および記録部１４０を備える。撮像装置１００としては、撮像機能を有するスマートフォンや車載カメラなどが想定される。なお、撮像装置１００は、特許請求の範囲に記載の半導体装置の一例である。
　光学部１１０は、光を集光して固体撮像素子１２０に導くものである。固体撮像素子１２０は、撮像制御部１３０の制御に従って、光学部１１０からの入射光を光電変換し、画像データを生成するものである。この固体撮像素子１２０は、信号線１２９を介して記録部１４０に画像データを供給する。
　撮像制御部１３０は、撮像装置１００全体を制御するものである。この撮像制御部１３０は、撮像タイミングを示す垂直同期信号などを固体撮像素子１２０に信号線１３９を介して供給する。記録部１４０は、画像データを記録するものである。
　図１に例示した半導体パッケージ２００は、図６における固体撮像素子１２０として機能する。
　［固体撮像素子の構成例］
　図７は、本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子１２０の一構成例を示すブロック図である。この第１の実施の形態の固体撮像素子１２０は、垂直駆動回路１２１、制御回路１２２、画素領域１２３、カラム信号処理回路１２４、水平駆動回路１２５および出力回路１２６を備える。画素領域１２３には、二次元格子状に複数の画素が配列される。
　垂直駆動回路１２１は、例えばシフトレジスタによって構成され、行単位で画素を駆動し、画素信号を出力させるものである。制御回路１２２は、外部からの垂直同期信号などに同期して、垂直駆動回路１２１、カラム信号処理回路１２４および水平駆動回路１２５の動作タイミングを制御するものである。
　カラム信号処理回路１２４は、画素領域１２３の各列からの画素信号に対して、ＡＤ（Analog to Digital）変換などの信号処理を行うものである。このカラム信号処理回路１２４には、例えば、列毎にＡＤＣ（Analog to Digital Converter）が設けられ、カラムＡＤＣ方式によりＡＤ変換を行う。また、カラム信号処理回路１２４は、固定パターンノイズを除去するためのＣＤＳ(Correlated Double Sampling)処理をさらに行う。カラム信号処理回路１２４は、処理後の画素信号を、水平駆動回路１２５の制御に従って出力回路１２６に供給する。
　水平駆動回路１２５は、制御回路１２２の制御に従ってカラム信号処理回路１２４に水平走査パルス信号を供給し、処理後の画素信号を順に出力させるものである。
　出力回路１２６は、カラム信号処理回路１２４からの画素信号を配列した画像データを外部に出力するものである。
　図８は、本技術の第１の実施の形態における入射角０度の入射光がＩＲカット多層膜２１０を透過した際の透過光のスペクトルの一例を示すグラフである。同図における縦軸は、透過光の強度を入射光に対する百分率により示し、横軸は波長を示す。
　以下、スペクトルにおいて透過光の透過率が３パーセント（％）以下となる最小の波長を「カットオフ波長」と称する。
　同図に例示するように、入射角が０度の場合、透過光のうち、およそ７５０ナノメートル（ｎｍ）以上の赤外光成分がカットされる。すなわち、カットオフ波長λＣＦ（０）は、７５０ナノメートル（ｎｍ）になる。
　図９は、入射角１０度の入射光がＩＲカット多層膜２１０を透過した際の透過光のスペクトルの一例を示すグラフである。同図における縦軸は、透過光の強度を入射光に対する百分率により示し、横軸は波長を示す。
　同図に例示するように、入射角が１０度の場合、カットオフ波長λＣＦ（１０）は、λＣＦ（０）より若干短くなる。以下、０度より大きな入射角θに対応するカットオフ波長をλＣＦ（θ）とする。
　図１０は、本技術の第１の実施の形態における入射角２０度の入射光がＩＲカット多層膜２１０を透過した際の透過光のスペクトルの一例を示すグラフである。同図における縦軸は、透過光の強度を入射光に対する百分率により示し、横軸は波長を示す。
　図１１は、本技術の第１の実施の形態における入射角３０度の入射光がＩＲカット多層膜２１０を透過した際の透過光のスペクトルの一例を示すグラフである。同図における縦軸は、透過光の強度を入射光に対する百分率により示し、横軸は波長を示す。
　図１２は、本技術の第１の実施の形態における入射角４０度の入射光がＩＲカット多層膜２１０を透過した際の透過光のスペクトルの一例を示すグラフである。同図における縦軸は、透過光の強度を入射光に対する百分率により示し、横軸は波長を示す。
　図８乃至図１２に例示したように、カットオフ波長λＣＦ（θ）は、入射角θが大きくなるほど短くなり、一般に次の式により表される。
　　λＣＦ（θ）＝λＣＦ（０）＊ｃоｓ（θ）　　　　・・・式１
上式において、「＊」は乗算を示し、ｃоｓ（）は、余弦関数を示す。
　以下、カットオフ波長λＣＦ（０）から、入射角が最大のときのカットオフ波長λＣＦ（θ）までの範囲を「波長シフト範囲」と称する。また、この波長シフト範囲の最長波長と最短波長との差を「シフト量」と称する。例えば、最大の入射角を４０度とし、カットオフ波長λＣＦ（０）を８５０ナノメートル（ｎｍ）とした場合、カットオフ波長λＣＦ（４０）は、６５１ナノメートル（ｎｍ）となり、シフト量は、約２００ナノメートル（ｎｍ）となる。
　ただし、ＩＲカット多層膜２１０の構成層数を増やすことにより、式１より得られる値（約２００ナノメートルなど）よりもシフト量を小さくする設計が可能である。図８乃至図１２では、構成層数を増やすことにより、シフト量を約５０ナノメートル（ｎｍ）に低減している。
　図１３は、本技術の第１の実施の形態におけるＩＲカット吸収膜２３０を透過した透過光のスペクトルの一例を示すグラフである。同図における縦軸は、透過光の強度を入射光の強度に対する百分率で示し、横軸は波長を示す。
　ＩＲカット吸収膜２３０を透過する際の透過率が３パーセント（％）を超えない波長範囲を以下、「吸収範囲」と称する。この吸収範囲の最長波長と最短波長との差は、５０乃至２００ナノメートル（ｎｍ）が好ましい。また、吸収範囲は、６５０乃至９００ナノメートル（ｎｍ）の波長域内の範囲である。言い換えれば、吸収範囲の最短波長は、６５０ナノメートル（ｎｍ）以上であり、吸収範囲の最長波長は、９００ナノメートル（ｎｍ）以下である。例えば、同図では、吸収範囲は７００乃至８００ナノメートル（ｎｍ）である。
　また、ＩＲカット吸収膜２３０の吸収範囲は、ＩＲカット多層膜２１０の波長シフト範囲を含むものとする。
　例えば、図８乃至図１２に例示した波長シフト範囲は、図１３に例示した吸収範囲の最長波長（約８００ナノメートル）よりも１００ナノメートル短い波長（約７００ナノメートル）から、７５０ナノメートルまでの範囲である。これにより、ＩＲカット多層膜２１０への入射角が大きいときにシフトしたカットオフ波長（７００ナノメートルなど）は、吸収範囲内に収まり、入射角依存性が良好なＩＲＣＦ（IR Cut-off Filter）特性が得られる。言い換えれば、入射角が大きい場合であってもＩＲカット多層膜２１０およびＩＲカット吸収膜２３０は、赤外光成分を十分に遮断することができ、赤外光成分の遮断に関する光学特性が向上する。
　続いて、図１に例示した半導体パッケージ２００の製造方法について説明する。
　［半導体パッケージの製造方法］
　図１４は、本技術の第１の実施の形態におけるＣＩＳウェハー４１０の一構成例を示す図である。このＣＩＳウェハー４１０に、後述するガラスウェハーを積層し、ダイシングすることにより、複数の半導体パッケージ２００が製造される。
　同図に例示するように、半導体パッケージ２００の製造システムは、ＣＩＳウェハー４１０を製造する。ＣＩＳウェハー４１０は、センサ基板２５０を含み、そのセンサ基板２５０の像面には複数の画素２５１が形成され、シール樹脂２４０が塗布される。ただし、この時点では、ＣＩＳウェハー４１０の裏面に再配線やＴＳＶは形成されていない。
　図１５は、本技術の第１の実施の形態におけるガラスウェハー４２０の一構成例を示す図である。同図におけるａは、ＩＲカット吸収膜２３０の成膜前のガラスウェハー４２０の一例を示す図であり、同図におけるｂは、ＩＲカット吸収膜２３０の成膜後のガラスウェハー４２０の一例を示す図である。
　製造システムは、シアニン系などの色素を含有する溶液をスピンコート法により塗布してＩＲカット吸収膜２３０をガラスウェハー４２０の一方の面に形成する。
　図１６は、本技術の第１の実施の形態における積層ウェハーの一構成例を示す図である。製造システムは、図１４に例示したＣＩＳウェハー４１０の像面と、図１５のおけるｂに例示したガラスウェハー４２０のＩＲカット吸収膜２３０の面とを貼り合わせることにより、積層ウェハーを製造する。
　図１７は、本技術の第１の実施の形態における裏面配線等を形成した積層ウェハーの一構成例を示す断面図である。同図に例示するように、製造システムは、積層ウェハーの裏面に裏面配線２５２やＴＳＶ２５３を形成する。
　図１８は、本技術の第１の実施の形態におけるガラス２２０を薄肉化し、ＩＲカット多層膜２１０を形成した積層ウェハーの一構成例を示す断面図である。同図におけるａは、ガラス２２０を薄肉化した積層ウェハーの一構成例を示す断面図である。同図におけるｂは、ガラス２２０の薄肉化後にＩＲカット多層膜２１０を形成した積層ウェハーの一構成例を示す断面図である。
　同図におけるａに例示するように製造システムは、積層ウェハーにおいてガラス２２０の上面を研磨して薄肉化する。そして、同図におけるｂに例示するように製造システムは、ガラス２２０の上面にＩＲカット多層膜２１０を形成する。続いて製造システムは、積層ウェハーをダイシングする。これにより、複数の半導体パッケージ２００が製造される。
　図１９は、本技術の第１の実施の形態における半導体パッケージ２００の製造方法の一例を示すフローチャートである。製造システムは、ＣＩＳウェハー４１０を製造する（ステップＳ９０１）。また、製造システムは、ＩＲカット吸収膜２３０をガラスウェハー４２０の一方の面に形成する（ステップＳ９０２）。ここで、ステップＳ９０１とステップＳ９０２とは、並列に実行することができる。
　製造システムは、ＣＩＳウェハー４１０の像面と、ガラスウェハー４２０のＩＲカット吸収膜２３０の面とを貼り合わせることにより、積層ウェハーを製造する（ステップＳ９０３）。そして、製造システムは、積層ウェハーの裏面に、裏面配線２５２やＴＳＶ２５３を形成する（ステップＳ９０４）。
　製造システムは、積層ウェハーにおいてガラス２２０の上面を研磨して薄肉化し（ステップＳ９０５）、ＩＲカット多層膜２１０を形成する（ステップＳ９０６）。続いて、製造システムは、積層ウェハーをダイシングし（ステップＳ９０７）、半導体パッケージ２００の製造工程を終了する。
　図１４は、ステップＳ９０１で製造されたＣＩＳウェハー４１０の一例を示す。図１５は、ステップＳ９０２で製造されたガラスウェハー４２０の一例を示す。図１６は、ステップＳ９０３で製造された積層ウェハーの一例を示す。図１７は、ステップＳ９０４の時点の積層ウェハーの一例を示す。図１８は、ステップＳ９０５およびＳ９０６の時点の積層ウェハーの一例を示す。
　このように、本技術の第１の実施の形態によれば、ＩＲカット多層膜２１０を透過した透過光のうち吸収範囲の成分を吸収するＩＲカット吸収膜２３０を形成したため、ＩＲカット多層膜２１０のみの場合よりも光学特性を向上させることができる。また、吸収範囲が波長シフト範囲を含むように設計することにより、入射角が大きい場合であって６赤外光成分を十分に遮断することができる。
　＜２．第２の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態では、ガラス２２０の上面のみをＩＲカット多層膜２１０により覆っていたが、この構成では、側面からの赤外光成分により、画像データの画質が低下する恐れがある。この第２の実施の形態の半導体パッケージ２００は、ＩＲカット多層膜２１０がガラス２２０の上面および側面を被覆する点において第１の実施の形態と異なる。
　図２０は、本技術の第２の実施の形態における半導体パッケージ２００の一構成例を示す断面図である。この第２の実施の形態の半導体パッケージ２００において、ＩＲカット多層膜２１０は、ガラス２２０の上面に加えて、その側面をさらに被覆する。これにより、側面からの赤外光成分を遮断し、画像データの画質を向上させることができる。また、ＩＲカット吸収膜２３０の耐性を高めることができる。
　このように本技術の第２の実施の形態によれば、ＩＲカット多層膜２１０がガラス２２０の上面および側面を被覆するため、側面からの赤外光成分をさらに遮断し、画像データの画質を向上させることができる。
　＜３．第３の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態では、ガラス２２０の上面にＩＲカット多層膜２１０を形成していたが、ガラス２２０の下面にＩＲカット多層膜２１０を形成することもできる。この第３の実施の形態の半導体パッケージ２００は、ガラス２２０の下面にＩＲカット多層膜２１０を形成した点において第１の実施の形態と異なる。
　図２１は、本技術の第３の実施の形態における半導体パッケージ２００の一構成例を示す断面図である。この第３の実施の形態の半導体パッケージ２００において、ガラス２２０の上面にＡＲ多層膜２０５が形成され、ガラス２２０の下面にＩＲカット多層膜２１０が形成される。また、ＩＲカット多層膜２１０とシール樹脂２４０との間にＩＲカット吸収膜２３０が形成される。なお、ＡＲ多層膜２０５は特許請求の範囲に記載の第１の積層膜の一例であり、ＩＲカット多層膜２１０は、特許請求の範囲に記載の第２の積層膜の一例である。
　このように、本技術の第３の実施の形態によれば、ガラス２２０の下面にＩＲカット多層膜２１０を形成したため、ＩＲカット多層膜２１０がガラス２２０の下側の構成において、光学特性を向上させることができる。
　＜４．第４の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態では、ＩＲカット吸収膜２３０とセンサ基板２５０との間にシール樹脂２４０を充填していたが、ＩＲカット吸収膜２３０をセンサ基板２５０側に形成することもできる。この第４の実施の形態の半導体パッケージ２００は、シール樹脂２４０がガラス基板２２０とＩＲカット吸収膜２３０の間に配置されている点において第１の実施の形態と異なる。
　図２２は、本技術の第４の実施の形態における半導体パッケージ２００の一構成例を示す断面図である。この第４の実施の形態の半導体パッケージ２００において、ＩＲカット吸収膜２３０は平坦化層２４２上に配置され、シール樹脂２４０は、ガラス基板２２０とＩＲカット吸収膜２３０の間に配置される。。
　このように、本技術の第４の実施の形態によれば、シール樹脂２４０をガラス基板２２０とＩＲカット吸収膜２３０の間に配置することにより、光学特性を向上させることができる。
　＜５．第５の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態では、キャビティレスＣＳＰ構造にＩＲカット多層膜２１０およびＩＲカット吸収膜２３０を設けていたが、それらを、空隙を空けたＣＳＰに設けることもできる。この第５の実施の形態の半導体パッケージ２００は、空隙を空けた点において第１の実施の形態と異なる。
　図２３は、本技術の第５の実施の形態における半導体パッケージ２００の一構成例を示す断面図である。この第５の実施の形態の半導体パッケージ２００において、シール樹脂２４０は、像面のうち画素領域の外周とＩＲカット吸収膜２３０との間に充填される。これにより、像面の上方に空隙（同図における点線で囲った部分）が生じる。
　このように、本技術の第５の実施の形態によれば、ＩＲカット多層膜２１０およびＩＲカット吸収膜２３０を設け、空隙を空けてシール樹脂２４０を充填したため、キャビティを持つＣＳＰにおいて光学特性を向上させることができる。
　＜６．移動体への応用例＞
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
　図２４は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
　車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図２４に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ(interface)１２０５３が図示されている。
　駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
　ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
　車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
　撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
　車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
　マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ(Advanced Driver Assistance System)の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
　音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図２４の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
　図２５は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図２５では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
　撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
　なお、図２５には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、・例えば、図６の撮像装置１００は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、光学特性を改善して、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
　なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
　なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）入射光のうち所定の赤外光成分を遮断する多層膜と、
　前記多層膜を透過した透過光のうち所定の吸収範囲の成分を吸収する吸収膜と、
　前記吸収膜を透過した光を光電変換して画像データを生成するセンサ基板と
を具備する半導体パッケージ。
（２）ガラスと、
　前記ガラスと前記センサ基板との間に充填されたシール樹脂と
をさらに具備する前記（１）記載の半導体パッケージ。
（３）前記多層膜は、前記ガラスの両面のうち一方に形成され、
　前記吸収膜は、前記ガラスの両面のうち他方と前記シール樹脂との間に形成され、
　前記シール樹脂は、空隙なく充填される
前記（２）記載の半導体パッケージ。
（４）前記多層膜は、前記ガラスの両面のうち一方と前記ガラスの側面とを被覆し、
　前記吸収膜は、前記ガラスの両面のうち他方と前記シール樹脂との間に形成される
前記（２）記載の半導体パッケージ。
（５）前記多層膜は、第１の多層膜と第２の多層膜とを含み、
　前記第１の多層膜は、前記ガラスの両面のうち一方に形成され、
　前記第２の多層膜は、前記ガラスの両面のうち他方と前記シール樹脂との間に形成される
前記（２）記載の半導体パッケージ。
（６）前記多層膜は、前記ガラスの両面のうち一方に形成され、
　前記シール樹脂は、前記ガラスの両面のうち他方と前記吸収膜との間に形成される
前記（２）記載の半導体パッケージ。
（７）前記多層膜は、前記ガラスの両面のうち一方に形成され、
　前記吸収膜は、前記ガラスの両面のうち他方と前記シール樹脂との間に形成され、
　前記シール樹脂は、空隙を空けて充填される
前記（２）記載の半導体パッケージ。
（８）前記吸収膜の屈折率と前記シール樹脂の屈折率との差は、０．３を超えない
前記（２）に記載の半導体パッケージ。
（９）前記ガラスの硬度は、前記吸収膜より高く、
　前記吸収膜の硬度は、前記シール樹脂より高い
前記（２）に記載の半導体パッケージ。
（１０）前記吸収膜の側面は、前記センサ基板の基板面に平行な所定軸から見て凹状であり、
　前記シール樹脂の側面は、前記所定軸から見て凸状である
前記（２）から（９）のいずれかに記載の半導体パッケージ。
（１１）前記多層膜は、前記入射光の入射角が高いほど小さなカットオフ波長を超える波長の前記赤外光成分を遮断し、
　前記カットオフ波長の波長シフト範囲を前記吸収範囲が含む
前記（１）から（１０）のいずれかに記載の半導体パッケージ。
（１２）前記吸収範囲は、透過率が３パーセントを超えない波長の範囲であり、
　前記吸収範囲の最大波長と最小波長との差は、５０乃至２００ナノメートルである
前記（１１）記載の半導体パッケージ。
（１３）前記吸収範囲は、６５０乃至９００ナノメートルの波長域内の範囲である
前記（１１）または（１２）に記載の半導体パッケージ。
（１４）前記波長シフト範囲は、前記最大波長よりも１００ナノメートル短い波長から所定波長までの範囲である
前記（１１）から（１３）のいずれかに記載の半導体パッケージ。
（１５）前記多層膜は、紫外光成分をさらに遮断する
前記（１）から（１４）のいずれかに記載の半導体パッケージ。
（１６）前記吸収膜は、７００乃至８００ナノメートルの範囲内に吸収率の極大値を有するシアニン系、フタロシアニン系、または、スクアリリウム系の色素を含む
前記（１）から（１５）のいずれかに記載の半導体パッケージ。
（１７）光学部と、
　前記光学部からの入射光のうち所定の赤外光成分を遮断する多層膜と、
　前記多層膜を透過した透過光のうち所定の吸収範囲の成分を吸収する吸収膜と、
　前記吸収膜を透過した光を光電変換して画像データを生成するセンサ基板と
を具備する半導体装置。
（１８）吸収膜を透過した光を光電変換して画像データを生成するセンサ基板を含むＣＩＳ（CMOS Image Sensor）ウェハーを製造する手順と、
　入射光のうち所定の赤外光成分を遮断する多層膜を透過した透過光のうち所定の吸収範囲の成分を吸収する吸収膜をガラスウェハーの一方の面に形成する手順と、
　前記ＣＩＳウェハーと前記ガラスウェハーとを貼り合わせて積層ウェハーを製造する手順と、
　前記積層ウェハーに前記多層膜を形成する手順と
を具備する半導体パッケージの製造方法。
　１００　撮像装置
　１１０　光学部
　１２０　固体撮像素子
　１２１　垂直駆動回路
　１２２　制御回路
　１２３　画素領域
　１２４　カラム信号処理回路
　１２５　水平駆動回路
　１２６　出力回路
　１３０　撮像制御部
　１４０　記録部
　２００　半導体パッケージ
　２０５　ＡＲ多層膜
　２１０　ＩＲカット多層膜
　２２０　ガラス
　２３０　ＩＲカット吸収膜
　２４０　シール樹脂
　２４２　平坦化層
　２５０　センサ基板
　２５１　画素
　２５２　裏面配線
　２５３　ＴＳＶ
　３１０　アンダーフィル材
　４１０　ＣＩＳウェハー
　４２０　ガラスウェハー
　１２０３１　撮像部

Claims (18)

  1. 　入射光のうち所定の赤外光成分を遮断する多層膜と、
    　前記多層膜を透過した透過光のうち所定の吸収範囲の成分を吸収する吸収膜と、
    　前記吸収膜を透過した光を光電変換して画像データを生成するセンサ基板と
    を具備する半導体パッケージ。
  2. 　ガラスと、
    　前記ガラスと前記センサ基板との間に充填されたシール樹脂と
    をさらに具備する請求項１記載の半導体パッケージ。
  3. 　前記多層膜は、前記ガラスの両面のうち一方に形成され、
    　前記吸収膜は、前記ガラスの両面のうち他方と前記シール樹脂との間に形成され、
    　前記シール樹脂は、空隙なく充填される
    請求項２記載の半導体パッケージ。
  4. 　前記多層膜は、前記ガラスの両面のうち一方と前記ガラスの側面とを被覆し、
    　前記吸収膜は、前記ガラスの両面のうち他方と前記シール樹脂との間に形成される
    請求項２記載の半導体パッケージ。
  5. 　前記多層膜は、第１の多層膜と第２の多層膜とを含み、
    　前記第１の多層膜は、前記ガラスの両面のうち一方に形成され、
    　前記第２の多層膜は、前記ガラスの両面のうち他方と前記シール樹脂との間に形成される
    請求項２記載の半導体パッケージ。
  6. 　前記多層膜は、前記ガラスの両面のうち一方に形成され、
    　前記シール樹脂は、前記ガラスの両面のうち他方と前記吸収膜との間に形成される
    請求項２記載の半導体パッケージ。
  7. 　前記多層膜は、前記ガラスの両面のうち一方に形成され、
    　前記吸収膜は、前記ガラスの両面のうち他方と前記シール樹脂との間に形成され、
    　前記シール樹脂は、空隙を空けて充填される
    請求項２記載の半導体パッケージ。
  8. 　前記吸収膜の屈折率と前記シール樹脂の屈折率との差は、０．３を超えない
    請求項２記載の半導体パッケージ。
  9. 　前記ガラスの硬度は、前記吸収膜より高く、
    　前記吸収膜の硬度は、前記シール樹脂より高い
    請求項２記載の半導体パッケージ。
  10. 　前記吸収膜の側面は、前記センサ基板の基板面に平行な所定軸から見て凹状であり、
    　前記シール樹脂の側面は、前記所定軸から見て凸状である
    請求項２記載の半導体パッケージ。
  11. 　前記多層膜は、前記入射光の入射角が高いほど小さなカットオフ波長を超える波長の前記赤外光成分を遮断し、
    　前記カットオフ波長の波長シフト範囲を前記吸収範囲が含む
    請求項１記載の半導体パッケージ。
  12. 　前記吸収範囲は、透過率が３パーセントを超えない波長の範囲であり、
    　前記吸収範囲の最大波長と最小波長との差は、５０乃至２００ナノメートルである
    請求項１１記載の半導体パッケージ。
  13. 　前記吸収範囲は、６５０乃至９００ナノメートルの波長域内の範囲である
    請求項１１記載の半導体パッケージ。
  14. 　前記波長シフト範囲は、前記最大波長よりも１００ナノメートル短い波長から所定波長までの範囲である
    請求項１１記載の半導体パッケージ。
  15. 　前記多層膜は、紫外光成分をさらに遮断する
    請求項１記載の半導体パッケージ。
  16. 　前記吸収膜は、７００乃至８００ナノメートルの範囲内に吸収率の極大値を有するシアニン系、フタロシアニン系、または、スクアリリウム系の色素を含む
    請求項１記載の半導体パッケージ。
  17. 　光学部と、
    　前記光学部からの入射光のうち所定の赤外光成分を遮断する多層膜と、
    　前記多層膜を透過した透過光のうち所定の吸収範囲の成分を吸収する吸収膜と、
    　前記吸収膜を透過した光を光電変換して画像データを生成するセンサ基板と
    を具備する半導体装置。
  18. 　吸収膜を透過した光を光電変換して画像データを生成するセンサ基板を含むＣＩＳ（CMOS Image Sensor）ウェハーを製造する手順と、
    　入射光のうち所定の赤外光成分を遮断する多層膜を透過した透過光のうち所定の吸収範囲の成分を吸収する吸収膜をガラスウェハーの一方の面に形成する手順と、
    　前記ＣＩＳウェハーと前記ガラスウェハーとを貼り合わせて積層ウェハーを製造する手順と、
    　前記積層ウェハーに前記多層膜を形成する手順と
    を具備する半導体パッケージの製造方法。
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