JP2000233939A - 固体撮像素子パッケージ用窓ガラス - Google Patents
固体撮像素子パッケージ用窓ガラスInfo
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Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガラスからの放射線放出に起因する固体撮像
素子のノイズ発生がない固体撮像素子パッケージ用窓ガ
ラスを提供すること。 【構成】 硼珪酸系ガラスを基本組成とし、α線・β線
源となる成分の含有率を極少化することによって、固体
撮像素子に影響がない程度に放射線放出量を低減したも
の。
素子のノイズ発生がない固体撮像素子パッケージ用窓ガ
ラスを提供すること。 【構成】 硼珪酸系ガラスを基本組成とし、α線・β線
源となる成分の含有率を極少化することによって、固体
撮像素子に影響がない程度に放射線放出量を低減したも
の。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等に使用
される固体撮像素子のパッケージ窓用として用いられる
ガラスに関し、特に固体撮像素子のノイズ発生を低減さ
せた固体撮像素子パッケージ用窓ガラスに関する。
される固体撮像素子のパッケージ窓用として用いられる
ガラスに関し、特に固体撮像素子のノイズ発生を低減さ
せた固体撮像素子パッケージ用窓ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像素子は、受光素子であるＬＳＩ
チップをアルミナセラミックパッケージ内に納め、その
受光面に色分解モザイクフィルターを重ねてワイヤボン
ディングし、さらにその上にカバーガラスをエポキシ樹
脂または、ガラスフリットを用いて封着した構造となっ
ている。ここで用いられるカバーガラスは、アルミナセ
ラミックパッケージとの気密封着によりＬＳＩチップを
保護するだけではなく受光面へ効率的に光を導入するた
め、内部欠陥の少ない光学的に均質な材料特性、高い透
過率特性が要求される。また、このような用途に使用さ
れるガラスは、アルミナセラミックパッケージと封着さ
れた時に割れや歪みが発生してはならない。すなわち、
ガラスとアルミナセラミックパッケージの熱膨張係数を
適合させる必要がある。このため従来、この種のガラス
には、硼珪酸系のガラスが使用されてきた。
チップをアルミナセラミックパッケージ内に納め、その
受光面に色分解モザイクフィルターを重ねてワイヤボン
ディングし、さらにその上にカバーガラスをエポキシ樹
脂または、ガラスフリットを用いて封着した構造となっ
ている。ここで用いられるカバーガラスは、アルミナセ
ラミックパッケージとの気密封着によりＬＳＩチップを
保護するだけではなく受光面へ効率的に光を導入するた
め、内部欠陥の少ない光学的に均質な材料特性、高い透
過率特性が要求される。また、このような用途に使用さ
れるガラスは、アルミナセラミックパッケージと封着さ
れた時に割れや歪みが発生してはならない。すなわち、
ガラスとアルミナセラミックパッケージの熱膨張係数を
適合させる必要がある。このため従来、この種のガラス
には、硼珪酸系のガラスが使用されてきた。
【０００３】一方、通常のＩＣはもちろん、大容量メモ
リー素子など各種超ＬＳＩチップ半導体装置において、
アッセンブリに使用される気密封着用低融点ガラスある
いはその充填剤（フィラー）がα線粒子を放出し、ソフ
トエラーを発生することが知られている。これは、主と
して低融点ガラスの線膨脹係数の調整および強度向上を
目的として使用される充填剤（例えば、ジルコン Ｚｒ
ＳｉＯ4 など）が原因であり、放射性元素の分離が困難
である封着物質が使用された結果、α線放射率が著しく
増大し、高集積ＩＣの封止材料として用いることは適当
でないことが判明している。
リー素子など各種超ＬＳＩチップ半導体装置において、
アッセンブリに使用される気密封着用低融点ガラスある
いはその充填剤（フィラー）がα線粒子を放出し、ソフ
トエラーを発生することが知られている。これは、主と
して低融点ガラスの線膨脹係数の調整および強度向上を
目的として使用される充填剤（例えば、ジルコン Ｚｒ
ＳｉＯ4 など）が原因であり、放射性元素の分離が困難
である封着物質が使用された結果、α線放射率が著しく
増大し、高集積ＩＣの封止材料として用いることは適当
でないことが判明している。
【０００４】さらに、テレビカメラなどに応用されるイ
メージセンサとしての固体撮像素子は、高解像度化の要
請からしだいに画素数を増加させる方向にある。同時に
カメラ一体型ＶＴＲの小型，軽量化の進展とともに、光
学系は、１／２インチ系から１／３インチ系、さらには
１／４インチ系へと縮小化が進んでいる。したがって画
素面積が全体的に縮小化され更に画素数が増加するた
め、一画素当たりの信号レベルは相対的に低下し、従来
問題にならなかった微小ノイズが画質向上の大きな妨げ
となってきている。固体撮像素子の高解像度化を達成す
るためには、一画素当りの感度を上げるとともにできる
だけノイズを減らす必要がある。
メージセンサとしての固体撮像素子は、高解像度化の要
請からしだいに画素数を増加させる方向にある。同時に
カメラ一体型ＶＴＲの小型，軽量化の進展とともに、光
学系は、１／２インチ系から１／３インチ系、さらには
１／４インチ系へと縮小化が進んでいる。したがって画
素面積が全体的に縮小化され更に画素数が増加するた
め、一画素当たりの信号レベルは相対的に低下し、従来
問題にならなかった微小ノイズが画質向上の大きな妨げ
となってきている。固体撮像素子の高解像度化を達成す
るためには、一画素当りの感度を上げるとともにできる
だけノイズを減らす必要がある。
【０００５】本発明者は、ＣＣＤなど固体撮像素子の窓
ガラスが放射性元素を大量に含有し放射性元素が崩壊す
る際に放出されるα線が、固体撮像素子に誤動作を引き
起こしノイズとなることを見出し、α線放出性元素含有
量を制限することによってカバーガラスに起因するノイ
ズ発生を低減させた固体撮像素子パッケージ用窓ガラス
を開発し、先に特願平4-19524 号として提案している。
このガラスは、精製により原料に含有されるα線放出性
元素を極めて微量に抑えることのできる組成成分から構
成され、α線放出量が極めて低レベルなガラスである。
ガラスが放射性元素を大量に含有し放射性元素が崩壊す
る際に放出されるα線が、固体撮像素子に誤動作を引き
起こしノイズとなることを見出し、α線放出性元素含有
量を制限することによってカバーガラスに起因するノイ
ズ発生を低減させた固体撮像素子パッケージ用窓ガラス
を開発し、先に特願平4-19524 号として提案している。
このガラスは、精製により原料に含有されるα線放出性
元素を極めて微量に抑えることのできる組成成分から構
成され、α線放出量が極めて低レベルなガラスである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記ガラスによりガラ
スからのα線に起因するノイズ発生は著しく低減するこ
とができたが、なお固体撮像素子自体に起因していない
ノイズが観測されることがある。そこで本発明者は、さ
らに研究を進めたところ、α線のほかにβ線もノイズ発
生に影響しており、β線源がガラス中に存在する場合、
固体撮像素子への影響が無視できないことを見出だし本
発明をするに至った。
スからのα線に起因するノイズ発生は著しく低減するこ
とができたが、なお固体撮像素子自体に起因していない
ノイズが観測されることがある。そこで本発明者は、さ
らに研究を進めたところ、α線のほかにβ線もノイズ発
生に影響しており、β線源がガラス中に存在する場合、
固体撮像素子への影響が無視できないことを見出だし本
発明をするに至った。
【０００７】したがって本発明の目的は、ガラスからの
α線、β線に起因する固体撮像素子のノイズ発生がない
固体撮像素子パッケージ用窓ガラスを提供することにあ
る。
α線、β線に起因する固体撮像素子のノイズ発生がない
固体撮像素子パッケージ用窓ガラスを提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、主として硼珪
酸系ガラスを基本組成とし、β線源となる成分の含有率
を極少化することによって、固体撮像素子に影響がない
程度に放射線放出量を低減し、上記目的を達成したもの
である。β線の多くはＫ中に含まれる放射性同位元素40
Ｋからもたらされる。一般のガラスにおいてＫは、Ｌｉ
2 Ｏ、Ｎａ2 ＯとともにＫ2 Ｏとして低融化促進のため
に含有されており、これが固体撮像素子パッケージ用窓
ガラスにおいては固体撮像素子のノイズ発生の一因にな
っていたと考えられる。
酸系ガラスを基本組成とし、β線源となる成分の含有率
を極少化することによって、固体撮像素子に影響がない
程度に放射線放出量を低減し、上記目的を達成したもの
である。β線の多くはＫ中に含まれる放射性同位元素40
Ｋからもたらされる。一般のガラスにおいてＫは、Ｌｉ
2 Ｏ、Ｎａ2 ＯとともにＫ2 Ｏとして低融化促進のため
に含有されており、これが固体撮像素子パッケージ用窓
ガラスにおいては固体撮像素子のノイズ発生の一因にな
っていたと考えられる。
【０００９】そこで本発明では、ガラス中のＫ2 Ｏの含
有量を質量百分率で０．２％未満とした。これによりガ
ラスから放出されるβ線量を１００ｃ／ｃｍ2 ・ｈ以下
にすることができ、固体撮像素子への実質的な影響をな
くすことができる。究極的にはＫを含有しないことが望
ましい。
有量を質量百分率で０．２％未満とした。これによりガ
ラスから放出されるβ線量を１００ｃ／ｃｍ2 ・ｈ以下
にすることができ、固体撮像素子への実質的な影響をな
くすことができる。究極的にはＫを含有しないことが望
ましい。
【００１０】また、α線放射性元素（Ｕ，Ｔｈ，Ｒａ）
の分離精製が困難なＦｅ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、ＰｂＯ、Ｚ
ｒＯ2などについては、原料や溶融工程からの混入を防
止する必要がある。たとえガラス中にこれらが混入した
場合でも、各々１００ｐｐｍ以下に抑えることが望まし
い。これらの成分が１００ｐｐｍを越えて含有されると
α線放射性元素含有量が１００ｐｐｂを越えてα線放出
量が急激に増大する虞があるからである。なお、β線
は、Ｋ以外にＩｎ，ＬａあるいはＵ，Ｔｈ系列の崩壊過
程でも発生するので、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、ＰｂＯ、
ＺｒＯ2などの含有量を抑えることでβ線源も削減され
る。
の分離精製が困難なＦｅ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、ＰｂＯ、Ｚ
ｒＯ2などについては、原料や溶融工程からの混入を防
止する必要がある。たとえガラス中にこれらが混入した
場合でも、各々１００ｐｐｍ以下に抑えることが望まし
い。これらの成分が１００ｐｐｍを越えて含有されると
α線放射性元素含有量が１００ｐｐｂを越えてα線放出
量が急激に増大する虞があるからである。なお、β線
は、Ｋ以外にＩｎ，ＬａあるいはＵ，Ｔｈ系列の崩壊過
程でも発生するので、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、ＰｂＯ、
ＺｒＯ2などの含有量を抑えることでβ線源も削減され
る。
【００１１】これにより、ガラスから放出されるβ線量
を１００ｃ／ｃｍ2 ・ｈ以下にすることができる。また
同様に含有されるα線放出性元素（Ｕ，Ｔｈ，Ｒａ）も
１００ｐｐｂ以下に抑えることができ、ガラスからのα
線放出量を固体撮像素子への実質的な影響がない０．０
５ｃ／ｃｍ2 ・ｈ以下にすることが可能となる。
を１００ｃ／ｃｍ2 ・ｈ以下にすることができる。また
同様に含有されるα線放出性元素（Ｕ，Ｔｈ，Ｒａ）も
１００ｐｐｂ以下に抑えることができ、ガラスからのα
線放出量を固体撮像素子への実質的な影響がない０．０
５ｃ／ｃｍ2 ・ｈ以下にすることが可能となる。
【００１２】本発明を実施するにあたっては、上述の通
りアルミナセラミックと熱膨張係数が近似する点、高い
透過率特性を有する点などの理由で、硼珪酸系ガラスを
基本とすることが好ましい。硼珪酸系ガラスは、ＳｉＯ
２−Ｂ２Ｏ３−Ｒ２Ｏ（Ｒはアルカリ金属元素を表わ
す）を基本組成とし、これに化学的耐久性向上や溶融時
の成分揮発抑制、溶融性の改善などのためにＡｌ
２Ｏ３，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＺｎＯなどの成分を
適宜添加して所望の特性（本発明においては特に熱膨張
係数）となるよう組成を調整して使用する。言うまでも
ないが、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、ＰｂＯ、ＺｒＯ2の混
入のない原料を使用し、溶融工程からの混入をも防止し
てガラスを作製する。
りアルミナセラミックと熱膨張係数が近似する点、高い
透過率特性を有する点などの理由で、硼珪酸系ガラスを
基本とすることが好ましい。硼珪酸系ガラスは、ＳｉＯ
２−Ｂ２Ｏ３−Ｒ２Ｏ（Ｒはアルカリ金属元素を表わ
す）を基本組成とし、これに化学的耐久性向上や溶融時
の成分揮発抑制、溶融性の改善などのためにＡｌ
２Ｏ３，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＺｎＯなどの成分を
適宜添加して所望の特性（本発明においては特に熱膨張
係数）となるよう組成を調整して使用する。言うまでも
ないが、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、ＰｂＯ、ＺｒＯ2の混
入のない原料を使用し、溶融工程からの混入をも防止し
てガラスを作製する。
【００１３】また、上記成分以外に清澄剤としてＡｓ2
Ｏ3 、Ｓｂ2 Ｏ3 、Ｃｌ−、Ｆ−が、発泡傾向が現れな
い範囲で使用できる。
Ｏ3 、Ｓｂ2 Ｏ3 、Ｃｌ−、Ｆ−が、発泡傾向が現れな
い範囲で使用できる。
【００１４】本発明において、平均熱膨張係数（０〜３
００℃）を４８〜７５×１０-7Ｋ-1に限定した理由は、
パッケージ材料が主としてアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）セラ
ミックとなるため、熱膨張係数をアルミナと同一、また
は低めに保持し封着強度の向上、そりなどの変形を防止
するためである。
００℃）を４８〜７５×１０-7Ｋ-1に限定した理由は、
パッケージ材料が主としてアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）セラ
ミックとなるため、熱膨張係数をアルミナと同一、また
は低めに保持し封着強度の向上、そりなどの変形を防止
するためである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。硼珪酸系ガラス、たとえば、ＳｉＯ２，Ａ
ｌ２Ｏ３,Ｂ２Ｏ３，Ｌｉ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，ＢａＯなど
の成分を含む各種高純度に精製された原料を使用し最終
ガラス組成として１０００ｇとなるよう調合し混合した
後、１４８０℃の電気炉中で５時間白金ルツボを使用し
て溶融した。この際、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、ＰｂＯ、
ＺｒＯ2の混入のない原料を使用し、溶融工程からの混
入をも防止してガラスを作製した。その後炉内より取り
出し、鉄板上に成形したブロックを６００℃の温度の電
気炉に移し室温まで徐冷し、得られたガラスを所定の寸
法に光学研磨加工してサンプルとした。ガラス板より放
出されるα線量の測定は、２πガスフロー式比例計数管
を用いた超低レベルα線測定装置で行ない、遷移元素お
よびα線放射元素の化学分析をＩＣＰ−ＭＡＳＳにより
測定し、β線量の測定は、液体シンチレーション計数法
を用いた。またＴＭＡ分析装置により平均熱膨張係数を
測定した。そして、サンプルのガラスを実際に有効画素
数５８万画素のＣＣＤチップを内臓したアルミナパッケ
ージに封着して、固体撮像素子に使用した場合のノイズ
の有無を調査した。
て説明する。硼珪酸系ガラス、たとえば、ＳｉＯ２，Ａ
ｌ２Ｏ３,Ｂ２Ｏ３，Ｌｉ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，ＢａＯなど
の成分を含む各種高純度に精製された原料を使用し最終
ガラス組成として１０００ｇとなるよう調合し混合した
後、１４８０℃の電気炉中で５時間白金ルツボを使用し
て溶融した。この際、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、ＰｂＯ、
ＺｒＯ2の混入のない原料を使用し、溶融工程からの混
入をも防止してガラスを作製した。その後炉内より取り
出し、鉄板上に成形したブロックを６００℃の温度の電
気炉に移し室温まで徐冷し、得られたガラスを所定の寸
法に光学研磨加工してサンプルとした。ガラス板より放
出されるα線量の測定は、２πガスフロー式比例計数管
を用いた超低レベルα線測定装置で行ない、遷移元素お
よびα線放射元素の化学分析をＩＣＰ−ＭＡＳＳにより
測定し、β線量の測定は、液体シンチレーション計数法
を用いた。またＴＭＡ分析装置により平均熱膨張係数を
測定した。そして、サンプルのガラスを実際に有効画素
数５８万画素のＣＣＤチップを内臓したアルミナパッケ
ージに封着して、固体撮像素子に使用した場合のノイズ
の有無を調査した。
【００１６】また表1に示すように従来例としてＫ、α
線放出性元素を多量に含有するガラスを調整し、同様の
試験に供した。表中の組成は質量百分率、熱膨張係数は
表示値×１０-7Ｋ-1、α線、β線放出量の単位は上記同
様ｃ／ｃｍ2 ・ｈで示してある。
線放出性元素を多量に含有するガラスを調整し、同様の
試験に供した。表中の組成は質量百分率、熱膨張係数は
表示値×１０-7Ｋ-1、α線、β線放出量の単位は上記同
様ｃ／ｃｍ2 ・ｈで示してある。
【００１７】上記試験の結果、本発明に係るサンプル
は、ＩＣＰ−ＭＡＳＳによる分析の結果、Ｕ含有量が15
ppb、Th含有量が3ppb、Ra含有量は1ppb未満であった。
また、α線放出量が０．００５ｃ／ｃｍ2 ・ｈ、β線放
出量が２２ｃ／ｃｍ2 ・ｈ、平均熱膨張係数が４９×１
０-7Ｋ-1であり、固体撮像素子におけるノイズもみられ
なかった。なお、上記サンプルはＫ２Ｏを成分添加して
いない。
は、ＩＣＰ−ＭＡＳＳによる分析の結果、Ｕ含有量が15
ppb、Th含有量が3ppb、Ra含有量は1ppb未満であった。
また、α線放出量が０．００５ｃ／ｃｍ2 ・ｈ、β線放
出量が２２ｃ／ｃｍ2 ・ｈ、平均熱膨張係数が４９×１
０-7Ｋ-1であり、固体撮像素子におけるノイズもみられ
なかった。なお、上記サンプルはＫ２Ｏを成分添加して
いない。
【００１８】これに対し、従来例では、α線放出量また
はβ線放出量のいずれかが上記所定値以上に高くなり固
体撮像素子におけるノイズ発生が確認された。
はβ線放出量のいずれかが上記所定値以上に高くなり固
体撮像素子におけるノイズ発生が確認された。
【００１９】
【表1】
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明のガラスは、ガラス
からのβ線放出量が低く、固体撮像素子のパッケージ用
窓ガラスとして使用した場合、ガラスからのβ線に起因
するノイズの発生を著しく低減することができる。
からのβ線放出量が低く、固体撮像素子のパッケージ用
窓ガラスとして使用した場合、ガラスからのβ線に起因
するノイズの発生を著しく低減することができる。
【００２１】また、上記基本組成、熱膨張係数を有する
ガラスとすることにより、放射性同位元素の排除が容易
であり、光学的に均質でかつアルミナセラミックパッケ
ージと封着した際にも歪みの発生がなく、固体撮像素子
上の結像に歪みを生じないものとなる。
ガラスとすることにより、放射性同位元素の排除が容易
であり、光学的に均質でかつアルミナセラミックパッケ
ージと封着した際にも歪みの発生がなく、固体撮像素子
上の結像に歪みを生じないものとなる。
【００２２】さらにガラスからのα線放出量も極めて少
ないため、α線に起因するノイズの発生も問題とならな
い。
ないため、α線に起因するノイズの発生も問題とならな
い。
【００２３】したがって、本発明のガラスは、固体撮像
素子のパッケージ用窓ガラスとして極めて好適し、固体
撮像素子の小型化・高画素数化に貢献することができ
る。
素子のパッケージ用窓ガラスとして極めて好適し、固体
撮像素子の小型化・高画素数化に貢献することができ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１月２７日（２０００．１．２
７）
７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】一方、通常のＩＣはもちろん、大容量メモ
リー素子など各種超ＬＳＩチップ半導体装置において、
アッセンブリに使用される気密封着用低融点ガラスある
いはその充填剤（フィラー）がα線粒子を放出し、ソフ
トエラーを発生することが知られている。これは、主と
して低融点ガラスの線膨脹係数の調整および強度向上を
目的として使用される充填剤（例えば、ジルコン Ｚｒ
ＳｉＯ4 など）が原因であり、放射性元素の分離が困難
である封着物質が使用された結果、α線放射率が著しく
増大し、高集積ＩＣの封止材料として用いることは適当
でないことが判明している。
リー素子など各種超ＬＳＩチップ半導体装置において、
アッセンブリに使用される気密封着用低融点ガラスある
いはその充填剤（フィラー）がα線粒子を放出し、ソフ
トエラーを発生することが知られている。これは、主と
して低融点ガラスの線膨脹係数の調整および強度向上を
目的として使用される充填剤（例えば、ジルコン Ｚｒ
ＳｉＯ4 など）が原因であり、放射性元素の分離が困難
である封着物質が使用された結果、α線放射率が著しく
増大し、高集積ＩＣの封止材料として用いることは適当
でないことが判明している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、主として硼珪
酸系ガラスを基本組成とし、β線源となる成分の含有率
を極少化することによって、固体撮像素子に影響がない
程度に放射線放出量を低減し、上記目的を達成したもの
である。β線の多くはＫ中に含まれる放射性同位元素 40
Ｋからもたらされる。一般のガラスにおいてＫは、Ｌｉ
2Ｏ、Ｎａ2ＯとともにＫ2Ｏとして低融化促進のために
含有されており、これが固体撮像素子パッケージ用窓ガ
ラスにおいては固体撮像素子のノイズ発生の一因になっ
ていたと考えられる。
酸系ガラスを基本組成とし、β線源となる成分の含有率
を極少化することによって、固体撮像素子に影響がない
程度に放射線放出量を低減し、上記目的を達成したもの
である。β線の多くはＫ中に含まれる放射性同位元素 40
Ｋからもたらされる。一般のガラスにおいてＫは、Ｌｉ
2Ｏ、Ｎａ2ＯとともにＫ2Ｏとして低融化促進のために
含有されており、これが固体撮像素子パッケージ用窓ガ
ラスにおいては固体撮像素子のノイズ発生の一因になっ
ていたと考えられる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】そこで本発明では、ガラス中のＫ2Ｏの含
有量を質量百分率で０．２％未満とした。これによりガ
ラスから放出されるβ線量を１００ｃ／ｃｍ2・ｈ以下
にすることができ、固体撮像素子への実質的な影響をな
くすことができる。究極的にはKを含有しないことが望
ましい。
有量を質量百分率で０．２％未満とした。これによりガ
ラスから放出されるβ線量を１００ｃ／ｃｍ2・ｈ以下
にすることができ、固体撮像素子への実質的な影響をな
くすことができる。究極的にはKを含有しないことが望
ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】また、α線放射性元素（Ｕ，Ｔｈ，Ｒａ）
の分離精製が困難なＦｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＰｂＯ、Ｚｒ
Ｏ2 などについては、原料や溶融工程からの混入を防止
する必要がある。たとえガラス中にこれらが混入した場
合でも、各々１００ｐｐｍ以下に抑えることが望まし
い。これらの成分が１００ｐｐｍを越えて含有されると
α線放射性元素含有量が１００ｐｐｂを越えてα線放出
量が急激に増大する虞があるからである。なお、β線
は、K以外にＩｎ，ＬａあるいはＵ，Ｔｈ系列の崩壊過
程でも発生するので、Ｆｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＰｂＯ、Ｚ
ｒＯ2 などの含有量を抑えることでβ線源も削減され
る。
の分離精製が困難なＦｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＰｂＯ、Ｚｒ
Ｏ2 などについては、原料や溶融工程からの混入を防止
する必要がある。たとえガラス中にこれらが混入した場
合でも、各々１００ｐｐｍ以下に抑えることが望まし
い。これらの成分が１００ｐｐｍを越えて含有されると
α線放射性元素含有量が１００ｐｐｂを越えてα線放出
量が急激に増大する虞があるからである。なお、β線
は、K以外にＩｎ，ＬａあるいはＵ，Ｔｈ系列の崩壊過
程でも発生するので、Ｆｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＰｂＯ、Ｚ
ｒＯ2 などの含有量を抑えることでβ線源も削減され
る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】これにより、ガラスから放出されるβ線量
を１００ｃ／ｃｍ2・ｈ以下にすることができる。ま
た、同様に含有されるα線放出製元素（Ｕ，Ｔｈ，Ｒ
ａ）も１００ｐｐｂ以下に抑えることができ、ガラスか
らのα線放出量を固体撮像素子への実質的な影響がない
０．０５ｃ／ｃｍ2・ｈ以下にすることが可能となる。
を１００ｃ／ｃｍ2・ｈ以下にすることができる。ま
た、同様に含有されるα線放出製元素（Ｕ，Ｔｈ，Ｒ
ａ）も１００ｐｐｂ以下に抑えることができ、ガラスか
らのα線放出量を固体撮像素子への実質的な影響がない
０．０５ｃ／ｃｍ2・ｈ以下にすることが可能となる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】本発明を実施するにあたっては、上述の通
りアルミナセラミックと熱膨張係数が近似する点、高い
透過率特性を有する点などの理由で、硼珪酸系ガラスを
基本とすることが好ましい。硼珪酸系ガラスはＳｉＯ2
−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ（Ｒはアルカリ金属元素を表わす）を
基本組成とし、これに化学的耐久性向上や溶融時の成分
揮発抑制、溶融性の改善などのためにＡｌ2Ｏ3 ，Ｍｇ
Ｏ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＺｎＯなどの成分を適宜添加して
所望の特性（本発明においては特に熱膨張係数）となる
よう組成を調整して使用する。言うまでもないが、Ｆｅ
2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＰｂＯ、ＺｒＯ2 の混入のない原料を使
用し、溶融工程からの混入も防止してガラスを作製す
る。
りアルミナセラミックと熱膨張係数が近似する点、高い
透過率特性を有する点などの理由で、硼珪酸系ガラスを
基本とすることが好ましい。硼珪酸系ガラスはＳｉＯ2
−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ（Ｒはアルカリ金属元素を表わす）を
基本組成とし、これに化学的耐久性向上や溶融時の成分
揮発抑制、溶融性の改善などのためにＡｌ2Ｏ3 ，Ｍｇ
Ｏ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＺｎＯなどの成分を適宜添加して
所望の特性（本発明においては特に熱膨張係数）となる
よう組成を調整して使用する。言うまでもないが、Ｆｅ
2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＰｂＯ、ＺｒＯ2 の混入のない原料を使
用し、溶融工程からの混入も防止してガラスを作製す
る。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】また、上記成分以外に清澄剤としてＡｓ2
Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、Ｃｌ‐、Ｆ‐ が、発泡傾向が現れない
範囲で使用できる。
Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、Ｃｌ‐、Ｆ‐ が、発泡傾向が現れない
範囲で使用できる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】本発明において、平均熱膨張係数（０〜３
００℃）を４８〜７５×１０-7Ｋ-1 に限定した理由は、
パッケージ材料が主としてアルミナ（Ａｌ2Ｏ3 ）セラミ
ックとなるため、熱膨張係数をアルミナと同一、または
低めに保持し封着強度の向上、そりなどの変形を防止す
るためである。
００℃）を４８〜７５×１０-7Ｋ-1 に限定した理由は、
パッケージ材料が主としてアルミナ（Ａｌ2Ｏ3 ）セラミ
ックとなるため、熱膨張係数をアルミナと同一、または
低めに保持し封着強度の向上、そりなどの変形を防止す
るためである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。硼珪酸系ガラス、たとえば、ＳｉＯ2，Ａ
ｌ2Ｏ3，Ｂ2Ｏ3，Ｌｉ2Ｏ，Ｎａ2Ｏ，ＢａＯなどの成分
を含む各種高純度に精製された原料を使用し最終ガラス
組成として１０００ｇとなるよう調合し混合した後、１
４８０℃の電気炉中で５時間白金ルツボを使用して溶融
した。この際、Ｆｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＰｂＯ、ＺｒＯ2 の
混入のない原料を使用し、溶融工程からの混入も防止し
てガラスを作製した。その後炉内より取り出し、鉄板上
に成形したブロックを６００℃の温度の電気炉に移し室
温まで徐冷し、得られたガラスを所定の寸法に光学研磨
加工してサンプルとした。ガラス板より放出されるα線
量の測定は、２πガスフロー式比例計数管を用いた超低
レベルα線測定装置で行ない、遷移元素およびα線放射
元素の化学分析をＩＣＰ−ＭＡＳＳにより測定し、β線
量の測定は、液体シンチレーション計数法を用いた。ま
たＴＭＡ分析装置により平均熱膨張係数を測定した。そ
して、サンプルのガラスを実際に有効画素数５８万画素
のＣＣＤチップを内臓したアルミナパッケージに封着し
て、固体撮像素子に使用した場合のノイズの有無を調査
した。
て説明する。硼珪酸系ガラス、たとえば、ＳｉＯ2，Ａ
ｌ2Ｏ3，Ｂ2Ｏ3，Ｌｉ2Ｏ，Ｎａ2Ｏ，ＢａＯなどの成分
を含む各種高純度に精製された原料を使用し最終ガラス
組成として１０００ｇとなるよう調合し混合した後、１
４８０℃の電気炉中で５時間白金ルツボを使用して溶融
した。この際、Ｆｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＰｂＯ、ＺｒＯ2 の
混入のない原料を使用し、溶融工程からの混入も防止し
てガラスを作製した。その後炉内より取り出し、鉄板上
に成形したブロックを６００℃の温度の電気炉に移し室
温まで徐冷し、得られたガラスを所定の寸法に光学研磨
加工してサンプルとした。ガラス板より放出されるα線
量の測定は、２πガスフロー式比例計数管を用いた超低
レベルα線測定装置で行ない、遷移元素およびα線放射
元素の化学分析をＩＣＰ−ＭＡＳＳにより測定し、β線
量の測定は、液体シンチレーション計数法を用いた。ま
たＴＭＡ分析装置により平均熱膨張係数を測定した。そ
して、サンプルのガラスを実際に有効画素数５８万画素
のＣＣＤチップを内臓したアルミナパッケージに封着し
て、固体撮像素子に使用した場合のノイズの有無を調査
した。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】また、表１に示すように従来例としてＫ、
α線放出性元素を多量に含有するガラスを調整し、，同
様の試験に供した。表中の組成は質量百分率、熱膨張係
数は表示値×１０-7Ｋ-1 、α線、β線放出量の単位は上
記同様ｃ／ｃｍ2・ｈで示してある。
α線放出性元素を多量に含有するガラスを調整し、，同
様の試験に供した。表中の組成は質量百分率、熱膨張係
数は表示値×１０-7Ｋ-1 、α線、β線放出量の単位は上
記同様ｃ／ｃｍ2・ｈで示してある。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】上記試験の結果、本発明にかかるサンプル
は、ＩＣＰ−ＭＡＳＳによる分析の結果、Ｕ含有量が１
５ｐｐｂ、Ｔｈ含有量が３ｐｐｂ、Ｒａ含有量は１ｐｐ
ｂ未満であった。また、α線放出量が０．００５ｃ／ｃ
ｍ 2・ｈ、β線放出量が２２ｃ／ｃｍ2・ｈ、平均熱膨張
係数が４９×１０-7Ｋ-1 であり、固体撮像素子における
ノイズもみられなかった。なお、上記サンプルはＫ2Ｏ
を成分添加していない。
は、ＩＣＰ−ＭＡＳＳによる分析の結果、Ｕ含有量が１
５ｐｐｂ、Ｔｈ含有量が３ｐｐｂ、Ｒａ含有量は１ｐｐ
ｂ未満であった。また、α線放出量が０．００５ｃ／ｃ
ｍ 2・ｈ、β線放出量が２２ｃ／ｃｍ2・ｈ、平均熱膨張
係数が４９×１０-7Ｋ-1 であり、固体撮像素子における
ノイズもみられなかった。なお、上記サンプルはＫ2Ｏ
を成分添加していない。
Claims (3)
- 【請求項１】 ガラス中のＫ2 Ｏの含有量が、質量百分
率で０．２％未満であり、ガラスからのβ線放出量が１
００ｃ／ｃｍ2 ・ｈ以下であることを特徴とする固体撮
像素子パッケージ用窓ガラス。 - 【請求項２】 前記ガラスが硼珪酸系ガラスからなり、
熱膨張係数が４８〜７５×１０-7Ｋ-1であることを特徴
とする請求項１に記載の固体撮像素子パッケージ用窓ガ
ラス。 - 【請求項３】 ガラスからのα線放出量が０．０５ｃ／
ｃｍ2 ・ｈ以下であることを特徴とする請求項１又は２
に記載の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11335386A JP2000233939A (ja) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | 固体撮像素子パッケージ用窓ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11335386A JP2000233939A (ja) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | 固体撮像素子パッケージ用窓ガラス |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06058091A Division JP3123009B2 (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | 固体撮像素子パッケージ用窓ガラス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000233939A true JP2000233939A (ja) | 2000-08-29 |
Family
ID=18287974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11335386A Pending JP2000233939A (ja) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | 固体撮像素子パッケージ用窓ガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000233939A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004082036A1 (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-23 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | 固体素子デバイスおよびその製造方法 |
| JPWO2004082036A1 (ja) * | 2003-03-10 | 2006-06-15 | 豊田合成株式会社 | 固体素子デバイスおよびその製造方法 |
| DE102005052420A1 (de) * | 2005-11-03 | 2007-05-10 | Schott Ag | Strahlungsarme Abdeckgläser und deren Verwendung |
| DE102005052421A1 (de) * | 2005-11-03 | 2007-05-16 | Schott Ag | Verfahren zur Herstellung von Abdeckgläsern für strahlungsempfindliche Sensoren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| US7497597B2 (en) | 2004-01-19 | 2009-03-03 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light emitting apparatus |
| DE102008011665A1 (de) | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Schott Ag | Verfahren zur Kontrolle der alpha-Strahlung bei Abdeckgläsern für strahlungsempfindliche Sensoren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| CN109075128A (zh) * | 2016-06-10 | 2018-12-21 | 日本电气硝子株式会社 | 气密封装体的制造方法及气密封装体 |
-
1999
- 1999-11-26 JP JP11335386A patent/JP2000233939A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004082036A1 (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-23 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | 固体素子デバイスおよびその製造方法 |
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| US7824937B2 (en) | 2003-03-10 | 2010-11-02 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Solid element device and method for manufacturing the same |
| US8154047B2 (en) | 2003-03-10 | 2012-04-10 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Solid element device and method for manufacturing the same |
| US8685766B2 (en) | 2003-03-10 | 2014-04-01 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Solid element device and method for manufacturing the same |
| US7497597B2 (en) | 2004-01-19 | 2009-03-03 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light emitting apparatus |
| DE102005052420A1 (de) * | 2005-11-03 | 2007-05-10 | Schott Ag | Strahlungsarme Abdeckgläser und deren Verwendung |
| DE102005052421A1 (de) * | 2005-11-03 | 2007-05-16 | Schott Ag | Verfahren zur Herstellung von Abdeckgläsern für strahlungsempfindliche Sensoren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| DE102008011665A1 (de) | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Schott Ag | Verfahren zur Kontrolle der alpha-Strahlung bei Abdeckgläsern für strahlungsempfindliche Sensoren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| CN109075128A (zh) * | 2016-06-10 | 2018-12-21 | 日本电气硝子株式会社 | 气密封装体的制造方法及气密封装体 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040524 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041001 |