JPH01320236A - 固体撮像素子用カバーガラス - Google Patents
固体撮像素子用カバーガラスInfo
- Publication number
- JPH01320236A JPH01320236A JP63154349A JP15434988A JPH01320236A JP H01320236 A JPH01320236 A JP H01320236A JP 63154349 A JP63154349 A JP 63154349A JP 15434988 A JP15434988 A JP 15434988A JP H01320236 A JPH01320236 A JP H01320236A
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- JP
- Japan
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- glass
- solid
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- cover glass
- image pickup
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はビデオカメラ等に使用される固体撮像素子を保
護するカバーガラスに関する。
護するカバーガラスに関する。
近年、ＣＣＤ型やＭＯＳ型の固体撮像素子は、小型、軽
量、低消ｇｌ電力といった特徴から、イメージセンサと
して撮像管からの移行が進んでいる。
量、低消ｇｌ電力といった特徴から、イメージセンサと
して撮像管からの移行が進んでいる。
特にカメラ一体型ＶＴＲへの搭載を機に固体撮像素子へ
の依存率が高くなっている。
の依存率が高くなっている。
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、アルミナセラよツクパッケー
ジとの気密封着によυＬ８ＩＬＳＩチップするだけでな
く受光面へ効率的に光信号を導入するため、内部欠陥の
ない光学−的に均質な材質特性が要求される。
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、アルミナセラよツクパッケー
ジとの気密封着によυＬ８ＩＬＳＩチップするだけでな
く受光面へ効率的に光信号を導入するため、内部欠陥の
ない光学−的に均質な材質特性が要求される。
従来、この種のカバーガラスにはソーダ石灰系の白板ガ
ラスを研磨したもの、または無アルカリバリウム、シリ
ケートガラスが用いられていた。
ラスを研磨したもの、または無アルカリバリウム、シリ
ケートガラスが用いられていた。
固体撮像素子のチップは、高解濃度化の要輔からしだい
に画素数を増加させる方向にあり、すでに光学系寸法２
／３インチ型で有効画素＠３８万に達するものが製品化
されている。チップ面檀を変えずに画素数を増加させれ
ば、一画素ろたυの入射光量は減少し、感度の低下をま
ねく。
に画素数を増加させる方向にあり、すでに光学系寸法２
／３インチ型で有効画素＠３８万に達するものが製品化
されている。チップ面檀を変えずに画素数を増加させれ
ば、一画素ろたυの入射光量は減少し、感度の低下をま
ねく。
一方、固体撮像素子の出力端子に現われる信号電圧１−
１．１５０〜５００７７１ｖと比較的大きい。このため
ビデオカメラなどではカメラ全体のＳ／Ｎ比も固体撮像
素子の性能に依存するところが大きい０したがって固体
撮像素子に生じるノイズを小さくできれば、光電変換後
の増幅器のゲインを上げるなどの方法によって、感度金
子げることなく小型化・？ｇＪ画素化が実現できる。
１．１５０〜５００７７１ｖと比較的大きい。このため
ビデオカメラなどではカメラ全体のＳ／Ｎ比も固体撮像
素子の性能に依存するところが大きい０したがって固体
撮像素子に生じるノイズを小さくできれば、光電変換後
の増幅器のゲインを上げるなどの方法によって、感度金
子げることなく小型化・？ｇＪ画素化が実現できる。
不発明者は、固体撮像素子に生ずるノイズには暗電流ム
シなど素子自体に起因するもののほかにカバーガラスの
光学特注に起因するノイズのめることを見い出した。す
なわち、棺々のガラスについて調査した結果、紫外義金
吸収しにくいガラスをカバーガラスとして用いた万が、
固体撮１ｊ素子のノイズが小さくなることが判明した。
シなど素子自体に起因するもののほかにカバーガラスの
光学特注に起因するノイズのめることを見い出した。す
なわち、棺々のガラスについて調査した結果、紫外義金
吸収しにくいガラスをカバーガラスとして用いた万が、
固体撮１ｊ素子のノイズが小さくなることが判明した。
その機構は明らかではないが、ガラスが紫外線を吸収す
ると第２図に示すように４００〜５００ ｎｍにピーク
を有する螢光を発し、この螢光が暗信号時のノイズにな
ると考えられる。また、この螢光は減衰の時定数が大き
いため、残光となって固体撮像素子に入９好ましくない
。
ると第２図に示すように４００〜５００ ｎｍにピーク
を有する螢光を発し、この螢光が暗信号時のノイズにな
ると考えられる。また、この螢光は減衰の時定数が大き
いため、残光となって固体撮像素子に入９好ましくない
。
従来用いられていたソーダ石灰ガラス、バリウムシリケ
ートガラスは、紫外線を吸収しやすく、上記したような
ノイズの発生が見られ、高画素数固体撮像素子のカバー
ガラスとして使用するには難点がある。
ートガラスは、紫外線を吸収しやすく、上記したような
ノイズの発生が見られ、高画素数固体撮像素子のカバー
ガラスとして使用するには難点がある。
また、固体撮像素子への入射光がカバーガラスによりて
屈折・分散すると受光面上の像を不鮮明にするので、固
体撮像素子のカバーガラスには、屈折率ができるだけ低
く、分散も小さいガラスを用いることがｉｔしい。
屈折・分散すると受光面上の像を不鮮明にするので、固
体撮像素子のカバーガラスには、屈折率ができるだけ低
く、分散も小さいガラスを用いることがｉｔしい。
本発明は、上記事情を考慮してなされたものでガラスに
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
用カバーガラスを提供することを目的とする。
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
用カバーガラスを提供することを目的とする。
Ｃ８題を解決するための手段と作用〕
本発明は、少なくとも重量百分率で、５Ｉ０２５０〜７
５％、Ｂ２Ｏ５５〜２０％、Ａ−ｅｚ０３ ０．２〜１
６％ｒ Ｆａ２１ｓ ５０〜２００ ｐｐｍを含有する
ガラスであって、屈折率（ｎｄ ）が１，５２以下＼ア
ツベ数（νｄ）が５５以上、平均線膨張係数が３５〜６
５ Ｘ １０”／’Ｃの範囲内にあり、かつ波長３００
ｎｍにおける透過率が肉厚２Ｉ！ｌで３０％以上でちる
ことを特徴とする固体撮像素子用カバーガラスである。
５％、Ｂ２Ｏ５５〜２０％、Ａ−ｅｚ０３ ０．２〜１
６％ｒ Ｆａ２１ｓ ５０〜２００ ｐｐｍを含有する
ガラスであって、屈折率（ｎｄ ）が１，５２以下＼ア
ツベ数（νｄ）が５５以上、平均線膨張係数が３５〜６
５ Ｘ １０”／’Ｃの範囲内にあり、かつ波長３００
ｎｍにおける透過率が肉厚２Ｉ！ｌで３０％以上でちる
ことを特徴とする固体撮像素子用カバーガラスである。
ガラスの光学特性において、分散は光の波長による屈折
率の変動を意味するものであるが、これはガラス中の単
結合酸素の外殻電子が励起状態へ遷移することによって
生じる光の吸収と密接に関係している。つまシ紫外部に
おける吸収が大きくなるほど分散も大きくなる傾向がり
シ、螢光発生の抑制１分散の制御の両面から紫外線透過
率の高いガラスが、固体撮像素子用のカバーガラスに適
している。すなわち、肉厚２龍のガラスで、波長３００
ｎｍにおける透過率が３０％未満では、外部入射光によ
るガラスの螢光発生が顕著となシ好ましくない。
率の変動を意味するものであるが、これはガラス中の単
結合酸素の外殻電子が励起状態へ遷移することによって
生じる光の吸収と密接に関係している。つまシ紫外部に
おける吸収が大きくなるほど分散も大きくなる傾向がり
シ、螢光発生の抑制１分散の制御の両面から紫外線透過
率の高いガラスが、固体撮像素子用のカバーガラスに適
している。すなわち、肉厚２龍のガラスで、波長３００
ｎｍにおける透過率が３０％未満では、外部入射光によ
るガラスの螢光発生が顕著となシ好ましくない。
分散については、アツベ数（νｄ）で５５以上であるこ
とが望ましい。アツベ数が５５未画では、光の波長によ
る屈折率差からカバーガラス中での色分離を生じ、解像
度を低下させる原因となる。
とが望ましい。アツベ数が５５未画では、光の波長によ
る屈折率差からカバーガラス中での色分離を生じ、解像
度を低下させる原因となる。
また、屈折率が高いガラスでは大気との屈折率差によっ
て生じる光の反射損失が大きくなり、受光素子への入射
光量が減衰するので、屈折率は低い方がよい。上記基本
組成を有するガラスで屈折率（７Ｊｄ ）が１．５２を
越えるガラスでは紫外域での吸収が高くなるので好まし
くない。
て生じる光の反射損失が大きくなり、受光素子への入射
光量が減衰するので、屈折率は低い方がよい。上記基本
組成を有するガラスで屈折率（７Ｊｄ ）が１．５２を
越えるガラスでは紫外域での吸収が高くなるので好まし
くない。
平均線膨張係数は、アルミナセラミックパッケージとの
封着性を良好に保つために３５〜６５×１０−’／Ｃの
範囲内にあることが必要である。
封着性を良好に保つために３５〜６５×１０−’／Ｃの
範囲内にあることが必要である。
次にガラスの基本組成を上記範囲に限定した理由全説明
する。
する。
ＳｉＯ２は、５０−未満では平均線膨張係数が大きくな
りアルミナセラミックパッケージとの気密封着に支障を
きたし、７５％を越えるとガラスの溶融性が悪化する。
りアルミナセラミックパッケージとの気密封着に支障を
きたし、７５％を越えるとガラスの溶融性が悪化する。
Ｂ２０．は、５％未満では溶融性が悪くなり、２０％を
越えると化学的耐久性が悪化し、長期使用期間中に表面
にウェザリングを生じ、画像を不鮮明にする。Ａノ２０
３は１０．５％未満ではガラスが分相を生じ、成形が困
難となり、１６％を越えると脈理が発生して均質なガラ
スが得られなくなる。
越えると化学的耐久性が悪化し、長期使用期間中に表面
にウェザリングを生じ、画像を不鮮明にする。Ａノ２０
３は１０．５％未満ではガラスが分相を生じ、成形が困
難となり、１６％を越えると脈理が発生して均質なガラ
スが得られなくなる。
以上のような構成成分を含有するガラスでは、”２０１
が２００ ｐｐｍを越えると紫外線透過率が低下し、螢
光発生が顕著となυノイズの発生が増加する。一般にＦ
ｅ２Ｏ，含有量が少ない程、紫外線透過率は改善される
ことが知られているｏしかしながら、微量でガラスの特
性に大きな影響を与える不純物成分を完全に除去するの
は非常に困難である。このためＦｅ２Ｏ３が５０ ｐｐ
ｍ未満というような高純度なガラスを得るためには、原
料・設備にかかるコストの著しい上昇をまねくので好ま
しくない。
が２００ ｐｐｍを越えると紫外線透過率が低下し、螢
光発生が顕著となυノイズの発生が増加する。一般にＦ
ｅ２Ｏ，含有量が少ない程、紫外線透過率は改善される
ことが知られているｏしかしながら、微量でガラスの特
性に大きな影響を与える不純物成分を完全に除去するの
は非常に困難である。このためＦｅ２Ｏ３が５０ ｐｐ
ｍ未満というような高純度なガラスを得るためには、原
料・設備にかかるコストの著しい上昇をまねくので好ま
しくない。
以下本発明の実施例について説明する。戊辰に本発明に
係る固体撮像素子用カバーガラスの実施例と無アルカリ
バリウムシリケートガラスからなる従来例との組成およ
び各特性の測定結果を示す。
係る固体撮像素子用カバーガラスの実施例と無アルカリ
バリウムシリケートガラスからなる従来例との組成およ
び各特性の測定結果を示す。
表中のガラス組成はＦｌ！２０３を除いて重量％、Ｆｅ
２Ｏ３は重量ｐｐｍで示しである。なお、Ｒ２０はアル
カリ金属酸化物、ＲＯはアルカリ土類金属酸化物を表わ
す。また紫外線透過率は、肉厚１．０１１ｎｍおよび２
．０ ｍに研磨したガラス板の波長３００ ｒｌｍにお
ける分光透過率を、螢光強度は餐光分光光度計を用い、
波長３６０ ｎｍの紫外線を照射した時に発生する螢光
量の相対値を表示した。耐水性は日本光学硝子工業会規
格の光学ガラスの化学的耐久性の測定法により測定した
減量率で示した。
２Ｏ３は重量ｐｐｍで示しである。なお、Ｒ２０はアル
カリ金属酸化物、ＲＯはアルカリ土類金属酸化物を表わ
す。また紫外線透過率は、肉厚１．０１１ｎｍおよび２
．０ ｍに研磨したガラス板の波長３００ ｒｌｍにお
ける分光透過率を、螢光強度は餐光分光光度計を用い、
波長３６０ ｎｍの紫外線を照射した時に発生する螢光
量の相対値を表示した。耐水性は日本光学硝子工業会規
格の光学ガラスの化学的耐久性の測定法により測定した
減量率で示した。
さらに、実際に固体撮像素子のカバーガラスとして用い
たときの計測として、有効画素数３８万のＣＯＤチップ
前面に肉厚１龍に研磨した各ガラスを封止して固体撮像
素子の８／Ｎ比の変化を調べた。表中には従来例ガラス
を用いたものを基準とした場合の８／Ｎ比の改轡幅をｄ
Ｂで示した。
たときの計測として、有効画素数３８万のＣＯＤチップ
前面に肉厚１龍に研磨した各ガラスを封止して固体撮像
素子の８／Ｎ比の変化を調べた。表中には従来例ガラス
を用いたものを基準とした場合の８／Ｎ比の改轡幅をｄ
Ｂで示した。
下表および第１図に示す分光透過率曲線から明らかなよ
うに、本発明の実施例ガラスは従来例ガラスに比較して
紫外線透過率が侵れ、紫外線照射後の螢光発生も１／２
〜／１ｏと少ない。このためカバーガラスの螢光に起因
する不要信号が低減できる。このほか本実施例のガラス
は、低屈折率・低分散であり１特に高画素数固体撮像素
子で問題となる受光面へ入射する光の損失や色分離はほ
とんど問題にならない。このような個々のガラス特性が
固体撮像素子に与える影響は決して大きなものとは言え
ないが、これらの相剰的な作用によって固体撮像素子の
ノイズ低減、感度向上に効果があるものと考えられる。
うに、本発明の実施例ガラスは従来例ガラスに比較して
紫外線透過率が侵れ、紫外線照射後の螢光発生も１／２
〜／１ｏと少ない。このためカバーガラスの螢光に起因
する不要信号が低減できる。このほか本実施例のガラス
は、低屈折率・低分散であり１特に高画素数固体撮像素
子で問題となる受光面へ入射する光の損失や色分離はほ
とんど問題にならない。このような個々のガラス特性が
固体撮像素子に与える影響は決して大きなものとは言え
ないが、これらの相剰的な作用によって固体撮像素子の
ノイズ低減、感度向上に効果があるものと考えられる。
この結果、本実施例ガラスを用いた固体撮像素子の８／
Ｎ比は、従来例ガラス使用の場合に較べて３〜８ｄＢ向
上した。
Ｎ比は、従来例ガラス使用の場合に較べて３〜８ｄＢ向
上した。
また、本実施例ガラスは、ア／Ｉ／ミナセラミックパッ
ケージとの封着にエポキシ樹脂を用いることを考慮して
アルカリ成分の含有量を必要最小限に抑えである。これ
によってガラス中のアルカリ成分がエポキシ樹脂を劣化
させるのを防ぎ、ガラス自体の化学的耐久性も向上する
ので、上記のような優れた特性を長期間維持することが
できる。
ケージとの封着にエポキシ樹脂を用いることを考慮して
アルカリ成分の含有量を必要最小限に抑えである。これ
によってガラス中のアルカリ成分がエポキシ樹脂を劣化
させるのを防ぎ、ガラス自体の化学的耐久性も向上する
ので、上記のような優れた特性を長期間維持することが
できる。
以上説明したように本発明の固体撮像素子用カバーガラ
スは、 ■紫外線透過率が高く、外部入射光による螢光発生が少
ない。
スは、 ■紫外線透過率が高く、外部入射光による螢光発生が少
ない。
■低屈折率であるため、光の反射損失が小さい。
■低分散であるため、色分離を生じにくい。
といった特徴を有する。
このため、本発明に係るカバーガラスを用いた固体ｍｆ
ｆｆｉ素子は、カバーガラスに起因するノイズの発生が
小さく、高画素化に伴う感度の低下も小きく抑えられる
などの効果がある。
ｆｆｉ素子は、カバーガラスに起因するノイズの発生が
小さく、高画素化に伴う感度の低下も小きく抑えられる
などの効果がある。
したがって、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、
高画素数固体撮像索子のカバーガラスとして極めて好適
したものである。
高画素数固体撮像索子のカバーガラスとして極めて好適
したものである。
第１図は本発明の実施例ガラスおよび従来例ガラスの紫
外域における分光透過特性を示す曲線図、第２図は従来
例ガラスへの照射紫外線と発生する螢光との関係を示す
曲線図でおる。 第 １ 図 波 長 （ｎｍ） 第 ２ 刃 波 長 ＜ｈｍ）
外域における分光透過特性を示す曲線図、第２図は従来
例ガラスへの照射紫外線と発生する螢光との関係を示す
曲線図でおる。 第 １ 図 波 長 （ｎｍ） 第 ２ 刃 波 長 ＜ｈｍ）
Claims (1)
- 少なくとも重量百分率で、ＳｉＯ＿２ ５０〜７０％Ｂ
＿２Ｏ＿３ ５〜２０％、Ａｌ＿２Ｏ＿３ ０．２〜１
６％、Ｆｅ＿２Ｏ＿３ ５０〜２００ｐｐｍを含有する
ガラスであつて、屈折率（ｎｄ）が１．５２以下、アッ
ベ数（νｄ）が５５以上、平均線膨張係数が３５〜６５
×１０＾−＾７／℃の範囲内にあり、かつ波長３００ｎ
ｍにおける透過率が肉厚２ｍｍで３０％以上であること
を特徴とする固体撮像素子用カバーガラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63154349A JP2634063B2 (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | 固体撮像素子用カバーガラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63154349A JP2634063B2 (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | 固体撮像素子用カバーガラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01320236A true JPH01320236A (ja) | 1989-12-26 |
| JP2634063B2 JP2634063B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=15582221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63154349A Expired - Lifetime JP2634063B2 (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | 固体撮像素子用カバーガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2634063B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2007094373A1 (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-23 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | ガラス組成物 |
| JP2008280235A (ja) * | 2007-04-09 | 2008-11-20 | Olympus Corp | 光学ガラス及びこれを使用した光学装置 |
| WO2009044873A1 (ja) | 2007-10-05 | 2009-04-09 | Olympus Corporation | 光学ガラス及びこれを使用した光学装置 |
| WO2009044874A1 (ja) | 2007-10-05 | 2009-04-09 | Olympus Corporation | 光学ガラス及びこれを使用した光学装置 |
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1988
- 1988-06-22 JP JP63154349A patent/JP2634063B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US8178454B2 (en) | 2007-04-09 | 2012-05-15 | Olympus Corporation | Optical glass and optical apparatus using the same |
| WO2009044873A1 (ja) | 2007-10-05 | 2009-04-09 | Olympus Corporation | 光学ガラス及びこれを使用した光学装置 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2634063B2 (ja) | 1997-07-23 |
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