JPH03165568A - 固体撮像素子用パッケージ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、固体撮像素子用パッケージに関し、特に、
光電変換すべき光が外部から半導体基板を介して複数の
光電変換層に与えられる固体撮像素子を包囲する固体撮
像素子用パッケージに関する。

［従来の技術〕 従来、光検出素子アレイと電荷転送素子などの信号続出
素子とを同一の半導体基板上に形成した固体撮像素子用
撮像装置に用いることが知られている。これによると、
小型軽量、低消費電力でしかも高信頼の撮像装置が実現
できる。既に可視光領域の撮像においては、現在のテレ
ビジョン放送で使用されている撮像用電子管並の解像力
を備えた固体撮像素子が開発されている。

一方、赤外線の領域においても固体撮像素子の開発が盛
んに進められており、特に、シリコンショットキル接合
を赤外線検出部とした赤外固体撮像素子においては、実
用に耐えられる画素数を持った赤外固体撮像素子が開発
されつつある。

第２図は、従来のシジットキーバリアダイオードを光検
出器とした赤外固体撮像素子の配置を示した配置図であ
る。第２図を参照して、赤外固体撮像素子は、ショット
キー接合を用いた光検出部２１と、垂直方向に電６ｊを
転送する電荷掃き寄せ方式（以下ＣＥＳＴ方式という）
よりなる垂直シフトレジスタ２２と、水平方向に電荷を
転送するＣＣＤ方式よりなる水ｆシフトレジスタ２３と
、外部へ電荷を読出す出力部２４とを含む。これらは、
たとえば、ｌ５ＳＣＣ（インターナショナルソリッドス
テート　サーキット　コンファレンス）の１９８７年２
月に発行されたＤＩＧＥＳＴＯＦ　　ＴＥＣＨＮＩＣＡ
Ｌ　　ＰＡＰＥＲ８の１１０頁に詳しく開示されている
。

第３図は、第２図に示した赤外固体撮像素子のＸ−Ｙ断
面の構造を示す断面構造図である。第２図および第３図
を参照して、赤外固体撮像素子は、Ｐ型半導体基板３１
と、Ｐ型半導体基板３１上にショットキー接合され、金
パラジウム、パラジウム珪化物などの金属または金属珪
化物からなる金属側電極で構成される光ｍ麦換層３２と
、光電変換層３２の周辺での電界集中を緩和し、暗電流
を防止するためのＮ−型領域からなるＮ型ガードリンク
３３と、光検出部２１と電荷転送部の境界領域に形成さ
れ、トランスファゲートを構成するｎ“型領域３４と、
それぞれ垂直シフトレジスタ２２を構成するＣＥＳＴの
Ｎ型埋込チャネル３５およびゲート電極３６と、ゲート
電極３６上に接して設けられたゲート電極３６に電圧を
印加するためのアルミ配線３７と、シリコン酸化膜より
なる素子分離および絶縁のためのフィールド絶縁膜３８
と、シリコン酸化膜よりなる層間絶縁用の層間絶縁膜３
９および４０と、光電変換層３２上に層間絶縁膜４０を
介して形成され光電変換層を透過した赤外光を反射して
光電変換層３２に再入射させるためのアルミ反射膜４１
とを含む。

第２図および第３図を参照して、次に動作について説明
する。Ｐ型半導体品板３１の裏面から入射される赤外光
は、ショットキー接合の光電変換層３０に到達し、そこ
で充電変換されて信号ｒｉ荷を生じる。この信号電荷が
ショットキー接合に蓄積される。蓄積された光信号電荷
は、ゲート電極３６に電圧を印加することによりＮ型埋
込チャネル３５に移され、その後垂直方向に転送される
。

次いで、この光信号電荷は水平シフトレジスタ２３によ
り水平方向に転送され、出力部２４から映像信号として
外部に読出される。こうして光検出部２１に入射した赤
外光量に対応した映像信号が得られる。また、アルミ反
射膜４１は、光電変換層３２で吸収されずに透過した赤
外光を反射させて光電変換層３２に再入射させるために
設けられており、光検出感度の改善を図るものである。

さらに、上記層間絶縁膜４０は所定の厚さに形成されて
同様に感度を高めるものとなっている。なお、上記ショ
ットキー接合による光電変換層では、ショットキー障壁
の障壁高さ以上のエネルギを持った光成分の検出が可能
で、たとえば、白金シリサイド（ＰｔＳｉ）とＰ型シリ
コンのショットキー接合では約５μｍ以下の波長の光成
分が検出できる。

［発明が解決しようとする課題］ 前述のように、従来の赤外固体撮像素子では、光電変換
層で吸収されずに透過した赤外光はアルミ反射膜４１に
より反射されて光電変換層３２に再入射される。これに
より光検出感度の改善が図られていた。

第４図は、第２図に示した赤外固体撮像素子をパッケー
ジに実装して固体撮像装置を完成させたときの断面図で
ある。第４図を参照して、赤外固体撮像素子１は、パッ
ケージ２のパッケージ開口部３により支えられている。

パッケージ２にはパッケージのＭ４が設けられている。

ここで、第４図で示すように、スポット的に強力な赤外
光が入射した場合に、アルミ反射膜４１の隙間より赤外
光が透過して素子外部へ漏れる場合がある。このような
場合には、素子を透過した赤外光がパッケージの蓋４に
より反射され、迷光となって数画素離れた別の場所に入
射される。この結果、偽信号が発生するという問題点が
あった。しかし、従来、この問題点を有効に防止する方
法はなかった。

そこで、素子の最上層に遮光膜を形成してアルミ反射膜
４１の隙間より透過した光を遮光する方法が考えられる
。この方法によるとアルミ反射膜４１の隙間より透過し
た光が素子外部へ漏れることがなく、パッケージの蓋な
どにより反射されて数画素離れた別の場所に入射される
ことがない。

この結果、偽信号が発生することがない。しかし、この
素子の最上層に遮光膜を形成する方法では、素子の製造
工程において遮光膜を形成する工程が追加され、素子の
製造コストアップが余儀なくされるという新たな不都合
が生じる。

つまり、従来の赤外固体撮像素子では、スポット的に強
力な赤外光が入射した場合、光電変換層３２およびアル
ミ反射膜４１をも透過する赤外光があり、その透過した
光がパッケージの蓋などの赤外固体撮像素子の外部の構
造物によって反射され数画素離れた別な画素に入射する
という不都合があった。この結果、偽信号が発生すると
いう問題点があったが、素子自体の製造工程を追加する
ことなくこれを有効に防止する方法は存在しなかった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、素子自体の製造段階における遮光膜の製造工
程を追加することなく、素子外部からの反射光による偽
信号の発生を有効に防止することが可能な同体撮像素子
用パッケージを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明における固体撮像素子用パッケージは、固体撮
像素子を包囲するための空間が形成されており、包囲さ
れた状態の固体撮像素子における主表面側の面に対向す
るパッケージ内面に光を反射しない非反射層が形成され
ていることを特徴とする。

［作用］ この発明に係る固体撮像水ｒ用パッケージでは、固体撮
像素子における主表面側の而に対向するパッケージ内面
に光を反射しない非反射層が形成されるので、わざわざ
素子自体に遮光膜を形成しなくとも偽信号の原因となる
反射光が減少される。

［発明の実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示した固体撮像素子用パッ
ケージの概略図である。第１図を参照して、固体撮像素
子用パッケージは、赤外固体撮像素子１を保持するため
のパッケージ２と、赤外固体撮像素子１に光を入射させ
るためのパッケージ開口部３と、赤外固体撮像素子１を
外部から保護するパッケージの蓋４と、赤外固体撮像素
子１のアルミ反射膜４１を透過した光を吸収するための
赤外光吸収層５とを含む。パッケージ２は、赤外固体撮
像素子１の電気的人出力ピンを外部へ取出すためのリー
ドを備えている。

赤外光吸収層５は、赤外吸収材を合成樹脂に混ぜたもの
を塗布して形成してもよいし、赤外を吸収する塗料を塗
布してもよい。また、赤外を吸収する材質をパッケージ
の蓋４に貼り付けてもよい。

さらに、パッケージの蓋４の少なくとも赤外固体撮像素
子１と対向する面の材質を赤外光を吸収する材質として
もよい。

このように、赤外固体撮像素子１およびそれを包囲する
パブケージから構成される赤外固体撮像装置は次のよう
に動作される。まず、赤外カメラの光学系から赤外光が
パッケージ開口部３を通って赤外固体撮像素子１に入射
する。この入射した光は光電変換層２により光信号電荷
に変換される。

光信号電荷は電荷転送素子などにより出力部まで運ばれ
外部へ映像信号として出力される。

一方、赤外固体撮像素子１の裏面より入射しアルミ反射
膜の隙間から透過した赤外光は、パッケージの蓋４に形
成された赤外光吸収層５によって吸収される。この結果
、アルミ反射膜を透過して素子外部へ漏れた光がパッケ
ージの［４によって反射され迷光となって数画素離れた
別な画素に入射する不都合がない。さらに、本実施例で
は、赤外固体撮像素子１の製造段階において遮光膜を製
造する工程を追加する必要はない。

上記のように、本実施例では、赤外固体撮像素子に対向
するパッケージの蓋の面に赤外吸収層を形成したので赤
外固体撮像素子を透過した光が吸収され迷光にならない
。このため、スポット的に強力な赤外光が入射した場合
でもパッケージの蓋による反射が防がれ偽信号が発生す
ることがない。

［発明の効果コ 以上のように、この発明によれば、固体撮像素子におけ
る主表面側の面に対向するパッケージ内面に光を反射し
ない非反射層を形成することにより、わざわざ素子自体
の遮光膜を形成しなくても偽信号の原因となる反射光が
減少されるので、素子自体の製造段階における遮光膜の
製造工程を追加することなく素子外部からの反射光によ
る偽信号を有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した固体撮像素子用パッ
ケージに固体撮像素子が実装されたときの概略図、第２
図は従来から一般に知られる赤外固体撮像素子の配置図
、第３図は従来の赤外固体撮像素子の断面構造図、第４
図は従来の固体撮像素子用パッケージに赤外固体撮像素
子が実装されたときの概略図である。 図において、１は赤外固体撮像素子、２はパッケージ、
３はパッケージ開口部、４はパッケージの蓋、５は赤外
光吸収層である。 なお、図中、同一７：）号は同一、または相当部分を示
す。 第１図 第２図 第３図 第４■ 侍許庁長官殿 １、 事件の表示 特願平 １−３０５９１１ 号 ２ｏ発明の名称 固体撮像素子用パッケージ ３、補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体基板の主表面上に隣接して形成された光電変換の
   ための複数の光電変換層を含み、光電変換すべき光が前
   記半導体基板の前記主表面の側とは反対側の面から前記
   半導体基板を介して前記複数の光電変換層に与えられそ
   の与えられた光を電気信号に変換する固体撮像素子を包
   囲する固体撮像素子用パッケージであって、 前記固体撮像素子を包囲するための空間が形成されてお
   り、包囲された状態の前記固体撮像素子における前記主
   表面側の面に対向するパッケージ内面に光を反射しない
   非反射層が形成されていることを特徴とする、同体撮像
   素子用パッケージ。