JP2003229506A - 光半導体装置 - Google Patents

光半導体装置

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JP2003229506A JP2002310088A JP2002310088A JP2003229506A JP 2003229506 A JP2003229506 A JP 2003229506A JP 2002310088 A JP2002310088 A JP 2002310088A JP 2002310088 A JP2002310088 A JP 2002310088A JP 2003229506 A JP2003229506 A JP 2003229506A
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Takeshi Hasegawa
剛 長谷川
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Kyocera Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光半導体装置内部で外光の入射による乱反射
光が発生するのを抑制して光半導体素子の受光部に乱反
射光が入り込むのを防ぎ、光半導体装置の受光特性を良
好なものとすること。 【解決手段】 上側主面に凹部２ａが形成された基体２
と、凹部２ａの底面２ｂに載置され、上面の中央部に受
光部３ａが設けられているとともに外周部に電極４が形
成された光半導体素子３と、上側主面の凹部２ａの周囲
の略全周に設けられた樹脂層７と、樹脂層７の上部で接
着されて光半導体素子３を封止する透光性蓋体８とを具
備しており、凹部２ａの底面２ｂの光半導体素子３の周
囲に、縦断面形状が略四角形であり、光半導体素子３の
上面以下の高さを有するとともに上面が外側面側に向か
って低くなるように傾斜している光吸収性部材９が設け
られている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フォトダイオー
ド，ラインセンサ，イメージセンサ等の受光素子である
光半導体素子またはこれらの受光部を有する光半導体素
子を具備した光半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のフォトダイオード（ＰＤ），ライ
ンセンサ，イメージセンサ等の受光素子である光半導体
素子またはこれらの受光部を有する光半導体素子を具備
した光半導体装置を図４，図５に示す。これらの図にお
いて、101は、基体102、光半導体素子103および透光性
蓋体108から主に構成される光半導体装置である。102ａ
は基体102の上側主面に形成された凹部、102ｂは凹部10
2ａの底面、102ｃは基体102の側壁部、103は基体102に
実装される光半導体素子、103ａは光半導体素子103の上
面の中央部に設けられた受光部、104は光半導体素子103
の上面の外周部に設けられた電極である。また、105は
基体102の凹部102ａの底面102ｂの外周部に設けられた
電極パッド、106はボンディングワイヤ、107は基体102
の上側主面の凹部102ａの周囲の略全周に設けられた樹
脂層、108はガラス等からなる透光性蓋体である（例え
ば、下記の特許文献１参照）。
【０００３】この光半導体装置101を構成する基体102は
セラミックス等からなり、基体102の底板部の上面の外
周部に、別体の枠状の側壁部102ｃが設けられている。
基体102の底板部と側壁部102ｃとは一体的に形成されて
いてもよい。また、基体102の凹部102ａの底面102ｂの
外周部には電極パッド105が設けられている。
【０００４】光半導体素子103は基体102の凹部102ａの
底面102ｂに載置され接着固定されており、光半導体素
子103の上面の外周部には電極104が設けられている。電
極104と電極パッド105とは、Ａｕ，Ａｌ等からなるボン
ディングワイヤ106により電気的に接続される。また、
透光性蓋体108が樹脂層107を介して基体102の側壁部102
ｃの上面に接着固定される。そして、基体102の凹部102
ａの底面102ｂの最外周部に光半導体素子103を囲むよう
に、Ｆｅを主成分とするＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等からな
る遮光板109が設けられており、その遮光板109は光半導
体素子103の上面よりも高い位置に設置されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平３−171666号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光半導体装置101においては、光半導体装置101内の
光半導体素子103部に外部より入射する光の一部が、遮
光板109と光半導体素子103との隙間を通過し、光半導体
素子103の側面や光半導体素子103の下面を固定するため
の接着剤等で反射し、さらにその反射光が光半導体装置
101内部で乱反射し、その結果、光半導体素子103の受光
部103ａに入り込んで光半導体素子103が正常に作動しな
い場合があるという問題があった。
【０００７】このような問題があることから、例えば光
半導体装置101をカメラ等に組み込んだ場合、光半導体
装置101内部で乱反射光が発生し、画像の取り込みに不
具合が生じるといった問題点が発生していた。
【０００８】従って、本発明は上記問題に鑑みて完成さ
れたものであり、その目的は、光半導体装置内部で外光
の入射による乱反射光が発生するのを抑制して光半導体
素子の受光部に乱反射光が入り込むのを防ぎ、光半導体
装置の受光特性を良好なものとすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の光半導体装置
は、上側主面に凹部が形成された基体と、前記凹部の底
面に載置され、上面の中央部に受光部が設けられている
とともに外周部に電極が形成された光半導体素子と、前
記上側主面の前記凹部の周囲の略全周に設けられた樹脂
層と、該樹脂層の上部で接着されて前記光半導体素子を
封止する透光性蓋体とを具備した光半導体装置であっ
て、前記凹部の底面の前記光半導体素子の周囲に、縦断
面形状が略四角形であり、前記光半導体素子の上面以下
の高さを有するとともに上面が外側面側に向かって低く
なるように傾斜している光吸収性部材が設けられている
ことを特徴とする。
【００１０】本発明は、上記の構成により、光半導体装
置内の光半導体素子部に外部より入射する光の一部が、
光半導体素子の側面や光半導体素子を固定するための接
着剤等で反射し、その反射光が光半導体装置内部で乱反
射して光半導体素子の受光部に入り込むのを抑制して、
光半導体装置の受光特性を良好にすることができる。そ
の結果、光半導体装置をカメラ等に組み込んだ場合、画
像の取り込みに不具合が生じるといった問題が解消され
る。
【００１１】また、光吸収性部材の上面が外側面側に向
かって低くなるように傾斜していることから、光半導体
装置内の光半導体素子部に外部より入射する光の一部
が、光吸収性部材の表面状態や光吸収性部材への入射角
によってわずかな反射光を生じた場合、その反射光は光
半導体素子と反対側に拡散される。そのため、光吸収性
部材で生じた反射光が光半導体素子の受光部に入り込む
のを防止することができ、またその反射光が光半導体装
置内部で若干乱反射したとしても、まず光半導体素子と
反対側へ向かうため受光部へ達した場合にも十分に減衰
させることができる。従って、光半導体装置の受光特性
を良好なものとすることができ、また、光半導体装置を
カメラ等に組み込んだ場合に画像の取り込みを良好に行
なうことができる。
【００１２】本発明の光半導体装置において、好ましく
は、前記光吸収性部材は、上面を含む上部の気孔率が10
乃至50％であることを特徴とする。
【００１３】本発明の光半導体装置は、光吸収性部材の
上面を含む上部の気孔率が10乃至50％であることから、
光吸収性部材の上面が適度な粗面となり、光吸収性部材
の上面で光の反射を効果的に抑えることができるととも
に、多孔質となっている光吸収性部材の上部で光を吸収
および散乱することができ、光半導体装置の受光特性を
より一層良好なものとすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の光半導体装置について以
下に詳細に説明する。図１は本発明の光半導体装置につ
いて実施の形態の一例を示す断面図、図２は図１の光半
導体装置における光吸収性部材の部分（Ａ部）の拡大断
面図、図３は図１の光半導体装置の平面図である。これ
らの図において、１は、基体２、側壁部２ｃ、光半導体
素子３、透光性蓋体８および光吸収性部材９から主に構
成される光半導体装置である。２ａは基体２の上側主面
に形成された凹部、２ｂは凹部２ａの底面、２ｃは基体
２の側壁部、３は基体２に実装される光半導体素子、３
ａは光半導体素子３の上面の中央部に設けられた受光
部、４は光半導体素子３の上面の外周部に設けられた入
出力用の電極である。また、５は基体２の凹部２ａの底
面２ｂの外周部に設けられた電極パッド、６はＡｕ，Ａ
ｌ等から成るボンディングワイヤ、７は基体２の上側主
面の凹部２ａの周囲の略全周に設けられた樹脂層、８は
ガラス，石英，サファイヤ，透明樹脂等からなる透光性
蓋体である。
【００１５】本発明の光半導体装置１は、上側主面に凹
部２ａが形成された基体と、凹部２ａの底面２ｂに載置
され、上面の中央部に受光部３ａが設けられているとと
もに外周部に電極４が形成された光半導体素子３と、上
側主面の凹部２ａの周囲の略全周に設けられた樹脂層７
と、樹脂層７の上部で接着されて光半導体素子３を封止
する透光性蓋体８とを具備し、凹部２ａの底面２ｂの光
半導体素子３の周囲に、縦断面形状が略四角形であり、
光半導体素子３の上面以下の高さを有するとともに上面
10が外側面側に向かって低くなるように傾斜している光
吸収性部材９が設けられている。
【００１６】この光半導体装置１を構成する基体２はセ
ラミックス等からなり、基体２の底板部の上面の外周部
に、別体の枠状の側壁部２ｃが設けられている。基体２
の底板部と側壁部２ｃとは一体的に形成されていてもよ
い。また、基体２の凹部２ａの底面２ｂの外周部には電
極パッド５が設けられている。
【００１７】光半導体素子３は基体２の底面２ｂに載置
され接着固定されており、光半導体素子３の上面の外周
部には電極４が設けられている。電極４と電極パッド５
とは、Ａｕ，Ａｌ等からなるボンディングワイヤ６によ
り電気的に接続される。また、透光性蓋体８が樹脂層７
を介して基体２の側壁部２ｃの上面に接着固定される。
【００１８】本発明の光吸収性部材９は、光半導体素子
３の受光感度波長領域、即ち可視光波長領域から不可視
光波長領域にわたる波長領域のうち光半導体素子３が作
動する波長領域の光の90％以上を吸収するもの（反射率
が10％以下のもの）が好ましい。光の吸収が90％未満で
は、光半導体装置１内部の乱反射光が光半導体素子３の
受光部３ａに入り込み易くなって光半導体装置１の受光
特性が劣化する傾向にある。
【００１９】光吸収性部材９の形状は光半導体素子３の
周囲の略全周を囲むような枠状体であり、縦断面形状は
略四角形であり、また光吸収性部材９の高さｆは光半導
体素子３の上面以下である。なお、光吸収性部材９は完
全な枠状体でなくてもよく、分割された部分を枠状に配
置した構成、または光半導体素子３の周囲の一部に配置
した構成であってもよい。
【００２０】光吸収性部材９の高さｆが光半導体素子３
の上面より高くなると、光半導体素子３と基体２の電極
パッド５を電気的に接続するボンディングワイヤ６に光
吸収性部材９が接触して光半導体素子３が正常に作動し
にくくなる。具体的には、光半導体素子３の高さｆが一
般に700μｍ程度であることから、光吸収性部材９の高
さｆは150〜700μｍが好ましい。150μｍ未満の場合、
光吸収性部材９を固定するための接着剤１１が光吸収性
部材９上面へ這い上がり、その接着剤によって外部より
入射する光の乱反射が発生し、その結果光半導体装置１
をカメラ等に組み込んだ場合画像の取り込みに不具合が
生じ易くなる。700μｍを超える場合、光半導体素子３
と基体２の電極パッド５を電気的に接続するボンディン
グワイヤ６に光吸収性部材９が接触して光半導体素子が
正常に作動しにくくなる。
【００２１】より好ましくは、光吸収性部材９の高さｆ
は、光半導体素子３の高さの１／２以上であり光半導体
素子３の上面より低いことがよい。これにより、光の乱
反射を確実に抑制することができ、またボンディングワ
イヤ６への光吸収性部材９の接触を確実に防ぐことがで
きる。
【００２２】また、光吸収性部材９は上面10が外側面側
に向かって低くなるように傾斜している形状であり、例
えば図２に示すように上面10が漸次傾斜した形状、上面
10が上に凸の曲面とされて傾斜した形状、上面10がくぼ
んだ曲面とされて傾斜した形状、上面10が複数の平面か
らなるとともに傾斜した形状等の種々の形状とすること
ができる。
【００２３】図２の場合、光吸収性部材９の上面10の傾
斜角度ｅは10°以上がよく、外側面の高さｇは50μｍ以
上が好ましい。傾斜角度ｅが10°未満であると、外部よ
り入射した光が光吸収性部材９でわずかな反射光を生じ
た場合、その反射光は光半導体素子３と反対側へ拡散さ
れにくくなり、またその反射光が光半導体装置１内部で
乱反射した場合に、乱反射光が光半導体素子３の受光部
３ａに入り込んで光半導体装置１の受光特性が劣化し易
くなる。なお、傾斜角度ｅは実際上90°を超えることは
ないため、90°未満となるが、光吸収性部材９の内側面
の高さｆが上記のように最高で700μｍ程度、光吸収性
部材９の外側面の高さｇが50μｍ以上がよく、光吸収性
部材９の幅ｂが100μｍ以上がよいことから、傾斜角度
ｅは好ましくは最高で81°程度となる。
【００２４】また、高さｇが50μｍ未満の場合、光吸収
性部材９を接着剤12で接着固定する際に接着剤12が光吸
収性部材９の上面10に這い上がってしまい、上面10に付
着した接着剤12の部分で入射光の乱反射が生じることと
なる。なお、光吸収性部材９の内側面の高さｆが最高で
700μｍ程度がよく、傾斜角度ｅは最低で10°であり、
光吸収性部材９の幅ｂは100μｍ以上がよいことから、
高さｇは好ましくは最高で682μｍ程度となる。
【００２５】光吸収性部材９の設置場所は、基体２の凹
部２ａの底面２ｂで光半導体素子３の周囲であり、光吸
収性部材９が光半導体素子３に接触しないように隙間が
あることが好ましい。光吸収性部材９が光半導体素子３
に接触していると、光吸収性部材９の下面を固定するた
めの接着剤12が、毛細管現象により光吸収性部材９の側
面と光半導体素子３の側面との間の僅かな隙間を這い上
がって光吸収性部材９上面に達し、光吸収性を劣化させ
る場合がある。また、光半導体素子３を固定するための
接着剤11が、同様に毛細管現象により光吸収性部材９の
側面と光半導体素子３の側面との間の僅かな隙間を這い
上がって光半導体素子３の上面に達した場合、光半導体
素子３の上面に形成されている電気回路が正常に作動し
ない場合がある。
【００２６】具体的には、図２に示すように、光半導体
素子３の側面と上面に電極パッド５が形成された枠状の
階段部５ａとの間の間隔をａとしたときに、光吸収性部
材９の幅ｂは間隔ａの60〜90％であるのがよく、光半導
体素子３の側面と光吸収性部材９との間隔ｃおよび光吸
収性部材９と階段部５ａとの間隔ｄは、上記の理由から
それぞれ100〜500μｍが好ましい。100μｍ未満の場
合、間隔ａに対する光吸収性部材９の幅の占有率が90％
を超えて、接着剤11，12が光半導体素子３と光吸収性部
材９との間および光吸収性部材９と階段部５ａとの間を
這い上がり、光半導体素子３の上面および光吸収性部材
９の上面に達した場合、接着剤11が導電性を有している
場合には光半導体素子３上面の回路配線パターンを短絡
させて光半導体素子３が正常に機能しないといった問題
が生じる。500μｍを超える場合、間隔ａに対する光吸
収性部材９の占有率が60％未満に低下し、外部より入射
する光の乱反射によって光半導体装置１の輝度むらが８
％を超え、光半導体装置１で受像した画像が劣化すると
いった問題が生じ易くなる。
【００２７】なお、光吸収性部材９を設置する際は、エ
ポキシ系樹脂，シリコーン系樹脂，ポリエーテルアミド
系樹脂等から成る接着剤を用いて固定し、光半導体素子
３と光吸収性部材９のいずれか一方を先に接着固定し、
次に他方を接着固定しても良いし、光半導体素子３を搭
載する際に同じ接着剤で同時に光吸収性部材９を接着固
定してもよい。
【００２８】また光吸収性部材９は、上面を含む上部の
気孔率を10乃至50％としておくことが好ましい。気孔率
が10％未満の場合、多孔質となっている光吸収性部材９
の上部の表面状態が緻密になるため、わずかな反射光を
生じるおそれがある。また、気孔率が50％を超える場
合、光吸収性部材９の高さが低く全体が多孔質材料から
成る場合、気孔が連なって上面と下面との間を貫通する
貫通孔が形成されることがある。貫通孔が形成される
と、一部の光がその貫通孔を通過し、光吸収性部材９を
接着する接着剤12の部分で反射光を生じ、その反射光が
光半導体装置１内部で乱反射する。その結果、反射光が
光半導体素子３の受光部３ａに入り込んで光半導体素子
３が正常に作動しないことがあるという問題を生じやす
くなる。
【００２９】このような、上部の気孔率が10乃至50％の
光吸収性部材９は、例えば、光吸収性部材９の本体部分
が有機樹脂，金属，セラミックス等の無機材料から成
り、その上面にセラミックス等の多孔質材料から成る上
部を接合することによって構成される。または、光吸収
性部材９の全体が気孔率10乃至50％のセラミックス等の
多孔質材料から成っていてもよい。
【００３０】光吸収性部材９の上部の気孔率が10乃至50
％の表層の厚さは、光吸収性部材９の厚さ（高さ）ｇの
１／３以上の厚さを有することが好ましい。１／３未満
では、光吸収性部材９の上部の表面状態が緻密になり易
くなるため、わずかな反射光を生じるおそれがある。
【００３１】光吸収性部材９の材料は、樹脂等の有機材
料、セラミックス等の無機材料が良く、有機材料の場
合、透光性蓋体８の下面の外周部に接着されて光半導体
装置１を封止する樹脂層７の封止温度200℃程度によっ
て軟化や融解を起こさない材料が好ましい。即ち、樹脂
層７として熱硬化性接着剤を用いた場合、その封止温度
は一般に200℃程度であり、光吸収性部材９は透光性蓋
体８の接着時に200℃で軟化や融解を起こさないような
耐熱性があることが必要となる。
【００３２】光吸収性部材９が有機材料から成る場合、
アクリル系樹脂，エポキシ系樹脂，シリコーン系樹脂，
ポリエーテルアミド系樹脂等から成り、光吸収性を付与
するために、例えば黒色，茶褐色，暗緑色，濃青色（紺
色）等の暗色系の染料や顔料を混入させる。顔料として
は、カーボン，チタン，酸化鉄等またはこれらの２種以
上の混合物がよく、この場合黒色系の顔料となり最も光
吸収性に富むものとなる。また、アルミナ等の粒子を用
いることもでき、これはＣｒ等を混入することで濃紫色
となる。
【００３３】顔料等の粒子を用いる場合、光吸収性部材
９の全固形成分に対する含有量は0.1〜10重量％がよ
く、0.1重量％未満では着色が困難であり、10重量％を
超えると、それ以上の色調の変化は現れにくくなり光吸
収性の効果はほとんど変わらない。逆に、顔料の含有率
の増大に伴い光吸収性部材９の加工性が劣化する傾向に
ある。例えば、切断加工によって切断面にバリ，ダレ等
が発生したり、加工による光吸収性部材９の変形等が生
じ易くなる。
【００３４】また、顔料等の粒子の平均粒径は約0.05〜
１μｍがよく、0.05μｍ未満では粒子が凝集して分散性
が低下し易くなる。１μｍを超えると、光吸収性部材９
に顔料による色調のムラが生じて光吸収性が劣化する傾
向がある。即ち、半導体素子３の輝度むらが高くなる傾
向がある。
【００３５】染料を用いる場合、ゼラチン，グリュー，
ガゼイン等の天然樹脂またはアミン変性ポリビニルアル
コール等の合成樹脂から成る染料基材を酸性染料等の染
料で染色して、それを樹脂に混入させることにより着色
し得る。
【００３６】また、光吸収性部材９の表面での光の反射
や散乱を抑制するために、艶消し剤を含有させてもよ
い。
【００３７】また無機材料の場合は、ＦｅやＡｌを主成
分とする合金を素材とし、黒Ｃｒ処理、及び黒アルマイ
ト処理等の光を反射し難い表面処理を施したものや、ア
ルミナ（Ａｌ2Ｏ3）セラミックス，窒化アルミニウム
（ＡｌＮ）セラミックス，炭化珪素（ＳｉＣ）セラミッ
クス，窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）セラミックス，ガラスセラ
ミックス等のセラミックスでも良い。但し、セラミック
スの場合、光吸収性部材９としての役割から暗色系のセ
ラミックス、例えば黒色セラミックス（Ｍｏを含有）や
赤紫色セラミックス（Ｍｎを含有）等が好ましい。
【００３８】本発明の基体２は、アルミナセラミック
ス，窒化アルミニウムセラミックス，炭化珪素セラミッ
クス，窒化珪素セラミックス，ガラスセラミックス等の
セラミックス、またはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎ
ｉ合金，Ａｌ，Ｃｕ等の金属から成る。
【００３９】また、熱膨張係数差による熱応力の発生を
防ぐといった点で、側壁部２ｃも基体２と同様の材料か
ら成るのがよい。基体２の上側主面には、光半導体素子
３を収容し底面２ｂに載置するための凹部２ａが形成さ
れており、凹部２ａの底面２ｂの外周部に電極パッド５
が設けられている。この電極パッド５は、基体２の側壁
部２ｃ外面および基体２の下側主面等に形成されたメタ
ライズ層等から成る配線パターンやリード端子等（図示
せず）を介して外部電気回路等に接続される。
【００４０】光半導体素子３は、その上面の中央部に受
光部３ａが設けられており、その上面の受光部３ａの周
囲である外周部には、入出力用の電極４が設けられてい
る。光半導体素子３は、ＰＤ，ラインセンサ，イメージ
センサ，ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＥＰＲＯ
Ｍ（Erasable and Programmable ＲＯＭ）等の受光素
子、またはこれらの受光部を有する光半導体素子であ
る。
【００４１】樹脂層７は、アクリル系樹脂，エポキシ系
樹脂，シリコーン系樹脂，ポリエーテルアミド系樹脂等
から成る。この樹脂層７は、余計な外光の入射を遮断す
るために、上記したような黒色，茶褐色，暗緑色，濃青
色等の暗色系の顔料や染料を混入させてもよい。
【００４２】
【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。
【００４３】（実施例１）まず、光半導体素子３として
イメージセンサ素子、アルミナセラミックスから成る基
体２、ガラスから成る透光性蓋体８、Ａｕから成るボン
ディングワイヤ６、光吸収性部材９としてＦｅを主成分
としたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金の表面を黒Ｃｒ処理を施し
たものを用い、基体２と光半導体素子３をエポキシ樹脂
から成る接着剤11で接着固定し、凹部２ａの底面２ｂで
光半導体素子３の周囲に枠状の光吸収性部材９をエポキ
シ樹脂から成る接着剤12で接着固定した。このとき、光
吸収性部材９は、図２に示すように上面10が外側面側に
向かって低くなるように漸次傾斜しており、上面10の傾
斜角度ｅが５°，10°，45°，80°である４種のものを
用いた。また、光半導体素子３の電極４と基体２の電極
パッド５とをボンディングワイヤ６によって電気的に接
続した。その後、基体２と透光性蓋体８とをエポキシ樹
脂から成る接着層７で接着封止することにより、本発明
の光半導体装置１（サンプルＡ）を４種作製した。
【００４４】また比較例１として、上記実施例１と同じ
光半導体素子３、基体２、透光性蓋体８、ボンディング
ワイヤ６を具備し、光吸収性部材９として縦断面形状が
略四角形で上面が傾斜していないものを用い、サンプル
Ａと同様にしてサンプルＢを作製した。
【００４５】さらに比較例２として、上記実施例１と同
じ光半導体素子３、基体２、透光性蓋体８、ボンディン
グワイヤ６を具備し、光吸収性部材として光半導体素子
３の上面より高い位置にあるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から
なる遮光板109を設置することにより、従来構成（図
４）の光半導体装置101（サンプルＣ）を作製した。な
お、遮光板109の設置は、凹部102ａの底面102ｂの外周
部に枠状の階段部をセラミック積層法や別途作製して形
成し、その階段部上に遮光板109を接着することによっ
て行なった。
【００４６】そして、サンプルＡ，Ｂ，Ｃについて実際
に画像を取り込み、輝度むら特性をイメージテスタを用
いて測定し、各サンプルの輝度むらが何％であるかを求
めた。その測定結果を表１に示す。なお、輝度むらの値
は全ての光半導体素子３の受光感度が同じであるとみな
した場合の値であり、実際に全ての光半導体素子３は同
じ製品であることからそれらの受光感度は実質的に同じ
である。
【００４７】
【表１】
【００４８】表１より、サンプルＢの輝度むらが１〜２
％程度であり、サンプルＣの輝度むらが平均して約５％
であったのに対し、本発明のサンプルＡは輝度むらが１
％以内に抑えられており、本発明の光半導体装置１が優
れた輝度むら特性を有していることが確認できた。
【００４９】（実施例２）次に、イメージセンサ素子か
ら成る光半導体素子３、アルミナセラミックスから成る
基体２、ガラスから成る透光性蓋体８、Ａｕから成るボ
ンディングワイヤ６を用い、また光吸収性部材９として
高さｇが0.6ｍｍで多孔質の上部の厚さが0.25ｍｍであ
って、上部の気孔率が10％，20％，30％，40％，50％の
５種の多孔質のアルミナセラミックスから成るものを用
いた。
【００５０】また、基体２の凹部２ａの底面２ｂの中央
部に光半導体素子３をエポキシ樹脂から成る接着剤11で
接着し、底面２ｂの光半導体素子３の周囲に枠状の光吸
収性部材９をエポキシ樹脂から成る接着剤12で接着し
た。また、光半導体素子３の電極４と基体２の電極パッ
ド５とをボンディングワイヤ６によって電気的に接続し
た。その後、基体２と透光性蓋体８とをエポキシ樹脂か
ら成る樹脂層７で接着封止することにより、本発明の光
半導体装置１（サンプルＡ）を５種作製した。
【００５１】また比較例１として、上記実施例２と同じ
光半導体素子３、基体２、透光性蓋体８、ボンディング
ワイヤ６、接着層７および透光性蓋体８を具備し、光吸
収性部材９として上部の気孔率が５％，60％の２種の多
孔質のアルミナセラミックスから成るものを用い、サン
プルＡと同様にしてサンプルＢを２種作製した。
【００５２】さらに比較例２として、上記実施例２と同
じ光半導体素子３、基体２、透光性蓋体８、ボンディン
グワイヤ６、接着層７および透光性蓋体８を具備し、光
吸収性部材９として光半導体素子３の上面より高い位置
に上面があるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなる遮光板109
を設置することにより、従来構成（図４）の光半導体装
置101（サンプルＣ）を作製した。なお、遮光板109の設
置は、凹部102ａの底面102ｂの外周部に枠状の段部をセ
ラミック積層法や別途作製して形成し、その段部上に遮
光板109を接着することによって行なった。
【００５３】そして、サンプルＡ，Ｂ，Ｃについて実際
に画像を取り込み、輝度むら特性をイメージテスタを用
いて測定し、各サンプルの輝度むらが何％であるかを求
めた。その測定結果を表２に示す。なお、輝度むらの値
は全ての光半導体素子３の受光感度が同じであるとみな
した場合の値であり、実際に全ての光半導体素子３は同
じ製品であることからそれらの受光感度は実質的に同じ
である。
【００５４】
【表２】
【００５５】表２より、サンプルＢの輝度むらが１〜２
％程度であり、サンプルＣの輝度むらが平均して約５％
であったのに対し、サンプルＡの輝度むらは１％以内に
抑えられており、本発明の光半導体装置１は優れた輝度
むら特性を有していることが確認できた。
【００５６】なお、本発明は上記実施の形態および実施
例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲であれば種々の変更は可能である。
【００５７】
【発明の効果】本発明の光半導体装置は、上側主面に凹
部が形成された基体と、凹部の底面に載置され、上面の
中央部に受光部が設けられているとともに外周部に電極
が形成された光半導体素子と、上側主面の凹部の周囲の
略全周に設けられた樹脂層と、樹脂層の上部で接着され
て光半導体素子を封止する透光性蓋体とを具備し、凹部
の底面の光半導体素子の周囲に、縦断面形状が略四角形
であり、光半導体素子の上面以下の高さを有するととも
に上面が外側面側に向かって低くなるように傾斜してい
る光吸収性部材が設けられていることにより、光半導体
装置内の光半導体素子部に外部より入射する光の一部
が、光半導体素子の側面や光半導体素子を固定するため
の接着剤等で反射し、その反射光が光半導体装置内部で
乱反射して光半導体素子の受光部に入り込むのを抑制し
て、光半導体装置の受光特性を良好にすることができ
る。その結果、光半導体装置をカメラ等に組み込んだ場
合、画像の取り込みに不具合が生じるといった問題が解
消される。
【００５８】また、光吸収性部材の上面が外側面側に向
かって低くなるように傾斜していることから、光半導体
装置内の光半導体素子部に外部より入射する光の一部
が、光吸収性部材の表面状態や光吸収性部材への入射角
によってわずかな反射光を生じた場合、その反射光は光
半導体素子と反対側に拡散される。そのため、光吸収性
部材で生じた反射光が光半導体素子の受光部に入り込む
のを防止することができ、またその反射光が光半導体装
置内部で若干乱反射したとしても、まず光半導体素子と
反対側へ向かうため受光部へ達した場合にも十分に減衰
させることができる。従って、光半導体装置の受光特性
を良好なものとすることができ、また、光半導体装置を
カメラ等に組み込んだ場合に画像の取り込みを良好に行
なうことができる。
【００５９】本発明の光半導体装置は、好ましくは、光
吸収性部材の上面を含む上部の気孔率が10乃至50％であ
ることから、光吸収性部材の上面が適度な粗面となり、
光吸収性部材の上面で光の反射を効果的に抑えることが
できるとともに、多孔質となっている光吸収性部材の上
部で光を吸収および散乱することができ、光半導体装置
の受光特性をより一層良好なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光半導体装置について実施の形態の一
例を示す断面図である。
【図２】図１の光半導体装置における光吸収性部材の部
分（Ａ部）の拡大断面図である。
【図３】図１の光半導体装置の平面図である。
【図４】従来の光半導体装置の一例を示す断面図であ
る。
【図５】図４の光半導体装置の平面図である。
【符号の説明】
１：光半導体装置 ２：基体 ２ａ：凹部 ２ｂ：底面 ２ｃ：側壁部 ３：光半導体素子 ３ａ：受光部 ４：電極 ５：電極パッド ６：ボンディングワイヤ ７：樹脂層 ８：透光性蓋体 ９：光吸収性部材 10：傾斜面 11，12：接着剤

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上側主面に凹部が形成された基体と、前
    記凹部の底面に載置され、上面の中央部に受光部が設け
    られているとともに外周部に電極が形成された光半導体
    素子と、前記上側主面の前記凹部の周囲の略全周に設け
    られた樹脂層と、該樹脂層の上部で接着されて前記光半
    導体素子を封止する透光性蓋体とを具備した光半導体装
    置であって、前記凹部の底面の前記光半導体素子の周囲
    に、縦断面形状が略四角形であり、前記光半導体素子の
    上面以下の高さを有するとともに上面が外側面側に向か
    って低くなるように傾斜している光吸収性部材が設けら
    れていることを特徴とする光半導体装置。
  2. 【請求項２】 前記光吸収性部材は、上面を含む上部の
    気孔率が１０乃至５０％であることを特徴とする請求項
    １記載の光半導体装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007282110A (ja) * 2006-04-11 2007-10-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 映像入出力装置
CN102903724A (zh) * 2011-07-27 2013-01-30 索尼公司 固态摄像设备
JP2014241376A (ja) * 2013-06-12 2014-12-25 住友電気工業株式会社 イメージセンサ
JP2015162506A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 京セラ株式会社 撮像素子実装用基板及び撮像装置

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