JP5140895B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は受光素子用パッケージ及び固体撮像装置に関し、より詳細には(受光領域に入射する入射光以外の)ノイズ成分となる散乱光や漏光(これを総称して迷光と称す)の発生を防止し、又は、迷光が受光素子に入射することを防止する固体撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体受光素子は、光を受けて電気信号を出力する素子であり、光センサ、固体撮像素子などとして近年広い分野で使用されている。
【0003】
ところで、このような受光素子は、一般に、受光素子用のパッケージに収納されて使用される。図10は、従来の受光素子用のパッケージであり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A'部における断面図である。なお、(a)において
は透明ガラスカバーを省略して描いている。
【0004】
図から理解されるように、受光素子用のパッケージ100は大きく分けて、受光素子130を収納する収納容器110と、これを封止するための透明ガラスカバー120から成る。
【0005】
収納容器110の中央には凹部が設けられている。これは、受光素子130を収納し固定するためであり、キャビティ部111と称されている。キャビティ部111の外周には内部端子112が配置される。これは、端子113と電気的に接続されている。
【0006】
受光素子130には、入射光を光電変換して信号電荷を生成する受光領域132と、信号電荷に対応する電気信号を出力するための接続電極131が配置されている。
【0007】
受光素子130は、キャビティ部111内の所定位置に接着される。そして、受光素子130の接続電極131と、収納容器110の内部端子112とが、金属細線140によって電気的に接続される。このため、受光素子130から出力された電気信号は、接続電極131、金属細線140、内部端子112の順に通って端子113に導かれる。
【0008】
金属細線140で接続された後、収納容器110は、光を透過する透明ガラスカバー120で封止される。これは、受光素子130を機械的な衝撃や酸素等による劣化から保護するためである。接続電極131を含む受光素子130の周辺部と金属細線140及び内部端子112の上部に相当する透明ガラスカバー120の外周部には、黒色顔料や金黒などによる光吸収層121が形成されている。この光吸収層121は遮光膜として働き、パッケージ100の外部から受光素子130の周辺部や端部に光が直接入射するのを防止したり、入射光が金属細線140に照射し散乱光が発生するのを防止する。また、光を吸収する性質があるので、入射光が受光素子130の表面で反射してこの反射光が漏光となって再度透明ガラスカバー120の内側表面で反射し受光素子130の周辺部や端部に入射するのを防止する。これらの直接入射光、散乱光、反射光は、受光素子130が生成する電気信号に対してノイズとして作用する。従って、光吸収層121は、ノイズを低減するために形成されていると言える。
【0009】
光吸収層121の代わりに薄い金属板で形成された遮光板を透明ガラスカバー120と受光素子130の間に配置させることも周知である。ここでは、ノイズとして作用する光を遮るために配置される膜や金属板を遮光部材と称する。なお、ノイズとして作用する光をここでは迷光と称する。
【0010】
このように、受光素子用パッケージ100は、収納容器110に受光素子130を収納させ透明ガラスカバー120にて封止することにより、外部酸素の侵入防止とそれによる受光素子耐久性向上、及び、不必要な光の侵入防止とそれによるノイズの低減という目的を合わせ持つ。
【0011】
なお、ここでは、一般的な受光素子を搭載するパッケージにて説明した。しかし、受光素子を固体撮像素子に置き換えて、これをパッケージに搭載し封止すれば固体撮像装置となる。この場合、上記の受光領域は、有効画素が配列される部位に相当する。また、固体撮像装置において、このような目的で配置された遮光部材は、フレア防止板、フレア防止用のシールド材と称せられており、特開昭63-12046号公報や実開平5-38916号公報などで開示されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の受光素子用パッケージは不必要な光を遮光しているにも係わらず、これに搭載した受光素子は、本来生じ得ないはずの光信号(以下偽信号と称す)を出力するという問題点があった。特に固体撮像素子を搭載した固体撮像装置においては、フレアが発生することがあるという問題点があった。
【0013】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、フレアが低減された固体撮像装置を提供する。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の偽信号の原因が斜め入射光による散乱光にあることを突き止め本発明を成すに至った。ここで、図面を参照しながら偽信号の原因を説明する。図11は、従来の受光素子用パッケージの部分断面図である。本図に示すように受光素子130と収納容器110とは、ある高さhを有する金属細線140で接続される。この金属細線140は機械的な衝撃に弱い。このため透明ガラスカバー120は、金属細線140に接触せぬように配置する。従って、光吸収層121を有する透明ガラスカバー120と受光素子130との間隔Hは、金属細線140の高さh以下にはならず(H>h)、必ず有限の値を有することになる。
【0015】
ところで、光吸収層121は、図11の符号150の矢印で示した方向から光が侵入せぬように設計されている。前述の通り、迷光には直接入射光、散乱光、反射光があるが、このうち最も強く、最もノイズとして大きく作用するのは、直接入射光である。このため、従来の光吸収膜121は、150の矢印の方向からの光を遮断することを考慮して設計されている。
【0016】
しかし、実際には斜め方向から入射する光があった。図11では理解を促すために、斜め入射光151の極端な例を示している。そして、上記のように透明ガラスカバー120と受光素子130との間に間隔Hがあれば、斜入射光の一部が受光素子表面で反射されて金属細線140を照射して散乱光S1が発生するのである。
【0017】
また、上記のように受光素子表面で反射された反射光の一部が、収納容器110の内部を照射して散乱光S2が発生したり、あるいは金属細線140での散乱光S1が更に収納容器110の内部で散乱して散乱光S3が発生することもある。
【0018】
そのような散乱光S1〜S3は、受光素子130の端部や周辺部に入射し、受光素子内部に光生成電荷を発生させる。そして、これらの光生成電荷が受光素子内部を拡散し、受光素子130の受光領域132に達することにより、偽信号になっていたのである。また、受光素子130が固体撮像素子であるなら、S1はダイレクトに固体撮像素子の受光領域132に達し、これによりフレアが発生していたのである。
【0033】
従って、請求項1に記載の発明は、入射光に応じた信号電荷を生成する複数の画素を有する画素領域と前記信号電荷に対応する電気信号を出力するための接続電極が配置される周辺回路と前記画素領域と前記周辺回路との間に配置されるガードリング領域またはオプチカルブラック領域とを有する固体撮像素子と、前記接続電極と電気的に接続するための内部端子を有し前記固体撮像素子を収納して前記接続電極と前記内部端子とを金属細線によって電気的に接続して前記電気信号を外部に出力する収納容器と、前記収納容器を封止し光学的に透明なカバーと、前記固体撮像素子と前記カバーとの間に配置され入射光を前記画素領域に導くとともに入射光を反射させて前記ガードリング領域または前記オプチカルブラック領域に導く端部を有する開口部と少なくとも前記金属細線の上部を覆う第1領域と前記固体撮像素子の近傍であって前記第1領域とは異なる平面上に配置され且つ内側が前記開口部に隣接する第2領域とを有し前記第1領域及び前記第2領域が一体化された遮光部材と、を備え前記入射光の固体撮像素子表面に対する入射角をθとし、前記固体撮像素子の表面から前記第2領域の上部表面までの距離をtとし、前記複数の画素が配置された画素領域から前記開口部の端部までの距離をdとした場合、「tanθ<d/t」の式を満たすことを特徴とする。
【0034】
第1領域は、金属細線上部を覆うので入射光が金属細線に入射してフレアを発生することを防止する。また、第2領域は、固体撮像素子表面の近傍に配置されるので、図11に示したような固体撮像素子表面からの反射光が収納容器内部に入射することを低減する。
【0035】
また、請求項12の発明は、請求項10又は請求項11のいずれかに記載の固体撮像装置において、前記第2領域は、幅が0.5mm以上であることを特徴とする。本発明の遮光部材を金属のプレス加工で形成すれば、開口部と第1,2領域を一度の処理で形成できるのでより好ましい。この場合、第2領域の幅が0.5mm以上あると、開口部の形状が安定する。
【0036】
また、請求項13の発明は、請求項10又は請求項11のいずれかに記載の固体撮像装置において、前記入射光の固体撮像素子表面に対する入射角をθとし、前記固体撮像素子の表面から前記第2領域の上部表面までの距離をtとし、前記複数の画素が配置された画素領域から前記開口部の端部までの距離をdとした場合、tanθ<d/tの式を満たすことを特徴とする。
【0037】
遮光部材がテーパー部を有するか、または、遮光部材の一部が固体撮像素子表面の近傍まで配置される構成ならば、迷光のほぼ全量を遮断することが可能となる。しかし、近年の固体撮像装置は、更なるノイズ低減を要求されている。このため、開口部の端部から反射される極めて僅かな迷光さえも低減するのが好ましい。
【0038】
請求項1の構成により、入射光は遮光部材の開口部端部で反射しても画素領域には達することができない。従って、入射光が遮光部材の開口端面で反射して画素領域に入射することを確実に防止することが可能となる。
【0039】
また、前記遮光部材の第1領域と第2領域との間にテーパー部を設ける場合、前記入射光の固体撮像素子表面に対する入射角をθとし、前記テーパー部表面と前記固体撮像素子の法線との成す角度をθ’とし、前記第1領域の上面から前記第2領域の上面までの距離をaとし、前記第2領域の幅をbとすると、「tan(2θ’+θ)<(b/a)+tanθ’」の式を満たすことを特徴とする。
【0040】
第1領域と第2領域とを一体的に接続するテーパー部に入射した入射光は反射する。しかし、上記の構成により、反射した光は、画素領域に達することができない。従って、入射光がテーパー部で反射して画素領域に入射することを確実に防止することが可能となる。
【0041】
また、前記遮光部材は、熱膨張率が17.3×10-6/K以下の特性を有するステンレス材料により形成されていることを特徴とする。
【0042】
遮光部材は、画素に迷光が入射するのを防止するために配置される。よって、遮光部材の開口部は、固体撮像素子の画素領域と位置を合わせて固定される。しかしながら、パッケージに組み立てられた後に遮光部材が環境温度によって、膨張・収縮してしまうと信頼性が損なわれてしまう恐れがある。熱膨張率が17.3×10-6/K以下であるステンレスならば、上記の懸念が低減される。
【0043】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
[実施形態1]
図1は、本発明の実施形態1に係る受光素子用パッケージ1の断面図であり、(a)は平面図、(b)はそのB−B'部における断面図である。
【0044】
本受光素子用パッケージ1は、受光素子30を収納する収納容器10と、テーパー部51を有する遮光部材50と、これらを封止するための透明ガラスカバー20を有している。なお、図1(a)においては、透明ガラスカバー20と遮光部材50の図示を省略している。
【0045】
収納容器10の中央には受光素子30を収納し固定するためのキャビティ部11が設けられている。キャビティ部11の周囲には端子13と電気的に接続されている内部端子12が配置される。さらにその周囲には遮光部材50を固定するための棚部14が設けられる。
【0046】
受光素子30には入射光を光電変換して信号電荷を生成する受光領域32と、信号電荷に対応する電気信号を出力するための接続電極31が配置されている。そして、接続電極31と内部端子12は、金属細線40にて電気的に接続される。
【0047】
図2(a)は、遮光部材50の斜視図である。遮光部材50は、受光素子30の受光領域32に入射光を導く開口部52と、テーパー部51を有し、透明ガラスカバー20と受光素子30の間に配置される。
【0048】
開口部52は、受光領域32と同等かやや大きめに開けられる。テーパー部51は、緩やかな斜面をなしており受光素子30近傍のキャビティ部11まで延在する。一方、遮光部材50の周囲の平坦部は、収納容器10の棚部14に載せられて固定される。このため、遮光部材50は、金属細線40、内部端子12、受光素子30周辺部の上部を覆うような形状になっている。
【0049】
次に、本実施形態のパッケージ1に受光素子30を実装する手順を説明する。まず受光素子30を収納容器10内のキャビティ部11に接着固定する。次に、受光素子30の接続電極31と収納容器10の内部端子12とを金属細線40で電気的に接続する。更に遮光部材50を収納容器10の棚部14に固定することにより、受光素子30近傍のキャビティ部11までテーパー部51を配置する。このとき、開口部52は、受光素子30の受光領域32上に設けられるように遮光部材50を固定する。最後に光を透過する透明ガラスカバー20で封止する。内部は、真空にしても、或いは窒素などの不活性ガスで充填してもよい。
【0050】
このような、本実施形態の受光素子用パッケージ1は、遮光部材50を受光素子30と透明ガラスカバー20の間に配置することにより、斜め入射光が受光素子30表面から金属細線40や収納容器10内部へ反射されるのを防止することができる。つまり、受光素子30表面からの反射光は、テーパー部51を有する遮光部材50によって遮られて、金属細線40や収納容器10の内部に達しない。このため、従来通りの遮光効果の他、斜め入射光が原因である迷光の発生やそれによる偽信号も防止することが可能となる。
【0051】
また、遮光部材50に黒色塗料や金黒などの光吸収層を配置させれば、受光素子30表面からの反射光が遮光部材50に照射されても、それすら吸収してしまうので、さらに好ましい。
【0052】
このような光吸収層を設けるなら、テーパー部は、緩やかな斜面に限定されず、図2(b)に示すようにテーパー部51’をほぼ垂直な角度にして開口部を形成してもよい。テーパー部51’をこのようにすれば、遮光部材の加工が容易となる。但し、緩やかな斜面にしたテーパー部51よりもテーパー部に反射光が照射される光量が増大する。しかし、光吸収層が設けられているため、それによる散乱光は生じ得ない。
【0053】
また、受光素子30を固体撮像素子に置き換えて、本実施形態のパッケージ1に搭載し封止すれば固体撮像装置となるが、この固体撮像装置は、フレアが発生しない。
[実施形態2]
図3は、本発明の実施形態2に係る固体撮像装置2の断面図である。遮光部材61の形状は、実施形態1(図2(a)参照)と同じであるが、本実施形態では透明ガラスカバー60と遮光部材61が一体化されている。また、受光素子30に代えて固体撮像素子33を組み込んで固体撮像装置2を成している。
【0054】
本実施形態の固体撮像装置2を実装する場合には、まず固体撮像素子33を収納容器10内のキャビティ11に接着固定する。次に、金属細線40で接続電極31と内部端子12とを電気的に接続する。最後に、遮光部材61が一体化された透明ガラスカバー60を封止する。このように、本実施形態の固体撮像装置2は、透明ガラスカバー60に遮光部材61が一体化されているので、組立工程が簡略化され、製造が容易になる。
【0055】
また、本実施形態の遮光部材61は、カーボンファイバーのような弾性体にて造られている。このため、実装時に固体撮像素子表面に損傷を加えることなく確実に開口部端部を固体撮像素子表面に接触させることが可能となる。素子表面に接触させて遮光部材を配置させれば、迷光を確実に遮光することが可能となるので、より好ましい。
【0056】
なお、本実施形態においても実施形態1のパッケージ1と同様に、テーパー部62を固体撮像素子33表面に対して垂直に配置させても、遮光部材61に光吸収層を配置させても良い。
[実施形態3]
図4は本発明の実施形態3に係る固体撮像装置3であり、(a)はその部分断面図、(b)は遮光部材71と金属バンプ73が一体化された透明ガラスカバー斜視図である。
【0057】
遮光部材71が透明ガラスカバー70と一体化されている点は、実施形態2の固体撮像装置2と同様である。しかし、本実施形態の固体撮像装置3は、さらに、接続電極31と内部端子12とを電気的に接続するための金属バンプ73が透明ガラスカバー70に一体化されている。
【0058】
この金属バンプ73は、インジウムのような柔らかい導電部材からなる。従って、一つの金属バンプ73を接続電極31と内部端子12とアライメントして圧着させれば、接続電極31と内部端子12とは電気的に接続させることが可能となる。
【0059】
本実施形態の固体撮像装置3を実装するには、固体撮像素子34を収納容器10内のキャビティ11の所定位置に接着固定した後に遮光部材71と金属バンプ73が一体化された透明ガラスカバー70を封止すればよい。このようにすれば、金属細線による接続が不要となり、少ない工数で実装可能となる。
【0060】
このように本実施形態では少ない工数で実装が可能となるが、固体撮像装置3においては特に固体撮像素子表面上のゴミが不良原因となる。従って、実装時の工数が少なくなればそれだけゴミの発生確率も下がり歩留まりが向上し、その結果コストも下がるという効果がある。
【0061】
また、金属細線を使用する実装方法と比較すると、固体撮像素子34表面から透明カバーガラスまでの間隔を小さくすることが可能になり、固体撮像装置3の薄型化・小型化が図れるという効果もある。
【0062】
本実施形態においても、遮光部材71の開口部端部は固体撮像素子34の表面に接触しているため、斜め入射光の一部が固体撮像素子表面から収納容器内部へ反射されるのを防止することができ、偽信号やフレアが発生しない。
【0063】
また、本実施形態においても、テーパー部72を固体撮像素子34表面に対して垂直に配置させても、或いは遮光部材71に光吸収層を配置させても良い。
[実施形態4]
図5は本発明の実施形態4に係る固体撮像装置4であり、(a)は断面図、(b)はそのC部の拡大断面図である。
【0064】
本固体撮像装置4は、固体撮像素子35を収納する収納容器10と、テーパー部82を有する遮光部材80と、これらを封止するための透明ガラスカバー90を有している。なお、図5(b)においては、透明ガラスカバー90と収納容器10の図示を省略している。
【0065】
収納容器10の中央には固体撮像素子35が収納され固定される。収納容器10の内部には内部端子12が配置される。さらにその周囲には遮光部材80を固定するための棚部14が設けられる。
【0066】
固体撮像素子35は、その概略中央部に入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の画素を有する画素領域84(有効画素領域)、その周囲に信号電荷を走査するための周辺回路86、画素領域84と周辺回路86の間にはガードリング部(画素領域の外部に迷光が入射することによって生ずる電荷が、画素領域に流れることを防止する)やオプチカルブラックを配置する領域85、周辺部には信号電荷に対応する電気信号を出力するための接続電極31が配置されている。そして、接続電極31と内部端子12は、金属細線40にて電気的に接続される。
【0067】
遮光部材80は、第1領域81、テーパー部82、第2領域83を有し、固体撮像素子35と透明ガラスカバー90との間に固体撮像素子35とは非接触で配置される。第2領域の内側は隣接して開口部が配置されており、入射光は開口部を通って固体撮像素子35の画素領域84に導かれる。
【0068】
本実施形態において遮光部材80は、熱膨張率が17.3×10-6/K以下であるステンレスをプレス加工されて、第1領域、テーパー部82及び第2領域を一体形成した。熱膨張率が17.3×10-6/K以下であれば、環境温度が変化しても膨張・収縮が僅かであり、遮光部材80と固体撮像素子35の位置関係は、環境温度によって変化しない。このため、信頼性が向上する。なお、第2領域の幅は、0.5mm以上有ると加工が容易であり、且つ、開口部の形状が安定するのでより好ましい。
【0069】
第1領域81は、固体撮像素子35の表面と概略平行な平面部であり、一方の端(即ち外周部)が収納容器10の棚部14に固定される。第1領域の他方の端は、テーパー部82を介して第2領域83と連続的に繋がっている。テーパー部82は、なだらかな斜面となっている。第2領域83は、固体撮像素子35の表面と概略平行な平面である。このため、第2領域83は、第1領域とは異なる平面上に配置されることになる。
【0070】
ここでは、第1領域81の外周部を収納容器10の棚部14に固定した。しかし、これに限らず、第1領域を透明ガラスカバー90に固定してもよい。
第1領域81は、図5に示したように遮光部材80の金属細線40を覆うように配置される。このため、入射した光や各部からの反射光が金属細線40に達することを防止する。
【0071】
また、第2領域は、固体撮像素子35の表面に接近配置される。このため、斜め入射光が原因である迷光はより低減されるばかりでなく、テーパー部82で反射された光が画素領域84に入射することも防止される。図6は、斜め入射光がテーパー部82にて反射された光路を示す概念図である。第2領域を配置させることにより、テーパー部82で反射された光は、固体撮像素子表面には照射されにくくなる。なお、遮光部材80に黒色塗料や金黒などの光吸収層を配置させれば、さらに好ましいことは言うまでも無い。
【0072】
さらに、ここでは、遮光部材80の第1領域81の上面から第2領域の上面までの距離a、第2領域の幅b(図6参照)、固体撮像素子表面に対する入射角度θ、テーパー部82の表面と固体撮像素子35の法線との成す角度θ’の関係は、tan(2θ’+θ)<(b/a)+tanθ’の条件を満足させるものとした。これにより、テーパー部82からの反射光は、画素領域84には達しない。以下、図6の概念図を用いてこれを説明する。
【0073】
テーパー部82に入射した光は、反射して画素領域84に向かって進む。ここで角度αは、θ+θ’である。従って、a×tan(2θ’+θ)の値がb+cより小さいなら、テーパー部82で反射した光は画素領域84に達することは無い。cは、a×tanθ’であるから、上記の関係を式に表すと、a×tan(2θ’+θ)<b+a×tanθ’となる。従って、tan(2θ’+θ)<(b/a)+tanθ’の条件を満足する構成とすれば、テーパー部で反射した光が画素領域に入射することを確実に防止することが可能となる。
【0074】
また、ここでは、固体撮像素子35の表面から第2領域83の上部表面までの距離tと、画素領域(有効画素領域)84の端から遮光部材80の開口部端部までの距離d、及び入射光の入射角度θの関係は、tanθ<d/tの条件を満足させるものとした。これにより、開口部端部87からの反射光は、画素領域84には達しない。以下、図を用いてこれを説明する。
【0075】
図7は、遮光部材80の開口部端部87に斜め入射光が入射する状態を示した図であり、図5のC部拡大断面図である。なお、開口部端部87は、固体撮像素子35の表面に対してほぼ垂直であり、固体撮像素子35表面における法線の方向とほぼ一致する。
【0076】
反射部材80の開口部端部87に入射する光88は、開口部端部87にて反射されて固体撮像素子表面に向かって進む。開口部端部87から最も遠くまで反射される光は、第2領域83の上面に近い開口部端部87に入射する光である。その光が、開口部端部87から固体撮像素子35の表面に到達する距離Xは、X=t×tanθである。ここで、X<dならば、図7より明らかなように、開口部端部の反射光は、有効画素領域84まで到達することは出来ない。従って、上記の条件を満たす本実施形態の固体撮像装置ぱ、開口部端部の反射光が有効画素領域84にまで達することはない。
【0077】
ところで、図7には比較のため、固体撮像素子35の表面から離れて配置された場合の遮光部材88を示した。このように、遮光部材は、高い位置に配置されるほど周辺回路86に入射する光や、開口部端部にて反射されて有効画素部84に入射する光が多くなり、好ましくないことが理解される。本実施形態の遮光部材は、このような迷光を確実に遮光することが可能となる。
【0078】
なお、入射角θは、次のようにすれば容易に求められる。図8は、カメラレンズ、固体撮像装置の撮像面及び入射光を示す概念図である。ここで、rは射出瞳径、lは射出瞳距離、sは有効画素の中心部から遮光部材の開口部端部までの距離である。
【0079】
撮像面上の点Aに入射する光(図8の92、93、94)のうち、入射角度が一番大きい入射光は3である。その入射角をθ、カメラレンズのF値をFとすると、射出瞳径rとF値の関係は、F=l/rとなる。よって、θは、この関係式と図8より次式から求められる。
【0080】
tanθ=(r/2+s)×(1/l)=1/2F+s/l
従って、θは、F値、射出瞳距離、有効画素の中心部から遮光部材の開口部端部までの距離を実測することによって、容易に算出することができる。
【0081】
ところで、テーパー部は緩やかな斜面に限定されない。図9は、実施形態4に係る固体撮像装置の変形例を示す部分断面図である。本発明は、このように、テーパー部82が第1領域81、第2領域83に対して垂直になる場合も含まれる。
【0082】
本発明の実施形態1乃至4において、透明ガラスカバーは収納容器を封止することが主な目的であるが、単なるガラス基板の他に、光学的フィルタ、例えば赤外線カットフィルタや光学的ローパスフィルタ、あるいはそれらを組み合わせた機能を有する基板も含まれる。
【0083】
【発明の効果】
以上のように本発明の固体撮像装置によれば、テーパー部のついた遮光部材により固体撮像素子の受光領域を除くすべての領域を遮光することができるため、斜め入射光があっても固体撮像素子表面から金属細線や収納容器内部へ反射されるのを防止することができ、偽信号やフレアが発生しないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係る受光素子用パッケージ1の断面図であり、(a)は平面図、(b)はそのB−B'部における断面図である。
【図2】本発明の受光素子用パッケージにおける遮光部材の斜視図である。
【図3】本発明の実施形態2に係る固体撮像装置の断面図である。
【図4】本発明の実施形態3に係る固体撮像装置であり、(a)はその部分断面図、(b)は遮光部材と金属バンプが一体化された透明ガラスカバー斜視図である。
【図5】本発明の実施形態4に係る固体撮像装置4であり、(a)は断面図、(b)はそのC部の拡大断面図である。
【図6】斜め入射光がテーパー部82にて反射された光路を示す概念図である。
【図7】遮光部材80の開口部端部87に斜め入射光が入射する状態を示した図であり、図5のC部拡大断面図である。
【図8】カメラレンズ、固体撮像装置の撮像面及び入射光を示す概念図である。
【図9】実施形態4に係る固体撮像装置の変形例を示す部分断面図である。
【図10】従来の受光素子用のパッケージであり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A'部における断面図である。
【図11】従来の受光素子用パッケージの部分断面図である。
【符号の説明】
1、100---パッケージ
2、3---固体撮像装置
10、110---収納容器
11、111---キャビティ
12、112---内部端子
13、113---端子
14---棚部
20、60、70、120---透明ガラスカバー
30、130---受光素子
31、131---接続電極
32、132---受光領域
33、34---固体撮像素子
40、140---金属細線
50、50’、61、71---遮光部材
51、51’、62、72---テーパー部
52、52’---開口部
73---金属バンプ
80---遮光部材
81---第1領域
82---テーパー部
83---第2領域
84---有効画素領域
85---オプチカルブラック
86---周辺回路
87---開口部端部
90---透明ガラスカバー
91、92、93、94、150、151---入射光
Claims (4)
- 入射光に応じた信号電荷を生成する複数の画素を有する画素領域と、前記信号電荷に対応する電気信号を出力するための接続電極が配置される周辺回路と、前記画素領域と前記周辺回路との間に配置されるガードリング領域またはオプチカルブラック領域と、を有する固体撮像素子と、
前記接続電極と電気的に接続するための内部端子を有し、前記固体撮像素子を収納して前記接続電極と前記内部端子とを金属細線によって電気的に接続して前記電気信号を外部に出力する収納容器と、
前記収納容器を封止し光学的に透明なカバーと、
前記固体撮像素子と前記カバーとの間に配置され、入射光を前記画素領域に導くとともに、入射光を反射させて前記ガードリング領域または前記オプチカルブラック領域に導く端部を有する開口部と、少なくとも前記金属細線の上部を覆う第1領域と、前記固体撮像素子の近傍であって前記第1領域とは異なる平面上に配置され且つ内側が前記開口部に隣接する第2領域とを有し、前記第1領域及び前記第2領域が一体化された遮光部材と、
を備え、以下の[数1]に記載の式を満たすことを特徴とする固体撮像装置。
[数1]
tanθ<d/t
但し、「θ」は前記入射光の固体撮像素子表面に対する入射角、「t」は前記固体撮像素子の表面から前記第2領域の上部表面までの距離、「d」は前記複数の画素が配置された画素領域から前記開口部の端部までの距離を表す。 - 請求項1に記載の固体撮像装置において、
前記遮光部材は、前記第1領域と前記第2領域との間にテーパー部を備えていることを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項2に記載の固体撮像装置において、
前記[数1]に記載の式に代えて、以下の[数2]に記載の式を満たすことを特徴とする固体撮像装置。
[数2]
tan(2θ’+θ)<(b/a)+tanθ’
但し、「θ」は前記入射光の固体撮像素子表面に対する入射角、「θ’」は前記テーパー部表面と前記固体撮像素子の法線との成す角度、「a」は前記第1領域の上面から前記第2領域の上面までの距離、「b」は前記第2領域の幅を表す。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の固体撮像装置において、
前記遮光部材は、熱膨張率が17.3×10-6/K以下の特性を有するステンレス材料により形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
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