(57)【要約】【課題】小型化と薄型化、光学的性能と密着力のバランスがよく、光学的性能に優れるとともに、確実に３５０℃以上の耐熱性を有し、さらにコーティング時間が短く、低コストである半導体受光素子用コートを開発する。【解決手段】半導体受光素子の表面に形成される半導体受光素子用のコートであって、低屈折率層としてのＳｉＯ２層と高屈折率層としてのＴｉＯ２層を、そのいずれかを第１層として交互に、合計で４７層または４９層となる様に積層されている半導体受光素子用コート。厚さが５〜７μｍである半導体受光素子用コート。前記いずれかに記載の半導体受光素子用コートを有している半導体受光素子。ＴｉＯ２層を真空蒸着する際の雰囲気中の酸素の圧力が、２．６×１０−２〜３．２×１０−２Ｐａである前記いずれかに記載の半導体受光素子用コートの製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体受光素子の表面に形成される半導体受光素子用のコートであって、低屈折率層としてのＳｉＯ２層と高屈折率層としてのＴｉＯ２層を、そのいずれかを第１層として交互に、合計で４７層または４９層となる様に積層されていることを特徴とする半導体受光素子用コート。
【請求項２】
前記半導体受光素子用コートは、厚さが５〜７μｍであることを特徴とする請求項１に記載の半導体受光素子用コート。
【請求項３】
３５０℃を超える耐熱温度を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体受光素子用コート。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の半導体受光素子用コートを有していることを特徴とする半導体受光素子。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の半導体受光素子用コートの製造方法であって、
ＴｉＯ２層を真空蒸着する際の雰囲気中の酸素の圧力が、２．６×１０−２〜３．２×１０−２Ｐａであることを特徴とする半導体受光素子用コートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体受光素子用コートに関し、特にＳｉＯ２とＴｉＯ２を交互に４７層または４９層重ねた半導体受光素子用コートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体受光素子が様々な分野で使用されているが、照度センサ等に用いた場合に、良好な感度、確実な応答性を担保するために、半導体受光素子の受光面にノイズとなる光（含む、赤外線）をカットするコート（カットフィルタ、干渉フィルタ等）を備えたものがある。
かかるコートとしては、実装する機器や装置の小型、軽量化に対応しての半導体受光素子の小型化と薄型化、無鉛半田による実装を可能とするための耐熱性の向上等に対応するために、高屈折率の耐熱性材料層、例えば非晶質のＴｉＯ２層（屈折率は２．０〜２．２）と、低屈折率の耐熱性材料層、例えば非晶質のＳｉＯ２層（屈折率は１．４〜１．５）を、受光素子の受光面に交互に幾層か蒸着させて形成することがなされている（特許文献１）。
【０００３】
これにより、受光面にコートが形成された小さな半導体受光素子を、融点が１２５〜３５０℃程度の無鉛半田等を使用するリフローソルダリングやホットプレート法を使用して、狭い基板上に実装することを可能としている。
【０００４】
ＴｉＯ２層とＳｉＯ２層の交互に繰返しての積層数については、多過ぎると、カットする光の幅は拡がるが、コーティング時間が長くなるため生産性が悪化し、コストアップとなるだけでなく、コート中の引張残留応力が増加して密着力の低下やコート膜に割れが発生する等の不都合をもたらしかねない。
反対に少な過ぎると、コストダウンには繋がるが、カットする光の幅が狭くなり、カットフィルタとしての用途が限定される。
このため、各層の厚さは、対象とする光の波長に応じて適宜最適な値とされ、交互の積層の数はコスト等を考慮して最適な数とされている。
【特許文献１】特開２００４−９３８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年の技術の高度化、競争の激化の下で、半導体受光素子への、ひいてはそのカットフィルタへの性能、小型化と薄型化、コストに対するユーザの要求は益々厳しくなってきており、前記特許文献に記載されているものでは、必ずしも全てのユーザを満足させられなくなっている。
【０００６】
特に、無鉛半田等を使用するリフローソルダリングやホットプレート法を使用するためには、確実に３５０℃以上の耐熱性を有していることが要求されるようになって来ている。
【０００７】
このため、小型化と薄型化、光学的性能と密着力のバランスがよく、光学的性能に優れるとともに、確実に３５０℃以上の耐熱性を有し、さらにコーティング時間が短く、低コストである半導体受光素子用コートの開発が望まれていた。
また、かかるコートを有する半導体受光素子の開発が望まれていた。  
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以上の課題を解決することを目的としてなされたものである。以下、各請求項の発明毎に説明する。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、
半導体受光素子の表面に形成される半導体受光素子用のコートであって、低屈折率層としてのＳｉＯ２層と高屈折率層としてのＴｉＯ２層を、そのいずれかを第１層として交互に、合計で４７層または４９層となる様に積層されていることを特徴とする半導体受光素子用コートである。
【００１０】
本請求項の発明においては、低屈折率層としてのＳｉＯ２層と高屈折率層としてのＴｉＯ２層を、そのいずれかを第１層として交互に、合計で４７層または４９層となる様に積層層されているため、小型化と薄型化、光学的性能と密着力のバランスがよく、光学的性能に優れるとともに、確実に３５０℃以上の耐熱性を有し、さらにコーティング時間が短く、低コストである半導体受光素子用コートを得ることが可能となる。
【００１１】
なおここに、合計で４７層または４９層と奇数層積層されているのは、１層目は半導体受光素子材料との密着性に優れた一方の膜材料を配置して密着力の向上を図り、次いで、他方の膜材料が第２層となる様に積層し、２層目以降はＳｉＯ２層とＴｉＯ２層とのペアを積層して、光学的性能を実現するようにしたためである。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記の半導体受光素子用コートであって、
前記半導体受光素子用コートは、厚さが５〜７μｍであることを特徴とする半導体受光素子用コートである。
【００１３】
本請求項の発明においては、高屈折率層と低屈折率層が交互に合計で４７層または４９層積層され、かつコートの厚さが５〜７μｍであるため、光学的性能と密着性のバランスがよく、コーティング時間が短く、低コストの半導体受光素子用コートとなる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記の半導体受光素子用コートであって、
３５０℃を超える耐熱温度を有することを特徴とする半導体受光素子用コートである。
【００１５】
本請求項の発明においては、高屈折率層がＴｉＯ２層であり、低屈折率層がＳｉＯ２層であり、またコート時の半導体受光素子に膜材料を順次積層していく温度を３５０℃以上としているため、出来上がったコートの耐熱温度は３５０℃を超えるものとなる。このため、融点が１２５〜３５０℃程度に達する無鉛半田等を使用するリフローソルダリングやホットプレート法を使用して、狭い基板上に実装することが容易となる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の半導体受光素子用コートを有していることを特徴とする半導体受光素子である。
【００１７】
本請求項の発明においては、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の半導体受光素子用コートを有している半導体受光用素子であるため、光学的性能に優れ、３５０℃を超える耐熱性を有するため、融点が１２５〜３５０℃程度に達する無鉛半田等を使用するリフローソルダリングやホットプレート法を使用して狭い基板上に実装することが可能であり、しかも低コストの受光素子となる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の半導体受光素子用コートの製造方法であって、
ＴｉＯ２層を真空蒸着する際の雰囲気中の酸素の圧力が、２．６×１０−２〜３．２×１０−２Ｐａであることを特徴とする半導体受光素子用コートの製造方法である。
【００１９】
ＴｉＯ２層を真空蒸着する際の雰囲気中の酸素の圧力が、通常は２×１０−２Ｐａ以下であるのに対し、本請求項の発明においては２．６×１０−２〜３．２×１０−２Ｐａとしたことにより、３５０℃以上での密着力が向上した。
【発明の効果】
【００２０】
本発明においては、小型化と薄型化、光学的性能と密着力のバランスがよく、光学的性能に優れるとともに、確実に３５０℃以上の耐熱性を有し、さらにコーティング時間が短く、低コストである半導体受光素子用コートを得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００２２】
（構造の説明）
本実施の形態のコートの構造を説明する。
図１に、本実施の形態のコートがシリコン製受光素子の受光面上にコートされている様子を概念的に示す。図１において、１０はシリコン製受光素子であり、１１はその受光面であり、２０はコートであり、２１は低屈折率のＳｉＯ２層であり、２２は高屈折率のＴｉＯ２層であり、矢印は光（赤外線を含む）が照射して来る方向を示す。
【００２３】
このコート２０は、受光面１１に最初は低屈折率のＳｉＯ２層２１を、次いで高屈折率のＴｉＯ２層２２を形成し、さらにその上に再度低屈折率のＳｉＯ２層２１を、次いで高屈折率のＴｉＯ２層２２を、と両方の層を交互に繰返して、合計で４７層（低屈折率のＳｉＯ２層が２４層、高屈折率のＴｉＯ２層が２３層）形成している。コートの合計の厚さは６μｍである。
【００２４】
（製造方法の説明）
本実施の形態のコートの製造方法を説明する。
成膜方法：ＴｉＯ２層、ＳｉＯ２層とも真空蒸着である。
成膜時基板温度：ＴｉＯ２層、ＳｉＯ２層とも３５０℃〜４００℃である。
成膜時圧力：ＳｉＯ２層は、１．５×１０−２Ｐａ以下である。
ＴｉＯ２層は、２．８×１０−２Ｐａ以下である。ただし、酸素の分圧は
２．６×１０−２〜３．２×１０−２Ｐａとしている。
【００２５】
（性能試験の説明）
前記の実施の形態と同じコートを、ＢＫ７（３５０ｎｍ〜２０００ｎｍでの光の透過率が高い硼珪酸ガラス）基板に形成して、各波長の光の透過率を測定した。その結果を、図２に示す。図２において、横軸は光の波長であり、縦軸は透過率である。なお、４５０〜６００ｎｍの波長帯に対しては透過率が高い程良く、７００〜１１００ｎｍの波長帯に対しては透過率が低い程良い。
【００２６】
前記実施の形態と同じコートを施したシリコン製受光素子を、空気雰囲気中で３７０℃に２分間晒した後、半導体受光素子としての各種の性能試験を行なった。その結果、高温に晒さなかった試料に遜色がなく、極めて充分な耐熱性を有していた。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態のコートの構造を、概念的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態のコートを形成したＢＫ７基板の、各波長における光の透過率を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０    シリコン製受光素子
１１    受光面
２０    コート
２１    ＳｉＯ２層
２２    ＴｉＯ２層
【図１】
2008141028.tif 000003
【図２】
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