(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｎＯ２を３〜１３重量％、Ｂ２Ｏ３を３１〜４３重量％、ＺｎＯを２６〜４２重量％、Ａｌ２Ｏ３を４〜９重量％、ＳｉＯ３を４〜１７重量％、アルカリ金属酸化物を２〜６重量％含有し、さらにＢ２Ｏ３とＳｉＯ２の合量が４０〜５７重量％であり、かつ上記成分の合計量が９７重量％以上であることを特徴とするガラス組成物。
【請求項２】
ＳｎＯ２を３〜１３重量％、Ｂ２Ｏ３を３１〜４３重量％、ＺｎＯを２６〜４２重量％、Ａｌ２Ｏ３を４〜９重量％、ＳｉＯ３を４〜１７重量％、アルカリ金属酸化物を２〜６重量％含有し、さらにＢ２Ｏ３とＳｉＯ２の合量が４０〜５７重量％であり、かつ上記成分の合計量が９７重量％以上であることを特徴とする絶縁皮膜。
【請求項３】
シリコンの一部あるいは全面に、請求項２に記載の絶縁皮膜を有してなることを特徴とするシリコンデバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＰＵやメモリ、光センサー等に用いられる半導体素子や太陽電池等の各種シリコンデバイスで用いられるシリコン表面の一部あるいは全面の保護や電極間の絶縁用途に用いられるシリコン被覆用のガラス組成物と、これを用いた絶縁皮膜、並びに、この絶縁皮膜を有するシリコンデバイスに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、高度情報化時代を迎え、情報通信技術が急速に発達し、それに伴い、シリコンを用いた機器、デバイスとして、ＭＰＵやメモリ等に用いられる半導体素子の需要が急増すると同時に、大型化が進行している。また、太陽電池等の半導体素子以外の用途も環境意識の高まりに伴い急速に増加している。
【０００３】
上記、シリコンを用いた機器、デバイスでは、誤動作の防止や長期信頼性を確保するために、シリコンを保護皮膜で覆うことにより、外部環境と遮断し水分や埃等から保護する必要や、電極間を絶縁する必要がある。
【０００４】
さらに、光センサー等の光学用途の半導体素子や、太陽電池の保護皮膜あるいは電極間の絶縁皮膜としては、上記絶縁性、封止性に加え、透明であることが要求される。
【０００５】
シリコンの保護方法としては、比較的信頼性への要求の低い用途に関しては、有機樹脂による保護、封止がなされているものの、高い信頼性が要求される用途に関しては、ガラスを用いて保護皮膜を形成することが必要となる。
【０００６】
保護皮膜の形成方法としては、一般に、粉末状のガラスと有機バインダ、溶媒等を混錬して得られたガラスペーストを、公知の各種印刷法や、ディスペンサ法、ディップ法、スピンコート法等により塗布した後、焼成を行い、ガラスを軟化流動させることにより形成する。
【０００７】
従来、シリコンの保護皮膜を形成するためのガラスとしては、デバイスへの熱による影響を最小限とするためにＰｂＯを主成分とした、低軟化点ガラスが使用されてきた。
【０００８】
しかし、ＰｂＯ系の低軟化点ガラスは、軟化点やガラス転移点を低下させるためにＰｂＯの含有量を多くする必要があり、そのため４０〜４００℃における熱膨張係数が８０×１０−７／℃以上と高く、熱膨張係数が３０〜４５×１０−７／℃と低いシリコンデバイス、特に大型のシリコン素子、あるいはさらに大面積の太陽電池の保護、絶縁に使用する際には、半導体素子のＯＮ、ＯＦＦや使用環境の変化に伴う熱応力により、ガラスやシリコンにクラックが発生したり、界面で剥離が生じたりする問題があった。
【０００９】
上記ＰｂＯ系の低軟化点ガラスの熱膨張係数を下げるためには、低熱膨張係数を示すフィラーを添加することが一般的であるが、この方法では、保護皮膜に濁りが生じ、透明性が失われる。
【００１０】
一方、ＰｂＯの含有量を減少させると、熱膨張係数が低下し上記熱応力を原因とした、不具合は回避できるものの、概して軟化点やガラス転移点が上昇し、シリコンデバイスへの熱によるダメージが大きくなるという問題がある。
【００１１】
さらに、環境への悪影響の点からもＰｂＯを使用することは非常に不適切であり、あらゆる分野でＰｂＯフリーへの動きが加速しており、シリコンの保護皮膜（以後保護皮膜と絶縁皮膜を絶縁皮膜として統一する）に関してもＰｂＯフリーへの要求が非常に高まっている。
【００１２】
このように、ガラス転移点が低くかつ熱膨張係数の低い無鉛ガラス粉末への要求が高まっている。このようなガラスとして、例えば、特開平９−２７８４８２号のように、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯを主成分とするガラスが低軟化点かつ低熱膨張係数の無鉛ガラスが知られている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平９−２７８４８２号記載のＢ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラスを用いて保護膜を形成させた場合には、ガラスとシリコンが反応してしまい、シリコンデバイスが使用不可能となったり、気泡の発生に伴い大きな欠陥が生成して十分な封止性が得られなくなったり、透明な絶縁膜が形成できない等の問題があった。さらには、熱処理により結晶化が起こり、透明な絶縁膜が形成できない等の問題もあった。
【００１４】
従って、本発明は、ガラス転移点が低くかつ熱膨張係数が低く、さらにシリコンと反応せず、透明で、所望の温度範囲で結晶化しない、長期信頼性が確保された絶縁皮膜の形成が可能なガラス組成物およびそれを用いた絶縁皮膜、並びに、この絶縁被膜を有するシリコンデバイスを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題に対して鋭意検討した結果、少なくともＳｎＯ２を含有させることにより、シリコンとガラスとの反応を抑制し、気泡の発生と、結晶化とを同時に防ぐことが出来ることを知見し、本発明に至った。
【００１６】
即ち、本発明のガラス組成物は、ＳｎＯ２を３〜１３重量％、Ｂ２Ｏ３を３１〜４３重量％、ＺｎＯを２６〜４２重量％、Ａｌ２Ｏ３を４〜９重量％、ＳｉＯ３を４〜１７重量％、アルカリ金属酸化物を２〜６重量％含有し、さらにＢ２Ｏ３とＳｉＯ２の合量が４０〜５７重量％であり、かつ上記成分の合計量が９７重量％以上であることを特徴とする。
【００１７】
本発明の絶縁皮膜は、ＳｎＯ２を３〜１３重量％、Ｂ２Ｏ３を３１〜４３重量％、ＺｎＯを２６〜４２重量％、Ａｌ２Ｏ３を４〜９重量％、ＳｉＯ３を４〜１７重量％、アルカリ金属酸化物を２〜６重量％含有し、さらにＢ２Ｏ３とＳｉＯ２の合量が４０〜５７重量％であり、かつ上記成分の合計量が９７重量％以上であることを特徴とする。
【００１８】
本発明のシリコンデバイスは、シリコンの一部あるいは全面に、前記絶縁皮膜を有してなることを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
ガラス組成物は、ＰｂＯを実質的に含有せず、かつ、Ｂ２Ｏ３、ＺｎＯおよびＳｎＯ２を含み、４０〜４００℃における熱膨張係数が８０×１０−７／℃以下、ガラス転移点が５５０℃以下であるものである。
【００２０】
ここで、本発明においては前述した理由からＰｂＯを実質的に含まないものであり、「含有せず」とは蛍光Ｘ線分析によって検出不可のレベルであって、およそ１００ｐｐｍ以下、特に５０ｐｐｍ以下、さらには２０ｐｐｍ以下を指す。
【００２１】
ＳｎＯ２は、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラスにおいて、シリコンとガラスとの反応を抑制するために必須の成分であり、ＳｎＯ2を含有しない場合には、シリコンデバイスが使用不可能となったり、反応ガスにより絶縁皮膜中に泡が発生して大きな欠陥が生成して、十分な封止性が得られなくなったり、熱処理により結晶化が起こり、透明な絶縁膜が形成できなくなってしまう。即ち、ＳｎＯ２をガラス中に必須成分として含有させることにより、封止性と透明性を両立させることが可能となるのである。
【００２２】
また、熱膨張係数が８０×１０−７／℃よりも大きい場合には、シリコン（熱膨張係数２０〜４０×１０−７／℃）とガラスとの熱膨張係数差が大きくなりすぎて、該ガラスを用いてシリコン上に絶縁皮膜を形成した場合に、シリコンデバイスのＯＮ、ＯＦＦや、外部環境の変化に伴う、温度変化の際に、ガラスあるいはシリコンにクラックが発生したり、ガラスとシリコンの界面で剥離が生じたりする。さらに、熱膨張係数差が特に大きい場合には、焼成により絶縁皮膜を形成し、冷却した段階で上記クラックや剥離が生じるためまったく製造が不可能となる。熱膨張係数のさらに望ましい範囲は、４０〜４００℃の温度範囲において、特に７５×１０−７／℃以下、最適には７０×１０−７／℃以下である。
【００２３】
さらには、ガラス転移点が５５０℃よりも高い場合には、ガラスを軟化流動させて絶縁皮膜を形成させる際の焼成温度が高温となりすぎて、シリコンデバイスへのダメージが大きくなりすぎて誤作動等を引き起こしやすくなる。ガラス転移点の特に望ましい範囲は、５３０℃以下、最適には５００℃以下である。
【００２４】
本発明のガラス組成物は、ＳｎＯ２を３〜１３重量％、Ｂ２Ｏ３を３１〜４３重量％、ＺｎＯを２６〜４２重量％、Ａｌ２Ｏ３を４〜９重量％、ＳｉＯ３を４〜１７重量％、アルカリ金属酸化物を２〜６重量％含有し、さらにＢ２Ｏ３とＳｉＯ２の合量が４０〜５７重量％であり、かつ上記成分の合計量が９７重量％以上である。
【００２５】
ここで、ＳｎＯ２は上述したように、シリコンとガラスとの反応を抑制する成分であり、その含有量が３重量％よりも少ないと反応の抑制効果が不充分となり、逆に１３重量％よりも多いとガラス転移点を５５０℃以下とすることが困難となる。ＳｎＯ２のさらに望ましい範囲は、４．２〜１０重量％である。
【００２６】
また、Ｂ２Ｏ３はガラスのネットワークフォーマーであると同時に、ガラス転移点を低下させ、さらに熱膨張係数を下げる働きを示す。Ｂ２Ｏ３が上記範囲よりも少ないと、ガラス化が困難になると同時に、ガラス転移点、熱膨張係数を上記範囲内とすることが困難となり、上記範囲よりも多いと、耐水性が悪くなり、長期にわたり使用した場合に、透明性が失われる恐れがある。
【００２７】
また、ＺｎＯはガラス転移点と熱膨張係数を下げる成分である。ＺｎＯが上記範囲よりも少ないと、熱膨張係数が大きくなり、８０×１０−７／℃を超えてしまう。逆に、上記範囲よりも多いと、ガラス化が困難となる。ＺｎＯのさらに望ましい範囲は、３０〜３９．５重量％である。
【００２８】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの安定性を増加させる働きと、熱膨張係数を下げる働きを示す。Ａｌ２Ｏ３が上記範囲よりも少ないと、ガラス化が困難となると同時に、熱膨張係数が大きくなり、８０×１０−７／℃を超えてしまう。逆に、上記範囲よりも多いとガラス転移点が高くなりすぎる。
【００２９】
ＳｉＯ２は、ガラスのネットワークフォーマーであり、さらに熱膨張係数を下げる働きを示す。ＳｉＯ２が上記範囲よりも少ないとガラス化が困難となると同時に、熱膨張係数が大きくなり、８０×１０−７／℃を超えてしまう。逆に、ＳｉＯ２が上記範囲よりも多いとガラス転移点が高くなりすぎる。ＳｉＯ２の望ましい範囲としては、５〜１５重量％がよい。
【００３０】
アルカリ金属酸化物、特に、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの少なくとも一種は、特に、ガラス転移点を下げる成分であり、これらの成分の合量が上記範囲よりも少ないと、ガラス転移点を５５０℃以下とすることが非常に困難となる。一方、これらの成分は、熱膨張係数を高める働きと、ガラスを結晶化させやすくする働きをも示すため、これらの成分の合量が上記範囲よりも多いと、熱膨張係数が高くなりすぎたり、熱処理の最中に結晶化が生じたりする。
【００３１】
さらに、Ｂ２Ｏ３とＳｉＯ２はガラスのネットワークフォーマーであり、これら２成分の合量が４０重量％よりも少ないとガラス化が困難となり、仮に冷却速度を速めてガラス化を可能とした場合においても結晶化傾向が顕著となり、絶縁皮膜形成の際に結晶化してしまう。逆に、５７重量％よりも多いと、ガラス転移点や熱膨張係数を上記範囲内とすることが出来なくなる。
【００３２】
また、上記成分の合計量を９７重量％以上に規定したのは、前記範囲よりも上記成分が少なくなると、所望の特性が得られなくなるためである。
【００３３】
ここで、上記成分以外の成分としては、ガラスの特性が本発明の範囲外とならない限り特に規定されるものではないが、例えば、耐薬品性の向上を目的として、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３等、着色を目的として、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、ＭｎＯ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等、熱膨張係数やガラス転移点の微調整を目的として、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等を１０重量％以下、特に５重量％以下、最適には３重量％以下の範囲で含有させることが可能である。
【００３４】
また、ガラス組成物が、従来のガラス、特に光学ガラスにて清澄剤として広く用いられているＡｓ２Ｏ３およびＳｂ２Ｏ３の含有量がそれぞれ０．１重量％以下、最適には不可避不純物を除いて含有しないことが望ましい。これは、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３が毒性を有する物質であり、対環境性の点で含有させないことが望ましいためである。
【００３５】
また、ガラス組成物は、シリコン表面に被覆した後、６００℃以下の熱処理を行った際に、反応ガスが発生しないことが望ましい。これは、熱処理により、例えばガラスとシリコンが反応してなんらかの反応ガスが発生すると、熱処理によりガラスを軟化流動させてシリコン上に絶縁皮膜を形成する際、絶縁皮膜中に気泡が発生して大きな欠陥が生成し、シリコンの保護や絶縁の役割をなさなくなるためであり、さらには、後述する透明性をも失うためである。
【００３６】
また、本発明においては、ガラス組成物が、シリコン表面に被覆した後、６００℃以下の熱処理を行った際に、結晶化しないことが望ましい。これは、熱処理によりガラスを軟化流動させてシリコン上に絶縁皮膜を形成する際、ガラスが結晶化してしまうと、結晶化に伴う体積変化により熱膨張係数が変化して所望の範囲を逸脱してしまう恐れや、透明性が失われるためである。
【００３７】
また、ガラス組成物が、シリコン基板上に被覆した後、６００℃以下の熱処理を行うことにより実質的に透明なガラス皮膜を形成可能であることが望ましい。これは、熱処理によりガラスを軟化流動させてシリコン上に絶縁皮膜を形成する際、絶縁膜が透明でないと、特に光学センサーや太陽電池向けの絶縁皮膜として用いることができなくなるためである。
【００３８】
さらに、絶縁皮膜は、ＰｂＯを実質的に含有せず、かつ、Ｂ２Ｏ３、ＺｎＯおよびＳｎＯ２を含み、４０〜４００℃における熱膨張係数が８０×１０−７／℃以下、ガラス転移点が５５０℃以下であるガラスからなるものであり、このガラスからなる絶縁皮膜は、例えば、ＰｂＯを実質的に含有せず、かつ、Ｂ２Ｏ３、ＺｎＯおよびＳｎＯ２を含み、４０〜４００℃における熱膨張係数が８０×１０−７／℃以下、ガラス転移点が５５０℃以下であるガラス粉末をシリコンの表面に被覆し、６００℃以下の熱処理を施し、該ガラス粉末を軟化流動させることにより形成することができる。
【００３９】
なお、このときの熱処理温度が６００℃よりも高温となると、シリコンデバイスへの熱によるダメージが大きくなりすぎて、不良品の発生率が大きくなり歩留まりが低下したり、誤作動等を引き起こしやすくなる。熱処理温度のさらに望ましい温度は、特に、５８０℃以下、最適には５７０℃以下である。さらに、熱処理時間もシリコンデバイスへの熱によるダメージを軽減するために１時間以下、特に５０分以下、最適には４５分以下であることが望ましい。
【００４０】
また、絶縁皮膜は、最大気泡の直径が１ｍｍ以下であり、かつ直径０．１ｍｍ以上の気泡の数が１ｃｍ２あたり２０個以下であることが望ましい。
【００４１】
これは、最大気泡の直径が１ｍｍよりも大きいと、絶縁皮膜中の欠陥が大きくなりすぎて、シリコンデバイスを保護するための封止性が損なわれたり、透明性が失われるためである。また、直径０．１ｍｍ以上の気泡の数が１ｃｍ２あたり２０個を超えると、絶縁皮膜の透明性が損なわれるためである。
【００４２】
ここで、最大気泡の直径のさらに望ましい範囲は、０．５ｍｍ以下、最適には０．２ｍｍ以下である。さらに、直径０．１ｍｍ以上の気泡の数の１ｃｍ２あたりのさらに望ましい範囲は、１０個以下、最適には５個以下である。
【００４３】
また、絶縁皮膜が、実質的に透明であることが望ましい。これは、光学センサーや太陽電池等に絶縁皮膜を形成する場合に、概絶縁皮膜が透明でないと、光が透過せず本来のデバイスとしての機能が失われるためである。
【００４４】
また、上記ガラス粉末の平均粒径が５０μｍ以下であることが望ましい。これは、ガラス粉末の平均粒径が５０μｍよりも大きいと、上記ガラス粉末の流動特性が悪化し、欠陥のない透明な絶縁皮膜を形成するために必要な熱処理時間が長くなり、シリコンデバイスに与える熱によるダメージが大きくなりすぎると同時に、初期の粉末間の隙間が大きくなりすぎて軟化流動によりこの隙間を埋めることが困難になるためである。平均粒径のさらに望ましい範囲としては、３０μｍ以下、最適には２０μｍ以下である。
【００４５】
また、上記ガラス粉末は、平均粒径の異なる２種類以上のガラス粉末を混合したものであることが望ましい。これは、ガラス粉末をシリコン表面に供給する際に、粗粉末と、該粗粉末間の隙間を埋める粒径を有する微粉末との、２種類以上の粒径のガラス粉末を適当な割合で混合する、いわゆる粒度配合を行うことにより粉末の充填率を向上させるためであり、これにより、ガラスの焼成収縮を最小限に抑制することができるため、絶縁皮膜の厚みや形状の制御が容易になり、歩留まりを向上させることができるためである。
【００４６】
上述した絶縁皮膜をシリコンと接触させる絶縁皮膜として使用した製品例として、その好適例である光センサーの概略断面図である図１をもとに説明する。図１によると、セラミックス等により作製された絶縁基板１にメタライズ層やビアホール導体などの配線層２や端子電極３等が形成されたパッケージＡ上面中央部に、キャビティ４が形成され、光センサー素子であるシリコン素子５がガラス、ロウ材等の接着剤（図示せず）を介して絶縁基板１に接着固定され、シリコン素子５は配線層２とワイヤボンディング６等を介して電気的に接続されている。また、シリコン素子５の表面は絶縁皮膜７により封止されている。
【００４７】
本発明によれば、前記絶縁皮膜７を本発明のガラス組成物を用いて形成した絶縁皮膜によって形成することにより、該絶縁皮膜７は、ガラス転移点が低くかつ熱膨張係数が低く、さらにシリコンと反応せず、透明で、所望の温度範囲で結晶化しないため、特にシリコン素子５が大型の場合においても、長期にわたりクラックや剥離の発生をなくすことができ、シリコン素子を長期に封止または保護することができる。
【００４８】
上記のような、光センサー等に用いられるような本発明のシリコンと接触する絶縁皮膜を形成するには、具体的には、上述したガラス粉末に対して、適当な有機バインダ、分散剤、溶媒を添加、混合してガラスペーストを調製し、これを従来周知の各種印刷法やディップ法、ディスペンサ法、スピンコート法、減圧含浸法等により、予めシリコン素子を実装したパッケージを用意し、シリコン素子上の必要部分にガラス粉末を必要量供給する。なお、シリコン素子上の絶縁皮膜の不必要な部分、特に太陽電池等の大型シリコン素子等での絶縁皮膜の不必要な部分に対しては、上記ガラスペーストを供給する必要はない。
【００４９】
その後、不必要な溶媒等を乾燥することにより除去した後、酸化性雰囲気中、または低酸化性雰囲気中にて脱バインダ処理した後、６００℃以下の酸化性雰囲気または非酸化性雰囲気で焼成し、上記ガラス粉末を軟化流動させることにより、シリコン素子上に本発明のシリコンと接触する絶縁皮膜を形成することができる。
【００５０】
【実施例】
（実施例１）金属酸化物粉末あるいは金属炭酸塩粉末を原料粉末として所定量秤量、混合した後、混合粉末を白金るつぼ中で、大気中、１２００〜１４００℃、２時間の条件で溶解し、得られた融液を鉄板上に流すことにより急冷して表１に示す組成を有するガラスのバルク体を作製した。このガラスバルク体を、４×４×１５ｍｍの角柱状に加工し、熱機械分析測定装置を用いて、４０〜４００℃における熱膨張係数を測定した。
その結果を表１に示した。
【００５１】
続いて、前記ガラスを平均粒径５μｍと０．５μｍとなる様に、ボールミル粉砕を行った。ここで、平均粒径が５μｍの粉末を用いて、示差熱分析（ＤＳＣ）装置を用いてガラス転移点を測定し、さらに、ガラス化の確認として、Ｘ線回折装置を用いて、結晶性の回折図形が現れないものを良品（○）、現れたものを不良（×）とし、これらの結果を表１に示した。
【００５２】
そして、上記平均粒径の異なる２種類のガラス粉末を、平均粒径５μｍ／平均粒径０．５μｍ＝７０／３０重量比の割合となるように秤量し、有機バインダ、分散剤、溶媒を添加、混合することにより、ガラスペーストを調製した。
【００５３】
一方、評価用シリコン基板として、太陽電池等に用いられる多結晶シリコン基板を予め１ｃｍ□に切断したものを準備した。
【００５４】
そして、前記ガラスペーストを前記評価用シリコン基板上にディスペンサ法にて厚さ１００μｍとなるように塗布し、乾燥することにより不要な溶媒を揮発させた後、表１に示す条件にて、大気中で熱処理を行った。
【００５５】
こうして得られた、シリコン基板上に形成したシリコン被覆用の絶縁皮膜について、結晶相の有無をＸ線回折測定により確認し、シリコン基板以外の結晶性の回折図形が現れないものを良品（○）、現れたものを不良（×）として表１に示した。また、ＣＣＤカメラを用いて、絶縁皮膜の写真を撮影し、画像解析装置を用いて１ｃｍ2あたりにおける最大気泡の直径と、直径０．１ｍｍ以上の気泡の数を測定し、表１に示した。なお、最大気泡の直径が１ｍｍより大きい場合、また、直径０．１ｍｍ以上の泡が２０個以上あるものを不良とした。
【００５６】
また、透明性の検査として、目視による検査により、多結晶シリコン基板の粒界が絶縁皮膜を通して確認できるものを良品（○）とし、確認できないものを不良（×）とした。
【００５７】
さらに、上記評価用シリコン基板上に形成した絶縁皮膜を、大気雰囲気にて０℃と８０℃の各温度に制御した恒温槽に交互に配置し、双方ともに１５分間づつ保持した場合を１サイクルとした温度サイクル試験を５００サイクルまで行った後に、評価用シリコン基板および／あるいは絶縁皮膜のクラックや剥離の有無を検査し、クラックや剥離の発生のないものを良品（○）とし、クラックや剥離の発生したものを不良（×）とした。
【００５８】
（実施例２）シリコン製の光センサー素子をアルミナパッケージ上に実装した、光センサーを準備し、表１に示した試料Ｎｏ．３のガラス粉末を用いて、実施例１と同様にガラスペーストを作製し、同様の方法にて上記光センサー素子上に絶縁皮膜を形成した。
【００５９】
得られた光センサーについて、動作確認を行ったところ、良好なセンサー特性を示した。
また、前期同様の温度サイクル試験を５００サイクルまで行った後でも、その性能に変化は見られなかった。
【００６０】
【表１】
0004863580.tif 000002
【００６１】
表１の結果から明らかなように、本発明に基づく試料Ｎｏ．２〜６、８〜１４においては、４０〜４００℃における熱膨張係数が８０×１０−７／℃以下、ガラス転移点が５５０℃以下を示し、かつシリコンと反応してガスを発生せず、また結晶化を起こさず、透明な絶縁皮膜を形成できた。さらに、温度サイクル試験後も、クラックや剥離の発生がなく、シリコン表面上に良好な絶縁皮膜を形成できた。
【００６２】
一方、ＳｎＯ２を含有しない試料Ｎｏ．１においては、ガラスとシリコン基板とが反応して、大きな泡が多数発生して、透明な絶縁皮膜を形成できなかった。また、ＳｎＯ２が２０重量％よりも多い試料Ｎｏ．７では、ガラス転移点が５５０℃よりも高温となり、６００℃以下の熱処理において絶縁皮膜を形成することが不可能であった。さらに、熱膨張係数が８０×１０−７／℃よりも高い試料Ｎｏ．１５、１６においては、温度サイクル試験を５００サイクル行った後に、クラックや剥離が発生して、長期信頼性が確保できないものであった。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明によれば、ガラス転移点が低くかつ熱膨張係数が低く、さらにシリコンと反応せず、泡の発生が少なく、所望の温度範囲で結晶化せず、透明性と、長期信頼性が確保されたシリコン表面上の絶縁皮膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリコンと接触する絶縁皮膜を用いた光センサーの一例を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
Ａ    光センサー素子収納用パッケージ
１    絶縁基板
２    配線層
３    ビアホール導体
４    キャビティ
５    シリコン製光センサー素子
６    ワイヤボンディング
７    絶縁皮膜
【図１】
0004863580.tif 000003