[发明专利]低辐射的覆盖玻璃及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种低辐射的覆盖玻璃(盖玻片)及其应用。

背景技术

对于半导体衬底上的一定的传感器，如CCD传感器需要特别低辐射的玻璃用于封装。这种CCD传感器(电荷耦合器件Charge-coupled Device；ladungsgekoppeltes Bauteil)表示一种用于光检测的集成电路(例如将其使用于数字相机或摄像机)，并且表示一种用于位置分辨地(精细扫描地)测量光强度的感光电子构件。CCD由半导体构成并由此属于半导体探测器。

在这种传感器中尤其对α辐射特别严格地评估。例如在TECHNICAL第TH-1087号和JP 04-308669中描述了在CCD传感器上的放射性辐射的负面效果。例如当放射性元素铀和钍的痕迹在玻璃中存在时，以这种玻璃覆盖的传感器通过其辐射，特别是其α辐射被严重损害。

已知具有低α固有辐射的玻璃，其中在现有技术中尤其对具有铀和钍的玻璃污染进行了控制并且使该污染达到尽可能低的水平上。因此JP 04-308669描述了例如一种具有彩色滤镜的图像传感器，该彩色滤镜位于封装中。在此覆盖玻璃(盖玻片)设置在封装的上面部分中并面对传感器。该玻璃具有30ppb或更少的铀和钍的总浓度。此外由JP 04-308669作为不期望的污染来提到的元素应该是铁和钛，其对传感器具有负面效果，不允许其总共超过30ppm至100ppm的总浓度。

此外，铀和钍发射α射线，但还有，如在K.H.Lieser的Einführung in die Kernchemie 1980，第4页中所描述的。为了生产具有额外低的β射线和γ射线的固有辐射的玻璃，由此建议玻璃不含钾，原因在于元素钾、铀和钍作为已知的放射源以较少至非常少的数量在许多矿物和岩石中存在。因此在这种情况下建议使用无钾玻璃，如这在例如文献JP 2000233939或JP 2001185710中描述的。

因此JP 2000233939公开了一种覆盖玻璃，特别是硼硅酸盐玻璃，其K₂O含量调整为＜0.2质量％。发射α射线的元素应该通常以≤100ppb的含量存在，并且与α辐射源如铀、钍和镭很难分开的Fe₂O₃、TiO₂、PbO和ZrO₂的量应该在玻璃中以≤100ppm的含量存在。由玻璃仍然发射的α射线应该不超过0.05计数/cm²h(counts/cm²h)的数值。

JP 2001185710以类似方式描述了由硼硅酸盐玻璃制成的玻璃，其具有≤50ppb的铀含量和≤50ppb的钍含量，并且基本上不含K₂O。β辐射减少为低于5×10^-6μCi/cm²的数值。还描述了，尽可能不应含有ZrO₂或BaO，以便于避免额外的铀或钍的污染，其经常与这些氧化物的原材料一起共同存在。

如已经描述过的，因此使用低辐射的原料来生产低辐射的玻璃是有利的。这些原料的特征在于低的铀含量和钍含量。在此尤其注意二氧化硅的低铀含量和钍含量，原因在于该原料通常在总量中占有＞50重量百分比或更多的部分。

此外示出了，仅仅控制铀含量和钍含量是不够的。而是由发明人证明了，相应低的铀含量和钍含量对于低α辐射的玻璃是必要条件但还不是充分条件。因此以出乎意料的方式示出了，具有铀含量和钍含量分别＜10ppb的玻璃显示出显著高的α辐射为每小时每cm²为0.2计数(counts/cm²h)。这种辐射由镭(铀和钍的衰变产物)产生。通过地球物理学的和地球化学的过程，铀和钍虽然被分开，但是镭保留在原材料中。该过程也可以通过在制造商处的化学选矿实现，从而如已经描述了的，除了铀含量和钍含量还应该详细说明和控制镭含量。

发明内容

由此，本发明的目的在于，提供高度满足所期望的对低辐射玻璃(玻璃制品)的要求的玻璃组成成分。与现有技术相反，该玻璃(玻璃制品)应该尽可能少地受到关于组成成分的限制并提供大量多种多样的可能的变动方案。