(57)【要約】【課題】再配線層を有する小型・薄型の光デバイスにおいて、発光効率又は受光効率を向上させる。【解決手段】光デバイスは、半導体基板、半導体基板の一方の主面上に形成され、光を受光又は発光可能な半導体層、及び半導体層上に形成された電極を有する光電変換素子と、光電変換素子の電極が形成された電極形成面と反対側の面を露出させるように光電変換素子の側面を覆う封止部と、光電変換素子の電極形成面上に設けられる絶縁層、電極と接続される再配線、及び半導体層と電極が重複しない領域に設けられ光を半導体層の側に反射させる反射部を含む再配線層と、再配線層上に設けられ、再配線と接続された外部接続端子と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板、前記半導体基板の一方の主面上に形成され、光を受光又は発光可能な半導体層、及び前記半導体層上に形成された電極を有する光電変換素子と、
前記光電変換素子の前記電極が形成された電極形成面と反対側の面を露出させるように前記光電変換素子の側面を覆う封止部と、
前記光電変換素子の前記電極形成面上に設けられる絶縁層、前記電極と接続される再配線、及び平面視したときに前記半導体層と前記電極が重複しない領域に設けられて前記光を前記半導体層の側に反射させる反射部を含む再配線層と、
前記再配線層上に設けられ、前記再配線と接続された外部接続端子と、
を備える光デバイス。
【請求項２】
前記反射部は、前記再配線の一部である、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記反射部は、平面視において、前記電極から前記外部接続端子に向かって幅が広がる形状を有する、請求項１又は２に記載の光デバイス。
【請求項４】
前記反射部は、１つの前記電極と複数の前記外部接続端子とを電気的に接続する、請求項１から３のいずれか一項に記載の光デバイス。
【請求項５】
前記反射部は、前記電極と電気的に接続されておらず、かつ前記再配線の少なくとも一部と同じ階層に前記再配線とは別体として設けられている請求項１から４のいずれか一項に記載の光デバイス。
【請求項６】
前記反射部は、平面視において、前記半導体層の面積の１０％以上の領域を覆うように配置される請求項１から５のいずれか一項に記載の光デバイス。
【請求項７】
前記反射部は、平面視において、前記半導体層と前記電極が重複しない領域の１０％以上を覆うように配置される請求項１から６の何れか一項に記載の光デバイス。
【請求項８】
前記半導体基板は、光透過性を有する請求項１から７のいずれか一項に記載の光デバイス。
【請求項９】
前記光電変換素子と電気的に接続されたＩＣチップを備え、
前記ＩＣチップは、前記封止部で覆われている請求項１から８のいずれか一項に記載の光デバイス。
【請求項１０】
前記ＩＣチップは、前記光電変換素子に対して電流を供給する駆動回路、及び／又は、前記光電変換素子からの電流を検出する検出回路を有する請求項９に記載の光デバイス。
【請求項１１】
光学部材と前記光学部材の側面を覆う封止部材とを有し、前記光学部材の一方の面と前記封止部材とで凹部が形成され、前記凹部の底面の少なくとも一部は前記光学部材の一方の面で形成され、前記凹部の側壁は前記封止部材で形成されている光学部材ブロックを備え、
前記光学部材ブロックは、前記凹部が前記光電変換素子の前記電極が形成された電極形成面と反対側の露出された面を覆うように配置されている請求項１から１０のいずれか一項に記載の光デバイス。
【請求項１２】
前記光学部材は、透過する光の波長を制御する光学フィルタである請求項１１に記載の光デバイス。
【請求項１３】
前記光学部材は、透過する光の方向を制御する光学レンズである請求項１１に記載の光デバイス。
【請求項１４】
半導体基板、前記半導体基板の一方の主面上に形成される光を受光又は発光可能な半導体層、及び前記半導体層上に形成された電極を有する光電変換素子の電極側の面に該電極が露出するように第１の絶縁層を形成する工程と、
前記電極と電気的に接続され、かつ、平面ししたときに前記半導体層と前記電極とが重複しない領域に反射部および再配線層を形成する工程と、
前記再配線層の一部が露出するように第二の絶縁層を形成する工程と、
前記露出された再配線層の一部に外部接続端子を形成する工程と、
を備える光デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば赤外線デバイス等の光デバイス及び光デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光装置の高輝度化および小型化を実現するために、銅等の金属等により、発光素子の光出射面と反対側の面に、発光層からの光を反射する反射層である電極層を形成し、電極層に外部端子である突起電極を直接形成した構成が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３０７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような構成は、いわゆるＦＯＷＬＰ（Fan Out Wafer Level Package）のような、再配線層を有する小型・薄型の半導体パッケージには適用することができない。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、再配線層を有する小型・薄型の光デバイスにおいて、発光効率又は受光効率を向上させた光デバイス及び光デバイスの製造方法を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る光デバイスは、半導体基板、半導体基板の一方の主面上に形成され、光を受光又は発光可能な半導体層、及び半導体層上に形成された電極を有する光電変換素子と、光電変換素子の電極が形成された電極形成面と反対側の面を露出させるように光電変換素子の側面を覆う封止部と、光電変換素子の電極形成面上に設けられる絶縁層、電極と接続される再配線、及び平面視したときに半導体層と電極が重複しない領域に設けられて光を半導体層の側に反射させる反射部を含む再配線層と、再配線層上に設けられ、再配線と接続された外部接続端子と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の一態様に係る光デバイスの製造方法は、半導体基板、半導体基板の一方の主面上に形成される光を受光又は発光可能な半導体層、及び半導体層上に形成された電極を有する光電変換素子の電極側の面に該電極が露出するように第１の絶縁層を形成する工程と、電極と電気的に接続され、かつ、平面視したときに半導体層と電極とが重複しない領域に反射部および再配線層を形成する工程と、再配線層の一部が露出するように第二の絶縁層を形成する工程と、露出された再配線層の一部に外部接続端子を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、再配線層を有する小型・薄型の光デバイスにおいて、発光効率又は受光効率を向上させた光デバイス及び光デバイスの製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る光デバイスの一構成例を示す概略図である。
【図２】図１（Ｃ）に示すＩＩＡ−ＩＩＡ断面及びＩＩＢ−ＩＩＢ断面を詳細に示す断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る光デバイスに用いる光電変換素子の受光部及び電極の構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る光デバイスの製造工程の一部を示す断面工程図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る光デバイスの製造工程の一部を示す断面工程図である。
【図６】本発明の第一実施形態に係る光デバイスの製造工程の一部を再配線層形成面側から示す製造工程図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る光デバイスの一構成例を示す概略図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係る光デバイスの一構成例を示す概略図である。
【図９】本発明の第四実施形態に係る光デバイスに用いる光電変換素子の受光部及び発光部、並びに電極の構成を示す模式図である。
【図１０】本発明の第四実施形態に係る光デバイスの一構成例を示す概略図である。
【図１１】本発明の第五実施形態に係る光デバイスの一構成例を示す概略図である。
【図１２】本発明の第六実施形態に係るフィルタブロック付きの光デバイスの一構成例を示す概略図である。
【図１３】本発明の第六実施形態の変形例に係るレンズブロック付きの光デバイスの一構成例を示す概略図である。
【図１４】本発明の第六実施形態の変形例に係るレンズブロック付きの光デバイスに用いるレンズの一構成例を示す概略図である。
【図１５】本発明の第七実施形態に係るフィルタブロック付きの光デバイスの一構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
以下、図面を参照して本発明の各実施形態について説明する。
【００１１】
１．第一実施形態
以下、第一実施形態に係る光デバイスの構成及び製造方法について、図１〜６を用いて説明する。第一実施形態に係る光デバイスは、赤外線等の光を検出する受光部を有する光電変換素子を備えている。第一実施形態に係る光デバイスは、例えば、赤外線等の光を検出することによって人の存在を検知する人感センサや、ＮＤＩＲ（Non-dispersive infrared）方式を用いたガスセンサとして用いられる。
【００１２】
［光デバイスの構成］
図１は、第一実施形態に係る光デバイス１００を説明するための構成図であり、図１（Ａ）は光デバイス１００の一構成例を示す平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＩＢ−ＩＢ断面を模式的に示す断面図、図１（Ｃ）は光デバイス１００の一構成例を示す底面図である。図２は、光デバイス１００の断面構成を詳細に示す断面図であり、図２（Ａ）は図１（Ｃ）に示すＩＩＡ−ＩＩＡ断面における光デバイス１００の断面図、図２（Ｂ）は図１（Ｃ）に示すＩＩＢ−ＩＩＢ断面における光デバイス１００の断面図である。図３は、光デバイス１００が備える光電変換素子１０の受光部１１２ａ及び電極１１３ａ，１１３ｂの構成を示す。図２（Ｂ）は、光デバイス１００の底面が下側となるように示した断面図である。
本実施形態では、光デバイス１００が図示しない回路基板と接続される面（外部接続端子が形成される面）を光デバイス１００の底面とし、外部接続端子が形成される面とは反対側の面（光入射面）を光デバイス１００の上面として説明する。
【００１３】
図１（Ａ）から図１（Ｃ）に示すように、光デバイス１００は、光電変換素子１０と、光電変換素子１０の一部を封止する封止部２０と、光電変換素子１０と電気的に接続された再配線層３０と、再配線層３０と電気的に接続された複数の外部接続端子４０（図１中では４つの外部接続端子４０ａ〜４０ｄ）とを備えている。
光デバイス１００の上面からは、光電変換素子１０に光が入射する面となる光入射面１０ａが露出している。本実施形態では、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す光デバイス１００の上面から、光電変換素子１０の光入射面１０ａが露出する例を示している。
【００１４】
図２に示すように、光電変換素子１０の光入射面１０ａと反対側の面には、電極１１３ａ及び１１３ｂが設けられている。光電変換素子１０の電極１１３ａ及び１１３ｂが形成された面（電極形成面１０ｂ）は、再配線層３０と密接している。光電変換素子１０は、電極１１３ａ及び１１３ｂを介して再配線層３０と電気的に接続される。
以下、光デバイス１００の各部について詳細に説明する。
【００１５】
＜光電変換素子＞
第一実施形態に係る光電変換素子１０は、半導体基板１１１、半導体基板１１１の一方の主面（図２中に示す下面）上に形成された半導体層１１２、及び半導体層１１２上に形成された電極１１３（１１３ａ，１１３ｂ）を有している。光電変換素子１０が受光素子の場合、半導体層１１２は、図３に示すように、光を受光可能な受光部１１２ａを含む。光電変換素子１０は、外部からの光を半導体基板１１１を介して受光部１１２ａで受光する。光電変換素子１０が発光素子の場合、半導体層１１２は光を生成可能な発光部を含む。光電変換素子１０は、生成した光を半導体基板１１１を介して外部に発光する。以下、部分的に光電変換素子１０が受光素子である場合を例に説明するが本実施形態の光デバイスはこれに制限されず、光電変換素子１０が発光素子である場合も含む。光電変換素子１０が発光素子である場合は、入射を出射に読み替え、受光を発光に読み替える。
【００１６】
光電変換素子１０は、半導体基板１１１の光入射面１０ａ側に反射防止膜を有していても良い。反射防止膜は、光電変換素子１０の外部から光電変換素子１０に入射する光が光電変換素子１０の表面において反射することを抑制し、光入射効率を向上させる。反射防止膜は、透光性を有し、例えば二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、ＤＬＣ（Diamond-Like Carbon）等の単層膜、又はこれら材料が積層された積層膜である。
【００１７】
（半導体基板）
半導体基板１１１は、ＰＮ接合又はＰＩＮ接合のフォトダイオード構造の半導体層１１２を成膜することが可能な基板である。半導体基板１１１は、赤外線等の検出しようとする光に対して光透過性を有するものであれば特に制限されない。半導体基板１１１は、半導体を含む材料を有する基板又は絶縁性基板のいずれであってもよい。すなわち、「半導体基板」は、半導体素子としての光電変換素子１０を構成する基板であることを意味している。半導体基板１１１は、一例として、シリコン（Ｓｉ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、サファイヤ、リン化インジウム（ＩｎＰ）等で形成された基板を挙げることが出来る。
半導体層１１２がＩｎ、Ｓｂ、Ａｓ、Ａｌ等を含むナローギャップ半導体材料（例えばＩｎＳｂ）を含む材料で形成される場合、格子欠陥の少ない半導体層１１２を形成するする観点から、半導体基板１１１としてＧａＡｓ基板を用いることが好ましい。この場合、半導体基板１１１は光に対して高い透過率を有し、かつ半導体基板１１１上に高品質の結晶性成長が可能となる。
【００１８】
（半導体層）
半導体層１１２は、第一導電型半導体層、活性層及び第二導電型半導体層（図示せず）とで構成されたＰＩＮ接合のフォトダイオード構造を有している。半導体層１１２としては、ＰＮ接合もしくはＰＩＮ接合のフォトダイオード構造を有する半導体層であれば、本実施形態における構造に制限されない。また、半導体層１１２は、第一導電型半導体層と第二導電型半導体層とで構成されたＰＮ接合のフォトダイオード構造であってもよい。半導体層１１２は、赤外線等の特定波長の光に対して感度を有する公知の物質を適用することが可能であり、例えば、ＩｎＳｂを含む半導体層を適用することが出来る。
【００１９】
（電極）
電極１１３は、半導体層１１２上に形成された電極１１３ａ及び１１３ｂを有している。電極１１３ａは、半導体層１１２の第一導電型半導体層と電気的に接続されている。電極１１３ｂは、半導体層１１２の第二導電型半導体層と電気的に接続されている。
電極１１３ａ及び１１３ｂは、半導体層１１２と電気的なコンタクトが取れる材料であれば特に制限されない。半導体基板１１１側から入射された光の一部は、電極１１３ａ，１１３ｂによって反射される。そのため、半導体層１１２を大面積の電極１１３ａ，１１３ｂで覆えば受光効率／発光効率は増加する効果がある。他方、半導体層１１２を大面積の電極１１３ａ，１１３ｂで覆うと、光電変換素子１０のレイアウト上の制約が増し、光電変換素子１０のチップサイズの増大が生じてしまう。
【００２０】
＜封止部＞
封止部２０は、樹脂材料で構成されており、光電変換素子１０の光入射面１０ａを露出させるように、光電変換素子１０の側面を覆っている。また、封止部２０が光電変換素子１０の側面を覆うことにより、光電変換素子１０の電極形成面１０ｂが再配線層３０に対して露出する。すなわち、本実施形態に係る光デバイス１００においては、図２に示す光電変換素子１０の上面（光入射面１０ａ）及び底面（電極形成面１０ｂ）以外が封止部２０によって封止されている。なお、封止部２０は、半導体基板１１１を介して半導体層１１２に赤外線等の光が入射できるように形成されていれば良く、光電変換素子１０のどの面を覆っているかは特に制限されない。例えば、封止部２０は、光電変換素子１０の電極形成面１０ｂの一部や光電変換素子１０の電極形成面１０ｂの反対側の一部を覆っていてもよく、また、光電変換素子１０の側面の一部を覆っていなくてもよい。また、別の実施形態の光デバイスでは封止部２０を備えていなくてもよい。
【００２１】
封止部２０としては、量産性、機械強度及び光電変換素子１０への応力の観点から、再配線層３０が有する再配線３２及び反射部３４ａ，３４ｂを構成する材料の線膨張係数に近い線膨張係数を有する樹脂材料を用いることが好ましい。封止部２０は、例えば一般的な半導体デバイスで使われるエポキシ樹脂等の樹脂材料で形成される。
また、封止部２０を構成する材料は、エポキシ樹脂等の樹脂材料の他にフィラーや不可避的に混在する不純物などを含んでいてもよい。フィラーとしては、シリカやアルミナ等が好適に用いられる。フィラーの混合量は、封止部２０を構成する材料中、５０体積％以上９９体積％以下であることが好ましく、７０体積％以上９９体積％以下であることがより好ましく、８５体積％以上９９体積％以下であることがさらに好ましい。
【００２２】
＜再配線層＞
再配線層３０は、光電変換素子１０の電極形成面１０ｂ側に形成される。図２に記載の光デバイス１００の再配線層３０は、第一絶縁層３１１及び第二絶縁層３１２を有する絶縁層３１と、再配線３２と、光電変換素子１０からの光を半導体層１１２の側に反射させる反射部３４ａ，３４ｂと、外部接続端子４０ａ〜４０ｄを接続するためのパッド３３ａ〜３３ｄとを備えている。再配線３２は、第一再配線３２ａと第二再配線３２ｂとを有している。再配線３２は、光電変換素子１０の電極１１３ａ，１１３ｂと電気的に接続される。
図１（Ｃ）に示すように、本実施形態の光電変換素子１０では、電極１１３ａに対して第一再配線３２ａが接続されており、電極１１３ｂに対して第二再配線３２ｂが接続されている。また、第一再配線３２ａは、外部接続端子４０ａ，４０ｃに接続されており、第二再配線３２ｂは、外部接続端子４０ｂ，４０ｄに接続されている。以下、再配線層３０に含まれる第一再配線３２ａ及び第二再配線３２ｂ、全体について説明する場合には、再配線３２と記載する場合がある。再配線３２は、１つの層に構成されていても良く、複数の層にまたがって形成されていても良い。
【００２３】
（第一絶縁層）
第一絶縁層３１１は、光電変換素子１０及び封止部２０の電極形成面１０ｂ側に形成された絶縁層である。第一絶縁層３１１は、反りが小さく、第一再配線３２ａ、第二再配線３２ｂ及び反射部３４ａ，３４ｂとの接合性に優れた耐熱性の高い材料により形成され、例えばポリイミド等の樹脂材料により形成される。第一絶縁層３１１は、光電変換素子１０の電極１１３ａ，１１３ｂの位置に第一絶縁層３１１を貫通する開口３１１ａ，３１１ｂをそれぞれ有している。これにより、図２（Ａ）に示すように、当該開口３１１ａ，３１１ｂを介して、第一再配線３２ａが電極１１３ａと電気的に接続可能となり、第二再配線３２ｂが電極１１３ｂと電気的に接続可能となる。
【００２４】
（再配線及び反射部）
第一再配線３２ａ、第二再配線３２ｂは、光電変換素子１０の電極１１３ａ，１１３ｂと、外部接続端子４０ａ〜４０ｄとを電気的に接続する。再配線３２（第一再配線３２ａ，第二再配線３２ｂ）は、第一絶縁層３１１と第二絶縁層３１２との間に設けられている。第一再配線３２ａは、第一絶縁層３１１の開口３１１ａから露出する電極１１３ａの表面及び開口３１１ａの側壁を覆い、開口３１１ａの側壁からパッド３３ａ，３３ｃ（パッド３３ｃは図示せず）まで第一絶縁層３１１の表面上で延在する。第二再配線３２ｂは、第一絶縁層３１１の開口３１１ｂから露出する電極１１３ｂの表面と、開口３１１ｂの側壁とを覆い、開口３１１ｂの側壁からパッド３３ｂ，３３ｄ（パッド３３ｄは図示せず）まで第一絶縁層３１１の表面上で延在する。なお、パッド３３は外部接続端子４０と再配線３２とを電気的に接続する部材である。
【００２５】
反射部３４ａ，３４ｂは、光デバイス１００を平面視したときに半導体層１１２と電極１１３ａ，１１３ｂとが重複しない領域に設けられる。図１（Ｃ）に示すように、本実施形態の光デバイス１００の光電変換素子１０では、反射部３４ａが第一再配線３２ａの一部となるように、すなわち反射部３４ａが第一再配線３２ａと一体に形成されている。同様に、反射部３４ｂは、第二再配線３２ｂの一部となるように、すなわち反射部３４ｂが第二再配線３２ｂと一体に形成されている。このため、反射部３４ａ，３４ｂはそれぞれ第一再配線３２ａ、第二再配線３２ｂとしても機能し、第一再配線３２ａ、第二再配線３２ｂはそれぞれ反射部３４ａ，３４ｂとしても機能する。
【００２６】
本実施形態の光デバイス１００の光電変換素子１０において、第一再配線３２ａの一部である反射部３４ａは、平面視で、半導体層１１２の約半分（図３中に示す受光部１１２ａの左側約半分）を覆い、かつ外部接続端子４０ｃ、４０ｄの周辺において外部接続端子４０ａ，４０ｃの外形に沿った形状に形成されている（図１（Ｃ））。また、第二再配線３２ｂの一部である反射部３４ｂは、平面視で、半導体層１１２の約半分（図３中に示す受光部１１２ａの右側約半分）を覆い、かつ外部接続端子４０ｃ、４０ｄの周辺において外部接続端子４０ｂ，４０ｄの外形に沿った形状に形成されている（図１（Ｃ））。
【００２７】
反射部３４ａ，３４ｂは、平面視において、光を受光可能な半導体層１１２（すなわち受光部１１２ａ）の面積の１０％以上の領域を覆うように配置されることが好ましい。すなわち、平面視において、反射部３４ａと半導体層１１２が重複する面積と反射部３４ｂと半導体層１１２が重複する面積との合計が、半導体層１１２の面積の１０％以上であることが好ましい。また、反射部３４ａ，３４ｂは、平面視において、半導体層１１２の面積の２０％以上の領域を覆うように配置されることがより好ましく、３０％以上の領域を覆うように配置されることがさらに好ましく、５０％以上であることがよりさらに好ましい。
また、反射部３４ａ，３４ｂは、平面視において、半導体層と電極が重複しない領域の１０％以上の領域を覆うように配置されることが好ましい。すなわち、反射部３４ａが半導体層１１２を覆う面積と反射部３４ｂが半導体層１１２を覆う面積との合計が、半導体層１１２の面積の１０％以上であることが好ましく、２０％以上であることがより好ましく、３０％以上であることがさらに好ましく、５０％以上であることがよりさらに好ましい。
【００２８】
本実施形態の光デバイスにおける第一再配線３２ａは、下地層３２１ａ及び導体層３２２ａを有している。下地層３２１ａは、例えば無電解めっき又はスパッタリングにより形成され、後に電気めっきにより導体層３２２ａを形成する際の電極の役割を果たす。また、下地層３２１ａは、第一絶縁層３１１と導体層３２２ａとの接着性を向上させる役割も果たす。下地層３２１ａは、例えば銅（Ｃｕ）やチタン（Ｔｉ）銅（Ｃｕ）の積層により形成される。導体層３２２ａは、下地層３２１ａ上に形成され、例えば電解めっきにより形成される。導体層３２２ａは、例えば銅（Ｃｕ）により形成される。
【００２９】
本実施形態の光デバイスにおける第二再配線３２ｂは、下地層３２１ｂ及び導体層３２２ｂを有している。下地層３２１ｂは下地層３２１ａと、導体層３２２ｂは導体層３２２ａと同様の構成である。
【００３０】
（第二絶縁層）
図２（Ｂ）に示すように、第二絶縁層３１２は、第一絶縁層３１１の表面の一部および再配線３２の表面に形成された絶縁層である。第二絶縁層３１２は、第一絶縁層３１１と同様に、例えばポリイミド等の樹脂材料により形成される。第二絶縁層３１２は、第二絶縁層３１２を貫通する開口３１２ａ〜３１２ｄ（開口３１２ｃ，３１２ｄは図示せず）を有する。これにより、図２に示すように、当該開口３１２ａ〜３１２ｄを介して、パッド３３ａ〜３３ｄが第一再配線３２ａ、第二再配線３２ｂと電気的に接続可能となる。
【００３１】
パッド３３ａ〜３３ｄは、外部接続端子４０ａ〜４０ｄを第一再配線３２ａ、第二再配線３２ｂとそれぞれ接続するために設けられる。パッド３３ａ〜３３ｄは、例えばＮｉ層とＡｕ層との積層膜により形成されている。パッド３３ａ〜３３ｄは、第二絶縁層３１２の開口３１２ａ〜３１２ｄから露出する第一再配線３２ａ、第二再配線３２ｂの表面のそれぞれ及び開口３１２ａ〜３１２ｄの側壁を覆う。
【００３２】
＜外部接続端子＞
外部接続端子４０ａ〜４０ｄは、パッド３３ａ〜３３ｄとそれぞれ接して形成されている。外部接続端子４０ａ，４０ｃは、第二絶縁層３１２の開口３１２ａ，３１２ｃから露出する第一再配線３２ａと電気的に接続されており、外部接続端子４０ｂ，４０ｄは、第二絶縁層３１２の開口３１２ｂ，３１２ｄから露出する第二再配線３２ｂと電気的に接続されている。外部接続端子４０ａ〜４０ｄは、たとえばはんだボールである。光デバイス１００を図示しない回路基板に実装する際には、外部接続端子４０ａ〜４０ｄのそれぞれが回路基板の所定位置に接するようにして光デバイス１００を回路基板上に配置する。このあと、リフローにより外部接続端子４０ａ〜４０ｄを加熱後冷却することにより、光デバイス１００と回路基板とがはんだ付けされる。なお、別の実施形態の光デバイスでは外部接続端子を備えていなくてもよい。
【００３３】
本実施形態の光デバイス１００では、半導体層１１２の第一導電型半導体層と接続された電極１１３ａと外部接続端子４０ａ、４０ｃとが第一再配線３２ａによって電気的に接続される。また、光デバイス１００では、半導体層１１２の第二導電型半導体層と接続された電極１１３ｂと外部接続端子４０ｂ、４０ｄとが、第二再配線３２ｂによって電気的に接続される。すなわち、外部接続端子４０ａ、４０ｃは、第一導電型半導体層に接続される外部端子であり、外部接続端子４０ｂ、４０ｄは、第二導電型半導体層に接続される外部端子となる。
【００３４】
［光デバイスの製造方法］
以下、本実施形態に係る光デバイス１００の製造方法を図４（Ａ）から図４（Ｆ）及び図５（Ａ）から図５（Ｇ）の工程断面図、並びに及び図６（Ａ）から図６（Ｇ）の底面図を用いて説明する。図４（Ａ）から図４（Ｆ）は、光電変換素子１０を用いて再構成基板を形成する工程を示している。また、図５（Ａ）から図５（Ｇ）及び図６（Ａ）から図６（Ｇ）は、再構成基板に対して再配線層３０及び外部接続端子４０を形成する工程を示しており、図６（Ａ）は図５（Ａ）の工程の底面図、図６（Ｂ）は図５（Ｂ）の工程の底面図を示している。
【００３５】
（再構成基板形成工程）
図４（Ａ）から図４（Ｆ）を用いて、再構成基板形成工程を説明する。
まず、図４（Ａ）に示すように、ガラス基板等の基板２１０を準備し、基板２１０の一方の面に接着フィルム２１２を貼り付ける。
続いて、図４（Ｂ）に示すように、基板２１０の一方の面に貼り付けられた接着フィルム２１２に対して、個片化した光電変換素子１０を貼り付ける。このとき、光電変換素子１０の半導体層１１２及び電極１１３ａ，１１３ｂを形成した面が接着フィルム２１２側を向くようにして光電変換素子１０を貼り付ける。
【００３６】
図４（Ｃ）に示すように、接着フィルム２１２上に光電変換素子１０が貼り付けられた基板２１０を、図示しない上金型及び下金型で形成されたキャビティ内に配置し、キャビティ内に溶融樹脂を充填、硬化させてモールド樹脂層２２０を形成する。モールド樹脂層２２０は、光電変換素子１０を覆うようにして形成される。モールド樹脂層２２０は、例えばコンプレッション成形やトランスファー成形により形成することができる。
【００３７】
図４（Ｄ）に示すように、モールド樹脂層２２０の上面をポリッシング等により研磨し、光電変換素子１０を露出させる。これにより、光電変換素子１０の側面を覆う封止部２０が形成される。この工程は、図５（Ｇ）で示したはんだボール形成後に実施してもよい。
図４（Ｅ）に示すように、接着フィルム２１２から基板２１０を剥離した後、図４（Ｆ）に示すように、接着フィルム２１２を光電変換素子１０及び封止部２０から剥離する。
以上により、再構成基板２４０が形成される。
【００３８】
（再配線層形成工程）
続いて、図５（Ａ）から図５（Ｇ）及び図６（Ａ）から図６（Ｇ）を用いて、再構成基板２４０の裏面に再配線層３０を形成する工程について説明する。なお、図５（Ａ）から図５（Ｇ）では、説明を容易にするために、再構成基板２４０のうちの一部分を拡大して示して再配線層形成工程を説明する。
【００３９】
図５（Ａ）及び図６（Ａ）に示すように、再構成基板２４０の裏面（光電変換素子１０の電極形成面１０ｂ）に、第一絶縁層３１１を形成する。続いて、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）に示すように、第一絶縁層３１１のうち、光電変換素子１０の電極１１３ａ，１１３ｂの位置に、第一絶縁層３１１を貫通する開口３１１ａ，３１１ｂをそれぞれ形成し、電極１１３ａ，１１３ｂを露出させる。
【００４０】
図５（Ｃ）及び図６（Ｃ）に示すように、第一絶縁層３１１の上に、例えば無電解銅（Ｃｕ）めっきにより反射部３４ａ，３４ｂと一体化された第一再配線３２ａ、第二再配線３２ｂの下地層３２１を形成する。下地層３２１は、第一絶縁層３１１の開口３１１ａから露出する電極１１３ａの表面及び開口３１１ａの側壁を、そして第一絶縁層３１１の開口３１１ｂから露出する電極１１３ｂの表面及び開口３１１ｂの側壁を覆い、第一絶縁層３１１の面全体を覆うように形成する。
【００４１】
図５（Ｄ）及び図６（Ｄ）に示すように、導体層３２２ａ，３２２ｂを形成することにより第一再配線３２ａ、第二再配線３２ｂを形成する。まず、下地層３２１上に、第一再配線３２ａ、第二再配線３２ｂの形成領域を開口させたレジストパターンを形成し、下地層３２１を電極とした電解銅（Ｃｕ）めっきにより導体層３２２ａ，３２２ｂを形成する。このとき、導体層３２２ａ，３２２ｂは、下地層３２１よりも厚く形成する。続いて、レジストを除去し、下地層３２１及び導体層３２２ａ，３２２ｂ形成面全面に対して下地層３２１の厚さ以上のエッチングを施す。エッチングにより、下地層３２１の一部（第一再配線３２ａ、第二再配線３２ｂの形成領域以外に形成された下地層３２１）を除去して下地層３２１ａ，３２１ｂが形成される。以上により、下地層３２１ａと導体層３２２ａとで形成された第一再配線３２ａと、下地層３２１ｂと導体層３２２ｂとで形成された第二再配線３２ｂとを形成する。第一再配線３２ａは、電極１１３ａからパッド３３ａ及びパッド３３ｃが形成される位置まで形成され、第二再配線３２ｂは、電極１１３ｂからパッド３３ｂ及びパッド３３ｄが形成される位置まで形成される。
【００４２】
図５（Ｅ）及び図６（Ｅ）に示すように、第一絶縁層３１１及び第一再配線３２ａ、第二再配線３２ｂ上に、第二絶縁層３１２を形成する。続いて、第二絶縁層３１２のうち、後にパッド３３ａ〜３３ｄを形成する部分に、第二絶縁層３１２を貫通する開口３１２ａ〜３１２ｄを形成する。開口３１２ａ，３１２ｃは、第一再配線３２ａ上に設けられる。
開口３１２ｂ，３１２ｄは、第二再配線３２ｂ上に設けられる。これにより、開口３１２ａ，３１２ｃから第一再配線３２ａが露出し、開口３１２ｂ，３１２ｄから第二再配線３２ｂが露出する。
【００４３】
図５（Ｆ）及び図６（Ｆ）に示すように、第二絶縁層３１２の開口３１２ａ〜３１２ｄの位置に、パッド３３ａ〜３３ｄを形成する。パッド３３ａ〜３３ｄは、例えば無電解ニッケル（Ｎｉ）めっきにより下地層となるＮｉ層を形成した後、無電解金（Ａｕ）めっきによりＡｕ層を形成して得る。パッド３３ａ〜３３ｄは、第二絶縁層３１２の開口３１２ａ〜３１２ｄから露出する第一再配線３２ａ、第二再配線３２ｂの表面及び開口３１２ａ〜３１２ｄの側壁を覆って形成される。
【００４４】
図５（Ｇ）及び図６（Ｇ）に示すように、パッド３３ａ〜３３ｄ上に、はんだボールにより外部接続端子４０ａ〜４０ｄ（外部接続端子４０ｃ，４０ｄは図示せず）を形成する。最後に、再配線層３０が形成された再構成基板２４０の封止部２０部分をダイシングブレードでダイシングすることにより、個片化された光デバイス１００を得ることができる。
【００４５】
上述した製造方法以外にも、再配線層３０を含むウエハと光電変換素子１０とを接合する方法を用いてもよい。再配線層３０を含むウエハの再配線３２と、光電変換素子１０の電極１１３とを、光電変換素子１０の半導体層１１２と電極１１３が重複しない領域に再配線３０が来るように接合した後に、ダイシングする方法によって個片化された光デバイス１００を得ることができる。このとき、ウエハと素子との接合は、光電変換素子１０の電極１１３の一部を熱によって溶融する材料とし、リフローによって電極１１３と再配線３２とを電気的に接続する形態であっても良い。
【００４６】
＜第一実施形態の変形例＞
（１）第一実施形態に係る光デバイス１００では、光電変換素子１０の光入射面１０ａが、封止部２０の上面と同じ高さ（同一平面内）に設けられている例について説明したが、このような構成に限られない。
例えば、光電変換素子１０の光入射面１０ａ（反射防止膜が設けられている場合には反射防止膜の上面）は、封止部２０の上面（封止部２０の再配線層３０とは反対側の面）に対して凹んだ位置に設けられていてもよい。この場合、封止部２０が、光電変換素子１０に入射する光の入射角を制限する視野角制限部として機能する。光電変換素子１０は、製造時にダイシングにより個片化されるが、この際にチッピングが発生し、光電変換素子１０のチッピング部分周辺において入射光に外乱が生じる場合がある。しかしながら、封止部２０が視野角制限部として機能することにより、光の外乱を抑制することができる。また、封止部２０が視野角制限部として機能することにより、光電変換素子１０の上面を構成する膜の側面が封止部２０によって保護され、耐水性が向上する。
【００４７】
（２）また、光電変換素子１０の光入射面１０ａ（反射防止膜が設けられている場合には反射防止膜の上面）は、封止部２０の上面よりも突出する位置に設けられていても良い。
この場合、例えばモールド樹脂層２２０を形成する際に上金型表面にフッ素樹脂等で構成された樹脂シートを設け、樹脂シートに対して光電変換素子１０が食い込むような状態で溶融樹脂に注入・硬化を行う。これにより、光電変換素子１０の上面がモールド樹脂層２２０（封止部２０）の上面から突出するように形成される。光電変換素子１０の光入射面１０ａが封止部２０から突出した光デバイス１００では、封止部２０によって光の入射角又は出射角の制限を受けずに赤外線等の光を受光／発光することができる。
【００４８】
＜第一実施形態の効果＞
第一実施形態に係る光デバイスでは、以下の効果を有する。
（１）第一実施形態に係る光デバイスでは、再配線の一部である反射部により、光デバイスに入射して再配線層まで透過した光を光電変換素子の半導体層に反射させることができる。このため、受光効率を向上し、及び／または、均一化させることができる。また、半導体層から再配線層側に出射した光を反射させることができる。このため、発光効率を向上し、および／または、均一化させることができる。
（２）第一実施形態に係る光デバイスでは、光デバイスの配線を再配線層で構成することができる。このため、光デバイスを薄型化することができる。
（３）第一実施形態に係る光デバイスでは、樹脂材料で構成された封止部が半導体素子である光電変換素子の側面を覆っている。これにより、光電変換素子の一方の主面は封止部から露出して再配線層と当接しており、光電変換素子の他方の主面は封止部から露出して光入射面となっている。このため、光デバイスでは、封止部の樹脂が膨潤した場合であっても半導体基板の厚さ方向への応力が生じにくくなり、半導体基板の反りが生じにくくなる。このため、半導体層は、応力を受けなくなるため、光デバイスの特性変動が生じにくくなる。
具体的には、赤外線センサの受光感度の変動や半導体層の抵抗値の変動が生じにくくなる。特に、光デバイスがｐｐｂオーダの分解能を要求するガスセンサの場合には、光信号レベルが外乱の影響によって僅かに変化した場合でも、ガス濃度測定結果に大きな誤差が生じることになる。このため、本実施形態に係る光デバイスにより、ガス濃度の測定結果の変動が顕著に生じにくくなる。
【００４９】
（４）光デバイスは、光電変換素子の上面に反射防止膜が設けられている場合には、反射防止膜によって光電変換素子の外部から光電変換素子に入射する光が光電変換素子の表面において反射することを抑制し、光入射効率をより向上させることができる。
【００５０】
２．第二実施形態
以下、本発明の第二実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
＜光デバイスの構成＞
図３を参照しつつ、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）を用いて、第二実施形態に係る光デバイス２００の構成を説明する。図７（Ａ）は、光デバイス２００の底面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ断面の構成を示す断面図である。図７（Ｂ）は、光デバイス２００の底面が下側となるように示した断面図である。
光デバイス２００は、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、第一実施形態の再配線３２に代えて、再配線３２と異なる形状を有する再配線２３２を有している点で、第一実施形態の光デバイス１００と相違する。再配線２３２は、第一再配線２３２ａ及び第二再配線２３２ｂを有している。
その他の構成は、上述した第一実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５１】
（再配線及び反射部）
図７（Ａ）に示すように、光デバイス２００の再配線２３２は、平面視で、半導体層１１２（受光部１１２ａ）と対向する領域に設けられている。図７（Ｂ）に示すように、第一再配線２３２ａは、電極１１３ａからパッド３３ａ，３３ｃ（３３ｃは図示せず）まで延在する細線形状を有しており、第二再配線２３２ｂは、電極１１３ｂからパッド３３ｂ，３３ｄ（３３ｄは図示せず）まで延在する細線形状を有している。
細線形状を有する第一再配線２３２ａ，第二再配線２３２ｂは、反射部２３４ａ，２３４ｂとしても機能する。反射部２３４ａ，２３４ｂは、平面視において、光を受光可能な半導体層１１２（すなわち受光部１１２ａ）の面積の１０％以上の領域を覆うように配置されることが好ましい。すなわち、反射部２３４ａが受光部１１２ａを覆う面積と反射部２３４ｂが受光部１１２ａを覆う面積との合計が、受光部１１２ａの面積の１０％以上であることが好ましい。また、反射部２３４ａ，２３４ｂは、平面視において、受光部１１２ａの面積の２０％以上の領域を覆うように配置されることがより好ましく、３０％以上の領域を覆うように配置されることがさらに好ましい。
【００５２】
図７（Ｂ）に示すように、反射部２３４ａとして機能する第一再配線２３２ａは、下地層４２１ａ及び導体層４２２ａを有している。反射部２３４ｂとして機能する第二再配線２３２ｂは、下地層４２１ｂ及び導体層４２２ｂを有している。下地層４２１ａ，４２１ｂは、第一実施形態における光デバイス１００の下地層３２１ａ，３２１ｂと同様の材料、方法により形成される。また、導体層４２２ａ，４２２ｂは、第一実施形態における光デバイス１００の導体層３２２ａ，３２２ｂと同様の材料、方法により形成される。
【００５３】
＜第二実施形態の効果＞
第二実施形態に係る光デバイスでは、第一実施形態における効果（２）から（４）に加えて、以下の効果を有する。
（５）第二実施形態に係る光デバイスは、反射部として機能する再配線が細線形状を有している。反射部を広く形成すると、反射部上に形成される第二絶縁層との密着性を向上させるために反射部表面に粗化めっきを施す場合があるが、再配線が細線形状である場合には反射部と第二絶縁層との密着性が十分であり粗化めっきを施す必要が無い。このため、光デバイスの形成工程を増加させることがなくなる。
【００５４】
３．第三実施形態  以下、本発明の第三実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
＜光デバイスの構成＞
図３を参照しつつ、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を用いて、第三実施形態に係る光デバイス３００の構成を説明する。図８（Ａ）は、光デバイス３００の底面図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ断面の構成を示す断面図である。図８（Ｂ）は、光デバイス３００の底面が下側となるように示した断面図である。
光デバイス３００は、図８に示すように、第一実施形態の再配線３２に代えて、再配線３２と異なる形状を有する再配線３３２を有している点で、第一実施形態の光デバイス１００と相違する。再配線３３２は、第一再配線３３２ａ及び第二再配線３３２ｂを有している。
その他の構成は、上述した第一実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５５】
（再配線及び反射部）
光デバイス３００の再配線３３２は、平面視で、半導体層１１２（受光部１１２ａ）と対向する領域に設けられている。図８（Ｂ）に示すように、第一再配線３３２ａは、電極１１３ａからパッド３３ａ，３３ｃ（３３ｃは図示せず）まで延在しており、第二再配線３３２ｂは、電極１１３ｂからパッド３３ｂ，３３ｄ（３３ｄは図示せず）まで延在している。
図８（Ａ）に示すように、反射部３３４ａ〜３３４ｄは、半導体層１１２（受光部１１２ａ）と電極１１３ａ，１１３ｂとが重複しない領域に設けられる。反射部３３４ａ，３３４ｃは、それぞれ電極１１３ａから外部接続端子４０ａ，４０ｃに向かって幅が広がる形状を有している。また、反射部３３４ｂ，３３４ｄは、それぞれ電極１１３ｂから外部接続端子４０ｂ，４０ｄに向かって幅が広がる形状を有している。
本実施形態の光電変換素子１０では、反射部３３４ａ，３３４ｃが第一再配線３３２ａの一部となるように、すなわち反射部３３４ａ，３３４ｃが第一再配線３３２ａと一体に形成されている。同様に、反射部３３４ｂ，３３４ｄは、第二再配線３３２ｂの一部となるように、すなわち反射部３３４ｂ，３３４ｄが第二再配線３３２ｂと一体に形成されている。このため、反射部３３４ａ〜３３４ｄは，それぞれ第一再配線３３２ａ又は第二再配線３３２ｂとしても機能し、第一再配線３３２ａ又は第二再配線３３２ｂはそれぞれ反射部３３４ａ〜３３４ｄのいずれかとしても機能する。
【００５６】
図８（Ｂ）に示すように、反射部３３４ａ，３３４ｃが一体化された第一再配線３３２ａは、下地層５２１ａ及び導体層５２２ａを有している。反射部３３４ｂ，３３４ｄが一体化された第二再配線３３２ｂは、下地層５２１ｂ及び導体層５２２ｂを有している。下地層５２１ａ，５２１ｂは、第一実施形態における光デバイス１００の下地層３２１ａ，３２１ｂと同様の材料、方法により形成される。また、導体層５２２ａ，５２２ｂは、第一実施形態における光デバイス１００の導体層３２２ａ，３２２ｂと同様の材料、方法により形成される。
【００５７】
＜第三実施形態の効果＞
第三実施形態に係る光デバイスでは、第一実施形態における効果（１）から（４）に加えて、以下の効果を有する。
（６）第三実施形態に係る光デバイスは、反射部として機能する再配線が電極から外部接続端子に向かって幅が広がる形状を有している。このため、電極近辺では反射部を細く形成して反射部の形成を容易にするとともに、外部接続端子近辺では反射部を太く形成して反射部の面積を増大させて、入射光の受光効率を向上させることができる。
【００５８】
４．第四実施形態
以下、本発明の第四実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
＜光デバイスの構成＞
図９及び図１０を用いて、第四実施形態に係る光デバイス４００の構成を説明する。図９は、第四実施形態に係る光デバイス４００に用いられる光電変換素子４１０の構成を示す模式図である。図１０（Ａ）は、光デバイス４００の底面図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＸＢ−ＸＢ断面の構成を示す断面図であり、図１０（Ｃ）は、図１０（Ａ）のＸＣ−ＸＣ断面の構成を示す断面図であり、図１０（Ｄ）は、図１０（Ａ）のＸＤ−ＸＤ断面の構成を示す断面図である。図１０（Ｂ）〜図１０（Ｄ）は、光デバイス４００の底面が下側となるように示した断面図である。
【００５９】
光デバイス４００は、図９に示すように、第一実施形態の光電変換素子１０に代えて、受光部及び発光部をいずれも有する光電変換素子４１０を有している点で、第一実施形態の光デバイス１００と相違する。また、光デバイス４００は、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、第一実施形態の再配線３２に代えて、再配線３２と異なる形状を有する再配線４３２を有している点で、第一実施形態の光デバイス１００と相違する。再配線４３２は、第一再配線４３２ａ〜第四再配線４３２ｄを有している。
その他の構成は、上述した第一実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００６０】
＜光電変換素子＞
第四実施形態に係る光電変換素子４１０は、半導体基板１１１、半導体基板１１１の一方の主面（図１０中に示す下面）上に形成された半導体層１１２、及び半導体層１１２上に形成された電極１１３（１１３ａ〜１１３ｄ）を有している。半導体層１１２は、図９に示すように、光を受光可能な受光部１１２ａ及び光を発光可能な発光部１１２ｂを含む。
光電変換素子４１０は、発光部１１２ｂからの光を半導体基板１１１を介して受光部１１２ａで受光し発光量をモニターする。
【００６１】
光電変換素子４１０は、電極１１３として、半導体層１１２上に形成された電極１１３ａ〜１１３ｄを有している。電極１１３ａは、受光部１１２ａを構成する半導体層１１２の第一導電型半導体層と電気的に接続されている。電極１１３ｂは、受光部１１２ａを構成する半導体層１１２の第二導電型半導体層と電気的に接続されている。電極１１３ｃは、発光部１１２ｂを構成する半導体層１１２の第一導電型半導体層と電気的に接続されている。電極１１３ｄは、発光部１１２ｂを構成する半導体層１１２の第二導電型半導体層と電気的に接続されている。
なお、光電変換素子４１０は、これ以外にも例えば検査用の電極等を有していても良い。
【００６２】
＜再配線層＞
（再配線及び反射部）
図１０（Ａ）に示すように、光デバイス４００の再配線４３２は、平面視で、電極１１３ａ，１１３ｂを覆い、外部接続端子４０ａ、４０ｂの外形に沿った形状に形成されている。第一再配線４３２ａ及び第二再配線４３２ｂは、電極１１３ａ、１１３ｂからパッド３３ａ，３３ｂまで延在している。光デバイス４００の第三再配線４３２ｃ及び第四再配線４３２ｄは、平面視で電極１１３ｃ，１１３ｄを覆い、開口３１１ｃ、３１１ｄを介して電極１１３ｃ、１１３ｄからパッド３３ｃ，３３ｄ（３３ｃは図示せず）まで延在している。
反射部４３４ｃは、第三再配線４３２ｃの一部となるように、すなわち反射部４３４ｃが第三再配線４３２ｃと一体に形成されている。同様に、反射部４３４ｄは、第四再配線４３２ｄの一部となるように、すなわち反射部４３４ｄが第四再配線４３２ｄと一体に形成されている。このため、反射部４３４ｃ，４３４ｄはそれぞれ第三再配線４３２ｃ又は第四再配線４３２ｄとしても機能し、第三再配線４３２ｃ及び第四再配線４３２ｄはそれぞれ反射部４３４ａ，４３４ｂのいずれかとしても機能する。
【００６３】
反射部４３４ｃが一体化された第三再配線４３２ｃ及び反射部４３４ｄが一体化された第四再配線４３２ｄは、平面視で、受光部１１２ａ及び発光部１１２ｂと電極１１３ａ，１１３ｂとが重複しない領域に設けられている。反射部４３４ｃが一体化された第三再配線４３２ｃは、受光部１１２ａ及び発光部１１２ｂの左側（図１０（Ａ）中の左側）の大部分を覆い、かつ第一再配線４３２ａと干渉しないような形状に形成されている。また、反射部４３４ｄが一体化された第四再配線４３２ｄは、受光部１１２ａ及び発光部１１２ｂの右側（図１０（Ａ）中の右側）の大部分を覆い、かつ第二再配線４３２ｂと干渉しないような形状に形成されている。
【００６４】
図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に示すように、第一再配線４３２ａ及び第二再配線４３２ｂは、それぞれ下地層６２１ａ，６２１ｂ及び導体層６２２ａ，６２２ｂを有している。また、反射部４３４ｃが一体化された第三再配線４３２ｃ及び反射部４３４ｄが一体化された第四再配線４３２ｄは、それぞれ下地層６２１ｃ，６２１ｄ及び導体層６２２ｃ，６２２ｄを有している。下地層６２１ａ〜６２１ｄは、第一実施形態における光デバイス１００の下地層３２１ａ，３２１ｂと同様の材料、方法により形成される。また、導体層６２２ａ〜６２２ｄは、第一実施形態における光デバイス１００の導体層３２２ａ，３２２ｂと同様の材料、方法により形成される。
【００６５】
＜第四実施形態の効果＞
第四実施形態に係る光デバイスでは、第一実施形態における効果（１）から（４）に加えて、以下の効果を有する。
（７）第四実施形態に係る光デバイスでは、再配線と一体化された反射部により、光電変換素子から出射して再配線層まで透過した光を光デバイスの外部に反射させることができる。このため、発光効率を向上させることができる。
【００６６】
５．第五実施形態
以下、本発明の第五実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
＜光デバイスの構成＞
図９を参照しつつ図１１を用いて、第五実施形態に係る光デバイス５００の構成を説明する。図１１（Ａ）は、光デバイス５００の底面図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＸＩＢ−ＸＩＢ断面の構成を示す断面図、図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）のＸＩＣ−ＸＩＣ断面の構成を示す断面図であり、図１１（Ｄ）は、図１１（Ａ）のＸＩＤ−ＸＩＤ断面の構成を示す断面図である。図１１（Ｂ）〜図１１（Ｄ）は、光デバイス５００の底面が下側となるように示した断面図である。
【００６７】
光デバイス５００は、図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）に示すように、第四実施形態の再配線４３２に代えて、再配線５３２及び反射部５３４を有している点で、第一実施形態の光デバイス１００と相違する。再配線５３２は、第一再配線５３２ａ〜第四再配線５３２ｄを有している。第一再配線５３２ａ及び第二再配線５３２ｂは、第一再配線４３２ａ及び第二再配線４３２ｂとそれぞれ同様の形状・構成を有している。
一方、光デバイス５００は、第三再配線５３２ｃ及び第四再配線５３２ｄが第三再配線４３２ｃ及び第四再配線４３２ｄとそれぞれ異なる形状を有し、反射部５３４とは一体化されていない点で、第四実施形態の光デバイス４００と相違する。また、光デバイス５００は、反射部５３４と電気的に接続された端子４０ｅを有している点で、第四実施形態の光デバイス４００と相違する。
その他の構成は、上述した第一実施形態と同様であるため、説明を省略する。すなわち、光デバイス５００が有する光電変換素子４１０は、第四実施形態で用いた光電変換素子４１０と同様の構成を有する。また、上述したように、光デバイス５００が有する第一再配線５３２ａ及び第二再配線５３２ｂは、第四実施形態の第一再配線４３２ａ及び第二再配線４３２ｂとそれぞれ同様の構成を有するため、説明を省略する。
【００６８】
＜再配線層＞
（再配線）
図１１（Ａ）に示すように、第三再配線５３２ｃは、平面視で、電極１１３ｃを覆いかつ外部接続端子４０ｃの周辺において外部接続端子４０ｃの外形に沿い、電極１１３ｃからパッド３３ｃまで延在した形状に形成されている。第四再配線５３２ｄは、平面視で、電極１１３ｄを覆い、かつ外部接続端子４０ｄの周辺において外部接続端子４０ｄの外形に沿い、電極１１３ｄからパッド３３ｄまで延在した形状に形成されている。すなわち、第三再配線５３２ｃは、電極１１３ｃと外部接続端子４０ｃとを電気的に接続し、第四再配線５３２ｄは、電極１１３ｄと外部接続端子４０ｄとを電気的に接続する。
【００６９】
（反射部）
反射部５３４は、電極１１３ａ〜１１３ｄと電気的に接続されずに形成されている。反射部５３４は、再配線５３２の少なくとも一部と同じ階層に、再配線５３２とは別体として設けられている。ここで、「同じ階層に設けられる」とは、例えば同じ絶縁層の表面に形成されることをいう。反射部５３４は、再配線５３２（第一再配線５３２ａ〜第四再配線５３２ｄ）のうちの一部が形成された第一絶縁層３１１の表面に形成されており、第一再配線５３２ａ〜第四再配線５３２ｄの少なくとも一部と同じ階層に形成されている。また、「別体として設けられている」とは、物理的に分離された状態で設けられていることを示す。
【００７０】
図１１（Ｃ）に示すように、反射部５３４には、パッド３３ｅを介して端子４０ｅが接続されている。端子４０ｅは、再配線５３２（第一再配線５３２ａ〜第四再配線５３２ｄ）を流れる電流によって反射部５３４がチャージされることを防止するために設けられ、回路基板（図示せず）上の導体層と接続される。端子４０ｅは、外部接続端子４０ａ〜４０ｄと同様にして形成される。また、パッド３３ｅは、パッド３３ａ〜３３ｄと同様にして形成される。
【００７１】
図１１（Ｂ）から図１１（Ｄ）に示すように、第一再配線５３２ａ〜第四再配線５３２ｄ並びに反射部５３４は、それぞれ下地層７２１ａ〜７２１ｅ及び導体層７２２ａ〜７２２ｅを有している。下地層７２１ａ〜７２１ｅは、第一実施形態における光デバイス１００の下地層３２１ａ，３２１ｂと同様の材料、方法により形成される。また、導体層７２２ａ〜７２２ｅは、第一実施形態における光デバイス１００の導体層３２２ａ，３２２ｂと同様の材料、方法により形成される。
【００７２】
＜第五実施形態の効果＞
第五実施形態に係る光デバイスでは、第一実施形態における効果（１）から（４）に加えて、以下の効果を有する。
（８）第五実施形態に係る光デバイスでは、再配線と別体として設けた反射部により、光電変換素子から出射して再配線層まで透過した光を光デバイスの外部に反射させることができる。このため、外部端子数を増やして実装強度を向上させることができる。
【００７３】
＜第五実施形態の変形例＞
反射部５３４は、例えば、第二実施形態の光デバイス２００や、反射部が一体に形成された再配線を有する第三実施形態の光デバイス３００に適用されても良い。
【００７４】
６．第六実施形態
以下、本発明の第六実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
第六実施形態および第六実施形態の変形例は、光学部材（光フィルタと光学レンズの総称）と光学部材の側面を覆う封止部材とを有し、光学部材フィルタチップの一方の面と封止部材とで凹部が形成され、凹部の底面の少なくとも一部が光学部材フィルタチップの一方の面で形成され、凹部の側壁は封止部材で形成されている光学部材ブロック（フィルタブロックとレンズブロックの総称）を備え、光学部材ブロックは、凹部が前記光電変換素子の前記電極が形成された電極形成面と反対側の露出された面を封止部から露出する光電変換素子を覆うように配置されている光デバイスである。
＜光デバイスの構成＞
図１〜図４を参照しつつ、図１２を用いて、第六実施形態に係る光デバイスの構成を説明する。図１２は、第六実施形態に係る光デバイス６００を説明するための構成図であり、図１２（Ａ）は光デバイス６００の一構成例を示す平面図、図１２（Ｂ）は光デバイス６００の側面図、図１２（Ｃ）は図１２（Ａ）のＸＩＩＣ−ＸＩＩＣ断面を模式的に示す断面図、図１２（Ｄ）は光デバイス６００の一構成例を示す底面図である。
【００７５】
第六実施形態に係る光デバイスは、第一実施形態に係る光デバイス１００の光入射面１０ａ側に、光学フィルタブロック（以下、フィルタブロックという）６１０を備えたフィルタブロック付き光デバイス６００である。フィルタブロック６１０は、光学部材ブロックの一形態である。フィルタブロック６１０は光学フィルタチップ（以下、光学フィルタという）６１２を含む。なお、第六実施形態に係るフィルタブロック６１０は、第二実施形態に係る光デバイス２００から第五実施形態に係る光デバイス５００に対して適用されても良い。
【００７６】
光デバイス６００では、光がフィルタブロック６１０中の光学フィルタ６１２を介して光デバイス１００の光電変換素子１０に入射し、光が検出される。すなわち、光デバイス６００は、フィルタブロック６１０を備える点で、第一実施形態に係る光デバイス１００と相違する。
フィルタブロック６１０以外の構成は、上述した第一実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００７７】
（フィルタブロック）
フィルタブロック６１０は、光学フィルタ６１２と光学フィルタ６１２の側面を覆う封止部材６２０とを有している。これにより、光の入射面となる光学フィルタ６１２の一方の面６１２ａ及び光の出射面となる他方の面６１２ｂは、封止部材６２０から露出している。以下、光学フィルタ６１２の一方の面６１２ａを光入射面６１２ａ、他方の面６１２ｂを光出射面６１２ｂという。
フィルタブロック６１０では、光学フィルタ６１２の光出射面６１２ｂと封止部材６２０とにより凹部６３０が形成されている。凹部６３０の底面６３０ａの少なくとも一部は、光学フィルタ６１２の光出射面６１２ｂで形成され、凹部６３０の側壁６３０ｂは、封止部材６２０で形成されている。光学フィルタ６１２は、凹部６３０が光デバイス１００の封止部２０から露出する光電変換素子１０を覆うように配置されている。光学フィルタ６１２と、凹部６３０とは、接着剤等で構成された接続部材６５０により接続されている。
【００７８】
また、フィルタブロック６１０は、光学フィルタ６１２を配置するための開口ｈ１を有するフレーム材６４０を備えている。フレーム材６４０は、光学フィルタ６１２を取り囲む環状部６４２と、環状部６４２からフィルタブロック６１０の各側面に向かって伸びる複数の接続部６４４とを備えている。図１０（Ｃ）に示すように、接続部６４４は、上面側の一部がハーフエッチングされており、環状部６４２と比較して厚みが薄く形成されている。
環状部６４２は、光学フィルタ６１２を取り囲む形状であればよく、環形状のフレームの一部が除去された形状を含む。図１２では、平面視におけるフレーム材６４０の環状部６４２の形状が、角環形状の一部が除去された形状（Ｃ字形状）となっている。本実施形態では、光学フィルタ６１２が配置されるＣ字形状の内側部分を「開口ｈ１」と定義する。
【００７９】
フレーム材６４０は、フィルタブロック６１０の上面６１０ａ及び側面６１０ｂにおいてフレーム材６４０の一部（接続部６４４の端面）が封止部材６２０から露出している。
すなわち、封止部材６２０は、フレーム材６４０の環状部６４２の側壁面（内壁面及び外壁面）及び底面と、接続部６４４とを封止している。
フレーム材６４０は、放射率が小さい部材であることが好ましく、例えば、放射率が０．３以下の部材であることが好ましい。放射率が小さい部材としては例えば、金属が挙げられ、具体的には、銅、銀、金、白金、ニッケル、パラジウムなどが挙げられる。
【００８０】
（光学フィルタ）
光学フィルタ６１２は、所望の波長範囲の光を選択的に（すなわち、透過率高く）透過させる機能を有している。光学フィルタ６１２は、例えば、赤外線のみを透過する機能を有する。光学フィルタ６１２を構成する光学部材の材料としては、シリコン（Ｓｉ）、ガラス（ＳｉＯ２）、サファイヤ（Ａｌ２Ｏ３）、Ｇｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣａＦ２、ＢａＦ２など、予め設定した波長範囲の光が透過する材料が用いられる。また、光学フィルタ６１２は、蒸着等により光学部材に薄膜が設けられた構成であっても良い。薄膜材料としては、シリコン（Ｓｉ）、ガラス（ＳｉＯ２）、サファイヤ（Ａｌ２Ｏ３）、Ｇｅ、ＺｎＳ、ＴｉＯ２、ＭｇＦ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５等が用いられる。
【００８１】
また、光学フィルタ６１２は、光学部材上に異なる屈折率を有する誘電体を層状に積層した誘電体多層膜フィルタとしても良い。この場合、層状に積層した誘電体層は、光学部材の片面又は両面に形成される。誘電体層を光学部材の両面に設ける場合、誘電体層は、光学部材の表面、裏面において異なる厚みで形成されていてもよい。
【００８２】
フィルタブロック６１０は、耐熱性の粘着シート貼り付けたフレーム材６４０の開口ｈ１内に光学フィルタ６１２を配置した後、エポキシ樹脂等の樹脂材料によりフレーム材６４０及び光学フィルタ６１２を封止して封止部材６２０を形成し、個片化して形成する。
フィルタブロック６１０は、光デバイス１００の上面（光入射面１０ａ側の面）の光電変換素子１０以外の領域に接着剤として例えば熱硬化型樹脂を塗布し、フィルタブロック６１０を配置後熱処理等により接着剤を硬化させて接続する。
【００８３】
＜第六実施形態の変形例＞
第六実施形態に係る光デバイス６００では、光学部材ブロックの一例としてフィルタブロック６１０を備える例について説明したが、このような構成に限られない。
例えば、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すように、第六実施形態の変形例に係る光デバイス６００’では、第六実施形態に係る光デバイス６００のフィルタブロック６１０に替えて、レンズブロック６１０’を用いても良い。ここで、図１３（Ａ）は光デバイス６００’の側面図であり、図１３（Ｂ）は光デバイス６００’の断面図である。
レンズブロック６１０’は、光学フィルタ６１２に替えて、光学レンズチップ（以下、光学レンズという）６１２’を含む。なお、レンズブロック６１０’は、フィルタブロック６１０と同様に、第二実施形態に係る光デバイス２００から第五実施形態に係る光デバイス５００に対して適用されても良い。
【００８４】
光デバイス６００’では、光がレンズブロック６１０’中の光学レンズ６１２’を介して光デバイス１００の光電変換素子１０に入射し、光が検出される。
以下、光学レンズ６１２’の構成について説明する。なお、レンズブロック６１０’の光学レンズ６１２’以外の構成は、上述した第六実施形態に記載のフィルタブロック６１０のフィルタブロック６１２以外の構成と同様であるため説明を省略する。
【００８５】
（光学レンズ）
光学レンズ６１２’は、例えばシリコンやゲルマニウムで形成されたレンズであり、球面レンズ、非球面レンズ、フレネルレンズ又はバイナリーレンズ等である。光学レンズ６１２’は、光の入射面となる光学レンズ６１２’の一方の面にレンズ面が形成され、レンズ面の反対側の面が平面とされていることが好ましい。光デバイス６００’の薄型化のためには、光学レンズ６１２’が例えばフレネルレンズ又はバイナリーレンズであることが好ましい。
【００８６】
図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）を用いて、光学レンズ６１２’について説明する。図１４（Ａ）は、光学レンズ６１２’の一例であるフレネルレンズの平面図（レンズ面を示す図）、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）に示すフレネルレンズの断面を示す断面図である。また、図１４（Ｃ）は、光学レンズ６１２’の一例であるバイナリーレンズの断面を示す断面図である。
【００８７】
レンズ６１２’のレンズ面は、レンズ６１２’の一方の面（例えば図１３（Ｂ）に示すレンズ６１２’の上面）６１２ａ’側に形成される。レンズ６１２’は、レンズ面の断面形状が、例えばブレーズド回折格子の鋸歯状断面形状である一般的なフレネルレンズ（図１４（Ｂ））であっても良く、ブレーズド回折格子の鋸歯状断面形状が量子化された形状であるバイナリーレンズ（図１４（Ｃ））であってもよい。バイナリーレンズにおける「ブレーズド回折格子の鋸歯状断面形状を量子化した形状」とは、ブレーズド回折格子の鋸歯状断面形状が、レンズ断面において複数のレベルに近似された階段形状をいい、例えば、鋸歯の斜面一つが複数段（例えば４段）の階段形状とされていることをいう。レンズ６１２’の側面６１２ｃ’は、封止部材６２０により覆われている。
【００８８】
また、レンズ６１２’のレンズ面ではない他方の面（例えば図１３（Ｂ）に示すレンズ６１２’の下面）６１２ｂ’は、平面となるように形成される。レンズ６１２’の下面６１２ｂは、例えば、バックグラインド（ＢＧ）又はポリッシングによりレンズ６１２’の厚みを調整しつつ平滑化される。
図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）では、レンズ６１２’の上面６１２’にレンズ面を形成する例について説明したが、このような構成に限られない。レンズ面は、レンズ６１２’の下面６１２ｂ’に形成されていても良い。この場合、レンズ６１２’の下面６１２ｂ’にフレネルレンズ又はバイナリーレンズが形成され、レンズ６１２’の上面６１２ａ’がバックグラインド（ＢＧ）又はポリッシングにより平滑化される。
光デバイス６００’では、凹部６３０の深さは、レンズの焦点によって決定される。
【００８９】
＜第六実施形態の効果＞
第六実施形態に係る光学部材ブロック付の光デバイスでは、第一実施形態における効果（１）から（４）に加えて、以下の効果を有する。
（９）第六実施形態に係る光学部材ブロック付の光デバイス６００では、光電変換素子１０を有する光デバイス１００が薄型であるため、光学部材ブロックを設けていてもデバイス全体として薄型化することができる。
なお、フィルタブロックを第二実施形態に係る光デバイス２００から第五実施形態に係る光デバイス５００に対して適用した場合には、第二実施形態〜第五実施形態における効果を奏する。
【００９０】
７．第七実施形態
以下、本発明の第六実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
＜フィルタブロック付き光デバイスの構成＞
図１〜図４を参照しつつ、図１５を用いて、第七実施形態に係る光デバイス７００の構成を説明する。図１５は、第七実施形態に係る光デバイス７１０を説明するための構成図であり、図１５（Ａ）は光デバイス７００の一構成例を示す平面図、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ断面を模式的に示す断面図、図１５（Ｃ）は光デバイス６００の一構成例を示す底面図、図１５（Ｄ）は図１５（Ａ）のＸＩＩＩＤ−ＸＩＩＩＤ断面を模式的に示す断面図である。
【００９１】
第七実施形態に係る光デバイス７１０は、光デバイス１００に代えて、光電変換素子１０とともにＩＣチップ７１４が封止された光デバイス７００を有する点で第六実施形態の光デバイス６００と相違する。すなわち、光デバイス７１０は、第六実施形態に係るフィルタブロック６１０を、光電変換素子１０と、ＩＣチップ７１４とが封止された光デバイス７００に接続したフィルタブロック付きの光デバイス７１０である。
【００９２】
ＩＣチップ７１４は、光電変換素子１０の駆動回路又は光電変換素子１０からの信号を処理する信号処理回路を含む。光デバイス７１０では、光がフィルタブロック６１０中の光学フィルタ６１２を介して光デバイス７００の光電変換素子１０に入射し、光が検出される。また、光デバイス７００では、検出された光に基づく信号を光デバイス７００内で処理して出力する機能を有する。
ＩＣチップ７１４以外の構成は、上述した第六実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００９３】
（ＩＣチップ）
ＩＣチップ７１４は、光電変換素子１０とともに、封止部２０で覆われている。ＩＣチップ７１４は、例えば再配線層３０を介して光電変換素子１０と電気的に接続されており、光電変換素子１０からの電流を検出する検出回路等の信号処理回路を含む。なお、光デバイス７００が第４実施形態〜第５実施形態に示す発光部１１２ｂを有する光デバイス４００，５００の場合、ＩＣチップ７１４は、光電変換素子１０の駆動回路を含む。ＩＣチップ７１４は、再配線層３０と電気的に接続されており、処理された信号を再配線層３０、外部接続端子４０を介して図示しない回路基板に形成された回路に出力する。
【００９４】
このようなＩＣチップ７１４を有する光デバイス７００は、例えば第一実施形態の図４（Ｂ）に示す工程において、接着フィルム２１２に対して、個片化した光電変換素子１０とともにＩＣチップ７１４を貼り付け、封止部２０を形成する事により得られる。
【００９５】
＜第七実施形態の効果＞
第七実施形態に係るフィルタブロック付の光デバイスでは、第一実施形態における効果（１）から（４）に加えて、以下の効果を有する。
（１０）第七実施形態に係る光デバイス７００では、光電変換素子１０を有する光デバイス７００が薄型であるため、フィルタブロック６１０を設けていてもデバイス全体として薄型化することができる。
なお、フィルタブロックを第二実施形態に係る光デバイス２００から第五実施形態に係る光デバイス５００に対して適用した場合には、第二実施形態〜第五実施形態における効果を奏する。
【００９６】
本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
【符号の説明】
【００９７】
１０，４１０  光電変換素子
１０ａ  光入射面
１０ｂ  電極形成面
２０  封止部
３０  再配線層
３１  絶縁層
３２  再配線
３２ａ，２３２ａ，３３２ａ，４３２ａ，５３２ａ  第一再配線
３２ｂ，２３２ｂ，３３２ｂ，４３２ｂ，５３２ｂ  第二再配線
４３２ｃ，５３２ｃ  第三再配線
４３２ｄ，５３２ｄ  第四再配線
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ  パッド
３４ａ，３４ｂ，２３４ａ，２３４ｂ，３３４ａ〜３３４ｄ，４３４ａ〜４３４ｄ，５３４  反射部
４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ  外部接続端子
４０ｅ  端子
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，７１０  光デバイス
１１１  半導体基板
１１２  半導体層
１１２ａ  受光部
１１２ｂ  発光部
１１３，１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄ  電極
３１１  第一絶縁層
３１２  第二絶縁層
６１０  フィルタブロック
６１２  光学フィルタチップ（光学フィルタ）
６１２ａ  光入射面
６１２ｂ  光出射面
６２０  封止部材
６４０  フレーム材
６４２  環状部
６４４  接続部
６５０  接続部材
７１４  ＩＣチップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2020129656.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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