(57)【要約】【課題】受光素子や発光素子から構成される半導体装置において透明部材の凹状の反りを防止し、それにより、光学特性上の問題が防止された、安価で且つ品質レベルの高い半導体装置を提供する。【解決手段】受光領域又は発光領域上に透明部材１が取り付けられており且つ複数のボンディングパッド１４を有する半導体素子２が基板３上にダイボンドされている。透明部材１の側面及び半導体素子２は樹脂４によって被覆されている。半導体素子２の上面のうち樹脂４によって被覆されている部分の第１の面積は、半導体素子２の下面及び基板３の下面のうち樹脂４によって被覆されている部分の第２の面積よりも小さい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光領域又は発光領域上に透明部材が取り付けられており、且つ複数の電極パッドを有する半導体素子と、
前記半導体素子が搭載された基板と、
前記透明部材の側面及び前記半導体素子を被覆する樹脂とを備え、
前記基板の下面の面積は、前記透明部材の上面の面積よりも小さいことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
受光領域又は発光領域上に透明部材が取り付けられており、且つ複数の電極パッドを有する半導体素子と、
前記半導体素子が搭載された基板と、
前記透明部材の側面及び前記半導体素子を被覆する樹脂とを備え、
前記半導体素子の上面のうち前記樹脂によって被覆されている部分の第１の面積は、前記半導体素子の下面及び前記基板の下面のうち前記樹脂によって被覆されている部分の第２の面積よりも小さいことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置において、
前記基板のうち下面が前記樹脂によって被覆されている部分の厚さは、前記基板の他の部分の厚さよりも薄いことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の半導体装置において、
前記第２の面積は前記第１の面積の１．５倍以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記基板の下面の少なくとも一部分は前記樹脂から露出していることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記基板における互いに離れた複数の部分の下面が前記樹脂から露出していることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記基板に設けられた複数の接続端子と、
前記複数の電極パッドのそれぞれと前記複数の接続端子のそれぞれとを電気的に接続するボンディングワイヤーとをさらに備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置において、
前記ボンディングワイヤーは金からなることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記半導体素子と前記基板とはフリップチップ接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記透明部材は、前記半導体素子の前記受光領域又は前記発光領域上に透明接着剤を介して取り付けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
複数の前記半導体素子が行列状に配置された前記基板を準備する工程（ａ）と、
金型面と前記透明部材の上面及び前記基板の下面のそれぞれとの間にリリースシートを介在させて前記基板をクランプしながら、前記樹脂の成形を行う工程（ｂ）と、
前記工程（ｂ）の後、前記基板を前記各半導体素子毎に個片化する工程（ｃ）とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記工程（ｂ）で、前記金型面と前記基板の下面との間に前記リリースシートに代えて耐熱性シートを介在させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光素子や発光素子から構成される半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、薄型化及び軽量化と共に、半導体装置の高密度実装化への要求が強くなっている。さらに、微細加工技術の進歩による半導体素子の高集積化とあいまって、チップサイズパッケージ又はベアチップの半導体素子を直接実装する、いわゆるチップ実装技術が提案されている。このような動向は、受光素子や発光素子から構成される半導体装置においても同様であり、種々の構成が提案されている。
【０００３】
例えば、受光素子や発光素子から構成される半導体素子における受光領域や発光領域のマイクロレンズ上に透明部材を透明接着剤によって直接貼り合わせて半導体装置の薄型化及び低コスト化を実現しようとした素子構造および製造方法が提案されている。
【０００４】
この方法においては、受光領域又は発光領域を有する半導体素子上にマイクロレンズを直接形成し、さらにマイクロレンズ上に受光領域又は発光領域との平行度を保ちつつ透明部材を直接貼り合わせる。このとき、マイクロレンズと透明部材との間に透明接着剤を隙間無く充填することにより、受光素子や発光素子から構成される半導体装置を使用する環境条件に変化があったとしても、電気特性及び光学特性を確保すると共に信頼性を確保している。また、従来用いられているセラミックパッケージに、受光領域又は発光領域を有する半導体素子を実装すると、マイクロレンズとパッケージの一部である透明部材との間に樹脂などが充填されていない空気層が一定の体積で存在することになるため、半導体装置が厚くなってしまう。しかしながら、この場合にも、液状の樹脂を用いて透明部材を支えるリブを形成し、それにより、樹脂などが充填されていない空気層をできるだけ小さくした構造の半導体装置も提案されている。従って、この半導体装置の底面から透明部材までを半導体装置の厚さとして、回路モジュール等に実装することができる。すなわち、回路モジュール等に直接実装可能な、つまり低コストで実装可能な薄型半導体装置を実現することができる。
【０００５】
以上に述べた半導体装置の製造方法は次の通りである。まず、受光素子や発光素子から構成される複数個の半導体素子を各素子の受光領域又は発光領域を上向きにして且つ各素子が所定間隔で並ぶように基材の一方の面に接合する。続いて、各半導体素子の受光領域又は発光領域を、個別に形成され且つ柔軟性を有する保護膜によって被覆し、当該保護膜によって被覆された各半導体素子を基材と共に平坦な挟圧面を有する金型によって挟圧しながら、金型の挟圧面と保護膜及びそれに隣接する半導体素子とで囲まれた空隙部分に封止樹脂を充填して樹脂成形を行う。その後、各半導体素子の受光領域又は発光領域から保護膜を除去した後、所定間隔をあけて隣接する半導体素子間に沿って、封止樹脂が充填された箇所を切断することにより、個片の半導体装置を形成する。
【０００６】
図６（ａ）及び（ｂ）は、従来例に係る半導体装置の断面図及び裏面（ダイパッド面）図である。尚、図６（ａ）は、図６（ｂ）におけるVI−VI線の断面図である。図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、受光領域又は発光領域上に透明接着剤１１２を介して透明部材１０１が取り付けられており、且つ複数のボンディングパッド１０７を有する半導体素子１０２が基板１０３上にダイボンドされている。各ボンディングパッド１０７と、基板１０３に設けられた複数の接続端子１０６とはＡｕワイヤー１０５によって電気的に接続されている。透明部材１０１の側面、半導体素子１０２及びＡｕワイヤー１０５は樹脂１０４によって被覆されている。尚、透明部材１０１の上面及び基板１０３（接続端子１０６を含む）の下面はそれぞれ樹脂１０４から露出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】登録実用新案第３１４０９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図６（ａ）及び（ｂ）に示す従来例に係る半導体装置は、受光素子や発光素子から構成される半導体装置であるため、透明部材１０１の主面（上面）を樹脂１０４から露出させる必要がある一方、透明部材１０１の側面については樹脂１０４によって被覆する必要がある。
【０００９】
ところが、従来例に係る半導体装置においては、チップである半導体素子１０２のサイズ（チップサイズ）よりも、半導体素子１０２がダイボンドされた基板１０３のサイズの方が大きいために、次のような問題が生じる。すなわち、透明部材１０１の周囲が樹脂１０４によって被覆されると、透明部材１０１側で樹脂１０４のボリュームが相対的に大きくなる一方、その反対側である基板１０３側つまりダイパッド部側では樹脂１０４のボリュームが相対的に小さくなる。その結果、樹脂１０４のボリュームが相対的に大きい透明部材１０１側において樹脂１０４の収縮応力が作用する結果、従来例に係る半導体装置つまり小型化したパッケージが凹状に反るという問題が生じる。
【００１０】
このように、受光素子や発光素子から構成される半導体装置が凹状に反った場合、透明部材の主面も凹状に反ることになるので、半導体素子上に設けられたプリズムなどのレンズモジュールに透明部材を直接取り付けようとしても、透明部材の全面をレンズモジュールに接着させることが困難になる。その結果、透明部材とレンズモジュールとの接着部に傾きが生じて光軸がずれたり、又はプリズムなどのレンズモジュールに損傷が生じたりするので、組立作業に非常に時間を要したり、又は品質が低下するという問題が生じる。
【００１１】
前記に鑑み、本発明は、受光素子や発光素子から構成される半導体装置において透明部材の凹状の反りを防止し、それにより、光学特性上の問題が防止された、安価で且つ品質レベルの高い半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するために、本発明に係る第１の半導体装置は、受光領域又は発光領域上に透明部材が取り付けられており且つ複数の電極パッドを有する半導体素子と、前記半導体素子が搭載された基板と、前記透明部材の側面及び前記半導体素子を被覆する樹脂とを備え、前記基板の下面の面積は、前記透明部材の上面の面積よりも小さい。
【００１３】
本発明に係る第１の半導体装置によると、半導体素子が搭載される基板の下面の面積が、透明部材の上面の面積よりも小さいため、透明部材の反対側である半導体素子の下面側にも樹脂を十分に充填することができる。このため、透明部材側において樹脂の収縮応力が生じることを抑制できるので、当該収縮応力に起因する透明部材の凹状の反りを低減することができる。従って、光学特性上の問題が防止された、安価で且つ信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００１４】
また、前記の目的を達成するために、本発明に係る第２の半導体装置は、受光領域又は発光領域上に透明部材が取り付けられており且つ複数の電極パッドを有する半導体素子と、前記半導体素子が搭載された基板と、前記透明部材の側面及び前記半導体素子を被覆する樹脂とを備え、前記半導体素子の上面のうち前記樹脂によって被覆されている部分の第１の面積は、前記半導体素子の下面及び前記基板の下面のうち前記樹脂によって被覆されている部分の第２の面積よりも小さい。
【００１５】
本発明に係る第２の半導体装置によると、半導体素子の上面（つまり受光領域又は発光領域の形成面）のうち樹脂によって被覆されている部分の面積（第１の面積）が、半導体素子の下面及び基板の下面のうち樹脂によって被覆されている部分の面積（第２の面積）よりも小さい。言い換えると、透明部材の反対側である半導体素子の下面側に樹脂が十分に充填されている。このため、透明部材側において樹脂の収縮応力が生じることを抑制できるので、当該収縮応力に起因する透明部材の凹状の反りを低減することができる。また、半導体素子が搭載される基板の下面側にも樹脂が充填されているため、透明部材側において樹脂の収縮応力が生じることをより一層抑制でき、それにより、透明部材の凹状の反りをより一層低減することができる。従って、光学特性上の問題が防止された、安価で且つ信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００１６】
本発明に係る第２の半導体装置において、前記基板のうち下面が前記樹脂によって被覆されている部分の厚さは、前記基板の他の部分の厚さよりも薄くてもよい。
【００１７】
本発明に係る第２の半導体装置において、前記第２の面積（半導体素子の下面及び基板の下面のうち樹脂によって被覆されている部分の面積）が、前記第１の面積（半導体素子の上面のうち樹脂によって被覆されている部分の面積）の１．５倍以上であると、前述の効果を確実に得ることができる。
【００１８】
本発明に係る第１又は第２の半導体装置において、前記基板の下面の少なくとも一部分は前記樹脂から露出していてもよい。
【００１９】
本発明に係る第１又は第２の半導体装置において、前記基板における互いに離れた複数の部分の下面が前記樹脂から露出していてもよい。言い換えると、これらの露出部分の基板下面を除いて半導体素子の下面側が樹脂によって覆われていてもよい。このようにすると、半導体素子の下面側に樹脂が十分に充填されるため、透明部材側において樹脂の収縮応力が生じることをより一層抑制でき、それにより、透明部材の凹状の反りをより一層低減することができる。
【００２０】
本発明に係る第１又は第２の半導体装置において、前記基板に設けられた複数の接続端子と、前記複数の電極パッドのそれぞれと前記複数の接続端子のそれぞれとを電気的に接続するボンディングワイヤーとをさらに備えていてもよい。この場合、前記ボンディングワイヤーは金から構成されていてもよい。
【００２１】
本発明に係る第１又は第２の半導体装置において、前記半導体素子と前記基板とはフリップチップ接続されていてもよい。
【００２２】
本発明に係る第１又は第２の半導体装置において、前記透明部材は、前記半導体素子の前記受光領域又は前記発光領域上に透明接着剤を介して取り付けられていてもよい。
【００２３】
尚、本発明に係る第１又は第２の半導体装置を例えばカメラモジュールとして用いると、透明部材の凹状の反りが低減された、小型薄型で且つ信頼性の高いカメラモジュールを実現することができる。
【００２４】
また、本発明に係る第１又は第２の半導体装置を例えば医療用内視鏡モジュールとして用いると、透明部材の凹状の反りが低減された、小型薄型で且つ信頼性の高い医療用内視鏡モジュールを実現することができる。
【００２５】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、前述の本発明に係る第１又は第２の半導体装置を製造する方法であって、複数の前記半導体素子が行列状に配置された前記基板を準備する工程（ａ）と、金型面と前記透明部材の上面及び前記基板の下面のそれぞれとの間にリリースシートを介在させて前記基板をクランプしながら、前記樹脂の成形を行う工程（ｂ）と、前記工程（ｂ）の後、前記基板を前記各半導体素子毎に個片化する工程（ｃ）とを備えている。
【００２６】
本発明に係る半導体装置の製造方法によると、樹脂封止を行った後、基板を切断して半導体素子毎に個片化することにより、半導体装置を一括して複数形成することができる。また、金型面と透明部材の上面及び基板の下面のそれぞれとの間にリリースシートを介在させて基板をクランプしながら樹脂封止を行うため、リリースシートにそれぞれ覆われている透明部材の上面及び基板の下面には樹脂が接触することがない。従って、透明部材の上面や基板の下面への樹脂の回り込みが無い半導体装置を実現することができる。
【００２７】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記工程（ｂ）で、前記金型面と前記基板の下面との間に前記リリースシートに代えて耐熱性シートを介在させてもよい。このようにすると、半導体素子が搭載される基板下面（露出面）側のリリースシートが不要になるので、樹脂封止用の金型によるクランプをより安定的に行うことができるので、半導体装置の歩留りをより向上させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、受光素子や発光素子から構成される半導体装置の凹状の反り、特に透明部材の凹状の反りを低減できるため、例えばプリズムなどのレンズモジュールに透明部材を直接取り付けるような場合に、透明部材の全面をレンズモジュールに接着させることが容易になる。従って、透明部材とレンズモジュールとの接着部に傾きが生じて光軸がずれたりすることや、プリズムなどのレンズモジュールに損傷が生じたりすることを防止できるので、組立作業に要する時間を短縮することができると共に品質の低下を防止することができる。すなわち、安価で且つ信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の断面図及び裏面図である。
【図２】図２（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の断面図及び裏面図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の断面図及び裏面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）及び（ｂ）は、従来例に係る半導体装置の断面図及び裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、これらの参照図面において、各構成部材の厚さや長さ等は、分かりやすさや図面作成上の観点から実際の寸法とは異なっている。また、各構成部材、例えば電極や端子等の個数も実際とは異なっており、図示しやすい個数としている。さらに、各構成部材の材質等については、以下に説明する材質等に限定されるものではない。
【００３１】
（第１の実施形態）
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の断面図及び裏面（ダイパッド面）図である。尚、図１（ａ）は、図１（ｂ）におけるＩ−Ｉ線の断面図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、受光領域又は発光領域上（両方の領域が設けられている場合には各領域上）に透明接着剤１２を介して透明部材１が取り付けられており且つ複数のボンディングパッド１４を有する半導体素子２が基板３上にダイボンドされている。各ボンディングパッド１４と、基板３に設けられた複数の接続端子６とはＡｕワイヤー５によって電気的に接続されている。透明部材１の側面、半導体素子２及びＡｕワイヤー５は樹脂４によって被覆されている。尚、透明部材１の上面及び基板３（接続端子６を含む）の下面はそれぞれ樹脂４から露出している。
【００３２】
本実施形態の特徴は、基板３の下面の面積が、透明部材１の上面の面積よりも小さいことである。尚、本実施形態において、半導体素子２がダイボンドされる基板３の下面が樹脂４によって被覆されていてもよい。
【００３３】
本実施形態によると、半導体素子２がダイボンドされる基板３の下面の面積が、透明部材１の上面の面積よりも小さいため、透明部材１の反対側である半導体素子２の下面側にも樹脂４を十分に充填することができる。このため、透明部材１側において樹脂４の収縮応力が生じることを抑制できるので、当該収縮応力に起因する半導体装置の凹状の反り、特に透明部材１の凹状の反りを低減することができる。従って、例えばプリズムなどのレンズモジュールに透明部材１を直接取り付けるような場合に、透明部材１の全面をレンズモジュールに接着させることが容易になるので、透明部材１とレンズモジュールとの接着部に傾きが生じて光軸がずれたりすることや、プリズムなどのレンズモジュールに損傷が生じたりすることを防止できる。その結果、組立作業に要する時間を短縮することができると共に品質の低下を防止することができ、それにより、光学特性上の問題が防止された、安価で且つ信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００３４】
尚、本実施形態において、例えば半導体素子２の上面（主面）の中央部に、複数の画素がマトリックス状に配置された受光領域又は発光領域が設定されていると共に各画素上にマイクロレンズが形成されていてもよい。また、例えば半導体素子２の上面（主面）の周縁部に回路領域が設定されていると共に当該回路領域上に複数のボンディングパッド１４が形成されていてもよい。
【００３５】
また、本実施形態において、半導体素子２の複数のボンディングパッド１４と、基板３に設けられた複数の接続端子６とをＡｕワイヤー５によって電気的に接続したが、Ａｕワイヤー５に代えて、他の材料からなるボンディングワイヤーを用いてもよい。また、ワイヤーボンディングに代えて、半導体素子２と基板３とをフリップチップ接続してもよい。
【００３６】
また、本実施形態において、半導体素子２の基材の材料としては、例えばシリコンを用いてもよいが、半導体レーザーや発光ダイオード等へ適用する場合には、例えば III−Ｖ族化合物やII−VI族化合物等を用いてもよい。
【００３７】
また、本実施形態において、透明部材１は、半導体素子２の受光領域又は発光領域の全面を覆うことができる大きさを有している。また、透明部材１の上面及び下面は互いに平行な光学的平面に加工されていると共に、透明部材１の側面は上下両面に対して垂直な平面になっている。ここで、透明部材１の投影平面（上から見た平面形状）は矩形状であってもよいし、当該矩形の４つのコーナーが略４５°に切り落とされていてもよい。さらに、透明部材１の上面及び下面の少なくとも一方のエッジが面取りされていてもよい。
【００３８】
また、本実施形態において、透明部材１の材料としては、例えば硼珪酸ガラス板を用いてもよいし、又は、特定方向の干渉縞によるモアレを防止するために、複屈折特性を持つ水晶板若しくは方解石板からなるローパスフィルタを用いてもよい。或いは、透明部材１の材料としては、赤外線カットフィルタの両側に複屈折特性が直交するように石英板若しくは方解石板を貼り合わせたローパスフィルタを用いてもよいし、又は、透明なエポキシ系樹脂板、透明なアクリル系樹脂板若しくは透明アルミナ板を用いてもよい。ここで、透明部材１の材料として、硼珪酸ガラス板を用いる場合、透明部材１の厚さを２００μｍから１０００μｍまでの範囲、好ましくは３００μｍから７００μｍまでの範囲に設定する。透明部材１の厚さの下限を２００μｍに設定する理由は、透明部材１、透明接着剤１２、樹脂４、半導体素子２、ボンディングパッド１４等から構成される半導体装置の実装時の取り付け高さを５００μｍ以下にして小型薄型化を実現するためである。また、透明部材１の厚さの上限を１０００μｍに設定する理由は、波長が５００ｎｍの入射光に対して９０％以上の透過率を実現するためである。さらに、透明部材１の厚さの好ましい範囲を３００μｍから７００μｍまでの範囲に設定する理由は、現行の製造技術を用いて最も安定した半導体装置の生産を可能にすると共に構成部材として廉価な汎用品を用いて安価且つ小型薄型の半導体装置を実現するためである。尚、透明部材１の材料として、透明アルミナ又は透明樹脂を使用する場合、透明部材１を構成する各材料が有する透過率の違いを考慮して透明部材１の厚さを決定する必要がある。また、透明部材１の材料として、水晶又は方解石を使用する場合、複屈折による２重結像の間隔が透明部材１の厚さに関係するため、各材料の透過率の違いに加えて、半導体素子２の受光領域又は発光領域における画素間隔を考慮して透明部材１の厚さを決定する必要がある。
【００３９】
また、本実施形態において、透明接着剤１２は、半導体素子２の受光領域又は発光領域上に透明部材１を固着する際に用いる光学的に透明な接着剤である。この透明接着剤１２の材料としては、例えばアクリル系樹脂、又は、可視光の波長範囲内に吸収端を持たないように樹脂配合がなされたエポキシ系樹脂若しくはポリイミド系樹脂を用いることができる。また、透明接着剤１２は、半導体素子２の受光領域又は発光領域上に形成されたマイクロレンズよりも低屈折率の硬化物特性を有しており、当該硬化物特性は紫外線照射及び加熱の少なくとも一方を用いて透明接着剤１２に付与される。
【００４０】
また、本実施形態において、樹脂４は、半導体素子２の上面における受光領域又は発光領域（つまり透明部材１の形成領域）を除く部分と透明部材１の側面とを覆うように形成された遮光性の樹脂であって、樹脂４の上面は平坦であり、樹脂４の厚さは、透明部材１、半導体素子２及び基板３の合計厚さとほぼ同程度の厚さである。また、樹脂４の材料としては、エポキシ系樹脂を用いてもよいし、又は、半導体素子２の基材の薄型化、半導体装置としての熱衝撃耐性や耐湿性の向上等を図るために、低弾性硬化物、例えばビフェニル系樹脂やシリコーン系樹脂を用いてもよい。具体的な樹脂４の配合組成は、例えば成形金型を用いてトランスファーモールドにより樹脂４を成形する場合、半硬化状粉末樹脂がタブレット化された状態の主材であるエポキシ系樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填材であるシリカ粉末、難燃材、顔料であるカーボンブラック、及び離型剤から構成される。特に、本実施形態の半導体装置において、樹脂４を構成する無機充填材及び顔料の選定及び配合量は、半導体装置の反りや遮光性能にとって重要である。また、硬化剤の吸水率を低くして半導体素子２の配線の腐食に起因する断線不良を防止するために、溶融して結晶性を取り除いた高純度のシリカを種々の直径の球状に加工して、硬化剤として適正に配合して用いる。また、顔料については、高温多湿環境中で樹脂４の硬化剤中の電気抵抗が下がって半導体装置の絶縁不良を誘発しない範囲で樹脂４の硬化剤中に可能な限り多く配合し、それにより、透明部材１周辺の入射光が透明部材１の側面から侵入して迷光となる事態を阻止する。具体的には、顔料として、例えば遮光性の高い色調を持つカーボンブラックを用いることにより、樹脂４上からの入射光の一部が半導体素子２の上面（主面）上の受動素子又は能動素子のｐｎ接合部若しくはゲート部に到達する事態を阻止し、それによって、半導体素子２の誤動作を防止する。ここで、顔料として、配合量を高くすることができる粒径や低分極性を持つ材料を選択することが重要である。
【００４１】
（第２の実施形態）
図２（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の断面図及び裏面（ダイパッド面）図である。尚、図２（ａ）は、図２（ｂ）におけるII−II線の断面図である。また、図２（ａ）及び（ｂ）において、図１（ａ）及び（ｂ）に示す第１の実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００４２】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、受光領域又は発光領域上（両方の領域が設けられている場合には各領域上）に透明接着剤１２を介して透明部材１が取り付けられており且つ複数のボンディングパッド１４を有する半導体素子２が基板３上にダイボンドされている。各ボンディングパッド１４と、基板３に設けられた複数の接続端子６とはＡｕワイヤー５によって電気的に接続されている。透明部材１の側面、半導体素子２及びＡｕワイヤー５は樹脂４によって被覆されている。尚、透明部材１の上面、及び基板３（接続端子６を含む）の下面の一部分はそれぞれ樹脂４から露出している。
【００４３】
本実施形態の特徴は、半導体素子２の上面のうち樹脂４によって被覆されている部分の面積（第１の面積）が、半導体素子２の下面及び基板３の下面のうち樹脂４によって被覆されている部分の面積（第２の面積）よりも小さいことである。すなわち、本実施形態において、半導体素子２の下面の一部分は、基板３の薄化部分を挟んで樹脂４によって被覆されている。また、半導体素子２がダイボンドされる基板３の下面全体が樹脂４によって被覆されていてもよい。
【００４４】
本実施形態によると、半導体素子２の上面（つまり受光領域又は発光領域の形成面）のうち樹脂４によって被覆されている部分の面積（第１の面積）が、半導体素子２の下面及び基板３の下面のうち樹脂４によって被覆されている部分の面積（第２の面積）よりも小さい。言い換えると、透明部材１の反対側である半導体素子２の下面側に樹脂４が十分に充填されている。このため、透明部材１側において樹脂４の収縮応力が生じることを抑制できるので、当該収縮応力に起因する半導体装置の凹状の反り、特に透明部材１の凹状の反りを低減することができる。また、半導体素子２が搭載される基板３の下面側にも樹脂４が充填されているため、透明部材１側において樹脂４の収縮応力が生じることをより一層抑制でき、それにより、透明部材１の凹状の反りをより一層低減することができる。従って、例えばプリズムなどのレンズモジュールに透明部材１を直接取り付けるような場合に、透明部材１の全面をレンズモジュールに接着させることが容易になるので、透明部材１とレンズモジュールとの接着部に傾きが生じて光軸がずれたりすることや、プリズムなどのレンズモジュールに損傷が生じたりすることを防止できる。その結果、組立作業に要する時間を短縮することができると共に品質の低下を防止することができ、それにより、光学特性上の問題が防止された、安価で且つ信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００４５】
尚、本実施形態において、半導体素子２の複数のボンディングパッド１４と、基板３に設けられた複数の接続端子６とをＡｕワイヤー５によって電気的に接続したが、Ａｕワイヤー５に代えて、他の材料からなるボンディングワイヤーを用いてもよい。また、ワイヤーボンディングに代えて、半導体素子２と基板３とをフリップチップ接続してもよい。
【００４６】
また、本実施形態において、半導体素子２の下面及び基板３の下面のうち樹脂４によって被覆されている部分の面積（第２の面積）は、半導体素子２の上面のうち樹脂４によって被覆されている部分の面積（第１の面積）の少なくとも１．５倍以上であることが好ましく、第２の面積が第１の面積の２倍以上であることがより好ましい。このようにすると、前述の本実施形態の効果を確実に得ることができる。
【００４７】
（第３の実施形態）
図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の断面図及び裏面（ダイパッド面）図である。尚、図３（ａ）は、図３（ｂ）における III− III線の断面図である。また、図３（ａ）及び（ｂ）において、図１（ａ）及び（ｂ）に示す第１の実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００４８】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、受光領域又は発光領域上（両方の領域が設けられている場合には各領域上）に透明接着剤１２を介して透明部材１が取り付けられており且つ複数のボンディングパッド１４を有する半導体素子２が基板３上にダイボンドされている。各ボンディングパッド１４と、基板３に設けられた複数の接続端子６とはＡｕワイヤー５によって電気的に接続されている。透明部材１の側面、半導体素子２及びＡｕワイヤー５は樹脂４によって被覆されている。尚、透明部材１の上面、及び基板３（接続端子６を含む）の下面の一部分はそれぞれ樹脂４から露出している。
【００４９】
本実施形態の特徴は、基板３（接続端子６を含む）における互いに離れた複数の部分の下面が樹脂４から露出していることである。言い換えると、これらの各露出部分の基板３の下面を除いて半導体素子２の下面側は樹脂４によって覆われている。ここで、第１の実施形態と同様に、基板３の下面（露出部分）の面積が透明部材１の上面の面積よりも小さくてもよい。また、第２の実施形態と同様に、半導体素子２の上面のうち樹脂４によって被覆されている部分の面積（第１の面積）が、半導体素子２の下面のうち樹脂４によって被覆されている部分の面積（第２の面積）よりも小さくてもよい。この場合、半導体素子２の下面の一部分が、基板３の薄化部分を挟んで樹脂４によって被覆されている場合には、基板３の薄化部分の下面の面積も「第２の面積」に含める。また、「第２の面積」は「第１の面積」の１．５倍以上であることが好ましく、２倍以上であることがより好ましい。尚、基板３の下面全体が樹脂４によって被覆されていてもよい。
【００５０】
本実施形態によると、第１又は第２の実施形態と同様の効果に加えて、次のような効果を得ることができる。すなわち、半導体素子２の下面側に樹脂４が十分に充填されるため、透明部材１側において樹脂４の収縮応力が生じることをより一層抑制でき、それによって、透明部材１の凹状の反りをより一層低減することができる。
【００５１】
尚、本実施形態において、半導体素子２の複数のボンディングパッド１４と、基板３に設けられた複数の接続端子６とをＡｕワイヤー５によって電気的に接続したが、Ａｕワイヤー５に代えて、他の材料からなるボンディングワイヤーを用いてもよい。また、ワイヤーボンディングに代えて、半導体素子２と基板３とをフリップチップ接続してもよい。
【００５２】
（第４の実施形態）
図４（ａ）〜（ｅ）及び図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。尚、本実施形態においては、一例として、図１（ａ）及び（ｂ）に示す第１の実施形態に係る半導体装置を製造する方法について説明するが、図２（ａ）及び（ｂ）に示す第２の実施形態に係る半導体装置、及び図３（ａ）及び（ｂ）に示す第３の実施形態に係る半導体装置についても、以下に説明する本実施形態の方法と同様の方法により製造することができる。また、図４（ａ）〜（ｅ）及び図５（ａ）〜（ｃ）において、図１（ａ）及び（ｂ）に示す第１の実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００５３】
まず、図４（ａ）に示すように、受光領域又は発光領域上（両方の領域が設けられている場合には各領域上）に透明接着剤１２を介して透明部材１が取り付けられており且つ複数のボンディングパッド１４を有する複数の半導体素子２を基板３上にダイボンドする。各半導体素子２は、互いに所定間隔をあけて２次元行列状に配置される。
【００５４】
次に、図４（ｂ）に示すように、各半導体素子２上の各ボンディングパッド１４と、基板３に設けられた複数の接続端子６とをＡｕワイヤー５によって電気的に接続する。
【００５５】
次に、図４（ｃ）に示すように、上金型７面と透明部材１の上面との間、及び下金型８面と基板３の下面との間にそれぞれリリースシート９を介在させて、複数の半導体素子２がダイボンドされた基板３をクランプする。続いて、図４（ｄ）に示すように、透明部材１の上面（主面）をリリースシート９によって覆いながら、透明部材１の側面、半導体素子２及びＡｕワイヤー５を封止する樹脂４の成形を行う。ここで、基板３上に２次元行列状に配置され且つそれぞれ透明部材１が取り付けられている半導体素子２同士の間の空間に樹脂４が充填される。
【００５６】
次に、図４（ｅ）に示すように、樹脂封止された基板３から上金型７及び下金型８を取り外した後、図５（ａ）に示すように、樹脂封止された基板３をダイシングシート１３に貼り付ける。図５（ａ）では、透明部材１側をダイシングシート１３に貼り付けている様子を示しているが、基板３側（ダイパッド側）をダイシングシートに貼り付けてもよい。続いて、複数の半導体素子２が２次元行列状に配置された基板３に対してダイシングブレード１１によりダイシングを行う。これにより、図５（ｂ）に示すように、基板３は各半導体素子２毎に個片化され、複数の半導体装置を一括して形成することができる。
【００５７】
最後に、図５（ｃ）に示すように、ダイシングシート１３から各半導体装置を切り離して洗浄を行う。
【００５８】
本実施形態によると、樹脂封止を行った後、基板３を切断して半導体素子２毎に個片化することにより、半導体装置を一括して複数形成することができる。また、上金型７面と透明部材１の上面との間、及び下金型８面と基板３の下面との間にそれぞれリリースシート９を介在させて基板３をクランプしながら樹脂封止を行うため、リリースシート９にそれぞれ覆われている透明部材１の上面及び基板３の下面には樹脂４が接触することがない。従って、透明部材１の上面や基板３の下面への樹脂４の回り込みが無い半導体装置を実現することができる。
【００５９】
尚、本実施形態において、リリースシート９の材料は、特に限定されないが、例えばフッ素含有樹脂等を用いることができる。
【００６０】
また、本実施形態において、図４（ｃ）に示す工程で、下金型８面と基板３の下面と間にリリースシート９を介在させる代わりに、基板３の下面（つまり半導体素子２をダイボンドする面の反対側の面）に耐熱性シートを貼り付けてもよい。このようにすると、半導体素子２がダイボンドされる基板３の下面（露出面）側のリリースシート９が不要になるため、樹脂封止用の金型７及び８によるクランプをより安定的に行うことができるので、半導体装置の歩留りをより向上させることができる。ここで、耐熱性シートの材料は、特に限定されないが、例えばフッ素含有樹脂等を用いることができる。
【００６１】
また、本実施形態において、ダイシングシート１３の種類は、特に限定されないが、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）等を基材とし且つアクリル系やエポキシ系の接着剤を用いたシートを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、受光素子や発光素子から構成される半導体装置及びその製造方法に関し、透明部材の凹状の反りを低減して安価で且つ信頼性の高い半導体装置を提供できるので、例えば携帯電話やデジタルカメラ等のイメージセンサに好適である。
【符号の説明】
【００６３】
１  透明部材
２  半導体素子
３  基板
４  樹脂
５  Ａｕワイヤー
６  接続端子
７  上金型
８  下金型
９  リリースシート
１１  ダイシングブレード
１２  透明接着剤
１３  ダイシングシート
１４  ボンディングパッド
【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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