(57)【要約】  高速の光信号伝送を維持しつつ、半導体集積回路と外部との電気信号のやりとりや、電力供給やアース接続等のためのパッド数を確保する。半導体基板上に半導体集積回路を有する半導体層と、光信号を伝搬する光配線層と、が結合するとともに、光配線層において伝送される光信号の変調制御が半導体層からの電気信号によってなされ、かつ、光配線層において受光されることによって発生する電気信号が半導体層へと伝送される。光配線層は、半導体基板の裏面側（半導体集積回路側の反対側）に配設される。半導体集積回路は、光信号へと変換する電気信号を伝達するための配線領域を有する。半導体基板には、貫通孔内に配線領域の配線と電気的に接続される電気的伝導体が形成され、電気的伝導体の裏面側の先端部にパッド部を有する（図１）。
2009107742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に電気信号を処理する半導体集積回路を有する半導体層と、光信号を伝搬する光配線層と、が結合するとともに、前記光配線層において伝送される光信号の変調制御が前記半導体層からの電気信号によってなされ、かつ、前記光配線層において受光されることによって発生する電気信号が前記半導体層へと伝送される半導体装置であって、
前記光配線層は、前記半導体基板の裏面側に配設されることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記光配線層は、前記半導体基板の裏面に貼り合わされていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記半導体集積回路は、光信号へと変換する電気信号を伝達するための配線領域を有し、
前記半導体基板は、前記半導体基板の裏面から前記配線領域に通ずる貫通孔を有するとともに、前記貫通孔内に前記配線領域の配線と電気的に接続される電気的伝導体が形成され、前記電気的伝導体の前記半導体基板の裏面側の先端部に前記光配線層と電気的に接続するためのパッド部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記貫通孔内にて、前記半導体基板と前記電気的伝導体の間に絶縁体を有することを特徴とする請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記貫通孔の直径は、前記半導体基板の裏面側において、前記半導体基板の表面側と比べて相対的に大きいことを特徴とする請求項３又は４記載の半導体装置。
【請求項６】
前記電気的伝導体は、前記半導体基板の裏面側よりメッキによって形成された金属ビア構造であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記半導体集積回路は、光信号へと変換する電気信号を伝達するための配線領域を有し、
前記半導体基板は、裏面側から前記半導体基板を薄膜化するように形成された有底孔を有するとともに、前記有底孔の底面の領域内で前記配線領域に通ずる貫通孔を有し、前記有底孔及び前記貫通孔内に絶縁体が埋め込まれ、前記絶縁体において裏面側から前記配線領域に通ずる孔が形成され、前記孔内に前記配線領域の配線と電気的に接続される電気的伝導体が形成され、前記電気的伝導体の前記絶縁体の裏面側の先端部に前記光配線層と電気的に接続するためのパッド部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項８】
前記絶縁体は、前記半導体基板の主構成元素の酸化膜、又は有機化合物よりなることを特徴とする請求項４又は７記載の半導体装置。
【請求項９】
前記半導体集積回路の表面に、外部から前記半導体集積回路へ電力を供給したり、又は、前記半導体集積回路から外部に電気信号を取り出すための電極パッドが形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願についての記載）
本願は、先の日本特許出願２００８−０４７７３６号（２００８年２月２８日出願）の優先権を主張するものであり、前記先の出願の全記載内容は、本書に引用をもって繰込み記載されているものとみなされる。
【０００２】
本発明は、電気信号を処理する半導体集積回路を含む半導体層と、光信号を伝送する光配線層と、が信号伝送可能に結合した半導体装置に関し、特に、光配線層が半導体層の裏面側に配された半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
トランジスタの小型化に伴い、半導体集積回路の集積度は向上し、電気信号の処理速度も向上し続けている。ここで、半導体集積回路における電気配線での信号伝送に関して、特にチップ内において比較的長距離な配線であるグローバル配線については、配線遅延や信号のスキュー（受信時間差）、ジッター（揺れ）等の問題が発生しつつある。また、隣接する電気配線間のクロストークによる信号劣化や、半導体集積回路周辺からの電磁ノイズによる影響も受けるといった問題がある。【０００４】
これらの問題を解決するための手法として、半導体集積回路の電気配線の一部を、光による配線構造に置き換える技術が立ち上がりつつある。そのような技術として、電気配線層の上に、半導体集積回路とは別の基板上に形成した光配線層を貼り合わせで作製する手法が提案されている。【０００５】
例えば、非特許文献１では、Ｓｉ等による半導体基板上にトランジスタ等による半導体集積回路を形成し、また一方、導波路、送受信素子等を作りこんだ光配線層を形成し、半導体集積回路を形成した表面と、光配線の表面に、それぞれ電気的な接続を行うためのパッドを形成し、これらのパッド間の電気的な接続によって形成したものが開示されている。【０００６】
また、特許文献１では、樹脂層の第１の主面に実装された半導体チップと、樹脂層の第２の主面に埋め込まれた光学チップとを層間ビアにより層間接続させたものが開示されている。半導体チップには、光学チップ側の面に接続端子及びバンプが形成されており、その反対面（裏面）には接続端子を有さない。これによれば、半導体チップと光学チップとが短距離で接続されることから、半導体チップと光学チップとの接続で生じる寄生容量を低減できるとしている。【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１４６６０３号公報
【０００８】
【非特許文献１】大橋啓之、「ＬＳＩチップ光配線技術」、半導体ＭＩＲＡＩプロジェクト成果報告会２００６、２００６年１２月、ｐ．７９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１、非特許文献１の開示事項は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとする。以下の分析は、本発明によって与えられたものである。【００１０】
しかしながら、従来のように、半導体集積回路とは別の基板上に形成した光配線層を貼り合わせで作製する手法では、半導体集積回路へ電力を供給したり、半導体集積回路から電気信号を取り出すための半導体チップのパッド（接続端子）が、光配線層側に存在するために、電気信号を取り出せる表面積が小さくなり、パッド数が限定されるという問題がある。したがって、半導体チップにおける半導体集積回路と外部との電気信号のやりとりや、電源供給、アース接続等が限定されてしまう。【００１１】
本発明の主な課題は、高速の光信号伝送を維持しつつ、半導体集積回路と外部との電気信号のやりとりや、電力供給やアース接続等のためのパッド数を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一視点においては、半導体基板上に電気信号を処理する半導体集積回路を有する半導体層と、光信号を伝搬する光配線層と、が結合するとともに、前記光配線層において伝送される光信号の変調制御が前記半導体層からの電気信号によってなされ、かつ、前記光配線層において受光されることによって発生する電気信号が前記半導体層へと伝送される半導体装置であって、前記光配線層は、前記半導体基板の裏面側に配設されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、半導体基板の裏面側に光配線を設けることによって、装置内における高速の信号伝送を、半導体基板の裏面に設けた光配線層の中の光信号の伝送によって行い、半導体集積回路の表面において、外部との電気信号のやりとりや、電力供給やアース接続等のための電気的な接続を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置の構成を模式的に示した部分断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る半導体装置の構成を模式的に示した外観斜視図である。
【図３】従来例に係る半導体装置の構成を模式的に示した外観斜視図である。
【図４】本発明の実施例１に係る半導体装置の製造方法を説明するための第１の工程断面図である。
【図５】本発明の実施例１に係る半導体装置の製造方法を説明するための第２の工程断面図である。
【図６】本発明の実施例１に係る半導体装置の製造方法を説明するための第３の工程断面図である。
【図７】本発明の実施例１に係る半導体装置の製造方法を説明するための第４の工程断面図である。
【図８】本発明の実施例２に係る半導体装置の構成を模式的に示した部分断面図である。
【図９】本発明の実施例２に係る半導体装置の構成の変形例を模式的に示した部分断面図である。
【図１０】本発明の実施例３に係る半導体装置の構成を模式的に示した部分断面図である。
【符号の説明】
【００１５】
１０、１１０  半導体層
１１  半導体基板
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ  孔
１２  半導体集積回路
１２ａ  トランジスタ
１２ｂ  配線
１２ｃ  絶縁層
１２ｄ  配線領域
１３  電気的伝導体（ビア）
１４、１１４  電極パッド
１５、１６  絶縁体
２０、１２０  光配線層
２１  基板
２２  電極
２３  受光素子
２４  光導波路
２５  電気的伝導体（ビア）
２６  絶縁層
２７  光変調器
３０  貼り合わせ界面
３１  パッド部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態では、半導体基板（図１の１１）上に電気信号を処理する半導体集積回路（図１の１２）を有する半導体層（図１の１０）と、光信号を伝搬する光配線層（図１の２０）と、が結合するとともに、前記光配線層（図１の２０）において伝送される光信号の変調制御が前記半導体層（図１の１０）からの電気信号によってなされ、かつ、前記光配線層（図１の２０）において受光されることによって発生する電気信号が前記半導体層（図１の１０）へと伝送される半導体装置であって、前記光配線層（図１の２０）は、前記半導体基板（図１の１１）の裏面側（半導体集積回路（図１の１２）側の反対側）に配設される（形態１）。【００１７】
さらに、以下の形態も可能である。【００１８】
前記光配線層は、前記半導体基板の裏面に貼り合わされていることが好ましい（形態１−１）。【００１９】
前記半導体集積回路は、光信号へと変換する電気信号を伝達するための配線領域を有し、前記半導体基板は、前記半導体基板の裏面から前記配線領域に通ずる貫通孔を有するとともに、前記貫通孔内に前記配線領域の配線と電気的に接続される電気的伝導体が形成され、前記電気的伝導体の前記半導体基板の裏面側の先端部に前記光配線層と電気的に接続するためのパッド部を有することが好ましい（形態１−２）。【００２０】
前記貫通孔内にて、前記半導体基板と前記電気的伝導体の間に絶縁体を有することが好ましい（形態１−３）。【００２１】
前記貫通孔の直径は、前記半導体基板の裏面側において、前記半導体基板の表面側と比べて相対的に大きいことことが好ましい（形態１−４）。【００２２】
前記電気的伝導体は、前記半導体基板の裏面側よりメッキによって形成された金属ビア構造であることが好ましい（形態１−５）。【００２３】
前記半導体集積回路は、光信号へと変換する電気信号を伝達するための配線領域を有し、前記半導体基板は、裏面側から前記半導体基板を薄膜化するように形成された有底孔を有するとともに、前記有底孔の底面の領域内で前記配線領域に通ずる貫通孔を有し、前記有底孔及び前記貫通孔内に絶縁体が埋め込まれ、前記絶縁体において裏面側から前記配線領域に通ずる孔が形成され、前記孔内に前記配線領域の配線と電気的に接続される電気的伝導体が形成され、前記電気的伝導体の前記絶縁体の裏面側の先端部に前記光配線層と電気的に接続するためのパッド部を有することが好ましい（形態１−６）。【００２４】
前記絶縁体は、前記半導体基板の主構成元素の酸化膜、又は有機化合物よりなることが好ましい（形態１−７）。【００２５】
前記半導体集積回路の表面に、外部から前記半導体集積回路へ電力を供給したり、又は、前記半導体集積回路から外部に電気信号を取り出すための電極パッドが形成されていることが好ましい（形態１−８）。
【実施例１】
【００２６】
本発明の実施例１に係る半導体装置について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係る半導体装置の構成を模式的に示した部分断面図である。図２は、本発明の実施例１に係る半導体装置の構成を模式的に示した外観斜視図である。【００２７】
図１を参照すると、実施例１に係る半導体装置は、半導体基板１１上に半導体集積回路１２を有する半導体層１０と、光信号を伝送する光配線層２０と、が信号伝送可能に結合した半導体装置である。半導体装置は、半導体集積回路１２と外部との電気的接続については半導体基板１１上の半導体集積回路１２の表面側で行い、光信号の伝送は半導体基板１１の半導体集積回路１２側の反対側（裏面側）で行う。半導体装置は、半導体集積回路１２において扱われる電気信号のうち、比較的距離の長いところへと伝送させるべき電気信号については、光配線層２０にて電気信号から光信号へと変換して伝送を行う。半導体装置は、半導体基板１１の半導体集積回路１２側の面の反対面（裏面）に光配線層２０が設けられている。半導体装置は、半導体集積回路１２の表面に、外部から半導体集積回路１２へ電力を供給したり、半導体集積回路１２から外部に電気信号を取り出すための電極パッド１４が形成されている。【００２８】
半導体層１０は、半導体基板１１上に電気信号を処理する半導体集積回路１２を有する。【００２９】
半導体基板１１は、裏面側にパッド部３１が配設され、パッド部３１から半導体集積回路１２の配線領域１２ｄに通ずる孔１１ａ（貫通孔）が形成されており、孔１１ａに電気的伝導体１３（ビア）が充填されている。電気的伝導体１３は、パッド部３１と、配線領域１２ｄの配線１２ｂとを電気的に接続する。半導体基板１１の裏面は、光配線層２０の絶縁層２６の表面との貼り合わせ界面３０となる。【００３０】
半導体集積回路１２では、例えば、半導体基板１１上にトランジスタ１２ａ（例えば、ＣＭＯＳデバイス）が形成され、トランジスタ１２ａを含む半導体基板１１上に絶縁層１２ｃ（例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜）が形成され、絶縁層１２ｃにおいてトランジスタ１２ａの電極（例えば、ゲート電極、ソース・ドレイン電極）から半導体集積回路１２の内部を全体として接続するレベルまで配線１２ｂ（コンタクトプラグ、ビア、配線層を含む）が形成され、光配線層２０の受光素子２３（又は光変調器２７）との間で電気信号の伝送を行うための配線領域１２ｄが形成され、配線１２ｂ（最上部のグローバル配線）上に電極パッド１４が形成されている。【００３１】
配線領域１２ｄは、トランジスタ１２ａが形成されている領域外の所定の位置に配されており、光配線層２０に電気信号を伝送するための配線１２ｂと電気的伝導体１３とが電気的に接続されている。【００３２】
電気的伝導体１３については、基本的に電気信号が伝達されるものであれば特に材質や製法の限定はないが、高速の電気信号伝送には、抵抗が低いことが有利にはたらくため、金属が望ましく、また半導体基板１１を貫通する長さで抵抗値の低い金属ビアを形成するにあたっては、メッキによって金属製の電気的伝導体１３が実現されていることが特に有利である。【００３３】
電極パッド１４は、外部から半導体集積回路１２へ電力を供給したり、半導体集積回路１２から外部に電気信号を取り出すための電極パッドである。【００３４】
光配線層２０は、受光素子２３、光導波路２４、光変調器２７等の基本的な光接続を可能とするコンポーネントが組み込まれた光伝送用配線基板である。光配線層２０は、半導体基板１１の裏面側に貼り合わされる。光配線層２０は、半導体層１０における半導体集積回路１２からの電気信号を光信号に変換し、変換された光信号を伝送（長距離伝送）し、光信号を電気信号に変換し、変換された電気信号を半導体層１０における半導体集積回路１２に伝送する。光配線層２０は、例えば、基板２１（例えば、シリコン基板）上に電極２２及び受光素子２３が形成されており、受光素子２３と電極２２が電気的に接続されている。電極２２及び受光素子２３を含む基板２１上には、絶縁層２６（例えば、シリコン酸化膜）が形成されている。絶縁層２６の中間の部位には光導波路２４及び光変調器２７が形成されている。光導波路２４は、光変調器２７からの光信号を伝送する。絶縁層２６において電気的伝導体１３と同サイズ（同じ径）の電気的伝導体２５（ビア）が形成されており、電気的伝導体２５を介して電極２２とパッド部３１とが電気的に接続されている。パッド部３１は、半導体基板１１の裏面と、光配線層２０の絶縁層２６の表面との貼り合わせ界面３０の所定の位置に配されている。また、図示されていないが、絶縁層２２において、光変調器２７と半導体層１０（パッド部３１と同様な部分）を電気的に接続する電気的伝導体（ビア）が形成されている。受光素子２３は、光変調器２７からの光信号を電気信号に変換し、変換された電気信号を半導体層１０における半導体集積回路１２に向けて出力する。光変調器２７は、半導体層１０における半導体集積回路１２からの電気信号を光信号へと変換し、変換された光信号を光導波路２４及び絶縁層２６を通じて受光素子２３に向けて出力する。受光素子２３には、Ｓｉを吸収材料として用いたフォトダイオードを採用することができる。光導波路２４には、ＳｉＯＮをコアとし、ＳｉＯ２をクラッドとする構造を採用することができる。【００３５】
図２を参照すると、半導体層１０の表面側に電極パッド１４が形成されており、半導体層１０の裏面側に光配線層２０が貼り合わされている。この図より明らかなように、半導体層１０においては、光配線のない電気的な接続のみの半導体集積回路と同様に、電極パッド１４から半導体集積回路へ電力を供給したり、半導体集積回路から外部に電気信号を取り出すことが可能となる。また、光配線層２０については、半導体層１０の裏面側に形成されているので、その大きさについても、特に制限されるものではない。【００３６】
図３を参照すると、従来のように半導体層１１０の表面側に光配線層１２０を設けた構成では、半導体層１１０の表面の所定の領域にある電極パッド１１４を光配線層１２０が覆う形となるので、電極パッド１１４を半導体層１１０の表面側に形成することが困難であり、電極パッド１１４を半導体層１１０の表面側に形成するにしても部分的にしか形成することできない。また、光配線層１２０の寸法について考えると、半導体層１１０の表面全体を覆う寸法とすると、電極パッド１１４を半導体層１１０の表面側に直接形成することが不可能となるため、光配線層１２０の寸法を半導体層１１０の寸法より小さくするか、電極パッド１１４の形成が可能になるよう半導体層１１０の寸法を大きくすることが必要となる。【００３７】
次に、本発明の実施例１に係る半導体装置の製造方法について図面を用いて説明する。図４〜図７は、本発明の実施例１に係る半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。【００３８】
まず、半導体基板１１上の半導体集積回路１２において、光信号へと変換する電気信号を光配線層（図１の２０）に伝送するための配線領域１２ｄを形成した半導体層１０を用意する（ステップＡ１；図４参照）。【００３９】
次に、エッチングなどのパターニングおよび加工により、半導体基板１１の裏面側より、配線領域１２ｄの配線１２ｂに通ずる孔１１ａを形成する（ステップＡ２；図５参照）。これは、半導体集積回路１２における多層スタック構造の実現などの際に用いられる加工手法である。【００４０】
次に、半導体基板１１に形成された孔１１ａ内に、電気的伝導体１３を埋め込む（ステップＡ３；図６参照）。電気的伝導体１３を埋め込む手法としては、蒸着など多くの手法を用いることが可能である。ここで、半導体基板１１の厚さが多少厚くとも良質な電気的伝導体１３を形成するには、メッキ法を用いると高い効果が得られる。また、電気的伝導体１３と半導体基板１１の間に、絶縁体（図示せず）を形成することができる。絶縁体（図示せず）を形成することで半導体基板１１を通して電流が流れる影響などを除去することが可能となり、信号伝送の品質を高める上で有利となる。【００４１】
次に、電気的伝導体１３の半導体基板１１の裏面側の先端部に、パッド部３１を形成する（ステップＡ４；図７参照）。また、半導体層１０とは独立に、光配線層２０を用意し、半導体集積回路１２と接続する電気的伝導体２５の半導体基板１１側の先端部に、パッド部３１を形成する（図７参照）。【００４２】
最後に、図７に示す半導体層１０と光配線層２０とを、パッド部３１同士が接合するように貼り合わせる（ステップＡ５）。これによって、図１に示すような光配線構造を有する半導体装置が実現される。【００４３】
実施例１によれば、半導体基板１１の半導体集積回路１２側の反対側の面（裏面）に光配線層２０を配設し、半導体基板１１を貫通して配された電気的伝導体１３を通じて半導体集積回路１２と光配線層２０とを電気的に接続することによって、半導体集積回路１２の表面側における、外部との電気信号のやりとりや、電力供給やアース接続等のための電極パッド１４を保持しつつ、かつ、グローバル配線の役割を持つ光配線層２０の光信号の伝送によって、チップ内における高速の信号伝送を実現することができる。つまり、半導体集積回路１２からの電気信号や、トランジスタ１２ａへの電力供給などを行うことに用いられる電極パッド１４を、半導体集積回路１２の表面に形成することが可能となる。
【実施例２】
【００４４】
本発明の実施例２に係る半導体装置について図面を用いて説明する。図８は、本発明の実施例２に係る半導体装置の構成を模式的に示した部分断面図である。【００４５】
実施例２では、半導体基板１１の孔１１ｂ内にて、半導体基板１１と電気的伝導体１３の間に絶縁体１５を形成したものである。絶縁層１５は、半導体基板１１の主構成元素の酸化膜（例えば、シリコン酸化膜）や、絶縁性の有機化合物を用いることができる。その他の構成は、実施例１と同様である。【００４６】
実施例２に係る半導体装置の製造方法については、実施例１のステップＡ３（図６参照）の絶縁体１５を形成する工程において、電気的伝導体１３を形成する前に、半導体基板１１の孔１１ｂの側壁に絶縁体１５を形成し、しかる後に電気的伝導体１３を充填すればよい。その他の工程は、実施例１と同様である。【００４７】
また、別の手法として、半導体基板１１の孔１１ｂの表面を酸化させることによって絶縁体１５を形成し、しかる後に電気的伝導体１３を充填することもできる。また、半導体基板１１に電気的伝導体１３の寸法より大きな孔１１ｂを形成して、孔１１ｂの中に絶縁体１５を充填し、しかる後に絶縁体１５に配線領域１２ｄに通ずる孔を形成し、しかる後に絶縁体１５の孔内に電気的伝導体１３を充填することもできる。【００４８】
また、半導体基板１１と電気的伝導体１３の間の容量の低減効果を実現しつつ、作製をより容易にする構造として、絶縁体１５の大きさを、半導体基板１１の裏面側（光配線層２０側）において、表面側（半導体集積回路１２側）と比べて相対的に大きくすることが有効である（図９参照）。絶縁体１５の断面について、半導体基板１１の裏面側での直径が、表面側の直径より１．５倍程度になっている。この構造の作製において、孔１１ｃの形成時に、半導体基板１１の裏面に対する孔１１ｃの垂直性を多少劣化して形成させても問題ない。【００４９】
電気的伝導体１３については、基本的に電気信号が伝達されるものであれば特に材質や製法の限定はないが、高速の電気信号伝送には、抵抗が低いことが有利にはたらくため、金属が望ましく、また半導体基板１１を貫通する長さで抵抗値の低い金属ビアを形成するにあたっては、メッキによって金属製の電気的伝導体１３が実現されていることが特に有利である。【００５０】
実施例２によれば、実施例１と同様な効果を奏するとともに、電気的伝導体１３を通って光配線層２０に伝送される電気信号について、半導体基板１１への漏れ出しが減る効果が得られる。また、高速の電気信号を伝送する場合には、電気的伝導体１３によって形成されるコンデンサとしての容量が課題となる場合があるが、実施例２においては、絶縁体１５を設けることによって、この容量を低減させることができる。これによって、より高速の電気信号を、半導体層１０と光配線層２０の間でやりとりすることが可能となり、高速の光信号を用いつつ、その光信号を電気信号へと変換して高速動作する光配線構造を有する半導体装置が実現される。
【実施例３】
【００５１】
本発明の実施例３に係る半導体装置について図面を用いて説明する。図１０は、本発明の実施例３に係る半導体装置の構成を模式的に示した部分断面図である。【００５２】
実施例３では、半導体基板１１の裏面側から電気的伝導体１３が形成される領域の半導体基板１１を薄膜化するようにした孔１１ｄを形成し、孔１１ｄの底面の領域内で配線領域１２ｄに通ずる孔１１ｅを形成し、孔１１ｅに絶縁体１５を埋め込み、孔１１ｄに絶縁体１６を埋め込み、絶縁体１５、１６に形成された貫通孔に電気的伝導体１３を埋め込んで、電気的伝導体１３を介して配線領域１２ｄの配線１２ｂとパッド部３１とを電気的に接続したものである。絶縁層１５、１６は、半導体基板１１の主構成元素の酸化膜（例えば、シリコン酸化膜）や、絶縁性の有機化合物を用いることができる。その他の構成は、実施例１と同様である。【００５３】
実施例３に係る半導体装置の製造方法については、実施例１のステップＡ２（図５参照）の孔を形成する工程において、エッチングなどの手法により、半導体基板１１の裏面の一部を薄膜化して有底の孔１１ｄを形成し、しかる後に孔１１ｄの底面の領域内にて配線領域１２ｄに通ずる孔１１ｅを形成する。次に、実施例１のステップＡ３（図６参照）の絶縁体１５を形成する工程において、孔１１ｅに絶縁体１５を埋め込み、その後に半導体基板１１の裏面を平坦化する程度まで絶縁体１６を埋め込み、しかる後に絶縁体１５、１６に配線領域１２ｄに通ずる孔を形成し、しかる後に絶縁体１５、１６の孔内に電気的伝導体１３を充填する。その他の工程は、実施例１と同様である。【００５４】
実施例３によれば、実施例１、２と同様な効果を奏するとともに、作製プロセスにおいて、半導体集積回路１２に近い部分の絶縁体１５の作製が、半導体基板１１の厚さ分全てにわたって製作する必要がなくなる点でプロセス上有利である。また、一の電気的伝導体１３によって生じる電気的な容量が、絶縁体１６によって他の電気的伝導体１３との距離を全体に増加させることが可能となるので、低容量化による高速信号の伝送に対して有利である。【００５５】
なお、絶縁体１６の材質に対しては、最初に用いる絶縁体１５と同一でも特に不都合はない。半導体基板１１の孔１１ｄの広い領域を埋め込むというプロセス上の観点からは、酸化膜でなく、有機化合物であれば、よりコストの低い構造が得られることになる。【００５６】
本発明の実施例は以上のとおりであるが、半導体集積回路や光配線層の詳細は本発明を特定する要件とはならない。また、光配線層の導波路や光素子の材質、構造など、特に特定するものではない。さらに、半導体基板内の電気的伝導体や、その周囲の絶縁体においても、低抵抗の伝導体や、高信頼の絶縁体が実用上望ましいが材質などを特定するものではない。【００５７】
本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【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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【国際調査報告】
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