(57)【要約】【課題】小型化が進む発光素子及び受光素子を有する半導体装置において、最終形状がより小型化された半導体装置を提供するとともに、長期信頼性にも優れた半導体装置を提供する。【解決手段】本発明の半導体装置は、光を透過する基板と基板に設けられた配線層と配線層上に形成された半導体チップと柱状電極と封止材と配線層及び突起電極を介して半導体チップに電気的に接続する外部接続用端子とを有する半導体装置を提供する。前記半導体装置はダイシングによって形成される基板及び封止材の２層のみによって構成された切断面を有し、前記切断面は封止材が一工程で形成される単一層であるため封止材の間から水分等が浸入することなく腐食、動作不良に強い半導体装置を提供する。【選択図】図１
2006128625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面及び該第１の面に対向する第２の面を有し、該第１の面と該第２の面とに亘り光を透過する基板と、
前記基板の前記第１の面に設けられ、第１の領域と該第１の領域に隣接する第２の領域とを有する配線層と、
第３の領域と該第３の領域を囲む第４の領域を有する主面を有し、前記配線層の前記第１の領域上に形成されるとともに該配線層と該第４の領域とを電気的に接続する半導体チップと、
第３の面及び該第３の面に対向する第４の面を有する柱状形状を有し、該第３の面が前記配線層の前記第２の領域に設けられ該配線層と電気的に接続する柱状電極と、
前記柱状電極の前記第４の面及び前記半導体チップの前記第３の領域を露出させるように前記基板の前記第１の面上を覆う、単一の樹脂からなる封止材と、
前記柱状電極の前記第４の面に設けられ該柱状電極と電気的に接続する外部接続用端子と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記配線層の前記第１の領域と前記半導体チップの前記第４の領域との間に設けられ、該配線層と該半導体チップとを電気的に接続するバンプ電極を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の半導体装置において、
前記柱状電極は、前記半導体チップの側方に設けられることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の半導体装置において、
前記柱状電極は側面を有し、該柱状電極の該側面は前記封止材によって覆われることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の半導体装置において、
前記基板の前記第２の面は第３の領域と該第３の領域を囲み樹脂材に覆われる第４の領域を有し、
前記基板の前記第２の面の前記第３の領域の上方に設けられ、周辺部は前記樹脂材上に固定されるレンズと、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置において、
前記レンズは、凸型レンズであることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の半導体装置において、
前記基板の前記第２の面は、該基板の前記第１の面と該第２の面との距離が大きくなる方向に突出した第３の領域と該第３の領域を囲む第４の領域を有す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、
前記基板の前記第２の面の前記第３の領域は、凸型レンズ状に突出していることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の半導体装置において、
前記外部接続用端子は、プラスチック材料を含有するコア部と該コア部を覆い、前記柱状電極に電気的に接続される接続層とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の半導体装置において、
前記外部接続用端子は、金属材料を含有するコア部と該コア部を覆い、前記柱状電極に電気的に接続される接続層とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１つに記載の半導体装置において、
前記半導体チップは、発光素子または受光素子であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか1つに記載の半導体装置において、
ダイシングによって形成される、前記基板と前記封止材との２層のみによって構成された切断面を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
第１の領域と該第１の領域を囲む第２の領域と該第２の領域を囲む第３の領域とを有する第１の面及び該第１の面に対向する第２の面を有し、該第１の面と該第２の面とに亘り光を透過する基板と、
前記基板の前記第１の領域に設けられ、第４の領域と該第４の領域に隣接する第５の領域とを有する第１の配線層と、
前記基板の前記第２の領域と前記第３の領域とに亘り延在する第２及び第３の配線層と、
前記第４の領域の前記第１の配線層と、前記第２の領域上に設けられる前記第２の配線層とに電気的に接続され、前記基板の前記第１の面上に設けられる第１の半導体チップと、
前記第５の領域の前記第１の配線層と、前記第２の領域上に設けられる前記第３の配線層とに電気的に接続され、前記基板の前記第１の面上に設けられる第２の半導体チップと、
前記基板の前記第３の領域に設けられる前記第２の配線層上に設けられ、該第２の配線層と電気的に接続される第１の柱状電極と、
前記基板の前記第３の領域に設けられる前記第３の配線層上に設けられ、該第３の配線層と電気的に接続される第２の柱状電極と、
前記第１及び前記第２の柱状電極の先端を露出させるように前記基板の前記第１の面上を覆う、単一の樹脂からなる封止材と、
前記露出された前記第１の柱状電極の前記先端に設けられ、該第１の柱状電極と電気的に接続される第１の外部接続用端子と、
前記露出された前記第２の柱状電極の前記先端に設けられ、該第２の柱状電極と電気的に接続される第２の外部接続用端子と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の半導体装置において、
ダイシングによって形成される、前記基板と前記封止材との２層のみによって構成された断面を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
請求項１３及び請求項１４に記載の半導体装置において、
前記第１の配線層の前記第４の領域と前記第１の半導体チップとの間に設けられ、該第１の配線層と該第１の半導体チップとを電気的に接続する第１のバンプ電極と、
前記第１の配線層の前記第５の領域と前記第２の半導体チップとの間に設けられ、該第１の配線層と該第２の半導体チップとを電気的に接続する第２のバンプ電極と、
前記基板の前記第２の領域に設けられる前記第２の配線層と前記第１の半導体チップとの間に設けられ、該第２の配線層と該第１の半導体チップとを電気的に接続する第３のバンプ電極と、
前記基板の前記第２の領域に設けられる前記第３の配線層と前記第２の半導体チップとの間に設けられ、該第３の配線層と該第２の半導体チップとを電気的に接続する第４のバンプ電極と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
請求項１３乃至請求項１５のいずれか１つに記載の半導体装置において、
前記外部接続用端子は、プラスチック材料を含有するコア部と、該コア部を覆い前記柱状電極に電気的に接続される接続層とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】
請求項１３乃至請求項１５のいずれか１つに記載の半導体装置において、
前記外部接続用端子は、金属材料を含有するコア部と、該コア部を覆い前記柱状電極に電気的に接続される接続層とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１８】
請求項１３乃至請求項１７のいずれか１つに記載の半導体装置において、
前記第１の半導体チップは、発光素子または受光素子であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１９】
請求項１３乃至請求項１８のいずれか1つに記載の半導体装置において、
ダイシングによって形成される、前記基板と前記封止材との２層のみによって構成された切断面を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２０】
半導体素子が形成された第１の領域と該第１の領域を囲む第２の領域を有する第１の面及び該第１の面に対向する第２の面を有し、該第１の面と該第２の面とに亘り光を透過する基板と、
前記基板に設けられ前記半導体素子と電気的に接続する配線層と、
前記配線層に接続する第１の面と該第１の面に対向する第２の面を有し、前記配線層に設けられる柱状電極と、
前記柱状電極の前記第２の面を除き前記基板の前記第１の面を覆う、単一の樹脂からなる封止材と、
前記柱状電極の前記第２の面に設けられ、該第２の柱状電極と電気的に接続される外部接続用端子と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の半導体装置において、
前記外部接続用端子は、プラスチック材料を含有するコア部と、該コア部を覆い前記柱状電極に電気的に接続される接続層とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２２】
請求項２０に記載の半導体装置において、
前記外部接続用端子は、金属材料を含有するコア部と、該コア部を覆い前記柱状電極に電気的に接続される接続層とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２３】
請求項２０乃至請求項２２のいずれか１つに記載の半導体装置において、
前記第１の半導体素子は、発光素子または受光素子であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２４】
請求項２０乃至請求項２３のいずれか１つに記載の半導体装置において、
ダイシングによって形成される、前記基板と前記封止層との２層のみによって構成された切断面を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２５】
第１の半導体素子が形成された第１の領域と第２の半導体素子が形成された第２の領域と該第１の領域と該第２の領域とを囲む第３の領域を有する第１の面及び該第１の面に対向する第２の面を有し、該第１の面と該第２の面とに亘り光を透過する基板と、
前記基板に設けられ一端と他端を有し、該一端が前記第１の半導体素子と電気的に接続する第１の配線層と、
前記基板に設けられ一端と他端を有し、該一端が前記第２の半導体素子と電気的に接続する第２の配線層と、
前記基板に設けられ一端と他端を有し、該一端が前記第１の半導体素子に接続され該他端が前記第２の半導体素子と接続され、該第１の半導体素子と該第２の半導体素子を電気的に接続する第３の配線層と、
第３の面及び該第３の面に対向する第４の面を有し、該第３の面が前記第１の配線層の前記他端に設けられ該第１の配線層と電気的に接続する第１の柱状電極と、
第５の面及び該第５の面に対向する第６の面を有し、該第５の面が前記第２の配線層の前記他端に設けられ該第２の配線層と電気的に接続する第２の柱状電極と、
前記第１の柱状電極の前記第４の面及び前記第２の柱状電極の前記第６の面を露出させるように前記基板の前記第１の面上を覆う、単一の樹脂からなる封止材と、
前記第１の柱状電極の前記第４の面に設けられ、該第１の柱状電極と電気的に接続される第１の外部接続用端子と、
前記第２の柱状電極の前記第６の面に設けられ、該第２の柱状電極と電気的に接続される第２の外部接続用端子と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の半導体装置において、
前記外部接続用端子は、プラスチック材料を含有するコア部と、該コア部を覆い前記柱状電極に電気的に接続される接続層とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２７】
請求項２５に記載の半導体装置において、
前記外部接続用端子は、金属材料を含有するコア部と、該コア部を覆い前記柱状電極に電気的に接続される接続層とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２８】
請求項２５乃至請求項２７のいずれか１つに記載の半導体装置において、
前記第１の半導体素子は、発光素子または受光素子であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２９】
請求項２５乃至請求項２８のいずれか１つに記載の半導体装置において、
ダイシングによって形成される、前記基板と前記封止材との２層のみによって構成された切断面を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項３０】
第１の面及び該第１の面に対向する第２の面を有し、該第１の面と該第２の面とに亘り光を透過する基板を準備する工程と、
第１の領域と該第１の領域に隣接する第２の領域とを有する配線層を前記基板の前記第１の面に設ける工程と、
前記配線層の前記第１の領域にバンプ電極を設ける工程と、
第３の面を有し、該第３の面が前記バンプ電極に接続する半導体チップを設ける工程と、
第４の面と該第４の面に対向する第５の面を有し、該第４の面が前記配線層の前記第２領域に接する柱状電極を設ける工程と、
前記柱状電極の前記第５の面を露出させるように前記基板の前記第１の面上を覆う第１の封止材を設ける工程と、
前記柱状電極の前記第５の面に外部接続用端子を設ける工程と、
前記基板と前記第１の封止材をダイシングすることにより個々の半導体装置に分割する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の半導体装置の製造方法において、
前記基板の前記第２の面は、第３の領域と該第３の領域を囲む第４の領域を有し、該第４の領域と前記基板及び前記第１の封止材の側面を覆う第２の封止材を設ける工程と、
前記第４の領域に設けられる前記第２の封止材に外縁部が固定されるレンズを設ける工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３２】
請求項３０に記載の半導体装置の製造方法において、
前記基板の前記第２の面は第３の領域と該第３の領域を囲む第４の領域を有し、該第３の領域の前記第１の面と該第２の面との距離が大きくなる方向に突出するように該第２の面の該第３の領域と該第４の領域とを除去する工程を特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３３】
第１の領域と該第１の領域を囲む第２の領域と該第２の領域を囲む第３の領域とを有する第１の面及び該第１の面に対向する第２の面を有し、該第１の面と該第２の面とに亘り光を透過する基板を準備する工程と、
前記基板の前記第１の領域に第１の配線層を設ける工程と、
前記基板の前記第２の領域と前記第３の領域とに亘り延在する第２及び第３の配線層を設ける工程と、
前記第１の配線層上に第１及び第２のバンプ電極を設ける工程と、
前記基板の前記第２の領域に設けられる前記第２の配線層上に第３のバンプ電極を設ける工程と、
前記基板の前記第２の領域に設けられる前記第３の配線層上に第４のバンプ電極を設ける工程と、
前記第１及び第３のバンプ電極上に第１の半導体チップを設ける工程と、
前記第２及び第４のバンプ電極上に第２の半導体チップを設ける工程と、
前記基板の前記第３の領域に設けられる前記第２の配線層上に第１の柱状電極を設ける工程と、
前記基板の前記第３の領域に設けられる前記第３の配線層上に第２の柱状電極を設ける工程と、
前記第１及び前記第２の柱状電極の先端を除き、前記基板の前記第１の面上を覆う封止材を設ける工程と、
前記露出された前記第１の柱状電極の前記先端に第１の外部接続用端子を設ける工程と、
前記露出された前記第２の柱状電極の前記先端に第２の外部接続用端子を設ける工程と、
前記基板と前記封止材をダイシングすることにより個々の半導体素子に分割する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３４】
第１の半導体素子が形成された第１の領域と第２の半導体素子が形成された第２の領域と該第１の領域と該第２の領域とを囲む第３の領域を有する第１の面及び該第１の面に対向する第２の面を有し、該第１の面と該第２の面とに亘り光を透過する基板を準備する工程と、
一端及び他端を有する第１の配線層であって、該一端が前記基板の前記第１の領域に配置され該他端が前記基板の前記第２の領域に配置されるように第１の配線層を設ける工程と、
一端及び他端を有する第２の配線層であって、該一端が前記基板の前記第１の領域に配置され該他端が前記基板の前記第３の領域に配置されるように第２の配線層を設ける工程と、
一端及び他端を有する第３の配線層であって、該一端が前記基板の前記第２の領域に配置され該他端が前記基板の前記第３の領域に配置されるように第３の配線層を設ける工程と、
前記基板の前記第３の領域上に設けられる前記第２の配線層上に第１の柱状電極を設ける工程と、
前記基板の前記第３の領域上に設けられる前記第３の配線層上に第２の柱状電極を設ける工程と、
前記第１及び前記第２の柱状電極の先端を露出させるように前記基板の前記第１の面を覆う封止材を設ける工程と、
前記露出された前記第１の柱状電極の前記先端に第１の外部接続用端子を設ける工程と、
前記露出された前記第２の柱状電極の前記先端に第２の外部接続用端子を設ける工程と、
前記基板と前記封止材をダイシングすることにより個々の半導体装置に分割する工程と、
を有す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、主として半導体装置及びその実装方法に関し、特に、光に感応して動作する受光素子や光を発する発光素子、例えば、CCDやCMOSなどのイメージセンサや発光ダイオード、光電変換素子などを含む半導体装置及びその実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来では、ウェハ状態で製造された受光素子、発光素子を有する半導体装置を実装する際には、図４４に示すように、受光素子及び発光素子が形成されたウェハをダイシングにより個々の半導体チップ４４１０に切断する。その後、個々の半導体チップ４４１０をセラミックヘッダー４４２０に搭載し、セラミックヘッダー４４２０に搭載した半導体チップの電極４４３０とセラミックヘッダー４４２０の導体部４４２１とをワイヤーボンディング４４４０によって電気的に接続する。その後、セラミックヘッダー４４２０に対して光を透過する蓋４４５０を接着する方法で実装することが一般的である。
【０００３】
また、セラミックヘッダーを用いない実装方法の一つとして、例えば特許文献１及び特許文献２が挙げられる。
【０００４】
特許文献１は、側面と裏面が樹脂に覆われ、上面に受光素子と電気的に接続された電極パッドを有する半導体チップと半導体チップの上面に接する第１の面を有するガラス基板とにより構成される半導体装置であって、半導体装置の樹脂に覆われた側面及び裏面に亘って形成された電極パターンとガラス基板の第１の面に設けられた導電パターンと受光素子とを電気的に接続するものである。また、特許文献１の製造方法は、受光素子を有するウェハとレンズを有する透光性基板とをそれぞれ形成し、それらを貼りあわせた後に個々のＩＣに切断するものである。
【０００５】
特許文献２は、上面と側面と下面が透明な樹脂に覆われ、上面に光感応素子が形成された半導体チップと半導体チップの上面側に離間して透明基板を形成した半導体装置であって、半導体チップの周囲に延在され光感応素子と電気的に接続される、複数の樹脂層に覆われた配線と、配線の先端及び外部電極と接続する接続手段を電気的に接続したものである。
【特許文献１】特開２００２−３２９８５０
【特許文献２】特開２００４−１１１７９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
セラミックヘッダーを用いた実装方法では、半導体チップより大きな外形のセラミックヘッダーに半導体チップを搭載させるため実装後の半導体装置の外形が大きくなってしまう。さらに、ワイヤーボンディングや蓋のために半導体チップの上方に空間を設けなくてはならず、実装後の半導体装置の厚さも厚いものとなってしまうため、小型化が困難であるという課題があった。また、セラミックヘッダーを用いた実装方法は、樹脂を用いた実装方法に比べ、コストが高くなってしまうという課題があった。
【０００７】
また、特許文献１では、側面に形成された電極パターンが剥き出しになっている構造であるため、電極パターン同士が接触し電極パターン間がショートしやすいという課題があった。また、個々のパッケージを取り扱う際に、半導体装置を取り上げるための半導体保持具と電極パターンとが接触し電極パターンが断線してしまう恐れがあるという課題があった。さらに、特許文献１の製造方法では、受光素子を有するウェハとレンズを有する透光性基板とをそれぞれ形成しそれらを貼り合わせるため、合わせ誤差が生じ生産性が低下してしまう課題があった。
【０００８】
また、特許文献２では、半導体装置の側面が複数の樹脂層を用いた封止材により構成されており、これらの樹脂層の境目部分において、リフロー等の加熱工程によってひび割れ等が起こり半導体装置が破損してしまう恐れがあるという課題があった。また、樹脂層の境目から水分が浸入することによって半導体装置に形成された配線層が腐食してしまうこと、さらには進入した水分によって半導体素子が特性異常を起こし半導体素子が機能しなくなってしまうことなど、長期的な信頼性が低下してしまう恐れがあるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明は、上記課題に鑑みて成されたものである。上記課題を解決するにあたり本願発明の半導体装置及びその製造方法は、下記のような特徴を有している。
【００１０】
すなわち、本願発明の半導体装置は、第１の面及び該第１の面に対向する第２の面を有し、該第１の面と該第２の面とに亘り光を透過する基板と、前記基板の前記第１の面に設けられ、第１の領域と該第１の領域に隣接する第２の領域とを有する配線層と、第３の領域と該第３の領域を囲む第４の領域を有する主面を有し、前記配線層の前記第１の領域上に形成されるとともに該配線層と該第４の領域とを電気的に接続する半導体チップと、第３の面及び該第３の面に対向する第４の面を有する柱状形状を有し、該第３の面が前記配線層の前記第２の領域に設けられ該配線層と電気的に接続する柱状電極と、前記柱状電極の前記第４の面及び前記半導体チップの前記第３の領域を露出させるように前記基板の前記第１の面上を覆う単一の樹脂からなる封止材と、ダイシングによって形成される、前記基板と前記封止材との２層のみによって構成された切断面と、前記柱状電極の前記第４の面に設けられ該柱状電極と電気的に接続する外部接続用端子と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本願発明の半導体装置の製造方法は、第１の面及び該第１の面に対向する第２の面を有し、該第１の面から該第２の面に亘り光を透過する基板を準備する工程と、第１の領域と該第１の領域に隣接する第２の領域とを有する配線層を前記基板の前記第１の面に設ける工程と、前記配線層の前記第１の領域にバンプ電極を設ける工程と、第３の面を有し、該第３の面が前記バンプに接続する半導体チップを設ける工程と、第４の面と該第４の面に対向する第５の面を有し、該第４の面が前記配線層の前記第２の領域に接する柱状電極を設ける工程と、前記柱状電極の前記第５の面を露出させるように前記基板の前記第１の面上を覆う第１の封止材を設ける工程と、前記柱状電極の前記第５の面に外部接続用端子を設ける工程と、前記基板と前記第１の封止材をダイシングすることにより個々の半導体装置に分離する工程と、を有することを特徴とする。これらによって、上記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明によれば、従来のようにセラミックヘッダーに搭載する必要がないため、実装された最終形状をより小型化することが出来る効果を有する。
【００１３】
また、本願発明によれば、柱状電極の側部が樹脂によって覆われているため、外部からの衝撃等で配線パターン間のショートすることを防止できる効果を有する。さらに個々の半導体装置のパッケージを取り扱う際に、装置が配線パターンと接触して配線パターンを断線することを防止できる効果を有する。
【００１４】
さらに、本願発明によれば、ダイシングによる切断面が単一の封止材と透明基板の２層のみから構成されているため、樹脂層の境目がなくリフロー等の加熱工程においても樹脂が破損してしまう等の不具合を低減することが出来る効果を有する。さらに、樹脂層の境目から水分等が浸入することがないため、配線及び半導体チップの長期的な信頼性を向上させることが出来る効果を有する。
【００１５】
本願発明の製造方法によれば、受光素子または発光素子を有する半導体装置のウェハレベルでの製造を実現できるため、小型かつ安価に製造することができる効果を有する。また、透明基板上に順次積層して形成していく製造方法を用いるため、透明基板と半導体ウェハを合せることがないことから、合わせずれによる誤差が少なくなり生産性が向上できる効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、図面には、この発明が理解できる程度に各構成成分の形状、大きさ及び配置関係が概略的に示されているにすぎず、これによりこの発明が特に限定されるものではない。さらに、以下の説明において、特定の材料、条件及び数値条件等を用いることがあるが、これは好適例の一つにすぎず、従って、何らこれらに限定されない。また、この発明の半導体装置及びその製造工程は、シリコン基板等の従来公知の材料を用いて、エッチング等の従来公知の手段により形成できる。従って、これら材料及び手段の詳細な説明は省略する場合もある。
【実施例１】
【００１７】
［構造］
以下、図１及び図２を用いて本発明の実施例１に関する半導体装置の構造について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施例１に関する半導体装置の上面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａでの断面図である。
【００１９】
本発明の実施例１に関する半導体装置は、図１及び図２に示すとおり、透明基板２１０と、配線層２２０と、バンプ電極２３０と、半導体チップ２４０と、柱状電極２５０と、封止材２６０と、外部接続用端子２７０と、切断面２８０とにより構成される。
【００２０】
透明基板２１０は、方形状であって中央領域２１１ａと中央領域２１１ａを囲む周辺領域２１１ｂとを有する第１の面２１１及び第１の面２１１に対向する第２の面２１２を有し、第１の面２１１と第２の面２１２とに亘って光を透過する基板である。例えば、透明基板２１０の材料としてソーダガラス、石英ガラス、サファイアなどの光を透過する基板が挙げられる。透明基板２１０の第１の面２１１の中央領域２１１ａ上には、後述するバンプ電極２３０を介して半導体チップ２４０が配置される。
【００２１】
配線層２２０は、透明基板２１０の第１の面２１１上であって、第１の面の中央領域２１１ａと周辺領域２１１ｂとに延在して形成される。配線層２２０は、第１の面２１１上に形成される配線層２２０であって、第１の面の中央領域２１１ａ上に形成される第１の領域２２１、第１の面の周辺領域２１１ｂ上に形成される第２の領域２２２を有する。配線層２２０は、バンプ電極２３０と柱状電極２５０とを電気的に接続することが可能な材料によって形成される。例えば、配線層２２０の材料としてチタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）のような金属導体またはチタン（Ｔｉ），銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ），金（Ａｕ）のいずれかを主成分とする合金や、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）のような透明導体材料が挙げられる。
【００２２】
半導体チップ２４０は、方形状である第３の面２４１を有し、第３の面２４１上には光電変換素子などの光に感応して動作する受光素子または、CCDやCMOSなどのイメージセンサや発光ダイオードなどの発光素子のいずれかが形成されている第３の領域２４１ａと第３の領域２４１ａを囲みバンプ電極２３０（後述）が形成されている第４の領域２４１ｂを有している。ここで、第４の領域２４１ｂは、第３の面２４１の外縁部を含みバンプ電極２３０が形成される領域である。したがって、第４の領域２４１ｂに第３の領域２４１ａの受光素子及び発光素子が延在して形成されていてもよい。半導体チップ２４０は、透明基板２１０の第１の面２１１の中央領域２１１ａ上に、バンプ電極２３０を介して配置される。
【００２３】
バンプ電極２３０は、半導体チップ２４０に形成される。バンプ電極２３０は、半導体チップ２４０の第３の面の第４の領域２４１ｂ上に形成され、上面２３１と上面２３１に対向する下面２３２とを有する柱状の導電体である。半導体チップ２４０とバンプ電極２３０とは電気的に接続されている。ここで、半導体チップ２４０とバンプ電極２３０とが電気的に接続されるとは、半導体チップ２４０の第３の面２４１上に配置された半導体素子とバンプ電極２３０が電気的に接続していることを意味する。バンプ電極２３０の導電材料として例えば、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）のような金属導体またはチタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）のいずれかを主成分とする合金や、ＩＴＯのような透明導体材料が挙げられる。
【００２４】
柱状電極２５０は、配線層２２０の第２の領域２２２上に形成され、上面２５１と上面２５１に対向する下面２５２とを有する柱状の導電体である。ここで、柱状電極２５０は、下面２５２が配線層２２０の第２の領域２２２と対向するように形成されている。柱状電極２５０の材料として導電材料が用いられる。導電材料として例えば、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）のような金属導体が挙げられる。
【００２５】
封止材２６０は、単一の樹脂からなり透明基板２１０と柱状電極２５０の側面と半導体チップ２４０とを覆う。ここで、透明基板２１０の第１の面２１１と、バンプ電極２３０と、半導体チップ２４０の第３の面２４１とにより囲まれた三次元的な空間を領域２００とする。このときに封止材２６０は、領域２００には形成されないようにする。言い換えれば、透明基板２１０を介して透過する光が半導体チップ２４０上の受光素子へ届くのを遮らないようになっていれば良い。封止材２６０の材料としては、例えばエポキシ樹脂等のような、一般的な樹脂封止のときに用いられる樹脂が挙げられる。
【００２６】
外部接続用端子２７０は、柱状電極２５０の上面２５１に接続するように形成され、ボール状または突起状に形成された導電材によって形成される。導電材の材料として例えば、鉛（Ｐｂ）−錫（Ｓｎ）、金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）、錫（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）のような融解金属が挙げられる。また、ボールを用いる場合には、これら融解金属のみによって形成されるボールや、非融解金属またはプラスチック材料によって形成された核と核の周囲を覆い融解金属によって形成される接続層とにより形成されるボールを用いることができる。図２における外部接続用端子２７０は、上記非融解金属またはプラスチック材料によって形成される核２７０ａと核２７０ａの周囲を覆い融解金属によって形成される接続層２７０ｂとによって形成されるボールを外部接続用端子２７０として用いた例を記載している。
【００２７】
切断面２８０は、ダイシングによって形成される面であって半導体装置を構成する一部である。切断面２８０は、単一の種類の封止材２６０と透明基板２１０との２層のみによって構成されている。ここで、特許請求の範囲に記載される「２層のみによって構成されている」とは、切断面を構成する材料がこれら２層によって占められていることを指すが、たとえば、これら二つを接着する接着部材等が単一の種類の封止材２６０と透明基板２１０との間に存在していたとしても、その切断面は「２層のみによって構成されている」との表現に含まれることとする。すなわち、切断面２８０を構成する封止材２６０と透明基板２１０との間に存在する層であって、その層のみでは封止材としての機能を有さず、かつ封止材２６０と比較して充分に小さい厚さの層が存在したとしても「２層のみによって構成されている」との表現に含まれることとする。
【００２８】
本発明の実施例１における構造によれば、セラミックヘッダーを用いない発光素子及び受光素子を有する半導体装置となるため、最終的なパッケージ構造をより小型化することが実現できる。また、柱状電極の周囲には封止材が形成されているため、外部からの衝撃を封止材が保護することにより、特許文献１に記載の半導体装置のように配線パターンがショートしたり断線したりしてしまうおそれを軽減することができる。さらに、外部接続用端子が形成されているため外部接続用端子が外部の電極と柱状電極とを融解して覆ったのちに固形化されて接続されるため外部の電極と柱状電極との接続信頼性を向上することが出来る。このとき、外部接続用端子としてコア材に樹脂又は金属を用い、周囲を融解金属で覆ったボールを用いることにより実装時における高さのバラツキをも防ぐことが出来る。コア材を有する外部接続用端子を用いた場合、コア材の周囲を覆う融解金属は外部の電極と柱状電極とを融解して覆い、コア材は融解せず外部の電極と柱状電極に挟まれた構造となる。このため、半導体装置を外部基板に搭載したときに外部基板と半導体装置との間をコア材の高さと同一にすることができるため、実装時における高さのバラツキを防ぐことが出来る。これによって外部基板に対して半導体装置を平行に接続することが出来るため、光の透過に対する実装時の誤差を軽減することが出来る。さらに、単一の封止材と透明基板との２層によって切断面が構成されているため、特許文献２のような樹脂層の境目が存在しない構造となる。このため、リフロー等の加熱工程においても樹脂部分が破損する等の不具合を低減することが出来、水分等が樹脂間に浸入しないため、配線及び半導体チップが腐食及び特性異常を起こすことなく長期的な信頼性が向上する。
【００２９】
［製法］
以下、図３〜１０を用いて本発明の実施例１に関する半導体装置の製造方法について説明する。
【００３０】
図３及び図４に示すように、透明基板３１０上に配線層３２０を形成する。図３は半導体装置の製造工程の一部を示す上面図であり、図４〜１０は図３のＡ−Ａでの断面図である。初めに、第１の面３１１（上面）及び第１の面３１１に対向する第２の面３１２（下面）を有し、第１の面３１１と第２の面３１２とに亘って光を透過するウェハ形状の透明基板３１０を準備する。透明基板３１０の第１の面３１１は、スクライブライン３３０によってマトリックス状に区切られた複数の領域３１１１を有する。各領域３１１１は、中央領域３１１１ａと中央領域３１１１ａを囲むような周辺領域３１１１ｂを有する。配線層３２０は、透明基板３１０の第１の面３１１全体に導電材料を形成し、レジストを塗布したのちに配線層のパターン部分を感光させ未感光部分を除去し導電材料をエッチングする工程（ホトリソグラフィックプロセス）によって形成される。なお、ホトリソグラフィックプロセスにより形成する工程以外にも、金属微粒子を含む導電材料を描画や印刷等の方法により形成する工程や、スパッタリングによって透明基板３１０の第１の面３１１全体にシード層を形成しその後ホトリソグラフィックプロセスによってシード層を配線層３２０のパターンに形成し、その後メッキによって比較的厚く配線層３２０を形成する工程などから挙げられる手段の一つを用いることによって配線層３２０を形成することが出来る。
【００３１】
次に、図５に示すように、配線層３２０の第２の領域３２２上に柱状電極５００を形成する。柱状電極５００は上面５０１と上面５０１に対向する下面５０２と、上面５０１と下面５０２に接する側面５０３とを有する柱状の導電体である。ここで、柱状電極５００の下面５０２は、配線層３２０と対向している。柱状電極５００は、配線層３２０を形成する工程と同様の工程、すなわちスパッタリングによってシード層を形成し、その後ホトリソグラフィックプロセスによって柱状電極５００のシード層を形成する工程によって形成される。なお、柱状電極５００の形成工程は、他にもメッキによって柱状電極５００のシード層を成長させることにより柱状電極５００を形成する工程や、レジストを形成し、レジストの配線層３２０の第２の領域３２２上に開口部を設けた後に開口部に導電材料を埋め込む工程などの工程を用いることが出来る。このとき、配線層３２０に用いられる材料と柱状電極５００に用いられる材料とが同一である場合は、直接配線層３２０上に柱状電極５００を形成することが好適であり、配線層３２０に用いられる材料と柱状電極５００に用いられる材料とが異なり金属拡散等を抑制したい場合には、配線層３２０と柱状電極５００との間にバリア膜となる中間金属層を形成することが好適である（図示せず）。
【００３２】
次に、図６に示すように、半導体チップ６４０の第４の領域６４１ｂ上にバンプ電極６００を形成し、形成されたバンプ電極６００を配線層３２０の第１の領域３２１に搭載することにより透明基板３１０上に半導体チップ６４０を搭載する。バンプ電極６００は上面６１０と上面６１０に対向する下面６２０と、上面６１０と下面６２０に接する側面６３０を有する柱状の導電体である。ここで、半導体チップ６４０を透明基板３２０に搭載したときバンプ電極６００の下面６２０は、配線層３２０と対向するように形成される。バンプ電極６００は、柱状電極５００を形成する工程と同様の工程、すなわちスパッタリングによってシード層を形成しその後ホトリソグラフィックプロセスによってバンプ電極６００のシード層を形成する工程によって形成される。なお、バンプ電極６００の形成工程は、他にもシード層を形成し、メッキによってバンプ電極６００のシード層を成長させることによりバンプ電極６００を形成する工程や、レジストを形成し、形成されたレジストの半導体チップ６４０の第３の面６４１の第４の領域６４１ｂ上に開口部を設けた後に開口部に導電材料を埋め込む工程などの工程を用いることが出来る。半導体チップ６４０は方形状である第３の面６４１を有し、第３の面６４１上には受光素子または発光素子が形成されているものを用いる。バンプ電極６００の上面６１０が半導体チップ６４０の第３の面６４１の第４の領域６４１ｂに接するように搭載され、半導体チップ６４０はバンプ電極６００と電気的に接続される。また、バンプ電極６００を用いずに直接配線層３２０の第１の領域３２１または半導体チップ６４０に半田、Ｃｕ、Ａｕ等を塗布し直接接合することも出来る（図示せず）。
【００３３】
次に、図７に示すように、封止材７００は、透明基板３１０と柱状電極５００の側面５０３と柱状電極５００の上面５０１と半導体チップ６４０とを覆う。ここで、透明基板３１０の第１の面３１１と、バンプ電極６００と、半導体チップ６４０の第３の面６４１とにより囲まれた三次元的な空間を領域７１０とする。このときに封止材７００は、領域７１０には形成されないようにする。言い換えれば、透明基板３１０を介して透過する光が半導体チップ６４０上の受光素子へ届くのを遮らないようになっていれば良い。封止材７００は、領域７１０に入り込まない程度の粘度を有する封止材料を用いて形成する工程を有する。ここで、封止材７００の形成工程を、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下にする工程を行った後に封止材７００を形成する工程とすることによって、さらに、半導体チップ６４０に形成された素子及び配線の腐食を防ぎ長期的な信頼性を向上させることが出来る。なお、封止材７００の形成工程は、他にも封止材７００の形成工程を低圧の雰囲気下にする工程を行った後に封止材７００を形成する工程を用いることが出来る。この工程を用いることによって、半導体チップ６４０と透明基板３１０との間の空気がリフロー等の過熱工程の時に膨張しても、クラックが発生する可能性を低減することが出来る。さらに、他の封止材７００の形成工程として、透明基板３１０の中央領域３１１１ａと周辺領域３１１１ｂの境界に液状樹脂を形成したのちに封止材７００を形成する工程を用いることが出来る。この工程を用いることによって、領域７１０に入り込まない程度の粘度をもった封止材料を使用せずに封止材７００を形成することが出来る。
【００３４】
次に、図８に示すように、柱状電極５００の上面５０１を露出させる。柱状電極５００の上面５０１を露出させる工程は、研削、研磨等の手段を用いた工程によって行うことが出来る。ここで、柱状電極５００の上面５０１を露出させる工程は、封止材７００を研削、研磨等を行うことにより単に柱状電極５００の上面５０１を露出させるだけに止まらず、封止材７００と柱状電極５００とを研削、研磨等を行う工程とすることができる。この工程とすることによって、ここまでの工程で柱状電極５００の上面５０１に生じた凹凸等を除くことが出来、さらに半導体装置の厚さを薄くすることができる。
【００３５】
次に、図９に示すように、外部接続用端子９００を柱状電極５００の上面５０１に形成する。外部接続用端子９００は柱状電極５００の上面５０１に接続するように形成され、ボール状または突起状に形成された導電材によって形成される。外部接続用端子９００の形成工程は、導電材を印刷する工程、ボールを柱状電極５００の上面５０１に搭載し、リフローなどによって融解する工程などを用いることによって形成することが出来る。
【００３６】
次に、図１０に示すように、半導体装置とするために基板を個片化する。半導体装置とするために基板を個片化する工程は、従来公知のダイシング工程によって行うことが出来る。ここで、ダイシング工程は、ブレードを用いたダイシング工程や、レーザーを用いたダイシング工程が挙げられる。このとき、ダイシングする材料に応じてブレードやレーザーを変更することによってダイシング時の半導体装置の歩留まりを向上させることが出来る。
【００３７】
以上の工程によって実施例１における半導体装置が完成する。
【００３８】
本発明の実施例１における製造方法によれば、発光素子及び受光素子を有する半導体装置のウェハレベルでの製造を実現できるため、小型かつ安価に製造することができる。また、透明基板上に順次積層して形成していく製造方法を用いるため、特許文献１のように透明基板と半導体素子が作り込まれたウェハとを貼り合わせる必要がなく、透明基板と半導体ウェハとの合わせ誤差等による不良が発生しないため、生産性を向上させることができる。
【実施例２】
【００３９】
［構造］
以下、図１１及び図１２を用いて本発明の実施例２に関する半導体装置の構造について説明する。
【００４０】
図１１は、本発明の実施例２に関する半導体装置の上面図であり、図１２は図１１におけるＡ−Ａでの断面図である。
【００４１】
本発明の実施例２に関する半導体装置は、図１１及び図１２に示すとおり、透明基板１２１０と、配線層１２２０と、バンプ電極１２３０と、半導体チップ１２４０と、柱状電極１２５０と、封止材１２６０と、外部接続用端子１２７０と、レンズ部１２８０と、切断面１２９０とにより構成される。構造について実施例１と同様である部分に関しては、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４２】
透明基板１２１０は、方形状であって第１の中央領域１２１１ａと第１の中央領域１２１１ａを囲む第１の周辺領域１２１１ｂとを有する第１の面１２１１及び第１の面１２１１に対向し第１の中央領域１２１１ａの直下に形成される第２の中央領域１２１２ａと第２の中央領域１２１２ａを囲む第２の周辺領域１２１２ｂとを有する第２の面１２１２を有し、第１の面１２１１と第２の面１２１２とに亘って光を透過する基板である。透明基板１２１０の第１の面１２１１の第１の中央領域１２１１ａ上には、バンプ電極１２３０を介して半導体チップ１２４０が配置される。透明基板１２１０の材料は、実施例１の記載と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００４３】
配線層１２２０、バンプ電極１２３０、柱状電極１２５０、半導体チップ１２４０に関しては、実施例１と同様の構造及び材料であるので、ここでは説明を省略する。
【００４４】
封止材１２６０ａは、透明基板１２１０と柱状電極１２５０の側面１２５３と半導体チップ１２４０とを覆う。ここで、透明基板１２１０の第１の面１２１１の第１の中央領域１２１１ａと、バンプ電極１２３０と、半導体チップ１２４０の第３の面１２４１とにより囲まれた三次元的な空間を領域１２００とする。このときに封止材１２６０ａは、領域１２００には形成されないようにする。言い換えれば、透明基板１２１０を介して透過する光が半導体チップ１２４０上の受光素子へ届くのを遮らないようになっていれば良い。封止材１２６０ａの材料に関しては、実施例１と同様の材料であるので、ここでは説明を省略する。
【００４５】
切断面１２９０に関しては、実施例１と同様の構成であるので、ここでは説明を省略する。
【００４６】
レンズ部１２８０は、透明基板１２１０の第２の面１２１２の第２の中央領域１２１２ａの直下に形成される肉厚領域１２８１と、レンズ部１２８０の肉厚領域１２８１を囲み封止材１２６０によって固定される周辺領域１２８２とを有する。レンズ部１２８０の材料として例えばＳｉＯ２を主成分とするガラス等が挙げられる。
【００４７】
封止材１２６０ｂは、レンズ部１２８０の周辺領域１２８２を覆い、透明基板の側面に形成される。封止材１２６０ｂは、レンズ部１２８０を介して透過する光が半導体チップ１２４０上の受光素子へ届くのをさえぎらないように形成されている。封止材１２６０ｂの材料に関しては封止材１２６０ａと同様の材料を用いることが好適であるが、レンズ部１２８０を固定しうるものであれば材料は特に特定されない。
【００４８】
外部接続端子１２７０に関しては、実施例１と同様の構造及び材料であるので、ここでは説明を省略する。
【００４９】
本発明の実施例２の構造によれば、実施例１の構造と同様の効果を有することができる。さらに、レンズを形成しているためレンズによって光を確実に受光素子に検出させることができる。また、封止材が透明基板の側面を覆っていることから、側面から光が入ってくることを防ぐことができる。
【００５０】
［製法］
以下、図１３〜１８を用いて本発明の実施例２に関する半導体装置の製造方法について説明する。
【００５１】
図１３及び図１４に示すように、透明基板１３１０上に配線層１３２０を形成する。図１３は半導体装置の製造工程の一部を示す上面図であり、図１４〜１８は図１３のＡ−Ａでの断面図である。初めに、第１の面１３１１（上面）及び第１の面１３１１に対向する第２の面１３１２（下面）を有し、第１の面１３１１と第２の面１３１２とに亘って光を透過するウェハ形状の透明基板１３１０を準備する。透明基板１３１０の第１の面１３１１は、スクライブライン１３３０によってマトリックス状に区切られた複数の領域１３１１１を有する。各領域１３１１１は、第１の中央領域１３１１１ａと、第１の中央領域１３１１１ａを囲むような第１の周辺領域１３１１１ｂを有する。第２の面１３１２は、スクライブライン１３３０によってマトリックス状に区切られた複数の領域１３１２１を有する。各領域１３１２１は、第１の面１３１１の第１の中央領域１３１１１ａの直下に配置される第２の中央領域１３１２１ａと、第２の中央領域１３１２１ａを囲むような第２の周辺領域１３１２１ｂを有する。配線層１３２０を形成する工程に関しては、実施例１と同様の工程を用いるのでここでは説明を省略する。
【００５２】
次に図１５に示す工程を説明する。柱状電極１５１０を形成する工程、バンプ電極１５２０を形成し配線層１３２０上に半導体チップ１５３０を搭載する工程に関しては、実施例１と同様の工程を用いるのでここでは説明を省略する。封止材１５４０ａは、透明基板１３１０と柱状電極１５１０の側部１５１３と柱状電極１５１０の上面１５１１と半導体チップ１５３０とを覆う。ここで、封止材１５４０ａは、透明基板１３１０第１の面１３１１と、バンプ電極１５２０と、半導体チップ１５３０の第１の面１５３１の第１の中央領域１５３１ａとに囲まれた領域１５００には形成されないようにする。言い換えれば、透明基板１３１０を介して透過する光が半導体チップ１５３０上の受光素子へ届くのを遮らないようになっていれば良い。封止材１５４０ａの形成工程は、実施例１と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００５３】
図１６は、柱状電極１５１０の上面１５１１を露出させる工程、外部接続用端子１６１０を形成する工程、半導体装置とするために基板を個片化する工程を経た半導体装置の製造工程である。これら工程に関しては、実施例１と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００５４】
図１７に示すように、透明基板１３１０の第２の面１３１２の第２の中央領域１３１２１ａを露出させるように封止材１５４０ｂを形成する。封止材１５４０ｂは、金型等を用いて好適な形状を有するように形成される。
【００５５】
図１８に示すように、透明基板１３１０の第２の面１３１２の第２の中央領域１３１２１ａ上にレンズ部１８８０を形成する。レンズ部１８８０の周辺部１８８２は封止材１５４０ｂによって固定される。ここで、レンズ部１８８０を封止材１５４０ｂに固定する工程では、圧着によって固定する工程、接着剤を用いて固定する工程等が挙げられる。また、レンズ部１８８０を封止材１５４０ｂに固定する工程は、半導体装置とするためにウェハを個片化する工程の前に行っても良い。この場合には、個々に個片化された半導体装置の透明基板３１０の側面を覆い、レンズ部１８８０の周辺部１８８２を覆うことによりレンズ部１８８０を固定するように封止材１５４０ｂを形成する工程を行う。
【００５６】
以上の工程によって、実施例２における半導体装置が完成する。
【００５７】
本発明の実施例２の製造方法によれば、実施例１の製造方法と同様の効果を有することができる。さらに、レンズを搭載した構造であるため光の集光能力を向上させることができる半導体装置を形成することが出来る。さらに半導体チップ搭載後にレンズを搭載するため、形成された半導体装置の半導体チップとレンズとの集光効率が最適な位置にレンズを配置することができる。
【実施例３】
【００５８】
［構造］
以下、図１９及び図２０を用いて本発明の実施例３に関する半導体装置の構造について説明する。
【００５９】
図１９は、本発明の実施例３に関する半導体装置の上面図であり、図２０は図１９におけるＡ−Ａでの断面図である。
【００６０】
本発明の実施例３に関する半導体装置は、図１９及び図２０に示すとおり、透明基板２０１０と、配線層２０２０と、バンプ電極２０３０と、半導体チップ２０４０と、柱状電極２０５０と、封止材２０６０と、外部接続用端子２０７０と、透明基板２０１０に形成されるレンズ部２０８０と、切断面２０９０とにより構成される。構造について実施例１と同様である部分に関しては、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６１】
透明基板２０１０は、方形状であって中央領域２０１１ａと中央領域２０１１ａを囲む周辺領域２０１１ｂとを有する第１の面２０１１及び第１の面２０１１に対向し中央領域２０１１ａの直下に形成される第３の領域２０１２ａと第３の領域２０１２ａを囲む第４の領域２０１２ｂとを有する第２の面２０１２とを有し、第１の面２０１１と第２の面２０１２とに亘って光を透過する基板である。透明基板２０１０の第１の面２０１１の中央領域２０１１ａ上には、後述するバンプ電極２０３０を介して半導体チップ２０４０が配置される。透明基板２０１０の第２の面２０１２の第３の領域２０１２ａは弓なりに突出した形状であり、凸型レンズの作用を有するレンズ部２０８０が形成される。透明基板２０１０の材料に関しては、実施例１と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００６２】
配線層２０２０、バンプ電極２０３０、半導体チップ２０４０、柱状電極２０５０、封止材２０６０、外部接続用端子２０７０、切断面２０９０に関しては、実施例１と同様の構造及び材料であるので、ここでは説明を省略する。
【００６３】
本発明の実施例３の構造によれば、実施例１の構造と同様の効果を有することができる。さらに、レンズを形成しているためレンズによって光を確実に受光素子に検出させることができる。また、透明基板を用いてレンズ部を形成するためより薄型の半導体装置の構造とすることができる。
【００６４】
［製法］
以下、図２１〜２４を用いて本発明の実施例３に関する半導体装置の製造方法について説明する。
【００６５】
図２１及び図２２に示すように、透明基板２１１０上に配線層２１２０を形成する。図２１は半導体装置の製造工程の一部を示す上面図であり、図２２〜２４は図２１のＡ−Ａでの断面図である。初めに、第１の面２１１１及び第１の面２１１１に対向する第２の面２１１２を有し、第１の面２１１１と第２の面２１１２とに亘って光を透過するウェハ形状の透明基板２１１０を準備する。透明基板２１１０の第１の面２１１１は、スクライブライン２１３０によってマトリックス状に区切られた複数の領域２１１１１を有する。各領域２１１１１は、中央領域２１１１１ａと、中央領域２１１１１ａを囲むような周辺領域２１１１１ｂを有する。第２の面２１１２は、スクライブライン２１３０によってマトリックス状に区切られた複数の領域２１１２１を有する。各領域２１１２１は、第１の面２１１１の中央領域２１１１１ａの直下に第３の領域２１１２１ａを有し、第３の領域２１１２１ａの周囲には第３の領域２１１２１ａを囲むような第４の領域２１１２１ｂを有する。配線層２１２０に関しては、実施例１と同様の工程を用いるのでここでは説明を省略する。
【００６６】
次に図２３に示す工程を説明する。柱状電極２３００を形成する工程、バンプ電極２３３０を形成しバンプ電極２３３０上に半導体チップ２３４０を搭載する工程、封止材２３６０を形成する工程、柱状電極２３００の上面２３０１を露出させる工程、外部接続用端子２３７０を形成する工程、半導体装置とするために基板を個片化する工程に関しては、実施例１と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００６７】
図２４に示すように、透明基板２１１０の第２の面２１１２の第３の領域２１１２１ａ及び第４の領域２１１２１ｂの一部を除去することによって、レンズ部２４８０を形成する。ここで、レンズ部２４８０を形成する工程は、従来公知の工程によって形成することが出来る。例えば、数回のフォトリソグラフィックプロセスによって形成する工程や、液状のレジストを第３の領域２１１２１ａに滴下した後にレジストを固形化させ、透明基板２１１０とレジストとをスパッタリングによって除去することによって透明基板２１１０にレンズ部２４８０を転写する工程等が挙げられる。また、レンズ部２４８０を形成する工程は、半導体装置とするために基板を個片化する工程の前に行っても良い。
【００６８】
以上の工程によって、実施例３における半導体装置が完成する。
【００６９】
本発明の実施例３の製造方法によれば、実施例１の製造方法と同様の効果を有することができる。さらに、レンズを透明基板に形成したため光の集光能力を向上されることが出来る半導体装置を形成することが出来る。さらに半導体チップ搭載後にレンズを配置するため、形成された半導体装置の半導体チップとレンズとの集光効率が最適な位置にレンズを形成することが出来る。また、透明基板を研削してレンズ部を形成するため、より薄型の半導体装置を製造することができる。
【実施例４】
【００７０】
以下、図２５及び図２６を用いて本発明の実施例４に関する半導体装置の構造について説明する。
【００７１】
図２５は、本発明の実施例４に関する半導体装置の上面図であり、図２６は図２５におけるＡ−Ａでの断面図である。
【００７２】
本発明の実施例４に関する半導体装置は、図２５及び図２６に示すとおり、透明基板２６１０と、第１の配線層２６２０と、第２の配線層２６２１と、第３の配線層２６２２と、第１のバンプ電極２６３０と、第２のバンプ電極２６３１と、第３のバンプ電極２６３２と、第４のバンプ電極２６３３と、第１の半導体チップ２６４０と、第２の半導体チップ２６５０と、第１の柱状電極２６６０と、第２の柱状電極２６７０と、封止材２６８０と、第１の外部接続用端子２６９０と、第２の外部接続用端子２６９１と、切断面２５１０により構成される。
【００７３】
透明基板２６１０は、方形状であって第１の領域２６１１ａと第１の領域２６１１ａを囲む第２の領域２６１１ｂと第２の領域２６１１ｂを囲む第３の領域２６１１ｃとを有する第１の面２６１１及び第１の面２６１１と対向する第２の面２６１２を有し、第１の面２６１１と第２の面２６１２とに亘って光を透過する基板である。透明基板２６１０の第１の面２６１１の第２の領域２６１１ｂ上には、後述するが、第１のバンプ電極２６３０と第３のバンプ電極２６３２とを介して第１の半導体チップ２６４０が配置され、第２のバンプ電極２６３１と第４のバンプ電極２６３３とを介して第２の半導体チップ２６５０が配置される。透明基板２６１０の材料としては、実施例１と同一であるのでここでは説明を省略する。
【００７４】
第１の配線層２６２０は、透明基板２６１０の第１の面２６１１の第１の領域２６１１ａ上に形成される。第２の配線層２６２１及び第３の配線層２６２２は、透明基板２６１０の第１の面２６１１上であって、第１の面２６１１の第２の領域２６１１ｂと第３の領域２６１１ｃとに延在して形成される。第４の領域２６２０ａ及び第４の領域２６２０ａに隣接する第５の領域２６２０ｂを有する第１の配線層２６２０、第２の配線層２６２１及び第３の配線層２６２２の形状及び材料としては、実施例１と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００７５】
第１のバンプ電極２６３０及び第３のバンプ電極２６３２は、第１の半導体チップ２６４０上に形成される。第２のバンプ電極２６３１及び第４のバンプ電極２６３３は、第２の半導体チップ２６５０上に形成される。第１のバンプ電極２６３０、第２のバンプ電極２６３１、第３のバンプ電極２６３２及び第４のバンプ電極２６３３の形状及び材料に関しては、実施例１と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００７６】
第１の柱状電極２６６０は、透明基板２６１０の第３の領域２６１１ｃ上に形成された第２の配線層２６２１上に形成される。第２の柱状電極２６７０は、透明基板２６１０の第３の領域２６１１ｃ上に形成された第３の配線層２６２２上に形成される。第１の柱状電極２６６０及び第２の柱状電極２６７０の形状及び材料に関しては、実施例１と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００７７】
第１の半導体チップ２６４０は、第１のバンプ電極２６３０と第３のバンプ電極２６３２とを介して、少なくとも第１のバンプ電極２６３０が透明基板２６１０の第１の領域２６１１ａ上に、第３のバンプ電極２６３２が透明基板２６１０の第２の領域２６１１ｂ上に配置されるように透明基板２６１０上に搭載される。第１の半導体チップ２６４０は、方形状である第３の面２６４１を有し、第３の面２６４１上には光電変換素子などの光に感応して動作する受光素子または、CCDやCMOSなどのイメージセンサや発光ダイオードなどの発光素子のいずれかが形成されている。第１の半導体チップ２６４０は、第１のバンプ電極２６３０及び第３のバンプ電極２６３２と電気的に接続されている。
【００７８】
第２の半導体チップ２６５０は、第２のバンプ電極２６３１と第４のバンプ電極２６３３とを介して、少なくとも第２のバンプ電極２６３１が透明基板２６１０の第１の領域２６１１ａ上に、第４のバンプ電極２６３３が透明基板２６１０の第２の領域２６１１ｂ上に配置されるように透明基板２６１０上に搭載される。第２の半導体チップ２６５０は、方形状である第４の面２６５１を有し、第４の面２６５１上には受光素子または発光素子を制御する素子等が形成されている。第２の半導体チップ２６５０は、第２のバンプ部２６３１及び第４のバンプ部２６３３と電気的に接続されている。
【００７９】
封止材２６８０は、透明基板２６１０と第１の柱状電極２６６０の側面２６６３及び第２の柱状電極２６７０の側面２６７３と第１の半導体チップ２６４０と第２の半導体チップ２６５０とを覆う。ここで、透明基板２６１０の第１の面２６１１と、第１のバンプ電極２６３０と、第３のバンプ電極２６３２と、第１の半導体チップ２６４０の第３の面２６４１とにより囲まれた三次元的な空間を第１領域２６００とする。このときに封止材２６８０は、第１領域２６００には形成されないようにする。言い換えれば、透明基板２６１０を介して透過する光が第１の半導体チップ２６４０上の受光素子へ届くのを遮らないようになっていれば良い。さらに、このとき透明基板２６１０の第１の面２６１１と、第２のバンプ２６３１と、第４のバンプ２６３３と、第２の半導体チップ２６５０の第４の面２６５１とにより囲まれた三次元的な空間を第２領域２６０１とすると、封止材２６８０は、さらに第２領域２６０１にも形成されないようにしてもよい（図示せず）。封止材２６８０の材料に関しては、実施例１と同様であるためここでは説明を省略する。
【００８０】
切断面２５１０に関しては、実施例１と同様の構成であるので、ここでは説明を省略する。
【００８１】
第１の外部接続用端子２６９０は、第１の柱状電極２６６０の上面２６６１に接続するように形成され、ボール状または突起状に形成された導電材によって形成される。第２の外部接続用端子２２６９１は、第２の柱状電極２６７０の上面２６７１に接続するように形成され、ボール状または突起状に形成された導電材によって形成される。ここで、第１の外部接続用端子２６９０及び第２の外部接続用端子２６９１の形状、材料に関しては実施例１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８２】
本発明の実施例４の構造によれば、セラミックヘッダーを用いない発光素子及び受光素子と発光素子及び受光素子を制御する制御素子とを有する半導体装置となるため、最終的なパッケージ構造をより小型化することができる。また、柱状電極の周囲には封止材が形成されているため、外部からの衝撃を封止材が保護することにより、特許文献１に記載の半導体装置のように配線パターンがショートしたり断線したりしてしまうおそれを軽減できる。また、封止材が受光素子が形成された半導体チップを覆わずに受光素子を制御する半導体チップを覆う構造となるために、受光素子を制御する半導体チップが光を受けて光電効果等を起こすことによって、受光素子を制御する半導体チップに不具合が発生するおそれを低減できる。また、光電効果等の抑制は不十分ではあるが、封止材が受光素子を制御するチップをも覆わない構造であってもよい。この場合は、受光素子が形成された半導体チップと受光素子を制御する半導体チップとが同様の構造になるため製造工程が容易になる。さらに、外部接続用端子が形成されているため外部接続用端子が外部の電極と柱状電極とを融解して覆ったのちに固形化されて接続されるため外部の電極と柱状電極との接続信頼性を向上することが出来る。このとき、外部接続用端子としてコア材に樹脂又は金属を用い、周囲を融解金属で覆ったボールを用いることにより実装時における高さのバラツキをも防ぐことが出来る。コア材を有する外部接続用端子を用いた場合、コア材の周囲を覆う融解金属は外部の電極と柱状電極とを融解して覆い、コア材は融解せず外部の電極と柱状電極に挟まれた構造となる。このため、半導体装置を外部基板に搭載したときに外部基板と半導体装置との間をコア材の高さと同一にすることができるため、実装時における高さのバラツキを防ぐことが出来る。これによって外部基板に対して半導体装置を平行に接続することが出来るため、光の透過に対する実装時の誤差を軽減することが出来る。さらに、単一の封止材と透明基板との２層によって切断面が構成されているため、特許文献２のような樹脂層の境目が存在しない構造となる。このため、リフロー等の加熱工程においても樹脂部分が破損する等の不具合を低減することが出来、水分等が樹脂間に浸入しないため、配線及び半導体チップが腐食及び特性異常を起こすことなく長期的な信頼性が向上する。
【００８３】
［製法］
以下、図２７〜３４を用いて本発明の実施例４に関する半導体装置の製造方法について説明する。
【００８４】
図２７及び図２８に示すように、透明基板２７１０上に第１の配線層２７２０と第２の配線層２７２１と第３の配線層２７２２とを形成する。図２７は半導体装置の製造工程の一部を示す上面図であり、図２８〜３４は図２７のＡ−Ａでの断面図である。初めに、第１の面２７１１及び第１の面２７１１に対向する第２の面２７１２を有し、第１の面２７１１と第２の面２７１２とに亘って光を透過するウェハ形状の透明基板２７１０を準備する。透明基板２７１０の第１の面２７１１は、スクライブライン２７３０によってマトリックス状に区切られた複数の領域２７１１１を有する。各領域２７１１１は第１の領域２７１１１ａと、第１の領域２７１１１ａを囲むような第２の領域２７１１１ｂと、第２の領域２７１１１ｂを囲むような第３の領域２７１１１ｃとを有する。第４の領域２７２０ａと第４の領域２７２０ａに隣接する２７２０ｂを有する第１の配線層２７２０、第２の配線層２７２１及び第３の配線層２７２２の形成工程は、実施例１と同様であるためここでは詳細な説明を省略する。
【００８５】
次に、図２９に示すように、透明基板２７１０の第１の面２７１１の第３の領域２７１１１ｃに形成された第２の配線層２７２１上に第１の柱状電極２９００を形成し、第１の面２７１１の第３の領域２７１１１ｃに形成された第３の配線層２７２２上に第２の柱状電極２９１０を形成する。第１の柱状電極２９００及び第２の柱状電極２９１０の形状及び形成工程に関しては、実施例１と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００８６】
次に、図３０に示すように、透明基板２７１０の第１の面２７１１の第１の領域２７１１１ａ上に形成された第１の配線層２７２０上に第１のバンプ電極３０００及び第１の面２７１１の第２の領域２７１１１ｂ上に形成された第２の配線層２７２１上に第３のバンプ電極３０２０を形成し、形成された第１のバンプ電極３０００及び第３のバンプ電極３０２０上に第１の半導体チップ３０４０を搭載する。さらに、第１の配線層２７２０上に第２のバンプ電極３０１０及び透明基板２７１０の第１の面２７１１の第２の領域２７１１１ｂ上に形成された第３の配線層２７２２上に第４のバンプ電極３０３０を形成し、形成された第２のバンプ電極３０１０及び第４のバンプ電極３０３０上に第２の半導体チップ３０５０を搭載する。第１のバンプ電極３０００、第２のバンプ電極３０１０、第３のバンプ電極３０２０及び第４のバンプ電極３０３０の形状及び形成工程に関しては実施例１と同様であるのでここでは説明を省略する。第１の半導体チップ３０４０及び第２の半導体チップ３０５０の形状及び搭載工程に関しては実施例１と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００８７】
次に、図３１に示すように、封止材３１００は、透明基板２７１０と第１の柱状電極２９００の側面２９０３及び第２の柱状電極２９１０の側面２９１３と第１の半導体チップ３０４０と第２の半導体チップ３０５０とを覆う。ここで、透明基板２７１０の第１の面２７１１と、第１のバンプ電極３０００と、第３のバンプ電極３０２０と、第１の半導体チップ３０４０とにより囲まれた三次元的な空間を第１領域３１１０とし、透明基板２７１０の第１の面２７１１と、第２のバンプ電極３０１０と、第４のバンプ電極３０３０と、第２の半導体チップ３０５０とにより囲まれた三次元的な空間を第２領域３１１１とする。このとき封止材３１００は、領域３１１０には形成されないようにする。言い換えれば、透明基板２７１０を介して透過する光が第１の半導体チップ３０４０上の受光素子へ届くのを遮らないようになっていれば良い。封止材３１００は、第１領域３１１０に入り込まない程度の粘度を有する封止材料を用いて形成する工程を有する。このとき、封止材３１００の形成工程を簡易化するために第２領域３１１１にも封止材３１００が形成されないようにしても良い。これは、第１領域３１１０には入り込むことができず、かつ、第２領域３１１１には入り込むことができる条件の封止材料の選択を省くことができる。さらに、第２の半導体チップ３０５０の第４の面３０５１上に形成されている受光素子または発光素子を制御する素子は光によって光電効果等を起こし、第２の半導体チップ３０５０に不具合を発生させる虞があるため、第２領域３１１１は光を遮るようにしても良い。この場合は、第１領域３１１０には入り込むことができない粘度の封止材料の中から第２領域３１１１には入り込むことができる粘度の封止材料を選択する方法や、第２領域３１１１内に封止材を形成した後に実施例１と同様の方法で封止材３１００を形成する方法がある。さらに、第１の半導体チップ３０４０に形成される各バンプ電極の間隔を第２の半導体チップ３０５０に形成される各バンプ電極の間隔よりも狭くすることによって実施例１と同様の方法で封止材３１００を形成する方法もある。このとき、第１の半導体チップ３０４０上には間隔を狭くするために、信号のやり取りを行わないダミーバンプ電極が形成されても良い。さらに封止材３１００を形成した後に透明基板２７１０に第２領域３１１１に到達する貫通孔を形成し、封止材を注入する方法や、透明基板２７１０の第２領域３１１１部分にシートを貼った後に第２の半導体チップ３０５０を第２のバンプ電極３０１０と第４のバンプ電極３０３０とに搭載する方法によっても第２領域３１１１が光を遮るようにすることが出来る。封止材３１００の形成工程に関しては上記以外の方法として実施例１に記載した方法も併せて適用することができる。すなわち、封止材３１００の形成工程を、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下にする工程を行った後に封止材３１００を形成することも可能であり、第１の半導体チップ３０４０の周囲に液状樹脂を形成した後に封止材３１００を形成することも可能である。
【００８８】
次に、図３２に示すように、第１の柱状電極２９００の上面２９０１と第２の柱状電極２９１０の上面２９１１を露出させる。第１の柱状電極２９００の上面２９０１と第２の柱状電極２９１０の上面２９１１を露出させる工程は実施例１と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００８９】
次に、図３３に示すように、第１の柱状電極２９００の上面２９０１に第１の外部接続用端子３３００を形成し、第２の柱状電極２９１０の上面２９１１に第２の外部接続用端子３３１０を形成する。第１の外部接続用端子３３００及び第２の外部接続用端子３３１０の形状及び形成工程に関しては実施例１と同様であるためここでは説明を省略する。
【００９０】
次に、図３４に示すように、半導体装置とするために基板を個片化する。半導体装置とするために基板を個片化する工程に関しては実施例１と同様であるためここでは説明を省略する。
【００９１】
以上の工程によって実施例４における半導体装置が完成する。
【００９２】
本発明の実施例４の製造方法によれば、発光素子及び受光素子を有する半導体装置であって、発光素子及び受光素子を制御する制御素子を有する半導体装置のウェハレベルでの製造を実現できるため、小型かつ安価に製造することができる。また、透明基板上に順次積層して形成していく製造方法を用いるため、特許文献１のように透明基板と半導体素子が作りこまれたウェハとを張り合わせる必要がなく、透明基板と発光素子及び受光素子を有する半導体チップとの合わせ誤差による不良が発生しないため、生産性を向上させることができる。
【実施例５】
【００９３】
以下、図３５及び図３６を用いて本発明の実施例５に関する半導体装置の構造について説明する。
【００９４】
図３５は、本発明の実施例５に関する半導体装置の上面図であり、図３６は図３５におけるＡ−Ａでの断面図である。
【００９５】
本発明の実施例５に関する半導体装置は、図３５及び図３６に示すとおり、透明基板３６１０と、第１の配線層３６２０と、第２の配線層３６３０と、第３の配線層３６４０と、第１の柱状電極３６５０、第２の柱状電極３６６０と、封止材３６７０と、第１の外部接続用端子３６８０と、第２の接続用端子３６９０と、切断面３５１０とにより構成される。
【００９６】
透明基板３６１０は、方形状であって第１の領域３６１１ａと第２の領域３６１１ｂと第１の領域３６１１ａ及び第２の領域３６１１ｂを囲む第３の領域３６１１ｃとを有する第１の面３６１１及び第１の面３６１１と対向する第２の面３６１２を有し、第１の面３６１１と第２の面３６１２とに亘って光を透過する基板である。透明基板３６１０の第１の面３６１１の第１の領域３６１１ａには、発光素子または受光素子が形成され、第１の面３６１１の第２の領域３６１１ｂには、発光素子及び受光素子を制御する制御素子が形成される。透明基板３６１０の材料としては、サファイア、ＧａＡｓ、ＧａＮ等の素子形成が可能な従来用いられる透明基板が挙げられる。
【００９７】
第１の配線層３６２０は、第１の短辺３６２１及び第２の短辺３６２２を有する方形状に形成される。第１の配線層３６２０は、透明基板３６１０の第１の面３６１１の第１の領域３６１１ａ上に第１の短辺３６２１が形成され、第１の面３６１１の第２の領域３６１１ｂ上に第２の短辺３６２２が形成される。第１の配線層３６２０は、発光素子及び受光素子と発光素子及び受光素子を制御する制御素子とを電気的に接続するように形成される。第２の配線層３６３０は、第３の短辺３６３１及び第４の短辺３６３２を有する方形状に形成される。第２の配線層３６３０は、透明基板３６１０の第１の面３６１１の第１の領域３６１１ａ上に第３の短辺３６３１が形成され、第１の面３６１１の第３の領域３６１１ｃ上に第４の短辺３６３２が形成される。第２の配線層３６３０は、後述する第１の柱状電極３６５０と発光素子及び受光素子とを電気的に接続するように形成される。第３の配線層３６４０は、第５の短辺３６４１及び第６の短辺３６４２を有する方形状に形成される。第３の配線層３６４０は、透明基板３６１０の第１の面３６１１の第２の領域３６１１ｂ上に第５の短辺３６４１が形成され、第１の面３６１１の第３の領域３６１１ｃ上に第６の短辺３６４２が形成される。第３の配線層３６４０は、後述する第２の柱状電極３６６０と発光素子及び受光素子を制御する制御素子とを電気的に接続するように形成される。第１の配線層３６２０、第２の配線層３６３０及び第３の配線層３６４０の形状及び材料に関しては、実施例１と同様であるためここでは説明を省略する。
【００９８】
第１の柱状電極３６５０は、透明基板３６１０の第１の面３６１１の第３の領域３６１１ｃ上に形成される第２の配線層３６３０上に形成される。第２の柱状電極３６６０は、透明基板３６１０の第１の面３６１１の第３の領域３６１１ｃ上に形成される第３の配線層３６４０上に形成される。第１の柱状電極３６５０及び第２の柱状電極３６６０の形状及び材料に関しては、実施例１と同様であるためここでは説明を省略する。
【００９９】
封止材３６７０は、透明基板３６１０の第１の面３６１１と第１の柱状電極３６５０の側面３６５３及び第２の柱状電極３６６０の側面３６６３とを覆うように形成される。このとき、封止材３６７０は、透明基板３６１０を介して透過する光が透明基板３６１０上に形成される受光素子へ届くときに光が裏面側に逃げないようにになっていれば良い。封止材３６７０の材料に関しては実施例１と同様であるためここでは説明を省略する。
【０１００】
切断面３５１０は、ダイシングによって形成される面であって半導体装置を構成する一部である。切断面３５１０は単一の種類の封止材３６７０と透明基板３６１０との２層のみによって構成されている。ここで、特許請求の範囲に記載される「２層のみによって構成されている」とは、切断面を構成する材料がこれら２層によって占められていることを指すが、たとえば、これら二つを接着する接着部材及び透明基板に形成された半導体素子を保護するための保護膜等が単一の種類の封止材３６７０と透明基板３６１０との間に存在していたとしても、その切断面は「２層のみによって構成されている」との表現に含まれることとする。すなわち、切断面３５１０を構成する封止材３６７０と透明基板３６１０との間に存在する層であって、その層のみでは封止材としての機能を有さず、かつ封止材３６７０と比較して充分に小さい厚さの層が存在したとしても「２層のみによって構成されている」との表現に含まれることとする。
【０１０１】
第１の外部接続用端子３６８０は、第１の柱状電極３６５０の上面３６５１に接続するように形成され、ボール状または突起状に形成された導電部材によって形成される。第２の外部接続用端子３６９０は、第２の柱状電極３６６０の上面３６６１に接続するように形成され、ボール状または突起状に形成された導電部材によって形成される。導電部材の材料に関しては、実施例１と同様であるためここでは説明を省略する。
【０１０２】
本発明の実施例５の構造によれば、実施例４の構造と同様の効果を有することができる。さらに、透明基板に発光素子及び受光素子と発光素子及び受光素子を制御する制御素子とを形成しているためさらに薄型化を実現することができる。
【０１０３】
［製法］
以下、図３７〜４３を用いて本発明の実施例５に関する半導体装置の製造方法について説明する。
【０１０４】
図３７及び図３８に示すように、発光素子及び受光素子と発光素子及び受光素子を制御する制御素子が形成された透明基板３７１０上に第１の配線層３７２０と第２の配線層３７３０と第３の配線層３７４０とを形成する。図３７は半導体装置の製造工程の一部を示す上面図であり、図３８〜４３は図３７のＡ−Ａでの断面図である。初めに、第１の面３７１１及び第１の面３７１１に対向する第２の面３７１２を有し、第１の面３７１１と第２の面３７１２とに亘って光を透過するウェハ形状の透明基板３７１０を準備する。透明基板３７１０の第１の面３７１１は、スクライブライン３７５０によってマトリックス状に区切られた複数の領域３７１１１を有する。各領域３７１１１は、第１の領域３７１１１ａと第２の領域３７１１１ｂと第１の領域３７１１１ａ及び第２の領域３７１１１ｂを囲む第３の領域３７１１１ｃを有する。従来公知の技術を用いて、第１の領域３７１１１ａには発光素子及び受光素子が、第２の領域３７１１１ｂには発光素子及び受光素子を制御するための制御素子がそれぞれ形成される。第１の配線層３７２０、第２の配線層３７３０及び第３の配線層３７４０の形成工程は、実施例１と同様であるためここでは詳細な説明を省略する。
【０１０５】
次に、図３９に示すように、透明基板３７１０の第１の面３７１１の第３の領域３７１１１ｃに形成された第２の配線層３７３０上に第１の柱状電極３９００を形成し、同時に第１の面３７１０の第３の領域３７１１１ｃに形成された第３の配線層３７４０上に第２の柱状電極３９１０を形成する。第１の柱状電極３９００及び第２の柱状電極３９１０の形状及び形成工程に関しては、実施例１と同様であるのでここでは詳細な説明を省略する。
【０１０６】
次に、図４０に示すように、封止材４０００は、透明基板３７１０の第１の面３７１１と第１の柱状電極３９００の側面３９０３及び第２の柱状電極３９１０の側面３９１３とを覆うように形成される。封止材４０００の形成工程は、従来公知の工程によって形成することが出来る。
【０１０７】
次に、図４１に示すように、第１の柱状電極３９００の上面３９０１及び第２の柱状電極３９１０の上面３９１１を露出させる。第１の柱状電極３９００の上面３９０１及び第２の柱状電極３９１０の上面３９１１を露出させる工程は、実施例１と同様であるためここでは詳細な説明を省略する。
【０１０８】
次に、図４２に示すように、第１の柱状電極３９００の上面３９０１に第１の外部接続用端子４２００を形成し同時に第２の柱状電極３９１０の上面３９１１に第２の外部接続用端子４２１０を形成する。ここで、第１の外部接続用端子４２００及び第２の外部接続用端子４２１０の形成工程は、実施例１と同様であるためここでは詳細な説明を省略する。
次に、図４３に示すように、半導体装置とするために基板を個片化する。半導体装置とするために基板を個片化する工程は、実施例１と同様であるためここでは詳細な説明を省略する。
【０１０９】
以上の工程によって実施例５における半導体装置が完成する。
【０１１０】
本発明の実施例５における製造方法によれば、実施例４の製造方法と同様の効果を有することができる。さらに、透明基板に発光素子及び受光素子と発光素子及び受光素子を制御する制御素子とを形成するため、工程数が減少し、より安価でより薄型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施例１における半導体装置の上面図。
【図２】図１でのＡ−Ａ断面図。
【図３】本発明の実施例１における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図４】本発明の実施例１における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図５】本発明の実施例１における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図６】本発明の実施例１における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図７】本発明の実施例１における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図８】本発明の実施例１における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図９】本発明の実施例１における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図１０】本発明の実施例１における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図１１】本発明の実施例２における半導体装置の上面図。
【図１２】図１１でのＡ−Ａ断面図。
【図１３】本発明の実施例２における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図１４】本発明の実施例２における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図１５】本発明の実施例２における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図１６】本発明の実施例２における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図１７】本発明の実施例２における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図１８】本発明の実施例２における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図１９】本発明の実施例３における半導体装置の上面図。
【図２０】図１９でのＡ−Ａ断面図。
【図２１】本発明の実施例３における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図２２】本発明の実施例３における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図２３】本発明の実施例３における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図２４】本発明の実施例３における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図２５】本発明の実施例４における半導体装置の上面図。
【図２６】図２５でのＡ−Ａ断面図。
【図２７】本発明の実施例４における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図２８】本発明の実施例４における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図２９】本発明の実施例４における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図３０】本発明の実施例４における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図３１】本発明の実施例４における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図３２】本発明の実施例４における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図３３】本発明の実施例４における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図３４】本発明の実施例４における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図３５】本発明の実施例５における半導体装置の上面図。
【図３６】図２３でのＡ−Ａ断面図。
【図３７】本発明の実施例５における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図３８】本発明の実施例５における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図３９】本発明の実施例５における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図４０】本発明の実施例５における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図４１】本発明の実施例５における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図４２】本発明の実施例５における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図４３】本発明の実施例５における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図４４】従来の半導体装置を示す断面図。
【符号の説明】
【０１１２】
２１０、３１０、１２１０，１３１０，２０１０，２１１０、２６１０，２７１０、３６１０，３７１０  …  透明基板
２２０、３２０、１２２０、１３２０、２０２０、２１２０  …  配線層
２３０、６００、１２３０、１５２０、２０３０、２３３０  …  バンプ電極
２４０、６４０、１２４０、１５３０、２０４０、２３４０  …  半導体チップ
２５０、５００、１２５０、１５１０、２０５０、２３００  …  柱状電極
２６０、７００、１２６０、１５４０、２０６０、２３６０、２６８０、３１００、３６７０、４０００  …  封止材
２７０、９００、１２７０、１６１０、２０７０、２３７０  …  外部接続用端子
３３０、１３３０、２１３０  …  スクライブライン
１２８０、１８８０、２０８０、２４８０  …  レンズ部
２６２０、２７２０、３６２０、３７２０  …  第１の配線層
２６２１、２７２１、３６３０、３７３０  …  第２の配線層
２６２２、２７２２、３６４０、３７４０  …  第３の配線層
２６２３、２７２３  …  第４の配線層
２６３０、３０００  …  第１のバンプ電極
２６３１、３０１０  …  第２のバンプ電極
２６３２、３０２０  …  第３のバンプ電極
２６３３、３０３０  …  第４のバンプ電極
２６４０、３０４０  …  第１の半導体チップ
２６５０、３０５０  …  第２の半導体チップ
２６６０、２９００、３６５０、３９００  …  第１の柱状電極
２６７０、２９１０、３６６０、３９１０  …  第２の柱状電極
２６９０、３３００、３６８０、４２００  …  第１の外部接続用端子
２６９１、３３１０、３６９０、４２１０  …  第２の外部接続用端子
【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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