(57)【要約】 【課題】  光学素子を安価に、また容易に精度良く製造することのできる光学素子の製造方法、およびそれに用いるエッチング方法を提供する。【解決手段】  受光基板１１を準備し、受光基板１１の受光面１２および、受光基板１１の一表面のうちで受光面１２以外の部分の少なくとも一部分を覆うように透光部１３を形成する。透光部１３のうちで受光基板１１の受光面１２以外の部分を覆う部分、たとえば電極被覆部１３ａにレーザ光を照射し、孔部２４に孔を形成する。この孔部２４の孔にエッチング液を充填して透光部１３をエッチングする。これによって、ドライエッチング法を用いることなく透光部１３を精度良くエッチングすることができるので、光学素子を安価に、また容易に精度良く製造することができる。【選択図】      図６
2008016684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、基部の一表面に部分的に設定される光学領域を覆って透光性を有する透光部とを有する光学素子の製造方法であって、
基部を準備する準備工程と、
基部の光学領域、および基部の一表面のうちで光学領域を除く非光学領域の少なくとも一部分を覆うように、透光部を形成する透光部形成工程と、
透光部のうちで基部の非光学領域を覆う部分にレーザ光を照射し、孔を形成する孔形成工程と、
前記孔にエッチング液を充填し、透光部のうちで基部の非光学領域を覆う部分をエッチングするエッチング工程とを含むことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
透光部形成工程において、透光性を有する複数の透光層をその厚み方向に積層して、透光部を形成し、
エッチング工程において、複数の透光層のうちいずれかの層のエッチング速度を残余の層のエッチング速度よりも高めるエッチング液を適用し、エッチング槽に貯留される前記エッチング液に前記透光部が形成された基部を浸漬するとともに、前記透光部が形成された基部を揺動させてエッチングすることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
エッチング工程において、
複数の透光層のうち、透光部の厚み方向一方側の表面を規定する層を除く残余の層のエッチング速度を、前記表面を規定する層のエッチング速度よりも高めるエッチング液を適用することを特徴とする請求項２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
エッチング工程は、エッチング液に振動を与える段階を含むことを特徴とする請求項２または３に記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
エッチング液に振動を与える段階において、エッチング液に超音波振動を与えることを特徴とする請求項４に記載の光学素子の製造方法。
【請求項６】
孔形成工程は、複数の孔を形成する段階を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】
複数の孔を形成する段階において、これら複数の孔は、透光部の厚み方向に垂直な仮想平面に沿って一定間隔おきに形成されることを特徴とする請求項６に記載の光学素子の製造方法。
【請求項８】
透光部形成工程において、
透光性を有する第１の透光層を形成する第１透光層形成段階と、透光性を有して第１の透光層とは異なる光屈折率を有する第２の透光層を形成する第２透光層形成段階とを、予め定める回数、交互に繰返して、光屈折率の異なる第１および第２の透光層が交互に積層される透光部を形成し、
各第１および第２透光層形成段階では、予め定めるフィルタ波長の光が透過する透過量が低減する層厚となるように、透光層の層厚を決定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の光学素子の製造方法。
【請求項９】
準備工程で準備される基部は、光学領域に光が入射することで起電力を発生することを特徴とする請求項８に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１０】
エッチング対象物にレーザ光を照射し、孔を形成する孔形成工程と、
前記孔にエッチング液を充填し、エッチング対象物をエッチングするエッチング工程とを含むことを特徴とするエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の製造方法、より詳細には透光性を有する透光層を備える光学素子の製造方法、および透光層を含むエッチング対象物をエッチングするエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子として、赤外線カットフィルタ付き半導体受光素子がある。この受光素子は、その受光面上に、低屈折率透光層と高屈折率透光層とが交互に複数積層される。低屈折率透光層および高屈折率透光層は、透光性を有する薄膜層である。高屈折率透光層は、低屈折率透光層に比べて、光の屈折率が高い。各透光層は、予め定めるフィルタ波長の光が受光面に達するのを抑制する厚み寸法に設定される。
【０００３】
このような受光素子の第１の従来技術の製造方法が特許文献１の［従来技術］（第３〜５段落、第４図）に開示されている。図２０〜図２４は、第１の従来技術の製造方法における各製造工程を示す断面図である。第１の従来技術では、製造工程が、図２０〜図２４の順で進む。第１の従来技術では、ドライエッチングによって透光部２を選択的に除去する。透光部２は、たとえば電極パッド５０が形成される部分が選択的に除去される。
【０００４】
まず図２０に示すように、厚み方向Ｚ一方に受光面１ａを有する基部１を準備する。次に基部１の厚み方向Ｚ一方側の表面部に受光面１ａおよび電極パッド５０を覆うように、低屈折率透光層３と高屈折率透光層４とを交互に複数回積層する。このようにして基部１の受光面１ａの厚み方向Ｚ一方に、低屈折率透光層３および高屈折率透光層４が積層される透光部２を形成する。
【０００５】
次に、ドライエッチングに対して耐性を有する金属層５を、透光部２の厚み方向Ｚ一方側の表面部に形成する。金属層５の厚み方向Ｚ一方側の表面部にレジスト層６を形成した後、図２１に示すようにレジスト層６を選択的に除去して金属層５を露出させ、露出した金属層５を塩酸などのエッチング液でエッチングし、図２２に示すように透光部２の電極パッド５０を覆う部分（以下、「電極被覆部」という）２ａを露出させる。
【０００６】
四フッ化炭素（ＣＦ4）と酸素（Ｏ2）との混合ガスなどのエッチングガスを用い、金属層５をマスクとしてドライエッチングを行ない、図２３に示すように透光部２の電極被覆部２ａを除去する。このときレジスト層６も除去される。図２４に示すように、ドライエッチング後に残存する金属層５を前述のエッチング液で除去する。このようにして透光部２の電極被覆部２ａを除去して電極パッド５０を露出させ、赤外線カットフィルタ付き半導体受光素子を形成する。
【０００７】
また第２の従来技術の製造方法が、特許文献１の［実施例］（第１３〜２０段落、第１図）および特許文献２に開示される。図２５〜図２８は、第２の従来技術の製造方法における各製造工程を示す断面図である。第２の従来技術では、製造作業が、図２５〜図２８の順で進む。第２の従来技術では、ウェットエッチングによって透光部２を選択的に除去する。第１の従来技術と対応する構成については同様の参照符号を付して説明を省略する。
【０００８】
まず図２５に示すように、基部１の受光面１ａの厚み方向一方Ｚに、低屈折率透光層３および高屈折率透光層４が積層される透光部２を形成した後、透光部２の厚み方向一方側の表面部にレジスト層７を形成する。次に図２６に示すようにレジスト層７の一部分を選択的に除去して透光部２の電極被覆部２ａを部分的に露出させた後、エッチング液に浸漬し、図２７に示すよう透光部２の電極被覆部２ａをエッチングする。図２８に示すように、エッチング後に残存するレジスト層７をレジスト剥離液によって剥離する。このようにして透光部２の電極被覆部２ａを除去して電極パッド５０を露出させ、赤外線カットフィルタ付き半導体受光素子を形成する。
【０００９】
【特許文献１】特開平６−１５１９０４号公報（第１−３頁，第１，４図）
【特許文献２】特開平７−２２６３０号公報（第３，７頁，第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ドライエッチング法に用いられるドライエッチング装置は、その構造が複雑であり、ウェットエッチング装置に比べて高価であるので、ドライエッチング法を用いて受光素子を製造すると、受光素子の製造原価が高くなるという問題がある。またドライエッチング法では、レジスト層をマスクとして使用することができないので、前述の図２２に示すようにエッチングガスに対して不活性な金属層５をマスクとして形成する必要がある。金属層５をマスクとして用いる場合、金属層５を形成する工程、レジスト層６を用いて金属層５をパターニングする工程、およびエッチング後に残存する金属層５を除去する工程が必要であり、製造工程が複雑になるとともに、製造に要する時間が長くなるという問題がある。また金属層５は、クロム（Ｃｒ）または銅（Ｃｕ）をスパッタリング法で成膜して形成されるが、スパッタリング法による成膜には真空装置が必要であり、製造原価の上昇を招く。
【００１１】
ウェットエッチング法を用いて透光部２をエッチングして受光素子を製造する場合、透光部２の各層３，４は、図２６に示すようにレジスト層７の開口を通して露出する厚み方向Ｚ一方側の表面を規定する層（以下、「最表面層」という）９から受光基板１側に向かって順にエッチングが開始される。エッチング液として、透光部２の各層のうちいずれかの層のエッチング速度が残余の層のエッチング速度よりも高いエッチング液を用いると、エッチング速度の相対的に低い層が露出したときにエッチング速度が低下し、その層よりも最表面層９側のエッチング速度の相対的に高い層が多量にエッチングされてしまう。このようにエッチング速度が異なると、積層構造を有するエッチング対象物を所望の形状にエッチングできない場合がある。
【００１２】
また特許文献１および２に開示の技術では、透光部２の各層を同程度のエッチング速度でエッチングするために、弗酸と硫酸との混合液をエッチング液として用いているが、弗酸と硫酸との混合液は強酸であるので、弗酸と硫酸との混合液を用いると、レジスト層７もエッチングされやすくなる。
【００１３】
このエッチングによるレジスト層７の消失を防ぐために、たとえば透光部２の厚み寸法が約４μｍ程度である場合、レジスト層７は層厚が６〜１０μｍ程度と大きくなるように形成される。フィルタとしてのカット性能を向上させるために透光部２の厚み寸法をさらに大きくすると、エッチング液への浸漬時間が長くなるので、前述のようにレジスト層７を６〜１０μｍ程度と大きくしても、レジスト層７が消失するおそれがある。レジスト層７の消失を抑えるためにレジスト層７の層厚をさらに大きくすることが考えられるが、レジスト層７の層厚を大きくするのには限界がある。したがって透光部２の厚み寸法を大きくすることが困難となり、受光面に達するフィルタ波長の光を充分に減衰させることができない場合がある。
【００１４】
またエッチング液に浸漬されている間にレジスト層７が消失すると、透光部２の残留すべき部分が不所望にエッチングされるおそれがある。透光部２の残留すべき部分、たとえば受光面１ａを覆う部分がエッチングされると、受光面１ａにフィルタ波長の光が多量に入射し、受光素子の分光特性が、目的とする分光特性に対して異なってしまうという問題が生じる。またこのような従来技術の問題は、透光部２を有する他の光学素子を製造する場合についても同様に生じる。
【００１５】
本発明の目的は、光学素子を安価に、また容易に、かつ精度良く製造することのできる光学素子の製造方法、およびそれに用いるエッチング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、基部と、基部の一表面に部分的に設定される光学領域を覆って透光性を有する透光部とを有する光学素子の製造方法であって、
基部を準備する準備工程と、
基部の光学領域、および基部の一表面のうちで光学領域を除く非光学領域の少なくとも一部分を覆うように、透光部を形成する透光部形成工程と、
透光部のうちで基部の非光学領域を覆う部分にレーザ光を照射し、孔を形成する孔形成工程と、
前記孔にエッチング液を充填し、透光部のうちで基部の非光学領域を覆う部分をエッチングするエッチング工程とを含むことを特徴とする光学素子の製造方法である。
【００１７】
本発明に従えば、準備工程において一表面に部分的に光学領域が設定される基部が準備され、透光部形成工程において基部の光学領域および非光学領域の少なくとも一部分を覆うように透光部が形成され、孔形成工程において透光部のうちで基部の非光学領域を覆う部分にレーザ光が照射されて孔が形成され、この孔にエッチング工程においてエッチング液が充填され、透光部のうちで基部の非光学領域を覆う部分がエッチングされる。
【００１８】
また本発明は、透光部形成工程において、透光性を有する複数の透光層をその厚み方向に積層して、透光部を形成し、
エッチング工程において、複数の透光層のうちいずれかの層のエッチング速度を残余の層のエッチング速度よりも高めるエッチング液を適用し、エッチング槽に貯留される前記エッチング液に前記透光部が形成された基部を浸漬するとともに、前記透光部が形成された基部を揺動させてエッチングすることを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、透光部形成工程において複数の透光層がその厚み方向に積層されて透光部が形成され、エッチング工程において複数の透光層のうちいずれかの層のエッチング速度を残余の層のエッチング速度よりも高めるエッチング液が適用される。エッチング工程では、エッチング槽に貯留される前記エッチング液に透光部が形成された基部が浸漬されるとともに、透光部が形成された基部が揺動されて、透光部のうちで基部の非光学領域を覆う部分がエッチングされる。このように透光部が形成された基部を液中で振動させた状態で、エッチングする。
【００２０】
また本発明は、エッチング工程において、
複数の透光層のうち、透光部の厚み方向一方側の表面を規定する層を除く残余の層のエッチング速度を、前記表面を規定する層のエッチング速度よりも高めるエッチング液を適用することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、エッチング工程において、複数の透光層のうち、透光部の厚み方向一方側の表面を規定する層を除く残余の層のエッチング速度を、前記表面を規定する層のエッチング速度よりも高めるエッチング液が適用される。
【００２２】
また本発明は、エッチング工程は、エッチング液に振動を与える段階を含むことを特徴とする。
本発明に従えば、エッチング工程において、エッチング液に振動が与えられる。
【００２３】
また本発明は、エッチング液に振動を与える段階において、エッチング液に超音波振動を与えることを特徴とする。
本発明に従えば、エッチング工程において、エッチング液に超音波振動が与えられる。
【００２４】
また本発明は、孔形成工程は、複数の孔を形成する段階を含むことを特徴とする。
本発明に従えば、孔形成工程において、透光部のうちで基部の非光学領域を覆う部分に複数の孔が形成される。
【００２５】
また本発明は、複数の孔を形成する段階において、これら複数の孔は、透光部の厚み方向に垂直な仮想平面に沿って一定間隔おきに形成されることを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、孔形成工程において、透光部にその厚み方向に垂直な仮想平面に沿って一定間隔おきに複数の孔が形成される。
【００２７】
また本発明は、透光部形成工程において、
透光性を有する第１の透光層を形成する第１透光層形成段階と、透光性を有して第１の透光層とは異なる光屈折率を有する第２の透光層を形成する第２透光層形成段階とを、予め定める回数、交互に繰返して、光屈折率の異なる第１および第２の透光層が交互に積層される透光部を形成し、
各第１および第２透光層形成段階では、予め定めるフィルタ波長の光が透過する透過量が低減する層厚となるように、透光層の層厚を決定することを特徴とする。
【００２８】
本発明に従えば、透光部形成工程において、異なる光屈折率（以下、単に「屈折率」ということがある）を有する第１および第２の透光層が複数交互に積層される透光部が形成される。各第１および第２の透光層の層厚は、フィルタ波長の光が透過する透過量が低減する層厚に選ばれるので、第１の透光層と第２の透光層との境界面を通過する第１の光と、第１の透光層と第２の透光層との間で反射を繰返したあとで第１の透光層と第２の透光層との境界面を通過する第２の光とが弱め合うように干渉し、第１の透光層と第２の透光層との境界面を通過する光の強度が低下する。したがって、フィルタ波長の光が透光部を透過する透過量を低減させることができるので、フィルタ波長の光の透過量を低減する光学的フィルタ機能を光学素子に付与することができる。また透光部を構成する各第１および第２透光層の基部の非光学領域を覆う部分は孔の軸線に垂直な方向の外方に拡開する方向に向かってエッチングされるので、透光部のうち基部の非光学領域を覆う部分を構成する各第１および第２の透光層を、精度よく選択的に除去することができる。
【００２９】
また本発明は、準備工程で準備される基部は、光学領域に光が入射することで起電力を発生することを特徴とする。
【００３０】
本発明に従えば、光学素子として、光学領域に光が入射することで起電力を発生する受光素子が製造される。製造される受光素子は、透光部によってフィルタ波長の光が低減された光が、光学領域に入射する。したがって特定の波長の光をカットするフィルタ付き受光素子を実現することができる。
【００３１】
また本発明は、エッチング対象物にレーザ光を照射し、孔を形成する孔形成工程と、
前記孔にエッチング液を充填し、エッチング対象物をエッチングするエッチング工程とを含むことを特徴とするエッチング方法である。
【００３２】
本発明に従えば、孔形成工程においてエッチング対象物にレーザ光が照射されて孔が形成され、この孔にエッチング工程においてエッチング液が充填され、エッチング対象物がエッチングされる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、基部の非光学領域を覆う部分の透光部は、孔形成工程においてレーザ光が照射されて孔が形成され、この孔にエッチング工程においてエッチング液が充填されてエッチングされるので、孔の軸線に垂直な方向の外方に拡開する方向にエッチングすることができる。このようにドライエッチング法を用いることなく、透光部のうちで基部の非光学領域を覆う部分を除去することができるので、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、安価に、また容易に光学素子を製造することができる。
【００３４】
また基部の非光学領域を覆う部分の透光部に孔を形成してその孔にエッチング液を充填して透光部をエッチングするので、孔を形成せずに透光部をそのままエッチング液でエッチングする場合に比べて、基部の非光学領域を覆う部分の透光部のエッチング液に接触する部分を増加させることができ、透光部のエッチングに要する時間を短縮することができる。透光部のエッチングに要する時間を短縮できることによって、たとえば透光部の一表面部にマスクとしてレジスト層が形成され、透光部がレジスト層とともにエッチング液に浸漬されて孔にエッチング液が充填される場合、エッチング液への浸漬時間を短縮することができるので、レジスト層の消失を防ぎ、透光部を精度良くエッチングすることができる。したがって、光学素子を安価に、また容易に、かつ精度良く製造することができる。
【００３５】
また本発明によれば、エッチング工程では、透光部を構成する複数の透光層のうちいずれかの層のエッチング速度を残余の層のエッチング速度よりも高めるエッチング液が適用されるので、エッチング液に透光部が形成された基部を浸漬させた状態では、基部の非光学領域を覆う部分の透光部において、エッチング速度の低い方の層が、エッチング速度の高い方の層に比べて多く残存する可能性がある。本発明では、透光部が形成された基部を揺動させることで、仮にエッチング速度の低い層が残留しても、その残存部分が揺動時に与えられる力によって剥がれ落ちる。したがって、透光部を構成する複数の透光層のうちいずれかのエッチング速度を残余の層のエッチング速度よりも高めるエッチング液を用いて、透光部のうちで基部の非光学領域を覆う部分を除去することができる。
【００３６】
たとえば積層される透光層について、エッチング速度が異なる透光層が交互に並ぶ場合に好適に残留部分を除去できる。エッチング速度が異なる透光層が交互に並ぶことで、基部の非光学領域を覆う透光層の残留部分が櫛刃状にエッチングされ、残留部分の厚さが薄くなる。残留部分が薄いことで、残留部分の破断強度が小さくなり、揺動することによって残留部分の破断を効果的に行うことができる。
【００３７】
これによって、透光部のエッチングに要する時間を短縮することができる。またエッチング液の選択の幅を広げることができるので、たとえばレジスト層をマスクとして透光部をエッチングする場合、レジスト層のエッチング速度が透光部のエッチング速度よりも低く、透光部とレジスト層とのエッチング選択比の大きいエッチング液を使用することができる。また透光部のエッチングに要する時間を短縮することができるので、エッチング液への浸漬時間を短縮することができ、レジスト層の消失を防ぎ、透光部をより確実に精度良くエッチングすることができる。したがって、一層精度良く、またより短時間に光学素子を製造することができる。
【００３８】
また本発明によれば、エッチング工程において、透光部を構成する複数の透光層のうち、透光部の厚み方向一方側の表面を規定する層を除く残余の層のエッチング速度は、前記表面を規定する層のエッチング速度よりも高いので、透光部は、複数の透光層のうち前記表面を規定する層を除く残余の層が優先的にエッチングされ、前記表面を規定する層の方が残存する状態になる。このように前記表面を規定する層を残存させることによって、前記表面を規定する層をマスクとして透光部をエッチングすることができるので、レジスト層を用いることなく、透光部をエッチングすることができる。このようにレジスト層を用いる必要がないので、レジスト層の消失によるエッチング精度の低下を防ぐことができる。またレジスト層がエッチングされて開口が拡開することによるマスクの形状変化を防ぐことができるので、マスクの形状変化を考慮する必要がなくなり、より容易に透光部をエッチングすることができる。またエッチング工程において、透光部が形成された基部は揺動されるので、残存する前記表面を規定する層を除去することができる。
【００３９】
また本発明によれば、エッチング工程ではエッチング液に振動が与えられるので、エッチング速度の相対的に低い層の破断による除去を効率的に行なうことができる。またエッチング速度の相対的に高い層のエッチング液によるエッチングを促進することができるので、透光部のエッチング速度をエッチング液に振動が与えられない場合に比べて高めることができる。したがって、より短時間に透光部をエッチングすることができ、光学素子の製造に要する時間を短縮することができる。エッチング液に振動を与える場合、エッチング槽を揺動させてもよい。
【００４０】
また本発明によれば、エッチング工程ではエッチング液に超音波振動が与えられるので、より確実に、エッチング速度の相対的に低い層の破断による除去およびエッチング速度の相対的に高い層のエッチング液によるエッチングを促進することができ、透光部のエッチング速度を高め、光学素子の製造に要する時間を短縮することができる。
【００４１】
また本発明によれば、基部の非光学領域を覆う部分の透光部は複数の孔が形成されるので、各孔の軸線に垂直な方向の外方に拡開する方向にエッチングすることができる。これによって、透光部に孔が１つ形成される場合に比べて、透光部のエッチングに要する時間を短縮することができるので、光学素子の製造に要する時間をさらに短縮することができる。
【００４２】
また本発明によれば、透光部に形成される複数の孔は透光部の厚み方向に垂直な仮想平面に沿って一定間隔おきに形成されるので、透光部のエッチングに要する時間を一層短縮することができる。したがって光学素子の製造に要する時間をさらに短縮することができる。
【００４３】
また本発明によれば、透光部は光屈折率の異なる第１および第２の透光層を複数交互に積層して形成されるので、光学的フィルタ機能を光学素子に付与することができる。また透光部のうち基部の非光学領域を覆う部分を構成する各第１および第２の透光層を、精度よく選択的に除去することができるので、透光部の厚み寸法を大きくしても、ドライエッチングを施すことなく、各第１および第２の透光層を精度良く除去することができる。したがって第１および第２の透光層の積層数を多くし、フィルタ波長の光の透光部に対する透過量を低減することができるので、フィルタ性能の高い光学素子を製造することができる。
【００４４】
また本発明によれば、フィルタ波長の光が透光部を通過することを低減するフィルタ付き受光素子を製造することができる。本発明では、透光部のうち基部の非光学領域を覆う部分を構成する各第１および第２の透光層を、精度よく選択的に除去することができるので、透光部の厚み寸法を大きくしてフィルタ性能を向上することができ、フィルタ付き受光素子の品質を向上することができる。
【００４５】
また本発明によれば、孔形成工程においてエッチング対象物にレーザ光が照射されて孔が形成され、この孔にエッチング工程においてエッチング液が充填されてエッチング対象物がエッチングされるので、孔の軸線に垂直な方向の外方に拡開する方向にエッチング対象物をエッチングすることができる。このようにドライエッチング法を用いることなく、エッチング対象物をエッチングすることができるので、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、安価に、また容易にエッチング対象物をエッチングすることができる。また孔を形成せずにエッチング対象物をエッチング液でエッチングする場合に比べて、エッチング対象物のエッチング液に接触する部分を増加させることができるので、エッチング対象物のエッチングに要する時間を短縮することができる。エッチングに要する時間を短縮できることによって、たとえばエッチング対象物にマスクとしてレジスト層が形成され、エッチング対象物がレジスト層とともにエッチング液に浸漬されて孔にエッチング液が充填される場合、エッチング液への浸漬時間を短縮することができるので、レジスト層の消失を防ぎ、エッチング対象物を精度良くエッチングすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
図１は、本発明の実施の一形態の製造方法で製造される受光素子１０を備える半導体装置２０の構成を簡略化して示す断面図である。図１では、一部分の厚みを省略して示す。受光素子１０は、基部である受光基板１１と、予め定めるフィルタ波長の光をカットするための透光部１３とを含んで構成される。
【００４７】
受光基板１１は、板状に形成され、その厚み方向Ｚに垂直な仮想平面における断面形状は、矩形状、より詳細には長方形状である。ここで、図１に示す受光基板１１の厚み方向をＺ方向と定義し、Ｚ方向に直交する一方向をＹ方向と定義し、Ｚ方向およびＹ方向に直交する方向をＸ方向と定義する。本実施形態においてＸ方向は、受光基板１１の一辺部、より詳細には受光基板１１の長辺部に沿う方向に一致する方向である。図１は、受光基板１１の厚み方向であるＺ方向に平行であって、Ｘ方向に平行な仮想平面における断面図である。
【００４８】
受光基板１１は、厚み方向Ｚ一方の一表面に部分的に光学領域が設定される。光学領域には、受光面１２が形成される。受光基板１１は、受光面１２に光が入射することで起電力を発生する。具体的には、受光基板１１は、フォトダイオード、より詳細にはシリコンフォトダイオードによって実現される。
【００４９】
透光部１３は、透光性を有して、受光基板１１の受光面１２を覆う。透光部１３は、透光性を有する透光層が、受光基板１１の厚み方向Ｚに複数積層されて形成される多層構造に形成される。透光部１３は、後述する図３に示す第１の透光層である低屈折率層２１と第２の透光層である高屈折率層２２とが厚み方向Ｚに交互に積層して構成される。低屈折率層２１および高屈折率層２２は、透光性をそれぞれ有する。「透光性」とは、少なくとも所望する波長の光が透過可能な性質を意味し、所望する波長の光を含むすべての光を透過する場合、および所望する波長の光を透過して残余の波長の光を透過しない場合を含む。
【００５０】
低屈折率層２１と高屈折率層２２とは、光屈折率が互いに異なる。より詳細には、低屈折率層２１は、高屈折率層２２に比べて光屈折率が低い。また低屈折率層２１と高屈折率層２２とは、ウェットエッチングに対するエッチング速度が異なる、言換えるとエッチング液に対する溶解性が異なる。
【００５１】
本実施の形態では、各低屈折率層２１および高屈折率層２２は、金属酸化物によって形成される。具体的には、各低屈折率層２１は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）から成り、光屈折率は約１．４６である。また各高屈折率層２２は、二酸化チタン（ＴｉＯ2）から成る。二酸化チタン（ＴｉＯ２）の光屈折率は、成膜条件により異なり、各高屈折率層２２の光屈折率は約２．３〜２．６である。これらの光屈折率の値は、真空に対する光屈折率である。
【００５２】
各低屈折率層２１および各高屈折率層２２の層厚は、フィルタ波長の光が透過する透過量が低減する層厚に選ばれる。より詳細には、各低屈折率層２１および各高屈折率層２２の層厚は、低屈折率層２１と高屈折率層２２との境界面を通過する第１の光と、低屈折率層２１と高屈折率層２２との間で反射を繰返したあとで低屈折率層２１と高屈折率層２２との境界面を通過する第２の光とが弱め合うように干渉するように選ばれる。低屈折率層２１と高屈折率層２２との境界面を通過する第１の光と、低屈折率層２１と高屈折率層２２との間で反射を繰返したあとで低屈折率層２１と高屈折率層２２との境界面を通過する第２の光とが弱め合うように干渉することで、低屈折率層２１と高屈折率層２２との境界面を通過する光の強度が低下する。これによって、フィルタ波長の光が透光部１３を透過する透過量を低減させることができる。
【００５３】
たとえば透光部１３の透過を防止したい光の中心波長であるフィルタ波長をλｃとし、低屈折率層２１の光屈折率をｎ１とし、低屈折率層２１の層厚をｄ１とし、高屈折率層２２の光屈折率をｎ２とし、高屈折率層２２の層厚をｄ２とすると、以下の（１）式および（２）式の関係を満足させることで、フィルタ波長λｃの光が透光部１３を透過する透過量を低減させることができる。ただし、ｍ１，ｍ２は、０以上の任意の整数を意味する。
ｄ１＝（ｍ１＋１／２）・λｃ／（２・ｎ１）                    …（１）
ｄ２＝（ｍ２＋１／２）・λｃ／（２・ｎ２）                    …（２）
【００５４】
また透光部１３を透過させたい光の中心波長である透過波長をλｔとすると、以下の（３）式および（４）式の関係を満足させることで、透過波長λｔの光が透光部１３を透過する透過量を増加させることができる。ただし、ｍ３，ｍ４は、０以上の任意の整数を意味する。その他の記号は、（１）式および（２）式と同様の値を意味する。
ｄ１＝ｍ３・λｔ／（２・ｎ１）                                …（３）
ｄ２＝ｍ４・λｔ／（２・ｎ２）                                …（４）
【００５５】
本実施の形態では、透光部１３は、赤外線の透過率を、可視光線の透過率よりも低下させるように、各低屈折率層２１および各高屈折率層２２の材料および層厚が設定される。より詳細には、透光部１３を構成する各層２１，２２の材料および層厚は、７６０ｎｍ以上の波長帯域の光の透過量を、７６０ｎｍ未満の波長帯域の光の透過量よりも低下させるように選ばれる。また透光部１３を構成する低屈折率層２１および高屈折率層の積層数は、多ければ多いほどカット波長λｃの光の透過量を抑えることができる。本実施の形態では、低屈折率層２１および高屈折率層２２の積層数は、合計で、２５層以上７０層以下に設定される。また透光部１３の厚み寸法は、４μｍ以上１０μｍ以下に設定され、非常に厚く形成される。
【００５６】
半導体装置２０は、受光素子１０と、ステム１６と、充填部１７と、第１電極パッド１４と、第２電極パッド１５と、２つのリードピン１８と、２つのワイヤ１９とを含んで構成される。ステム１６は、略板状に形成され、厚み方向Ｚ一方に開放する凹所が形成される。ステム１６は、セラミックスまたは樹脂によって形成される。受光素子１０は、ステム１６の凹所に収容される。受光素子１０は、受光面１２がステム１６の開口に向き、厚み方向Ｚの他方側の表面部がステム１６の凹所の底面部１６ａに設置される。ステム１６の厚み方向Ｚ一方と、受光素子１０の厚み方向Ｚ一方とは同方向に延びる。
【００５７】
充填部１７は、ステム１６の凹所に充填され、受光素子１０の周囲を覆う。充填部１７は、透光性を有する材料からなり、たとえばエポキシ樹脂によって実現される。充填部１７は、ステム１６の凹所に受光素子１０が収容された状態で、流動性を有する状態で流し込まれて硬化する。このようにして充填部１７は、ステム１６に対して受光素子１０を固定する。
【００５８】
本実施の形態では、受光基板１１は、Ｐ型の導電性を有するＰ型半導体領域１１ａと、Ｎ型の導電性を有するＮ型半導体領域１１ｂとが隣接してＰＮ接合構造が形成される。Ｐ型半導体領域１１ａは、厚み方向一方に露出する露出面が形成され、露出面の一部が受光面１２となる。またＮ型半導体領域１１ｂは、厚み方向Ｚ他方からＰ型半導体領域１１ａを覆い、厚み方向Ｚ一方に露出する露出面が形成される。より詳細には、Ｐ型半導体領域１１ａは、Ｎ型半導体領域１１ｂの厚み方向Ｚ一方側の表面部の一部分に設けられ、Ｐ型半導体領域１１ａおよびＮ型半導体領域１１ｂが、受光基板１１の厚み方向Ｚ一方側の表面部を構成する。受光基板１１を厚み方向Ｚの一方側から見て、Ｎ型半導体領域１１ｂは受光基板１１の外周縁部に環状に形成され、Ｐ型半導体領域１１ａはＮ型半導体領域１１ｂの内方に形成される。
【００５９】
リードピン１８は、ステム１６の凹所の底面部１６ａに形成される貫通孔に挿通して固定される。リードピン１８は、金属などの導電性材料によって形成される。２つのリードピン１８のうち、第１リードピン１８ａは、ワイヤ１９を介して第１電極パッド１４と電気的に接続される。第２リードピン１８ｂは、ワイヤ１９を介して第２電極パッド１５と電気的に接続される。各リードピン１８は、ステム１６に固定されるとともに、ステム１６から部分的に突出する突出部がそれぞれ形成される。
【００６０】
第１電極パッド１４は、Ｐ型半導体領域１１ａの露出面６０に形成され、第２電極パッド１５は、Ｎ型半導体領域１１ｂの露出面６１に形成される。第１電極パッド１４は、受光基板１１のＸ方向における両端部間の中央部と一端部との間の一端部寄りの部分であって、Ｐ型半導体領域１１ａのＸ方向一端部に設けられる。第２電極パッド１５は、受光基板１１のＸ方向他端部であって、Ｎ型半導体領域１１ｂのＸ方向他端部に設けられる。第１および第２電極パッド１４，１５は、厚み方向Ｚ一方側から見て、略正方形状に形成され、その一辺部が受光基板１１の長辺部に沿う方向であるＸ方向に沿うように設けられる。用語「略正方形状」は「正方形状」を含む。第１電極パッド１４の一辺部の長さ寸法Ｌ１および第２電極パッド１５の一辺部の長さ寸法Ｌ２は、略等しく選ばれる。用語「略等しい」は「等しい」を含む。第１電極パッド１４および第２電極パッド１５は、たとえば一辺部の長さ寸法が１００μｍである１００μｍ角（１００μｍ□）の正方形状であり、この場合、第１電極パッド１４の厚み方向に垂直な仮想平面における断面積（以下、単に「面積」ということがある）Ｓ１および第２電極パッド１５の前記仮想平面における面積Ｓ２は、１００００μｍ２である。ここで、各電極パッド１４，１５の面積Ｓ１，Ｓ２は、ワイヤボンドなどの本数によって適宜設定され、上述した面積に限定されない。
【００６１】
透光部１３は、受光基板１１の厚み方向Ｚ一方側の表面部の第１電極パッド１４および第２電極パッド１５が形成されている領域を除く領域に設けられる。透光部１３は、より詳細には、入射する光のうち、一部の波長帯域の光の透過率を残余の波長帯域の光の透過率よりも低下させるように構成される。本実施形態において透光部１３は、赤外線、より詳細には７６０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長帯域の光の透過率を残余の波長帯域の光の透過率よりも低下させるように構成され、赤外線カットフィルタとして機能する。
【００６２】
ステム１６の凹所に入射した光は、充填部１７および透光部１３を透過して、受光素子１０の受光面１２に到達する。受光基板１１は、Ｐ型半導体領域１１ａとＮ型半導体領域１１ｂとの間に、受光面１２に入射した光の強度に応じた電位差を発生させる。したがって各リードピン１８の突出部が電気的に接続される状態では、受光面１２に到達する光の強度に比例した大きさの電流が、リードピン１８の突出部間に流れる。
【００６３】
たとえば半導体装置２０は、カメラの自動露出システムに用いられて、視感度補正用フィルタ付受光装置となる。この場合、受光素子１０は、透光部１３に赤外線カットの特性が設定されて、フォトダイオードのもつ分光感度特性を視感度に合わられる。これによってカメラは、自動露出時に人間の可視光領域での光量測定を行うことができる。
【００６４】
図２は、本発明の実施の一形態である受光素子１０の製造方法の手順を示すフローチャートである。図３〜図９は、本実施形態の受光素子の製造方法によって受光素子１０を製造する様子を簡略化して段階的に示す図である。図３〜図６、図８および図９は、理解を容易にするために断面図を模式的に示し、各層の厚さ寸法について誇張して示す。また図４〜図９では、図１に示す第１電極パッド１４の部分を拡大して示す。また図示しないが、図１に示す第２電極パッド１５の部分においても、図４〜図９に示す第１電極パッド１４の部分と同様の処理が施される。本実施形態の受光素子の製造方法は、準備工程（ステップｓ１）と、透光部形成工程（ステップｓ２）と、孔形成工程（ステップｓ３）と、エッチング工程（ステップｓ４）とを含む。本実施の形態では、受光素子として、前述の図１に示す受光素子１０が製造される。本実施形態の受光素子の製造方法は、製造に必要な材料および装置を準備すると、ステップｓ０で手順が開始され、ステップｓ１に進む。
【００６５】
図３は、受光基板１１に透光部１３を形成した状態を示す断面図である。図３は、図２に示すステップｓ１の準備工程およびステップｓ２の透光部形成工程が終了した状態を示す断面図に相当する。準備工程であるステップｓ１では、前述のＰＮ接合構造の受光基板１１を準備する。ステップｓ１では、基となる基礎基板から、ＰＮ接合構造を有する受光基板１１を形成する。具体的には、Ｎ型半導体からなる基礎基板の厚み方向Ｚ一方の表面の一部を露出させ、残余の部分をマスクによって覆う。基礎基板としては、シリコン（Ｓｉ）基板が挙げられる。次に、基礎基板のうちマスクから露出した露出部分にＰ型の不純物を導入するドーピングを行ない、露出部分の電気的特性をＮ型半導体からＰ型半導体に変換する。このようにして、ＰＮ接合構造を有する受光基板１１を形成する。受光基板１１は、少なくとも厚み方向Ｚ一方側の部分では、厚み方向Ｚに垂直な方向にＰ型半導体領域１１ａとＮ型半導体領域１１ｂとが隣接して並ぶ。Ｐ型半導体領域１１ａおよびＮ型半導体領域１１ｂは、厚み方向Ｚ一方に露出する露出面６０，６１がそれぞれ形成される。
【００６６】
Ｐ型半導体領域１１ａの露出面６０には、パッド配置領域６２と、透光部配置領域６３とが予め設定される。パッド配置領域６２は、第１電極パッド１４が接する領域である。透光部配置領域６３は、露出面６０のうちでパッド配置領域６２以外の領域であって、透光部１３が接する領域である。本実施の形態では、Ｐ型半導体領域１１ａの透光部配置領域６３が、受光基板１１の厚み方向Ｚ一方側表面に部分的に設定される光学領域であって、受光基板１１の受光面１２となる。
【００６７】
同様に、Ｎ型半導体領域１１ｂの露出面６１には、パッド配置領域６４と、透光部配置領域６５とが予め設定される。パッド配置領域６４は、第２電極パッド１５が接する領域である。透光部配置領域６５は、露出面６１のうちでパッド配置領域６４以外の領域であって、透光部１３が接する領域である。このようにして基部である受光基板１１を形成すると、ステップｓ２に進む。
【００６８】
透光部形成工程であるステップｓ２では、ステップｓ１で形成された受光基板１１の一表面部に、光学領域であるＰ型半導体領域１１ａの透光部配置領域６３、ならびに受光基板１１の一表面のうちで光学領域を除く非光学領域であるＰ型半導体領域１１ａのパッド配置領域６２、Ｎ型半導体領域１１ｂのパッド配置領域６４および透光部配置領域６５の少なくとも一部分を覆うように、透光部１３を形成する。本実施形態では、透光部１３は、Ｐ型半導体領域１１ａの透光部配置領域６３およびＮ型半導体領域１１ｂの透光部配置領域６５、ならびに第１電極パッド１４および第２電極パッド１５を覆うように形成される。透光部１３は、入射する光のうち、少なくとも一部の光を透過可能に構成される。本実施形態において透光部１３は、入射する光のうち、一部の波長帯域の光の透過率を残余の波長帯域の光の透過率よりも低下させるように構成される。透光部１３は、その厚み方向Ｚに積層して成る複数の層を含む。透光部１３の各層は、透光性を有するように形成される。透光部１３は、たとえば屈折率の異なる誘電体層を複数積層して形成される。透過層１３の各層は、たとえば二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）および二酸化チタン（ＴｉＯ2）などの金属酸化物によって形成される。
【００６９】
本実施形態では、透光部１３は、その厚み方向であるＺ方向に積層して成る第１および第２の透光層２１，２２を含む。第１および第２の透光層２１，２２は、少なくともステップｓ４のエッチング工程におけるエッチング速度が異なる層であり、本実施形態ではエッチング速度および屈折率が異なり、相対的に屈折率が高いか、または低い層である。第１および第２の透光層のエッチング速度および屈折率は相対的なものである。
【００７０】
透光部１３は、より詳細には、第１の透光層である低屈折率層２１と、低屈折率層２１よりも屈折率の高い第２の透光層である高屈折率層２２とが、厚み方向Ｚに交互に積層されて形成される。透光部１３を構成する層の数である低屈折率層２１および高屈折率層２２の合計数は、たとえば２５層以上７０層以下である。透光部１３の層厚は、たとえば４μｍ以上１０μｍ以下である。本実施の形態において低屈折率層２１は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）によって形成され、高屈折率層２２は二酸化チタン（ＴｉＯ2）によって形成される。低屈折率層２１および高屈折率層２２は、たとえば電子ビーム蒸着法によって形成される。
【００７１】
本実施形態では、受光基板１１の厚み方向Ｚ一方側の表面部には低屈折率層である二酸化ケイ素層２１が形成され、この低屈折率層２１の厚み方向Ｚ一方側の表面部に高屈折率層である二酸化チタン層２２および二酸化ケイ素層２１が交互に積層され、透光部１３の厚み方向Ｚ一方側の表面部は、低屈折率層である二酸化ケイ素層２１によって構成される。以上のようにして透光部１３が形成されると、ステップｓ３に進む。
【００７２】
孔形成工程であるステップｓ３は、より詳細には、レジスト層形成段階と、レジスト層パターニング段階と、レーザ光照射段階とを含む。図４は、透光部１３にレジスト層２３を形成した状態を示す断面図である。図４は、孔形成工程のレジスト層形成段階が終了した状態を示す断面図に相当する。レジスト層形成段階では、図４に示すように、ステップｓ２で形成された透光部１３の厚み方向Ｚ一方側の表面部にレジストを塗布し、レジスト層２３を形成する。レジスト層２３は、少なくとも、透光部１３における第１および第２電極パッド１４，１５を覆う部分（以下、「電極被覆部」という）１３ａを覆うように形成される。本実施の形態では、レジスト層２３は、透光部１３の厚み方向Ｚ一方側の表面部全体にわたって形成される。レジスト層２３の層厚は、たとえば１μｍである。レジストとしては、たとえば東京応化工業株式会社製のネガ型レジスト  ＯＭＲ−８３（商品名）などのネガ型レジストが挙げられる。レジストは、ネガ型レジストに限定されず、ポジ型レジストであってもよい。以上のようにしてレジスト層２３が形成されると、レジスト層パターニング段階に進む。
【００７３】
図５は、レジスト層２３をパターニングした状態を示す断面図である。図５は、孔形成工程のレジスト層パターニング段階が終了した状態を示す断面図に相当する。レジスト層パターニング段階では、ホトリソグラフィ技術を用い、透光部１３の電極被覆部１３ａを覆う部分に形成されたレジスト層２３を部分的に除去し、レジスト開口部２３ａを形成する。このレジスト開口部２３ａの開口を通して、透光部１３の電極被覆部１３ａの一部分が露出する。レジスト開口部２３ａは、Ｘ方向およびＹ方向における電極被覆部１３ａの両端部間の中央部に形成される。
【００７４】
本実施形態においてレジスト開口部２３ａは、厚み方向Ｚ一方側から見て、略正方形状に形成される。レジスト開口部２３ａの一辺部の長さ寸法Ｌ３は、１０μｍ以上５０μｍ以下に選ばれる。レジスト開口部２３ａの開口面積は、第１および第２電極パッド１４，１５の面積Ｓ１およびＳ２に依存する。第１電極パッド１４の部分におけるレジスト開口部２３ａの開口面積は、第１電極パッド１４の面積Ｓ１の０．０１％以上２５％以下に選ばれる。同様に第２電極パッド１５の部分におけるレジスト開口部２３ａの開口面積は、第２電極パッド１５の面積Ｓ２の０．０１％以上２５％以下に選ばれる。以上のようにして透光部１３の電極被覆部１３ａの一部分が露出されると、レーザ光照射段階に進む。
【００７５】
図６は透光部１３に孔を形成した状態を示す断面図であり、図７は透光部１３に孔を形成した状態を示す平面図である。図７は、厚み方向Ｚ一方側から見た平面図に相当する。図６は、図７に示す切断面線Ａ−Ａにおける断面図であり、第１電極パッド１４のＹ方向における両端部間の中央部を含む仮想平面における断面図に相当する。図６および図７は、孔形成工程のレーザ光照射段階が終了した状態を示す断面図に相当する。レーザ光照射段階では、透光部１３に、その厚み方向Ｚ一方側からレーザ光を照射し、孔を形成する。本実施形態では、透光部１３の電極被覆部１３ａのうち、レジスト層２３のレジスト開口部２３ａの開口を通して露出する部分に、透光部１３の厚み方向Ｚ一方側からレーザ光が照射される。レーザ光の照射によって、透光部１３の電極被覆部１３ａの一部分、より詳細にはレジスト開口部２３ａの開口を通して露出していた部分の電極被覆部１３ａが除去され、透光部１３に孔部２４によって規定される孔が形成される。レーザ光は、レジスト開口部２３ａの内方に孔が形成されるように照射される。本実施形態において孔部２４の孔は、透光部１３の電極被覆部１３ａの個数と同じ個数形成される。より詳細には、孔部２４の孔は、前述の図３に示す第１電極パッド１４を覆う部分の透光部１３と、第２の電極パッド１５を覆う部分の透光部１３とに１つずつ形成される。
【００７６】
孔部２４に形成される孔は、本実施形態では略円柱形状であり、厚み方向Ｚ一方側から見て略円形状に形成される。用語「略円柱形状」は「円柱形状」を含む。用語「略円形状」は「円形状」を含む。孔部２４の孔は、透光部１３の厚み方向Ｚに延びて、より詳細には、孔の軸線が透光部１３の厚み方向Ｚに略平行になるように形成される。用語「略平行」は「平行」を含む。また孔部２４の孔は、軸線方向に一様な形状に形成される。また本実施形態では、透光部１３のレジスト開口部２３ａの開口を通して露出していた部分は、レーザ光の照射によって図６に示すように透光部１３の厚み方向Ｚの一方側から他方側にわたって除去され、透光部１３の孔部２４には、透光部１３を厚み方向Ｚに貫通する孔が形成される。孔部２４の孔の直径Ｒ１は、レジスト開口部２３ａの一辺部の長さＬ３に略等しく、本実施形態では１０μｍ以上４０μｍ以下である。
【００７７】
また本実施形態では、孔部２４に形成される孔は、略円柱形状としたがこれに限定されず、四角柱状であってもよく、さらに他の形状であってもよい。またＡｕワイヤボンドのボールが球状となるので、ボールに対してパッドが過大となるのを防ぐために、孔部２４の孔形状は、円柱状に形成されるほうが好ましい。Ａｌワイヤボンドでは、孔部２４の孔形状は、四角柱状に形成されてもよい。
【００７８】
またレジスト層２３にレーザ光を照射した場合、レジスト層２３が昇華して、孔部２４などに再付着するおそれがある。したがってレーザ光は、レジスト層２３が除去されて、透光部１３が露出する部分にだけ照射することが好ましい。
【００７９】
レーザ照射して透光部に孔を形成すると、レーザ光を照射した部分の電極パッド表面が若干融けたあと再度固まることがあり、この融けた部分の面積が電極パッドの面積に対し大きい場合、たとえば融けた部分の面積が電極パッドの面積の５０％以上である場合、電極パッドとワイヤボンドとの密着性が低下するおそれがある。したがってレーザ光を照射するレーザ光照射装置は、レーザ光の強度、照射時間および光径がモニタリングされて、電極パッドの溶融を防ぐように設定された後に、透光部の孔形成に用いられる。換言すると、一回に照射されるレーザ光の強度、光径および照射時間は、電極パッドの耐溶融性に関連して決定される。このように一回に照射されるレーザ光の光径は、あまり大きくできないので、たとえば電極パッドの面積が大きい場合、複数回のレーザ照射によって、複数の孔部２４を形成して、複数の孔部２４を総合した総合的な孔部が大きくなるように設定される。
【００８０】
レーザ光の照射条件は、透光部１３および透光部１３を構成する各層２１，２２の特性、たとえば透光部１３のカット波長、層厚、電極パッドの耐熱温度などに応じて選ばれる。またたとえば、レーザ光の照射条件は、第１および第２電極パッド１４，１５の溶融が防がれ、かつ透光部１３を構成する各層２１，２２が除去できる条件に選ばれる。レーザ光の照射条件には、たとえばレーザ光を出射するレーザ素子の発振波長、ピーク出力および発振時間、ならびにレーザ光の照射時間が含まれる。レーザ素子の発振波長はたとえば３５０ｎｍに選ばれる。以上のようにして透光部１３の孔部２４に孔が形成されると、ステップｓ４に進む。
【００８１】
エッチング工程であるステップｓ４は、より詳細には、液充填段階と、振動付与段階と、洗浄段階とを含む。本実施形態では、振動付与段階は、液充填段階とともに行なわれる。図８は、電極被覆部１３ａの低屈折率層２１がエッチングされた状態を示す断面図である。図９は、透光部１３の電極被覆部１３ａが除去された状態を示す断面図である。図９は、エッチング工程の液充填段階が終了した状態を示す断面図に相当する。液充填段階では、ステップｓ３におけるレーザ光の照射によって透光部１３の孔部２４に形成された孔にエッチング液を充填し、透光部１３をエッチングする。より詳細には、エッチング槽に貯留されるエッチング液に、孔部２４に孔の形成された透光部１３が設けられた受光基板１１を浸漬することによって、孔部２４の孔にエッチング液を充填し、透光部１３をエッチングする。このとき、透光部１３が形成された受光基板１１を振動させる。本実施形態では、透光部１３が形成された受光基板１１を揺動させる。「揺動」とは、変位移動を繰返させることを意味し、角変位、上下動および左右動を含む。
【００８２】
本実施形態では、エッチング液として、低屈折率層２１のエッチング速度を、高屈折率層２２のエッチング速度よりも高めるエッチング液が適用される。このように本実施形態において用いられるエッチング液は、低屈折率層２１に対するエッチング速度が相対的に高く、高屈折率層２２に対するエッチング速度が相対的に低い。低屈折率層２１のエッチング速度を高屈折率層２２のエッチング速度よりも高めるエッチング液が用いられることによって、高屈折率層２２よりも優先的に低屈折率層２１がエッチングされる。低屈折率層２１は、透光部１３の厚み方向Ｚ一方側の表面を規定する層であるので、本実施形態においてエッチング液は、透光部１３を構成する第１および第２の透光層のうち、透光部１３の厚み方向Ｚ一方側の表面を規定する層のエッチング速度を、前記表面を規定する層を除く残余の層のエッチング速度よりも高めるエッチング液である。
【００８３】
エッチング液としては、低屈折率層２１をエッチング可能であって、第１および第２電極パッド１４，１５をエッチングしないか、または第１および第２電極パッド１４，１５のエッチング速度が低屈折率層２１のエッチング速度よりも低いエッチング液が用いられる。本実施形態において低屈折率層２１は二酸化ケイ素によって形成されるので、エッチング液としては、たとえば、４０重量％フッ化アンモニウム水溶液１重量部と、９９重量％酢酸水溶液２重量部と、水２重量部とを混合した混合液（４０重量％フッ化アンモニウム水溶液：９９重量％酢酸水溶液：水＝１：２：２（重量比））が挙げられる。二酸化チタンは硫酸以外の酸には不溶であるので、このエッチング液では高屈折率層である二酸化チタン層２２はエッチングされない。本実施の形態では、エッチング液の温度は、１５℃以上４０℃以下に選ばれる。また上述したエッチング液以外の、エッチング液が用いられてもよい。
【００８４】
孔部２４に孔が形成された透光部１３をエッチング液に浸漬することによって、孔部２４の孔にエッチング液が充填され、図８に示すように孔部２４の内周面部の各低屈折率層２１が、孔の軸線に垂直な方向の外方に拡開する方向、より詳細には孔の半径方向外方に向かってエッチングされ、各低屈折率層２１のいわゆるサイドエッチが進行する。各低屈折率層２１のエッチングは、透光部１３の厚み方向Ｚ一方側から他方側にわたって同時に進行する。
【００８５】
本実施形態では、透光部１３の形成された受光基板１１をエッチング液に浸漬するとともに、透光部１３の形成された受光基板１１が揺動されるので、図８に示すようにエッチング液が孔に充填されただけではエッチングされずに残存する高屈折率層２２、より詳細には電極被覆部１３ａの高屈折率層２２を破断させて取除くことができる。図８では、理解を容易にするために、各低屈折率層２１の電極被覆部１３ａが先に除去され、電極被覆部１３ａの各高屈折率層２２が残存する状態を示すが、実際には各低屈折率層２１のエッチングに伴って各高屈折率層２２は徐々に破断されて除去される。このようにして高屈折率層２２が取除かれ、図９に示すように電極被覆部１３ａが除去されることによって、透光部１３に前述の図１に示す第１および第２電極パッド１４，１５とリードピン１８とを接続するための電極接続用孔部２５が形成される。
【００８６】
また本実施の形態では、液充填段階とともに振動付与段階が行なわれる。振動付与段階では、エッチング液に振動、本実施形態では超音波振動を与える。「超音波振動」とは、振動周波数が２０ｋＨｚ以上である振動のことである。超音波振動は、孔部２４の孔、およびその孔が低屈折率層２１のエッチングによって拡開された孔にエッチング液が充填されている状態でエッチング液に与えられる。透光部１３が形成された受光基板１１をエッチング液中で揺動させるとともに、エッチング液に超音波振動を与えることによって、各低屈折率層２１とエッチング液との馴染みを良くして、各低屈折率層２１のエッチング液によるエッチング速度を高めることができる。
【００８７】
また本実施の形態では、レーザ孔によって孔部２４を形成することで、透光層である各屈折率層２１，２２の積層方向に垂直な方向にエッチングを進めさせることができ、積層方向にエッチングが進む場合に比べて、積層方向に関するエッチング量の違いを抑えることができる。これによって精度良く透光層をエッチングすることができる。
【００８８】
またエッチング速度の違いに起因して、高屈折率層２２が低屈折率層２１に比べて残留したとしても、残留する高屈折率層２２は、櫛刃状に残留し、残留部分の厚さが薄くなる。残留部分が薄いことで、残留部分の破断強度が小さくなる。したがって、透光部１３が形成された受光基板１１をエッチング液中で揺動させるとともに、エッチング液に超音波振動を与えることで、残留部分の剥離または破断を効果的に行うことができる。これによって所望とする形状に透光層を形成することができる。
【００８９】
液充填段階および振動付与段階は、たとえば、エッチング液を貯留するエッチング槽と、エッチング槽に貯留されるエッチング液に超音波振動を付与する超音波付与手段と、透光部１３が形成された受光基板１１を保持する保持手段とを備えるエッチング装置によって実行される。超音波付与手段は、超音波振動する超音波振動子と、超音波振動子に超音波振動を発生させる超音波発生部とを含んで構成される。超音波振動子は、エッチング槽の外方に、エッチング槽を加振可能に設けられる。エッチング槽は、超音波振動子による超音波振動によって超音波振動方向に共振可能に設けられる。保持手段は、揺動可能に設けられる。
【００９０】
超音波振動子は、予め定める周波数で超音波振動する。超音波振動子の振動周波数は、２５ｋＨｚ以上２００ｋＨｚ以下に選ばれる。超音波振動子は、圧電素子によって実現される。圧電素子は、電気エネルギを機械エネルギに変換するエネルギ変換器である。超音波振動子は、たとえばチタン酸ジルコン酸鉛によって形成される圧電素子によって実現される。
【００９１】
超音波発生部は、高周波発生装置と、高周波発生装置と超音波振動子とを電気的に接続するケーブルとを含む。高周波発生装置は、ケーブルを介して、高周波の電気信号を超音波振動子に与える。超音波振動子は、高周波発生装置から与えられる高周波の電気信号に応じて超音波振動する。エッチング槽は、超音波振動子による超音波振動によって超音波振動方向に共振する。エッチング槽の共振によって、エッチング槽に貯留されるエッチング液に超音波振動が与えられる。
【００９２】
以上に述べたエッチング装置では、超音波振動子は、エッチング槽の外方に設けられるが、エッチング槽の内方に設けられてもよい。超音波振動子がエッチング槽の内方に設けられる場合、超音波振動子の超音波振動によって、エッチング槽に貯留されるエッチング液に超音波振動が与えられる。この場合、超音波振動子の振動周波数は、外方に設けられる場合と同様に、２５ｋＨｚ以上２００ｋＨｚ以下に選ばれる。以上に述べたエッチング装置では超音波振動子によってエッチング液に振動が与えられるが、エッチング槽を揺動させることによってエッチング液に振動を与えてもよい。
【００９３】
本実施形態では、透光部１３が形成される受光基板１１をエッチング液に浸漬させた時点から、振動付与段階が開始されることが好ましい。換言すると、超音波は、孔部２４の孔へのエッチング液の充填が完了した後、具体的には、透光部１３のエッチング液への浸漬が完了した時点から、超音波振動を発生させ始めることが好ましい。これによって、超音波振動によって、低屈折率層２１とエッチング液とのなじみをよくして、エッチング速度を向上することができる。この場合、超音波振動によってエッチング液が撹拌され、低屈折率層２１に接するエッチング液が順次入れ替わることで、エッチング速度が向上される。たとえばエッチング液への浸漬時間は、液充填段階および振動付与段階の合計で、５分間以上３０分間以下に選ばれる。
【００９４】
以上のようにして透光部１３のエッチングが完了すると、洗浄段階に進む。洗浄段階では、透光部１３のエッチングが完了した受光基板１１を水洗してエッチング液を洗い流した後、乾燥させて水分を除去する。次いで、残存するレジスト層２３をレジスト剥離液に浸漬することによって剥離する。剥離液としては、たとえばレジスト層２３を構成するレジストが、前述の東京応化工業株式会社製のネガ型レジスト  ＯＭＲ−８３（商品名）である場合、東京応化工業株式会社製のＯＭＲ剥離液（商品名：東京応化工業株式会社製）が用いられる。これによって、前述の図１に示すように第１および第２電極パッド１４，１５が形成される部分以外の受光基板１１に透光部１３が設けられる受光素子１０となる。
【００９５】
洗浄段階、より詳細には透光部１３のエッチングが完了した受光基板１１の水洗および、レジスト層２３のレジスト剥離液による剥離のときには、前述の振動付与段階と同様に、洗浄水およびレジスト剥離液に振動、具体的には超音波振動を付与することが好ましい。このように洗浄水およびレジスト剥離液に振動、具体的には超音波振動を付与することによって、第１および第２電極パッド１４，１５表面への除去された低屈折率層２１、高屈折率層２２およびレジスト層２３を構成していた材料の再付着を防止することができる。このようにして受光素子１０が製造されると、ステップｓ５に進み、製造作業を終了する。
【００９６】
このようにして受光素子１０が完成すると、図１に示す半導体装置２０を形成するために実装工程が行われる。実装工程では、前述の図１に示すように受光基板１１をステム１６に実装する。より詳細には、受光基板１１をステム１６の凹部１６ａの底面部にエポキシ樹脂またはフェノール樹脂などの接着剤を用いてダイボンドする。次いで、受光基板１１の第１および第２電極パッド１４，１５とリードピン１８とを、Ａｕなどの導電性材料から成るワイヤ１９でワイヤボンディングして、最後にエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂などの透光性樹脂をステム１６の凹部１６ａに充填して充填部１７を形成する。このようにして半導体装置２０を形成することができる。
【００９７】
本実施の形態では、図６に示すように、ステップｓ３の孔形成工程において、透光部１３の厚み方向Ｚ一方側からレーザ光を照射して透光部１３の孔部２４に孔を形成し、この孔にステップｓ４のエッチング工程においてエッチング液を充填して透光部１３をエッチングする。これによって、ドライエッチング法を用いることなく、孔部２４の孔の軸線に垂直な方向の外方に拡開する方向に向かって、より詳細には孔部２４の孔の半径方向外方に向かって透光部１３をエッチングすることができる。
【００９８】
このように本実施の形態では、ドライエッチング法を用いることなく、透光部１３の各層をエッチングすることができる。ドライエッチング法では、真空装置を備える高価な製造設備が必要になるが、本実施形態ではドライエッチング法を用いる必要がないので、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、安価に受光素子１０を製造することができる。また前述の図２２に示すドライエッチング法を用いる場合のようにエッチングガスに対して不活性な金属層５を形成する必要がないので、金属層の形成、パターニングおよびエッチング後の除去の工程が不要になり、製造工程を簡略化することができ、受光素子１０を容易に製造することができる。
【００９９】
また本実施の形態では、ステップｓ３に示す孔形成工程では、レジスト層をエッチングによって部分的に除去し、露出させた透光層に、レーザ光を照射して孔部を形成した。これに対してレジスト層を部分的に除去する段階と、レーザ光を照射して孔部する段階とを同時に行ってもよい。すなわちレーザ光によってレジスト層の部分的な除去と、孔部の形成とを行ってもよい。この場合、レーザ照射された部分の電極パッド表面が若干融け固まるとワイヤボンドの密着性が低下するおそれがある。したがって照射面積および強度の小さいレーザを使用することで、電極パッドの溶融を防ぐことができ、ワイヤボンドと電極パッドとの密着性の低下を防ぐことができる。また本実施の形態では、レジスト層を形成した後にレーザ光を照射したが、レジスト層の有無にかかわらずに、レーザ光の照射によって透光層に孔部を形成してもよい。
【０１００】
また本実施の形態では、透光部１３の孔部２４に孔を形成し、この孔にエッチング液を充填して透光部１３をエッチングする。これによって、たとえば前述の図２６に示す従来のウェットエッチング法を用いる場合のように孔を形成せずに透光部２をそのままエッチング液でエッチングする場合に比べて、透光部１３のエッチングされる部分である電極被覆部１３ａのエッチング液に接触する部分を増加させることができるので、透光部１３のエッチングに要する時間を短縮することができる。特に本実施の形態では、孔部２４の孔として、透光部１３を貫通する貫通孔が形成されるので、透光部１３を透光部１３の厚み方向Ｚ全体にわたって、孔の半径方向外方に向かってエッチングすることができ、透光部１３のエッチングに要する時間をより短縮することができる。
【０１０１】
本実施形態では、透光部１３とともにレジスト層２３がエッチング液に浸漬されるが、前述のように透光部１３のエッチングに要する時間を短縮することができるので、エッチング液への浸漬時間を短縮することができ、レジスト層２３の消失を防ぐことができる。たとえば本実施形態では、透光部１３を構成する層の数が２５層であり、透光部１３の厚み寸法が４μｍ程度と大きくても、レジスト層２３の層厚は１μｍ程度あれば充分であり、レジスト層２３を消失させることなく、透光部１３をエッチングすることができる。
【０１０２】
これに対し、前述の図２６に示す従来のウェットエッチング法では、透光部２を構成する層の数が２５層であり、透光部２の厚み寸法が４μｍ程度である場合、レジスト層７の消失を抑えるためには、レジスト層７の層厚を６〜１０μｍ程度と大きくする必要がある。また従来のウェットエッチング法では、低屈折率層３のエッチング速度と高屈折率層４のエッチング速度とを同程度にする必要があり、そのために弗酸と硫酸との混合液という強酸がエッチング液として用いられるので、前述のようにレジスト層７の層厚を６〜１０μｍ程度と大きくしても、レジスト層７が消失するおそれがある。特に赤外線カットフィルタとしての赤外線のカット性能を向上させるために透光部２の層厚を大きくすると、透光部２のエッチングに時間がかかり、エッチング液への浸漬時間が長くなるので、レジスト層７が消失し、透光部２の電極被覆部２ａ以外の部分がエッチングされて除去されるおそれがある。
【０１０３】
本実施形態では、前述のように透光部１３のエッチングに要する時間を短縮することができるので、エッチング液への浸漬時間を短縮することができ、レジスト層２３の消失を防ぐことができる。これによって、透光部１３の電極被覆部１３ａ以外の部分、たとえば第１および第２電極パッド１４，１５が形成される部分以外の受光基板１１を覆う部分がエッチングされることを防ぐことができるので、透光部１３を精度良くエッチングすることができ、受光素子１０を精度良く製造することができる。したがって、受光基板１１の受光基板１１に透光部１３で低減されるべき波長帯域の光が多量に入射することを防ぐことができるので、受光素子１０の分光特性が所望の特性からずれることを防ぐことができる。
【０１０４】
また本実施の形態では、透光部１３のエッチングするべき部分である電極被覆部１３ａの孔部２４には電極被覆部１３ａをその厚み方向Ｚに貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔にエッチング液が充填されるので、電極被覆部１３ａを構成する透光部１３の各層２１，２２は、ほぼ同時にエッチングされ始める。
【０１０５】
前述の図２６に示す従来のウェットエッチング法を用いる場合のように電極被覆部２ａに孔が形成されない場合、電極被覆部２ａは、電極被覆部２ａを構成する複数の層のうち、レジスト層７の開口を通して露出する厚み方向Ｚ一方側の表面を規定する層である最表面層９が最初にエッチングされる。この最表面層９がエッチングされ、一部が除去されると、最表面層９よりも受光基板１側の層が露出し、この露出した層のエッチングが始まる。このように従来のウェットエッチング法の場合、レジスト層７に近い層から厚み方向Ｚ一方に向かって順にエッチングが開始されるので、エッチング液への浸漬開始からエッチングされ始めるまでの時間は、電極被覆部２ａを構成する透光部２の各層で異なる。このようにエッチングされ始めるまでの時間が透光部２の各層で異なると、前述の図２７に示すように透光部２は、最表面層９が最も多量にエッチングされ、受光基板１に近づくほどエッチングされる量が少なくなるので、エッチングによって形成される電極接続用孔部８は、厚み方向Ｚに平行な仮想平面における断面形状が台形状になる。電極パッド５０のワイヤで接続される部分を露出させるためには、受光基板１の表面部に形成される層を電極パッド５０のワイヤで接続される部分の寸法と同程度の寸法分エッチングする必要があるので、受光基板１の表面部に形成される層以外の各層は電極パッド５０よりも余分にエッチングされる。このように透光部２の各層が余分にエッチングされて電極接続用孔部８が形成されると、電極接続用孔部８付近の透光部２がフィルタとして充分に機能せず、受光基板１の受光面１ａに透光部２で低減されるべき波長帯域の光が多量に入射することになり、受光素子の分光特性が所望の特性からずれるおそれがある。
【０１０６】
本実施の形態では、前述のように電極被覆部１３ａを構成する透光部１３の各層２１，２２をほぼ同時にエッチングし始めることができるので、透光部１３の各層２１，２２のエッチングされる量をほぼ等しくすることができる。また本実施形態では孔部２４の孔は、その軸線が厚み方向Ｚに略平行になるように形成され、また軸線方向に一様な形状に形成されるので、前述の図９に示すように厚み方向Ｚに平行な仮想平面における断面形状が矩形状の電極接続用孔部２５を形成することができる。したがって、透光部１３の各層２１，２２を第１および第２電極パッド１４，１５のワイヤ１９で接続される部分の寸法よりも余分にエッチングする必要がないので、電極接続用孔部２５付近の透光部１３をフィルタとして充分に機能させることができる。これによって、受光基板１１の受光面１２に透光部１３で低減されるべき波長帯域の光が多量に入射することを防ぐことができるので、受光素子１０の分光特性が所望の特性からずれることをより確実に防ぐことができる。
【０１０７】
また本実施の形態では、前述のように透光部１３の各層２１，２２をほぼ同時にエッチングし始めることができるので、透光部１３を構成する層が増加して透光部１３の厚み寸法が大きくなっても、透光部１３のエッチングに要する時間は増加しない。したがって、透光部１３のエッチングに要する時間を増加させることなく、透光部１３を構成する層の数を増加させることができ、透光部１３に入射する光のうち、低下させるべき波長帯域の光の透過量を残余の波長帯域の光の透過量よりも一層低下させることができる。本実施形態では、透過層１３のエッチングに要する時間を増加させることなく、透光部１３の赤外線カットフィルタとしての赤外線のカット性能を向上させることができる。
【０１０８】
また本実施の形態では、ステップｓ４のエッチング工程において、低屈折率層２１のエッチング速度の方が高屈折率層２２のエッチング速度よりも高いエッチング液が用いられるが、エッチング工程では、透光部１３が形成された受光基板１２がエッチング液に浸漬されるとともに揺動されるので、エッチングされずに残存する高屈折率層２２を破断させて除去することができる。
【０１０９】
このように本実施の形態によれば、低屈折率層２１のエッチング速度と高屈折率層２２のエッチング速度とが異なるエッチング液を用いても、電極被覆部１３ａの低屈折率層２１および高屈折率層２２を除去し、透光部１３をエッチングすることができる。したがってエッチング液の選択の幅を広げることができ、たとえばレジスト層２３のエッチング速度が低屈折率層２１または高屈折率層２２のエッチング速度よりも低く、レジスト層２３と低屈折率層２１または高屈折率層２２とのエッチング選択比の大きいエッチング液を使用することができる。エッチング液は、低屈折率層２１のエッチング速度と高屈折率層２２のエッチング速度とが同程度であるエッチング液、たとえば前述の弗酸と硫酸との混合液でもよいが、弗酸と硫酸との混合液は、透光部１３とレジスト層２３とのエッチング選択比が小さいので、レジスト層２３が消失するおそれがある。本実施の形態では、透光部１３とレジスト層２３とのエッチング選択比の大きいエッチング液、より詳細には透光部１３のエッチング速度をレジスト層２３のエッチング速度よりも高めるエッチング液を用いることができるので、レジスト層２３の消失をより確実に防ぐことができる。したがって透光部１３をより確実に精度良くエッチングすることができるので、受光素子１０をさらに精度良く製造することができる。
【０１１０】
またたとえば、低屈折率層２１および高屈折率層２２のうちのエッチング液によってエッチングされやすい方のエッチング速度を他方のエッチング速度よりも高めるエッチング液を用いることができるので、透光部１３のエッチングに要する時間を短縮することができ、エッチング液への浸漬時間をさらに短縮することができる。したがって、レジスト層２３の消失をより確実に防ぎ、透光部１３をより確実に精度良くエッチングすることができるので、一層精度良く、またより短時間に受光素子１０を製造することができる。
【０１１１】
また本実施の形態では、エッチング工程においてエッチング液に振動を与えることによって、エッチング液による透光部１３のエッチングを促進することができるので、透光部１３のエッチング速度を、エッチング液に振動が与えられない場合に比べて高めることができる。したがって、より短時間に透光部１３をエッチングすることができるので、受光素子１０の製造に要する時間を短縮することができる。また本実施の形態では、透孔部１３の除去すべき部分である電極被覆部１３ａ全体をレーザ光の照射によって除去する場合に比べて、より短時間に受光素子１０を製造することができる。
【０１１２】
図１０〜図１３は、本発明の実施の他の形態である受光素子の製造方法によって受光素子１０を製造する様子を簡略化して段階的に示す断面図である。図１０〜図１３は、理解を容易にするために断面図を模式的に示し、各層の厚さ寸法について誇張して示す。図１０〜図１３では、図４〜図９と同様に、図１に示す第１電極パッド１４の部分を拡大して示す。また図示しないが、図１に示す第２電極パッド１５の部分においても、図１０〜図１３に示す第１電極パッド１４の部分と同様の処理が施される。
【０１１３】
本実施形態の受光素子の製造方法は、前述の実施形態と同様に、前述の図２に示す準備工程（ステップｓ１）と、透光部形成工程（ステップｓ２）と、孔形成工程（ステップｓ３）と、エッチング工程（ステップｓ４）とを含む。本実施の形態の受光素子の製造方法は、ステップｓ２の透光部形成工程において高屈折率層２２によって厚み方向Ｚ一方側の表面が規定される透光部３０が形成され、ステップｓ３の孔形成工程がレジスト層形成段階およびレジスト層パターニング段階を含まないこと以外は、前述の実施形態（以下、「第１実施形態」という）の受光素子の製造方法と類似するので、同様の工程については説明を省略する。
【０１１４】
図１０は、受光基板１１に透光部３０を形成した状態を示す断面図である。図１０は、図２に示すステップｓ１の準備工程およびステップｓ２の透光部形成工程が終了した状態を示す断面図に相当する。準備工程であるステップｓ１では、第１実施形態と同様にして、受光面１２を含む受光基板１１を形成する。透光部形成工程であるステップｓ２では、受光基板１１の厚み方向Ｚ一方側の表面部に、Ｐ型半導体領域１１ａの透光部配置領域６３およびＮ型半導体領域１１ｂの透光部配置領域６５、ならびに第１電極パッド１４および第２電極パッド１５を覆うように透光部３０を形成する。本実施形態において形成される透光部３０は、厚み方向Ｚ一方側の表面が高屈折率層２２によって規定される。透光部３０は、たとえば、第１実施形態と同様にして低屈折率層２１および高屈折率層２２を交互に積層し、厚み方向Ｚ一方側の表面が低屈折率層２１で規定される透光部１３を形成した後、この透光部１３の厚み方向Ｚ一方側の表面部に、さらに高屈折率層２２を積層することによって形成される。
【０１１５】
図１１は、透光部３０に孔を形成した状態を示す断面図である。図１１は、孔形成工程が終了した状態を示す断面図に相当する。本実施形態では、孔形成工程であるステップｓ３は、第１実施形態におけるレーザ光照射段階に相当する。本実施形態において孔形成工程は、レジスト層形成段階およびレジスト層パターニング段階を含まず、透光部３０の厚み方向Ｚ一方側の表面部にはレジスト層は形成されない。孔形成工程では、第１実施形態におけるレーザ光照射段階と同様にして、透光部３０に、透光部３０の厚み方向Ｚ一方側からレーザ光を照射し、孔部３１に孔を形成する。レーザ光は、透光部３０の第１および第２電極パッド１４，１５を覆う部分である電極被覆部３０ａのＸ方向およびＹ方向における両端部間の中央部に照射される。本実施形態ではレーザ光の照射によって、透光部３０の電極被覆部３０ａの一部分、より詳細には電極被覆部３０ａのＸ方向およびＹ方向における両端部間の中央部が除去され、孔部３１に透光部３０を貫通する貫通孔が形成される。孔部３１に形成される孔は、第１実施形態と同様に略円柱形状であり、厚み方向Ｚ一方側から見て略円形状に形成される。また孔部３１の孔は、第１実施形態と同様に軸線が透光部３０の厚み方向Ｚに略平行になるように形成され、また軸線方向に一様な形状に形成される。孔部３１の孔の直径Ｒ２は、第１実施形態で形成される孔部２４の孔の直径Ｒ１と同様に選ばれる。
【０１１６】
エッチング工程であるステップｓ４は、第１実施形態と同様に、液充填段階と、振動付与段階と、洗浄段階とを含む。図１２は、電極被覆部３０ａの低屈折率層２１がエッチングされた状態を示す断面図である。図１２は、エッチング工程の液充填段階が終了した状態を示す断面図に相当する。液充填段階では、第１実施形態と同様にして、透光部３０の孔部３１の孔にエッチング液を充填し、透光部３０をエッチングする。エッチング液としては、第１実施形態と同様に、低屈折率層２１のエッチング速度を、高屈折率層２２のエッチング速度よりも高めるエッチング液が適用される。本実施形態では透光部３０の厚み方向Ｚ一方側の表面を規定する層は高屈折率層２２であるので、本実施形態においてエッチング液は、透光部３０を構成する第１および第２の透光層のうち、透光部１３の厚み方向Ｚ一方側の表面を規定する層を除く残余の層のエッチング速度を、前記表面を規定する層のエッチング速度よりも高めるエッチング液である。低屈折率層２１のエッチング速度を高屈折率層２２のエッチング速度よりも高めるエッチング液が用いられることによって、各低屈折率層２１が孔部３１の孔の半径方向外方に向かってエッチングされる。このようにして各低屈折率層２１の電極被覆部３０ａがエッチングされると、振動付与段階に進む。
【０１１７】
図１３は、透光部３０の電極被覆部３０ａが除去された状態を示す断面図である。図１３は、エッチング工程の振動付与段階が終了した状態を示す断面図に相当する。振動付与段階では、第１実施形態と同様にして、エッチング液に超音波を発生させ、残存する高屈折率層２２、より詳細には電極被覆部３０ａの高屈折率層２２を、超音波のエネルギによって破断させて取除く。これによって透光部３０に電極接続用孔部２５が形成される。このようにして透光部３０のエッチングが完了すると、洗浄段階に進む。洗浄段階では、第１実施形態と同様にして、水洗してエッチング液を洗い流した後、乾燥させ、受光素子１０を得る。本実施の形態では、レジスト層は形成されていないので、レジスト層を除去する段階はない。このようにして受光素子１０が製造されると、ステップｓ５に進み、本実施形態による受光素子１０の製造が終了する。このようにして得られた受光素子１０は、第１実施形態と同様にしてステム１６に実装され、前述の図１に示す半導体装置２０となる。
【０１１８】
本実施の形態では、透光部３０は第１実施形態における透光部１３の厚み方向Ｚ一方側の表面部にさらに高屈折率層２２を有しており、透光部３０の厚み方向Ｚ一方側の表面を規定する層は高屈折率層２２である。またエッチング液は、透光部３０を構成する第１および第２の透光層である低屈折率層２１および高屈折率層２２のうち、透光部３０の厚み方向Ｚ一方側の表面を規定する層を除く残余の層である低屈折率層２１のエッチング速度を、前記表面を規定する層である高屈折率層２２のエッチング速度よりも高めるエッチング液である。したがってエッチング工程の液充填段階では、図１２に示すように、透光部３０の厚み方向Ｚ一方側の表面を規定する層である高屈折率層２２が残存するようにエッチングすることができる。
【０１１９】
このように前記表面を規定する層である高屈折率層２２を残存させることによって、高屈折率層２２をマスクとして透光部３０をエッチングすることができるので、レジスト層を用いることなく、透光部３０をエッチングすることができる。このように本実施の形態では、前記表面を規定する層が第１実施形態におけるレジスト層２３の機能を担うので、前述の第１実施形態における孔形成工程の図４に示すレジスト層形成段階および図５に示すレジスト層パターニング段階、ならびにエッチング工程の洗浄段階におけるレジストの剥離は不要である。したがって製造工程を簡略化することができ、受光素子１０をより容易に製造することができる。
【０１２０】
また本実施の形態では、透光部３０のエッチングにレジスト層を用いる必要がないので、レジスト層の消失によるエッチング精度の低下を防ぐことができる。またレジスト層がエッチングされて開口が拡開することによるマスクの形状変化を防ぐことができるので、マスクの形状変化を考慮する必要がなくなり、より容易に、また精度良く透光部３０をエッチングすることができる。
【０１２１】
図１４〜図１９は、本発明の実施のさらに他の形態である受光素子の製造方法によって受光素子１０を製造する様子を簡略化して段階的に示す断面図である。図１４、図１５、図１８および図１９は、理解を容易にするために断面図を模式的に示し、各層の厚さ寸法について誇張して示す。図１４〜図１９では、図４〜図９と同様に、図１に示す第１電極パッド１４の部分を拡大して示す。また図示しないが、図１に示す第２電極パッド１５の部分においても、図１４〜図１９に示す第１電極パッド１４の部分と同様の処理が施される。
【０１２２】
本実施形態の受光素子の製造方法は、前述の第１実施形態と同様に、前述の図２に示す準備工程（ステップｓ１）と、透光部形成工程（ステップｓ２）と、孔形成工程（ステップｓ３）と、エッチング工程（ステップｓ４）とを含む。本実施の形態の受光素子の製造方法は、ステップｓ３の孔形成工程が、複数の孔を形成する段階を含むこと以外は、第１実施形態の受光素子の製造方法と類似するので、同様の工程については説明を省略する。
【０１２３】
複数の孔を形成する本実施形態の受光素子の製造方法は、第１電極パッド１４および第２電極パッド１５が１２０μｍ角（１２０μｍ□）以上の大きさである場合、すなわち第１電極パッド１４の面積Ｓ１および第２電極パッド１５の面積Ｓ２が１４４００μｍ２以上である場合に好適である。たとえば孔部４１の孔の直径Ｒ３を４０μｍとし、サイドエッチ量ｈを２０μｍとすると、エッチングされて形成される孔の直径は、４０μｍ＋２０μｍ×２＝８０μｍとなる。また後述するように、電極パッド１４の一辺部の長さ寸法Ｌ１からレジスト開口部４０の一辺部の長さ寸法Ｌ４を減算した値（Ｌ１−Ｌ４）はサイドエッチ量ｈの２倍以上に設定される。この場合、エッチングされて形成される孔の直径である８０μｍに、サイドエッチ量ｈである２０μｍの２倍を加算した値は、８０μｍ＋２０μｍ×２＝１２０μｍとなる。したがって本実施形態の受光素子の製造方法は、正方形状の電極パッド１４の一辺部の大きさＬ１が１２０μｍ以上である場合に好適である。ここでサイドエッチ量ｈは、エッチングによって基板の厚み方向に垂直な方向にエッチングされるエッチング距離を示す。サイドエッチ量ｈは、たとえば予め試験によって求められる。
【０１２４】
また電極パッド１４，１５が１２０μｍ角（１２０μｍ□）未満、すなわち電極パッド１４，１５の面積が１４４００μｍ２未満であっても、レーザ光の光径を小さくして複数個の孔を形成してもよい。上述したように、孔の数および大きさは、電極パッド１４，１５の耐熱性に基づいて決定される。また孔の数を増やしたほうが、エッチング時間を短縮することができ、製造時間を短縮することができる。
【０１２５】
本実施形態の受光素子の製造方法は、前述の図４に示すレジスト層２３を形成するレジスト層形成段階までは、第１実施形態と同様に実施される。より詳細には、前述の図３に示すように、第１実施形態と同様にして、準備工程であるステップｓ１において受光基板１１を含む受光基板１１を形成し、透光部形成工程であるステップｓ２において受光基板１１、第１電極パッド１４および第２電極パッド１５を覆うように透光部１３を形成する。このようにして透光部１３が形成されると、ステップｓ３に進む。
【０１２６】
孔形成工程であるステップｓ３は、第１実施形態と同様に、レジスト層形成段階、レジスト層パターニング段階およびレーザ光照射段階を含む。レーザ光照射段階が、複数の孔を形成する段階に相当する。レジスト層形成段階では、第１実施形態と同様にして、前述の図４に示すように、透光部１３の厚み方向Ｚ一方側の表面部にレジスト層２３を形成する。図１４は、レジスト層２３をパターニングした状態を示す断面図である。図１４は、孔形成工程のレジスト層パターニング段階が終了した状態を示す断面図に相当する。レジスト層パターニング段階では、第１実施形態と同様にして、ホトリソグラフィ技術を用い、透光部１３の電極被覆部１３ａを覆う部分に形成されたレジスト層２３を部分的に除去し、レジスト開口部４０を形成する。
【０１２７】
レジスト開口部４０は、厚み方向Ｚ一方側から見て、第１実施形態におけるレジスト開口部２３ａと同様に略正方形状に形成されるが、本実施形態では、電極被覆部１３ａの外周縁部の内方、より詳細には電極被覆部１３ａの外周縁部を除く部分に形成される。レジスト開口部４０の一辺部の長さ寸法Ｌ４は、電極パッド１４の一辺部の長さ寸法Ｌ１よりも小さく形成される（Ｌ４＜Ｌ１）。具体的には、レジスト開口部４０の一辺部の長さ寸法Ｌ４を、電極パッド１４の一辺部の長さ寸法Ｌ１から減算した値（Ｌ１−Ｌ４）は、エッチングによるサイドエッチ量ｈの２倍以上に設定される。言換えると、レジスト開口部４０の縁辺は、電極パッド１４の縁辺よりもサイドエッチ量ｈ以上内側に形成される（Ｌ１−Ｌ４）／２≧ｈ。
【０１２８】
また図１６に示すように、レーザ光によって形成される複数のうちいくつかの孔部４１は、レジスト開口部４０の縁辺に、開口部内側から接する位置に配置されることが好ましい。また複数の開口のうち４つの孔部４１は、レジスト開口部４０の４隅にそれぞれ配置されることが好ましい。この場合、レジスト開口部４０の隅部分に配置される孔部４１は、レジスト開口部４０のうち直交する２つの縁辺に開口部内側から接する。またレジスト開口部４０の縁辺に開口部内側から接する位置に配置される孔部４１のほか、他の孔部４１が格子状に並んで配置されてもよい。
【０１２９】
複数個の孔部４１を形成する場合、隣接する２つの孔部４１の中心間距離Ｗ１，Ｗ３は、サイドエッチ量ｈによって決定される。具体的には、エッチングの残留部分が存在しないように、中心間距離が設定される。
【０１３０】
具体的には、複数個の孔部４１が格子状に並ぶ場合、孔部４１の半径（Ｒ３／２）とサイドエッチ量ｈとの加算値（（Ｒ３／２）＋ｈ）の２倍（（（Ｒ３／２）＋ｈ）・２）が、隣接する２つの孔部４１のレジスト開口部４０の縁辺方向の中心間隔Ｗ１に、２の平方根（ルート２）を乗算した値（Ｗ１・√２）以上に設定される（２・（（Ｒ３／２）＋ｈ）≧Ｗ１・√２）。
【０１３１】
言換えると、前記加算値（（Ｒ３／２）＋ｈ）が、２つの孔部４１のレジスト開口部４０の対角線方向の中心間距離Ｗ３の１／２以上となる（（Ｒ３／２）＋ｈ≧Ｗ３／２）。このような数値は、孔部４１が格子状に並ぶ場合であって、他の法則にしたがって並ぶ場合には、孔部４１の中心間距離は異なるが、エッチングの残留部分が存在しないように、中心間距離が設定される。
【０１３２】
図１５は透光部１３に複数の孔を形成した状態を示す断面図であり、図１６は透光部１３に複数の孔を形成した状態を示す平面図である。図１６は、厚み方向Ｚ一方側から見た平面図に相当する。図１５は、図１６に示す切断面線Ｂ−Ｂにおける断面図であり、第１電極パッド１４のＹ方向における両端部間の中央部を含む仮想平面における断面図に相当する。図１５および図１６は、孔形成工程のレーザ光照射段階が終了した状態を示す断面図に相当する。
【０１３３】
本実施形態では、レーザ光照射段階において、透光部１３の複数箇所に、透光部１３の厚み方向Ｚ一方側からレーザ光を照射し、複数の孔を形成する。これら複数の孔は、透光部１３の厚み方向Ｚに垂直な仮想平面に沿って一定間隔おきに形成される。本実施の形態では、透光部１３の９箇所に厚み方向Ｚ一方側からレーザ光が照射され、９つの孔部４１にそれぞれ孔が形成される。各孔部４１の孔は、透光部１３を厚み方向に貫通する貫通孔であり、その軸線が透光部１３の厚み方向Ｚに略平行になるように形成される。また各孔部４１の孔は、第１実施形態と同様に軸線方向に一様な形状に形成される。孔部４１に形成される孔は、第１実施形態で形成される孔部２４の孔と同様に、略円柱形状であり、厚み方向Ｚ一方側から見て略円形状に形成される。
【０１３４】
９つの孔部４１は、透光部１３の厚み方向Ｚに垂直な仮想平面に沿って、レジスト開口部４０の内方の領域のＹ方向における一端に３つの孔部（以下、「一端側孔部」という）４１が形成され、前記領域のＹ方向における両端部間の中央に３つの孔部（以下、「中央孔部」という）４１が形成され、前記領域のＹ方向における他端に３つの孔部（以下、「他端側孔部」という）４１が形成される。
【０１３５】
レジスト開口部４０の内方の領域のＹ方向における一端に形成される３つの一端側孔部４１は、前記領域のＸ方向における一端、Ｘ方向における両端部間の中央、およびＸ方向における他端に離隔して形成される。同様に、レジスト開口部４０の内方の領域のＹ方向における両端部間の中央に形成される３つの中央孔部４１は、前記領域のＸ方向における一端、Ｘ方向における両端部間の中央、およびＸ方向における他端に離隔して形成される。またレジスト開口部４０の内方の領域のＹ方向における他端に形成される３つの他端側孔部４１は、前記領域のＸ方向における一端、Ｘ方向における両端部間の中央、およびＸ方向における他端に離隔して形成される。
【０１３６】
このように、これら９つの孔部４１に形成される９つの孔は、透光部１３の厚み方向に垂直な仮想平面に沿って一定間隔おきに、より詳細には、前記仮想平面に沿って、前記仮想平面において互いに直交する方向であるＸ方向およびＹ方向に一定間隔おきに形成される。このように本実施の形態では、透光部１３には、複数の孔部４１が、厚み方向Ｚ一方側から見て格子状に形成される。
【０１３７】
孔部４１の孔は、レーザ光が照射されることによって形成されるので、レーザ光の照射位置が孔の軸線の位置に略等しくなる。したがって本実施の形態では、レーザ光は、透光部１３の厚み方向Ｚに垂直な仮想平面に沿って、Ｘ方向およびＹ方向に一定間隔Ｗ１おきに透光部１３に照射される。このように一定間隔Ｗ１おきにレーザ光を照射することによって、Ｘ方向において隣接する２つの孔部４１の孔の軸線４３間の距離（以下、「Ｘ方向における孔部４１の中心間距離」という）、およびＹ方向において隣接する２つの孔部４１に形成される孔の軸線４３間の距離（以下、「Ｙ方向における孔部４１の中心間距離」という）が、レーザ光の照射間隔Ｗ１と略等しい孔部４１が形成される。
【０１３８】
レーザ光の照射間隔Ｗ１である孔部４１の中心間距離Ｗ１は、予め定める基準間隔Ｗ0を基準として、この基準間隔Ｗ0の±１０％を誤差範囲として含んでもよく、基準間隔Ｗ0から基準間隔Ｗ0の１０％を差引いた値（Ｗ0−０．１Ｗ0）以上、基準間隔Ｗ0に基準間隔Ｗ0の１０％を加算した値（Ｗ0＋０．１Ｗ0）以下に選ばれる。以下では、特に断らない限り、基準間隔Ｗ0を孔部４１の中心間距離Ｗ１という。また以下の式、（（（Ｒ３／２）＋ｈ）−（Ｗ１・√２）／２≧０）を満たすような誤差範囲を許容する。
【０１３９】
孔部４１の孔の直径Ｒ３は、たとえば１０μｍ以上４０μｍ以下である。孔部４１の中心間距離Ｗ１は、上述した式（（（Ｒ３／２）＋ｈ）−（Ｗ１・√２）／２≧０）を満たす値に選ばれる。レーザ光の照射間隔である孔部４１の中心間距離Ｗ１は、孔部４１の孔の半径方向外方に向かって、単位時間あたりにエッチング液によってエッチングされる透光部１３の量（以下、「サイドエッチ量」という）を考慮して決定される。
【０１４０】
図１７は、孔部４１の中心間距離Ｗ１とサイドエッチ量ｈとの関係を模式的に示す平面図である。エッチングに伴って孔部４１は半径方向外方に向かって拡開されるので、孔部４１の孔へのエッチング液の充填開始から単位時間経過後には、二点鎖線で示されるように、孔形成工程で形成される孔部４１よりも半径方向外方に拡開された孔部（以下、「拡開孔部」という）４２が形成される。透光部１３のサイドエッチ量は、孔形成工程で形成される孔部４１の内周面部から、拡開孔部４２の内周面部までの孔部４１の半径方向における距離ｈで表すことができる。
【０１４１】
Ｘ方向における電極被覆部１３ａのＸ方向一端部と最もＸ方向一端部寄りに形成される孔部４１の軸線４３との最短距離Ｗ２は、Ｘ方向における電極被覆部１３ａのＸ方向他端部と最もＸ方向他端部寄りに形成される孔部４１の軸線４３との最短距離、Ｙ方向における電極被覆部１３ａのＹ方向一端部と最もＹ方向一端部寄りに形成される孔部４１の軸線４３との最短距離、およびＹ方向における電極被覆部１３ａのＹ方向他端部と最もＹ方向他端部寄りに形成される孔部４１との最短距離と略等しく、本実施形態では（（（Ｒ３／２）＋ｈ）−（Ｗ１・√２）／２≧０）を満たす値に選ばれる。たとえば孔部４１の孔の直径Ｒ３が４０μｍであり、サイドエッチ量ｈが２０μｍである場合、上述の式では、Ｘ方向およびＹ方向の隣接する２つの孔部４１の中心間距離Ｗ１は、５６．４μｍ以下に選ばれる。
【０１４２】
また本実施の形態では、電極パッド１４が四角形である場合を示したが、電極パッド１４が円形であってもよい。電極パッド１４が円形の場合には、電極パッド１４の円をサイドエッチ量ｈ分半径が小さく、電極パッド１４と同軸にレジストの開口部が形成され、この開口部に少なくとも各孔部４１が並ぶように配置されてもよい。また上述した各孔部４１の配置および透光部の総合的な開口部の形状は、一例に過ぎず、電極パッドにワイヤボンド可能な形状であれば、特に限定されない。
【０１４３】
本実施形態のように透光部１３に複数の孔を形成する場合、レーザ光を照射するレーザ光照射装置としては、たとえば、Ｘ方向およびＹ方向に可動可能なステージを備え、ステージを移動させることによってレーザ光の照射位置を変更することのできるレーザ光照射装置が用いられる。このようなレーザ光照射装置が用いられる場合、たとえば、透光部１３が形成された受光基板１１をステージに載置しておき、孔を形成するべく予め定める位置にレーザ光の照射位置がくるようにステージをＸ方向およびＹ方向に移動させてレーザ光を照射する操作を、形成する孔の個数分、繰返すことによって、複数の孔を形成することができる。
【０１４４】
このようにして透光部１３の複数の孔部４１に孔が形成されると、エッチング工程に進む。図１８は電極被覆部１３ａの低屈折率層２１がエッチングされた状態を示す断面図であり、図１９は透光部１３の電極被覆部１３ａが除去された状態を示す断面図である。エッチング工程では、第１実施形態と同様にして、液充填段階において透光部１３の各孔部４１の孔にエッチング液を充填し、透光部１３をエッチングする。これによって各孔部４１の孔の半径方向外方に向かって低屈折率層２１がエッチングされ、図１８に示すように低屈折率層２１の電極被覆部１３ａが除去される。次いで、振動付与段階において超音波を発生させて、図１９に示すように高屈折率層２２の電極被覆部１３ａを除去した後、洗浄段階において洗浄して乾燥させ、残存するレジスト層２３を除去し、受光素子１０を得る。このようにして受光素子１０が製造されると、ステップｓ５に進み、本実施形態による受光素子１０の製造が終了する。このようにして得られた受光素子１０は、第１実施形態と同様にしてステム１６に実装され、図１に示す半導体装置２０となる。
【０１４５】
本実施の形態では、孔形成工程において、透光部１３にその厚み方向Ｚに垂直な仮想平面に沿って一定間隔おきに複数の孔部４１が設けられ、複数の孔が形成されるので、エッチング工程では、各孔部４１の孔の半径方向外方に向かって透光部１３をエッチングすることができる。これによって、たとえば前述の第１実施形態のように透光部１３の各電極被覆部１３ａに１つの孔を形成してエッチングする場合に比べて、透光部１３のエッチングに要する時間を短縮することができる。したがって、本実施形態のように第１および第２電極パッド１４，１５が１２０μｍ角（１２０μｍ□）以上、すなわち第１および第２電極パッド１４，１５の面積Ｓ１、Ｓ２が１４４００μｍ２以上と大きく、透光部１３のエッチングすべき部分である電極被覆部１３ａの透光部１３の厚み方向Ｚに垂直な仮想平面における断面積が大きい場合であっても、短時間に透光部１３をエッチングすることができ、受光素子１０の製造に要する時間を短縮することができる。
【０１４６】
以上の本実施の形態では、透光部１３には９つの孔が形成されるが、透光部１３に形成される孔の個数はこれに限定されない。上述したように透光部１３に形成される孔の個数、中心間距離Ｗ１は、孔部４１のサイドエッチ量ｈに基づいて決定される。さらに具体的には、サイドエッチ量ｈのほか、レジスト開口部４０の一辺部の長さ寸法Ｌ４、孔の直径Ｒ３などに基づいて決定される。また電極パッドへのオーバーラップ量（（Ｌ１−Ｌ４）／２）が、サイドエッチ量ｈとなることが好ましい。また孔部４１の中心間距離Ｗ１は、上述した演算式に基づいて算出されることが好ましい。
【０１４７】
以上に述べた本実施の形態では、透光部１３の孔部２４，４１の孔および透光部３０の孔部３１の孔は、その軸線が透光部１３，３０の厚み方向Ｚに略平行になるように形成される。透光部１３，３０に形成される孔部の孔は、これに限定されず、軸線が透光部１３，３０の厚み方向Ｚに対して傾斜するように形成されてもよいが、軸線が透光部１３，３０の厚み方向Ｚに略平行になるように形成される方が好ましい。このように孔部２４，３１，４１の孔をその軸線が透光部１３，３０の厚み方向Ｚに略平行になるように形成することによって、透光部１３，３０を一層精度良くエッチングすることができる。
【０１４８】
また本実施の形態では、透光部１３，３０は、透光部１３，３０における電極被覆部１３ａ，３０ａがエッチングによって除去されるが、透光部１３，３０のエッチングによって除去される部分はこれに限定されない。たとえば、受光部が複数に分割される構成の受光素子の場合、受光部を分割する分割ラインに相当する部分に形成される透光部１３，３０、より詳細には各受光部同士間の受光基板１１の表面部に形成される透光部１３，３０も、電極被覆部１３ａ，３０ａとともにエッチングによって除去される。この場合、孔形成工程において、分割ラインに相当する部分に形成された透光部１３，３０にレーザ光を照射して孔を形成し、この孔にエッチング工程においてエッチング液を充填してエッチングすればよい。
【０１４９】
また以上の実施の形態では、受光基板１１はフォトダイオードによって実現されるが、受光基板１１は、フォトダイオードに限定されず、たとえばフォトトランジスタによって実現されてもよい。また光学素子は、受光素子に限定されず、たとえば発光素子であってもよい。この場合、基部は、たとえば発光ダイオードまたは発光サイリスタによって実現される。
【０１５０】
また以上の実施の形態では、透光部１３，３０を構成する各低屈折率層２１は、１つの層によって形成されるが、複数の層が積層されて形成されてもよい。また各高屈折率層２２は、１つの層によって形成されるが、複数の層が積層されて形成されてもよい。
【０１５１】
本発明の実施の他の形態であるエッチング方法は、エッチング対象物にレーザ光を照射し、孔を形成する孔形成工程と、孔形成工程で形成された孔にエッチング液を充填し、エッチング対象物をエッチングするエッチング工程とを含む。本実施形態のエッチング方法は、前述の実施形態である受光素子の製造方法に好適に用いられる。本実施形態における孔形成工程は、前述の受光素子の製造方法における孔形成工程に相当し、本実施形態におけるエッチング工程は、前述の受光素子の製造方法におけるエッチング工程に相当する。前述の実施形態では、透光部１３，３０がエッチング対象物に相当する。本実施形態のエッチング方法は、受光素子の製造方法に限定されず、種々のエッチング対象物のエッチングに用いることができ、たとえば半導体素子に設けられる絶縁層のエッチング、たとえば酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）のエッチングに用いることができる。
【０１５２】
本実施形態のエッチング方法によれば、孔形成工程でエッチング対象物にレーザ光を照射して孔を形成し、この孔にエッチング工程でエッチング液を充填してエッチング対象物をエッチングするので、孔の軸線に垂直な方向の外方に拡開する方向にエッチング対象物をエッチングすることができる。このようにドライエッチング法を用いることなく、エッチング対象物をエッチングすることができるので、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、安価に、また容易にエッチング対象物をエッチングすることができる。また孔の軸線に垂直な方向の外方に拡開する方向にエッチング対象物をエッチングすることができるので、孔を形成せずにエッチング対象物をエッチング液でエッチングする場合に比べて、エッチング対象物のエッチングに要する時間を短縮することができる。これによって、たとえばエッチング対象物にマスクとしてレジスト層が形成され、エッチング対象物がレジスト層とともにエッチング液に浸漬されて孔にエッチング液が充填される場合に、エッチング液への浸漬時間を短縮することができるので、レジスト層の消失を防ぎ、エッチング対象物を精度良くエッチングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明の実施の一形態の製造方法で製造される受光素子１０を備える半導体装置２０の構成を簡略化して示す断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態である受光素子１０の製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】受光基板１１に透光部１３を形成した状態を示す断面図である。
【図４】透光部１３にレジスト層２３を形成した状態を示す断面図である。
【図５】レジスト層２３をパターニングした状態を示す断面図である。
【図６】透光部１３に孔を形成した状態を示す断面図である。
【図７】透光部１３に孔を形成した状態を示す平面図である。
【図８】電極被覆部１３ａの低屈折率層２１がエッチングされた状態を示す断面図である。
【図９】透光部１３の電極被覆部１３ａが除去された状態を示す断面図である。
【図１０】受光基板１１に透光部３０を形成した状態を示す断面図である。
【図１１】透光部３０に孔を形成した状態を示す断面図である。
【図１２】電極被覆部３０ａの低屈折率層２１がエッチングされた状態を示す断面図である。
【図１３】透光部３０の電極被覆部３０ａが除去された状態を示す断面図である。
【図１４】レジスト層２３をパターニングした状態を示す断面図である。
【図１５】透光部１３に複数の孔を形成した状態を示す断面図である。
【図１６】透光部１３に複数の孔を形成した状態を示す平面図である。
【図１７】孔部４１の中心間距離Ｗ１とサイドエッチ量ｈとの関係を模式的に示す平面図である。
【図１８】電極被覆部１３ａの低屈折率層２１がエッチングされた状態を示す断面図である。
【図１９】透光部１３の電極被覆部１３ａが除去された状態を示す断面図である。
【図２０】透光部２に金属層５を形成した状態を示す断面図である。
【０１５４】
【図２１】レジスト層６をパターニングした状態を示す断面図である。
【図２２】金属層５をパターニングした状態を示す断面図である。
【図２３】透光部２の電極被覆部２ａを除去した状態を示す断面図である。
【図２４】金属層５を除去した状態を示す断面図である。
【図２５】透光部２にレジスト層７を形成した状態を示す断面図である。
【図２６】レジスト層７をパターニングした状態を示す断面図である。
【図２７】透光部２の電極被覆部２ａを除去した状態を示す断面図である。
【図２８】レジスト層７を剥離した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１５５】
１０  受光素子
１１  受光部
１１ａ  Ｐ型半導体領域
１１ｂ  Ｎ型半導体領域
１２  受光基板
１３，３０  透光層
１４  第１電極パッド
１５  第２電極パッド
１６  ステム
１７  樹脂部
１８  リードピン
１９  ワイヤ
２１  低屈折率層
２２  高屈折率層
２３  レジスト層
２３ａ，４０  レジスト開口部
２４，３１  孔部
６０  Ｐ型半導体領域の露出面
６１  Ｎ型半導体領域の露出面
６２  Ｐ型半導体領域のパッド配置領域
６３  Ｐ型半導体領域の透光部配置領域
６４  Ｎ型半導体領域のパッド配置領域
６５  Ｎ型半導体領域の透光部配置領域
【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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