(57)【要約】【課題】直貼り構造において、透光性部材と受光領域の相対位置ズレが抑制され、良好な性能を示す光学デバイスを提供する。【解決手段】光学デバイスは、受光領域１ａが表面に形成された半導体基板４と、半導体基板４上に受光領域１ａを覆うように形成され、受光領域１ａよりも外側の領域に半導体基板４の表面を露出する凹部５を有する透光性絶縁膜３と、透光性絶縁膜３の上に透光性接着層１０を介して接着された凸部を有する透光性部材２とを備えている。透光性部材２の凸部が透光性絶縁膜３の凹部５に差し込まれている。【選択図】図１
2012084601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光領域及び発光領域のうちの少なくとも一方を含む素子領域が表面に形成された半導体基板と、
前記半導体基板上に前記素子領域を覆うように形成され、前記素子領域よりも外側の領域に前記半導体基板の表面を露出する凹部を有する透光性絶縁膜と、
前記透光性絶縁膜の上に透光性接着層を介して接着され、凸部を有する透光性部材と、
前記透光性部材の凸部が前記透光性絶縁膜の凹部に差し込まれている
ことを特徴とする光学デバイス。
【請求項２】
前記半導体基板上に、前記素子領域よりも外側の領域に形成された電極パッドをさらに備えており、
前記透光性絶縁膜の凹部は、前記素子領域と前記電極パッドとの間に位置している
ことを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記凹部は、少なくとも二つ形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記凸部は、少なくとも二つ形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の光学デバイス。
【請求項５】
前記凹部の断面形状は、開口径が上部から底部に向かって減少するテーパー形状である
ことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の光学デバイス。
【請求項６】
前記凸部の断面形状は、断面積が上部から底部に向かって減少するテーパー形状である
ことを特徴とする請求項５に記載の光学デバイス。
【請求項７】
前記凹部は、前記透光性絶縁膜の四隅にそれぞれ形成されており、
前記凸部は、前記透光性部材の四隅にそれぞれ形成されており、
前記透光性部材の四隅にそれぞれ形成された凸部が、前記透光性絶縁膜の四隅にそれぞれ形成された凹部に差し込まれている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学デバイス。
【請求項８】
前記電極パッドの代わりに、前記半導体基板中に形成された貫通電極をさらに備えており、
前記貫通電極は、前記凹部よりも外側の領域に位置している
ことを特徴とする請求項２に記載の光学デバイス。
【請求項９】
受光領域及び発光領域のうちの少なくとも一方を含む素子領域が表面に形成された半導体基板の上に、前記素子領域を覆うように、透光性絶縁膜を形成する工程（ａ）と、
前記透光性絶縁膜に、前記素子領域よりも外側の領域に前記半導体基板の表面を露出する凹部を形成する工程（ｂ）と、
凸部を有する透光性部材を形成する工程（ｃ）と、
前記透光性絶縁膜の凹部に前記透光性部材の凸部を差し込むことにより、前記透光性絶縁膜の上に、透光性接着層を介して、前記透光性部材を搭載する工程（ｄ）とを備える
ことを特徴とする光学デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記工程（ｄ）の後に、前記半導体基板と前記透光性部材との間の透光性接着層を硬化させることにより、前記素子領域上に前記透光性部材を貼着する工程（ｅ）をさらに備える
ことを特徴とする請求項９に記載の光学デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記工程（ｂ）は、前記凹部を少なくとも２つ形成する工程である
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の光学デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記工程（ｃ）は、前記凸部を少なくとも２つ形成する工程である
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の光学デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に開示の技術は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）及びＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などのイメージセンサー、フォトダイオード、フォトトランジスタ、及びフォトＩＣ（Integrated Circuit）などの受光素子、並びに、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）及び半導体レーザーなどの発光素子を備えた光学デバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像装置などの光学デバイスのパッケージ構造においては、従来の中空パッケージ構造に代えて、直貼り構造が提案されている。直貼り構造とは、半導体基板に設けられた受発光領域に、透光性接着剤を用いて透光性部材を直接貼り付ける構造のことである。直貼り構造のメリットは、透光性部材、透光性接着剤、及び半導体基板上に形成された透光性膜の屈折率を揃えることにより、光学デバイスの高感度化を図ることができることである。さらに、直貼り構造を採用することにより、パッケージの小型化及び薄型化が容易になると共に、例えば製造工程中に受発光領域へダストなどが混入することも防止することができる。
【０００３】
例えば、図１１に示すように、直貼り構造を有する第１の従来例に係る固体撮像装置が提案されている。なお、図１１は、第１の従来例に係る固体撮像装置の構造を示す斜視図である。
【０００４】
図１１に示すように、表面に受発光領域１０１が形成された半導体基板１０４の上には、受発光領域１０１を覆うように透光性絶縁膜１０３が形成されている。また、半導体基板１０４の上における周縁部には、受発光領域１０１を挟むようにして、透光性絶縁膜１０３と間隔を置いて複数の電極部１０７が形成されている。そして、透光性部材１０２が、受発光領域１０１を覆うように、透光性接着剤１１０を介して透光性絶縁膜１０３に直接貼り付けられることで、直貼り構造の固体撮像素子１１１が形成される。また、固体撮像素子１１１は、リード１０９が設けられたパッケージ基板１０８上に設置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２３９２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記図１１に示した直貼り構造を有する固体撮像装置では、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すような不具合が発生する恐れがある。なお、図１２（ａ）は、第１の従来例に係る固体撮像装置に発生する不具合を示す平面図であり、図１２（ｂ）は、第１の従来例に係る固体撮像装置に発生する不具合を示す平面図であって、図１２（ａ）に示すXIIb−XIIb線に対応する断面図である。
【０００７】
図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１の従来例に係る固体撮像装置の構造では、透光性接着剤１１０を用いて透光性部材１０２を半導体基板１０４上の透光性絶縁膜１０３上に搭載する際に、透光性接着剤１１０が透光性部材１０２の外側に大きくはみ出して、半導体基板１０４の周縁部に設けられた電極部１０７に付着する可能性があるという問題があった。
【０００８】
また、このような不具合を防止する目的で、例えば、図１３並びに図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、直貼り構造を有する第２の従来例に係る固体撮像装置が提案されている。なお、図１３は、第２の従来例に係る固体撮像装置の構造を示す斜視図である。図１４（ａ）は、第２の従来例に係る固体撮像装置の構造を示す平面図であり、図１４（ｂ）は、第２の従来例に係る固体撮像装置の構造を示す平面図であって、具体的には、図１４（ａ）に示すXIVb−XIVb線に対応する断面図である。
【０００９】
図１３並びに図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２の従来例に係る固体撮像装置は、上記第１の従来例に係る固体撮像装置の構造に対して、透光性絶縁膜１０３に、半導体基板１０４の表面を露出する凹部１０６ａが、受発光領域１０１と複数の電極部１０７との間に位置するように設けられている点で異なっている。このように、凹部１０６ａを設けることにより、透光性接着剤１１０を用いて透光性部材１０２を半導体基板１０４上の透光性絶縁膜１０３上に搭載する際に、透光性接着剤１１０が電極部１０７へ流れ込むことを防止している。
【００１０】
ところが、第２の従来例に係る固体撮像装置の構造では、透光性部材１０２が透光性接着剤１１０を介して透光性絶縁膜１０３上に搭載された後に、半導体基板１０４と透光性部材１０２との間の透光性接着剤１１０をＵＶ硬化させる。このため、図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＵＶ硬化装置への搬送時における搬送装置の振動により、透光性部材１０２の受発光領域１０１に対する相対位置のズレが発生してしまう。その結果、凹部１０６ａによる透光性接着剤１１０の電極部１０７への流れ込みを防止する効果が十分に得られず、透光性接着剤層１１０がやはり電極部１０７へ流れ込んで付着する可能性があり、また、反射ロスによる集光率の低下が生じるという問題があった。なお、図１５（ａ）は、第２の従来例に係る固体撮像装置に発生する不具合を示す平面図であり、図１５（ｂ）は、第２の従来例に係る固体撮像装置に発生する不具合を示す平面図であって、図１５（ａ）に示すXVb−XVb線に対応する断面図である。
【００１１】
前記に鑑み、本発明の目的は、直貼り構造において、透光性接着剤が電極部へ流れ込むことを防止しながら、透光性部材の受発光領域に対する相対位置のズレを抑制できる光学デバイス及びその製造方法を提供することである。その結果、本発明は、感度の向上及び小型化を実現する光学デバイス及びその製造方法を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、発明の一側面に係る光学デバイスは、受光領域及び発光領域のうちの少なくとも一方を含む素子領域が表面に形成された半導体基板と、半導体基板上に素子領域を覆うように形成され、素子領域よりも外側の領域に半導体基板の表面を露出する凹部を有する透光性絶縁膜と、透光性絶縁膜の上に透光性接着層を介して接着され、凸部を有する透光性部材と、透光性部材の凸部が透光性絶縁膜の凹部に差し込まれている。
【００１３】
本発明の一側面に係る光学デバイスにおいて、半導体基板上に、素子領域よりも外側の領域に形成された電極パッドをさらに備ており、透光性絶縁膜の凹部は、素子領域と電極パッドとの間に位置していることが好ましい。
【００１４】
本発明の一側面に係る光学デバイスにおいて、凹部は、少なくとも二つ形成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明の一側面に係る光学デバイスにおいて、凸部は、少なくとも二つ形成されていることが好ましい。
【００１６】
本発明の一側面に係る光学デバイスにおいて、凹部の断面形状は、開口径が上部から底部に向かって減少するテーパー形状であってもよい。
【００１７】
本発明の一側面に係る光学デバイスにおいて、凸部の断面形状は、断面積が上部から底部に向かって減少するテーパー形状であってもよい。
【００１８】
本発明の一側面に係る光学デバイスにおいて、凹部は、透光性絶縁膜の四隅にそれぞれ形成されており、凸部は、透光性部材の四隅にそれぞれ形成されており、透光性部材の四隅にそれぞれ形成された凸部が、透光性絶縁膜の四隅にそれぞれ形成された凹部に差し込まれていてもよい。
【００１９】
本発明の一側面に係る光学デバイスにおいて、電極パッドの代わりに、半導体基板中に形成された貫通電極をさらに備えており、貫通電極は、凹部よりも外側の領域に位置していてもよい。
【００２０】
以上の本発明の一側面に係る光学デバイスの構造によると、透光性接着層が電極部へ流れ込むことを防止しながら、透光性部材の素子領域に対する相対位置のズレを抑制できる光学デバイスを提供できる。その結果、感度の向上及び小型化を実現する光学デバイスを提供できる。
【００２１】
本発明の一側面に係る光学デバイスの製造方法は、受光領域及び発光領域のうちの少なくとも一方を含む素子領域が表面に形成された半導体基板の上に、素子領域を覆うように、透光性絶縁膜を形成する工程（ａ）と、透光性絶縁膜に、素子領域よりも外側の領域に半導体基板の表面を露出する凹部を形成する工程（ｂ）と、凸部を有する透光性部材を形成する工程（ｃ）と、透光性絶縁膜の凹部に透光性部材の凸部を差し込むことにより、透光性絶縁膜の上に、透光性接着層を介して、透光性部材を搭載する工程（ｄ）とを備える。
【００２２】
本発明の一側面に係る光学デバイスの製造方法において、工程（ｄ）の後に、半導体基板と透光性部材との間の透光性接着層を硬化させることにより、素子領域上に透光性部材を貼着する工程（ｅ）をさらに備えることが好ましい。
【００２３】
本発明の一側面に係る光学デバイスの製造方法において、工程（ｂ）は、凹部を少なくとも２つ形成する工程であってもよい。
【００２４】
本発明の一側面に係る光学デバイスの製造方法において、工程（ｃ）は、凸部を少なくとも２つ形成する工程であってもよい。
【００２５】
以上の本発明の一側面に係る光学デバイスの製造方法によると、透光性接着層を用いて透光性部材を透光性絶縁膜上に搭載する際、透光性絶縁膜における凹部に透光性部材の凸部が差し込まれる。このため、透光性絶縁膜の凹部及び透光性部材の凸部により、透光性接着層がはみ出して電極パッドへ流れ込むことが確実に防止されると共に、透光性部材の動きが透光性絶縁膜の凹部に規制されることにより、ＵＶ硬化装置への搬送時における透光性部材の素子領域に対する相対位置のズレが確実に抑制されて、反射ロスによる集光率の低下が生じることがない。その結果、直貼り構造において、小型化され、高感度であって良好な性能を示す光学デバイスを実現することができる。また、凹部は、素子領域よりも外側であって且つ電極パッドよりも内側に形成されており、該凹部に透光性部材の凸部が差し込まれるように構成されている。これにより、透光性部材はダイシングラインの上部を覆うことがないため、スムーズなダイシングが可能となる。さらに、上記の通り、相対位置のズレが確実に抑制され、且つ、透光性接着層のはみ出しも防止できるため、電極パッドとリードとをワイヤボンディングする際に、接続不良などの不具合が抑制され、ワイヤボンディングをスムーズに行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の一側面に係る光学デバイス及びその製造方法によると、直貼り構造において、透光性接着層が電極部へ流れ込むことを防止しながら、透光性部材と受発光領域との相対位置のズレを抑制できる。その結果、感度の向上及び小型化を実現する光学デバイス及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す平面図であり、図２（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す断面図であって、図２（ａ）に示すIIb−IIb線に対応する断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の実装方法を示すフローチャートである。
【図５】図５（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の実装方法を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す平面図であり、図６（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す断面図であって、図６（ａ）に示すVIb−VIb線に対応する断面図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す平面図であり、図７（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す断面図であって、図７（ａ）に示すVIIb−VIIb線に対応する断面図である。
【図８】図８（ａ）は、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す平面図であり、図８（ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す断面図であって、図８（ａ）に示すVIIIb−VIIIb線に対応する断面図であり、図８（ｃ）は、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置における透光性部材の構造を示す斜視図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す平面図であり、図９（ｂ）は、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す断面図であって、図９（ａ）に示すIXb−IXb線に対応する断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、本発明の第６の実施形態に係るＬＥＤ装置の構造を示す平面図であり、図１０（ｂ）は、本発明の第６の実施形態に係るＬＥＤ装置の構造を示す断面図であって、図１０（ａ）に示すXb−Xb線に対応する断面図である。
【図１１】図１１は、第１の従来例に係る固体撮像装置の構造を示す斜視図である。
【図１２】図１２（ａ）は、第１の従来例に係る固体撮像装置に発生する不具合を示す平面図であり、図１２（ｂ）は、第１の従来例に係る固体撮像装置に発生する不具合を示す平面図であって、図１２（ａ）に示すXIIb−XIIb線に対応する断面図である。
【図１３】図１３は、第２の従来例に係る固体撮像装置の構造を示す斜視図である。
【図１４】図１４（ａ）は、第２の従来例に係る固体撮像装置の構造を示す平面図であり、図１４（ｂ）は、第２の従来例に係る固体撮像装置の構造を示す断面図であって、図１４（ａ）に示すXIVb−XIVb線に対応する断面図である。
【図１５】図１５（ａ）は、第２の従来例に係る固体撮像装置に発生する不具合を示す平面図であり、図１５（ｂ）は、第２の従来例に係る固体撮像装置に発生する不具合を示す平面図であって、図１５（ａ）に示すXVb−XVb線に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下では、図面及び詳細な説明をもって本発明の技術的思想を明確に説明するものであり、当該技術分野におけるいずれの当業者であれば、本発明の好ましい実施例を理解した後に、本発明が開示する技術により、変更及び付加を加えることが可能であり、これは本発明の技術的思想及び範囲を逸脱するものではない。
【００２９】
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る光学デバイス及びその製造方法について、光学デバイスとしての固体撮像装置を例に用いて説明する。
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す斜視図である。また、図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す平面図であり、図２（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す断面図であって、図２（ａ）に示すIIb−IIb線に対応する断面図である。
【００３１】
図１並びに図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、表面に受光領域（素子領域）１ａが形成された半導体基板４の上には、受光領域１ａを覆うように透光性絶縁膜３が形成されている。また、半導体基板４の上における周縁部の両側（両端部）には、受光領域１ａを挟むようにして、透光性絶縁膜３と間隔を置いて複数の電極部（電極パッド）７が形成されている。ここで、透光性絶縁膜３には、半導体基板４の表面を露出する２つの凹部５が、受光領域１ａを挟んで対向するように設けられており、該２つの凹部５の各々は、受光領域１ａと複数の電極部７との間に位置している。そして、両側に凸部を有する透光性部材２が、受光領域１ａを覆うように、透光性接着剤層（透光性接着層）１０を介して、両側の凸部が透光性絶縁膜３の２つの凹部５に差し込まれる形で設けられている。このような構造よりなる固体撮像素子１１ａは、図１に示すように、リード９が設けられたパッケージ基板８上に設置される。
【００３２】
次に、図３は、上述した本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を示すフローチャートである。
【００３３】
図３に示すように、まず、工程Ｓ３０において、半導体基板４における受光領域１ａを覆うように形成された透光性絶縁膜３に、各々が、受光領域１ａを挟んで対向すると共に、受光領域１ａと周縁部の両側に設けられた複数の電極部７との間に位置するように、半導体基板４の表面を露出する２つの凹部５を形成する。具体的には、半導体基板４の上に、透光性絶縁膜３として例えばアクリレイトなどからなる感光性材料を塗布した後、該感光性材料の上にアクリレイトマスクを形成する。続いて、アクリレイトマスクを用いて、フォトリソグラフィー技術により、感光性材料における所望の領域部分を除去して、上述した位置に２つの凹部５を形成する。
【００３４】
次に、工程Ｓ３１において、両側に凸部を有する透光性部材２を形成する。具体的には、例えば、透光性部材２に水又は油などの液体をかけながら、超硬ドリル又はダイヤモンド製ドリルなどの工業用刃物により、透光性部材２の両側に凸部を形成する。なお、工程Ｓ３０及び工程Ｓ３１の順序は、これに限定されるものではなく、逆の順序であってもよいし、並列的に行うこともできる。
【００３５】
次に、工程Ｓ３２において、半導体基板４における透光性絶縁膜３の上に、液状の透光性接着層１０を塗布する。
【００３６】
次に、工程Ｓ３３において、透光性部材２の凸部を透光性絶縁膜３の凹部に差し込んだ後、ＵＶ硬化することにより、透光性接着層１０の上に、平面的に見て受光領域１ａを覆うように透光性部材２が設置される。このようにして、透光性部材２を透光性絶縁膜３に接着し、複数の固体撮像素子１１ａを形成する。
【００３７】
次に、工程Ｓ３４において、工程Ｓ３３にて得られた複数の固体撮像素子１１ａをダイシングすることにより、複数の固体撮像素子１１ａを個片毎に分割する。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態に係る固体撮像装置の構造及びその製造方法によると、透光性接着層１０を用いて透光性部材２を半導体基板４上の透光性絶縁膜３上に搭載する際（工程Ｓ３２）、透光性絶縁膜３における凹部５に透光性部材２の凸部が差し込まれる。このため、透光性絶縁膜３の凹部５及び透光性部材２の凸部により、透光性接着層１０がはみ出して電極部７へ流れ込むことが確実に防止されると共に、透光性部材２の動きが透光性絶縁膜３の凹部に規制されることにより、ＵＶ硬化装置への搬送時（工程Ｓ３３）における透光性部材２の受光領域１ａに対する相対位置のズレが確実に抑制されて、反射ロスによる集光率の低下が生じることがない。その結果、直貼り構造において、小型化され、高感度であって良好な性能を示す光学デバイスを実現することができる。
【００３９】
さらに、凹部５は、受光領域１ａよりも外側であって且つ電極部７よりも内側に形成されており、該凹部５に透光性部材２の凸部が差し込まれるように構成されている。これにより、透光性部材２はダイシングラインの上部を覆うことがないため、工程Ｓ３４におけるダイシングをスムーズに行うことが可能となる。
【００４０】
次に、図４は、上述した本実施形態に係る固体撮像装置の実装方法を示すフローチャートである。また、図５（ａ）〜（ｅ）は、上述した本実施形態に係る固体撮像装置の実装方法を示す断面図である。
【００４１】
まず、図５（ａ）に示すように、上述した図３の工程Ｓ３４を終えることにより、個片化された各固体撮像素子１１ａを準備する。
【００４２】
次に、図４の工程Ｓ３５において、図５（ｂ）に示すように、リード９が複数個設けられたパッケージ基板８を準備する。なお、パッケージ基板８の準備は、固体撮像素子１１ａの準備よりも前に行ってもよいし、並列的に行うこともできる。
【００４３】
その後引き続き、図４の工程Ｓ３５において、図５（ｃ）に示すように、ダイボンディングにより、個片化された各固体撮像素子１１ａをパッケージ基板８に接着層８ａを介して設置する。
【００４４】
次に、図４の工程Ｓ３６において、図５（ｄ）に示すように、ワイヤ１２を用いて、複数のリード９と固体撮像素子１１ａに設けられた複数の電極部７とをワイヤボンディングすることによりそれぞれ接続する。
【００４５】
次に、図４の工程Ｓ３７において、図５（ｅ）に示すように、半導体基板４のうち透光性部材２の上面を除く領域上に、遮光性樹脂１３を塗布することにより、固体撮像素子１１ａをパッケージする。以上のようにして、本実施形態に係る固体撮像装置を実装することができる。
【００４６】
本実施形態に係る固体撮像装置の実装方法によると、上述の固体撮像装置の構造及びその製造方法で説明した通り、ＵＶ硬化装置への搬送時における透光性部材２の受光領域１ａに対する相対位置のズレが確実に抑制され、且つ、透光性接着層１０の電極部７へのはみ出しも防止できるため、工程Ｓ３６における電極部７とリード９とをワイヤボンディングする際に、接続不良などの不具合が抑制され、ワイヤボンディングをスムーズに行うことが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態に係る固体撮像装置の実装方法によると、直貼り構造を有し、且つ、樹脂封止によりパッケージ化された固体撮像装置を得ることができるため、製造工程中に受光領域１ａへダストが混入するなどの不具合を解消することができる。その結果、小型化され、信頼性の高い固体撮像装置が実現される。
【００４８】
なお、以上の本実施形態では、透光性絶縁膜３に２つの凹部５が設けられた構成である場合について説明したがこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、少なくとも１つの凹部５を設ける構成であればよく、また、その構成に応じて、透光性部材２に設ける凸部の数も適宜変更可能である。
【００４９】
（第２の実態形態）
以下に、本発明の第２の実施形態に係る光学デバイス及びその製造方法について、光学デバイスとしての固体撮像装置を例に用いて説明する。
【００５０】
図６（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す平面図であり、図６（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す断面図であって、図６（ａ）に示すVIb−VIb線に対応する断面図である。
【００５１】
図６（ａ）及び（ｂ）に示す本実施形態に係る固体撮像装置の構造は、上述の図１並びに図２（ａ）及び（ｂ）に示した第１の実施形態に係る固体撮像装置の構造を比較して、半導体基板４上に設けられた透光性絶縁膜３には、開口径が上部から底部に向かって減少する断面形状を有するテーパー形状の凹部５ａが形成されている点で異なっており、その他の構造は同様であってその繰り返しの説明は省略する。なお、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法は、上述の図３を用いた説明と同様であって、テーパー形状の凹部５ａについては、工程Ｓ３０において公知の方法で形成することができる。
【００５２】
また、以上の構造を有する本実施形態の固体撮像装置の実装は、上述の図４及び図５（ａ）〜（ｅ）を用いた説明と同様にすることで、直貼り構造を有し、且つ、樹脂封止によりパッケージ化された固体撮像装置が得られる。
【００５３】
以上の本実施形態に係る固体撮像装置の構造及びその製造方法並びにその実装方法は、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の構造によると、透光性絶縁膜３の凹部５ａがテーパー形状であるため、透光性部材２の凸部を透光性絶縁膜３の凹部に差し込む際に、その差し込みが容易になる。このため、透光性部材２の受光領域１ａに対する相対位置のズレを効果的に防止することができる。その結果、本実施形態に係る固体撮像装置によると、直貼り構造において、小型化され、高感度で良好な性能をより確実に実現することができる。
【００５４】
なお、本実施形態においても、透光性絶縁膜３に設けられる凹部５ａは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、少なくとも１つの凹部５ａを設ける構成であればよく、また、その構成に応じて、透光性部材２に設ける凸部の数も適宜変更可能である。
【００５５】
（第３の実態形態）
以下に、本発明の第３の実施形態に係る光学デバイス及びその製造方法について、光学デバイスとしての固体撮像装置を例に用いて説明する。
【００５６】
図７（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す平面図であり、図７（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す断面図であって、図７（ａ）に示すVIIb−VIIb線に対応する断面図である。
【００５７】
図７（ａ）及び（ｂ）に示す本実施形態に係る固体撮像装置の構造は、上述の図６（ａ）及び（ｂ）に示した第２の実施形態に係る固体撮像装置の構造を比較して、透光性絶縁膜３に設けられたテーパー形状の凹部５ａに差し込まれる透光性部材２ａの凸部の断面形状が、その内側断面が傾斜していることにより、上部から底部に向かって減少しているテーパー形状となっている点で異っており、その他の構造は同様であってその繰り返しの説明は省略する。なお、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法は、上述の図３を用いた説明と同様であって、透光性部材２ａのテーパー形状の凸部については、工程Ｓ３１において公知の方法で形成することができる。
【００５８】
また、以上の構造を有する本実施形態の固体撮像装置の実装は、上述の図４及び図５（ａ）〜（ｅ）を用いた説明と同様にすることで、直貼り構造を有し、且つ、樹脂封止によりパッケージ化された固体撮像装置が得られる。
【００５９】
以上の本実施形態に係る固体撮像装置の構造及びその製造方法並びにその実装方法は、上述した第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の構造によると、透光性絶縁膜３のテーパー形状の凹部５ａに対して、透光性部材２ａのテーパー形状の凸部が差し込まれるように構成されているため、その差し込みがより容易になる。このため、透光性部材２ａの受光領域１ａに対する相対位置のズレをより効果的に防止すると共に、透光性接着層１０のはみ出しも確実に防止できる。その結果、本実施形態に係る固体撮像装置によると、直貼り構造において、小型化され、高感度で良好な性能をより確実に実現することができる。
【００６０】
なお、本実施形態においても、透光性絶縁膜３に設けられる凹部５ａは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、少なくとも１つの凹部５ａを設ける構成であればよく、また、その構成に応じて、透光性部材２ａに設ける凸部の数も適宜変更可能である。
【００６１】
（第４の実態形態）
以下に、本発明の第４の実施形態に係る光学デバイス及びその製造方法について、光学デバイスとしての固体撮像装置を例に用いて説明する。
【００６２】
図８（ａ）は、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す平面図であり、図８（ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す断面図であって、図８（ａ）に示すVIIIb−VIIIb線に対応する断面図であり、図８（ｃ）は、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置における透光性部材の構造を示す斜視図である。
【００６３】
図８（ａ）〜（ｃ）に示す本実施形態に係る固体撮像装置の構造は、上述の図１並びに図２（ａ）及び（ｂ）に示した第１の実施形態に係る固体撮像装置の構造を比較して、透光性絶縁膜３にはその四隅（４つのコーナー部周辺）にそれぞれ凹部５ｂが設けられており、且つ、その４つの凹部５ｂに差し込まれるように、４つの凸部が透光性部材２ｂの四隅（４つのコーナー部周辺）に設けられている点で異なっており、その他の構造は同様であってその繰り返しの説明は省略する。また、透光性部材２ｂにおいて、図８（ｃ）に示すように、複数の電極部７が並ぶ長さ方向における凸部間に壁部を設けることもできる。当該壁部の高さは、壁部の下端部が透光性絶縁膜３の上面と接する程度に形成されていることが好ましい。なお、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法は、上述の図３を用いた説明と同様であって、４つの凹部５ｂ及び４つの凸部については、工程Ｓ３０及び工程Ｓ３１において公知の方法で形成することができる。
【００６４】
また、以上の構造を有する本実施形態の固体撮像装置の実装は、上述の図４及び図５（ａ）〜（ｅ）を用いた説明と同様にすることで、直貼り構造を有し、且つ、樹脂封止によりパッケージ化された固体撮像装置が得られる。
【００６５】
以上の本実施形態に係る固体撮像装置の構造及びその製造方法並びにその実装方法は、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の構造によると、透光性絶縁膜３の四隅に凹部５ｂが設けられており、該４つの凹部５ｂに透光性部材２ｂの４つの凸部が差し込まれるように構成されているため、透光性部材２ｂを透光性接着層１０上に押圧して固定した後、透光性部材２ｂが透光性絶縁膜３の凹部５ｂに規制され、透光性部材２ｂの受光領域１ａに対する相対位置のズレがより強固に防止することができる。また、透光性部材２ｂには、下端部が透光性絶縁膜３の上面と接する程度の高さを有する壁部が、凸部間に形成されていることにより、上述のように相対位置のズレをより強固に防止しながら、透光性部材２ｂの搭載時における透光性接着層１０の電極パッド７方向へのはみ出しを確実に防止できる。
【００６６】
（第５の実態形態）
以下に、本発明の第５の実施形態に係る光学デバイス及びその製造方法について、光学デバイスとしての固体撮像装置を例に用いて説明する。
【００６７】
図９（ａ）は、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す平面図であり、図９（ｂ）は、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す断面図であって、図９（ａ）に示すIXb−IXb線に対応する断面図である。
【００６８】
図９（ａ）及び（ｂ）に示す本実施形態に係る固体撮像装置の構造は、上述の第１〜第４の実施形態に係る固体撮像装置の構造と比較して、これらの実施形態の固体撮像装置における電極部７としての電極パッドを用いる代わりに、半導体基板４を貫通する貫通電極４０を設けている点（なお、貫通電極４０も素子領域の外側であって、さらに凹部５の外側の領域に位置している）で異なっており、その他の構造は同様であってその繰り返しの説明は省略する。なお、図９（ａ）及び（ｂ）は、図２（ａ）及び（ｂ）に示した第１の実施形態に係る固体撮像装置の構造における電極パッドの代わりに貫通電極４０を用いた例を示しているが、同様に、第２〜第４の実施形態に係る固体撮像装置に対しても同様に適用できることは言うまでもない。なお、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法は、上述の図３を用いた説明と同様であるが、電極部７を半導体基板４に設ける代わりに、公知の方法により貫通電極４０を形成することになる。また、以上の構造を有する本実施形態の固体撮像装置の実装は、上述の図４及び図５（ａ）〜（ｅ）を用いた説明と同様であって、それにより、直貼り構造を有し、且つ、樹脂封止によりパッケージ化された固体撮像装置が得られる。
【００６９】
以上の本実施形態に係る固体撮像装置の構造及びその製造方法並びにその実装方法によると、貫通電極４０を有する構造においても、上述した第１〜第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
（第６の実態形態）
以下に、本発明の第６の実施形態に係る光学デバイス及びその製造方法について、光学デバイスとしてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）装置を例に用いて説明する。
【００７１】
図１０（ａ）は、本発明の第６の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す平面図であり、図１０（ｂ）は、本発明の第６の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す断面図であって、図１０（ａ）に示すXb−Xb線に対応する断面図である。
【００７２】
図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、表面に発光領域（素子領域）１ｂが形成されると共に複数の堰部６を有する半導体基板４の上には、発光領域１ｂを覆うように透光性絶縁膜３が形成されている。また、半導体基板４の上における周縁部には、透光性絶縁膜３と間隔を置いて電極部（電極パッド）７が形成されている。ここで、透光性絶縁膜３には、半導体基板４の表面を露出する２つの凹部５が、発光領域１ｂを挟んで対向するように設けられており、該２つの凹部５のうちの一方は、発光部１ｂと電極部７との間に位置している。そして、両側に凸部を有する透光性部材２が、発光領域１ｂを覆うように、透光性接着層１０を介して、両側の凸部が透光性絶縁膜３の２つの凹部５に差し込まれる形で設けられている。このような構造よりなるＬＥＤ素子１１ｂは、リード９が設けられたパッケージ基板８上に設置され、ワイヤ１２により、複数のリード９と電極部７とが接続され、そして、電極部７及びワイヤ１２を覆うように遮光性樹脂１３が塗布されている。なお、本実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法及び実装方法については、上述の第１の実施形態での説明から同様に想起できる方法であって、ここではその説明は繰り返さない。
【００７３】
本実施形態に係るＬＥＤ装置の構造及びその製造方法によると、透光性接着層１０を用いて透光性部材２が半導体基板４上の透光性絶縁膜３上に搭載される際、透光性絶縁膜３における凹部５に透光性部材２の凸部が差し込まれる。このため、透光性絶縁膜３の凹部５及び透光性部材２の凸部により、透光性接着層１０がはみ出して電極部７へ流れ込むことが確実に防止されると共に、透光性部材２の動きが透光性絶縁膜３の凹部に規制されることにより、ＵＶ硬化装置への搬送時における透光性部材２の発光領域１ｂに対する相対位置のズレが確実に抑制されて、反射ロスによる集光率の低下が生じることがない。その結果、直貼り構造において、高感度であって良好な性能を示す光学デバイスを実現することができる。さらに、凹部５は、発光領域１ｂよりも外側であって且つ電極部７よりも内側、つまり、発光領域１ｂと電極部７との間に形成されており、該凹部５に透光性部材２の凸部が差し込まれるように構成されている。これにより、透光性部材２はダイシングラインの上部を覆うことがないため、スムーズなダイシングが可能となる。その結果、本実施形態に係るＬＥＤ装置の実装方法では、電極部７とリード９とをワイヤボンディングする際に、接続不良などの不具合が抑制され、ワイヤボンディングをスムーズに行うことが可能となり、また、製造工程中に発光領域１ｂへダストが混入するなどの不具合を解消することができる。以上により、小型化され、信頼性の高いＬＥＤ装置が実現される。
【００７４】
なお、本実施形態において、透光性絶縁膜３の凹部及び透光性部材２の凸部の構造については、光学デバイスとしてのＬＥＤ装置の構造を逸脱しない範囲において、上述した第１〜第４の実施形態の構造及びその組み合わせの構造を適宜採用できることは言うまでもない。
【００７５】
なお、以上の本発明の第１〜第５の実施形態及び第６の実施形態では、本発明に係る光学デバイスとして、それぞれ固体撮像装置及びＬＥＤ装置を例にして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳなどのイメージセンサー（固体撮像素子）、フォトダイオード、フォトトランジスタ又はフォトＩＣなどの受光素子を有する光学デバイスに対しても、本発明は同様に実施可能であって同様な効果が得られる。なお、本発明の第１〜第５の実施形態のように固体撮像装置に本発明を適用することにより、例えばデジタルカメラのカメラモジュール、携帯電話のカメラモジュール、又は車載用カメラの高性能化に有用である。
【００７６】
また、本発明は、ＬＥＤ又は半導体レーザーなどの発光素子を有する光学デバイスにも適用可能である。なお、ＬＥＤは、例えば携帯電話の発光表示及び照明モジュールなどに利用され、半導体レーザーは、ＢＤ（Blu-ray Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、又はＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）ドライブなどに好適に利用される。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の光学デバイスは、光学デバイスの小型化及び高感度化に有用である。
【符号の説明】
【００７８】
１ａ    受光領域
１ｂ    発光領域
２、２ａ、２ｂ      透光性部材 
３      透光性絶縁膜 
４      半導体基板 
５、５ａ、５ｂ      凹部 
６      堰部
７      電極部
８      パッケージ基板 
８ａ    接着層
９      リード 
１０      透光性接着層 
１１ａ    固体撮像素子 
１１ｂ    ＬＥＤ素子 
１２      ワイヤ 
１３      遮光性樹脂
【図１】
2012084601.tif 000003
【図２】
2012084601.tif 000004
【図３】
2012084601.tif 000005
【図４】
2012084601.tif 000006
【図５】
2012084601.tif 000007
【図６】
2012084601.tif 000008
【図７】
2012084601.tif 000009
【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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