(57)【要約】【課題】所望の角度・方向から入射してくる光のみを受光面に到達させて検出することを可能とした光センサ装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】裏面（受光面）１６ｂに入射する光を検出して表面１６ａ側から信号を出力するＩＲ素子１０と、上面３０ａの少なくとも一部がＩＲ素子１０の表面１６ａと対向した状態で、ＩＲ素子１０と電気的に接続されためっき電極層３０と、ＩＲ素子１０とめっき電極層３０とを覆うモールド樹脂４９と、モールド樹脂４９に取り付けられた蓋体６０と、を備え、ＩＲ素子１０の受光面１６ｂ及びめっき電極層３０の下面３０ｂは、モールド樹脂４９の上面４９ａ及び下面４９ｂとそれぞれ同一平面に配置された状態でモールド樹脂４９から露出しており、蓋体６０には、ＩＲ素子１０の受光面１６ｂの視野角を制限する貫通した開口部６５が設けられている。【選択図】図１５
2012182380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と、前記第１の面の反対側にある第２の面とを有し、前記第１の面に入射する光を検出して前記第２の面側から信号を出力する光センサ素子と、
第３の面と、前記第３の面の反対側にある第４の面とを有し、前記第３の面の少なくとも一部が前記光センサ素子の前記第２の面と対向した状態で、前記光センサ素子と電気的に接続された電極パターンと、
前記光センサ素子と前記電極パターンとを覆う封止部材と、
前記封止部材に取り付けられた蓋体と、を備え、
前記封止部材は、外側に露出している第５の面と、前記第５の面の反対側にある第６の面とを有し、
前記光センサ素子の前記第１の面は前記封止部材の前記第５の面と同一平面に配置された状態で前記封止部材から露出し、且つ、前記電極パターンの前記第４の面は前記封止部材の前記第６の面と同一平面に配置された状態で前記封止部材から露出しており、
前記蓋体には、前記光センサ素子の前記第１の面の視野角を制限する貫通した開口部が設けられていることを特徴とする光センサ装置。
【請求項２】
前記光センサ素子の前記第１の面を覆う光学フィルタ、をさらに備え、
前記蓋体の前記開口部の周辺には凹部が設けられており、前記凹部内に前記光学フィルタが収納されていることを特徴とする請求項１に記載の光センサ装置。
【請求項３】
前記蓋体と前記封止部材との間に介在する接着剤、をさらに備え、
前記接着剤によって前記蓋体は前記封止部材に固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光センサ装置。
【請求項４】
前記光センサ素子から出力される前記信号を処理する半導体素子、をさらに備え、
前記半導体素子は、前記電極パターンと電気的に接続され、且つ前記封止部材で覆われていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の光センサ装置。
【請求項５】
前記電極パターンは、第１の端子領域と第２の端子領域及びダイパッド領域、を有し、
前記光センサ素子の前記第２の面と前記第１の端子領域の前記第３の面とがバンプを介して接続され、
前記半導体素子の回路を有する面と前記第２の端子領域の前記第３の面とがワイヤーを介して接続され、且つ、
前記半導体素子は前記ダイパッド領域の前記第３の面に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の光センサ装置。
【請求項６】
前記電極パターンはめっきによって形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の光センサ装置。
【請求項７】
第１の面と、前記第１の面の反対側にある第２の面とを有し、前記第１の面に入射する光を検出して前記第２の面側から信号を出力する光センサ素子を備えた光センサ装置を、支持板上に部分的に形成された電極パターンを用いて製造する方法であって、
前記光センサ素子の前記第２の面と、前記電極パターンの第３の面の少なくとも一部とを対向させた状態で、前記光センサ素子と前記電極パターンとを電気的に接続する工程と、
前記光センサ素子の前記第１の面をシートで覆った状態で前記支持板上に封止部材を供給して、前記光センサ素子と前記電極パターンとを封止部材で覆う工程と、
前記光センサ素子の前記第１の面から前記シートを除去する工程と、
前記封止部材と前記電極パターンとから前記支持板を除去する工程と、
前記封止部材を切断してパッケージを形成する工程と、
前記パッケージに蓋体を取り付ける工程と、を含み、
前記蓋体には、前記光センサ素子の前記第１の面の視野角を制限する貫通した開口部が設けられていることを特徴とする光センサ装置の製造方法。
【請求項８】
第１の面と、前記第１の面の反対側にある第２の面とを有し、前記第１の面に入射する光を検出して前記第２の面側から信号を出力する光センサ素子と、前記光センサ素子から出力される前記信号を処理する半導体素子とを備えた光センサ装置を、支持板上に部分的に形成された電極パターンを用いて製造する方法であって、
前記光センサ素子の前記第２の面と、前記電極パターンの第３の面の少なくとも一部とを対向させた状態で、前記光センサ素子と前記電極パターンとを電気的に接続する工程と、
前記半導体素子と前記電極パターンとを電気的に接続する工程と、
前記光センサ素子の前記第１の面をシートで覆い、且つ、前記半導体素子と前記シートとを離した状態で前記支持板上に封止部材を供給して、前記光センサ素子と前記半導体素子及び前記電極パターンを封止部材で覆う工程と、
前記光センサ素子の前記第１の面から前記シートを除去する工程と、
前記封止部材と前記電極パターンとから前記支持板を除去する工程と、
前記封止部材を切断してパッケージを形成する工程と、
前記パッケージに蓋体を取り付ける工程と、を含み、
前記蓋体には、前記光センサ素子の前記第１の面の視野角を制限する貫通した開口部が設けられていることを特徴とする光センサ装置の製造方法。
【請求項９】
前記支持板上に部分的に電極パターンを形成する工程、をさらに含み、
前記電極パターンを形成する工程は、
前記支持板として金属製支持板を用意し、前記金属製支持板上をレジスト膜で部分的に覆う工程と、
前記レジスト膜で部分的に覆われた前記金属製支持板にめっき処理を施して、前記金属製支持板の前記レジスト膜下から露出している領域上にめっき層を形成する工程と、
前記めっき層が形成された後で前記金属製支持板上から前記レジスト膜を除去する工程と、を含むことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の光センサ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線等の光を検出する光センサ素子を備えた光センサ装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。かかる文献には、その図１Ｅに示されているように、光学調整部（即ち、光学フィルタ）付きのセンサ素子が、その端面（即ち、受光面）を除いて樹脂で覆われ、樹脂から露出している受光面は樹脂の表面と同一平面に配置された（即ち、面一となっている）構造の赤外線センサが開示されている。また、センサ素子は、赤外線によって光起電力効果を生じる量子型のフォトダイオードであることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００６／０９５８３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示された赤外線センサでは、センサ素子の受光面は樹脂の表面と面一となっている。このため、センサ素子の受光面には、さまざまな角度・方向から赤外線が入射可能であり、意図しない角度・方向から入射してくる赤外線を検出してしまう可能性があった。
そこで、この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、所望の角度・方向から入射してくる光のみを受光面に到達させて検出できるようにした光センサ装置及びその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る光センサ装置は、第１の面と、前記第１の面の反対側にある第２の面とを有し、前記第１の面に入射する光を検出して前記第２の面側から信号を出力する光センサ素子と、第３の面と、前記第３の面の反対側にある第４の面とを有し、前記第３の面の少なくとも一部が前記光センサ素子の前記第２の面と対向した状態で、前記光センサ素子と電気的に接続された電極パターンと、前記光センサ素子と前記電極パターンとを覆う封止部材と、前記封止部材に取り付けられた蓋体と、を備え、前記封止部材は、外側に露出している第５の面と、前記第５の面の反対側にある第６の面とを有し、前記光センサ素子の前記第１の面は前記封止部材の前記第５の面と同一平面に配置された状態で前記封止部材から露出し、且つ、前記電極パターンの前記第４の面は前記封止部材の前記第６の面と同一平面に配置された状態で前記封止部材から露出しており、前記蓋体には、前記光センサ素子の前記第１の面の視野角を制限する貫通した開口部が設けられていることを特徴とする。
【０００６】
ここで、「同一平面に配置された」とは、面一に配置された、という意味である。換言すれば、段差がなく平らに配置された、という意味である。また、「第１の面（即ち、受光面）の視野角」とは、受光面における光の入射可能（到達可能）な角度の範囲のことである。視野角は、例えば、受光面の法線方向を基準に規定することができる。例えば図１８に示すように、視野角θ１は、受光面の法線方向から入射してくる光と、その法線方向との交差角度で規定することができる。
本発明の一態様に係る光センサ装置によれば、蓋体に設けられた開口部により、所望の角度・方向から入射してくる光のみを受光面に到達させて検出することができる。これにより、例えば、指向性のある光のみを検出したり、発光源を特定したりすることが可能である。
【０００７】
なお、「光センサ素子」としては、例えば、後述するＩＲ素子１０が該当する。「電極パターン」としては、例えば、後述するめっき電極層３０が該当する。「封止部材」としては、例えば、後述するモールド樹脂４９が該当する。また、「第１の面」としては例えば後述する裏面（受光面）１６ｂが該当し、「第２の面」としては例えば後述する表面１６ａが該当する。「第３の面」としては例えば後述する上面３０ａが該当し、「第４の面」としては例えば後述する下面３０ｂが該当する。「第５の面」としては例えば後述する上面４９ａが該当し、「第６の面」としては例えば後述する下面４９ｂが該当する。また、「光センサ装置」としては、例えば、後述するハイブリッドＩＲ１００、２００、又は、ディスクリートＩＲ３００が該当する。
【０００８】
また、上記の光センサ装置において、前記光センサ素子の前記第１の面を覆う光学フィルタ、をさらに備え、前記蓋体の前記開口部の周辺には凹部が設けられており、前記凹部内に前記光学フィルタが収納されていることを特徴としてもよい。ここで、光学フィルタは、所望の波長範囲の光を選択的に（即ち、透過率高く）透過させる機能を有する。
このような構成であれば、所望の波長範囲の光のみを光センサの受光面に到達させて検出することができ、その波長範囲から外れる光は光学フィルタで遮断することができるため、光電変換により光センサ素子から出力される電気信号（即ち、光の検出信号）について、Ｓ／Ｎ比の向上が可能である。
【０００９】
なお、上記の凹部は光学フィルタの外形及び寸法に対応したサイズであることが好ましい。このような構成であれば、光学フィルタの光センサに対する位置合わせは、光学フィルタを凹部へ収納することにより完了する。このため、光学フィルタの取付け作業を簡単に（例えば、受光面に対して位置合わせや貼り合わせ等の複雑な工程を経ることなく）、且つ精度高く行うことができる。簡便に光学フィルタを内蔵可能することができる。
【００１０】
また、上記の光センサ装置において、前記蓋体と前記封止部材との間に介在する接着剤、をさらに備え、前記接着剤によって前記蓋体は前記封止部材に固定されていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、例えば、蓋体や封止部材に係止部を設けることなく、これらを互いに固定することができる。
また、上記の光センサ装置において、前記光センサ素子から出力される前記信号を処理する半導体素子、をさらに備え、前記半導体素子は、前記電極パターンと電気的に接続され、且つ前記封止部材で覆われていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、光センサ素子と半導体素子とを１つのパッケージ内に備えた光センサ装置を提供することができる。なお、本発明の「半導体素子」としては、例えば、後述するＩＣ素子２０が該当する。
【００１１】
また、上記の光センサ装置において、前記電極パターンは、第１の端子領域と第２の端子領域及びダイパッド領域、を有し、前記光センサ素子の前記第２の面と前記第１の端子領域の前記第３の面とがバンプを介して接続され、前記半導体素子の回路を有する面と前記第２の端子領域の前記第３の面とがワイヤーを介して接続され、且つ、前記半導体素子は前記ダイパッド領域の前記第３の面に取り付けられていることを特徴としてもよい。
【００１２】
このような構成であれば、当該光センサ装置は、後述の製造方法により製造することができるため、例えば、受光面にはエッチングダメージがなく、光の透過性などに関して、高い品質の光センサ装置を提供することができる。また、例えば、半導体素子上に光センサを積んだスタック構造ではなく、光センサ素子と半導体素子とをインターポーザを含めて樹脂封止した構造でもないため、厚みの小さな光センサ装置を提供することができる。なお、本発明の「バンプ」としては、例えば、後述するスタッドバンプ１７が該当する。
【００１３】
また、上記の光センサ装置において、前記電極パターンはめっきによって形成されていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、例えば、銅板等を打ち抜いたりエッチングしたりすることにより形成されるリードフレームと比べて、厚さの薄い電極パターンを実現することができる。光センサ装置の小型、薄型化に寄与することができる。
【００１４】
本発明の別の態様に係る光センサ装置の製造方法は、第１の面と、前記第１の面の反対側にある第２の面とを有し、前記第１の面に入射する光を検出して前記第２の面側から信号を出力する光センサ素子を備えた光センサ装置を、支持板上に部分的に形成された電極パターンを用いて製造する方法であって、前記光センサ素子の前記第２の面と、前記電極パターンの第３の面の少なくとも一部とを対向させた状態で、前記光センサ素子と前記電極パターンとを電気的に接続する工程と、前記光センサ素子の前記第１の面をシートで覆った状態で前記支持板上に封止部材を供給して、前記光センサ素子と前記電極パターンとを封止部材で覆う工程と、前記光センサ素子の前記第１の面から前記シートを除去する工程と、前記封止部材と前記電極パターンとから前記支持板を除去する工程と、前記封止部材を切断してパッケージを形成する工程と、前記パッケージに蓋体を取り付ける工程と、を含み、前記蓋体には、前記光センサ素子の前記第１の面の視野角を制限する貫通した開口部が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
このような方法によれば、所望の角度・方向から入射してくる光のみを受光面に到達させて検出することができ、例えば、指向性のある光のみを検出したり、発光源を特定したりすることが可能な光センサ装置を作製することができる。また、封止部材をエッチングすることなく、光センサ素子に光を導入するための窓を封止部材に形成することができる。従来技術と比べて、封止部材に窓を形成するためのエッチング工程が不要であるため、工程数の増加や製造コストの上昇を抑えることができる。また、光センサ素子の受光面にエッチングダメージを与えずに済むため、例えば光の透過性など、受光に関する性能の品質低下を防ぐことができる。
【００１６】
本発明のさらに別の態様に係る光センサ装置の製造方法は、第１の面と、前記第１の面の反対側にある第２の面とを有し、前記第１の面に入射する光を検出して前記第２の面側から信号を出力する光センサ素子と、前記光センサ素子から出力される前記信号を処理する半導体素子とを備えた光センサ装置を、支持板上に部分的に形成された電極パターンを用いて製造する方法であって、前記光センサ素子の前記第２の面と、前記電極パターンの第３の面の少なくとも一部とを対向させた状態で、前記光センサ素子と前記電極パターンとを電気的に接続する工程と、前記半導体素子と前記電極パターンとを電気的に接続する工程と、前記光センサ素子の前記第１の面をシートで覆い、且つ、前記半導体素子と前記シートとを離した状態で前記支持板上に封止部材を供給して、前記光センサ素子と前記半導体素子及び前記電極パターンを封止部材で覆う工程と、前記光センサ素子の前記第１の面から前記シートを除去する工程と、前記封止部材と前記電極パターンとから前記支持板を除去する工程と、前記封止部材を切断してパッケージを形成する工程と、前記パッケージに蓋体を取り付ける工程と、を含み、前記蓋体には、前記光センサ素子の前記第１の面の視野角を制限する貫通した開口部が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
このような方法によれば、上記の光センサ装置の製造方法と同様の効果を奏することができる。また、上記の効果に加えて、当該方法により作製される光センサ装置の構造は、半導体素子上に光センサを積んだスタック構造ではなく、光センサ素子と半導体素子とをインターポーザを含めて樹脂封止した構造でもないため、比較的簡単な方法で厚みの小さい光センサ装置を提供することができる。
【００１８】
また、上記の光センサ装置の製造方法において、前記支持板上に部分的に電極パターンを形成する工程、をさらに含み、前記電極パターンを形成する工程は、前記支持板として金属製支持板を用意し、前記金属製支持板上をレジスト膜で部分的に覆う工程と、前記レジスト膜で部分的に覆われた前記金属製支持板にめっき処理を施して、前記金属製支持板の前記レジスト膜下から露出している領域上にめっき層を形成する工程と、前記めっき層が形成された後で前記金属製支持板上から前記レジスト膜を除去する工程と、を含むことを特徴としてもよい。
【００１９】
このような方法であれば、例えば、銅板等を打ち抜いたりエッチングしたりすることにより形成されるリードフレームと比べて、厚さの薄い電極パターンを形成することができる。光センサ装置の小型、薄型化に寄与することができる。なお、本発明の「支持板」「金属製支持板」としては、例えば、後述するＳＵＳ製（ステンレス製）支持板３１が該当する。「レジスト膜」としては、例えば、後述するレジストパターン１０３が該当する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、所望の角度・方向から入射してくる光のみを受光面に到達させて検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係るハイブリッドＩＲ１００の構成例を示す図。
【図２】第１実施形態に係るＩＲ素子１０の構成例を示す図。
【図３】第１実施形態に係るＩＣ素子２０の、信号処理回路２１の構成例を示す図。
【図４】第１実施形態に係るめっき電極層３０の構成例を示す図。
【図５】めっき電極層３０の第１の製造方法を示す図。
【図６】めっき電極層３０の第２の製造方法を示す図。
【図７】第１実施形態に係るハイブリッドＩＲ１００の製造方法を示す図（その１）。
【図８】ハイブリッドＩＲ１００の製造方法を示す図（その２）。
【図９】ハイブリッドＩＲ１００の製造方法を示す図（その３）。
【図１０】ハイブリッドＩＲ１００の製造方法を示す図（その４）。
【図１１】ハイブリッドＩＲ１００の製造方法を示す図（その５）。
【図１２】ハイブリッドＩＲ１００の製造方法を示す図（その６）。
【図１３】ハイブリッドＩＲ１００の製造方法を示す図（その７）。
【図１４】ハイブリッドＩＲ１００の製造方法を示す図（その８）。
【図１５】ハイブリッドＩＲ１００の製造方法を示す図（その９）。
【図１６】第２実施形態に係るハイブリッドＩＲ２００の製造方法を示す図。
【図１７】第３実施形態に係るディスクリートＩＲ３００の構成例を示す図。
【図１８】視野角を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明による実施形態を、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合もある。
（１）第１実施形態
（１．１）ハイブリッドＩＲの概略構成
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係るハイブリッドＩＲ１００の構成例を示す斜視図である。図１（ａ）は蓋体が取り付けられた後（即ち、完成した状態）のハイブリッドＩＲ１００を示す図であり、図１（ｂ）は蓋体が取り付けられる前の上面側（即ち、第１の面の側であり、第５の面の側）を示す図であり、図１（ｃ）は蓋体が取り付けられる前の下面側（即ち、第４の面の側であり、第６の面の側）を示す図である。
【００２３】
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、このハイブリッドＩＲ１００は、ＩＲ素子１０と、ＩＣ素子２０と、めっき電極層３０と、モールド樹脂４９と、蓋体６０と、を有する。図１（ｂ）に示すように、このハイブリッドＩＲ１００において、ＩＲ素子１０の受光面１６ｂは、モールド樹脂４９から露出しており、モールド樹脂４９の上面４９ａと同一平面となるように（即ち、面一となるように）配置されている。また、図１（ｃ）に示すように、めっき電極層３０の下面３０ｂは、モールド樹脂４９から露出しており、モールド樹脂４９の下面４９ｂと同一平面となるように配置されている。
【００２４】
ＩＣ素子２０は、めっき電極層３０のうちのダイパッド領域に固定されており、その全てがモールド樹脂４９で覆われるように封止されている。蓋体６０はモールド樹脂４９に固定されており、少なくとも、モールド樹脂４９の上面４９ａを覆っている。また、この蓋体６０には、受光面１６ｂの視野角を制限する貫通した開口部６５が設けられている。外界の光は、この開口部６５を通って受光面１６ｂに到達するようになっている。以下、ハイブリッドＩＲ１００を構成する各要素と、その製造方法について詳しく説明する。
【００２５】
（１．２）ＩＲ素子の構成
図２（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るＩＲ素子１０の構成例を示す図であり、図２（ａ）はＩＲ素子１０の表面１６ａ側（即ち、第２の面の側）を示す図、図２（ｂ）は光電変換素子１３の断面を示す図である。図２（ａ）に示すＩＲ素子１０は、赤外線を検出する光センサ素子であり、赤外線等の光を透過する光透過基板１１と、この光透過基板１１の表面１６ａ側に形成された受光部１２と、を備える。
【００２６】
これらの中で、光透過基板１１としては、ＧａＡｓ基板が用いられる。また、ＧａＡｓ基板の他に、例えば、Ｓｉ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、Ｇｅなどの半導体基板、若しくは、ＧａＮ、ＡｌＮ、サファイヤ基板、ガラス基板などの基板が用いられる。このような基板によれば、赤外線等の特定波長の光を、光透過基板１１の裏面（即ち、受光面）１６ｂから表面１６ａにかけて効率的に透過させることができる。
【００２７】
また、受光部１２は、複数の光電変換素子１３と、光電変換素子１３で光電変換された電気信号を出力するためのパッド部１４と、配線１５と、を有する。光電変換素子１３は何れも量子型のフォトダイオードであって、配線１５によって直列に接続されている。接続される光電変換素子１３の数が大きいほど発生する起電力は大きくなり、センサとしての感度が高まる。
【００２８】
図２（ｂ）に示すように、光電変換素子１３は、例えば、光透過基板１１上に形成されたインジウム（ｌｎ）及びアンチモン（Ｓｂ）を含むＩｎＳｂのようなｎ型化合物半導体層（ｎ層）１３ａと、このｎ層１３ａ上に形成されたノンドープの化合物半導体層（π層）１３ｂと、このπ層１３ｂ上に形成され、バンドギャップがｎ層１３ａ及びπ層１３ｂよりも大きいＡｌＩｎＳｂのような化合物半導体層１３ｃと、この化合物半導体層１３ｃ上に形成され、ｐ型の不純物が高濃度にドーピングされているｐ型化合物半導体層（ｐ層）１３ｄとにより構成されている。このように、ｎ層１３ａと、π層１３ｂと、ｎ層１３ａ及びπ層１３ｂよりもバンドギャップが大きい化合物半導体層１３ｃと、ｐ層１３ｄとが順次積層されてなる光電変換素子１３は、２０００ｎｍ〜７４００ｎｍの赤外線を検出することができる。
【００２９】
図２（ａ）に示すパッド部１４は、受光部１２の光電変換で得られた電気信号をＩＣ素子に出力するために設けられている。このパッド部１４は、例えば、互いに離間して配置された一対のパッド電極１４ａ及び１４ｂを有する。一方のパッド電極１４ａと複数の光電変換素子１３からなる列の一端との間、及び、他方のパッド電極１４ｂと上記列の他端との間がそれぞれ、配線１５によって電気的に接続されている。
【００３０】
ところで、このＩＲ素子１０において、パッド部１４の各電極は、ＩＲ素子１０の表面１６ａ側の四隅に計４つ配置されている。後にフリップチップボンディングによる接合時に平坦性を出すためにこのような配置となっている。複数の光電変換素子１３は、ＩＲ素子１０の表面１６ａ側を埋め尽くすように、パッド電極１４ａからパッド電極１４ｂにつづら折り状に配置されており、残りのパッド電極１４ｃとパッド電極１４ｄとは特に電気的に接続されてはいない。四隅の計４つのパッド電極１４にＡｕ線を用い予めスタッドバンプボンディングを施しておく。
【００３１】
次に、このＩＲ素子１０と同一のパッケージ内に配置されるＩＣ素子２０の構成例について説明する。
（１．３）ＩＣ素子の構成
図３は、本発明の第１実施形態に係るＩＣ素子２０の、信号処理回路２１の構成例を示すブロック図である。
図３に示すように、ＩＣ素子２０が有する信号処理回路２１は、ＩＲ素子１０やその他の各回路に対して必要に応じてバイアス電流若しくは電圧を与える電源回路２２と、ＩＲ素子１０からの電気信号を増幅する増幅回路２３と、増幅された電気信号を予め設定した電圧と比較する判定回路２４と、基準値としての予め設定した電圧を判定回路２４に入力する基準値発生回路２５とを含み、判定回路２４は外部へ判定結果となるデジタル信号を出力する。信号処理回路２１に含まれる上記の各要素はそれぞれ対応する要素と電気的に接続されている。
【００３２】
一般に、ＩＲ素子を含む光センサ素子の出力信号の振幅、若しくは変動量は数μＶから数ｍＶ以下と小さいため、電気信号は信号処理回路の増幅回路により増幅される。よって、ＩＲ素子１０の受光部１２に光が入射すると、該入射光は電気信号に変換されて増幅回路２３へと出力される。増幅回路２３では、電気信号を増幅して出力する。その後、増幅回路２３から出力された電気信号は、人体や炎からの赤外線を感知したか否かを判断するための判定回路２４に入力される（なお、この電気信号は、外部にアナログ出力しても良い。）。
【００３３】
このとき、判定回路２４には、基準値発生回路２５により、判定回路２４にて判定すべき波長の光、例えば、人体や炎からの赤外線に応じて設定された電圧（基準値電圧）が入力されており、判定回路２４は、該基準値電圧と増幅された電気信号とを比較することにより、該比較結果の電気信号を外部へデジタル出力する。
なお、図３に示したような信号処理回路２１を有するＩＣ素子２０は、量産性、設計の自由度等の観点から最も一般的なシリコン基板にＣＭＯＳプロセスやＢｉＣＭＯＳプロセス、若しくはバイポーラプロセス等により形成するのが好ましいが、ＧａＡｓ基板をはじめとする化合物半導体基板に形成してもよく、用途や、使用環境等に応じて最適な材料とプロセスを選択することができる。次に、めっき電極層３０の構成例について説明する。
【００３４】
（１．４）めっき電極層の構成
図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るめっき電極層３０の構成例を示す図である。図４（ａ）はめっき電極層３０を上面３０ａ側（即ち、第３の面の側）から見た平面図であり、図４（ｂ）は（ａ）をＸ４−Ｘ´４線で切断したときの断面図である。図４（ａ）及び（ｂ）に示すめっき電極層３０は、例えば、平面視で長方形の基板状のＳＵＳ製支持板３１の一方の面上に形成されている。
【００３５】
このめっき電極層３０は、例えば、ドライフィルム等を使用し、フォトリソグラフィ技術により、Ａｕ（金）−Ｎｉ（ニッケル）−Ａｇ（銀）等のめっきを順次積層することにより形成されるものである。この点については、「（１．５）めっき電極層の製造方法」の欄で詳しく説明する。めっき電極層３０の最上層の面（即ち、上面）３０ａはＡｇであり、最下層の面（即ち、下面）３０ｂはＡｕである。
【００３６】
ハイブリッドＩＲ１００の製造工程において、めっき電極層３０の上面３０ａは当初、露出した状態となっている。また、ハイブリッドＩＲ１００の製造工程において、ＳＵＳ製支持板３１は最終的に、めっき電極層３０から剥がされて取り除かれる。ここで、ＳＵＳ製支持板３１と直に接するめっき電極層３０の下面３０ｂには、その材料としてＡｕが選択されている。これは、ＳＵＳとＡｕとの密着力が弱いことを考慮してのものである。ＳＵＳとＡｕとの密着力が弱いため、めっき電極層３０を傷めることなく、ＳＵＳ製支持板３１を簡単に剥がすことができる。
【００３７】
また、図４（ａ）に示すように、めっき電極層３０は、第１の端子領域３２と、第２の端子領域３３と、ダイパッド領域３４とを有する。第１の端子領域３２は、例えばＩＲ素子１０と電気的に接続される領域である。第２の端子領域３３は、例えばＩＣ素子１０と電気的に接続される領域である。また、ダイパッド領域３４は、例えばＩＣ素子１０が取り付けられる領域である。なお、図４（ａ）及び（ｂ）に示すめっき電極層３０の外周部は、後述のダイシング工程で、ダイシングブレード等により切断される領域（カーフ幅という。）３６となっている。
【００３８】
（１．５）めっき電極層の製造方法
（１．５．１）第１の製造方法
図５（ａ）〜（ｆ）は、めっき電極層３０の第１の製造方法を示す工程図である。図５（ａ）に示すように、まず始めに、ＳＵＳ製支持板３１上にレジストを成分とするドライフィルム１０１を貼付する。次に、図５（ｂ）に示すように、このドライフィルム１０１を露光、現像処理してレジストパターン１０３を形成する。このレジストパターン１０３は、めっき電極層３０の反転パターン（つまり、めっき電極層３０の形成領域を露出し、めっき電極層３０の非形成領域を覆うようなパターン）である。次に、図５（ｃ）に示すように、このレジストパターン１０３をマスクに、ＳＵＳ製支持板３１上にＡｕめっきを施してＡｕ層１０５を形成する。上述したように、このＡｕ層１０５は、めっき電極層３０の最下層となる部分である。Ａｕ層１０５の厚さは例えば０．３μｍである。
【００３９】
次に、図５（ｄ）に示すように、Ｎｉめっき（電鋳）を施して、Ａｕ層１０５の上にＮｉ層１０７を形成する。このＮｉ層１０７は、めっき電極層３０の中間層となる部分である。Ｎｉ層１０７の厚さは例えば６２μｍである。なお、この第１の製造方法では、Ｎｉ層１０７の上面がレジストパターン１０３の上面とほぼ同じ高さとなるようにめっき（電鋳）の処理時間等を調製する。さらに、図５（ｅ）に示すように、Ａｇめっき（電鋳）を施して、Ｎｉ層１０７の上にＡｇ層１０９を形成する。このＡｇ層１０９は、めっき電極層３０の最上層となる部分である。Ａｇ層１０９の厚さは例えば２．５μｍである。その後、レジストパターン１０３を除去する。これにより、図５（ｆ）に示すように、ＳＵＳ製支持板３１上に、Ａｕ層１０５と、Ｎｉ層１０７と、Ａｇ層１０９とが積層された構造のめっき電極層３０が完成する。
【００４０】
（１．５．２）第２の製造方法
図６（ａ）〜（ｃ）は、めっき電極層３０の第２の製造方法を示す工程図である。
図６（ａ）において、Ａｕ層１０５を形成する工程までは、上述の第１の製造方法と同じであるため、その説明は省略する。この第２の製造方法では、Ａｕ層１０５を形成した後で、Ｎｉめっき（電鋳）を施してＮｉ層１０７´を形成する。ここで、第２の製造方法では、Ｎｉ層１０７´の上面がレジストパターン１０３の上面よりも高くなるように、めっき（電鋳）の処理時間等を調製する。Ｎｉ層１０７´の厚さは例えば２．５μｍである。第１の製造方法と比べて、Ｎｉ層１０７´を厚く形成することにより、このＮｉ層１０７´をレジストパターン１０３上にオーバーハングさせる。
【００４１】
これ以降の工程は、第１の製造方法と同じである。即ち、図６（ｂ）に示すように、Ａｇめっき（電鋳）を施して、Ｎｉ層１０７´の上にＡｇ層１０９を形成する。その後、レジストパターン１０３を除去する。これにより、図６（ｃ）に示すように、ＳＵＳ製支持板３１上に、Ａｕ層１０５と、Ｎｉ層１０７´と、Ａｇ層１０９とが積層された構造のめっき電極層３０が完成する。
【００４２】
この第２の製造方法で製造されためっき電極層３０は、Ｎｉ層１０７´がオーバーハングしている。このため、後述のハイブリッドＩＲ１００の製造工程において、このＮｉ層１０７´のオーバーハングしている部分がモールド樹脂４９で覆われ、モールド樹脂４９によって挟持されるような形となる。これにより、このオーバーハングしている部分を含むめっき電極層３０のパッケージからの脱落をより十分に防ぐことが可能となる。
なお、上記の第１、第２の製造方法では、Ａｇ層１０９の代わりに、Ａｕ層を形成してもよい。即ち、めっき電極層３０は、最下層が第１のＡｕ層１０５であり、中間層がＮｉ層１０７であり、最上層が第２のＡｕ層であってもよい。このような構成であっても、こめっき電極層３０上にバンプやワイヤーを接合することができる。
【００４３】
（１．６）蓋体の構成
図７（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る蓋体６０の構成例を示す斜視図と、この斜視図をＸ７−Ｘ´７線で切断した断面図である。
図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、この蓋体６０は、例えば、ハイブリッドＩＲ１００のパッケージの平面視による形状（即ち、平面形状）と同じ形状で同じ寸法（実際には、パッケージに対する蓋体６０の取付けを容易にするために、パッケージよりも若干大きめの寸法）を有するプレート部６１と、このプレート部６１の外周の側面に設けられた（即ち、プレート部６１を囲むように設けられた）ガイド部６２と、を有する。このプレート部６１のＩＲ素子に対応する部分（即ち、蓋体６０をパッケージに取り付けたときに、ＩＲ素子の受光面と向かい合う部分）には、受光面の視野角を制限するための、貫通した開口部６５が設けられている。
【００４４】
このような構成を有する蓋体６０は、例えば、射出成型で使用される液晶ポリマーで、熱変形温度が２５０℃以上の材質で構成されている。これにより、実装時のリフロー条件（例えば、炉温２６０℃、時間１０秒）に耐えることができる。
また、図１（ａ）に示したように、この蓋体６０をパッケージに被せると、ガイド部６２によってパッケージの側面は覆われる。これにより、パッケージの４つの側面（即ち、４辺）からＩＲ素子１０の側へ、光が漏れ入らないようにすることができる。
【００４５】
なお、図７（ｂ）では、開口部６５の側面６５ａが水平面に対して垂直である場合を示しているが、これはあくまで一例である。この第１実施形態において、開口部６５の側面６５ａは水平面に対して傾斜していてもよい。例えば、ＩＲ素子の受光面から上側（即ち、光が入射してくる方向）に向かって徐々に径が広がるように、開口部６５の側面６５ａは傾斜していてもよい。この側面６５ａの水平面に対する角度は、所望の視野角に応じて任意に設定可能である。
【００４６】
次に、上記のＩＲ素子１０、ＩＣ素子２０、めっき電極層３０が形成されたＳＵＳ製支持板３１及び蓋体６０等を用いて、光センサ装置の一種であるハイブリッドＩＲ１００を製造する方法について説明する。
（１．７）ハイブリッドＩＲの製造方法
図８（ａ）〜図１５（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係るハイブリッドＩＲ１００の製造方法を示す工程図である。図８〜図１４の各図において、（ａ）はめっき電極層３０を上面３０ａの側から見た平面図であり、（ｂ）は（ａ）をＸ８−Ｘ´８〜Ｘ１４−Ｘ´１４線でそれぞれ切断したときの断面図である。なお、図１２（ａ）では、図面の複雑化を回避するために金型の図示を省略している。
図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、まず始めに、図４（ａ）及び（ｂ）に示したＡｕ（金）−Ｎｉ（ニッケル）−Ａｇ（銀）等の積層構造からなるめっき電極層３０を１つの単位パターンとし、この単位パターンが平面視で縦方向及び横方向にそれぞれ連続して並ぶように形成されたＳＵＳ製支持板３１を用意する。
【００４７】
次に、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、めっき電極層３０のうちの、第１の端子領域３２の上面３０ａに、予めパット部１４（図２（ａ）参照。）にＡｕのスタッドバンプが形成されているＩＲ素子１０をフリップチップ接続する。即ち、ＩＣ素子１０の表面１６ａ（図２（ｂ）参照。）を第１の端子領域３２の上面３０ａの少なくとも一部と対向させた状態で、このＩＣ素子１０をスタッドバンプ１７を介して第１の端子領域３２と電気的に接続する。この接続により、ＩＲ素子１０の裏面（受光面）１６ｂがめっき電極層３０の上面３０ａと同じ側を向くことになる。なお、この接続に際して、ＩＲ素子１０の受光面１６ｂには予め保護膜（図示せず）を形成しておいてもよい。保護膜としては、例えばフォトレジストを用いることができる。このような保護膜は、例えば、ＩＲ素子１０の基材である光透過基板１１をダイシングする前に成膜しておくことができる。
【００４８】
次に、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、めっき電極層３０のうちの、ダイパッド領域３４の上面３０ａに、ＩＣ素子２０を取り付ける。この取付け（即ち、ＩＣ素子２０のダイボンディング）は、例えば、ＩＣ素子２０の裏面（即ち、上述の信号処理回路２１などが形成された面の反対側の面）を取付け面として、接着剤を介して行う。接着剤としては、めっき電極層３０のうちの一方と他方（例えば、ダイパッド領域３４と第２の端子領域３３）とが、ダイパッド領域３４からはみ出した接着剤を介して電気的に接続されることがないように、絶縁性の接着剤を用いることが好ましい。絶縁性の接着剤としては、Ａｇ（銀）のフィラーが入っていない絶縁性のエポキシ樹脂を例示することができる。
【００４９】
次に、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、ワイヤー４５、４６を用いて、ＩＣ素子２０とめっき電極層３０とをそれぞれ電気的に接続する（即ち、ワイヤーボンディングする）。ここでは、ＩＣ素子２０の表面にあるパッド電極２６と第２の端子領域３３とをＡｕ等からなるワイヤー４５で接続すると共に、ＩＣ素子２０の表面にあるパッド電極２７と（ＩＲ素子１０と既にフリップチップ接続されている）第１の端子領域３２とをＡｕ等からなるワイヤー４６で接続する。
【００５０】
次に、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＳＵＳ製支持板３１全体を下金型４８のキャビティ内に落とし込むように配置すると共に、上金型４７表面にシート３５を吸着させ上金型４７と下金型４８とを重ね合わせる。この際に、ＩＲ素子１０の受光面１６ｂと、ハイブリッドＩＲ素子にならないＳＵＳ製支持板３１の周辺部は、シート３５を介して上金型４７と接触した状態となる。この状態で、シート３５が吸着された上金型４７と下金型４８とに挟まれた空間にサイドからモールド樹脂を注入し、充填する。これにより、上金型４７表面に吸着されているシート３５と下金型４８に配置されたＳＵＳ製支持板３１との間の空間に存在する、ＩＲ素子１０とＩＣ素子２０及びワイヤー４５、４６をモールド樹脂で封止する。
【００５１】
なお、モールド樹脂としては、例えばエポキシ樹脂を用いることが可能である。また、この樹脂封止の工程では、上金型４７のシート３５とＩＲ素子１０の受光面１６ｂとの間、及び、同シート３５とハイブリッドＩＲ素子にならないＳＵＳ製支持板３１の周辺部との間とがそれぞれ隙間無く接触した状態で、両金型の重ね合わせにより、上金型４７のシート３５と下金型４８に配置されたＳＵＳ製支持板３１とに挟まれた空間のサイドからモールド樹脂が供給される。
このため、樹脂封止しシート３５を除去した後は、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、シートと接触していたＩＲ素子１０の受光面１６ｂはモールド樹脂４９から露出した状態となる。
【００５２】
次に、モールド樹脂４９を固定し、めっき電極層３０の下面３０ｂからＳＵＳ製支持板３１を除去する。ＳＵＳ製支持板３１の除去後、ポストキュアを施し、さらに、ＩＲ素子１０の受光面１６ｂに図示しない保護膜が形成されている場合は、当該保護膜を除去する。その後、めっき電極層３０のモールド樹脂４９から露出している下面３０ｂのパターンを目印に、ダイシング装置によりモールド樹脂４９をダイシングし、カーフ幅３６を切断する。これにより、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、モールド樹脂４９は個々の製品（即ち、個々のハイブリッドＩＲ１００）に切り離されて、パッケージ化される。
【００５３】
次に、このパッケージの表面に蓋体を取り付ける。ここでは、図１５（ａ）に示すように、パッケージ化されたモールド樹脂４９の上面４９ａに接着剤６９を塗布し、その後、図１５（ｂ）に示すように、蓋体６０をパッケージに載せて接着剤を加熱硬化する。又は、図示しないが、蓋体６０（光学フィルタが予め取り付けられていてもよい）の内側の面に接着剤６９を滴下し、その後、蓋体６０をパッケージに載せて接着剤６９を加熱硬化する。
【００５４】
これらの方法により、図１５（ｃ）に示すように、蓋体６０をパッケージに固定する。つまり、蓋体６０とモールド樹脂４９の上面４９ａとの間に接着剤６９を介在させることによって、蓋体６０をモールド樹脂４９に固定する。なお、蓋体６０の内側の面に接着剤６９を滴下する場合は、接着剤６９の周囲への広がりを抑制するために、蓋体６０の内側の面に若干の凹み（蓋体の外側から見れば、若干の膨らみ）を持たせてもよい。また、蓋体６０はガイド部６２を有していてもよい。このガイド部６２によって、パッケージの側面は覆われるため、パッケージの側面からＩＲ素子１０の側へ、光が漏れ入らないようにすることができる。以上の工程により、ハイブリッドＩＲ１００が完成する。
【００５５】
なお、めっき電極層３０のうちの、第１の端子領域３２の上面３０ａは、ＩＲ素子１０とフリップチップ接続されており、フリップ接続用端子部として機能する。また、めっき電極層３０のうちの、第２の端子領域３３の上面３０ａは、ＩＣ素子２０とワイヤー４５を介して接続されており、ボンディング用端子部として機能する。一方、このボンディング用端子部の反対側の面である、第２の端子領域３３の下面３０ｂは、外部配線基板接続用端子部として機能する。ハイブリッドＩＲ１００を各種の機器に組み込む際は、この外部配線基板接続用端子部を、例えばインターポーザ等の配線基板の端子部に電気的に接続する。これにより、受光面１６ｂが遮られることなく、ハイブリッドＩＲ１００を配線基板に実装することができる。
【００５６】
以上説明したように、本発明の第１実施形態によれば、蓋体６０が有する視野角制限用の開口部６５により、所望の角度・方向から入射してくる光のみをＩＲ素子１０の受光面１６ｂに到達させて検出することができる。これにより、例えば、指向性のある光のみを検出したり、発光源を特定したりすることが可能である。なお、図示しないが、この蓋体６０の表面には、ハイブリッドＩＲ１００の品種名やロット番号等をレーザー又は印刷等の方法でマーキングすることも可能である。
【００５７】
さらに、本発明の第１実施形態は、上記以外にも種々の効果を奏する。即ち、本発明の第１実施形態によれば、ＩＲ素子１０の受光面１６ｂをシート３５に貼付した状態で樹脂封止を行い、その後、シート３５を除去する。これにより、モールド樹脂４９をエッチングすることなくＩＲ素子１０の受光面に光を入射させることができる。従来技術と比べて、光を導入するための窓を形成するために、モールド樹脂４９をエッチングする必要はなく、エッチング工程とこれに付随するフォトリソグラフィ工程が不要であるため、工程数の増加や製造コストの上昇を抑えることができる。また、ＩＲ素子１０の受光面１６ｂにエッチングダメージを与えずに済むため、例えば光の透過性など、受光に関する性能の品質低下を防ぐことができる。
【００５８】
さらに、本発明の第１実施形態によれば、ＩＣ素子２０上にＩＲ素子１０を積んだスタック構造ではなく、ＩＲ素子１０とＩＣ素子２０とをインターポーザを含めて樹脂封止した構造でもないため、比較的簡単な方法で厚みの小さいハイブリッドＩＲ１００を作製することができる。
また、上記の第１実施形態では、ＩＲ素子１０とＩＣ素子２０とが１つのパッケージ内に配置されている。このため、これらを別々に用意し、インターポーザ等の配線基板に対してそれぞれ実装する場合と比べて、ＩＲ素子１０とＩＣ素子２０との離間距離を短くすることができ、実装密度の向上に寄与することができる。また、配線基板に対する実装の部品点数を減らすことができるため、実装にかかるコストの低減が可能である。さらに、ＩＲ素子１０とＩＣ素子２０とを電気的に接続する配線（例えば、図１１（ａ）に示したワイヤー４６）の全てをモールド樹脂４９で封止できるため、ＩＲ素子１０とＩＣ素子２０との電気的接続の信頼性を高めることができる。
【００５９】
（２）第２実施形態
ところで、本発明では、ＩＲ素子の受光面上に、所望の波長の光を選択的に（即ち、透過率高く）透過させる機能を有する光学フィルタを配置し、この光学フィルタによって所望の波長範囲の光のみを受光面に到達させるようにしてもよい。この場合、光学フィルタは例えば接着剤を用いてＩＲ素子の受光面に取り付けてもよい。或いは、上記の蓋体とＩＲ素子との間で光学フィルタを挟持するようにしてもよい。
【００６０】
図１６（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッドＩＲ２００の製造方法を示す工程図である。この第２実施形態では、図１６（ａ）に示すように、蓋体７０を用意する。この蓋体７０において、例えば図７（ａ）及び（ｂ）に示した蓋体６０との違いは、ＩＲ素子１０を収納するための凹部６７を蓋体７０の内側に有する点である。この凹部６７は、光学フィルタの外形と同じ形で、同じ寸法（実際には、光学フィルタの凹部６７への嵌め込みを容易に行うために、光学フィルタよりも若干大きめの寸法）を有する。
【００６１】
次に、図１６（ｂ）に示すように、この凹部に光学フィルタ６８を嵌め込む。上述のように、凹部６７の外形及びその寸法は光学フィルタ６８の外形及び寸法に対応している。このため、光学フィルタ６８を凹部６７へ嵌め込むことにより、光学フィルタ６８の取付けと、ＩＲ素子１０に対する位置合わせとが同時に完了する。凹部６７の形状と大きさが光学フィルタ６８のそれらに対応していることにより、光学フィルタ６８の取付け作業を簡単に、且つ精度高く行うことができる。
【００６２】
次に、図１６（ｃ）に示すように、ダイシングによりパッケージ化されたモールド樹脂４９に、光学フィルタ６８が嵌め込まれた蓋体７０を取り付ける。この蓋体７０の取付け方法は例えば第１実施形態と同じである。即ち、モールド樹脂４９の上面４９ａに接着剤６９を塗布し、その後、蓋体７０をパッケージに載せて接着剤６９を加熱硬化する。又は、図示しないが、蓋体７０の光学フィルタ６８が挿入されている以外の内側の面に接着剤６９を滴下し、その後、蓋体７０をパッケージに載せて接着剤６９を加熱硬化する。これらの方法により、図１６（ｃ）に示すように、蓋体７０をパッケージに固定する。つまり、蓋体７０とモールド樹脂４９の上面４９ａとの間に接着剤６９を介在させることによって、蓋体７０をモールド樹脂４９の上面４９ａに固定する。
【００６３】
なお、蓋体７０の内側の面に接着剤６９を滴下する場合は、接着剤６９の周囲への広がりを抑制するために、蓋体７０の内側の面に若干の凹み（蓋体の外側から見れば、若干の膨らみ）を持たせてもよい。また、蓋体７０はガイド部６２を有していてもよい。このガイド部６２によって、パッケージの側面は覆われるため、パッケージの側面からＩＲ素子１０の側へ、光が漏れ入らないようにすることができる。
【００６４】
なお、光学フィルタ６８の種類に特に制限はなく、赤外線を透過する機能を有するものであればよい。或いは、赤外線の中でも、特定の波長の赤外線を選択的に透過する機能を有するものでもよい。例えば、光学フィルタ６８は、光学部材と、この光学部材上に多層で形成された薄膜とで、長波長又は短波長、又はその両方の波長の赤外線を透過させない機能を有するものであり、これらの透過機能を組み合わせて結果的に、特定の波長の赤外線のみを透過させる機能を有するものでもよい。
【００６５】
この光学フィルタ６８は、特定の波長の赤外線のみを透過させる機能を１枚で行っても良いし、場合によっては複数枚を使用することもできる。また、この光学部材の材料としては、シリコン（Ｓｉ）、硝子（ＳｉＯ2）、サファイヤ（Ａｌ2Ｏ3）、Ｇｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣａＦ2、ＢａＦ2などの所定の赤外線が透過する材料が用いられ、また、これに蒸着される薄膜材料としては、シリコン（Ｓｉ）、硝子（ＳｉＯ2）、サファイヤ（Ａｌ2Ｏ3）、Ｇｅ、ＺｎＳ、ＴｉＯ2、ＭｇＦ2、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5などが使用される。また、光学部材上に異なる屈折率を有する誘電体を層状に積層した誘電体多層膜フィルタは、表面、裏面異なる所定の厚み構成で両面に作られていてもよいし、また、片面のみに形成されていてもよい。また、不要な反射を防止する目的で反射防止膜が表面、裏面の両面、又は片面の最表層に形成されていても構わない。
【００６６】
以上説明したように、本発明の第２実施形態によれば、所望の波長範囲の光（例えば赤外線、又は、赤外線の中でも特定の波長の赤外線）のみをＩＲ素子１０の受光面１６ｂに到達させて検出することができ、その波長範囲から外れる光は光学フィルタ６８で遮断することができるため、光電変換によりＩＲ素子１０から出力される電気信号（即ち、赤外線の検出信号）について、Ｓ／Ｎ比の向上が可能である。
【００６７】
（３）第３実施形態
上記の第１、第２実施形態では、本発明をＩＲ素子とＩＣ素子とを混載したハイブリッドＩＲに適用する場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限られることはない。本発明は、赤外線検出用の個別部品（所謂、ディスクリート）にも適用可能である。
図１７（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係るディスクリートＩＲ３００の構成例を示す平面図と、断面図である。図１７（ａ）は蓋体が取り付けられる前の上面側（即ち、第１の面の側であり、第５の面の側）を示す図であり、図１７（ｂ）は蓋体が取り付けられた後（即ち、完成した状態）の断面を示す図である。
【００６８】
図１７（ａ）に示すように、このディスクリートＩＲ３００において、例えば、図１（ａ）〜（ｃ）や、図１５（ａ）〜図１６（ｃ）に示したハイブリッドＩＲ１００、２００との違いは、ＩＣ素子を有さない点と、このＩＣ素子が取り付けるためのダイパッド領域がない点である。このディスクリートＩＲ３００では、めっき電極層は第１の端子領域３２のみであり、この第１の端子領域３２の上面３０ａに、予めパット部１４にＡｕのスタッドバンプが形成されているＩＲ素子１０（例えば、図２（ａ）参照。）をフリップチップ接続する。この接続により、ＩＲ素子１０の裏面（受光面）１６ｂがめっき電極層の上面３０ａと同じ側を向くことになる。なお、この接続に際して、ＩＲ素子１０の受光面１６ｂには予め保護膜（図示せず）を形成しておいてもよい。保護膜としては、例えばフォトレジストを用いることができる。このような保護膜は、例えば、ＩＲ素子１０の基材である光透過基板１１をダイシングする前に成膜しておくことができる。
【００６９】
このような構成であっても、蓋体７０が有する視野角制限用の開口部６５により、所望の角度・方向から入射してくる光のみをＩＲ素子１０の受光面１６ｂに到達させて検出することができる。これにより、例えば、指向性のある光のみを検出したり、発光源を特定したりすることが可能である。また、光学フィルタ６８が配置されることによって、所望の波長範囲の光のみをＩＲ素子１０の受光面に到達させて検出することができ、その波長範囲から外れる光は光学フィルタ６８で遮断することができるため、例えば、赤外線の検出信号について、Ｓ／Ｎ比の向上が可能である。又は、光学フィルタ６８を配置し、指向性のある光のみを検出することも可能である。
【００７０】
（４）その他の実施形態
なお、上記の第１実施形態では、例えば図２（ａ）に示したように、ＩＲ素子１０のパッド部１４として、ＩＲ素子１０の表面の四隅にパッド電極１４ａ、１４ｂを配置した構造を示したが、これはあくまで一例である。本発明において、ＩＲ素子１０のパッド部１４は、例えば、ＩＲ素子１０の表面１６ａにおいて、互いに離間して配置された３つ以上のパッド電極で構成されていてもよい。また、各パッド電極の配置位置も、ＩＲ素子１０の表面１６ａの周辺部ではなく、例えば表面１６ａの中心部であってもよい。このような構成であっても、ＩＲ素子１０とＩＣ素子２０とを電気的に接続することが可能であり、ＩＲ素子１０から電気信号を出力させることができる。
【００７１】
さらに、上記の各実施形態では、光センサ素子の一例として、２０００ｎｍ〜７４００ｎｍの赤外線を検出可能なＩＲ素子を例示した。しかしながら、本発明において光センサ素子はこれに限定されるものではない。本発明において、光センサ素子は例えば紫外線のみを検出する素子であってもよく、又は、紫外線と赤外線の両方を検出する素子であってもよい。
【００７２】
一例を挙げると、光透過基板１１上にｎ層と、π層と、ｎ層及びπ層よりもバンドギャップが大きい化合物半導体層と、ｐ層とが順次積層されてなる光電変換素子１３において、ｎ層にＩｎＳｂではなく、ＡｌＮ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｓＳｂといった他の材料を用いれば、波長が約２５０ｎｍの紫外線から、波長が約１２μｍの赤外線までを検出可能な光センサ素子を作成することが可能である。このような場合は、紫外線から赤外線までを検出する光センサ素子と、この光センサ素子から出力される電気信号を処理するＩＣ素子２０とを、１つのパッケージ内に備えた光センサ装置を提供することができる。
【００７３】
また、この場合は、光学フィルタ６８も例えば紫外線のみを透過させる機能を有するものであってもよく、又は、紫外線と赤外線の両方を透過させるものであってもよい。光学フィルタ６８の透過可能な波長範囲は、光センサ素子の検出可能な波長範囲に応じて、任意に設定可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０  ＩＲ素子
１１  光透過基板
１２  受光部
１３  光電変換素子
１４  パッド部
１４ａ〜１４ｄ  パッド電極
１５  配線
１６ａ  表面：第２の面
１６ｂ  裏面（受光面）：第１の面
１７  スタッドバンプ
２０  ＩＣ素子
２１  信号処理回路
２２  電源回路
２３  増幅回路
２４  判定回路
２５  基準値発生回路
２６、２７  パッド電極
３０  めっき電極層
３０ａ  めっき電極層の上面：第３の面
３０ｂ  めっき電極層の下面：第４の面
３１  ＳＵＳ製支持板
３２  第１の端子領域
３３  第２の端子領域
３４  ダイボンド領域
３５  シート
３６  カーフ幅
４５、４６  ワイヤー
４７  上金型
４８  下金型
４９  モールド樹脂
４９ａ  モールド樹脂の上面：第５の面
４９ｂ  モールド樹脂の下面：第６の面
６０、７０  蓋体
６１  プレート部
６２  ガイド部
６５  開口部
６８  光学フィルタ
６９  接着剤
１００、２００  ハイブリッドＩＲ
１０１  ドライフィルム
１０３  レジストパターン
１０５  Ａｕ層
１０７、１０７´  Ｎｉ層
１０９  Ａｇ層
３００  ディスクリートＩＲ
【図１】
2012182380.tif 000003
【図２】
2012182380.tif 000004
【図３】
2012182380.tif 000005
【図４】
2012182380.tif 000006
【図５】
2012182380.tif 000007
【図６】
2012182380.tif 000008
【図７】
2012182380.tif 000009
【図８】
2012182380.tif 000010
【図９】
2012182380.tif 000011
【図１０】
2012182380.tif 000012
【図１１】
2012182380.tif 000013
【図１２】
2012182380.tif 000014
【図１３】
2012182380.tif 000015
【図１４】
2012182380.tif 000016
【図１５】
2012182380.tif 000017
【図１６】
2012182380.tif 000018
【図１７】
2012182380.tif 000019
【図１８】
2012182380.tif 000020