(57)【要約】【課題】実装時のレンズの破損又はチップ吸着不良による実装位置ずれを抑制できる光半導体装置を提供する。【解決手段】一実施形態に係る光半導体装置は、第１面と、第１面に対向する第２面とを有する半導体基板と、半導体基板の第１面上に形成された電極と、電極に電気的に接続され、かつ半導体基板に形成された光素子と、光素子の第２面側に配置されたレンズとを備えている。半導体基板の第２面には凹部が形成されており、レンズは凹部の底部に配置されている。レンズの第２面側の頂部は、凹部の周囲に位置する第２面よりも第１面側に位置している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と、前記第１面に対向する第２面とを有する半導体基板と、
前記半導体基板の前記第１面上に形成された電極と、
前記電極に電気的に接続され、かつ前記半導体基板に形成された光素子と、
前記光素子の前記第２面側に配置されたレンズとを備え、
前記半導体基板の前記第２面には凹部が形成されており、前記レンズは前記凹部の底部に配置されており、
前記レンズの前記第２面側の頂部は、前記凹部の周囲に位置する前記第２面よりも前記第１面側に位置する、光半導体装置。
【請求項２】
前記凹部の周囲に位置する前記第２面の表面粗さは、前記レンズの表面粗さよりも小さい、請求項１に記載の光半導体装置。
【請求項３】
前記レンズ上に配置された反射防止膜をさらに備えた、請求項１に記載の光半導体装置。
【請求項４】
第１面と、前記第１面に対向する第２面とを有する半導体基板に光素子を形成し、かつ前記光素子に電気的に接続された電極を前記第１面上に形成する工程と、
第１開口を有する第１マスクを前記半導体基板の前記第２面上に形成する工程と、
前記第１マスクの前記第１開口から露出した前記半導体基板の前記第２面を第１エッチングにより除去することにより前記第２面に凹部と、前記凹部の底部に位置するレンズとを形成する工程とを備えた、光半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１マスクの形成前に、第２開口を有する第２マスクを前記半導体基板の前記第２面上に形成する工程と、
前記第２マスクの前記第２開口から露出した前記半導体基板の前記第２面を第２エッチングにより除去することにより前記第２面に環状溝を形成する工程とをさらに備え、
前記第１マスクは、前記環状溝の外周に位置する前記第２面を覆うとともに、前記環状溝の内周に位置する前記第２面を前記第１開口を通じて露出するように形成される、請求項４に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第２エッチングは異方性エッチングである、請求項５に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第２エッチングは等方性エッチングである、請求項５に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１マスクは感光性有機膜である、請求項４に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１エッチングは等方性エッチングである、請求項４に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記レンズ上を覆うように反射防止膜を形成する工程をさらに備えた、請求項４に記載の光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、光半導体装置及びその製造方法に関し、特にレンズを有する光半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば光通信用の受光装置として光半導体装置が用いられている。このような光半導体装置として、裏面レンズを有する光半導体装置が知られている。従来例に係る光半導体装置は、半導体基板を有している。この半導体基板は、主表面及び裏面を有している。半導体基板の主表面側には、電極が形成されている。半導体基板の裏面側には、レンズが形成されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
上記のような光半導体装置を実装する方法として、特許文献２記載のフリップチップ実装が提案されている。特許文献２記載のフリップチップ実装においては、吸着コレット等が光半導体装置の基板裏面側のレンズ周囲を吸着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２００２０２号公報
【特許文献２】特開平４−１９９５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の光半導体装置においては、吸着コレットでレンズ周囲を吸着する際に吸着コレットがレンズに接触してしまうおそれがある。その結果、レンズが破損してしまうおそれがある。また、吸着コレットがレンズ外周部を吸着する際に、吸着不良が発生するおそれがある。
【０００６】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態に係る光半導体装置は、第１面と、第１面に対向する第２面とを有する半導体基板と、半導体基板の第１面上に形成された電極と、電極に電気的に接続され、かつ半導体基板に形成された光素子と、光素子の第２面側に配置されたレンズとを備えている。半導体基板の第２面には凹部が形成されており、レンズは凹部の底部に配置されている。レンズの第２面側の頂部は凹部の周囲に位置する第２面よりも第１面側に位置している。
【発明の効果】
【０００８】
実施形態に係る光半導体装置によると、実装時のレンズの破損又はチップ吸着不良を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る光半導体装置の断面図である。
【図２】実施形態に係る光半導体装置を有する光モジュールの模式図である。
【図３】実施形態に係る光半導体装置の基板工程における断面図である。
【図４】実施形態に係る光半導体装置の先のマスク形成工程における断面図及び上面図である。
【図５】実施形態に係る光半導体装置の先のエッチング工程における断面図及び上面図である。
【図６】実施形態に係る光半導体装置の先のエッチング工程において異方性エッチングを行った場合の断面図である。
【図７】実施形態に係る光半導体装置の後のマスク形成工程における断面図及び上面図である。
【図８】実施形態に係る光半導体装置の後のエッチング工程における断面図及び上面図である。
【図９】先のエッチング工程において異方性エッチングを行った場合の実施形態に係る光半導体装置の後のエッチング工程における断面図である。
【図１０】実施形態に係る光半導体装置の反射防止膜形成工程における断面図である。
【図１１】比較例に係る光半導体装置の断面図である。
【図１２】比較例に係る光半導体装置のフォトレジスト形成工程及びエッチバック工程における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について、図を参照して説明する。なお、各図中同一または相当部分には同一符号を付している。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００１１】
以下に、実施形態に係る光半導体装置ＯＳの構造について説明する。
実施形態に係る光半導体装置ＯＳは、半導体受光装置又は半導体発光装置である。光半導体装置ＯＳが半導体受光装置である場合、光半導体装置ＯＳは、例えばＰＩＮフォトダイオードである。光半導体装置ＯＳが半導体発光装置である場合、光半導体装置ＯＳは、例えばＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）である。但し、光半導体装置ＯＳは、これらに限られるものではない。以下においては、一実施形態として、光半導体装置ＯＳがＰＩＮフォトダイオードである場合について説明を行う。
【００１２】
（実施形態に係る光半導体装置の基本構造）
まず、実施形態に係る光半導体装置ＯＳの基本構造について説明する。
【００１３】
図１に示すように、光半導体装置ＯＳは、半導体基板ＳＵＢと、電極ＥＬと、光素子ＯＥとを有している。半導体基板ＳＵＢは、主表面（第１面）ＭＳと、裏面（第２面）ＢＳとを有している。主表面ＭＳは、裏面ＢＳに対向する面である。裏面ＢＳには、凹部ＣＰが形成されている。電極ＥＬは、主表面ＭＳ上に形成されている。光素子ＯＥは、半導体基板ＳＵＢ中に形成され、かつ電極ＥＬに電気的に接続されている。光素子ＯＥは、半導体基板ＳＵＢ内に形成されている。
【００１４】
光半導体装置ＯＳは、レンズＬを有している。レンズＬは、半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳ側に配置されている。具体的には、レンズＬは、凹部ＣＰの底部に配置されている。すなわち、レンズＬは、光素子ＯＥの裏面ＢＳ側に配置されている。レンズＬは、裏面ＢＳの頂部ＴＰを有している。半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳは、レンズ外周部ＬＰを有している。レンズ外周部ＬＰは、平面視において（すなわち、半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳに垂直な方向から見て）、凹部ＣＰの周囲に形成されている。レンズＬの頂部ＴＰは、レンズ外周部ＬＰに位置する裏面ＢＳよりも低い位置にある。つまり、レンズＬの頂部ＴＰは、レンズ外周部ＬＰの高さ位置ＢＳＰ（裏面ＢＳ）よりも主表面ＭＳ側に位置している。
【００１５】
（半導体基板の構造）
半導体基板ＳＵＢは、例えば、基板領域ＳＵＢＲと、バッファ領域ＢＲと、光吸収領域ＯＡＲと、キャップ領域ＣＲと、ｐ型領域ＰＲとを有している。基板領域ＳＵＢＲは、半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳ側に配置されている。基板領域ＳＵＢＲは、例えばｎ型の半絶縁性を有している。基板領域ＳＵＢＲは、例えばＩｎＰ（Indium  Phosphide）である。
【００１６】
バッファ領域ＢＲは、基板領域ＳＵＢＲの主表面ＭＳ側に形成されている。バッファ領域ＢＲは例えばｎ型の導電型を有している。バッファ領域ＢＲは、例えばＩｎＰである。バッファ領域ＢＲは、光吸収領域ＯＡＲと基板領域ＳＵＢＲとの格子定数のミスマッチを緩和することにより、光吸収領域ＯＡＲに導入される結晶欠陥の量を低減するために形成されている。
【００１７】
光吸収領域ＯＡＲは、バッファ領域ＢＲの主表面ＭＳ側に配置されている。光吸収領域は例えばｎ型の導電型を有している。光吸収領域ＯＡＲにおいて、入射光が吸収される。これにより、光吸収領域ＯＡＲにおいて、電子及びホールが発生する。光吸収領域ＯＡＲは、例えばＩｎＧａＡｓ（Indium  Gallium  Arsenide）である。
【００１８】
キャップ領域ＣＲは、光吸収領域ＯＡＲの主表面ＭＳ側に配置されている。キャップ領域ＣＲは例えばｎ型の導電型を有している。キャップ領域ＣＲは、例えばＩｎＰである。
【００１９】
ｐ型領域ＰＲは、キャップ領域ＣＲ及び光吸収領域ＯＡＲ中に形成されている。ｐ型領域ＰＲは、主表面ＭＳに接している。ｐ型領域ＰＲは、裏面ＢＳ側に向かって延びている。これにより、ｐ型領域ＰＲは、キャップ領域ＣＲを貫通して、光吸収領域ＯＡＲにわずかに入っている。すなわち、ｐ型領域ＰＲは、光吸収領域ＯＡＲ内でｐｎ接合を形成している。そのため、ｐ型領域ＰＲと光吸収領域ＯＡＲの界面近傍においては、空乏層が形成されている。バッファ領域ＢＲ、ｐ型領域ＰＲ、光吸収領域ＯＡＲ及びキャップ領域ＣＲは、光素子ＯＥを構成している。
【００２０】
なお、半導体基板ＳＵＢの構造は上記のものに限られない。例えば、半導体基板ＳＵＢには、化合物半導体ではなく、シリコン（Ｓｉ）が用いられてもよい。
【００２１】
半導体基板ＳＵＢの主表面ＭＳ上には、電極ＥＬが形成されている。電極ＥＬは、陽極ＡＮと陰極ＣＡとを有している。陰極ＣＡは、キャップ領域ＣＲ上に形成され、キャップ領域ＣＲに電気的に接続されている。陽極ＡＮは、ｐ型領域ＰＲ上に形成され、ｐ型領域ＰＲに電気的に接続されている。そのため、光素子ＯＥは、電極ＥＬに電気的に接続されている。電極ＥＬには、例えばチタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）が用いられる。
【００２２】
キャップ領域ＣＲ上には、保護膜ＰＶが形成されている。保護膜ＰＶは、光半導体装置ＯＳの主表面ＭＳを保護するために形成されている。保護膜ＰＶは、例えば窒化珪素（ＳｉＮ）である。
【００２３】
（レンズの構造）
次に、レンズＬの構造について説明する。
【００２４】
レンズＬは、好ましくは、基板領域ＳＵＢＲの一部として、構成されている。レンズＬは、高さＨと直径Ｄとを有している。レンズＬを裏面ＢＳに垂直な方向から見た場合、レンズＬは円形形状を有している（図８（Ｂ）参照）が、直径Ｄはその円形形状の直径である。レンズＬは、裏面ＢＳ側に凸の曲面形状となっている。このレンズＬの曲面形状は、曲率Ｒを有している。曲率Ｒは、レンズＬの高さＨ及び直径Ｄにより変化する。
【００２５】
好ましくは、裏面ＢＳのレンズ外周部ＬＰにおける表面粗さは、レンズＬの表面粗さよりも小さい。裏面ＢＳのレンズ外周部ＬＰにおける表面粗さ及びレンズＬの表面粗さは、表面段差計によって測定される。
【００２６】
レンズＬの表面上には、反射防止膜ＡＲが形成されている。これにより、レンズＬに入射する光のレンズＬ表面での反射が抑制され、光の利用効率、ひいては実施形態に係る光半導体装置ＯＳの感度が向上する。
【００２７】
反射防止膜ＡＲには、例えばＳｉＮが用いられる。反射防止膜ＡＲの厚さは、好ましくは、入射光の波長を反射防止膜ＡＲに用いられる材料の屈折率の４倍で除した値の整数倍に等しいことが好ましい。反射防止膜ＡＲに用いられる材料は、例えばＳｉＮである。
【００２８】
（光半導体装置を用いたモジュール）
以下に、光半導体装置ＯＳを用いた光モジュールについて説明する。
【００２９】
図２に示すように、光モジュールは、光半導体装置ＯＳと、筐体Ｂと、光ファイバーＯＦと、外部端子ＯＴとを有している。光半導体装置ＯＳは、筐体Ｂの内部に固定されている。光ファイバーＯＦは、先端が筐体内部に位置するように、筐体Ｂの内部に挿入されている。外部端子ＯＴは、一方端が筐体Ｂの内部に位置するように挿入されている。外部端子ＯＴの他方端は、筐体Ｂの外部に突出している。光半導体装置ＯＳの裏面に形成されている陽極ＡＮ及び陰極ＣＡは、外部端子ＯＴの一方端に電気的に接続されている。
【００３０】
光半導体装置ＯＳは、裏面ＢＳ側が光ファイバーＯＦの先端に対向するように配置される。これにより、光ファイバーＯＦからの光が、レンズＬにより、光吸収領域ＯＡＲに集光されることになる。光半導体装置ＯＳは、光ファイバーＯＦの先端から距離ＤＩＳとなる位置に配置される。距離ＤＩＳは、モジュールの設計仕様により変更されうる。そのため、要求されるレンズＬの曲率Ｒは、モジュールの設計仕様によって変化する。
【００３１】
（光半導体装置の動作）
次に、光半導体装置ＯＳの動作について説明する。
【００３２】
光ファイバーＯＦからの入射光は、光半導体装置ＯＳのレンズＬを通過する。レンズＬを通過した光は、光吸収領域ＯＡＲ中に集光される。光吸収領域ＯＡＲに集光された光により、電子及びホールが生成する。陽極ＡＮ及び陰極ＣＡの間に印加される電圧により、生成したホール及び電子が、光吸収領域ＯＡＲとｐ型領域ＰＲの間のｐｎ接合に形成された空乏層をドリフトし、陰極ＣＡ及び陽極ＡＮに移動する。これによって生じた電流を検知することで、実施形態に係る光半導体装置ＯＳは入射光を検知する。
【００３３】
（光半導体装置の製造方法）
以下に、実施形態に係る光半導体装置ＯＳの製造方法について説明する。
【００３４】
光半導体装置ＯＳの製造方法は、基板工程Ｓ１と、レンズ工程Ｓ２とを有している。レンズ工程Ｓ２は、マスク工程Ｓ２１とエッチング工程Ｓ２２とを有している。基板工程Ｓ１においては、図３に示すように、一般的な半導体プロセスを用いて、光素子ＯＥが半導体基板ＳＵＢに形成される。また、基板工程Ｓ１においては、一般的な半導体プロセスを用いて、半導体基板ＳＵＢの主表面ＭＳ上に光素子ＯＥに電気的に接続された電極ＥＬが形成される。さらに、基板工程Ｓ１においては、一般的な半導体プロセスを用いて半導体基板ＳＵＢの主表面ＭＳ上に保護膜ＰＶが形成される。
【００３５】
基板工程Ｓ１においては、半導体基板ＳＵＢ、光素子ＯＥ、電極ＥＬ及び保護膜ＰＶの形成後、基板領域ＳＵＢＲの裏面ＢＳ側に対して、研磨が行われている。そのため、この段階で、基板領域ＳＵＢＲの裏面ＢＳ側は、平坦な面を有している。
【００３６】
マスク工程Ｓ２１は、先のマスク（第２マスク）形成工程Ｓ２１ａと後のマスク（第１マスク）形成工程Ｓ２１ｂとを有している。マスク工程Ｓ２１は、先のマスク形成工程Ｓ２１ａを有していなくてもよい。先のマスク形成工程Ｓ２１ａは、後のマスク形成工程Ｓ２１ｂの前に行われる。エッチング工程Ｓ２２は、先のエッチング（第２エッチング）工程Ｓ２２ａと、後のエッチング（第１エッチング）工程Ｓ２２ｂとを有している。エッチング工程Ｓ２２は、先のエッチング工程Ｓ２２ａを有していなくてもよい。先のエッチング工程Ｓ２２ａは、後のエッチング工程Ｓ２２ｂの前に行われる。
【００３７】
図４（Ａ）は、先のマスク形成工程Ｓ２１ａにおける、光半導体装置ＯＳの断面図である。図４（Ａ）に示すように、先のマスク形成工程Ｓ２１ａにおいては、裏面ＢＳ上に先のマスク（第２マスク）Ｍ１が形成される。先のマスクＭ１には、好ましくはフォトレジスト等の感光性有機膜が用いられる。但し、先のマスクＭ１はこれに限られるものではない。先のマスクＭ１には、例えばハードマスクが用いられてもよい。先のマスクＭ１は、開口ＯＰ１（第２開口）を有している。
【００３８】
図４（Ｂ）は、先のマスク形成工程Ｓ２１ａにおける、光半導体装置ＯＳの上面図である。図４（Ｂ）に示すように、開口ＯＰ１は、平面視において（半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳに垂直な方向から見て）環状の形状を有している。開口ＯＰ１からは、半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳが露出している。
【００３９】
先のエッチング工程Ｓ２２ａにおいては、半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳ側のエッチングが行われる。半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳ側のエッチングは、開口ＯＰ１を介して行われる。
【００４０】
先のエッチング工程Ｓ２２ａにおけるエッチングは、好ましくは等方性エッチングである。先のエッチング工程Ｓ２２ａにおけるエッチングは、好ましくはウエットエッチングである。但し、第１エッチング工程におけるエッチングはこれに限られるものではない。例えば、先のエッチング工程Ｓ２２ａにおけるエッチングは、異方性エッチングであってもよい。
【００４１】
図５（Ａ）は、先のエッチング工程Ｓ２２ａにおける、光半導体装置ＯＳの断面図である。図５（Ａ）に示すように、先のエッチング工程Ｓ２２ａにおいては、開口ＯＰ１から露出している半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳが除去される。これにより、半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳには溝ＴＲと台形部ＴＲＰとが形成される。溝ＴＲの断面形状は、下に凸の曲面形状である。台形部ＴＲＰの断面形状は、上に凸の台形形状である。なお、先のエッチング工程Ｓ２２ａにおけるエッチングが異方性エッチングで行われた場合、図６に示すように、溝ＴＲの断面形状は矩形形状となり、先のエッチング工程Ｓ２２ａが等方性エッチングにより行われた場合よりも溝ＴＲの幅が狭くなる。また、この場合、台形部ＴＲＰの断面形状も、矩形形状となる。
【００４２】
図５（Ｂ）は、先のエッチング工程Ｓ２２ａにおける、光半導体装置ＯＳの上面図である。図５（Ｂ）に示すように、溝ＴＲは、平面視において（半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳに垂直な方向からみて）、環状の形状を有している。台形部ＴＲＰは、平面視において円形の形状を有している。
【００４３】
なお、先のエッチング工程Ｓ２２ａが終了した後、先のマスクＭ１は、アッシング等により除去される。
【００４４】
図７（Ａ）は、後のマスク形成工程Ｓ２１ｂにおける、光半導体装置ＯＳの断面図である。図７（Ａ）に示すように、後のマスク形成工程Ｓ２１ｂにおいては、半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳ上に、後のマスク（第１マスク）Ｍ２が形成される。後のマスクＭ２には、好ましくはフォトレジスト等の感光性有機膜が用いられる。但し、後のマスクＭ２はこれに限られない。後のマスクＭ２には、例えばハードマスクが用いられてもよい。後のマスクＭ２は、開口ＯＰ２（第１開口）を有している。
【００４５】
図７（Ｂ）は、後のマスク形成工程Ｓ２１ｂにおける、光半導体装置ＯＳの上面図である。図７（Ｂ）に示すように、開口ＯＰ２は、平面視において（半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳに垂直な方向から見て）円形形状を有している。開口ＯＰ２からは、半導体基板ＳＵＢの第２面が露出している。開口ＯＰ２は、平面視において、溝ＴＲの外周よりも内側に形成されている。すなわち、後のマスクＭ２は、溝ＴＲの外周よりも外側に位置する半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳを被覆している一方、開口ＯＰ２からは溝ＴＲの外周よりも内側に位置する半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳが露出している。
【００４６】
後のエッチング工程Ｓ２２ｂにおいては、半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳ側のエッチングが行われる。半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳ側のエッチングは、開口ＯＰ２を介して行われる。
【００４７】
後のエッチング工程Ｓ２２ｂにおけるエッチングは、等方性エッチングである。後のエッチング工程Ｓ２２ｂにおけるエッチングは、好ましくはウエットエッチングである。
【００４８】
後のエッチング工程Ｓ２２ｂにおいては、図８に示すように、凹部ＣＰと、凹部ＣＰの底部に位置するレンズＬが形成される。レンズＬ及び凹部ＣＰは、後のエッチング工程Ｓ２２ｂにおいて、開口ＯＰ２から露出している半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳが除去されることにより形成される。レンズＬは、後のエッチング工程Ｓ２２ｂの等方性エッチングにより、台形部ＴＲＰの角が丸められた結果形成される。凹部ＣＰは、溝ＴＲが後のエッチング工程Ｓ２２ｂの等方性エッチングを受けることにより形成される。後のマスクＭ２及び先のマスクＭ１で被覆されることによりエッチングを受けていない裏面ＢＳ上の領域は、レンズ外周部ＬＰとなる。なお、先のエッチング工程Ｓ２２ａが異方性エッチングである場合、図９に示すように、レンズ外周部ＬＰの領域が広くなる。すなわち、レンズＬが形成される領域（凹部ＣＰ及びレンズＬが形成される領域）が狭くなる。これは、先のエッチング工程Ｓ２２ａにより形成される溝ＴＲの幅が狭いためである。
【００４９】
なお、後のエッチング工程Ｓ２２ｂが終了した後、後のマスクＭ２は、アッシング等により除去される。
【００５０】
以上のとおり、レンズ外周部ＬＰは、後のエッチング工程Ｓ２２ｂ及び先のエッチング工程Ｓ２２ａが行われている間、後のマスクＭ２及び先のマスクＭ１により被覆されているため、エッチングを受けていない。そのため、半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳのレンズ外周部ＬＰの表面粗さは、エッチングを受けているレンズＬの表面粗さより小さい。
【００５１】
上記のとおり、光モジュールにおける光ファイバーＯＦの先端と光半導体装置ＯＳの距離ＤＩＳは、光モジュールの設計仕様により変化する。そのため、光モジュールの設計仕様が変化すれば、要求されるレンズＬの曲率Ｒが変化する。
【００５２】
開口ＯＰ２の直径、後のエッチング工程Ｓ２２ｂ及び先のエッチング工程Ｓ２２ａにおける半導体基板ＳＵＢのエッチング量は、変更可能である。これらの条件を変更することにより、レンズＬの高さＨ及び直径Ｄを変更することが可能である。すなわち、これらの条件を変更することにより、レンズＬの曲率Ｒを変更することが可能である。そのため、これらの条件を変更することにより、光モジュールの設計仕様の変化に対応することが可能となる。
【００５３】
光半導体装置ＯＳの製造方法は、さらに反射防止膜形成工程Ｓ３を有していてもよい。図１０に示すように、反射防止膜形成工程Ｓ３においては、レンズＬ上に反射防止膜ＡＲが形成される。反射防止膜ＡＲの形成は例えばＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）等により行われる。
【００５４】
（実施形態に係る光半導体装置の効果）
以下に、実施形態に係る光半導体装置の効果を比較例と対比して説明する。
【００５５】
まず、比較例に係る光半導体装置の構成について説明する。
図１１に示すように、比較例に係る光半導体装置の構成は、実施形態に係る光半導体装置と比較して、レンズＬがレンズ外周部ＬＰ（裏面ＢＳ）よりも高い位置となるように形成されている点において異なっている。なお、これ以外の比較例の構成は、図１に示す実施形態に係る光半導体装置ＯＳの構成とほぼ同じであるため、同一の要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００５６】
次に、比較例に係る光半導体装置におけるレンズ工程Ｓ２について説明する。なお、比較例に係る光半導体装置における基板工程Ｓ１及び反射防止膜形成工程Ｓ３は、実施形態に係る光半導体装置ＯＳと同様である。
【００５７】
比較例に係る光半導体装置におけるレンズ工程Ｓ２は、フォトレジスト形成工程Ｓ２３と、エッチバック工程Ｓ２４とを有する。
【００５８】
図１２（Ａ）は、比較例に係る光半導体装置のフォトレジスト形成工程Ｓ２３における断面図である。図１２（Ａ）に示すように、フォトレジスト形成工程Ｓ２３においては、半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳ側にフォトレジストＰＨＲが形成される。フォトレジストＰＨＲは、レンズ形状を有している。レンズ形状のフォトレジストＰＨＲは、半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳ上に形成されたフォトレジストＰＨＲのパターニング及びパターニングされたフォトレジストＰＨＲのベーキングより行われる。
【００５９】
エッチバック工程Ｓ２４においては、半導体基板ＳＵＢのエッチングが行われる。半導体基板ＳＵＢのエッチングは、レンズ形状を有するフォトレジストＰＨＲをマスクとして行われる。図１２（Ｂ）は、比較例に係る半導体素子のエッチバック工程Ｓ２４における断面図である。図１２（Ｂ）に示すように、エッチバック工程Ｓ２４により、フォトレジストＰＨＲのレンズ形状が半導体基板ＳＵＢに転写され、レンズＬが形成される。
【００６０】
比較例に係る光半導体装置においては、レンズＬの頂部ＴＰがレンズ外周部ＬＰよりも高い位置に設けられている。そのため、レンズ外周部を吸着コレット等により吸着する際に、吸着コレットがレンズＬに接触する可能性がある。その結果、レンズＬが破損するおそれがある。
【００６１】
比較例に係る光半導体装置においては、フォトレジストＰＨＲがレンズ外周部ＬＰ上に形成されていない。そのため、エッチバック工程Ｓ２４におけるエッチングでは、レンズ外周部ＬＰに対してもエッチングが行われる。そのため、比較例に係る光半導体装置ＯＳにおいては、レンズ外周部ＬＰの表面粗さが大きくなっている。
【００６２】
他方、実施形態に係る光半導体装置ＯＳにおいては、レンズＬの頂部ＴＰがレンズ外周部ＬＰよりも低い位置にある。そのため、吸着コレット等によりレンズ外周部ＬＰを吸着する際に吸着コレットがレンズＬに接触しがたい。その結果、実施形態に係る光半導体装置ＯＳによると、レンズＬの破損を抑制することが可能となる。
【００６３】
実施形態に係る光半導体装置ＯＳにおいて、半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳのレンズ外周部ＬＰにおける表面粗さが、レンズＬの表面粗さよりも小さい場合、吸着時に吸着コレットがずれてしまうことを抑制することが可能になる。
【００６４】
実施形態に係る光半導体装置ＯＳの製造方法によると、実施形態に係る光半導体装置ＯＳの構成を形成することが可能となる。
【００６５】
実施形態に係る光半導体装置ＯＳの製造方法において先のマスク形成工程Ｓ２１ａ及び先のエッチング工程Ｓ２２ａを行う場合、レンズＬを簡易に形成することが可能となる。
【００６６】
実施形態に係る光半導体装置ＯＳの製造方法において、先のエッチング工程Ｓ２２ａが異方性エッチングにより行われる場合、溝ＴＲの幅を狭くすることができる。すなわち、この場合、レンズＬが形成される領域を狭くすることができる。そのため、この場合、実装時により小さい吸着コレットを用いることが可能となる。
【００６７】
実施形態に係る光半導体装置ＯＳの製造方法において、先のエッチング工程Ｓ２２ａが等方性エッチングにより行われた場合、なだらかなレンズＬの表面を形成することが容易となる。
【００６８】
実施形態に係る光半導体装置ＯＳの製造方法において、後のマスクＭ２、先のマスクＭ１をフォトレジスト等の感光性有機膜により形成した場合、半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳの平坦性を維持することが可能となる。
【００６９】
実施形態に係る光半導体装置ＯＳの製造方法において、後のエッチング工程Ｓ２２ｂが等方性エッチングにより行われた場合、レンズＬの表面をなだらかな曲率Ｒとすることが可能となる。
【００７０】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７１】
ＡＮ  陽極、ＡＲ  反射防止膜、Ｂ  筐体、ＢＲ  バッファ領域、ＢＳ  裏面、ＢＳＰ  高さ位置、ＣＡ  陰極、ＣＰ  凹部、ＣＲ  キャップ領域、Ｄ  直径、ＤＩＳ  距離、ＥＬ  電極、Ｈ  高さ、Ｌ  レンズ、ＬＰ  レンズ外周部、Ｍ１  先のマスク、Ｍ２  後のマスク、ＭＳ  主表面、ＯＡＲ  光吸収領域、ＯＦ  光ファイバー、ＯＰ１  開口、ＯＰ２  開口、ＯＳ  光半導体装置、ＯＴ  外部端子、ＰＨＲ  フォトレジスト、ＰＲ  ｐ型領域、ＰＶ  保護膜、Ｒ  曲率、Ｓ１  基板工程、Ｓ２  レンズ工程、Ｓ３  反射防止膜形成工程、Ｓ２１  マスク工程、Ｓ２１ａ  先のマスク形成工程、Ｓ２１ｂ  後のマスク形成工程、Ｓ２２  エッチング工程、Ｓ２２ａ  先のエッチング工程、Ｓ２２ｂ  後のエッチング工程、Ｓ２３  フォトレジスト形成工程、Ｓ２４  エッチバック工程、ＳＵＢ  半導体基板、ＳＵＢＲ  基板領域、ＴＰ  頂部、ＴＲ  溝、ＴＲＰ  台形部。
【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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