(57)【要約】【課題】  小型化および検出精度の向上を図ることが可能な光半導体装置を提供すること。【解決手段】  主面１１１および裏面１１２を有し、半導体材料よりなる基板１と、基板１に配置された半導体発光素子７Ａと、基板１に配置された半導体受光素子と、半導体発光素子７Ａおよび半導体受光素子７Ｂに導通する導電層３と、導電層２の少なくとも一部と基板との間に介在する絶縁層２と、を備えた光半導体装置Ａ１であって、基板１は、主面１１１から凹み、且つ半導体発光素子７Ａが配置された発光側凹部底面１４２Ａおよび半導体受光素子７Ｂが配置された受光側凹部底面１４２Ｂを有する凹部１４、半導体発光素子７Ａからの光を発光側凹部底面１４２Ａから裏面１１２へと透過させる発光側透光部１８Ａ、および裏面１１２から受光側凹部底面１４２Ｂを通じて半導体受光素子７Ｂへと光を透過させる受光側透光部１８Ｂを有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面を有し、半導体材料よりなる基板と、
前記基板に配置された半導体発光素子と、
前記基板に配置された半導体受光素子と、
前記半導体発光素子および前記半導体受光素子に導通する導電層と、
前記導電層の少なくとも一部と前記基板との間に介在する絶縁層と、を備えた光半導体装置であって、
前記基板は、前記主面から凹み、且つ前記半導体発光素子が配置された発光側凹部底面および前記半導体受光素子が配置された受光側凹部底面を有する凹部、前記半導体発光素子からの光を前記発光側凹部底面から前記裏面へと透過させる発光側透光部、および前記裏面から前記受光側凹部底面を通じて前記半導体受光素子へと光を透過させる受光側透光部を有することを特徴とする、光半導体装置。
【請求項２】
前記発光側凹部底面と前記受光側凹部底面とは、互いに離間している、請求項１に記載の光半導体装置。
【請求項３】
前記凹部は、前記発光側凹部底面から起立する発光側凹部第１側面を有する、請求項２に記載の光半導体装置。
【請求項４】
前記凹部は、前記受光側凹部底面から起立する受光側凹部第１側面を有する、請求項３に記載の光半導体装置。
【請求項５】
前記基板と前記絶縁層の少なくとも一部との間に介在し、前記半導体発光素子からの光および前記半導体受光素子が受光する光を遮光する遮光層を備える、請求項４に記載の光半導体装置。
【請求項６】
前記遮光層は、金属と前記基板を構成する半導体との化合物からなる、請求項５に記載の光半導体装置。
【請求項７】
前記遮光層は、ＴｉとＳｉとの化合物からなる、請求項６に記載の光半導体装置。
【請求項８】
前記遮光層は、金属からなる、請求項５に記載の光半導体装置。
【請求項９】
前記遮光層は、Ｔｉからなる、請求項８に記載の光半導体装置。
【請求項１０】
前記遮光層は、前記凹部に形成された凹部内面遮光部を有する、請求項５ないし９のいずれかに記載の光半導体装置。
【請求項１１】
前記凹部内面遮光部は、平面視において前記発光側透光部を内包し、且つ前記半導体発光素子からの光を通過させる発光側開口を有する、請求項１０に記載の光半導体装置。
【請求項１２】
前記凹部内面遮光部は、平面視において前記受光側透光部を内包し、且つ前記半導体受光素子への光を通過させる受光側開口を有する、請求項１１に記載の光半導体装置。
【請求項１３】
平面視において前記遮光層の前記発光側開口に内包され、且つ前記発光側透光部に含まれる発光側透光膜を備える、請求項１２に記載の光半導体装置。
【請求項１４】
前記発光側透光膜の外縁と、前記遮光層の前記発光側開口の内縁とは、互いに一致する、請求項１３に記載の光半導体装置。
【請求項１５】
前記発光側透光膜は、ＳｉＯ2からなる、請求項１３または１４に記載の光半導体装置。
【請求項１６】
平面視において前記遮光層の前記受光側開口に内包され、且つ前記受光側透光部に含まれる受光側透光膜を備える、請求項１３ないし１５のいずれかに記載の光半導体装置。
【請求項１７】
前記受光側透光膜の外縁と、前記遮光層の前記受光側開口の内縁とは、互いに一致する、請求項１６に記載の光半導体装置。
【請求項１８】
前記受光側透光膜は、ＳｉＯ2からなる、請求項１６または１７に記載の光半導体装置。
【請求項１９】
前記基板は、平面視において前記遮光層の前記発光側開口に少なくとも一部が内包され、前記発光側凹部底面から前記裏面に貫通するとともに、前記発光側透光部に含まれる発光側貫通孔を有する、請求項１６ないし１８のいずれかに記載の光半導体装置。
【請求項２０】
前記発光側貫通孔は、前記基板の厚さ方向において前記主面側に位置する発光側主面側開口と、前記裏面側に位置する発光側裏面側開口とを有する、請求項１９に記載の光半導体装置。
【請求項２１】
前記発光側主面側開口は、前記発光側透光膜に接しており、且つ平面視において前記発光側透光膜に内包されている、請求項２０に記載の光半導体装置。
【請求項２２】
前記発光側主面側開口は、平面視において前記発光側裏面側開口に内包されている、請求項２１に記載の光半導体装置。
【請求項２３】
前記基板は、平面視において前記遮光層の前記受光側開口に少なくとも一部が内包され、前記受光側凹部底面から前記裏面に貫通するとともに、前記受光側透光部に含まれる受光側貫通孔を有する、請求項２０ないし２２のいずれかに記載の光半導体装置。
【請求項２４】
前記受光側貫通孔は、前記基板の厚さ方向において前記主面側に位置する受光側主面側開口と、前記裏面側に位置する受光側裏面側開口とを有する、請求項２３に記載の光半導体装置。
【請求項２５】
前記受光側主面側開口は、前記受光側透光膜に接しており、且つ平面視において前記受光側透光膜に内包されている、請求項２４に記載の光半導体装置。
【請求項２６】
前記受光側主面側開口は、平面視において前記受光側裏面側開口に内包されている、請求項２５に記載の光半導体装置。
【請求項２７】
前記基板の前記裏面を覆う裏面コート層を備える、請求項２４ないし２６のいずれかに記載の光半導体装置。
【請求項２８】
前記裏面コート層は、平面視において前記発光側貫通孔の少なくとも一部を内包する発光側開口を有する、請求項２７に記載の光半導体装置。
【請求項２９】
前記発光側開口と、前記発光側貫通孔の前記発光側裏面側開口とが、平面視において一致している、請求項２８に記載の光半導体装置。
【請求項３０】
前記裏面コート層は、平面視において前記受光側貫通孔の少なくとも一部を内包する受光側開口を有する、請求項２８または２９に記載の光半導体装置。
【請求項３１】
前記受光側開口と、前記受光側貫通孔の前記受光側裏面側開口とが、平面視において一致している、請求項３０に記載の光半導体装置。
【請求項３２】
前記凹部に充填された部分を有する封止樹脂部を備える、請求項１６ないし３１のいずれかに記載の光半導体装置。
【請求項３３】
前記封止樹脂部は、前記半導体発光素子と前記発光側透光膜との間に介在する発光側透光樹脂部を有する、請求項３２に記載の光半導体装置。
【請求項３４】
前記発光側透光樹脂部は、前記半導体発光素子の前記主面側部分を露出させている、請求項３３に記載の光半導体装置。
【請求項３５】
前記封止樹脂部は、前記半導体受光素子と前記受光側透光膜との間に介在する受光側透光樹脂部を有する、請求項３３または３４に記載の光半導体装置。
【請求項３６】
前記受光側透光樹脂部は、前記半導体受光素子の前記主面側部分を露出させている、請求項３３に記載の光半導体装置。
【請求項３７】
前記封止樹脂部は、発光側透光樹脂部および受光側透光樹脂部に対して前記主面側に位置する遮光樹脂部を有する、請求項３５または３６に記載の光半導体装置。
【請求項３８】
前記遮光樹脂部は、発光側透光樹脂部および受光側透光樹脂部と空隙を隔てている、請求項３７に記載の光半導体装置。
【請求項３９】
前記遮光樹脂部は、前記半導体発光素子および前記半導体受光素子との間に空隙を隔てている、請求項３８に記載の光半導体装置。
【請求項４０】
前記凹部は、前記発光側凹部第１側面および受光側凹部第１側面に繋がり、且つ前記主面と同じ側を向く凹部中間面を有しており、
前記凹部中間面に支持された制御素子を備え、
前記制御素子は、前記遮光樹脂部と前記発光側凹部第１側面および前記受光側凹部第１側面とを区画している、請求項３９に記載の光半導体装置。
【請求項４１】
前記遮光樹脂部と前記発光側透光樹脂部および前記受光側透光樹脂部とは互いに接している、請求項３７に記載の光半導体装置。
【請求項４２】
前記導電層は、前記主面に形成された主面側導電部を有する、請求項３７ないし４１のいずれかに記載の光半導体装置。
【請求項４３】
前記主面側導電部に接し、且つ前記遮光樹脂部を貫通する柱状部を各々が有する複数の端子部を備える、請求項４２に記載の光半導体装置。
【請求項４４】
前記柱状部の端面と前記遮光樹脂部の端面とは、互いに面一である、請求項４３に記載の光半導体装置。
【請求項４５】
前記端子部は、前記柱状部に繋がり、且つ前記遮光樹脂部から露出するパッド部を有する、請求項４３または４４に記載の光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子と半導体受光素子とを備えた光半導体装置が広く用いられている。特許文献１に開示された光半導体装置は、半導体発光素子から発せられた光が半導体受光素子によって受光されるか否かによって、当該光半導体装置の近傍に設定された所定領域における検出対象物の有無を検出する。半導体発光素子からの光が半導体受光素子に直接受光する構成の場合、半導体受光素子によって半導体発光素子からの光が受光されないと、検出対象物が存在すると認識される。一方、半導体発光素子からの光が反射によって半導体受光素子に受光される構成の場合、半導体受光素子によって半導体発光素子からの光が受光されると、検出対象物が存在すると認識される。
【０００３】
このような光半導体装置においては、小型化および検出精度の向上が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２７５９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、小型化および検出精度の向上を図ることが可能な光半導体装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によって提供される光半導体装置は、厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面を有し、半導体材料よりなる基板と、前記基板に配置された半導体発光素子と、前記基板に配置された半導体受光素子と、前記半導体発光素子および前記半導体受光素子に導通する導電層と、前記導電層の少なくとも一部と前記基板との間に介在する絶縁層と、を備えた光半導体装置であって、前記基板は、前記主面から凹み、且つ前記半導体発光素子が配置された発光側凹部底面および前記半導体受光素子が配置された受光側凹部底面を有する凹部、前記半導体発光素子からの光を前記発光側凹部底面から前記裏面へと透過させる発光側透光部、および前記裏面から前記受光側凹部底面を通じて前記半導体受光素子へと光を透過させる受光側透光部を有することを特徴としている。
【０００７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記発光側凹部底面と前記受光側凹部底面とは、互いに離間している。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記凹部は、前記発光側凹部底面から起立する発光側凹部第１側面を有する。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記凹部は、前記受光側凹部底面から起立する受光側凹部第１側面を有する。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基板と前記絶縁層の少なくとも一部との間に介在し、前記半導体発光素子からの光および前記半導体受光素子が受光する光を遮光する遮光層を備える。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光層は、金属と前記基板を構成する半導体との化合物からなる。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光層は、ＴｉとＳｉとの化合物からなる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光層は、金属からなる。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光層は、Ｔｉからなる。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光層は、前記凹部に形成された凹部内面遮光部を有する。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記凹部内面遮光部は、平面視において前記発光側透光部を内包し、且つ前記半導体発光素子からの光を通過させる発光側開口を有する。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記凹部内面遮光部は、平面視において前記受光側透光部を内包し、且つ前記半導体受光素子への光を通過させる受光側開口を有する。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態においては、平面視において前記遮光層の前記発光側開口に内包され、且つ前記発光側透光部に含まれる発光側透光膜を備える。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記発光側透光膜の外縁と、前記遮光層の前記発光側開口の内縁とは、互いに一致する。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記発光側透光膜は、ＳｉＯ2からなる。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、平面視において前記遮光層の前記受光側開口に内包され、且つ前記受光側透光部に含まれる受光側透光膜を備える。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記受光側透光膜の外縁と、前記遮光層の前記受光側開口の内縁とは、互いに一致する。
【００２３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記受光側透光膜は、ＳｉＯ2からなる。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基板は、平面視において前記遮光層の前記発光側開口に少なくとも一部が内包され、前記発光側凹部底面から前記裏面に貫通するとともに、前記発光側透光部に含まれる発光側貫通孔を有する。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記発光側貫通孔は、前記基板の厚さ方向において前記主面側に位置する発光側主面側開口と、前記裏面側に位置する発光側裏面側開口とを有する。
【００２６】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記発光側主面側開口は、前記発光側透光膜に接しており、且つ平面視において前記発光側透光膜に内包されている。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記発光側主面側開口は、平面視において前記発光側裏面側開口に内包されている。
【００２８】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基板は、平面視において前記遮光層の前記受光側開口に少なくとも一部が内包され、前記受光側凹部底面から前記裏面に貫通するとともに、前記受光側透光部に含まれる受光側貫通孔を有する。
【００２９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記受光側貫通孔は、前記基板の厚さ方向において前記主面側に位置する受光側主面側開口と、前記裏面側に位置する受光側裏面側開口とを有する。
【００３０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記受光側主面側開口は、前記受光側透光膜に接しており、且つ平面視において前記受光側透光膜に内包されている。
【００３１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記受光側主面側開口は、平面視において前記受光側裏面側開口に内包されている。
【００３２】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基板の前記裏面を覆う裏面コート層を備える。
【００３３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記裏面コート層は、平面視において前記発光側貫通孔の少なくとも一部を内包する発光側開口を有する。
【００３４】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記発光側開口と、前記発光側貫通孔の前記発光側裏面側開口とが、平面視において一致している。
【００３５】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記裏面コート層は、平面視において前記受光側貫通孔の少なくとも一部を内包する受光側開口を有する。
【００３６】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記受光側開口と、前記受光側貫通孔の前記受光側裏面側開口とが、平面視において一致している。
【００３７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記凹部に充填された部分を有する封止樹脂部を備える。
【００３８】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記封止樹脂部は、前記半導体発光素子と前記発光側透光膜との間に介在する発光側透光樹脂部を有する。
【００３９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記発光側透光樹脂部は、前記半導体発光素子の前記主面側部分を露出させている。
【００４０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記封止樹脂部は、前記半導体受光素子と前記受光側透光膜との間に介在する受光側透光樹脂部を有する。
【００４１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記受光側透光樹脂部は、前記半導体受光素子の前記主面側部分を露出させている。
【００４２】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記封止樹脂部は、発光側透光樹脂部および受光側透光樹脂部に対して前記主面側に位置する遮光樹脂部を有する。
【００４３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光樹脂部６２は、発光側透光樹脂部および受光側透光樹脂部と空隙を隔てている。
【００４４】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光樹脂部は、前記半導体発光素子および前記半導体受光素子との間に空隙を隔てている。
【００４５】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記凹部は、前記発光側凹部第１側面および受光側凹部第１側面に繋がり、且つ前記主面と同じ側を向く凹部中間面を有しており、前記凹部中間面に支持された制御素子を備え、前記制御素子は、前記遮光樹脂部と前記発光側凹部第１側面および前記受光側凹部第１側面とを区画している。
【００４６】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光樹脂部６２と前記発光側透光樹脂部および前記受光側透光樹脂部とは互いに接している。
【００４７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層は、前記主面に形成された主面側導電部を有する。
【００４８】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記主面側導電部に接し、且つ前記遮光樹脂部を貫通する柱状部を各々が有する複数の端子部を備える。
【００４９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記柱状部の端面と前記遮光樹脂部の端面とは、互いに面一である。
【００５０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記端子部は、前記柱状部に繋がり、且つ前記遮光樹脂部から露出するパッド部を有する。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、前記半導体発光素子および前記半導体受光素子は、前記基板の前記凹部に内蔵されている。このため、前記半導体発光素子および前記半導体受光素子を適切に保護しつつ、前記光半導体装置全体の大きさを小型化することができる。また、前記半導体発光素子および前記半導体受光素子を内蔵する前記基板に前記発光側透光部および前記受光側透光部を設けることにより、前記半導体発光素子からの光を確実に出射させ、外部からの光のうち検出すべきものを前記半導体受光素子へと確実に到達させることが可能である。したがって、前記光半導体装置の検出精度の向上を図ることができる。
【００５２】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態に基づく光半導体装置を示す要部平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１の光半導体装置を示す要部拡大断面図である。
【図４】図１の光半導体装置を示す要部拡大断面図である。
【図５】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図６】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図７】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図８】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図９】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す要部拡大断面図である。
【図１０】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す要部拡大断面図である。
【図１１】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す要部拡大断面図である。
【図１２】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１３】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１４】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１５】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１６】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１７】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１８】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１９】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図２０】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図２１】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図２２】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図２３】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図２４】図１の光半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図２５】本発明の第２実施形態に基づく光半導体装置を示す断面図である。
【図２６】本発明の第３実施形態に基づく光半導体装置を示す断面図である。
【図２７】本発明の第４実施形態に基づく光半導体装置を示す断面図である。
【図２８】本発明の第５実施形態に基づく光半導体装置を示す断面図である。
【図２９】本発明の第６実施形態に基づく光半導体装置を示す断面図である。
【図３０】図２９の光半導体装置を示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００５５】
図１〜図４は、本発明の第１実施形態に基づく光半導体装置を示している。本実施形態の光半導体装置Ａ１は、基板１、絶縁層２、導電層３、遮光層４、発光側透光膜５Ａ、受光側透光膜５Ｂ、封止樹脂部６、半導体発光素子７Ａ、半導体受光素子７Ｂおよび制御素子８を備えており、いわゆる反射型のフォトインタラプタとして構成されている。
【００５６】
図１は、光半導体装置Ａ１を示す要部平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図３は、図１の光半導体装置を示す要部拡大断面図である。図４は、図１の光半導体装置を示す要部拡大断面図である。なお、図１においては、理解の便宜上、封止樹脂部６を省略しており、制御素子８を想像線で示している。また、基板１の厚さ方向視は、本発明で言う平面視に相当する。
【００５７】
基板１は、半導体材料の単結晶よりなる。本実施形態においては、基板１は、Ｓｉ単結晶からなる。基板１の材質は、Ｓｉに限定されず、たとえば、ＳｉＣであってもよい。基板１の厚さは、たとえば、３００〜２０００μｍである。基板１には、半導体発光素子７Ａ、半導体受光素子７Ｂおよび制御素子８が配置されている。
【００５８】
基板１は、主面１１１と、裏面１１２と、を有する。
【００５９】
主面１１１は、厚さ方向の一方を向く。主面１１１は平坦である。主面１１１は厚さ方向に直交する。主面１１１は、（１００）面、あるいは、（１１０）面である。本実施形態では、主面１１１は、（１００）面である。
【００６０】
裏面１１２は、厚さ方向の他方を向く。すなわち、裏面１１２および主面１１１は互いに反対側を向く。裏面１１２は平坦である。裏面１１２は厚さ方向に直交する。
【００６１】
基板１には、凹部１４、発光側貫通孔１７Ａおよび受光側貫通孔１７Ｂが形成されている。
【００６２】
凹部１４は、主面１１１から凹んでいる。凹部１４には、半導体発光素子７Ａ、半導体受光素子７Ｂおよび制御素子８が配置されている。凹部１４の深さ（主面１１１と後述の発光側凹部底面１４２Ａまたは受光側凹部底面１４２Ｂとの、厚さ方向における離間寸法）は、たとえば、１００〜１８００μｍである。凹部１４は、厚さ方向視において矩形状である。凹部１４の形状は、主面１１１として（１００）面を採用したことに依存している。
【００６３】
凹部１４は、発光側凹部第１側面１４１Ａ受光側凹部第１側面１４１Ｂ、発光側凹部底面１４２Ａ、受光側凹部底面１４２Ｂ、凹部中間面１４３および凹部第２側面１４４を有している。
【００６４】
発光側凹部底面１４２Ａは、基板１の厚さ方向において主面１１１と同じ側を向く。発光側凹部底面１４２Ａは、厚さ方向視において矩形状である。発光側凹部底面１４２Ａには、半導体発光素子７Ａが配置されている。発光側凹部底面１４２Ａは、厚さ方向に直交する面である。
【００６５】
受光側凹部底面１４２Ｂは、基板１の厚さ方向において主面１１１と同じ側を向く。受光側凹部底面１４２Ｂは、厚さ方向視において矩形状である。受光側凹部底面１４２Ｂには、半導体受光素子７Ｂが配置されている。受光側凹部底面１４２Ｂは、厚さ方向に直交する面である。発光側凹部底面１４２Ａと受光側凹部底面１４２Ｂとは、互いに離間している。
【００６６】
発光側凹部第１側面１４１Ａは、発光側凹部底面１４２Ａから起立する。発光側凹部第１側面１４１Ａは、発光側凹部底面１４２Ａにつながっている。発光側凹部第１側面１４１Ａは、厚さ方向に対し傾斜している。厚さ方向に直交する平面に対する発光側凹部第１側面１４１Ａの角度は、５５度である。これは、主面１１１として（１００）面を採用したことに由来している。発光側凹部第１側面１４１Ａは、４つの平坦面を有している。
【００６７】
受光側凹部第１側面１４１Ｂは、受光側凹部底面１４２Ｂから起立する。受光側凹部第１側面１４１Ｂは、受光側凹部底面１４２Ｂにつながっている。受光側凹部第１側面１４１Ｂは、厚さ方向に対し傾斜している。厚さ方向に直交する平面に対する受光側凹部第１側面１４１Ｂの角度は、５５度である。これは、主面１１１として（１００）面を採用したことに由来している。受光側凹部第１側面１４１Ｂは、４つの平坦面を有している。
【００６８】
凹部中間面１４３は、発光側凹部第１側面１４１Ａおよび受光側凹部第１側面１４１Ｂにつながっている。凹部中間面１４３は、厚さ方向において主面１１１と同じ側を向いている。凹部中間面１４３は、全体として厚さ方向視矩形状であり、平坦面である。
【００６９】
凹部第２側面１４４は、凹部中間面１４３から起立する。凹部第２側面１４４は、主面１１１につながっている。凹部第２側面１４４は、厚さ方向に対し傾斜している。厚さ方向に直交する平面に対する凹部第２側面１４４の角度は、５５度である。これは、主面１１１として（１００）面を採用したことに由来している。凹部第２側面１４４は、４つの平坦面を有している。
【００７０】
発光側貫通孔１７Ａは、基板１における一部分を発光側凹部底面１４２Ａから裏面１１２へと貫通する。発光側貫通孔１７Ａの深さは、たとえば、１０〜２００μｍである。本実施形態では、発光側貫通孔１７Ａは、厚さ方向視において、矩形状である。より好ましくは、発光側貫通孔１７Ａは、厚さ方向視において正方形である。また、発光側貫通孔１７Ａは、発光側主面側開口１７１Ａおよび発光側裏面側開口１７２Ａを有する。発光側主面側開口１７１Ａは、基板１の厚さ方向において主面１１１側に位置する開口である。発光側裏面側開口１７２Ａは、厚さ方向において裏面１１２側に位置する開口である。厚さ方向視において、発光側主面側開口１７１Ａは、発光側裏面側開口１７２Ａよりも小であり、発光側裏面側開口１７２Ａに内包されている。これにより、発光側貫通孔１７Ａは、裏面１１２側から主面１１１側に向かうほど断面寸法が小となるテーパ形状である。厚さ方向に直交する平面に対する発光側貫通孔１７Ａの内面の角度は、５５度である。これは、主面１１１として（１００）面を採用したことに由来している。
【００７１】
受光側貫通孔１７Ｂは、基板１における一部分を受光側凹部底面１４２Ｂから裏面１１２へと貫通する。受光側貫通孔１７Ｂの深さは、たとえば、１０〜２００μｍである。本実施形態では、受光側貫通孔１７Ｂは、厚さ方向視において、矩形状である。より好ましくは、受光側貫通孔１７Ｂは、厚さ方向視において正方形である。また、受光側貫通孔１７Ｂは、受光側主面側開口１７１Ｂおよび受光側裏面側開口１７２Ｂを有する。受光側主面側開口１７１Ｂは、基板１の厚さ方向において主面１１１側に位置する開口である。受光側裏面側開口１７２Ｂは、厚さ方向において裏面１１２側に位置する開口である。厚さ方向視において、受光側主面側開口１７１Ｂは、受光側裏面側開口１７２Ｂよりも小であり、受光側裏面側開口１７２Ｂに内包されている。これにより、受光側貫通孔１７Ｂは、裏面１１２側から主面１１１側に向かうほど断面寸法が小となるテーパ形状である。厚さ方向に直交する平面に対する受光側貫通孔１７Ｂの内面の角度は、５５度である。これは、主面１１１として（１００）面を採用したことに由来している。
【００７２】
裏面１１２には、裏面コート層１９が形成されている。本実施形態においては、裏面コート層１９は、裏面１１２のすべてを覆っている。裏面コート層１９は、たとえばＳｉＮからなる。裏面コート層１９は、発光側開口１９Ａおよび受光側開口１９Ｂを有する。発光側開口１９Ａは、厚さ方向視において発光側貫通孔１７Ａの少なくとも一部を内包する。本実施形態においては、発光側開口１９Ａと、発光側貫通孔１７Ａの発光側裏面側開口１７２Ａとが、厚さ方向視において一致している。受光側開口１９Ｂは、厚さ方向視において受光側貫通孔１７Ｂの少なくとも一部を内包する。本実施形態においては、受光側開口１９Ｂと、受光側貫通孔１７Ｂの受光側裏面側開口１７２Ｂとが、厚さ方向視において一致している。
【００７３】
遮光層４は、基板１と絶縁層２の少なくとも一部との間に介在しており、半導体発光素子７Ａからの光および半導体受光素子７Ｂが受光する光を遮光する。本実施形態においては、遮光層４は、基板１に直接形成されている。本実施形態の遮光層４は、金属と基板１と構成する半導体との化合物からなり、より具体的には、ＴｉとＳｉとの化合物からなる。なお、遮光層４は、Ｔｉ等の金属からなる層であってもよい。
【００７４】
遮光層４は、凹部内面遮光部４１および主面遮光部４２を有する。凹部内面遮光部４１は、遮光層４のうち基板１の凹部１４内に形成された部分である。主面遮光部４２は、遮光層４のうち主面１１１に形成された部分である。
【００７５】
凹部内面遮光部４１は、発光側開口４１１Ａおよび受光側開口４１１Ｂを有する。
【００７６】
発光側開口４１１Ａは、半導体発光素子７Ａからの光を通過させる。発光側開口４１１Ａは、厚さ方向視において、発光側貫通孔１７Ａの発光側主面側開口１７１Ａを内包している。また、発光側開口４１１Ａの内端は、発光側主面側開口１７１Ａの内端よりも厚さ方向視において外方に位置している。発光側開口４１１Ａは、たとえば厚さ方向視矩形状である。
【００７７】
受光側開口４１１Ｂは、半導体受光素子７Ｂへの光を通過させる。受光側開口４１１Ｂは、厚さ方向視において、受光側貫通孔１７Ｂの受光側主面側開口１７１Ｂを内包している。また、受光側開口４１１Ｂの内端は、受光側主面側開口１７１Ｂの内端よりも厚さ方向視において外方に位置している。受光側開口４１１Ｂは、たとえば厚さ方向視矩形状である。
【００７８】
発光側透光膜５Ａは、厚さ方向視において遮光層４の発光側開口４１１Ａに内方されている。また、発光側透光膜５Ａは、厚さ方向視において発光側貫通孔１７Ａの発光側主面側開口１７１Ａを内包している。発光側透光膜５Ａは、半導体発光素子７Ａからの光を透過する材質からなり、本実施形態においては、ＳｉＯ2からなる。発光側透光膜５Ａの終端部分は、発光側凹部底面１４２Ａに接している。発光側透光膜５Ａの中央部分は、発光側貫通孔１７Ａを塞いでいる。本実施形態においては、発光側透光膜５Ａの外縁と、遮光層４の発光側開口４１１Ａの内縁とは、互いに一致している。
【００７９】
本実施形態においては、発光側透光膜５Ａと発光側貫通孔１７Ａとによって、発光側透光部１８Ａが構成されている。発光側透光部１８Ａは、半導体発光素子７Ａからの光を発光側凹部底面１４２Ａから裏面１１２へと透過させるものである。
【００８０】
受光側透光膜５Ｂは、厚さ方向視において遮光層４の受光側開口４１１Ｂに内方されている。また、受光側透光膜５Ｂは、厚さ方向視において受光側貫通孔１７Ｂの発光側主面側開口１７１Ａを内包している。受光側透光膜５Ｂは、半導体受光素子７Ｂへの光を透過する材質からなり、本実施形態においては、ＳｉＯ2からなる。受光側透光膜５Ｂの終端部分は、受光側凹部底面１４２Ｂに接している。受光側透光膜５Ｂの中央部分は、受光側貫通孔１７Ｂを塞いでいる。本実施形態においては、受光側透光膜５Ｂの外縁と、遮光層４の受光側開口４１１Ｂの内縁とは、互いに一致している。
【００８１】
本実施形態においては、受光側透光膜５Ｂと受光側貫通孔１７Ｂとによって、受光側透光部１８Ｂが構成されている。受光側透光部１８Ｂは、裏面１１２から受光側凹部底面１４２Ｂを通じて半導体受光素子７Ｂへと光を透過させるものである。
【００８２】
絶縁層２は、導電層３と基板１との間に介在しており、本実施形態においては、導電層３と遮光層４、発光側透光膜５Ａおよび受光側透光膜５Ｂとの間に介在している。絶縁層２の厚さは、たとえば０．１〜１．０μｍ程度である。絶縁層２は、たとえば、ＳｉＯ2あるいはＳｉＮよりなる。
【００８３】
絶縁層２は、凹部内面絶縁部２１および主面絶縁部２２を有する。
【００８４】
凹部内面絶縁部２１は、基板１の凹部１４に形成されている。本実施形態では、凹部内面絶縁部２１は、発光側凹部第１側面１４１Ａ、受光側凹部第１側面１４１Ｂ、発光側凹部底面１４２Ａ、受光側凹部底面１４２Ｂ、凹部中間面１４３および凹部第２側面１４４のすべてに形成されている。凹部内面絶縁部２１は、たとえばＣＶＤやスパッタリングによって形成されている。凹部内面絶縁部２１は、たとえば、ＳｉＯ2よりなる。
【００８５】
主面絶縁部２２は、基板１の主面１１１に形成されている。主面絶縁部２２は、たとえばＣＶＤやスパッタリングによって形成されている。主面絶縁部２２は、たとえば、ＳｉＯ2よりなる。本実施形態においては、主面絶縁部２２は、主面１１１（遮光層４の主面遮光部４２）のすべてを覆っている。
【００８６】
導電層３は、半導体発光素子７Ａ、半導体受光素子７Ｂおよび制御素子８に導通する。導電層３は、半導体発光素子７Ａ、半導体受光素子７Ｂおよび制御素子８に入出力する電流経路を構成するためのものである。
【００８７】
導電層３は、シード層３１およびメッキ層３２を含む。
【００８８】
シード層３１は、所望のメッキ層３２を形成するためのいわゆる下地層である。シード層３１は、絶縁層２とメッキ層３２との間に介在している。シード層３１は、たとえばＣｕよりなる。シード層３１は、たとえばスパッタリングによって形成される。シード層３１の厚さは、たとえば、１μｍ以下である。
【００８９】
メッキ層３２は、シード層３１を利用した電解めっきによって形成される。メッキ層３２は、たとえばＣｕあるいはＴｉ、Ｎｉ、Ｃｕなどが積層された層よりなる。メッキ層３２の厚さは、たとえば３〜１０μｍ程度である。メッキ層３２の厚さは、シード層３１の厚さよりも厚い。
【００９０】
導電層３は、凹部底面導電部３５および主面導電部３６を有する。
【００９１】
凹部底面導電部３５は、凹部１４（絶縁層２の凹部内面絶縁部２１）に形成された部分であり、発光側凹部第１側面１４１Ａ、受光側凹部第１側面１４１Ｂ、発光側凹部底面１４２Ａ、受光側凹部底面１４２Ｂ、凹部中間面１４３および凹部第２側面１４４の適所に形成されている。凹部底面導電部３５は、半導体発光素子７Ａ、半導体受光素子７Ｂおよび制御素子８を実装するためのパッドとして機能する部分や、配線として機能する部分等を含む。
【００９２】
主面導電部３６は、主面１１１（絶縁層２の主面絶縁部２２）に形成された部分である。主面導電部３６は、凹部底面導電部３５と導通している。
【００９３】
半導体発光素子７Ａは、発光側凹部底面１４２Ａに搭載されている。本実施形態の半導体発光素子７Ａは、支持基板７１Ａ、半導体層７２Ａ、ｎ側電極７３Ａおよびｐ側電極７４Ａを有しており、ワイヤなどを用いることなく実装されるいわゆるフリップチップタイプのＬＥＤチップとして構成されている。
【００９４】
支持基板７１Ａは、半導体発光素子７Ａの土台となる部材である。半導体層７２Ａは、支持基板７１Ａ上に積層された複数の半導体層からなる。半導体層７２Ａは、たとえば活性層を含む。半導体層７２ＡがたとえばＧａＡｓ系半導体からなる場合、半導体発光素子７Ａは、赤外光を発する。半導体層７２Ａの正面には、発光側透光膜５Ａ（発光側透光部１８Ａ）が配置されている。ｎ側電極７３Ａは、半導体層７２Ａのｎ型半導体層に導通する電極である。ｐ側電極７４Ａは、半導体層７２Ａのｐ型半導体層に導通する電極である。ｎ側電極７３Ａおよびｐ側電極７４Ａは、たとえばＡｕやＡｌなどからなる。ｎ側電極７３Ａおよびｐ側電極７４Ａは、導電層３の凹部底面導電部３５の適所に、接合層３３を介して接合されている。接合層３３は、たとえばＳｎを含む合金からなる。該合金として具体的には、Ｓｎ―Ｓｂ系合金、またはＳｎ―Ａｇ系合金などの鉛フリーはんだである。
【００９５】
半導体受光素子７Ｂは、受光側凹部底面１４２Ｂに搭載されている。本実施形態の半導体受光素子７Ｂは、本体７１Ｂ、受光部７２Ｂおよびｎ側電極７３Ａを有しており、ワイヤなどを用いることなく実装されるいわゆるフリップチップタイプのフォトトランジスタやフォトダイオードとして構成されている。
【００９６】
本体７１Ｂは、半導体受光素子７Ｂの土台となる部材である。受光部７２Ｂは、光電変換機能によって電荷に変換すべき光を受光する部分である。受光部７２Ｂの正面には、受光側透光膜５Ｂ（受光側透光部１８Ｂ）が配置されている。電極７３Ｂは、受光部７２Ｂに導通する電極である。電極７３Ｂは、たとえばＡｕやＡｌなどからなる。電極７３Ｂは、導電層３の凹部底面導電部３５の適所に、接合層３３を介して接合されている。接合層３３は、たとえばＳｎを含む合金からなる。該合金として具体的には、Ｓｎ―Ｓｂ系合金、またはＳｎ―Ａｇ系合金などの鉛フリーはんだである。
【００９７】
制御素子８は、凹部中間面１４３に搭載されており、半導体発光素子７Ａの発光制御や半導体受光素子７Ｂの受光制御を行う素子である。このような制御素子８としては、たとえばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）素子などの集積回路素子のほか、半導体発光素子７Ａおよび半導体受光素子７Ｂに入出力される電流を受動的に制御するチップ抵抗、インダクタやキャパシタなどの受動素子が挙げられる。
【００９８】
封止樹脂部６は、凹部１４に充填された部分を有しており、凹部１４の少なくとも一部を封止している。封止樹脂部６は、発光側透光樹脂部６１Ａ、受光側透光樹脂部６１Ｂおよび遮光樹脂部６２を有する。
【００９９】
発光側透光樹脂部６１Ａは、半導体発光素子７Ａと発光側透光膜５Ａとの間に介在している。発光側透光樹脂部６１Ａは、半導体発光素子７Ａの主面１１１側部分を露出させている。発光側透光樹脂部６１Ａは、たとえば透明なエポキシ樹脂やシリコーン樹脂からなる。
【０１００】
受光側透光樹脂部６１Ｂは、半導体受光素子７Ｂと受光側透光膜５Ｂとの間に介在している。受光側透光樹脂部６１Ｂは、半導体受光素子７Ｂの主面１１１側部分を露出させている。受光側透光樹脂部６１Ｂは、たとえば透明なエポキシ樹脂やシリコーン樹脂からなる。
【０１０１】
遮光樹脂部６２は、発光側透光樹脂部６１Ａおよび受光側透光樹脂部６１Ｂに対して主面１１１側に位置している。本実施形態においては、遮光樹脂部６２は、発光側透光樹脂部６１Ａおよび受光側透光樹脂部６１Ｂと空隙を隔てている。本実施形態においては、制御素子８が、遮光樹脂部６２と前記空隙とを区画している。遮光樹脂部６２は、主面１１１を覆う部分を有している。遮光樹脂部６２の材質としては、たとえばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）樹脂、および、シリコーン樹脂が挙げられる。
【０１０２】
また、光半導体装置Ａ１は、複数の端子部３８を有する。複数の端子部３８は、光半導体装置Ａ１を回路基板等に実装するために用いられる。端子部３８は、柱状部３８１およびパッド部３８２を有している。
【０１０３】
柱状部３８１は、導電層３の主面導電部３６に接しており、遮光樹脂部６２を厚さ方向に貫通している。柱状部３８１は、たとえばＣｕからなる。柱状部３８１の図中上方の端面と遮光樹脂部６２の端面とは、互いに面一である。
【０１０４】
パッド部３８２は、柱状部３８１の端面を覆うことにより柱状部３８１に繋がっており、遮光樹脂部６２から露出している。パッド部３８２は、たとえば互いに積層されたＮｉ層、Ｐｂ層およびＡｕ層からなる。
【０１０５】
次に、光半導体装置Ａ１の製造方法の一例について、図５〜図２０を参照しつつ、以下に説明する。
【０１０６】
まず、図５に示すように基板１を用意する。基板１は、半導体材料の単結晶からなり、本実施形態においては、Ｓｉ単結晶からなる。基板１の厚さは、たとえば２００〜２５００μｍ程度である。以下の説明においては、１つの光半導体装置Ａ１を製造する工程を例に説明するが、より大きな半導体基板材料を用意することにより、複数の光半導体装置Ａ１を一括して製造してもよい。なお、図５以降に示す基板１は、光半導体装置Ａ１における基板１とは厳密には異なるが、理解の便宜上、いずれの基板についても、基板１として表すものとする。
【０１０７】
基板１は、互いに反対側を向く主面１１１および裏面１１２を有している。本実施形態においては、主面１１１として結晶方位が（１００）である面、すなわち（１００）面を採用する。
【０１０８】
次いで、主面１１１をたとえば酸化させることによりＳｉＯ2からなるマスク層を形成する。このマスク層の厚さは、たとえば０．７〜１．０μｍ程度である。
【０１０９】
次いで、前記マスク層に対してたとえばエッチングによるパターニングを行う。これにより、前記マスク層にたとえば矩形状の開口を形成する。この開口の形状および大きさは、最終的に得ようとする凹部１４の形状および大きさに応じて設定する。
【０１１０】
次いで、基板１に対して、たとえばＫＯＨを用いた異方性エッチングによって行う。ＫＯＨは、Ｓｉ単結晶に対して良好な異方性エッチングを実現しうるアルカリエッチング溶液の一例である。これにより、基板１には、凹部が形成される。この凹部は、底面および側面を有する。前記底面は、厚さ方向に対して直角である。前記側面が厚さ方向に直交する平面に対してなす角度は、５５°程度となる。
【０１１１】
次いで、前記マスク層の開口を拡大する。続いて、上述したＫＯＨを用いた異方性エッチングによって行う。そして、前記マスク層を除去する。この２段階のエッチングを行うことにより、図６に示す凹部１４が形成される。凹部１４は、発光側凹部第１側面１４１Ａ、受光側凹部第１側面１４１Ｂ、発光側凹部底面１４２Ａ、受光側凹部底面１４２Ｂ、凹部中間面１４３および凹部第２側面１４４を有しており、主面１１１から凹んでいる。凹部１４は、厚さ方向視矩形状である。
【０１１２】
次いで、図７に示すように、発光側透光膜５Ａおよび受光側透光膜５Ｂを形成する。発光側透光膜５Ａおよび受光側透光膜５Ｂの形成は、たとえばマスク層を用いて発光側凹部底面１４２Ａおよび受光側凹部底面１４２ＢにＣＶＤによってＳｉＯ2を成膜することによって行う。
【０１１３】
次いで、図８および図９に示すように、Ｔｉ層４’を形成する。Ｔｉ層４’は、たとえばスパッタリングによってＴｉからなる層を形成することによって行う。Ｔｉ層４'は、基板１の凹部１４および主面１１１と発光側透光膜５Ａおよび受光側透光膜５Ｂとを覆うように形成される。
【０１１４】
次いで、Ｔｉ層４'が形成された基板１に熱処理を施す。この熱処理により、Ｔｉ層４’の厚さ方向における基板１側の一部と基板１とが化合し、ＴｉとＳｉとの化合物からなる遮光層４が形成される。なお、Ｔｉ層４’とＳｉＯ2からなる発光側透光膜５Ａおよび受光側透光膜５Ｂとは、前記熱処理によっては化学反応をおこさない。このため、遮光層４には、発光側開口４１１Ａと受光側開口４１１Ｂとが形成される。発光側開口４１１Ａの内縁は、発光側透光膜５Ａの外縁と一致し、受光側開口４１１Ｂの内縁は、受光側透光膜５Ｂの外縁と一致する。また、Ｓｉと反応しなかったＴｉは、Ｔｉ層４''として残存する。
【０１１５】
次いで、Ｔｉ層４’’をエッチングなどによって除去する。これにより、図１１および図１２に示すように、遮光層４、発光側透光膜５Ａおよび受光側透光膜５Ｂが露出した状態となる。遮光層４は、凹部内面遮光部４１および主面遮光部４２を有している。
【０１１６】
次いで、図６に示すように、たとえばＣＶＤやスパッタリングにより、主面１１１および凹部１４に、絶縁層２を形成する。この絶縁層２は、上述した凹部内面絶縁部２１および主面絶縁部２２となる。
【０１１７】
次いで、図１４に示すように、シード層３１およびメッキ層３２からなる導電層３を形成する。シード層３１は、たとえばＣｕを用いたスパッタリングを行った後にパターニングを施すことにより、形成される。メッキ層３２の形成は、たとえばシード層３１を利用した電解メッキによって行う。この結果、たとえばＣｕあるいはＴｉ、Ｎｉ、Ｃｕなどが積層された層からなるメッキ層３２が得られる。シード層３１およびメッキ層３２は、積層されることにより導電層３をなす。導電層３は、凹部底面導電部３５および主面導電部３６を有する。
【０１１８】
次いで、図１５に示すように、導電層３の凹部底面導電部３５の適所に、接合層３３を形成する。接合層３３は、たとえばＳｎを含む合金をめっきすることによって形成する。該合金として具体的には、Ｓｎ―Ｓｂ系合金、またはＳｎ―Ａｇ系合金などの鉛フリーはんだである。
【０１１９】
次いで、図１６に示すように、複数の柱状部３８１を形成する。複数の柱状部３８１の形成は、たとえば、主面１１１や凹部１４を覆うマスク層を形成し、このマスク層の開口部分にめっきによってＣｕを積層することによって行う。前記マスク層は、エッチングなどによって除去する。
【０１２０】
次いで、図１７に示すように、半導体発光素子７Ａおよび半導体受光素子７Ｂを凹部１４に配置する。より具体的には、半導体発光素子７Ａを発光側凹部底面１４２Ａに搭載し、半導体受光素子７Ｂを受光側凹部底面１４２Ｂに搭載する。そして、リフロー炉によって接合層３３を溶融させた後に硬化させることにより、半導体発光素子７Ａおよび半導体受光素子７Ｂの配置が完了する。
【０１２１】
次いで、図１８に示すように、発光側透光樹脂部６１Ａおよび受光側透光樹脂部６１Ｂを形成する。発光側透光樹脂部６１Ａおよび受光側透光樹脂部６１Ｂの形成は、たとえば、発光側透光膜５Ａおよび受光側透光膜５Ｂと発光側凹部底面１４２Ａおよび受光側凹部底面１４２Ｂとの間を含む空間に透明な液体樹脂材料を浸入させ、この液体樹脂材料を硬化させることによって行う。
【０１２２】
次いで、図１９に示すように、制御素子８を配置する。より具体的には、より具体的には、制御素子８を凹部中間面１４３に搭載する。そして、リフロー炉によって接合層３３を溶融させた後に硬化させることにより、制御素子８の配置が完了する。
【０１２３】
次いで、遮光樹脂部６２を形成する。遮光樹脂部６２の形成は、たとえば黒色の樹脂材料によって主面１１１、制御素子８および複数の柱状部３８１を覆い、これを硬化することによって行う。ただし、制御素子８よりも図中下方の領域には、前記樹脂材料は充填しない。これにより、制御素子８の図中下方に位置する空隙が確保される。また、この工程は、真空雰囲気か顕著に低圧な環境で行われることが好ましい。
【０１２４】
次いで、遮光樹脂部６２と複数の柱状部３８１とを一括して研磨する。これにより、図２１に示すように、柱状部３８１の端面と遮光樹脂部６２の端面（表面）とが面一となる。
【０１２５】
次いで、図２２に示すように、基板１を裏面１１２側から研削する。ついで、図２３に示すように、裏面１１２に裏面コート層１９を形成する。裏面コート層１９は、たとえばＣＶＤやスパッタリングによって裏面１１２を覆うＳｉＮの層を形成することによって行う。また、エッチング等によって、裏面コート層１９に発光側開口１９Ａおよび受光側開口１９Ｂを形成する。
【０１２６】
次いで、裏面コート層１９をマスク層として用いて、たとえばＫＯＨを用いた異方性エッチングを裏面１１２側に行う。このエッチングは、発光側透光膜５Ａおよび受光側透光膜５Ｂに到達するまでなされる。これにより、図２４に示すように、発光側貫通孔１７Ａおよび受光側貫通孔１７Ｂが形成される。この後は、たとえば、無電解めっきによってパッド部３８２を形成し、複数の端子部３８が得られる。以上の工程を経ることにより、光半導体装置Ａ１が完成する。
【０１２７】
次に、光半導体装置Ａ１の作用について説明する。
【０１２８】
本実施形態によれば、半導体発光素子７Ａおよび半導体受光素子７Ｂは、基板１の凹部１４に内蔵されている。このため、半導体発光素子７Ａおよび半導体受光素子７Ｂを適切に保護しつつ、光半導体装置Ａ１全体の大きさを小型化することができる。また、半導体発光素子７Ａおよび半導体受光素子７Ｂを内蔵する基板１に発光側透光部１８Ａおよび受光側透光部１８Ｂを設けることにより、半導体発光素子７Ａからの光を確実に出射させ、外部からの光のうち検出すべきものを半導体受光素子７Ｂへと確実に到達させることが可能である。したがって、光半導体装置Ａ１の検出精度の向上を図ることができる。
【０１２９】
発光側透光部１８Ａおよび受光側透光部１８Ｂは、発光側貫通孔１７Ａおよび受光側貫通孔１７Ｂをそれぞれ含んでいる。発光側貫通孔１７Ａおよび受光側貫通孔１７Ｂは、空間であるため、光をより透過させやすい。したがって、光半導体装置Ａ１の検出精度を高めるのに適している。
【０１３０】
遮光層４は、たとえば半導体発光素子７Ａからの赤外光を確実に遮光する。遮光層４は、発光側開口４１１Ａおよび受光側開口４１１Ｂを除き、凹部１４および主面１１１を覆っている。これにより、外部の意図しない光が半導体受光素子７Ｂへと到達してしまうことを回避することができる。また、半導体発光素子７Ａからの光が、外部の意図しない方向に出射されることを防止することができる。さらに、半導体発光素子７Ａからの光が基板１の内部などを通じて半導体受光素子７Ｂへと到達してしまうことを防止することができる。これは、光半導体装置Ａ１の検出精度の向上に有利である。
【０１３１】
半導体発光素子７Ａおよび半導体受光素子７Ｂの正面には、発光側透光膜５Ａおよび受光側透光膜５Ｂが設けられている。発光側透光膜５Ａおよび受光側透光膜５Ｂは、遮光層４には覆われていない。したがって、半導体発光素子７Ａからの光や半導体受光素子７Ｂに向かってくる光を適切に透過させることができる。
【０１３２】
ＴｉとＳｉとの化合物からなる遮光層４は、赤外光をはじめとする光の遮光に適している。また、図９〜図１１を参照して説明した通り、ＴｉとＳｉとの化合物からなる遮光層４を製造する工程によると、遮光層４の発光側開口４１１Ａの内縁と発光側透光膜５Ａの外縁とが一致し、受光側開口４１１Ｂの内縁と受光側透光膜５Ｂの外縁とが一致する。これは、発光側透光膜５Ａおよび受光側透光膜５Ｂと発光側開口４１１Ａおよび受光側開口４１１Ｂ（遮光層４）との間に意図しない隙間が生じてしまうことを防止するのに都合がよい。あるいは、発光側透光膜５Ａおよび受光側透光膜５Ｂが遮光層４によって不当に塞がれてしまうことを回避することができる。これは、光半導体装置Ａ１の検出精度の向上に好適である。
【０１３３】
発光側貫通孔１７Ａの発光側主面側開口１７１Ａは、厚さ方向視において発光側透光膜５Ａに内包されている。また、受光側貫通孔１７Ｂの受光側主面側開口１７１Ｂは、厚さ方向視において受光側透光膜５Ｂに内包されている。これによっても、光半導体装置Ａ１の検出精度を高めることができる。
【０１３４】
図２５〜図３０は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【０１３５】
図２５は、本発明の第２実施形態に基づく光半導体装置を示している。本実施形態の光半導体装置Ａ２は、基板１に２つの凹部１４が形成されている。一方の凹部１４には、半導体発光素子７Ａが配置されており、他方の凹部１４には、半導体受光素子７Ｂが配置されている。半導体発光素子７Ａが配置された凹部１４は、発光側凹部第１側面１４１Ａ、発光側凹部底面１４２Ａ、発光側凹部中間面１４３Ａおよび発光側凹部第２側面１４４Ａを有する。半導体受光素子７Ｂが配置された凹部１４は、受光側凹部第１側面１４１Ｂ、受光側凹部底面１４２Ｂ、受光側凹部中間面１４３Ｂおよび受光側凹部第２側面１４４Ｂを有する。
【０１３６】
また、光半導体装置Ａ２は、制御素子８Ａおよび制御素子８Ｂを備える。制御素子８Ａは、半導体発光素子７Ａの発光制御を行う。制御素子８Ｂは、半導体受光素子７Ｂの受光制御を行う。半導体発光素子７Ａは、凹部１４の発光側凹部中間面１４３Ａに搭載されている。半導体受光素子７Ｂは、凹部１４の受光側凹部中間面１４３Ｂに搭載されている。
【０１３７】
このような実施形態によっても、光半導体装置Ａ２の小型化と検出精度の向上とを図ることができる。
【０１３８】
図２６は、本発明の第３実施形態に基づく光半導体装置を示している。本実施形態の光半導体装置Ａ３は、制御素子８、制御素子８Ａ、制御素子８Ｂ等を備えていない。これに伴い、２つの凹部１４は、発光側凹部第１側面１４１Ａおよび発光側凹部底面１４２Ａを有する構成、または受光側凹部第１側面１４１Ｂおよび受光側凹部底面１４２Ｂを有する構成とされている。また、封止樹脂部６は、発光側透光樹脂部６１Ａおよび受光側透光樹脂部６１Ｂと遮光樹脂部６２とが接している。本実施形態においては、２つの凹部１４の間に、複数の端子部３８が配置されている。より具体的には、２つの凹部１４の間において、複数の端子部３８が、図面奥行方向に２列に配置されている。
【０１３９】
このような実施形態によっても、光半導体装置Ａ３の小型化と検出精度の向上とを図ることができる。
【０１４０】
図２７は、本発明の第４実施形態に基づく光半導体装置を示している。本実施形態の光半導体装置Ａ４は、光半導体装置Ａ３との相違点として、２つの凹部１４の間における端子部３８の配置形態が挙げられる。本実施形態においては、２つの凹部１４の間において、複数の端子部３８が図面奥行方向に１列に配置されている。
【０１４１】
このような実施形態によっても、光半導体装置Ａ４の小型化と検出精度の向上とを図ることができる。
【０１４２】
図２８は、本発明の第５実施形態に基づく光半導体装置を示している。本実施形態の光半導体装置Ａ５は、光半導体装置Ａ３および光半導体装置Ａ４との相違点として、２つの凹部１４の間における端子部３８の配置形態が挙げられる。本実施形態においては、２つの凹部１４の間には、端子部３８が配置されていない。
【０１４３】
このような実施形態によっても、光半導体装置Ａ５の小型化と検出精度の向上とを図ることができる。
【０１４４】
図２９および図３０は、本発明の第６実施形態に基づく光半導体装置を示している。本実施形態の光半導体装置Ａ６は、発光側透光部１８Ａおよび受光側透光部１８Ｂの構成が、上述した実施形態と異なっている。なお、光半導体装置Ａ６の発光側透光部１８Ａおよび受光側透光部１８Ｂ以外の構成は、光半導体装置Ａ１と類似した構成が採用されているが、これは光半導体装置Ａ６の一例であり、光半導体装置Ａ２〜Ａ５に類似の構成を適宜採用してもよい。
【０１４５】
本実施形態においては、基板１には、上述した発光側貫通孔１７Ａおよび受光側貫通孔１７Ｂは形成されていない。基板１のうち発光側凹部底面１４２Ａと裏面１１２と間の部分の厚さは、半導体発光素子７Ａからの光を十分に透過可能な厚さとされている。また、基板１のうち受光側凹部底面１４２Ｂと裏面１１２との間の部分の厚さは、半導体受光素子７Ｂが受光する光を十分に透過可能な厚さとされている。これにより、本実施形態においては、発光側透光部１８Ａは、発光側透光膜５Ａと基板１の一部とによって構成されており、受光側透光部１８Ｂは、受光側透光膜５Ｂと基板１の一部とによって構成されている。
【０１４６】
このような実施形態によっても、光半導体装置Ａ６の小型化と検出精度の向上とを図ることができる。また、発光側貫通孔１７Ａおよび受光側貫通孔１７Ｂを備えない事により、光半導体装置Ａ６の製造工程を簡略化することができる。また、光半導体装置Ａ６の薄型化にも有利である。
【０１４７】
本発明に係る光半導体装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る光半導体装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【０１４８】
Ａ１〜Ａ６光半導体装置
１      基板
１１１      主面
１１２      裏面
１４      凹部
１４２Ａ      発光側凹部底面
１４２Ｂ      受光側凹部底面
１４１Ａ      発光側凹部第１側面
１４１Ｂ      受光側凹部第１側面
１４３      凹部中間面
１４４      凹部第２側面
１４３Ａ      発光側凹部中間面
１４４Ａ      発光側凹部第２側面
１４３Ｂ      受光側凹部中間面
１４４Ｂ      受光側凹部第２側面
１７Ａ      発光側貫通孔
１７１Ａ      発光側主面側開口
１７２Ａ      発光側裏面側開口
１７Ｂ      受光側貫通孔
１７１Ｂ      受光側主面側開口
１７２Ｂ      受光側裏面側開口
１８Ａ      発光側透光部
１８Ｂ      受光側透光部
１９      裏面コート層
１９Ａ      発光側開口
１９Ｂ      受光側開口
２      絶縁層
２１      凹部内面絶縁部
２２      主面絶縁部
３      導電層
３１      シード層
３２      メッキ層
３３      接合層
３５      凹部底面導電部
３６      主面導電部
３８      端子部
３８１      柱状部
３８２      パッド部
４      遮光層
４'      Ｔｉ層
４''      Ｔｉ層
４１      凹部内面遮光部
４１１Ａ      発光側開口
４１１Ｂ      受光側開口
４２      主面遮光部
５Ａ      発光側透光膜
５Ｂ      受光側透光膜
６      封止樹脂部
６１Ａ      発光側透光樹脂部
６１Ｂ      受光側透光樹脂部
６２      遮光樹脂部
７Ａ      半導体発光素子
７１Ａ      支持基板
７２Ａ      半導体層
７３Ａ      ｎ側電極
７４Ａ      ｐ側電極
７Ｂ      半導体受光素子
７１Ｂ      本体
７２Ｂ      受光部
７３Ｂ      電極
８      制御素子
８Ａ      制御素子
８Ｂ      制御素子
【図１】
2017041467.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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