(57)【要約】  本発明は、小型・高感度・簡略化したパッケージの光デバイス及び高生産効率、高信頼性の製造方法を提供する。本発明は、基板（１０）の表面上に形成された少なくとも１つの光電変換部（１）を有する光電変換素子（５０）と封止部材（１４）と接続端子（３）とを備える光デバイスであって、光電変換素子（５０）と外界との界面である窓部と、封止部材（１４）に形成され、底面が上記窓部である開口部（６）とを備える。上記窓部の全面は外界に露出している。上記界面には、光学調整部（１３）が形成されていても良く、この場合は、光学調整部（１３）と外界との界面が窓部となる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された光電変換部を有する光電変換素子を含む１つ以上の素子と、
前記光電変換素子に電気的に接続される接続端子と、
前記１つ以上の素子及び前記接続端子を封止する封止部材と
を備える光デバイスであって、
前記光デバイスは、光を入射または出射する側に開口部を備え、かつ、前記開口部の底面は、前記１つ以上の素子のうち外界に最も近い素子と該外界との界面であることを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
前記外界に最も近い素子は、前記１つ以上の素子のうち前記光電変換素子であることを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
【請求項３】
前記光電変換素子と前記接続端子が信号伝達素子を介して接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の光デバイス。
【請求項４】
前記開口部が、封止部材または接続端子の前記光を入射または出射する側にあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項５】
前記外界に最も近い素子が、外界との界面に光学調整部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項６】
前記１つ以上の素子のうち少なくとも１つの素子と前記接続端子との電気的に接続する、金属ボール、金属バンプおよび金属ワイヤの少なくとも一つからなる接続配線をさらに備え、
前記接続配線が前記封止部材で封止されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項７】
前記光電変換部を基準に、前記光電変換素子の、光が入射または出射する面に対向する面は、電磁的な雑音を吸収する遮蔽板、および前記光の吸収・放出効率を高める光反射板の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項８】
前記外界に最も近い素子の、前記界面側の少なくとも一部が露出されず、前記封止部材または前記接続端子のうちの、前記開口部が形成されている方により被覆されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項９】
前記光電変換部は、赤外線領域の光を検出および放出のいずれか一方を行うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項１０】
前記光電変換部は、室温で動作可能な量子型光電変換部であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項１１】
前記光電変換素子が複数の光電変換部を直列に接続されてなることを特徴とする請求項９または１０記載の光デバイス。
【請求項１２】
前記量子型光電変部は、フォトコンダクター型、フォトダイオード型、フォトトランジスター型およびＬＡＳＥＲダイオード型の少なくとも１つであり、
前記量子型光電変換部は、ＩｎおよびＳｂの少なくとも一方を含む化合物半導体からなる層と、拡散電流を抑制するためのバリア層とを含むことを特徴とする請求項１０または１１記載の光デバイス。
【請求項１３】
基板上に形成された光電変換部を有する光電変換素子を含む１つ以上の素子と、
前記光電変換素子に電気的に接続される接続端子と、
前記１つ以上の素子及び前記接続端子を封止する封止部材と、を備える光デバイスの製造方法であって、
前記接続端子の少なくとも一部と前記１つ以上の素子とを前記封止部材にて封止する封止工程と、
前記光デバイスの、光を入射または出射する側に、その底面が前記１つ以上の素子のうち外界に最も近い素子と該外界との界面になるように開口部を形成する開口部形成工程と
を有することを特徴とする光デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記外界に最も近い素子は、前記１つ以上の素子のうち前記光電変換素子であることを特徴とする請求項１３記載の光デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記光電変換素子と前記接続端子が信号伝達素子を介して接続されていることを特徴とする請求項１３または１４記載の光デバイスの製造方法。
【請求項１６】
前記開口部形成工程では、前記封止部材または前記接続端子の、前記光を入射または出射する側に、前記開口部を形成することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれかに記載の光デバイスの製造方法。
【請求項１７】
前記封止工程の前に、前記外界に最も近い素子の、前記界面に相当する領域に、前記界面を保護するための第１保護膜を形成する第１保護膜形成工程をさらに有し、
前記封止工程では、前記接続端子の少なくとも一部と前記光電変換素子と前記第１保護膜とを前記封止部材にて封止することを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれかに記載の光デバイスの製造方法。
【請求項１８】
前記第１保護膜は感光性の保護膜であることを特徴とする請求項１７記載の光デバイスの製造方法。
【請求項１９】
前記開口部形成工程の後に、前記第１保護膜を除去する第１保護膜除去工程をさらに有することを特徴とする請求項１７または１８記載の光デバイスの製造方法。
【請求項２０】
前記開口部形成工程では、前記第１保護膜の厚みをｔとした場合、前記第１保護膜の表面を基準にし、前記第１保護膜の表面からの深さｘ（０≦ｘ≦ｔ）までエッチングすることを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれかに記載の光デバイスの製造方法。
【請求項２１】
前記開口部形成工程では、物理的な手法を利用したエッチングにより前記開口部を形成することを特徴とする請求項１３乃至２０のいずれかに記載の光デバイスの製造方法。
【請求項２２】
前記物理的な手法を利用したエッチングはサンドブラストエッチングであることを特徴とする請求項２１記載の光デバイスの製造方法。
【請求項２３】
前記開口部が前記封止部材に形成され、
前記封止工程と前記開口部形成工程の間に、前記封止部材の開口部が形成される面上に、該開口部以外の少なくとも一部の封止部材を保護する第２保護膜を形成する第２保護膜形成工程をさらに有することを特徴とする請求項１６乃至２２のいずれかに記載の光デバイスの製造方法。
【請求項２４】
前記開口部が前記接続端子に形成され、
前記接続端子は、貫通したパターンを有し、
前記開口部形成工程では、前記封止工程にて前記パターンに入り込んだ封止部材を除去することを特徴とする請求項１６乃至２２記載の光デバイスの製造方法。
【請求項２５】
前記封止工程の前に、前記光電変換素子からの出力を処理する信号処理回路、前記光電変換素子への電気信号を駆動する駆動回路、および前記光電変換素子と前記接続端子との電気的に接続するインターポーザーの少なくとも１つを備える信号伝達素子と前記光電変換素子とを電気的に接続し、かつ前記信号伝達素子と前記接続端子とを電気的に接続する工程をさらに有し、
前記封止工程では、前記接続端子の少なくとも一部と前記光電変換素子と前記信号伝達素子とを前記封止部材にて封止することを特徴とする請求項１３乃至２４記載の光デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として受動型またはアクティブ型の光デバイス及び光デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な電子デバイス、光デバイスではその心臓部となる半導体チップ及び配線を保護するため、何らかの封止部材が必要となる。特に、光信号を外界へ出力する発光素子、または、外界の光を検出する光センサにおいては、半導体チップを保護するだけではなく、光の導出入のためのレンズや窓部を何らかの形で固定をするという重要な役割を持っている。特に、微弱の信号を検出する高感度の光センサの場合、感知部の温度の安定化、もしくは、感知部を外界の電磁ノイズから遮蔽するという機能を持つように、センサのパッケージが設計される。または、小型のデバイスを実現するには、半導体チップのサイズも小さくすると同時にパッケージも、デバイスの性能を劣化させない範囲で小さくしなければならない。【０００３】
このようにして、光デバイスの本質的な機能となる光の検出感度・発光効率の最大の性能を果たし、かつ、小型化・簡略化ために、パッケージにも多くの工夫がなされてきた。パッケージ全体の小型化を実現するために、封止樹脂を用いたパッケージがよく用いられる。【０００４】
光デバイス以外の一般的な電子デバイスでは光の導出入は不必要なので、成形型で作製した非常に高信頼性のパッケージが実現できる。一方、光デバイスの場合、光の導出入のための窓部を設ける必要がある。【０００５】
しかし、窓部が形成されるような成形型を設計し、その成形型を用いて封止工程を行うことで窓部を形成する場合、封止工程を行った後に、窓部にどうしても封止樹脂のバリが残ってしまい、所望の窓部を設け難いという問題があった。【０００６】
また、封止部材による成形工程の後に窓部を形成しようとした場合は、何らかの方法で封止部材に穴を開ける必要がある。例えば、サンドブラスト法で封止部材に穴を開けるためにエッチングをしようとした場合、光デバイスを破壊する恐れもある。【０００７】
例えば、特許文献１には、小型で封止部材に被覆されたパッケージに、光デバイスの窓部を設けるため、成形型内に、光を検出する素子の窓部表面に圧接するような弾性体を設け、封止工程の際に、素子の窓部に封止部材が入り込まないような成形型が提案されている。この窓部には、光の入出方向を見出すためのピンホールを有する遮光膜が形成されている。従って、窓部に入射した光は、封止部材ではなく遮光膜によってその大半が遮光され、入射した光の一部のみがピンポールに入射する。よって、この窓部の全面において、光を検出する素子にて検出される所望の光が透過するわけではない。【０００８】
さて、特許文献１に記載された方法を利用すると、封止工程の際に、光を検出する素子に弾性体の圧力がかかってしまい、その素子を破損する恐れがある。また、封止部材のバリが窓部に残る場合があり、所望の窓部を形成するためには、バリ取りの工程を物理的エッチング手法などで行う必要があった。その為、製造工程の信頼性が低くなるという問題があった。とりわけ、封止工程において、封止部材のバリは、窓部周辺部から中央部に向かって入り込むため、窓部が光を高い強度で通す必要がある場合には、バリによる減光が重大な問題であった。さらに、窓部に光の入出力強度を調整する機能を有する場合、その材料や形態が維持される必要があるため、バリ取り工程を用いることは不可能であり、生産性が極めて低くなるという問題を有していた。【０００９】
一方、赤外線領域の光（例えば、５〜１０ミクロン程度の長波長の光）を検知する赤外線センサにおいては、長波長の赤外線を効率よく透過する樹脂材料がないことから、１ミクロン程度以下の赤外線を検知する赤外線センサや、フォトダイオードに用いられるようなエポキシ樹脂パッケージをそのまま使用することはできず、何らかの窓を設ける必要があった。そのため、従来の赤外線センサでは、中空パッケージもしくは金属パッケージを利用し、センサの感度が低減されないように、光を効率よく透過させる窓材をセンサ部とは別に設ける必要があった。しかし、中空パッケージを利用することによって、センサの小型化は困難となり、組み立ても複雑になるという問題があった。【００１０】
また、長波長の赤外線センサでは、高いＳ／Ｎ比を得るため、光電変換部の面積や体積を大きくする必要があり、高感度といわれる量子型のセンサの場合でも、冷却装置を設ける必要もあったので、これまでは長波長の赤外線センサの小型化はできなかった。【００１１】
同様に、波長３００ｎｍ以下の紫外線を検知する紫外線センサにおいても、可視光のフォトダイオードに使われるような、可視光に透明のエポキシ樹脂では紫外光が透過しないことから、石英ガラス、サファイアガラス等の窓材を用いる必要があり、小型でパッケージングのし易い光デバイスを実現することができなかった。このため、紫外線センサの応用範囲は限定されていた。【００１２】
次に、微弱信号用の赤外線センサを実際に使用する場合は、光電変換部に加えて、センサからの出力信号を処理する回路部も必要となる。このような場合は、赤外線センサからの出力信号は、増幅回路や、比較処理する回路を経てセンサとして機能することになるが、一般には複数の抵抗部品や容量部品、および信号処理回路等から構成されている。従って、金属パッケージからなるセンサのほか、信号処理回路の部分も含めると、センサの大きさとして小型化しにくく、製造工程数も多いことなどから、利用の範囲が限られていた。【００１３】
これに対し、特許文献２にみられるように、信号処理回路部までを金属パッケージに詰め込み、小型化しようとする方法も提案された。しかし、この方法においても、既存の焦電センサと増幅回路を中心とする信号処理回路を集積化した信号処理回路部との間での熱の影響を回避したり、長波長の赤外線を効率よく透過する窓材を設ける必要があり、小型化、薄型化は困難であるという問題があった。【００１４】
従って、従来の光デバイスでは、センサのパッケージ上の制約があり、小型化できないという問題点があった。【００１５】
【特許文献１】特開平６−７７５２６号公報
【特許文献２】特開平９−２８８００４号公報
【特許文献３】国際公開第ＷＯ２００５／０２７２２８号パンフレット
【発明の開示】
【００１６】
本発明は、小型・高感度・簡略化したパッケージの光デバイス及び高生産効率、高信頼性の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１７】
このような目的を達成するために、本発明の一実施形態は、基板上に形成された光電変換部を有する光電変換素子を含む１つ以上の素子と、前記光電変換素子に電気的に接続される接続端子と、前記１つ以上の素子及び前記接続端子を封止する封止部材とを備える光デバイスであって、前記光デバイスは、光を入射または出射する側に開口部を備え、かつ、前記開口部の底面は、前記１つ以上の素子のうち外界に最も近い素子と該外界との界面であることを特徴とする。
【００１８】
また、前記外界に最も近い素子は、前記１つ以上の素子のうち前記光電変換素子であっても良い。前記光電変換素子と前記接続端子が信号伝達素子を介して接続されていても良い。前記開口部が、封止部材または接続端子の前記光を入射または出射する側にあっても良い。前記外界に最も近い素子が、外界との界面に光学調整部を有しても良い。
【００１９】
また、前記１つ以上の素子のうち少なくとも１つの素子と前記接続端子との電気的に接続する、金属ボール、金属バンプおよび金属ワイヤの少なくとも一つからなる接続配線をさらに備え、前記接続配線が前記封止部材で封止されても良い。
【００２０】
また、前記光電変換部を基準に、前記光電変換素子の、光が入射または出射する面に対向する面は、電磁的な雑音を吸収する遮蔽板、および前記光の吸収・放出効率を高める光反射板の少なくとも一方を有しても良い。前記外界に最も近い素子の、前記界面側の少なくとも一部が露出されず、前記封止部材または前記接続端子のうちの、前記開口部が形成されている方により被覆されても良い。前記光電変換部を基準に、前記光学変換素子の、光が入射または出射する面に対向する面は、電磁的な雑音を吸収する遮蔽板、および前記光の吸収・放出効率を高める光反射部の少なくとも一方を有しても良い。前記外界に最も近い素子の、前記界面側の少なくとも一部が露出されず、前記封止部材または前記接続端子のうちの、前記開口部が形成されている方により被覆されていても良い。
【００２１】
また、前記光電変換部は、赤外線領域の光を検出および放出のいずれか一方を行っても良い。前記光電変換部は、室温で動作可能な量子型光電変換部であっても良い。前記光電変換素子が複数の光電変換部を直列に接続されても良い。前記量子型光電変部は、フォトコンダクター型、フォトダイオード型、フォトトランジスター型およびＬＡＳＥＲダイオード型の少なくとも１つであり、前記量子型光電変換部は、ＩｎおよびＳｂの少なくとも一方を含む化合物半導体からなる層と、拡散電流を抑制するためのバリア層とを含んでも良い。
【００２２】
本発明の別の実施形態は、基板上に形成された光電変換部を有する光電変換素子を含む１つ以上の素子と、前記光電変換素子に電気的に接続される接続端子と、前記１つ以上の素子及び前記接続端子を封止する封止部材と、を備える光デバイスの製造方法であって、前記接続端子の少なくとも一部と前記１つ以上の素子とを前記封止部材にて封止する封止工程と、前記光デバイスの、光を入射または出射する側に、その底面が前記１つ以上の素子のうち外界に最も近い素子と該外界との界面になるように開口部を形成する開口部形成工程とを有することを特徴とする。
【００２３】
また、前記外界に最も近い素子は、前記１つ以上の素子のうち前記光電変換素子であっても良い。前記光電変換素子と前記接続端子が信号伝達素子を介して接続されても良い。
【００２４】
また、前記開口部形成工程では、前記封止部材または前記接続端子の、前記光を入射または出射する側に、前記開口部を形成しても良い。
【００２５】
また、前記封止工程の前に、前記外界に最も近い素子の、前記界面に相当する領域に、前記界面を保護するための第１保護膜を形成する第１保護膜形成工程をさらに有し、前記封止工程では、前記接続端子の少なくとも一部と前記光電変換素子と前記第１保護膜とを前記封止部材にて封止しても良い。前記第１保護膜は感光性の保護膜であっても良い。前記開口部形成工程の後に、前記第１保護膜を除去する第１保護膜除去工程をさらに有しても良い。前記開口部形成工程では、前記第１保護膜の厚みをｔとした場合、前記第１保護膜の表面を基準にし、前記第１保護膜の表面からの深さｘ（０≦ｘ≦ｔ）までエッチングしても良い。
【００２６】
また、前記開口部形成工程では、物理的な手法を利用したエッチングにより前記開口部を形成しても良い。前記物理的な手法を利用したエッチングはサンドブラストエッチングであっても良い。
【００２７】
また、前記開口部が前記封止部材に形成され、前記封止工程と前記開口部形成工程の間に、前記封止部材の開口部が形成される面上に、該開口部以外の少なくとも一部の封止部材を保護する第２保護膜を形成する第２保護膜形成工程をさらに有しても良い。
【００２８】
また、前記開口部が前記接続端子に形成され、前記接続端子は、貫通したパターンを有し、前記開口部形成工程では、前記封止工程にて前記パターンに入り込んだ封止部材を除去しても良い。
【００２９】
また、前記封止工程の前に、前記光電変換素子からの出力を処理する信号処理回路、前記光電変換素子への電気信号を駆動する駆動回路、および前記光電変換素子と前記接続端子との電気的に接続するインターポーザーの少なくとも１つを備える信号伝達素子と前記光電変換素子とを電気的に接続し、かつ前記信号伝達素子と前記接続端子とを電気的に接続する工程をさらに有し、前記封止工程では、前記接続端子の少なくとも一部と前記光電変換素子と前記信号伝達素子とを前記封止部材にて封止しても良い。
【００３０】
本発明によれば、従来に比べ、信頼性が高く光の入出力特性に優れた光デバイスが得られる。また、その簡便かつ生産性が高い製造方法が提供できる。とりわけ本発明の光デバイス及びその製造方法は、小型、薄型の光デバイスの場合に有効な構造及びその製造方法となる。さらに、赤外線領域の光を入出する光デバイスにおいて、従来の方法では成し得なかった非常に小型で信頼性の高い光デバイスを効率よく製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の一実施形態に係る光デバイスの断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の一実施形態に係る光デバイスの断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の一実施形態に係る光デバイスの断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、本発明の一実施形態に係る光デバイスの断面図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、本発明の一実施形態に係る光デバイスの断面図である。
【図１Ｆ】図１Ｆは、本発明の一実施形態に係る光デバイスの断面図である。
【図１Ｇ】図１Ｇは、本発明の一実施形態に係る光デバイスの断面図である。
【図１Ｈ】図１Ｈは、本発明の一実施形態に係る光デバイスの断面図である。
【図１Ｉ】図１Ｉは、本発明の一実施形態に係る光デバイスの断面図である。
【図１Ｊ】図１Ｊは、本発明の一実施形態に係る光デバイスの断面図である。
【図１Ｋ】図１Ｋは、本発明の一実施形態に係る光デバイスの断面図である。
【図１Ｌ】図１Ｌは、本発明の一実施形態に係る光デバイスの断面図である。
【図１Ｍ】図１Ｍは、本発明の一実施形態に係る光デバイスの断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る信号処理回路部の構成の説明図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の一実施形態に係る電磁遮蔽板及び光反射板を用いた場合の光デバイスの断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の一実施形態に係る電磁遮蔽板及び光反射板を用いた場合の光デバイスの断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の一実施形態に係る集光レンズを用いた場合の光デバイスの断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の一実施形態に係る集光レンズを用いた場合の光デバイスの断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明の一実施形態に係る集光レンズを用いた場合の光デバイスの断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の一実施形態に係る部分射光を利用した光デバイスの断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の一実施形態に係る部分射光を利用した光デバイスの断面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係る多数開口部を持った光デバイスの断面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に係るインターポーザーを用いた場合の断面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態に係るアクティブ型赤外線センサの断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の一実施形態に係る信号処理回路部の無い光デバイスの製造方法の概略図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の一実施形態に係る信号処理回路部の無い光デバイスの製造方法の概略図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、本発明の一実施形態に係る信号処理回路部の無い光デバイスの製造方法の概略図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、本発明の一実施形態に係る信号処理回路部の無い光デバイスの製造方法の概略図である。
【図９Ｅ】図９Ｅは、本発明の一実施形態に係る信号処理回路部の無い光デバイスの製造方法の概略図である。
【図９Ｆ】図９Ｆは、本発明の一実施形態に係る信号処理回路部の無い光デバイスの製造方法の概略図である。
【図９Ｇ】図９Ｇは、本発明の一実施形態に係る信号処理回路部の無い光デバイスの製造方法の概略図である。
【図９Ｈ】図９Ｈは、本発明の一実施形態に係る信号処理回路部の無い光デバイスの製造方法の概略図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の一実施形態に係る信号回路部付きの光デバイスの製造方法の概略図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明の一実施形態に係る信号回路部付きの光デバイスの製造方法の概略図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、本発明の一実施形態に係る信号回路部付きの光デバイスの製造方法の概略図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、本発明の一実施形態に係る信号回路部付きの光デバイスの製造方法の概略図である。
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、本発明の一実施形態に係る信号回路部付きの光デバイスの製造方法の概略図である。
【図１０Ｆ】図１０Ｆは、本発明の一実施形態に係る信号回路部付きの光デバイスの製造方法の概略図である。
【図１０Ｇ】図１０Ｇは、本発明の一実施形態に係る信号回路部付きの光デバイスの製造方法の概略図である。
【図１０Ｈ】図１０Ｈは、本発明の一実施形態に係る信号回路部付きの光デバイスの製造方法の概略図である。
【図１０Ｉ】図１０Ｉは、本発明の一実施形態に係る信号回路部付きの光デバイスの製造方法の概略図である。
【図１０Ｊ】図１０Ｊは、本発明の一実施形態に係る信号回路部付きの光デバイスの製造方法の概略図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の一実施形態に係る第２の保護膜の形成方法の説明図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明の一実施形態に係る第２の保護膜の形成方法の説明図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、本発明の一実施形態に係る第２の保護膜の形成方法の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。【００３３】
本発明は、光を入射または出射する（導出入）するための窓部を必要とする樹脂で封止可能な光デバイスを提案する。すなわち、本発明では、封止部材の一部から、封止部材に封止された素子（発光素子、受光素子等の光電変換素子、信号処理回路等の信号伝達素子など）が外界と界面を形成して露出することになり、この露出した領域が窓部となる。本発明では、上記封止部材に封止された素子は、光電変換素子を少なくとも含んでおり、信号処理回路などの信号伝達素子などを含むことができる。上述のように、窓部は、上記封止部材に封止された素子のうちの所定の素子における外界との界面である。よって、上記所定の素子は、窓部としての外界との界面を有することを考慮すると、封止部材に封止された素子のうちの、光を導出入する側における外界に最も近い素子となる。【００３４】
なお、この露出した領域の全面において、所望の波長の光が透過するように窓部を構成するのが好ましい。所望の波長の光とは、封止部材に封止された光電変換素子に関する波長の光であり、例えば、光電変換素子として発光素子が封止されている場合は、発光素子から発光される光であり、光電変換素子として受光素子が封止されている場合は、受光素子の光受光部を動作させる波長の光である。【００３５】
本発明では、光電変換素子を封止部材によって封止しても、窓部から所望の波長の光が、その素子に入射、またはその素子から出射する。よって、赤外線領域の光や紫外線領域の光などを透過しないような封止部材により、素子を封止した場合であっても、窓部を備えることにより、光を素子へと入射、または出射することが可能となる。【００３６】
また、本発明では、封止部材自身に光の導出入のための開口部が形成されていることが好ましく、このように封止部材自身に開口部を形成することによって、余計な部材は不必要となり、非常に小型なパッケージが実現できる。この開口部は後述のように、接続端子に形成しても良い。この場合は、接続端子に形成された開口部の底面が窓部となり、この窓部から、光電変換素子や信号伝達素子が露出することになる。【００３７】
本発明において開口部とは、封止部材または接続端子に形成された貫通穴を含む。また、光を入射または出射する側（光の導出入側）が接続端子側である場合では、接続端子に貫通するようにして形成されたパターン部を開口部とすることができる。すなわち、開口部とは、封止部材および接続端子において光の導出入側に形成された空間であって、開口部が形成された部材が存在せず、その底面（底部）が窓部であるものを指す。【００３８】
そして、開口部の深さの程度は限定されるものではなく、いずれの深さであっても良い。すなわち、開口部の深さを記号ｈとすると、深さｈ＞０である。この深さｈは、開口部の縁から開口部の底面までの距離である。なお、多数の光デバイスを製造した場合、ｈ＝０となった光デバイスが製造されることがあり、ｈは０であっても構わないが、ｈ＝０に統一された光デバイスを多数製造することは困難であり、ｈの値は、多数の光デバイスの開口部の深さを測定することによって判定できる。【００３９】
このように、封止部材や接続端子に開口部を形成するので、封止部材や接続端子の開口部が形成される側における、外界から最も近い素子（光電変換素子や信号伝達素子）まで開口部の底面は達することになり、開口部の底面で素子と外界の界面が形成されて素子が露出する（外界と界面を形成する）ことになる。よって、開口部の底面が窓部となるのである。【００４０】
本発明において、開口部は外界からの光を窓部へと導く機能、および窓部からの光を外界へと導く機能を有する。すなわち、開口部は、封止部材や接続端子などのいずれの部材や素子が無い空間であり、開口部の底面は直接窓部であるので、外界からの光は、開口部を介して窓部へと入射して光電変換素子の光電変換部へと入射することができる。また、光電変換部から出射した光は、窓部に入射して開口部を通過し、外界へと出射することができる。このように、光が開口部を通じ、直接光を透過するための窓部へ入射（又は窓部から出射）するので、光路に光強度を減衰する物質（例えば、封止部材やそのバリ）が無く、本発明の光デバイスは効率よく光を受光したり、発光した光を効率よく外界へと放射したりすることが可能となる。【００４１】
本発明の光デバイスは、特に光センサ、光を放出する発光デバイス、または、光を発光してから検出物体に反射した反射光を検出するアクティブ型の光センサ、等を示す。基本構造として、光を検出・放出する光電変換素子と、デバイスのパッケージとなる封止部材と、光の導出入のための窓部とを備えている。これによって、非常に少ない部品の数となるので、超小型で、高性能、信頼性の高い光デバイスが実現できる。【００４２】
また、本発明の光デバイスでは光が外界と素子の界面（窓部）を必ず通過するので、光デバイスの受光感度、または、発光効率を最大にするには、光の反射防止、集光、もしくは、波長選択性という機能を窓部に持たせることが好ましい。そのため、本発明では、窓部における光の入出特性を調整する光学調整部をさらに備えても良い。従って、本発明では光電変換部だけではなく、窓部も重要な役割を持つ。なお、本発明において光学調整部は、後述する光電変換素子や信号伝達素子などの、光の導出入面において、外界に最も近い素子に一体化して形成できる。よって、光学調整部を形成する場合は、光学調整部と外界との界面が窓部となる。【００４３】
また、本発明の光デバイスの製造方法においては封止部材や接続端子に開口部を形成する工程を有する。このようにすることによって、光の入射や出射の妨げとなる、封止部材やバリとして存在する封止部材が窓部上に残ることを回避、ないし軽減できる。さらに、光デバイスの窓部や光学調整部を破壊しないように、封止工程の前に、窓部、または、光学調整部を保護する保護層（後述の第1保護膜）を形成し、封止工程の後に、窓部を露出するための開口部を形成する工程を行うことが好ましい。このようにすることによって、物理的な手法を用いて、封止の開口部を形成しても、窓部、光学調整部が破壊されたり、傷ついたりすることが無く、信頼性が高いプロセスが実現でき、生産効率が高く、性能が安定した超小型の光デバイスが具現化される。【００４４】
以上のように、例えば光デバイスが光信号を検出する場合、検知しようとする光信号を、光学的な減衰を受けずに光電変換部まで透過させることができる。さらに、センサからの出力信号を極力最短距離で信号処理回路部に接続することで外界の電磁雑音の影響を受けにくくすることができ、結果として光の検出感度を高められる。【００４５】
光電変換部がサファイア、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰのような基板上に、薄膜成長法を用いて作製される場合、そのようなデバイスの多くは、薄膜成長に用いた基板自身がデバイスの動作波長を透過するという特徴をもつ。本発明において、光電変換素子に窓部が形成される場合、その特徴を利用して、受動型の光センサの場合では受光部、アクティブ型センサの場合では発光部、及び受光部や発光部の形成された基板の裏面がパッケージから露出されるようにすることによって、小型で製造工程の少ない発光・受光デバイスの実現を可能とした。また、同じ封止パッケージ内に発光部及び受光部を組み込み、アクティブ型のセンサ、もしくは、発光デバイスも実現できる。【００４６】
後述のように本発明の製造方法を利用することによって、基板自体を窓部として活用することも可能となるので、パッケージのサイズも小さくなるし、部品の数を減らすことによって、組み立て工程数を削減することもできる。【００４７】
なお、本明細書において、基板の裏面とは、光電変換素子を構成する基板上の光電変換部が形成された面と対向する面を指す。【００４８】
本発明の一実施形態に係る光デバイスは、封止部材によって１つ以上の光電変換部を有する光電変換素子が封止されており、光を光電変換素子に入射するための窓部を有している。この窓部の大きさは、光電変換素子の一部または全面とすることができる。また、窓部は、信号伝達素子側に形成されて、その一部または全面であっても良い。この窓部は外界と素子の界面であるため、窓部上には、封止部材は存在してはおらず、その窓部において、窓部を有する素子（光電変換素子や信号伝達素子）が露出することになる。例えば光電変換素子が窓部を有する場合、上述のように光電変換素子を構成する基板はデバイスの動作波長の光を透過するので、窓部の全面から、デバイスの動作波長の光は透過することになる。また、窓部を有する素子の窓部以外の部分は、封止部材によって封止されている。【００４９】
なお、上述のように、窓部が形成される光電変換素子（または信号伝達素子）のある面の全面を窓部とはせず、一部を窓部とする、すなわち、光電変換素子（または信号伝達素子）の光が入射または出射する側の面の少なくとも一部を露出しないようにすると、この露出していない面は封止部材によって封止されることになる。この露出していない面上の封止部材は、封止された光電変換素子（または信号伝達素子）を押さえる役割を果たし、物理的衝撃で破損するのを防止するのに有効となる。例えば、窓部が四角形である場合、光電変換素子のある面の四隅を露出させず封止部材によって被覆したままにしておけば、窓部は露出しているが四隅には封止部材が存在しているため、四隅の封止部材がストッパとして機能する。よって、光電変換素子が、光デバイスに物理的衝撃などが加わった際に、封止部材の窓部に相当する領域から外へと出るのを防ぐことができる。このように、窓部のサイズは、窓部を有する素子（光電変換素子または信号伝達素子）のサイズ（光の入射または出射する方向から見たサイズ）以下の面積を有するが、光電変換部への光の導出入強度を高くするため、窓部の窓部を有する素子に対する大きさは大きい方が好ましく、具体的には、３０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましく、更に好ましくは８０％以上である。【００５０】
また、本発明の一実施形態に係る光デバイスが備える封止部材は、窓部へ光を導出入する機能を有する開口部を有する。この開口部は、封止部材に形成されるものである。または、接続端子が、窓部に光を導入するための開口部を有することもある。この場合は、開口部は接続端子に形成される。さらに、窓部は、光の入出特性を改善する光学調整部を有しても良い。そして、光電変換素子は、基板と、該基板上に形成された、光エネルギーと電気エネルギーとのエネルギー変換を担う光電変換部とを備えている。【００５１】
すなわち、本発明において窓部を形成する目的は、光デバイスの動作波長（例えば、赤外線や紫外線など）を透過しない封止部材にて封止する場合であっても、該封止部材に封止された光電変換素子に外界から光を入射する、または外界へと出射するためである。そして、その目的のために、光を導出入する側の外界から最も近い素子（例えば、光電変換素子や信号伝達素子など）の少なくとも一部の面を封止部材から外界に露出させるのである。よって、窓部を有する素子において、窓部以外は封止部材によって封止されることになる。【００５２】
（基本的な素子構造について）  
これらの部材の好ましい配置を、図１Ａ〜１Ｅを用いて説明する。  
図１Ａは、本発明の一実施形態に係る光デバイスの断面図である。図１Ａでは、光電変換素子５０は、基板１０と、基板１０の表面に形成された光電変換部１とを備えている。そして、光電変換素子５０は封止部材１４によって封止されている。そして、封止部材１４には、光電変換素子５０が、光学調整能を有する窓部によって外界と接するよう開口部６が形成されている。この開口部６の底部が窓部となっており、光学調整部１３が露出している。光学調整部が形成されていない場合は、基板１０が窓部にて露出することは言うまでも無い。このようにすることによって、光電変換部１で受発光する光は、窓部を介し、開口部６を通して、効率よく外界へと入出できる。【００５３】
本発明の光電変換部１は、基板１０上に形成されており、入射してきた光を電気信号に変換、または、外部から供給された電気信号を光に変換する光電変換を行う。その方式は特に限定されず、光による電子遷移や再結合に基づく受発光を行う量子型の光電変換部（目的の波長に合うバンドギャップを持った半導体材料の光伝導・光起電力効果・発光を利用した光電変換部）、光のエネルギーを吸収し熱に変換して熱モードで伝える熱型の光電変換部を用いることができる。封止部材を用いた本発明の光デバイスにおいては、封止部材との伝熱の影響が小さいため、量子型の光電変換部が好ましく用いられる。量子型光電変換部としては、発光デバイスの場合、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）型または、ＬＤ（ＬＡＳＥＲ  Ｄｉｏｄｅ）型は発光効率が高いため好ましく、光センサの場合、フォトダイオード、太陽電池、フォトトランジスターは受光感度が高いため好ましい。熱型の光電変換部の場合は、主として受光型の光電変換部が利用でき、焦電型、ボロメーター型やサーモパイル型の光電変換部が好ましく用いられる。【００５４】
ここで、光電変換部１には、室温で動作可能な量子型光電変換部を利用するのは望ましい。このような、光電変換部が室温で動作可能な量子型光電変換部であることにより、本発明の光デバイスの構造が良好な光電変換特性と安定性とを兼ね備えた構造となる。とりわけ、本発明の光デバイスが、赤外線領域の光を入出力する（受光・発光する）光デバイスの場合、封止材の蓄熱による応答性が改善された、簡便で、安定性の優れた構造として本発明の光デバイスがより有効に機能する。【００５５】
特に、赤外線領域の光を入出力する光デバイスの場合、ＩｎおよびＳｂの少なくとも一方を含む化合物半導体（例えば、ＩｎＡｓｘＳｂ１−ｘ（０≦ｘ≦０．７５）の材料）や、ＨｇＣｄＴｅのような材料を光電変換部１とする光デバイスが例示できる。これらのなかで、ＩｎおよびＳｂの少なくとも一方を含む化合物半導体が好ましく用いられ、とりわけ、電子拡散電流を抑制するバリア層を有する場合、より高感度になるため好ましい。更には、ＩｎＡｓｘＳｂ１−ｘ（０≦ｘ≦０．７５）を利用したフォトダイオードの光電変換部に、電子拡散電流を抑制するバリア層を利用した光電変換部が高感度になるため好ましい。このｘについては、その材料の吸収波長と製造の容易さなどによって、適切に選択される。（特許文献３参照。）【００５６】
また、特に遠赤外線領域で動作する光センサ（受光型の光電変換素子）の場合、電流による雑音を抑制するため、太陽電池モードで動作するフォトダイオードを光電変換部１として利用しても良い。この場合、太陽電池の開放電圧を出力信号として利用すると、最も高いＳ／Ｎ比（信号／雑音比）の高い光センサが実現できる。更に出力信号を高め、かつ、Ｓ／Ｎ比を改善するために複数の太陽電池（光電変換部に相当する）を直列に接続することが好ましい。即ち、複数個の光電変換部を直列に接続して光電変換素子を構成することによって、とりわけ、出力信号を電圧で取り出す場合に、大きな出力が得られる。とりわけ、赤外線センサは、熱雑音の影響を受けやすく、直列に接続することによって、熱雑音によるノイズに対するＳ／Ｎ比を改善できるためである。その直列に接続する数は、特に限定されなず、出力信号の大きさ、Ｓ／Ｎ比）などを勘案して適宜選択すればよいが、直列数が１０以上の場合、出力信号の大きさやＳ／Ｎ比の変化が顕著になるため好ましく、同様の理由でより好ましくは１００以上であり、更に好ましくは５００以上である。上限については特に制約が無く、センサのサイズや出力を勘案して適宜選択される。【００５７】
このような光デバイスは量子型で、冷却機構を利用せずに、室温でも高出力が得られる。そして、本発明の光デバイスが、赤外線領域の光を受発光する光デバイス、とりわけ、赤外線センサの場合、常温で高出力が得られ、Ｓ／Ｎ比が改善された上記の構造を有することによって、本発明に開示した構造で応答速度が速く高感度で小型のデバイスが容易に得られ、本発明の構造がより一層好ましく用いられる。【００５８】
本発明において、光電変換部は基板上に形成されるが、その基板は特に限定されず、光電変換部を構成する材料を形成するのに適した材料が選択される。具体的には、シリコンやＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ等の半導体基板、もしくは、ＧａＮ、ＡｌＮ、サファイア基板、ガラス基板といった、汎用の基板が用いられる。【００５９】
本発明において、光電変換素子への光の導出入の方向は特に限定されず、図１Ａに示したように光電変換素子の基板側（裏面側）を通して光が導出入されても、図１Ｃに示したように光電変換部側から導出入されても良い。光電変換部に金属で配線を形成する場合、金属に光が反射されるため、基板側（裏面側）から光が導出入される方が好ましい。とりわけ、２つ以上の光電変換部を直列に接続する場合、これらの光電変換部を接続するために金属が用いられることが多く、基板側から光が導出入できることによる光の利用効率が高くなる効果がより一層顕著になる。【００６０】
このような場合、基板は、光電変換部が受発光する波長の光に対して透明であることが必要である。従って、薄膜成長法を用いて、光電変換部を形成する場合は、光電変換部を構成する材料と基板の材料とが異なる材料であることが好ましい。そのため、半導体基板を用いる場合、基板よりナローギャップの半導体を光電変換部として用いるのが好ましい。例えば、光電変換部がIII−Ｖ族半導体の場合、シリコン基板を用い、シリコンよりナローギャップなIII−Ｖ族半導体をシリコン上に成膜したものを光電変換部として用いるのが好ましい。また、ＧａＡｓ基板を用いてＧａＡｓよりナローギャップなIII−Ｖ族半導体を光電変換部としてＧａＡｓ基板上に成膜して用いるのが好ましい。【００６１】
本発明の光デバイスは、外界から光を入射したり、外界へと光を出射したりするための窓部を有している。窓部は、封止部材や接続端子に被覆されていない外界と素子との界面を示す。すなわち、その役割は光電変換部の光の導出入である。光電変換素子の基板側（裏面側）から光を導出入させたい場合は、光電変換素子の基板表面と外界との界面が窓部となり、基板側と対向する側から光を導出入させたい場合は、信号処理回路などの信号伝達素子など、光デバイスが有する素子のうちの最も外界側の素子と外界との界面が窓部となる。そして、その界面（窓部）に光学調整部を形成しても良い。この光学調整部を形成する場合は、露出した光学調整部が窓部となる。【００６２】
本発明では、光電変換部に対して光を導出入させるために、封止部材や接続端子の、窓部に相当する領域を除去することによって窓部を形成し、最も外界に近い素子の表面を露出させるのである。この窓部を除去する際に、封止部材の表面のみを窓部を形成するように除去するようにしても良いし、封止部材や接続端子に開口部（貫通穴）を形成し、該開口部の底部を窓部にしても良い。【００６３】
また、図１Ａに示すように、封止部材１４に形成された開口部６において、開口部６の側面はある傾きを持って形成されているが、その傾きに特に制限は無く、光学調整部１３に対し垂直であっても良い。その傾きを用いて、視野角も制御することができる。【００６４】
光学調整部１３は窓部における何らかの表面処理によって形成された、光の導出入方法を調整する領域を示す。これまでの光デバイスではこの光学調整部は、金属パッケージに収容される場合は、この金属パケージの蓋部分に形成されるなどして、光電変換部と別個の部品として設けられてきた。しかしながら、本発明での光学調整部は、光電変換部と同じ基板上や光電変換素子と電気的に接続され、対向して配置された信号伝達素子上に形成される。これは、素子（光電変換素子や信号伝達素子）の、所望の形態に応じた外界に一番近い素子の表面が露出することになるので、光学調整部と光電変換素子や信号回路部とを一体化できるからである。そのため、部品の数は少なくなり、また、一体化により、光学調整部から光電変換素子までの間の無駄なスペースを減らすことができるので非常に薄型の光デバイスが実現できる。そして、この光学調整部を光デバイスが有することにより、後述する第１保護膜を用いた光デバイスの製造方法の効果が一層顕著になる。なお、前述のように光電変換素子の裏面側から光の入射、出射が行われるのが好ましいため、光学調整部は光電変換素子の光電変換部が形成された面の反対側の面（裏面）に形成されるのが好ましい。【００６５】
光学調整部１３は光デバイスの光電変換効率や波長、受光・発光の集光といった実用性を高める重要な役割を持つ。具体的には、窓部における光の反射を防ぐ光反射防止部、受光・発光の波長を制御するフィルター、光の検出、出射方向を制御したり集光したりする光学レンズである。光反射防止部としては、反射防止層や前方散乱／後方散乱の比率を制御する散乱制御層が用いられる。また、レンズとしては、凹凸を有するレンズや、フレネルレンズがその目的に応じて適宜選択される。そして、これらは窓部に形成されるが、その具体的な形態としては、窓部表面に形成可能な反射防止膜やフィルター、または、窓部の表面に加工可能な光学レンズ、または、なんらかの表面処理によって形成された加工された形態が挙げられる。加工された形態とは、物理的や化学的な手法によってその粗度を調整することによって散乱効果を用いて光の導出入強度を改善したものや形態を変更することによって光の入出角度を調整したものが例示できる。また、光学調整部は、光電変換素子が外気と接触して発生する劣化の保護となる機能を兼ね備えていてもよい。また、その保護機能を有する層は、光学調整機能とは独立に光学調整部の外界と接する面側に設置されていても良い。【００６６】
これらの中で、光反射防止部（反射防止膜や散乱効果を用いた光の導出入の改善層）は、光電変換素子の光電変換性能を大きく改善するために好適に用いられる。とりわけ、窓部を有する素子の屈折率が高い場合は有効で、反射防止膜としては、窓部が外界と接する界面において窓部より屈折率が低い材料が好適に用いられる。散乱効果を用いた光の導出入改善層は、光電変換部やその基板の露出部分の粗度を改善してもよいし、その表面が適切な粗度である層を別個に設置しても良い。とりわけ、基板の裏面から光の入出を行う場合は、基板の裏面を研磨などの方法によっての粗度を制御して形成された光学調整部が好適に用いられる。【００６７】
光学フィルターは、多層、単層の層を設けることによって、所望とする波長領域以外の光をカットする機能を有し、とりわけ、光電変換素子が受光素子の場合に好適に使用される。【００６８】
光学レンズは、光の入出方向の制御や集光が必要な場合に好適に使用され、窓部上への形成の容易さからフレネルレンズが好適に用いられる。【００６９】
また、後述のように、光デバイスが信号伝達素子を備え、信号伝達素子側から光が入射や出射する場合、光学調整部は、信号伝達素子に形成された窓部（外界との界面）に形成されるが、信号伝達素子を介して光電変換部が入出する光の強度等をコントロールする目的で使用される。従って、例えば、信号伝達素子と光電変換素子の間の材質（空気や樹脂など）の光学的特性を勘案して設計される。また、このような場合は、光電変換素子側に、更に光電変換部が入出する光の強度をコントロールできる光学調整部と同等の機能を備えても良い。更に、光学調整部を窓部に有しない場合においても、信号伝達素子と光電変換素子の間に光学調整部と同等の機能を持たせることも可能である。【００７０】
なお、後述のように、封止部材１４の開口部６を形成する工程では、光学調整部１３の破壊をしないような工夫が必要となる。【００７１】
開口部６とは光が光電変換部１に入出するための封止部材１４における貫通穴である。開口部６の位置としては光が容易に光電変換部１に入出できる位置なら、封止部材１４のどこでも良いが、図１Ａに示すように基板１０の裏面を窓部として利用することによって、部品の数が少なく、最も小型の光デバイスが実現できる。【００７２】
図１Ａに示した光デバイスは、接続端子３を有している。接続端子３は接続配線１５により光電変換部１と電気的に接続されており、外界の電気信号を光電変換部１へと供給、または、入射してきた光の強度に応じた電気信号を外界へ出力するために用いられる。【００７３】
図１Ａに示すように、一般的に用いられているフリップチップボンディング法を用いて、最も小型の光デバイスの実現ができる。ここでは、接続端子３にはリードフレームを、接続配線１５には金属バンプや金属ボールを利用するのが望ましい。この場合、封止する時に、光電変換素子５０が接続端子３に接続配線１５により固定されているから、後述のように光デバイスの製造は容易にできる。【００７４】
図１Ａでは接続配線１５を用いた接続方法を示したが、図１Ｂに示すように、光電変換素子５０を接続端子３に固定し、接続配線１６には金属ワイヤを用いても良い。金属ワイヤを用いる方法は、より高い接続信頼性が得られるために好ましい。【００７５】
図１Ｂでは、光電変換素子５０は、基板１０に形成された光電変換部１と光学調整部１３を有し、接続配線１６により接続端子３に接続されている。この場合、光電変換部１や接続配線１６は封止部材１４によって覆うように封止されているが、光の導出入のため、接続端子３に開口部７を設ける必要がある。このときは、開口部７の底面、すなわち、外界と基板１０（光電変換素子５０）との界面が窓部となり、この窓部には、光学調整部１３が形成されている。よって、光学調整部１３と外界との界面が窓部となり、光学調整部１３及び基板１４を介して光電変換部１に光を出入射する。なお、開口部７は、接続端子３に貫通するように形成されたパターン部である。【００７６】
図１Ｂの光デバイスでは、接続端子の開口部７を利用して、所望の視野角に変えることができる。また、外付けの光学レンズを開口部７に容易に取り付けることができる。同様に、図１Ｃで示すような構造は、接続配線１５として金属バンプや金属ボールを用いるフリップチップボンディング法を用いても良い。この場合、金属ワイヤを接続端子に接続するための距離が短くなるため、最も小型の光デバイスが実現できる。光電変換素子５０は、基板１０に形成された光電変換部１と光学調整部１３と後述する反射板９を有し、接続配線１５により接続端子３に接続されている。この場合、図１Ｂの場合と同様に、光電変換素子５０は封止部材１４によって覆うように封止されているが、光の導出入のため、開口部７の底面、すなわち、外界と光電変換部１との界面が窓部となり、この窓部には、光学調整部１３が形成されている。よって、光学調整部１３と外界との界面が窓部となり、光学調整部１３を介して光電変換部１に光を出入射する。【００７７】
本発明の接続配線としては、上述の金属ボールや金属バンプといった金属突起類や金属ワイヤの他に、ハンダ、金属やカーボンのペーストを固化した配線、フィルム中に導電体が分散され圧着によって導通が達成されるフィルム状配線などが使用可能であるが、接続配線の信頼性の観点で、金属ボールや金属バンプといった金属突起類や金属ワイヤが好ましく使用される。即ち、これらの金属配線は、それらを用いる際に使用されるフリップチップボンディング法やワイヤーボンディング法といった製造方法と共に、高い信頼性を有しているためである。特に、これらの材料及びそれを用いるこれらの製造方法は、微細な加工に適し、小型の光デバイスの金属配線として高い信頼性と生産性を両立できるので適している。とりわけ、光デバイスを小型化できるという観点から金属ボール、金属バンプがより好ましく用いられ、接続配線の信頼性の観点からは金属ワイヤがより好ましい。【００７８】
所望に応じて、光デバイスの更なる薄型化のために、図１Ｄで示すような構造としてもよい。接続端子３の形状以外は図１Ｂと同じであるので説明は省略するが、ここでは、接続端子３に光電変換素子５０が入るような穴を形成して、光電変換素子５０をその穴に配置してから、接続配線１６として金属ワイヤで電気的な接続を行う。この場合、最も薄型の光デバイスが実現できる。【００７９】
さらに、所望に応じて、図１Ｅで示すような構造としてもよい。ここで、接続端子３の形状以外は、図１Ｂ、Ｄで示す構造と同じであるので説明は省略する。接続端子３は、開口部６と同じ面、及びその側面に露出して外部と接続できるようになっているが、加えて、開口部６が形成された面と反対側の面にも露出して外部と接続できるようになっている。この場合、開口部６と同じ面、その側面に加え、開口部６がある面の反対側の面からも、容易に電極をとることができ、好ましい。前述した図１Ｂ、Ｃの構造や、後述する信号伝達素子を有する構造に対しても、開口部６がある反対側の面で電気接続が取れるよう、図１Ｅの形状と同様の接続端子を用いることができる。なお、開口部６と接続端子の位置関係に関し、本発明の使用形態、サイズ、製造の簡便さなどを勘案し適宜選択される。これらの中で、開口部６がある反対側の面に、接続端子３がある場合、光の入出力面と電気接続の面が反対になるため、本発明の光デバイスを機器に搭載する場合に設計が容易になり好ましい場合が多い。さらに、このような、光の入出力面と電気接続の面を反対に取れる構造とする場合は、接続端子と封止樹脂の密着強度を向上するために、光の入出力面側の接続端子の一部が封止樹脂から露出しないように接続端子に段差を設けるなど接続端子形状を設計することもできる。【００８０】
本発明の光反射部９は光を反射するために形成される。その役割は光電変換効率を高めることである。図１Ｃで示すような光デバイスの場合、光反射部９は、光電変換部１を基準にして、窓部を形成した基板１０の面側（光電変換部１が形成された面）と対向する面上に形成される。このような光デバイスを光センサとして動作させてときに、入射してきた光の一部が光電変換部１で吸収され、電気信号に変換されるが、一部の光が光電変換部１を通過して、反射板９によって光電変換部１へ反射され、反射された光を光電変換部が吸収して電気信号に変換できる。また、発光デバイスとして動作させた場合、窓部と反対側へ進行した光が反射板９に反射され、窓部から放出され、発光効率を高めることができる。図１Ｃに示す構造では、蒸着法を利用して、反射率の良いＡｌやＣｒのような金属膜を、基板１０の光電変換部１の形成されていない面上に形成しても良い。遮蔽板を反射板９の代わりに形成しても良いが、所望により、光反射および電磁雑音吸収の双方の効果を持つ材料を用いるのが望ましい。このような光反射と電磁雑音の吸収を同時に満たす材料としては、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属材料類が例示でき、所望に応じて、それらの金属材料を積層して使用する。本発明の遮蔽板は電磁雑音を吸収する板を示す。遮蔽板は特に微弱な信号を検出する光センサの場合、外部の電磁雑音を吸収し、センサのＳ／Ｎ比を改善する効果がある。【００８１】
（信号処理回路部、駆動回路部、インターポーザーについて）  
次に、信号伝達素子を有する光デバイスについて図１Ｆ〜１Ｉを使って説明する。信号伝達素子とは、信号処理回路部、駆動回路部を有する素子やインターポーザーである。【００８２】
以下図では、たびたび信号伝達素子として「信号処理回路部２」を用いて説明する。この場合、信号処理回路部２は、信号処理回路部、駆動回路部を有する素子やインターポーザーである。【００８３】
図１Ｆは、本発明の一実施形態に係る光デバイスの断面図である。ここで、後述する信号処理回路部２、接続配線１６以外は、図１Ａで示す構造と略同じであるので説明は適宜省略する。【００８４】
信号処理回路部２はシリコン基板上に半導体素子の回路として形成されるのが一般的であるため、光電変換部１は、信号処理回路部２とは別の基板上に形成されることが多い。なお、前述のように、光電変換部１は、所定の波長（波長範囲）、例えば、赤外領域や紫外領域などの光を受発光できればよく、光デバイスの設計に応じて選択すればよい。例えば、光デバイスを赤外線センサとして設計する場合は、光電変換部を室温で動作可能な量子型赤外線光電変換部などとすればよい。【００８５】
信号処理回路部２は光センサの場合、光電変換部１からの微弱信号を増幅するなどし、該増幅された信号と基準値とを比較してから、アナログまたはデジタル出力信号として外部へ出力する。信号処理回路の必要のない光デバイスでは信号伝達素子として（図中の信号処理回路部２として）配線引き回し用のインターポーザーを用いても良い。基板１０はフリップチップボンディング法を利用して信号処理回路部２上に固定され、接続配線１５となる金属バンプ（金属ボール）によって、信号処理回路部２と電気的に接続される。また、光を出力する発光デバイスの場合、信号処理回路部２の代わりに、光電変換部１への電源を供給する駆動回路を利用しても良い。【００８６】
光電変換部１と接続端子３との電気的な接続を容易にする手段としてのインターポーザーまたは、光電変換素子１からの出力を処理する手段としての信号処理回路、または、光電変換部１への電気信号を駆動する手段としての駆動回路の必要な光デバイスの場合でも、接続端子３は信号処理回路部２（インターポーザー、または信号処理回路、または駆動回路）と外界との電気的接続を行うために用いられる。すなわち、図１Ｆに示されるように、接続端子３の少なくとも一部上に信号処理回路部２が形成され、接続端子３のうち信号処理回路部２が形成されていない領域の一部が、信号処理回路部２と接続端子３とが接続配線１６を介して電気的に接続されており、このような構成によって、光電変換素子５０は信号処理回路部２を介して外界と電気的に接続されるのである。特に、接続配線１５による構造は、特に微弱出力信号を発生する光センサの光電変換部１の場合、信号処理回路部２における増幅回路（図示せず）との接続配線が最も短くなり、外部の電磁雑音の影響が受けにくくなるので、望ましい構造である。【００８７】
なお、本発明において信号伝達素子としての信号処理回路部２は、例えば、インターポーザー、信号処理回路、や駆動回路など、信号に関る処理を行うものであればいずれのものであっても良く、インターポーザー、信号処理回路、および駆動回路を組み合わせたものであっても良い。すなわち、信号処理回路部２は、インターポーザー、信号処理回路、および駆動回路の少なくとも１つとすることができる。【００８８】
信号処理回路部２、基板１０、リードフレーム３を保護するために封止部材１４が用いられる。すなわち、封止部材１４は光電変換部１を保護するために封止する部材である。封止部材１４には成形型に用いられる材料であれば、その種類は問わない。具体的な例としたは半導体デバイスのパッケージに用いられるエポキシ樹脂類に代表される熱硬化性樹脂類のような封止樹脂が挙げられる。封止部材１４の成形は基板１０及び信号処理回路部２が接続端子３上に固定されてから行われる。また、封止部材１４を成形してから、後述のように、例えば、サンドブラストエッチングを用いて開口部６を形成する。このように開口部６を形成し露出面を形成することにより、基板１０が露出することになり、窓部が設けられる。よって、基板１０と外界との界面は窓材としても機能することになる。この開口部６は、基板１０の裏面が全て露出するように形成されている。図１Ｆでは、基板１０の裏面全面が露出するように開口部６が形成されているが、これに限定されず、基板１０の裏面の少なくとも一部が露出するように開口部６を形成するようにしても良い。すなわち、基板１０の裏面の少なくとも一部を窓部とすれば良いのである。図１Ｇに示すように、開口部６はサンドブラストエッチングの条件によって、光の感知範囲を調整するため、所望の視野角４０に変えられる。すなわち、基板１０の露出面の面積や、エッチングの深さ、露出面と封止部材１４の上面との段差の角度を調節することによって、視野角４０を調節することができる。【００８９】
また、開口部６の面積や形状は自由に設計できるが、光電変換素子５０の窓部側の面の一部が露出されず封止部材に被覆されるように設計すると、より機械的な強度が得られる。また、開口部の形状によって、光センサの所望の視野角が得られる。【００９０】
図１Ｆ、１Ｇで示したような開口部を形成するには封止部材１４の部分のエッチングが必要となるが、図１Ｈに示すように開口部６を選択的に形成するのではなくて、封止部材１４を全体的に、非選択エッチングするようにしてもよい。こうすることによってサンドブラストエッチング工程の簡略化ができる。ここではセンサの視野角４０は基板１０の厚み及び光電変換部１の面積で決まる。ここでは、封止部材１４の表面の形状、後述する保護層５１以外は、図１Ｆで示す構造と略同じであるので説明は省略した。【００９１】
また、図１Ｉで示すように、光を信号処理回路部２より入出力させてもよい。ここでは、信号処理回路部２の基板が窓部として利用される。ここで、信号処理回路部２が窓部となっていること、接続端子３の形状、光学調整部１３の位置、以外は、図１Ｆで示す構造と略同じであるので説明は適宜省略する。この場合は、基板１０上に形成された光電変換部１、信号処理回路部２、接続配線１６等は封止部材１４で覆われるように封止されているため、接続端子３に開口部７を設ける必要がある。ここでは接続端子３の開口部７の面積を変えることによって、センサの視野角４０を所望の視野角に変えることができる。なお、図１Ｉのように、信号処理回路部２を窓部としても機能させる場合は、信号処理回路部２は、光電変換部１によって受発光される波長の光を高い透過率で透過させる材料により構成される。図１Ｉに示されるデバイスの場合、信号処理回路部２と外界との界面が窓部となる。前述したように、信号処理回路部２やインターポーザーを設けない場合は、図１Ｂに示すように、外界と基板１との界面が窓部となる。また、図１Ｃに示すように、光電変換部１と外界との界面が窓部になる。尚、図に示すように、いずれの場合も、外界との界面に光学調整部１３を設けることができる。例えば、図１Ｉに示すように、信号伝達素子（信号処理回路部２）に光学調整部１３が形成され、光学調整部１３の外界と接する面に窓部が形成される。【００９２】
以上、図１Ｆ〜１Ｉを使って、光電変換素子と信号伝達素子（信号処理回路部２）が積層された構造を有する場合を説明した。このような積層構造を有する場合、複数の素子が積み重なっているため光デバイスの小型化が達成できる。【００９３】
もう一つの構造は、図７に示すような光電変換素子と信号伝達素子（信号処理回路部２）が並んで設置された構造である。図７では、図１Ｉ及び図５Ｂで示す構造と異なり、基板１０、光電変換部１、光学調整部１３からなる光電変換素子５０と、信号伝達素子としての信号処理回路部２とは、インターポーザー２０上に接続配線１５を介してそれぞれ別の場所に固定されている。そして、インターポーザー２０上の配線が光電変換部１を信号処理回路部２に電気的に接続する。この構造は、例えば赤外線センサの場合、光電変換部が信号処理回路部の発熱の影響を受けない、ないしはその影響が軽減されるので、有効な構造である。すなわち、光電変換部１と信号処理回路部２とは、インターポーザー２０上であれば、いずれの位置に配置しても良いので、互いに熱の影響を与えない（与えにくい）位置に、光電変換部１および信号処理回路部２を配置することが可能となる。また、信号伝達素子が光電変換素子より面積が小さい場合、図７にて説明した構造を用いることは有効である。このような、光電変換素子と信号伝達素子が並んで設置された構造は、図７のように１つの基板の上に並んで設置しても良いが、それぞれの素子を１つの封止部材で被覆し、光電変換素子の部分に窓部を形成することも可能である。このような場合、光電変換素子は図１Ａ〜１Ｊに示したようないずれの構造をとることも可能であり、それぞれの形態に応じて信号伝達素子を封止樹脂の中に配置し、それらを所望に応じて、金属ワイヤに代表される接続配線で接続すればよい。例えば、光電変換素子が、図１Ｅの構造の場合、それに並ぶように信号伝達素子を並べて封止樹脂で封止して光電変換素子や接続端子と金属ワイヤで接続する。このようにすることによって、信号伝達素子、とりわけ、信号処理回路や駆動回路を有する信号伝達素子と光電変換素子とを、より信頼性が高い電気接続が容易に達成される金属ワイヤのみを用いて接続することが可能になる。【００９４】
（保護膜、反射板について）  
また、図１Ｊ〜１Ｌで示すように、後述のように開口部６を形成してから、光電変換素子５０に形成される光学調整部１３が、外気と接触することにより発生する可能性のある劣化を保護する機能を有する保護層５１を設けても良い。【００９５】
図１Ｊでは、保護層５１は光学調整部１３のみを保護するように形成されている。光電変換素子５０は、基板１０に形成された光電変換部１と光学調整部１３を有し、接続配線１６により接続端子３に接続されている。光電変換素子５０は封止部材１４によって封止され、光の導出入のため、封止部材１４に開口部６が形成されている。この場合、外界と光電変換部１との界面が窓部となり、この窓部には、光学調整部１３が形成されている。さらに、光学調整部１３上に保護層５１が形成されている。よって、保護層５１及び光学調整部１３を介して光電変換素子１により光を出入射する。【００９６】
また、図１Ｋ、１Ｌで示すように、保護層５１は封止部材１４の一部または全部を保護するように形成しても良い。この場合、開口部６及び封止部材１４を保護することが出来、より信頼性の高い光デバイスが実現できる。ここで、図１Ｋで示す構造は、保護層５１が保護している範囲以外は、図１Ｊで示す構造と略同じであるので説明は適宜省略する。また、図１Ｌで示す構造は、保護層５１以外は、図１Ａで示す構造と略同じであるので説明は適宜省略する。【００９７】
さらに、図１Ｇ、Ｈで示すように、保護層５１を封止部材１４の一部または全部を保護するように形成しても良い。【００９８】
また、図１Ｍのように反射板５２を設けても良い。特に長波長赤外線センサの場合、光電変換部１は熱の影響を受けやすいので、反射板５２を設けることによって、封止部材１４の入射光の吸収による発熱を防ぐないしは軽減することができ、応答速度を改善することができる。よって、反射板５２を、封止部材１４に形成することは好ましい。ここで、図１Ｍで示す構造は、反射板５２以外は、図１Ａで示す構造と略同じであるので説明は適宜省略する。【００９９】
なお、保護層５１及び、反射板５２はフォトリソグラフィー技術を利用して、所定の形に形成できる。【０１００】
（信号処理回路部の構成について）  
次に信号処理回路部２の構成について説明する。  
図２に示すように、信号処理回路部２は、光電変換部１やその他の各回路に対して必要に応じてバイアス電流もしくは電圧を与える電源回路２１、光電変換部１からの信号を増幅する増幅回路２２、増幅された信号をあらかじめ設定した電圧と比較する判定回路２３、基準値としての予め設定した電圧を判定回路２３に入力する基準値発生回路２６を含み、判定回路２３は外部へ判定結果となるデジタル出力信号のデジタル出力２４を出力する。信号処理回路部２に含まれる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。【０１０１】
一般に光電変換部１の出力信号の振幅、もしくは変動量は数μＶから数ｍＶ以下と小さいため、電気信号は信号処理回路部２の増幅回路部２２により増幅される。よって、光電変換部１に光が入射すると、該入射光は入射電気信号に変換されて増幅回路２２へと出力される。増幅回路２２では、入射電気信号を増幅して出力する。【０１０２】
その後、増幅回路部２２にて増幅された入射電気信号は、直接アナログ信号としてアナログ出力２５経由で信号処理回路部２の外部に取り出しても良いが、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２３に入力される。このとき、判定回路２３には、基準値発生回路２６により、判定回路２３にて判定すべき波長の光、ここでは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２３は、該基準値電圧と増幅された入射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２４を出力する。【０１０３】
なお、基準値発生回路２６から発生する電圧（基準値電圧）は、上述に限らず、光電変換部１にて受光される波長の光に応じて所望に設定しても良い。例えば、光電変換部１にて受光される光が紫外領域の光であれば、それに応じて基準値電圧を設定すればよい。【０１０４】
また、判定回路２３では、入射された光（検知された光）が所定の範囲内の光か否かを判定することに限らず、光電変換部１に入射した光（例えば、赤外線等）の量が一定量以上になったか否かにより、特定の大きさ以上の電圧信号を判定回路２３より発生させる方式でもよい。この一定量に相当する電圧は、基準発生回路２６で出力される。【０１０５】
信号処理回路部２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、も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でもよく、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。【０１０６】
さらに信号処理回路部２を用いた場合、前述した図１Ｆ〜１Ｉに示されるように、光電変換部１と信号処理回路部２との接続は接続配線１５により行われるので、光電変換部１と信号処理回路部２との間に容易に空隙を形成することができる。このような場合は、光電変換部１が、前述の焦電型、サーモパイル型のような熱型の光電変換部である場合にも好適な光デバイスが得られる。更に、熱型の光電変換部の場合は、光電変換部が基板上に形成された後、基板の光電変換部と接する面を選択的にエッチングするなどして、光電変換部の両面に空隙があるようにして用いれば良い。【０１０７】
次に、図３Ａに示すような電磁遮蔽・反射板４について詳細を説明する。図３Ａにおいて、電磁遮蔽・反射板４は、電磁遮蔽および光反射のうち、少なくとも一方の機能を有するものである。ここで、電磁遮蔽・反射板４以外は、図１Ｇで示す構造と略同じであるので説明は適宜省略する。【０１０８】
電磁遮蔽・反射板４は、本発明の光デバイスで重要な低周波領域において、電磁雑音を遮蔽する目的で形成される。すなわち、電磁雑音の影響を軽減することが重要であって、信号処理回路部２の表面側の面の少なくとも一部分に、電磁雑音の影響を軽減するように設けられる。このように、本発明においては、光電変換部１や、信号処理回路部２の電磁雑音を遮蔽したい部分の近傍に形成できることから、電磁遮蔽がしやすく、結果としてセンサ外部の電磁雑音に対し強く、高感度の光デバイスが実現できる。電磁遮蔽板の材料は、用途に応じて幅広い材料の選択肢が考えられる。例えば、本発明の光デバイスの好適な感度波長である赤外線領域を対象とした受光素子である赤外線センサでは、特に重要となる数Ｈｚから１００ｋＨｚ程度の低周波における電磁波の遮蔽特性に優れている透磁率の高い材料が適している。鉄やニッケルの磁性金属薄膜、もしくはフェライトや、パーマロイ等の材料でもよい。【０１０９】
また、光反射機能の観点からは、目的とする波長の反射率が高い金属材料が好適に用いられ、本発明の光デバイスの好適な感度波長である赤外線領域を対象とした受光・発光素子の場合は、アルミニウムやクロムといった金属が、それらの有する反射率の高さと共に、設置の容易さなどの観点から好適に使用される。このように電磁遮蔽・反射板４には金属材料が好適に用いられる場合が多く、これらの材料は所望に応じて積層するなどして組み合わせて使用できる。【０１１０】
また、図３Ａのように、電磁遮蔽・反射板４を信号処理回路部２の表面側に形成してもよい。この場合では、電磁遮蔽板として機能することができる。また、光電変換部１の表面側に形成した場合は、電磁遮蔽板として機能するだけでなく、後述する反射板として機能させることもでき、必要に応じて用いられる。信号処理回路部２の台座となる接続端子は外界との電気的な接続をするために用いられるが、接続端子３自体を電磁遮蔽・光反射板として利用してもよい。【０１１１】
ここで、本明細書において、信号処理回路部２の表面側とは、信号処理回路や駆動回路、或いは配線などの信号伝達回路が設けられている側のことを指す。【０１１２】
図１Ｉで示すように、デバイスの窓材が信号処理回路部２の場合は、接続端子３に電磁遮蔽機能を持たせたることが可能となり、接続端子３の働きは、外界との電気的な接続と、電磁遮蔽と、開口部６の視野角調整との３つの働きを持つことになる。よって、素材の利用が非常に効率よくなって、簡略化したパッケージが実現できる。【０１１３】
必要に応じて、光電変換部１の出力は信号処理をせずに、外部へ取り出してもよい。この場合、信号伝達素子（図中の信号処理回路部２）として、配線引き回しの為、インターポーザーを用いても良い。インターポーザーの素材として、所望の感知波長において、高い透過率を持つ材料が望ましい。また、図１Ａ〜１Ｄおよび図１Ｊ〜１Ｍで示したように、光電変換部１が形成された基板１０を直接接続端子３上に固定してもよい。【０１１４】
次に、光電変換部での光の吸収効率を上げるために形成される反射板９について図３Ｂを使って詳細に説明する。ここで、反射板９以外は、図１Ｉで示す構造と略同じであるので説明は適宜省略する。【０１１５】
特に赤外線センサの場合、長波長の赤外線は、光電変換部で吸収効率（外部量子効率）が悪い場合が多い。そのため、反射板は外部量子効率を上げるために必要に応じ用いてもよい。赤外線反射膜も場合に応じていくつかの構造が考えられるが、図３Ａのように電磁遮蔽としても利用される電磁遮蔽・反射板４を光反射板としても利用できる。ここでは、図３Ａの上方より入射した光線は基板１０を介して光電変換部１で検知されるが、吸収されなかった光は電磁遮蔽・反射板４によって反射され、再び光電変換部１に検知されるので、外部量子効率を高めることができる。【０１１６】
また、図３Ｂで示すように、信号処理回路部２の、接続端子３が形成されている面に光入射用の開口部７を設けた場合、基板１０の裏面に反射板９を設けても良い。図３Ｂの場合では、下方より入射した光（例えば、赤外線）が信号処理回路部２を介して光電変換部１により検出されるが、光電変換部１に吸収されずに透過してしまう成分が多い。しかし、信号処理回路部２を通り抜けた光は反射膜９によって反射され、再度光電変換部１によって検出されるようになるので、光電変換部１での外部量子効率を上げることができる。すなわち、反射板９を持ち、かつ接続端子３側に窓部が形成されている場合を示す図３Ｂにおいて、反射板９は基板１０の光電変換部１が形成した面と対向する面に形成される。発光デバイスの場合、光電変換部１で発光され、窓部とは反対側へ進んだ光は反射板９に反射され、窓部への光の発光効率を高めることができる。光センサの場合、窓部から入射してきた光の一部が光電変換部１に吸収され、電気信号に変換されるが、吸収されなかった光が反射板９によって、光が電変換部１へ反射され、検出感度を高めることができる。【０１１７】
図３Ｂに示す反射板９の材料は、光を反射するものであれば特に材料は問わない。また、反射板９を設けることは、光電変換部１での外部量子効率を上げることが重要であるので、基板１０の裏面の少なくとも一部に反射板９を設ければよい。図３Ａに示す電磁遮蔽・反射板４は、光反射機能のみを持たせてもよい。シリコン基板上に形成する場合、その配線材料として用いているアルミや、銅等の金属を、その他の化合物半導体プロセスで形成する場合は、配線材料である金の配線層を用いるのが最も好ましい。【０１１８】
（レンズについて）  
光デバイスを光センサとして動作させた場合、センサとして検知する光の入射角を限定すると同時に、集光することによって外部量子効率を上げるために、光を集光させる手段、例えば、レンズ１１を前述の光学調整部やそれとは独立に開口部の少なくとも一部を被覆するように用いても良い。同様に、発光デバイスでは、例えば、発光された光をスポット状に集光させたい場合、集光レンズを利用しても良い。本発明の光デバイスが赤外線領域の光を受光・発光する場合、長波長の光を効率よく透過する材料として、シリコン、ゲルマニウムのような半導体材料や、ポリエチレン、環状ポリオレフィンなどのポリオレフィン類に代表される高分子材料が主として用いられる。このような材料は、使用される波長や環境によって、適宜選択される。例えば、本発明の光デバイスを実装する際の半田リフローや、半田付け時の高温に高分子材料が耐えられない場合は、半田を使った実装を終えてから光デバイスに被せるように装着するのが最適な使用方法である。この場合の光デバイスの全体図を図４Ａ〜４Ｃに示す。ここで、図４Ａは、レンズ１１以外は、図１Ｆで示す構造と略同じであるので説明は適宜省略する。また、図４Ｂ、Ｃは、レンズ１１と接続端子３の形状以外は、図３Ｂで示す構造と略同じであるので説明は適宜省略する。【０１１９】
図４Ａは光電変換部１の基板１０側に窓部を設けた場合、図４Ｂおよび４Ｃは信号処理回路部２側に窓部を設けた場合である。【０１２０】
図４Ａの場合、レンズ１１を開口部を全て被覆するように用いている。  
図４Ｂの場合、信号処理回路部２の、接続端子３（リードフレーム）が形成されている面（基板１０や光電変換部１が形成されている側の面と対向する面）に薄膜のフレネルレンズ１１を形成しているが、接続端子３はレンズ１１と反対側に引き回す必要がある。赤外線センサの場合、レンズの材料は、ポリエチレンより赤外線の透過特性は低いが、半田付け時の高温にも耐えられる薄膜化したエポキシ樹脂やポリイミドといった耐熱性高分子材料を膜膜化して用いることもできる。【０１２１】
図４Ｃの場合、接続端子３の開口部７を利用して、レンズ１１を接続端子３に取り付けている。また、場合によっては信号処理回路部２の基板を光学調整部としてレンズ状に加工しても同様の効果が得られる。なお、レンズの形状や材質と光の入出方向は、目的や生産のしやすさなどを考慮して、適宜組み合わせて設計できる。【０１２２】
上述では、光電変換部１、および信号処理回路部２を別々の基板上に形成した後、電気的接合をとる構成を基本として説明したが、必要に応じて同一の半導体基板上に形成してもよい。光電変換部１と信号処理回路部２を同一基板上に形成すると、光電変換部１と信号処理回路部２の電気的接合のためにフリップチップボンディング法や、ワイヤーボンディング法等を使用する必要がないため、光デバイスの信頼性が更に向上され、製造工程数の低減が可能となる。光電変換部１は、通常のシリコンプロセスを基本として製造できるものが好ましく、これまで述べてきたように各種の方法（量子型や熱型）や構成が可能である。【０１２３】
次に、本発明における光デバイスの各種の構成について光デバイスが赤外線センサである場合の例を用いて説明する。本発明では、従来の焦電センサをはじめとする長波長の赤外線センサで一般的だったセンサ部と空間を隔てて設置された窓材を特に設けることなく、しかも信号処理回路部までを一体化することにより、簡易な構造で、非常に小型の光デバイスが実現できることを特長としている。これは、光が入射する側の部材（封止部材や接続端子）の一部を窓部とし、該窓部から光電変換素子や信号伝達素子などの一部を露出させているためである。この実現の仕方には、いくつかの構造の変形が考えられるが、従来の波長の短い赤外線受光素子と異なり、赤外線を効率よく透過する適当な封止材料がないことから、受光部としての光電変換部、もしくは信号処理回路部の基板が長波長の赤外光をよく透過する特性を使っている。【０１２４】
（遮光層について）  
まず、信号処理回路部２の基板を透過した赤外光を検知する構造の場合、光電変換部１との接合には大きく分けて２種類の方法がある。その一つは、光電変換部１の表面側（基板１との接合面と対向する面）と信号処理回路部２の表面側とを向かい合わせの形で接合するものであり、例えば図１Ｉのようになる。この構造では、図５Ａで示すように光電変換部１の受光面の一部を遮光する必要が生じた場合、光電変換部１の最上層に遮光層１７を設けても良いが、図５Ｂに示すように、信号処理回路部２側に遮光層１８を設けることもできる。こうすると、光電変換部１側に遮光層を形成する場合よりも光電変換部１と遮光層の間に空間を形成できるため、遮光層から光電変換部へ熱が伝達しにくくなる。そのため、光電変換部の受光面の温度変化を起こしにくくなるため、好ましい場合がある。【０１２５】
（複数の光電変換素子がある場合について）  
また、同じ封止部材１４内に多数の光電変換部を設け、多数の窓部を持った光デバイスも考えられる。図１Ｆで示す開口部６が１つの構造と異なり、図６は開口部６ａ及び開口部６ｂを持つ光デバイスの断面図を示す。このような構造を光センサとして用いた場合、開口部６ａ及び開口部６ｂに入射する光を光電変換部１ａ及び光電変換部１ｂで検出することにより、センサに対して光源となる物体の移動の検出ができる。もっとも簡単な信号処理の方法として、光電変換部１ａ及び光電変換部１ｂの出力信号の差分量をアナログまたはデジタル信号として外界に出力する方法がある。【０１２６】
また、図７に示したような形態で、複数の光電変換素子をならべ、少なくとも１つの光電変換素子は窓部を有して光電変換のために使用され、他方は、光電変換素子の電気的特性やその変化を用いた温度変化の補正用に使用することもできる。【０１２７】
さらに、１つ以上の光電変換部を電気的に接合し、それとは別に１つ以上の光電変換部を電気的に接合し、それらを１つの基板上の設けることも可能であり、それらの両方の光電変換部に光が入出するように開口部を設けることも、片方に光が入出するように開口部を設けることもできる。【０１２８】
以上、これまで受動型の光デバイス例を用いて説明を行ったが、本発明は、アクティブ型の光デバイスにも適用できる。以下で、自己発光機能を持ったアクティブ型の光デバイスを説明する。【０１２９】
図８で示すように同じ封止部材１４内に発光部２７及び受光部２６を組み込むことにより、小型で製造工程と部品の少ないアクティブ型の光デバイスが実現できる。図８において、発光部２７と受光部２６とは、接続配線１５を介して信号処理回路部２に電気的に接続されている。また、発光部２７は発光部基板２８に形成されて光電変換素子５０を構成し、受光部２６は受光部基板１０に形成されて光電変換素子５０を構成している。そして、それぞれの基板（発光部基板２８、受光部基板１０）は、信号処理回路部２が形成されている側と対向する側にある。発光部基板２８は、発光部２７から発光される光の波長に対して高い透過率を有していることは言うまでもない。【０１３０】
発光部基板２８の裏面（発光部が形成される基板について、発光部が形成された面と対向する面）の少なくとも一部は、受光部基板１０と同様に露出している。図８では、この露出面には、保護層５１が形成されているが、保護層５１は形成しなくても良い。【０１３１】
図８で示すアクティブ型の光デバイスにおいても発光部２７及び受光部２６としての光電変換部に光を入出射するために素子の一部を露出させる必要がある。露出を行うために、封止部材１４に開口部を形成すると、それぞれの底面から保護層５１、光学調整部１３、及び基板を介し発光部２７および受光部２６は露出することになる。よって、図８の場合は、開口部の底面が外界と発光部２７や受光部２６との界面となり窓部となる。発光部２７は受光部２６が検知できる波長の光を出射するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）または、ＬＤ（ＬＡＳＥＲ  Ｄｉｏｄｅ）を用いても良い。【０１３２】
アクティブ型の光デバイスの場合、赤外線を反射する検知物体３１がセンサの前に接近した時に、発光部２７より発光された赤外線２９が検知物体３１に反射され、受光部２６で検知されることになる。アクティブ型光デバイスの場合の信号処理回路部２は受動型の場合と同様な動作をするが、発光部への電源を備える必要がある。【０１３３】
なお、上記説明した構成では、発光部２７及び受光部２６としての光電変換部１と接続端子３との間に、信号伝達素子（信号処理回路部２）を設けているが、これに限定されず、信号伝達素子（信号処理回路部２）を設けなくて良い。すなわち、接続端子３上に直接、接続配線１５を介して光電変換素子５０を設けるようにしても良い。このときは、光電変換素子５０と接続端子３との電気的接続を確立しなければならないので、接続端子側に開口部（例えば図１Ｉの開口部７）を形成する際は、接続配線１５の間に開口部を設けるようにすればよい。なお、受光部として機能する光電変換素子と発光部として機能する光電変換素子は、電気的に接合されていても、されていなくても良く、適宜、目的や生産性などを考慮して設計される。【０１３４】
（光デバイスの製造方法）  
次に本発明の光デバイスの製造方法について説明する。【０１３５】
本発明の光デバイスの製造方法は、封止部材を用いた封止部材（封止パッケージ）を利用し、光の導出入のための、外界と、封止部材を用いた光デバイスの外界に最も近い素子との界面、すなわち窓部を形成することを特徴としている。そのために、封止部材または接続端子に、光の導出入のための開口部を形成しているのである。その結果、本発明の製造方法は、開口部を必要とする光デバイスに広く応用できる。【０１３６】
本発明の製造方法の基本概念は図９Ａ〜９Ｈに示す。  
基板１０は光電変換部１の台座となり、光電変換部１の形成が可能な基板なら、特にその素材は問わないが、図１Ａで示すような光デバイスの場合、窓部は基板１０自身となるので、光デバイスの動作波長範囲に高い透過率を持つ基板は望ましい。例えば、１μｍ以上の波長を扱う光デバイスの場合、基板１０はＳｉ、ＧａＡｓ、サファイア、のような基板でも良い。光学調整部１３は前述のように窓部における何らかの表面処理によって、形成された、光の導出入方法を調整する領域を示す。【０１３７】
本発明の光デバイスの製造方法の基本的な流れを図９Ａ〜９Ｈを利用して説明する。  
最初に、基板１０の一方の面に光電変換部１が形成され、上記一方の面に対向する面に光学調整部１３が形成されたものを用意する。なお、図９Ａ〜９Ｈでは、光学調整部１３を形成しているが、光学調整部１３は無くても良い。次に、図９Ａに示すように、光学調整部１３に第１保護膜５３を形成する第１保護膜形成工程を行う。光学調整部１３を形成しない場合は、基板１０の光電変換部１が形成された面と対向する面に第１保護膜を形成すれば良い。【０１３８】
第１保護膜５３の役割は後述のように、封止部材の開口部形成工程の際に、窓部、もしくは、光学調整部１３を保護することである。第１保護膜５３は、後述のように、開口部形成工程に用いる物理的なエッチング法に耐えるような材料であれば、その種類は問わないが、封止部材よりも開口部形成工程におけるエッチング速度が遅いものが好ましく用いられる。第１保護膜の厚みは特に限定されず、基板に代表される部材の厚みのばらつきや、開口部形成工程のエッチング速度のばらつきなどを吸収できるように、上記エッチング速度などと共に適宜選択される。これらのばらつき抑制の観点からは、２μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がより好ましく、１０μｍ以上の厚みを有することが更に好ましい。【０１３９】
一方、予め基板に第１保護膜を形成する方法を用い、フリップチップボンディングで接続端子と光電変換部の接合を行う場合は、第１保護膜を介して、超音波や圧力といったエネルギーを伝える必要があり、その材質やそれに伴う硬度などにもよるが、第１保護膜の厚みは、１００μｍ以下が好ましく、更に好ましくは５０μｍ以下である。また、後述のように、第１保護膜５３をパターニングすることによって、開口部を所望の形状に変えることができる。この場合、フォトリソグラフィー法を用いたパターニングができるように、液状、フィルム状の感光性レジストのような、感光性を持った保護膜が望ましい。とりわけ、図１Ｂに示したような構造で、窓部を有する面の一部が露出せず接続端子に固定するなどの機能を有する場合、窓部が存在する部分のみを保護し、接続端子と接する部分は保護しないことが好ましいので、第１保護膜としてはパターニングできる材料が好ましく、感光性レジストが好ましい。【０１４０】
また、液状のレジストを用いる場合は、スピンコーターに代表されるコーティング手法が通常用いられ、フィルム状のレジストを用いる場合は、ラミネーターが通常用いられる。保護膜が感光性でありパターニングが必要な場合は、所望のパターンを形成した、マスクを介して露光し、現像処理を施すことによってパターンが形成される。また、液状のレジストを用いて、インクジェット方式を用いてパターンを形成することもできる。【０１４１】
次に、図９Ｂで示すように、第１保護膜５３を形成した基板１０をダイシングする工程を行い、同じ基板上に形成された、多数の光電変換素子５０を分離する。【０１４２】
また、図９Ｃで示すように、ダイシング工程で得られた光電変換素子５０を接続配線３に固定、かつ、光電変換素子５０と接続端子３との電気的接続をする組み立て工程を行う。光電変換素子５０と接続配線３との電気的接続は接続配線１５で行う。【０１４３】
この第１保護膜形成工程は、分離された光電変換素子を接続端子と接続した後に行っても良いが、図９Ｂに示したように予め基板上に第１保護膜を形成し基板と共にダイシングする方法が、生産の効率が上がるために好ましい。とりわけ、本発明の光デバイスが小型である場合、基板をダイシングによって多数に分離するため、予め第１保護膜を設置しておく効果が顕著になる。また、第１保護膜形成工程を、分離された光電変換素子を接続端子に接続した後に行う場合は、光電変換素子が離れた状態で第１保護膜を形成するために第１保護膜にはフィルム状の感光性レジストが好ましく用いられる。【０１４４】
接続端子３には製造効率を高めるために、半導体デバイスの製造方法で用いられるリードフレームを利用するのは望ましい。また、接続配線を形成する具体的な方法としては、ワイヤーボンディングやフリップチップボンディングが挙げられる。フリップチップボンディング法は、図９Ｃに示したような、対向する２つの電極（電気の導通を取るための部分）を接続するのに適した方法である。本発明においては、金属配線部によって遮光されず、効率よく受光・発光が行えるため、光電変換素子の光電変換部が形成された面と対向する面(裏面)側を通して光が入出する場合に好ましく用いられる。フリップチップボンディング法を用いる場合、金属配線としては、金属ボールや金属バンプといった金属突起類の他に、ハンダ、金属やカーボンのペーストを固化した配線、フィルム中に導電体が分散され圧着によって導通が達成されるフィルム状配線などが使用可能であり、その材質や特性に応じて、熱圧着や超音波圧着などの方法によって接続される。これらの中で、金属突起類を接続配線として用い、超音波圧着を用いる方法が、高い信頼性が得られるため好ましい。とりわけ、本発明の光デバイスの製造方法を本発明の光デバイスの好適な感度波長である赤外線領域を対象とした受光・発光素子の場合に用いる場合、熱に対して敏感な光電変換部となる場合が多く、超音波圧着法は好適に使用される。【０１４５】
また、フリップチップボンディング法を用いた場合、超小型光デバイスが実現できるという観点においても、望ましい方法となる。【０１４６】
次に、図９Ｄで示すように、成形型５４を利用して、封止部材を形成する封止工程を行う。この工程では半導体製造工程で用いられているパッケージの成形方法と同様な成形方法が一般的に使用される。【０１４７】
次に、封止部材１４で封止された光電変換素子５０を成形型５４から取り外すと、図９Ｅで示すような構造となる。接続端子３として、リードフレームを利用した場合、封止工程は大量の光電変換素子５０を一括処理で封止することができ、生産効率が向上できる。封止工程では、接続端子３の一部、接続配線１５、及び光電変換素子５０が同じ封止部材１４内に封止されることになる。そして、この段階では、まだ窓部は形成されていない。【０１４８】
次に、光の導出入のための窓部を露出するための、封止部材１４に開口部（貫通穴）を開ける開口部形成工程を説明する。【０１４９】
本発明の光デバイスの製造方法において、開口部を形成する方法は、物理的な手法を利用したエッチング方法、もしくは、化学エッチング方法のいずれでも良いが、生産効率、や加工精度を考慮すると、物理的エッチング手法が好ましい。物理的な手法を利用したエッチング方法としては、研磨法やサンドブラスト法が例示できる。とりわけ、封止部材として広く用いられるフィラーを混合した封止樹脂を用いる場合、窓部やその光学調整部に傷が発生しにくいため湿式、乾式のサンドブラスト法を利用するのは望ましい。湿式のサンドブラスト法は静電気の発生が少なく、光デバイスへのダメージが小さくなるため好ましく、乾式のサンドブラストは廃液処理などの必要が無く、生産性が高いため好ましい。これらの方法は、光デバイスの特性や生産性などを考慮して選択される。【０１５０】
図９Ｆに示すように、第１保護膜５３の少なくとも一部が露出されるように、封止部材１４をエッチングするのは望ましい。また、図９Ｆで示すように、第１保護膜５３の厚みをｔとした場合、第１保護膜５３の表面からの深さｘ（０≦ｘ≦ｔ）まで封止部材１４をエッチングするのは望ましい。このエッチング深さｘを制御することによって、光電変換素子が封止部材から突出するのを防止でき、エッチングによって光電変換素子が切削されるのを防止できる。すなわち、サンドブラストなどの物理的なエッチングを行っても、光電変換素子の露出面に傷をつけたり、該露出面を余計に掘ったりすることを防止ないしは軽減することができる。これは、光学調整部１３など、傷を付けたり、余計な掘りを生じたくない部材が基板１０の裏面に形成されているときに威力を発揮する。第１保護膜５３を設ける目的は、サンドブラストなどのエッチングの際に、窓部をエッチングから保護することである。よって、光学調整部１３が形成されていない場合は、基板１０の露出面を保護すること、また、光学調整部１３が形成されている場合は、この光学調整部１３の露出面を保護することが目的である。また、光デバイスの視野角を所望の角度に調整することができる。また、後述のように、第１保護膜５３をパターニングすることによって、窓部の形状を変え、光デバイスの視野角を所望の値にすることができる。【０１５１】
次に、第１保護膜５３を除去する保護膜除去工程を行う。保護膜除去工程を行うと、図９Ｇで示す構造が得られる。ここでは、深さｘ（０≦ｘ≦ｔ）で封止部材１４をエッチングしているので、第１保護膜５３を除去した領域が開口部６となる。このとき、図９Ｃで示したように、第１保護膜５３を光学調整部１３の直上に形成しているので、第１保護膜５３を除去すると、該除去された領域からは光学調整部１３が露出することになる。すなわち、開口部６の底面から光学調整部１３が露出することになる。なお、光学調整部１３を形成しない場合は、図９Ｃにて、基板１０の直上に第１保護膜５３を形成することになるので、このとき第１保護膜５３を除去すると、基板１０の表面が露出することになる。ここでは、多数の光電変換素子が同じ接続端子３上に固定され、かつ、開口部６の形成された封止部材で封止された状態となる。【０１５２】
また、上記エッチング時に、（深さｘ）＝（厚みｔ）までエッチングを行うと、開口部は形成されないない、もしくは形成されていたとしても深さが非常に浅いものになるが、第１保護膜５３を除去すると、封止部材１４のうちの窓部に相当する領域には封止部材１４が存在してはおらず、窓部から光学調整部１３を露出させることができる。このようにして形成すると、図１Ｈに示す光デバイスが形成できる。【０１５３】
最後に、図９Ｈで示すように、各デバイスを分離するために、図９Ｈの構造をダイシングする。このダイシング工程では、光デバイスの最終的な寸法が決定される。【０１５４】
また、図１Ｇで示したような開口部を形成するには封止樹脂１４の所定部分のエッチングが必要となるが、開口部６を選択的に形成するのではなくて、樹脂封止１４を全体的にエッチングする、非選択エッチングを行っても良い。図１Ｈはこの非選択エッチングによっても得ることができる。こうすることによってサンドブラストエッチング工程の簡略化ができる。ここではセンサの視野角１６は基板１０の厚み及び光電変換部１の面積で決まる。【０１５５】
ここで、開口部６を形成するため、封止樹脂１４を物理的に削るようにサンドブラストエッチングを用いるが、化学的なエッチングを用いてもよい。【０１５６】
図９Ａ〜９Ｈで説明した光デバイスの製造方法の開口部形成工程ではサンドブラストを利用して、接続端子３の形成した面と対向する面を均一にエッチングし、開口部が第１保護膜５３の形状となる。このとき必要に応じて、上記封止工程と上記開口部形成工程との間に、上記封止部材の開口部が形成される面上に、開口部以外の少なくとも一部の封止部材を保護する第２保護膜を形成する第２保護膜形成工程を設けてもよい。【０１５７】
第２保護膜は、選択エッチングを行う場合に好ましく用いられ、後述のように液状、フィルム状のレジストに代表される感光性を有する材料が好ましく使用される。第２保護膜形成工程は、上記封止工程と上記開口部形成工程との間に、上記封止部材の開口部が形成される面上に、開口部以外の少なくとも一部の封止部材を保護するように形成する工程である。第２保護膜の材質としては、第１保護膜のところで説明したような材料が使用でき、それぞれ第１保護膜のところで説明したような方法で形成できる。【０１５８】
第２保護膜を用いて選択エッチングを行う場合は、湿式、乾式のサンドブラスト法を開口部形成工程で用いるのが好ましい。また、化学エッチングを用いることもでき、このような場合、第１保護膜、第２保護膜及び封止部材は化学的なエッチングに供されるエッチャントに対する溶解度が異なる組み合わせが好ましく、溶解特性や厚みをコントロールして、開口部形成が行われる。【０１５９】
次に、図１０Ａ〜１０Ｊを利用して、信号伝達素子を用いた光デバイスの製造方法を説明する。【０１６０】
まず、基板１０の一方の面に光電変換部１が形成され、上記一方の面に対向する面に光学調整部１３が形成されたものを用意する。なお、図１０Ａ〜１０Ｊでは、光学調整部１３を形成しているが、光学調整部１３は無くても良い。図１０Ａに示すように、光学調整部１３に第１保護膜５３を形成する保護膜形成工程を行う。第１保護膜５３の役割は後述のように、封止部材の開口部形成工程の際に、窓部、もしくは、光学調整部１３を保護することである。後述のように、保護膜５３をパターニングすることによって、開口部が所望の形状に変えることができる。この場合、フォトリソグラフィー法を用いたパターニングができるように、感光レジストのような、感光性を持った保護膜が望ましい。【０１６１】
次に図１０Ｂで示すように、第１保護膜５３を形成した基板１０をダイシングする工程を行い、同じ基板上に形成された多数の光電変換素子５０を分離する。【０１６２】
図１０Ｃで示すように、接続端子３に信号伝達素子としての信号処理回路部２を固定し、図１０Ｄで示すように、ダイシング工程で得られた光電変換素子５０を信号処理回路部２に固定、かつ、光電変換素子５０と信号処理回路部２との電気的接続をする組み立て工程を行う。【０１６３】
また、図１０Ｅで示すように、ワイヤーボンディング法を用いて、接続配線１６を介して、信号処理回路部２と接続端子３との電気的接続を行う。接続端子３には製造効率を高めるために、半導体デバイスの製造方法で用いられるリードフレームを利用するのは望ましい。【０１６４】
また、図１０Ｆで示すように、成形型５４を利用して、封止部材を形成する封止工程を行う。この工程では半導体製造工程で用いられているパッケージの成形方法と同様な成形方法でも良い。【０１６５】
次に、封止部材１４で封止された光電変換素子５０を成形型５４から取り外すと、図１０Ｇで示すような構造となる。接続端子３として、リードフレームを利用した場合、封止工程は大量の光電変換素子５０を一括処理で封止することができ、生産効率が向上できる。封止工程では接続端子３の一部、接続配線１６、信号処理回路部２、及び光電変換素子５０が同じ封止部材内に、封止される。【０１６６】
次に、光の導出入のための窓部を露出するため、封止部材１４に開口部（貫通穴）を開ける開口部形成工程を説明する。この工程は、前記の信号処理回路部を有さない（図９Ｆを用いて説明した）開口部形成工程と同様におこなわれる。即ち、エッチング手法としては、化学エッチング、もしくは、物理的な手法を利用したエッチング方法のいずれでも良いが、生産効率、や加工精度を考慮すると、物理的エッチング手法が好ましく用いられる。とりわけ、封止部材として広く用いられるフィラーを混合した封止樹脂を用いる場合、窓部やその光学調整部に傷が発生しにくいため湿式、乾式のサンドブラスト法を利用するのは望ましい。図１０Ｈに示すように、保護膜５３の少なくとも一部が露出されるように、封止部材１４をエッチングする必要がある。また、図１０Ｈで示すように、第1保護膜５３の厚みをｔとした場合、第１保護膜５３の表面からの深さｘ（０≦ｘ≦ｔ）まで封止部材１４をエッチングするのは望ましい。このエッチング深さｘを制御することによって、光デバイスの視野角を所望の角度に調整することができる。また、後述のように、第１保護膜５３をパターニングすることによって、窓部の形状を変え、光デバイスの視野角を所望の値にすることができる。【０１６７】
開口部６となる領域を形成してから、第１保護膜５３を除去する保護膜除去工程を行う。保護膜除去工程の後、図１０Ｉで示す構造が得られる。ここでは多数の光電変換素子が同じ接続端子３上に固定され、かつ、開口部６の形成された封止部材で封止された状態となる。【０１６８】
また、この場合も、前述と同様に、所望に応じて封止工程と上記開口部形成工程との間第２保護膜形成工程を行っても良い。【０１６９】
最後に、図１０Ｊで示すように、各デバイスを分離するために、図１０Ｈの構造をダイシングする。このダイシング工程では光デバイスの最終的な寸法が決定される。【０１７０】
図９Ａ〜９Ｈ及び図１０Ａ〜１０Ｊで説明した、光デバイスの製造方法は、上記説明したような窓部（光学調整部が形成されている場合は、光学調整部と外界との界面であり、光学調整部が形成されていない場合は、外界と光電変換素子や信号処理回路部などとの界面）の保護が必須の光デバイスに限らず、製造工程中に、窓部の保護が不要な光デバイスでも応用できる。この場合、封止部材に開口部を形成するときに、窓部の破損のないような方法で行う必要がある。通常用いられている封止樹脂をエッチングするためのサンドブラストエッチング条件で、一般的に用いられているＳｉやＧａＡｓなどのような基板もエッチングしてしまうので、開口部形成工程の前に、窓部を保護するのは望ましい。【０１７１】
また、窓部が鏡面となっている光学調整部を持たない光デバイスでも、本発明の製造方法を有効に応用できる。開口部形成工程では、従来の製造方法を利用すると、特に封止工程の際に、窓部に傷をつけたり、破壊したりする恐れがあるが、本発明の製造方法を利用すると、その鏡面の傷、破壊を防ぐことができ、非常に信頼性の高い光デバイスの製造方法が実現できる。【０１７２】
また、本発明の製造方法の開口部形成工程では、封止部材の開口部が形成される面上に、開口部以外の少なくとも一部の封止部材を保護する第２保護膜を形成する第２保護膜形成工程を設けると、好ましい場合がある。【０１７３】
例えば、図１１Ａで示すように、エッチング深さｘが第１保護膜５３の厚みｔよりも小さい場合、第1保護膜が除去しにくくなる場合がある。これに対して、図１１Ｂで示すように、エッチング深さｘをｔより大きくすると、第１保護膜が除去し易くなる。しかし、光デバイスの最終的な形では、光電変換素子が封止部材１４の表面に対して、出っ張った状態となってしまい、用途に応じて、使いにくい場合もある。【０１７４】
ここでは、図１１Ｃで示すように、エッチングする前に、第２保護膜５５を封止部材１４表面における、第１保護膜５３の直上の領域から所定の距離離れた領域に形成してから、開口部６を形成する。これによって、エッチング深さｘが第１の保護膜５３の厚みｔよりも大きくしても、光電変換素子が封止部材１４から出っ張ることない。すなわち、開口部６の壁面と第１保護膜５３との間には、上記所定の距離だけ空間が形成されることになり、第1保護膜が封止部材と接触部が無くなり、この空間によって、第１保護膜５３を除去することが容易になる。よって、第１保護膜５３の除去が容易になり、製造しやすくかつ使いやすい光デバイスとなる。また、第２保護膜を用いる方法によれば、金属ワイヤの頂点部に第２保護膜があるように設計でき、窓部側に金属ワイヤの頂点があるような光デバイス（図１０の構造が例示できる）では金属ワイヤの高さの制限が緩和され、ワイヤーボンディング法を用いて接続配線がなされる光デバイスをより薄型や小型にできる。【０１７５】
ここで、図１１Ｃにて開口部６の壁面は垂直に形成されているが、開口部を形成する際に多少のオーバーエッチングが起こることもあり、開口部６の壁面は傾きを持つこともある。【０１７６】
第２保護膜５５の材質としてはフォトリソグラフィー法を利用し、パターニングできるように感光性であることが好ましい。また、第２保護膜を利用して、光デバイスの視野角の調整にも応用できる。また、第２保護膜を利用して形成された開口部の形状を利用して、光デバイスの外付けのレンズをその開口部に嵌めるように設計しても良い。また、開口部形成を化学的エッチングで行う場合は、第２保護膜と封止部材とのエッチャントに対する溶解性の差を利用して窓部を形成できるので好ましい。なお、所望に応じて第２保護膜は開口部形成工程の後に除去される。【０１７７】
なお、本発明では、第１保護膜を用いず、封止部材１４にて光電変換素子を封止した後に、封止部材１４に物理的または化学的エッチングにより光電変換素子が露出するように開口部を形成しても良い。【０１７８】
上述では、封止部材に開口部を形成する方法について説明したが、接続端子に開口部を設ける場合は以下のようにして行えば良い。【０１７９】
例えば、光電変換素子５０や信号処理回路部２を、接続端子３に実装する前に、予め接続端子に貫通したパターン部を形成する。そして、上記パターン部から光電変換素子５０（または信号処理回路部２）の窓部となる領域を露出するように、光電変換素子５０（または信号処理回路部２）を接続端子３に実装する。次いで、図９Ｄのように、光電変換素子５０と接続端子３とを封止部材１４にて封止する。このとき、接続端子３のパターン部（後に開口部となる）には、封止部材が入り込むので、パターン部に入り込んだ封止部材を物理的または化学的なエッチングにより除去する。この除去により、上記パターン部が開口部となる。【０１８０】
なお、このパターン部へのエッチングの際に、窓部を傷付けることがある。この窓部への傷付けを防止ないしは軽減するために、第１保護膜を用いることは好ましい。【０１８１】
第１保護膜を用いる場合は、上記実装の前に、光電変換部５０（信号処理回路部２）の窓部となる領域に第１保護膜を形成しても良いし、上記実装の後に、パターン部の底面から露出した窓部に第１保護膜を形成しても良い。すなわち、開口部を形成するためのエッチングの前に、第１保護膜を窓部上に形成されていれば良いのである。【０１８２】
開口部を形成するためのエッチングの際には、パターン部内の第１保護膜の表面が露出した時点でエッチングを止め、第１保護膜を除去することにより、開口部が形成される。【０１８３】
なお、パターン部を有さない接続端子を用い、光電変換素子を接続端子に実装した後に、物理的または化学的エッチングにより、接続端子側の最も外界に近い素子（光電変換素子や信号処理回路部）が露出するように接続端子に開口部を形成するようにしても良い。【０１８４】
以上述べてきたように、本発明の光デバイスの製造方法によれば、信頼性が高く、光電変換特性に優れた光デバイスを容易に製造できる。とりわけ、小型の光デバイスを多数製造する際に、その生産性が大幅に改善される。
【産業上の利用可能性】
【０１８５】
本発明は非常に小型のパッケージで、高感度の受動型の光デバイス、もしくはアクティブ型の光デバイスとその製造方法に関する。
【図１Ａ】
2006095834.tif 000002
【図１Ｂ】
2006095834.tif 000003
【図１Ｃ】
2006095834.tif 000004
【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
2006095834.tif 000009
【図１Ｉ】
2006095834.tif 000010
【図１Ｊ】
2006095834.tif 000011
【図１Ｋ】
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【図１Ｌ】
2006095834.tif 000013
【図１Ｍ】
2006095834.tif 000014
【図２】
2006095834.tif 000015
【図３Ａ】
2006095834.tif 000016
【図３Ｂ】
2006095834.tif 000017
【図４Ａ】
2006095834.tif 000018
【図４Ｂ】
2006095834.tif 000019
【図４Ｃ】
2006095834.tif 000020
【図５Ａ】
2006095834.tif 000021
【図５Ｂ】
2006095834.tif 000022
【図６】
2006095834.tif 000023
【図７】
2006095834.tif 000024
【図８】
2006095834.tif 000025
【図９Ａ】
2006095834.tif 000026
【図９Ｂ】
2006095834.tif 000027
【図９Ｃ】
2006095834.tif 000028
【図９Ｄ】
2006095834.tif 000029
【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
2006095834.tif 000032
【図９Ｈ】
2006095834.tif 000033
【図１０Ａ】
2006095834.tif 000034
【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
2006095834.tif 000036
【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
2006095834.tif 000039
【図１０Ｇ】
2006095834.tif 000040
【図１０Ｈ】
2006095834.tif 000041
【図１０Ｉ】
2006095834.tif 000042
【図１０Ｊ】
2006095834.tif 000043
【図１１Ａ】
2006095834.tif 000044
【図１１Ｂ】
2006095834.tif 000045
【図１１Ｃ】
2006095834.tif 000046
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月27日(2006.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】基板上に形成された光電変換部を有する光電変換素子を含む１つ以上の素子と、
前記光電変換素子に電気的に接続される接続端子と、
前記１つ以上の素子及び前記接続端子を封止する封止部材と
を備える光デバイスであって、
前記光デバイスは、光を入射または出射する側に開口部を備え、かつ、前記開口部の底面は、前記１つ以上の素子のうち外界に最も近い素子と該外界との界面であり、かつ、前記外界に最も近い素子は、該外界との界面に光学調整部を有することを特徴とする光デバイス。
【請求項２】前記外界に最も近い素子は、前記１つ以上の素子のうち前記光電変換素子であり、前記光学調整部が前記光電変換素子に一体化して形成されていることを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
【請求項３】（削除）
【請求項４】（削除）
【請求項５】（削除）
【請求項６】（削除）
【請求項７】（削除）
【請求項８】（削除）
【請求項９】（削除）
【請求項１０】（削除）
【請求項１１】（削除）
【請求項１２】（削除）
【請求項１３】（削除）
【請求項１４】（削除）
【請求項１５】（削除）
【請求項１６】（削除）
【請求項１７】（削除）
【請求項１８】（削除）
【請求項１９】（削除）
【請求項２０】（削除）
【請求項２１】（削除）
【請求項２２】（削除）
【請求項２３】（削除）
【請求項２４】（削除）
【請求項２５】（削除）
【請求項２６】前記光学調整部が光反射防止部であることを特徴とする請求項１または２記載の光デバイス。
【請求項２７】前記光反射防止部が、散乱制御層であること特徴とする請求項２６記載の光デバイス。
【請求項２８】前記光電変換部は、赤外線領域の光を検出および放出のいずれか一方を行うことを特徴とする請求項１、２、２６、２７のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項２９】前記光電変換部は、室温で動作可能な量子型光電変換部であることを特徴とする請求項１、２、２６乃至２８のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項３０】前記光電変換素子が複数の光電変換部を直列に接続されてなることを特徴とする請求項２８または２９記載の光デバイス。
【請求項３１】前記量子型光電変部は、フォトコンダクター型、フォトダイオード型、フォトトランジスター型およびＬＡＳＥＲダイオード型の少なくとも１つであり、
前記量子型光電変換部は、ＩｎおよびＳｂの少なくとも一方を含む化合物半導体からなる層と、拡散電流を抑制するためのバリア層とを含むことを特徴とする請求項２９または３０記載の光デバイス。
【請求項３２】前記光電変換部を基準に、前記光電変換素子の、光が入射または出射する面に対向する面は、電磁的な雑音を吸収する遮蔽板、および前記光の吸収・放出効率を高める光反射板の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１、２、２６乃至３１のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項３３】前記開口部が、封止部材または接続端子の前記光を入射または出射する側にあることを特徴とする請求項１、２、２６乃至３２のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項３４】前記光電変換素子と前記接続端子が信号伝達素子を介して接続されていることを特徴とする請求項１、２、２６乃至３３のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項３５】基板上に形成された光電変換部を有する光電変換素子を含む１つ以上の素子と、
前記素子のうち、外界に最も近い素子に形成された光学調整部と、
前記光電変換素子に電気的に接続される接続端子と、
前記１つ以上の素子及び前記接続端子を封止する封止部材と、を備える光デバイスの製造方法であって、
前記光学調整部を有する素子の光学調整部を保護するための第１保護膜を形成する第１保護膜形成工程と、
前記接続端子の少なくとも一部と前記１つ以上の素子とを前記封止部材にて封止する封止工程と、
前記光デバイスの、光を入射または出射する側に、その底面が、前記光学調整部と前記外界との界面になるように開口部を形成する開口部形成工程と、
前記第１保護膜を除去する第１保護膜除去工程と
を有することを特徴とする光デバイスの製造方法。
【請求項３６】前記外界に最も近い素子は、前記１つ以上の素子のうち前記光電変換素子であり、前記光学調整部を有する素子が、前記光電変換素子であることを特徴とする請求項３５記載の光デバイスの製造方法。
【請求項３７】前記第１保護膜形成工程と前記封止工程の間に前記素子を分離するダイシング工程をさらに有することを特徴とする請求項３５または３６記載の光デバイスの製造方法。
【請求項３８】前記開口部形成工程では、前記第１保護膜の厚みをｔとした場合、前記第１保護膜の表面を基準にし、前記第１保護膜の表面からの深さｘ（０≦ｘ≦ｔ）までエッチングすることを特徴とする請求項３５乃至３７のいずれかに記載の光デバイスの製造方法。
【請求項３９】前記開口部形成工程では、物理的な手法を利用したエッチングにより前記開口部を形成することを特徴とする請求項３５乃至３８のいずれかに記載の光デバイスの製造方法。
【請求項４０】前記物理的な手法を利用したエッチングはサンドブラストエッチングであることを特徴とする請求項３９記載の光デバイスの製造方法。
【請求項４１】前記開口部形成工程では、前記封止部材または前記接続端子の、前記光を入射または出射する側に、前記開口部を形成することを特徴とする請求項３５乃至４０のいずれかに記載の光デバイスの製造方法。
【請求項４２】前記光電変換素子と前記接続端子が信号伝達素子を介して接続されていることを特徴とする請求項３５乃至４１のいずれかに記載の光デバイスの製造方法。
【請求項４３】前記開口部が前記封止部材に形成され、
前記封止工程と前記開口部形成工程の間に、前記封止部材の開口部が形成される面上に、該開口部以外の少なくとも一部の封止部材を保護する第２保護膜を形成する第２保護膜形成工程をさらに有することを特徴とする請求項３５乃至４２のいずれかに記載の光デバイスの製造方法。
【請求項４４】前記開口部が前記接続端子に形成され、
前記接続端子は、貫通したパターンを有し、
前記開口部形成工程では、前記封止工程にて前記パターンに入り込んだ封止部材を除去することを特徴とする請求項３５乃至４２のいずれかに記載の光デバイスの製造方法。
【請求項４５】前記封止工程の前に、前記光電変換素子からの出力を処理する信号処理回路、前記光電変換素子への電気信号を駆動する駆動回路、および前記光電変換素子と前記接続端子との電気的に接続するインターポーザーの少なくとも１つを備える信号伝達素子と前記光電変換素子とを電気的に接続し、かつ前記信号伝達素子と前記接続端子とを電気的に接続する工程をさらに有し、
前記封止工程では、前記接続端子の少なくとも一部と前記光電変換素子と前記信号伝達素子とを前記封止部材にて封止することを特徴とする請求項３５乃至４４のいずれかに記載の光デバイスの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
［００１７］
このような目的を達成するために、本発明の一実施形態は、基板上に形成された光電変換部を有する光電変換素子を含む１つ以上の素子と、前記光電変換素子に電気的に接続される接続端子と、前記１つ以上の素子及び前記接続端子を封止する封止部材とを備える光デバイスであって、前記光デバイスは、光を入射または出射する側に開口部を備え、かつ、前記開口部の底面は、前記１つ以上の素子のうち外界に最も近い素子と該外界との界面であり、かつ、前記外界に最も近い素子は、該外界との界面に光学調整部を有することを特徴とする。
［００１８］
前記外界に最も近い素子は、前記１つ以上の素子のうち前記光電変換素子であり、前記光学調整部が前記光電変換素子に一体化して形成されていても良い。前記光学調整部が光反射防止部であっても良い。前記光反射防止部が、散乱制御層であっても良い。前記光電変換部は、赤外線領域の光を検出および放出のいずれか一方を行っても良い。前記光電変換部は、室温で動作可能な量子型光電変換部であっても良い。
［００１９］
前記光電変換素子が複数の光電変換部を直列に接続してなるようにしても良い。前記量子型光電変部は、フォトコンダクター型、フォトダイオード型、フォトトランジスター型およびＬＡＳＥＲダイオード型の少なくとも１つであり、前記量子型光電変換部は、ＩｎおよびＳｂの少なくとも一方を含む化合物半導体からなる層と、拡散電流を抑制するためのバリア層とを不運でも良い。
［００２０］
前記光電変換部を基準に、前記光電変換素子の、光が入射または出射する面に対向する面は、電磁的な雑音を吸収する遮蔽板、および前記光の吸収・放出効率を高める光反射板の少なくとも一方を有しても良い。
［００２１］
前記開口部が、封止部材または接続端子の前記光を入射または出射する側にあっても良い。前記光電変換素子と前記接続端子が信号伝達素子を介して接続されても良い。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
［００２２］
本発明の別の実施形態は、基板上に形成された光電変換部を有する光電変換素子を含む１つ以上の素子と、前記素子のうち、外界に最も近い素子に形成された光学調整部と、前記光電変換素子に電気的に接続される接続端子と、前記１つ以上の素子及び前記接続端子を封止する封止部材と、を備える光デバイスの製造方法であって、前記光学調整部を有する素子の光学調整部を保護するための第１保護膜を形成する第１保護膜形成工程と、前記接続端子の少なくとも一部と前記１つ以上の素子とを前記封止部材にて封止する封止工程と、前記光デバイスの、光を入射または出射する側に、その底面が、前記光学調整部と前記外界との界面になるように開口部を形成する開口部形成工程と、前記第１保護膜を除去する第１保護膜除去工程とを有することを特徴とする。
［００２３］
前記外界に最も近い素子は、前記１つ以上の素子のうち前記光電変換素子であり、前記光学調整部を有する素子が、前記光電変換素子であっても良い。
［００２４］
前記第１保護膜形成工程と前記封止工程の間に前記素子を分離するダイシング工程をさらに有しても良い。
［００２５］
前記開口部形成工程では、前記第１保護膜の厚みをｔとした場合、前記第１保護膜の表面を基凖にし、前記第１保護膜の表面からの深さｘ（０≦ｘ≦ｔ）までエッチングしても良い。
［００２６］
前記開口部形成工程では、前記封止部材または前記接続端子の、前記光を入射または出射する側に、前記開口部を形成しても良い。前記光電変換素子と前記接続端子が信号伝達素子を介して接続されていても良い。
［００２７］
また、前記開口部が前記封止部材に形成され、前記封止工程と前記開口部形成工程の間に、前記封止部材の開口部が形成される面上に、該開口部以外の少なくと
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
［０１３４］
（光デバイスの製造方法）
次に本発明の光デバイスの製造方法について説明する。
［０１３５］
本発明の光デバイスの製造方法は、封止部材を用いた封止部材（封止パッケージ）を利用し、光の導出入のための、外界と、封止部材を用いた光デバイスの外界に最も近い素子との界面、すなわち窓部を形成することを特徴としている。そのために、封止部材または接続端子に、光の導出入のための開口部を形成しているのである。その結果、本発明の製造方法は、開口部を必要とする光デバイスに広く応用できる。
［０１３６］
本発明の製造方法の基本概念は図９Ａ〜９Ｈに示す。
基板１０は光電変換部１の台座となり、光電変換部１の形成が可能な基板なら、特にその素材は問わないが、図１Ａで示すような光デバイスの場合、窓部は基板１０自身となるので、光デバイスの動作波長範囲に高い透過率を持つ基板は望ましい。例えば、１μｍ以上の波長を扱う光デバイスの場合、基板１０はＳｉ、ＧａＡｓ、サファイア、のような基板でも良い。光学調整部１３は前述のように窓部における何らかの表面処理によって、形成された、光の導出入方法を調整する領域を示す。
［０１３７］
本発明の光デバイスの製造方法の基本的な流れを図９Ａ〜９Ｈを利用して説明する。
最初に、基板１０の一方の面に光電変換部１が形成され、上記一方の面に対向する面に光学調整部１３が形成されたものを用意する。次に、図９Ａに示すように、光学調整部１３に第１保護膜５３を形成する第１保護膜形成工程を行う。
［０１３８］
第１保護膜５３の役割は後述のように、封止部材の開口部形成工程の際に、窓部、もしくは、光学調整部１３を保護することである。第１保護膜５３は、後述のように、開口部形成工程に用いる物理的なエッチング法に耐えるような材料であれば、その種類は問わないが、封止部材よりも開口部形成工程におけるエッチング速度が遅いものが好ましく用いられる。第１保護膜の厚みは特に限定されず、基板に代表される部材の厚みのばらつきや、開口部形成工程のエッチング速度のばらつきなどを吸収でき
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
程は大量の光電変換素子５０を一括処理で封止することができ、生産効率が向上できる。封止工程では、接続端子３の一部、接続配線１５、及び光電変換素子５０が同じ封止部材１４内に封止されることになる。そして、この段階では、まだ窓部は形成されていない。
［０１４８］
次に、光の導出入のための窓部を露出するための、封止部材１４に開口部（貫通穴）を開ける開口部形成工程を説明する。
［０１４９］
本発明の光デバイスの製造方法において、開口部を形成する方法は、物理的な手法を利用したエッチング方法、もしくは、化学エッチング方法のいずれでも良いが、生産効率、や加工精度を考慮すると、物理的エッチング手法が好ましい。物理的な手法を利用したエッチング方法としては、研磨法やサンドブラスト法が例示できる。とりわけ、封止部材として広く用いられるフィラーを混合した封止樹脂を用いる場合、窓部やその光学調整部に傷が発生しにくいため湿式、乾式のサンドブラスト法を利用するのは望ましい。湿式のサンドブラスト法は静電気の発生が少なく、光デバイスへのダメージが小さくなるため好ましく、乾式のサンドブラストは廃液処理などの必要が無く、生産性が高いため好ましい。これらの方法は、光デバイスの特性や生産性などを考慮して選択される。
［０１５０］
図９Ｆに示すように、第１保護膜５３の少なくとも一部が露出されるように、封止部材１４をエッチングするのは望ましい。また、図９Ｆで示すように、第１保護膜５３の厚みをｔとした場合、第１保護膜５３の表面からの深さｘ（０≦ｘ≦ｔ）まで封止部材１４をエッチングするのは望ましい。このエッチング深さｘを制御することによって、光電変換素子が封止部材から突出するのを防止でき、エッチングによって光電変換素子が切削されるのを防止できる。すなわち、サンドブラストなどの物理的なエッチングを行っても、光電変換素子の露出面に傷をつけたり、該露出面を余計に掘ったりすることを防止ないしは軽減することができる。これは、光学調整部１３など、傷を付けたり、余計な掘りを生じたくない部材が基板１０の裏面に形成されているときに威力を発揮する。第１保護膜５３を設ける目的は、サンドブラストなどのエッチングの際に、窓部をエッチングから保護することである。よって、光学調整部１３が形成されている場合は、この光学調整部１３の露出面を保護すること
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
が目的である。また、光デバイスの視野角を所望の角度に調整することができる。また、後述のように、第１保護膜５３をパターニングすることによって、窓部の形状を変え、光デバイスの視野角を所望の値にすることができる。
［０１５１］
次に、第１保護膜５３を除去する保護膜除去工程を行う。保護膜除去工程を行うと、図９Ｇで示す構造が得られる。ここでは、深さｘ（０≦ｘ≦ｔ）で封止部材１４をエッチングしているので、第１保護膜５３を除去した領域が開口部６となる。このとき、図９Ｃで示したように、第１保護膜５３を光学調整部１３の直上に形成しているので、第１保護膜５３を除去すると、該除去された領域からは光学調整部１３が露出することになる。すなわち、開口部６の底面から光学調整部１３が露出することになる。ここでは、多数の光電変換素子が同じ接続端子３上に固定され、かつ、開口部６の形成された封止部材で封止された状態となる。
［０１５２］
また、上記エッチング時に、（深さｘ）＝（厚みｔ）までエッチングを行うと、開口部は形成されないない、もしくは形成されていたとしても深さが非常に浅いものになるが、第１保護膜５３を除去すると、封止部材１４のうちの窓部に相当する領域には封止部材１４が存在してはおらず、窓部から光学調整部１３を露出させることができる。このようにして形成すると、図１Ｈに示す光デバイスが形成できる。
［０１５３］
最後に、図９Ｈで示すように、各デバイスを分離するために、図９Ｈの構造をダイシングする。このダイシング工程では、光デバイスの最終的な寸法が決定される。
［０１５４］
また、図１Ｇで示したような開口部を形成するには封止樹脂１４の所定部分のエッチングが必要となるが、開口部６を選択的に形成するのではなくて、樹脂封止１４を全体的にエッチングする、非選択エッチングを行っても良い。図１Ｈはこの非選択エッチングによっても得ることができる。こうすることによってサンドブラストエッチング工程の簡略化ができる。ここではセンサの視野角１６は基板１０の厚み及び光電変換部１の面積で決まる。
［０１５５］
ここで、開口部６を形成するため、封止樹脂１４を物理的に削るようにサンドブラスト
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
エッチングを用いるが、化学的なエッチングを用いてもよい。
［０１５６］
図９Ａ〜９Ｈで説明した光デバイスの製造方法の開口部形成工程ではサンドブラストを利用して、接続端子３の形成した面と対向する面を均一にエッチングし、開口部が第１保護膜５３の形状となる。このとき必要に応じて、上記封止工程と上記開口部形成工程との間に、上記封止部材の開口部が形成される面上に、開口部以外の少なくとも一部の封止部材を保護する第２保護膜を形成する第２保護膜形成工程を設けてもよい。
［０１５７］
第２保護膜は、選択エッチングを行う場合に好ましく用いられ、後述のように液状、フィルム状のレジストに代表される感光性を有する材料が好ましく使用される。第２保護膜形成工程は、上記封止工程と上記開口部形成工程との間に、上記封止部材の開口部が形成される面上に、開口部以外の少なくとも一部の封止部材を保護するように形成する工程である。第２保護膜の材質としては、第１保護膜のところで説明したような材料が使用でき、それぞれ第１保護膜のところで説明したような方法で形成できる。
［０１５８］
第２保護膜を用いて選択エッチングを行う場合は、湿式、乾式のサンドブラスト法を開口部形成工程で用いるのが好ましい。また、化学エッチングを用いることもでき、このような場合、第１保護膜、第２保護膜及び封止部材は化学的なエッチングに供されるエッチャントに対する溶解度が異なる組み合わせが好ましく、溶解特性や厚みをコントロールして、開口部形成が行われる。
［０１５９］
次に、図１０Ａ〜１０Ｊを利用して、信号伝達素子を用いた光デバイスの製造方法を説明する。
［０１６０］
まず、基板１０の一方の面に光電変換部１が形成され、上記一方の面に対向する面に光学調整部１３が形成されたものを用意する。図１０Ａに示すように、光学調整部１３に第１保護膜５３を形成する保護膜形成工程を行う。第１保護膜５３の役割は後述のように、封止部材の開口部形成工程の際に、窓部、もしくは、光学調整部１３を保護することである。後述のように、保護膜５３をパターニングすることによって、開口部が所望の形状に変えることができる。この場合、フォトリソグラフィー法を用いたパ
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
で示すように、第１保護膜５３の厚みをｔとした場合、第１保護膜５３の表面からの深さｘ（０≦ｘ≦ｔ）まで封止部材１４をエッチングするのは望ましい。このエッチング深さｘを制御することによって、光デバイスの視野角を所望の角度に調整することができる。また、後述のように、第１保護膜５３をパターニングすることによって、窓部の形状を変え、光デバイスの視野角を所望の値にすることができる。
［０１６７］
開口部６となる領域を形成してから、第１保護膜５３を除去する保護膜除去工程を行う。保護膜除去工程の後、図１０Ｉで示す構造が得られる。ここでは多数の光電変換素子が同じ接続端子３上に固定され、かつ、開口部６の形成された封止部材で封止された状態となる。
［０１６８］
また、この場合も、前述と同様に、所望に応じて封止工程と上記開口部形成工程との間第２保護膜形成工程を行っても良い。
［０１６９］
最後に、図１０Ｊで示すように、各デバイスを分離するために、図１０Ｈの構造をダイシングする。このダイシング工程では光デバイスの最終的な寸法が決定される。
［０１７０］
［０１７１］
［０１７２］
また、本発明の製造方法の開口部形成工程では、封止部材の開口部が形成される
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
じて第２保護膜は開口部形成工程の後に除去される。
［０１７７］
［０１７８］
上述では、封止部材に開口部を形成する方法について説明したが、接統端子に開口部を設ける場合は以下のようにして行えば良い。
［０１７９］
例えば、光電変換素子５０や信号処理回路部２を、接続端子３に実装する前に、予め接続端子に貫通したパターン部を形成する。そして、上記パターン部から光電変換素子５０（または信号処理回路部２）の窓部となる領域を露出するように、光電変換素子５０（または信号処理回路部２）を接続端子３に実装する。次いで、図９Ｄのように、光電変換素子５０と接続端子３とを封止部材１４にて封止する。このとき、接続端子３のパターン部（後に開口部となる）には、封止部材が入り込むので、パターン部に入り込んだ封止部材を物理的または化学的なエッチングにより除去する。この除去により、上記パターン部が開口部となる。
［０１８０］
なお、このパターン部へのエッチングの際に、窓部を傷付けることがある。この窓部への傷付けを防止ないしは軽減するために、第１保護膜を用いることは好ましい。
［０１８１］
第１保護膜を用いる場合は、上記実装の前に、光電変換部５０（信号処理回路部２）の窓部となる領域に第１保護膜を形成しても良いし、上記実装の後に、パターン部の底面から露出した窓部に第１保護膜を形成しても良い。すなわち、開口部を形成するためのエッチングの前に、第１保護膜を窓部上に形成されていれば良いのである。
［０１８２］
開口部を形成するためのエッチングの際には、パターン部内の第１保護膜の表面が露出した時点でエッチングを止め、第１保護膜を除去することにより、開口部が形成される。
［０１８３］
なお、パターン部を有さない接続端子を用い、光電変換素子を接続端子に実装した後に、物理的または化学的エッチングにより、接続端子側の最も外界に近い素子（光電変換素子や信号処理回路部が露出するように接続端子に開口部を形成するようにしても良い。
［０１８４］
以上述べてきたように、本発明の光デバイスの製造方法によれば、信頼性が高く、
【国際調査報告】
2006095834.tif 000047
2006095834.tif 000048
2006095834.tif 000049
2006095834.tif 000050
2006095834.tif 000051