CN1333570A - 光元件及其制造方法和电子装置 - Google Patents

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CN1333570A
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CN
China
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mentioned
optical element
conductive layer
manufacture method
photopermeability
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CN01122850A
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和田健嗣
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Abstract

本发明的课题在于提供能在谋求装置的小型化的同时、确保两面的导电性的导通的光元件及其制造方法和电子装置。光元件的制造方法具有下述步骤:在具备受光部13和与受光部13导电性地连接的电极2的半导体元件3上形成贯通孔4;以及形成导电层8,该导电层8从形成了半导体元件3的受光部13的一侧的第1面B一侧延伸到与该第1面B相对的第2面A,且包含贯通孔4的内壁面。

Description

光元件及其制造方法和电子装置
技术领域
本发明涉及光元件及其制造方法和电子装置。
背景技术
图16是放大了现有的光元件封装体而示出的剖面图。
该现有的光元件封装体200包含在层叠陶瓷上钎焊了引线202的陶瓷封装体204。利用底座键合材料210将光元件208固定在陶瓷封装体204的安装部206上。利用焊丝键合谋求光元件208的电极212与陶瓷封装体204的电极214的导电性的连接。此外，在光元件208的上方，配置了顶板材料(光学玻璃)218。在顶板材料218的边缘部挂在陶瓷封装体204的台阶部216上的状态下，利用低熔点玻璃进行固定，密封了陶瓷封装体204的中空部。
这样，迄今为止，由于在陶瓷封装体204上层叠光元件208，利用焊丝键合进行了彼此的电极连接，故与封装后的光学部的面积相比，不得不增加光元件封装体200的面积，在高密度安装方面存在极限。
此外，由于陶瓷封装体204的材料费高，而且制造工序复杂，故成本较高。
本发明的目的在于提供能在谋求装置的小型化的同时、确保两面的导电性的导通的光元件及其制造方法和电子装置。
发明内容
(1)本发明的光元件的制造方法具有下述步骤：
在具备光学部和与上述光学部导电性地连接的电极的半导体元件上形成贯通孔；以及
形成导电层，该导电层从形成了上述半导体元件的上述光学部的一侧的第1面延伸到与上述第1面相对的第2面，且包含上述贯通孔的内壁面。
按照本发明，在半导体元件上形成贯通孔，这样来形成导电层，该导电层从形成了半导体元件的光学部的一侧的第1面延伸到与第1面相对的第2面，且包含该贯通孔的内壁面。因而，可利用延伸到第2面一侧而形成的导电层来进行与外部的导电性的连接。因此，不需要形成现有的那样的外部电极用的陶瓷封装体等，可降低成本。进而，可大幅度地缩小安装面积，容易实现高密度安装。
(2)在该光元件的制造方法中，还可具有在上述半导体元件的上述第2面上形成与上述导电层导电性地连接的外部电极的步骤。
(3)在该光元件的制造方法中，在上述半导体元件的上述第2面上形成了应力缓和层后，可在上述应力缓和层上形成上述导电层。
(4)在该光元件的制造方法中，在上述半导体元件的上述第2面上形成了应力缓和层后，可在上述应力缓和层上形成上述导电层，在上述第2面中的与上述应力缓和层对应的位置上形成上述外部电极。
(5)在该光元件的制造方法中，上述半导体元件可以是从半导体晶片切割下来的半导体芯片。
(6)在该光元件的制造方法中，上述半导体元件可以是半导体晶片的一部分，
还具有将上述半导体晶片切割成各个上述半导体元件的步骤。
如果半导体元件是半导体晶片的一部分，则在将半导体芯片切割为各个小片之前的半导体晶片的阶段中，可谋求第1和第2面的导电性的导通。因而，简化了制造工序。
(7)在该光元件的制造方法中，还可具有在形成了上述导电层后在上述第1面一侧设置光透过性构件的步骤。
(8)在该光元件的制造方法中，还可具有在形成了上述导电层后在上述第1面一侧设置光透过性构件的步骤，
上述光透过性构件的形状与上述半导体芯片的形状大致相同。
(9)在该光元件的制造方法中，还可具有在形成了上述导电层后在上述第1面一侧设置光透过性构件的步骤，
上述光透过性构件的形状与上述半导体晶片的形状大致相同。
(10)在该光元件的制造方法中，还可具有在形成了上述导电层后在上述第1面一侧设置光透过性构件的步骤，
上述光透过性构件的形状可与上述半导体晶片的各个上述半导体元件的形状大致相同，通过对上述半导体晶片的各个上述半导体元件进行电特性检查来进行合格品部分的判定，在被判定为上述合格品部分的任一上述半导体元件上设置上述光透过性构件。
据此，对半导体晶片的各半导体元件进行电特性检查来进行合格品部分的判定，在被判定为合格品部分的任一上述半导体元件上设置光透过性构件。因而，由于不在不合格品的半导体元件上设置光透过性构件，故可消除光透过性构件的浪费，提高成品率，抑制制造成本。
(11)在该光元件的制造方法中，可在将上述半导体晶片切割成各个上述半导体元件后，设置上述光透过性构件。
(12)在该光元件的制造方法中，上述光透过性构件可以是光学玻璃。
(13)在该光元件的制造方法中，还可具有在上述第1面一侧设置滤色器的步骤。
(14)在该光元件的制造方法中，还可具有在形成了上述导电层后在上述第1面一侧设置微透镜的步骤。
(15)本发明的光元件由具有光学部和与上述光学部导电性地连接的电极的半导体芯片构成，
上述半导体芯片具有贯通孔和导电层，上述导电层从形成了上述光学部的一侧的第1面延伸到与上述第1面相对的第2面、且包含上述贯通孔的内壁面而被形成。
按照本发明，半导体芯片包含贯通孔和导电层，上述导电层从形成了半导体芯片的光学部的一侧的第1面延伸到与上述第1面相对的第2面、且包含该贯通孔的内壁面。可利用延伸到第2面一侧而形成的导电层来进行与外部的导电性的连接。因此，不需要形成现有的那样的外部电极用的陶瓷封装体等，可降低成本。进而，可大幅度地缩小安装面积，容易实现高密度安装。
(16)在该光元件中，还可具有在上述半导体芯片的上述第2面上形成的、与上述导电层导电性地连接的外部电极。
(17)在该光元件中，还可具有在上述半导体芯片的上述第2面上形成的应力缓和层，
在上述应力缓和层上形成上述导电层。
(18)在该光元件中，还可具有在上述半导体芯片的上述第2面上形成的应力缓和层，
在上述应力缓和层上形成上述导电层，在上述第2面中的与上述应力缓和层对应的位置上形成上述外部电极。
(19)在该光元件中，还可具有在上述半导体芯片的上述第1面一侧设置的光透过性构件。
(20)在该光元件中，上述光透过性构件的形状可与上述半导体芯片的形状大致相同。
(21)在该光元件中，上述光透过性构件可以是光学玻璃。
(22)在该光元件中，还可具有在上述半导体芯片的上述第1面一侧设置的滤色器。
(23)在该光元件中，还可具有在上述半导体芯片的上述第1面一侧设置的微透镜。
(24)本发明的电子装置具备由具有光学部和与上述光学部导电性地连接的电极的半导体芯片构成的光元件，
上述半导体芯片具有贯通孔和导电层，从形成了上述光学部的一侧的第1面延伸到与上述第1面相对的第2面、且包含上述贯通孔的内壁面，形成上述导电层。
(25)在该电子装置中，还可具有显示基于来自上述光元件的信号的图像的显示部。
附图简述
图1是放大地示出本发明的第1实施例的受光元件的剖面图。
图2是本发明的第1实施例的受光元件的第1制造方法的说明图。
图3是本发明的第1实施例的受光元件的第2制造方法的工序图。
图4是本发明的第1实施例的受光元件的第2制造方法的工序图。
图5是本发明的第1实施例的受光元件的第2制造方法的工序图。
图6(A)～图6(G)是本发明的第1实施例的受光元件的制造方法的工序图。
图7(A)～图7(G)是本发明的第1实施例的受光元件的基体的制造方法的工序图。
图8(A)和图8(B)是本发明的第1实施例的受光元件的制造方法的工序图。
图9是放大地示出本发明的第2实施例的受光元件的剖面图。
图10(A)～图10(C)是本发明的第2实施例的受光元件的制造方法的工序图。
图11(A)～图11(C)是本发明的第2实施例的受光元件的制造方法的工序图。
图12是放大地示出本发明的第2实施例的变形例的受光元件的剖面图。
图13是示出本发明的实施例的电子装置的图。
图14是示出本发明的实施例的电子装置的图。
图15(A)和图15(B)是示出本发明的实施例的电子装置的图。
图16是放大地示出现有的受光元件封装体的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施例。在以下的实施例中，举出受光元件作为光元件的一例来说明，但本发明不限定于此，光元件也可以是发光元件。光元件具有光学部。在光元件是受光元件时，光学部是受光部，在光元件是发光元件时，光学部是发光部。
(实施例1)
图1是放大地示出本发明的第1实施例的受光元件的剖面图，图2是本实施例的受光元件的第1制造方法的说明图，示出了作为基体的半导体晶片5与粘贴在其上的光学玻璃9(光透过性构件)的关系。再有，在图2中，示出使用光学玻璃9作为光透过性构件的例子，但光透过性构件的材料除玻璃外也可使用例如树脂(塑料)等。
图3～图5是本实施例的受光元件的第2制造方法的工序图，图3示出了形成具有受光部的多个半导体元件3的半导体晶片的状态，图4示出了进行各半导体元件3的电特性检查、在不良部分上附加“BAD”标记3a的状态，图5示出了将各个小片的光学玻璃(以下，称为光学玻璃片9b)粘贴在被判定为合格品的某一半导体元件3上的状态。再有，在本实施例中，所谓半导体元件3，指的是半导体晶片5的一部分或切割后的半导体芯片6的某一个。
本实施例的受光元件1可以是在晶片层次上进行了其封装(导电层等的形成)的元件。此时，受光元件1是在每个图2或图5的各半导体元件3中切割为小片后得到的元件。或者，受光元件1也可在已在各个边上进行了切割的半导体芯片的状态下进行封装(形成导电层等)。
如图1所示，受光元件1由具有受光部13和与受光部13导电性地连接的电极2的半导体芯片6构成。半导体芯片6具有形成了受光部13的第1面B和与第1面B相对的第2面A。电极2大多在第1面B上形成。再有，半导体芯片6是从半导体晶片5切割下来的半导体元件3(参照图2、图3)。
半导体芯片6具有从第1面B贯通第2面A的贯通孔4。而且，包含半导体芯片6的贯通孔4的内壁面、从在第1面B上形成的电极2延伸到第2面A形成了导电层8。换言之，将导电层8形成为其一方与电极2导电性地连接，另一方到达第2面A。
受光元件1也可具有在半导体芯片6的第2面A中的贯通孔4周围的导电层8上形成的、作为外部电极的焊锡球24。此外，受光元件1也可在半导体芯片6的第1面B上具有利用由透明树脂或低熔点玻璃构成的粘接剂11粘贴的光学玻璃9a或光学玻璃片9b。
在电极2上形成了经绝缘膜10与贯通孔4连通的孔12。在电极2的至少一部分上层叠导电层8而被形成。在贯通孔4的内侧，在导电层8下形成绝缘膜10，断开了与在半导体芯片6的内部形成的电路的导电性的连接。而且，利用导电层8谋求半导体芯片6的第1面B与第2面A之间的导电性的连接。
在这里，将光学玻璃9a或光学玻璃片9b的整个面粘贴到受光部13上，但不限于此，也可例如以其周边部包围受光部13的方式来粘贴。
在受光元件1是彩色的摄像元件的情况下，如图1中所示，也可在光学玻璃9a(或光学玻璃片9b)上形成滤色器102。滤色器102由着色层和保护膜等构成，与各像素电极(各受光部13)以1对1对应的方式被形成。滤色器102例如可用众所周知的染色法、颜料法、电着法或印刷法等来形成。通过在与半导体芯片6不同的构件的光学玻璃9a(或光学玻璃片9b)上形成滤色器102，与在半导体芯片6上直接形成相比，制造工序变得简单。
半导体芯片6在形成了受光部13的表面上具有绝缘膜(层间膜)16。绝缘膜16大多是作为半导体芯片的基本的材料的硅的氧化膜。在绝缘膜16上形成电极(焊区)2，电极2在未图示的部分上与受光部13导电性地连接。电极2大多由铝或铜等的金属来形成。电极沿半导体芯片6的面的至少1边(在大多数的情况下，是2边或4边)并排。
其次，根据图2和图6(A)～图8(B)的工序图，一边参照图1，一边说明上述的受光元件1的第1制造方法。
(第1制造方法)
首先，根据图6(A)～图8(B)，一边参照图1和图2，一边说明半导体芯片6的制造顺序。再有，在以下示出的例子中，在晶片层次上(在半导体晶片的状态下)形成导电层等。
如图6(A)中所示，在切割成各个小片的半导体芯片6之前的半导体晶片5上，在形成了受光部13的表面上形成绝缘膜16，在绝缘膜16上形成了电极2的下层部2a。然后，在下层部2a的端部，在下层部2a上层叠绝缘膜28，以电极2的上层部2b到达绝缘膜28上的方式来形成。此外，以避开电极2的中央部并覆盖端部的方式形成了钝化膜30。钝化膜30例如可用SiO2、SiN、聚酰亚胺树脂等来形成。
首先，在半导体晶片5的第1面B、即形成了受光部13和电极2的面上形成抗蚀剂32，使其也覆盖电极2。作为形成抗蚀剂32的方法，可使用旋转涂敷法、浸渍法、喷射涂敷法等的方法。抗蚀剂32是在后述的刻蚀工序中覆盖不进行刻蚀的部分的抗蚀剂，可以是光抗蚀剂、电子线抗蚀剂、X线抗蚀剂的某一种，也可以是正型或负型的某一种。在本实施例中使用的抗蚀剂32是正型的光抗蚀剂。由于抗蚀剂32在预烘烤后不附着于其它构件上，故进行预烘烤，使溶剂挥发。
其次，如图6(B)中所示，对抗蚀剂32进行构图。详细地说，在抗蚀剂32上配置掩模，照射能量。根据抗蚀剂32的性质，能量是不同的，可使用光、电子线、X线的某一种。在本实施例中，使用光抗蚀剂32并进行曝光。掩模的形状由构图形状来决定，根据抗蚀剂32是正型或负型，成为反转形状。
曝光后，对抗蚀剂32进行显影，进行后烘烤。在已被构图的抗蚀剂32上形成了使电极2的中央部露出的开口部34。
如图6(C)中所示，对由抗蚀剂32的开口部34露出的电极2的中央部进行刻蚀。在刻蚀方面，最好使用干法刻蚀。干法刻蚀可以是反应性离子刻蚀(RIE)。此外，也可使用湿法刻蚀作为刻蚀。这样，在电极2的中央部(除了端部外的部分)形成孔36。在上述的图1中已说明的成为贯通孔4的位置上形成孔36。详细地说，以与贯通孔4的开口端部大致相同或在其以上的大小形成孔36，与贯通孔4连通。
然后，在剥离了抗蚀剂32后，如图6(D)中所示，在形成了半导体晶片5的电极2的一侧(第1面B一侧)和其相反一侧(第2面A一侧)形成绝缘膜38、40。绝缘膜38、40可以是氧化硅膜或氮化膜，可用化学汽相淀积(CVD)来形成。第1面B一侧的绝缘膜38覆盖电极2和钝化膜30。由于在电极2上形成了孔36，故绝缘膜38也覆盖孔36的内部(内壁面和已露出的绝缘膜16)。
其次，如图6(E)中所示，在半导体晶片5的第1面B一侧和第2面A一侧形成了抗蚀剂42、44后，对这些抗蚀剂42、44进行构图，在上述的图1中已说明的成为贯通孔4的位置上形成开口部46、48。在电极2的孔36的内侧形成开口部46，以便在孔36与开口部46之间存在绝缘膜38。因而，开口部46、48使绝缘膜38、40的一部分露出。再有，抗蚀剂42、44的形成及其构图的方法与关于上述的抗蚀剂32已说明的内容相当。也可(例如在半导体晶片5的第1面B一侧)形成抗蚀剂42、44中的一方(例如抗蚀剂42)，在进行预烘烤后，形成另一方(例如抗蚀剂44)，对其进行预烘烤。
如图6(F)中所示，在绝缘膜16、38上，在电极2的孔36的内侧形成孔50，在绝缘膜40上形成孔52。
如图6(G)中所示，剥离抗蚀剂42、44。然后，如图7(A)中所示，对在半导体晶片5的孔50、52中已露出的部分进行刻蚀。该进行刻蚀的部分是未形成受光部13的部分，由硅形成。利用该刻蚀，在半导体晶片5的表面上形成在视觉方面容易识别的凹陷54、56。凹陷54、56的形状不作特别限定，可以是带有锥形的形状，也可以具有与表面垂直的壁面。关于刻蚀，应用湿法刻蚀是简单的，但也可应用干法刻蚀。根据刻蚀的种类来决定凹陷54、56的形状。
如图7(B)中所示，在半导体晶片5上形成小孔58(例如直径为约20微米)。在贯通孔4的中心形成小孔58，其直径比在上述的图1中已说明的贯通孔4的直径小。在小孔58中，可使用激光器(例如YAG激光器或CO2激光器)。可在上述的凹陷54、56处识别位置，照射激光束。可只从半导体晶片5的一个面照射激光束以形成小孔58，也可从半导体晶片5的两面(顺序地或同时)照射激光束。如果从两面照射激光束，则对半导体晶片5的影响较小。
如图7(C)中所示，在半导体晶片5上形成贯通孔4。贯通孔4是使小孔58扩大而形成的。例如，可应用湿法刻蚀，对小孔58的内壁面进行刻蚀。作为刻蚀液，例如可使用混合了氢氟酸与氟化铵的水溶液(缓冲氢氟酸)。
在这里，以在轴方向的全部的部分上开口剖面的直径大致相同的方式形成了贯通孔4，但也可将该贯通孔形成为具有例如开口端部和其直径比开口端部的直径大的中间部(例如约40～50微米的直径)的形状。这样，如果能尽可能增加贯通孔的中间部的直径，则容易进行后述的CVD或无电解电镀。如本例所示，如果将贯通孔4形成为直线状，则可抑制因形成贯通孔4而引起的半导体晶片5的强度的下降。贯通孔4可具有连接开口端部与粘接层的锥形部。锥形部也可通过用湿法刻蚀扩大小孔58来形成。
其次，如图7(D)中所示，至少在贯通孔4的内壁面上形成绝缘膜10。在绝缘膜10的形成中，可应用CVD。绝缘膜10可在贯通孔4的内壁面以外的区域中形成。例如，可在绝缘膜38、40上形成绝缘膜10。但是，不能因绝缘膜10而堵住贯通孔4的开口。
其次，如图7(E)中所示，在半导体晶片5的第1面B一侧以堵住半导体晶片5的贯通孔4的一个开口的方式形成了抗蚀剂64后，对抗蚀剂64进行构图，形成开口部68。再有，在形成抗蚀剂64时，也可在第2面A一侧形成抗蚀剂66。然后，对抗蚀剂64、66进行预烘烤。抗蚀剂64、66的形成及其构图的方法可应用关于上述的抗蚀剂32已说明的内容。开口部8在电极2的至少一部分的上方形成，但在贯通孔4的上方，抗蚀剂64的一部分按原样留下。例如，开口部68在容纳于电极2的范围内的形状外周与至少覆盖贯通孔4的开口端部的形状内周之间被形成为环状。再有，这里所说的环状，可以是四方形的环状，也可以是圆的环状。开口部68是绝缘膜10的一部分露出。
其次，如图7(F)中所示，以已被构图的抗蚀剂64为掩模，对绝缘膜10、38进行刻蚀，使电极2的一部分露出。因为这里露出的一部分是谋求导电性的连接的部分，故越大越好。其后，如图7(G)中所示，剥离抗蚀剂64、66。
其次，为了形成导电层，在半导体晶片5的第1面B一侧和第2面A一侧形成了抗蚀剂后，进行构图、烘烤。其后，如图8(A)中所示，在从第1面B的电极2到第2面A、且包含贯通孔4的内壁面(这里是贯通孔4内的绝缘膜10的表面)的区域中形成导电层8。
如果更详细地叙述该导电层8的形成工序，则在半导体晶片5的第1面B一侧和第2面A一侧形成抗蚀剂(未图示)。由于第1面B一侧的抗蚀剂在台阶差大的区域中形成，故最好是预先作成膜状(干膜)的抗蚀剂。
其次，对半导体晶片5的第1面B一侧和第2面A一侧的抗蚀剂进行构图，形成与贯通孔4连通的开口部(未图示)和与该开口部相连的布线图形(未图示)。第1面B一侧的开口部使电极2的一部分露出。
其次，从贯通孔4到电极2的露出部分上涂敷无电解电镀用的催化剂(未图示)。在此，使用钯作为催化剂。作为催化剂的形成方法，可将半导体晶片5例如浸在包含钯和锡的混合溶液中，其后，通过用盐酸等的酸进行处理而只设置钯。或者，也可通过将半导体晶片5浸在氯化锡溶液中，使锡离子(还原剂)吸附，其后，将半导体晶片5浸在氯化钯溶液中，利用锡离子(还原剂)还原钯离子，使钯核(催化剂)析出。
或者，也可利用喷墨方式直接设置催化剂。按照喷墨方式，通过应用在喷墨打印机用途方面已达到实用化的技术，可高速地且无浪费地设置油墨。喷墨头在例如喷墨打印机用途方面已达到实用化，可采用使用压电元件的压电喷射类型、或使用电热变换体作为能量发生元件的鼓泡喷射类型(登录商标)等，可任意地设定喷出面积和喷出图形。由此，可形成导电性的连接部，而不进行抗蚀剂构图工序和抗蚀剂剥离工序，或在整个面上形成金属层的情况下，不进行刻蚀工序。
其次，剥离半导体晶片5的第1面B一侧和第2面A一侧的抗蚀剂。通过剥离抗蚀剂，可只在打算形成导电性的连接部区域中设置催化剂。在抗蚀剂的剥离时，可照射紫外线，也可浸到弱碱性的溶液中来剥离抗蚀剂。由此，能容易且可靠地剥离抗蚀剂。
再有，在这里，通过在对抗蚀剂进行了构图后设置催化剂、其后剥离抗蚀剂，使催化剂在导电性的连接部的形成区域中露出，但不限于此。例如，也可在整个面上设置了催化剂后，通过在除了导电性的连接部的形成区域外对抗蚀剂进行构图来设置，结果在导电性的连接部的形成区域中使催化剂露出。此时，在结束了导电性的连接部的形成后，剥离抗蚀剂。
其次，在催化剂露出的区域中利用无电解电镀形成上述的导电层8。再有，在贯通孔4的内壁面(这里是绝缘膜10的表面)和半导体晶片5的第1面B一侧和第2面A一侧设置了催化剂。因而，经贯通孔4在半导体晶片5的第1面B一侧和第2面A一侧连续地形成导电层8。此外，在电极2上层叠导电层8。
作为导电层8的材料，可使用Ni、Au、Ni＋Au、Cu、Ni＋Cu、Ni＋Au＋Cu的某一种。例如，使用铜电镀液，将作为催化剂的钯作为核，还原溶液中的铜离子，析出铜(导电层8)。再有，作为析出导电层8用的导电材料，可使用多个不同种类的金属(例如，Ni＋Cu、Ni＋Au＋Cu)，也可由此以多层来形成导电层8。
为了进行无电解电镀，可使用弱碱性的铜电镀液。作为弱碱性(pH9附近)的铜电镀液，例如可使用PB-570MU、混合了PB-570A、PB-570B、PB-570C、PB-570S而构成的PB-570(厂家名：荏原ヱ-ジ-ヲイト株式会社)。据此，由于铜电镀液是弱碱性的，故即使例如电极2的材料是铝，也能减少对其造成的损伤。
或者，如果在电极2的表面上形成未图示的导电层来保护电极2，则也可使用强碱性的溶液。导电层8可以是一层，也可以是多层。例如，可用镍和金的二层来形成导电层8。作为用镍形成导电层8的方法，也可预先在电极2上进行锌化处理，将铝上的表面置换为锌，其后，浸渍于无电解镍电镀液中，经过锌与镍的置换反应，来淀积镍。或者，也可将铝浸到只在铝上有选择地吸附的钯溶液中，其后，浸到无电解镍电镀液中，以钯为核，使镍的覆盖膜析出。也可只用镍来形成导电层8，但也可再浸到无电解金电镀液中，在镍的表面上再形成金的覆盖膜。通过形成金的覆盖膜，能使与导电层8的导电性的连接变得更可靠。
上述的例子全部是使用湿式法(电镀)的导电层8的形成方法，但也可采用迄今进行的使用干式法(溅射等)的方法、或组合了干式法和湿式法的方法作为其它的形成方法。
再有，最好将作为导电层8中的第1面B一侧的导电性的连接部的贯通孔4的边缘部分形成厚的导电层(例如，约5微米以上)。
利用以上的工序形成导电层8，导电层8的一部分在第2面A中成为形成焊锡球用的基座8a(参照图8(A))。
关于焊锡球的形成工序，如图8(B)中所示，在基座8a上形成作为外部电极的焊锡球24。关于焊锡球24的形成，首先在基座8a上以厚层状形成作为焊锡球的焊锡。该焊锡的厚度由与其后的焊锡球形成时所要求的球的直径对应的焊锡量来决定。利用电解电镀或印刷等来形成焊锡的层。其后，利用wetback形成半球以上的球状，作成焊锡球24。这里，所谓wetback，指的是在外部电极形成位置上形成了焊锡材料后，使其回流，形成半球状的凸点。
经过以上的工序，可得到具有图2中示出的多个半导体元件3的半导体晶片5。
可在半导体晶片5上设置光学玻璃9(光透过性构件)。例如，如图2中所示，在半导体晶片5的表面、即半导体元件3的第1面B上，在进行了彼此的切割线La、Lb的位置重合后，利用由透明树脂或低熔点玻璃构成的粘接剂11，以与半导体晶片5大致相同的形状粘贴形成了与半导体晶片5的切割线La相同的图形的切割线Lb的光学玻璃9。其后，通过沿切割线La、Lb共同地切割半导体晶片5和光学玻璃9，得到图1中示出的受光元件1。
这样，在本实施例中，在半导体晶片5的各半导体元件3上形成贯通孔4，从形成了半导体元件3的受光部13的一侧的第1面B延伸到与其相对的第2面A、且包含该贯通孔4的内壁面，形成导电层8。可利用延伸到第2面A形成的导电层8进行受光部13的与外部的导电性的连接。由于不需要形成现有的那样的外部电极用的陶瓷封装体等，故可降低成本，进而，通过大幅度地缩小安装面积，容易实现高密度安装。由于在将各半导体元件3切割为各个小片之前的半导体晶片5的阶段中进行光学玻璃9的粘贴，故可简化制造工序，也不需要微观的管理。
其次，关于上述的受光元件1的第2制造方法，一边参照图1，一边根据图3～图5的工序图进行说明。再有，关于导电层8等的制造顺序，可应用利用上述的图6～图8已说明的内容。因而，这里从得到了具有半导体元件3的半导体晶片5的阶段开始进行说明。
(第2制造方法)
首先，使用LSI测试器和晶片探针对图3中示出的半导体晶片5的各半导体元件3进行电特性检查，判定是否合格，在被判定为不合格的任一半导体元件3上附加“BAD”标记3a。作为“BAD”标记3a的标记方法，利用采用油墨或激光器的方法或晶片绘图(计算机存储是合格品或不合格品的信息)。
其次，只在被判定为合格品的半导体元件3的第1面B上分别如图5中所示，利用由透明树脂或低熔点玻璃构成的粘接剂11粘贴各个小片的光学玻璃或光学玻璃片9b。其后，通过沿切割线La切割半导体晶片5，得到图1中示出的受光元件1。
这样，在本制造方法中，由于也在将各半导体元件3切割为各个小片之前的半导体晶片5的阶段中进行光学玻璃片9b的粘贴，故可简化制造工序。
此外，由于由于不需要形成现有的那样的外部电极用的陶瓷封装体等，故可降低成本，进而，通过大幅度地缩小安装面积，容易实现高密度安装。
此外，由于只在被判定为合格品的半导体元件3的第1面B上粘贴光学玻璃片9b，故不在不合格品的受光芯片形成部3上粘贴光学玻璃片9b，消除了光学玻璃片9b的浪费，提高了成品率。
或者，也可在将半导体晶片5切割为各个半导体元件3后，将光学玻璃片9b粘贴到被判定为合格品的任一半导体元件3的第1面B上。
(实施例2)
图9是放大地示出本发明的第2实施例的受光元件的剖面图，在图中，对于与上述的第1实施例的图1相同的部分附以同一符号。再有，在说明中，假定参照上述的图2～图7(G)。
受光元件100也是以晶片层次进行了其封装的元件。此外，受光元件100可以是将粘贴了光学玻璃109a(光透过性构件)后的各半导体元件3(参照图2)切割为各个小片后得到的，或者，也可以是在被判定为合格品的各半导体元件3上粘贴了光学玻璃片109b后，将合格品的任一半导体元件3(参照图5)切割为各个小片后得到的。再有，光学玻璃109a(或光学玻璃片109b)可以是覆盖半导体芯片6的受光部13用的覆盖玻璃。
图9中所示，受光元件100由在形成了受光部13的第1面B上具有与受光部13导电性地连接的电极2的半导体芯片6构成。关于半导体芯片6，已在第1实施例中说明了。
受光元件100具有在半导体芯片6的第2面A上部分地形成的应力缓和层20。而且，这样来形成导电层8，使其从电极2延伸到应力缓和层20上，且包含贯通孔4的内壁面。受光元件100可在导电层8中的在应力缓和层20上形成的部分上具有焊锡球24。即，导电层8中的在应力缓和层20上形成的部分成为设置作为外部电极的焊锡球24用的基座22。此外，受光元件100可具有以第2面A的保护或防湿性的提高为目的而形成、由覆盖除了焊锡球24外的部分的焊料抗蚀剂层构成的保护膜26和利用由透明树脂或低熔点玻璃构成的粘接剂11粘贴到半导体芯片6的第1面B上的光学玻璃109a(或光学玻璃片109b)。再有，在这里，也将光学玻璃109a(或光学玻璃片109b)的整个面粘贴在受光部13上的情况举作例子，但不限于此，也可粘贴成其周边部包围受光部13。关于除此以外的结构，可应用在上述的图1中已说明的内容。
其次，说明上述的受光元件100的制造方法。在本例中，也如上述那样大致有二种制造方法，一种方法是，在半导体晶片5的表面、即具有半导体元件3的一侧的面上，在进行了彼此的切割线La、Lb的位置重合后，利用由透明树脂或低熔点玻璃构成的粘接剂11，以与半导体晶片5大致相同的形状粘贴形成了与半导体晶片5的切割线La相同的图形的切割线Lb的光学玻璃109a。其后，通过沿切割线La、Lb共同地切割半导体晶片5和光学玻璃109a，得到图9中示出的受光元件100。另一种方法是，使用LSI测试器和晶片探针对半导体晶片5的各半导体元件3进行电特性检查，判定是否合格，在被判定为不合格的受光芯片形成部上附加“BAD”标记3a，只在判定为合格品的受光芯片形成部3的第1面B上分别利用由透明树脂或低熔点玻璃构成的粘接剂11粘贴光学玻璃片109b(参照图3～图5)。其后，提高沿切割线La切割半导体晶片5，得到图9中示出的受光元件100。
经过图6(A)～图7(G)和图10(A)～图11(C)的工序，制成了半导体芯片6，但关于到形成贯通孔4为止的工序(图6(A)～图7(G))，可按原样应用在上述的图1中已说明的内容。因而，在此，以贯通孔4形成后的工序(图10(A)～图11(C))为中心，来说明。
首先，如图7(G)中所示，在各半导体元件3上形成贯通孔4，在电极2的一部分被露出的半导体晶片5的第2面A上，如图10(A)中所示，涂敷感光性的聚酰亚胺树脂(例如，利用「旋转涂敷法」)，形成树脂层70。树脂层70以约1～100微米的范围来形成是较为理想的，以约10微米来形成更为理想。再有，在旋转涂敷法中，由于无效的聚酰亚胺树脂较多，故也可使用采用泵以带状来喷出聚酰亚胺树脂的装置。例如，可使用在美国专利第4696885号中记载的装置作为这样的装置。再有，该树脂层70具有作为如上所述在图9中已说明的应力缓和层20的功能。
其次，如图10(B)中所示，通过对树脂层70进行曝光、显影和烧固处理，以留下作为后述的再配置布线的基座的部分、即应力缓和层20的方式进行除去。
再有，在此，将使用了感光性聚酰亚胺树脂作为成为应力缓和层20的树脂的情况举作例子进行了说明，但也可使用没有感光性的树脂。例如，可使用硅变性聚酰亚胺树脂、环氧树脂或硅变性环氧树脂等在固化时的杨氏模量较低(1×1010Pa以下)、起到应力缓和的作用的材料。在使用了非感光性的树脂的情况下，其后使用光致抗蚀剂并经过光刻工序形成规定的形状。
其次，为了形成导电层，在半导体晶片5的第1面B一侧和第2面A一侧形成了抗蚀剂后，进行构图、预烘烤。其后，如图10(C)中所示，在从第1面B的电极2到第2面A、在第2面A一侧具有覆盖再配置布线18和应力缓和层20的基座22、且包含贯通孔4的内壁面(在此，是贯通孔4内的绝缘膜10的表面)的区域中形成导电层8。关于该导电层8的除图形外的形成工序的细节，可应用采用上述的实施例的图8(A)和图8(B)已说明的内容。
再有，最好将作为第2面A一侧的导电性的连接部的基座22形成为厚度较厚(例如约5微米以上)的导电层。
利用以上的工序形成导电层8，导电层8的一部分在第2面A上形成再配置布线18，再配置布线18的末端覆盖用聚酰亚胺等的树脂形成的应力缓和层20的表面，该部分成为形成焊锡球用的基座22。
关于焊锡球的形成工序，首先，如图11(A)中所示，在半导体晶片5的第2面A的整个面上利用涂敷形成作为保护膜26的感光性的焊料抗蚀剂层。
然后，进行显影和烧固处理，如图11(B)中所示，除去焊料抗蚀剂层中的覆盖了基座22的部分的区域。这样，剩下的焊料抗蚀剂层成为保护膜26，该保护膜26的目的是作为防止氧化的膜，最终的目的是为了保护成为受光元件100(图9)时的第2面A，进而是为了提高防湿性。
其后，如图11(C)中所示，在基座22上形成作为外部电极的焊锡球24。关于焊锡球24的形成，首先，在基座22上以厚层状形成作为焊锡球的焊锡。该焊锡的厚度由与其后的焊锡球形成时所要求的球的直径对应的焊锡量来决定。利用电解电镀或印刷等来形成焊锡的层。其后，利用wetback形成半球以上的球状，作成焊锡球24。
如上所述，可得到具有图1或图3所示那样的多个半导体元件3的半导体晶片5。然后，如果按照以这种方式形成的半导体晶片5的半导体元件3，则在将其切割为各个小片并最终成为受光元件100(图9)时，利用由树脂构成的应力缓和层20，可缓和因电路基板(未图示)与半导体芯片6之间的热膨胀系数的差引起的应力。
这样，在本实施例中，在半导体晶片5的各半导体元件3的第2面A一侧部分地形成应力缓和层20。而且，从电极2开始、包含贯通孔4的内壁面、到应力缓和层20上形成导电层8。在本实施例中，受光元件100的与外部的导电性的连接也可利用延伸到第2面A的应力缓和层20上而形成的导电层8(再配置布线18)来进行。因此，除了在第1实施例中已说明的效果外，还具有利用由树脂构成的应力缓和层20来缓和因电路基板(未图示)与半导体芯片6之间的热膨胀系数的差引起的应力的优点。
再有，作为受光元件的其它的制造方法，也可预先在被切割为各个小片的受光芯片上粘贴各个小片的光学玻璃。
图12是示出本实施例的变形例的受光元件的图。受光元件300在上述的受光元件100(参照图9)中还包含滤色器104和微透镜106。在第1面B一侧形成滤色器104和微透镜106。
在图12中示出的例子中，在半导体芯片6的形成了受光部13的面上直接形成滤色器104。也可在半导体晶片的状态下在各半导体元件上形成滤色器104。据此，由于能一并地在半导体晶片上形成滤色器104，故在生产效率方面良好。或者，也可在各个边上进行了切割后的各半导体芯片6上形成。此外，关于滤色器104的形成方法不作限定，例如，可利用对透明层进行染色的染色法来形成，也可利用涂敷分散了颜料的颜料法来形成。再有，关于滤色器104，可应用光刻技术构图为规定的形状，也可利用印刷法进行构图。如果在半导体芯片6上直接形成滤色器104，则不在光学玻璃109a(或光学玻璃片109b)上形成滤色器即可。
在图12中示出的例子中，在第1面B一侧以阵列状配置了多个微透镜(凸透镜)106。以与各像素电极(各受光部13)1对1对应的方式配置微透镜106。由此，可使通过各受光部13的光的直径缩小。再有，用玻璃或树脂(塑料)等来形成微透镜106。
与图12中示出的例子不同，也可在光学玻璃109a(或光学玻璃片109b)上形成滤色器104(参照第1实施例)。或者，也可在光学玻璃109a(或光学玻璃片109b)与微透镜106之间形成滤色器104。
此外，在图12中示出的例子中，可省略滤色器104或微透镜106的某一方。例如，在省略了滤色器104的情况下，可使微透镜106具有滤色器的功能。
再有，滤色器104和微透镜106可应用众所周知的方法来形成。
(实施例3)
图13～图15(B)是示出包含本发明的实施例的受光元件(光元件的一例)的电子装置的图。具体地说，该电子装置可以是包含各种图像传感器等的摄像装置。
在图13中示出了具有摄像部1100和显示部1200的个人计算机1000。该个人计算机1000用摄像部1100捕捉被摄体像，在用上述的受光元件将光信号变换为电信号之后，在显示部1200上显示基于该电信号的图像。据此，由于安装了小型的受光元件，故可提供小型且高集成的电子装置。
作为其它的电子装置的例子，在图14中示出了具备摄像部2100的数码相机2000。在图15(A)和图15(B)中示出了具备摄像部3100和显示部3200的携带电话机3000。

Claims (25)

1.一种光元件的制造方法，其特征在于，具有下述步骤：
在具备光学部和与上述光学部导电性地连接的电极的半导体元件上形成贯通孔；以及
形成导电层，该导电层从形成了上述半导体元件的上述光学部的一侧的第1面延伸到与上述第1面相对的第2面，且包含上述贯通孔的内壁面。
2.如权利要求1中所述的光元件的制造方法，其特征在于，还具有下述步骤：
在上述半导体元件的上述第2面上形成与上述导电层导电性地连接的外部电极。
3.如权利要求1中所述的光元件的制造方法，其特征在于：
在上述半导体元件的上述第2面上形成了应力缓和层后，在上述应力缓和层上形成上述导电层。
4.如权利要求2中所述的光元件的制造方法，其特征在于：
在上述半导体元件的上述第2面上形成了应力缓和层后，在上述应力缓和层上形成上述导电层，在上述第2面中的与上述应力缓和层对应的位置上形成上述外部电极。
5.如权利要求1中所述的光元件的制造方法，其特征在于：
上述半导体元件是从半导体晶片切割下来的半导体芯片。
6.如权利要求1中所述的光元件的制造方法，其特征在于：
上述半导体元件是半导体晶片的一部分，
还具有将上述半导体晶片切割成各个上述半导体元件的步骤。
7.如权利要求1至权利要求6的任一项中所述的光元件的制造方法，其特征在于，还具有下述步骤：
在形成了上述导电层后，在上述第1面一侧设置光透过性构件。
8.如权利要求5中所述的光元件的制造方法，其特征在于：
还具有在形成了上述导电层后在上述第1面一侧设置光透过性构件的步骤，
上述光透过性构件的形状与上述半导体芯片的形状大致相同。
9.如权利要求6中所述的光元件的制造方法，其特征在于：
还具有在形成了上述导电层后在上述第1面一侧设置光透过性构件的步骤，
上述光透过性构件的形状与上述半导体晶片的形状大致相同。
10.如权利要求6中所述的光元件的制造方法，其特征在于：
还具有在形成了上述导电层后在上述第1面一侧设置光透过性构件的步骤，
上述光透过性构件的形状与上述半导体晶片的各个上述半导体元件的形状大致相同，通过对上述半导体晶片的各个上述半导体元件进行电特性检查来进行合格品部分的判定，在被判定为上述合格品部分的任一上述半导体元件上设置上述光透过性构件。
11.如权利要求10中所述的光元件的制造方法，其特征在于：
在将上述半导体晶片切割成各个上述半导体元件后，设置上述光透过性构件。
12.如权利要求8至权利要求11的任一项中所述的光元件的制造方法，其特征在于：
上述光透过性构件是光学玻璃。
13.如权利要求1至6、8、9、10、11的任一项中所述的光元件的制造方法，其特征在于：
还具有在上述第1面一侧设置滤色器的步骤。
14.如权利要求1至6、8、9、10、11的任一项中所述的光元件的制造方法，其特征在于：
还具有在形成了上述导电层后在上述第1面一侧设置微透镜的步骤。
15.一种光元件，由具有光学部和与上述光学部导电性地连接的电极的半导体芯片构成，其特征在于：
上述半导体芯片具有贯通孔和导电层，上述导电层从形成了上述光学部的一侧的第1面延伸到与上述第1面相对的第2面、且包含上述贯通孔的内壁面而被形成。
16.如权利要求15中所述的光元件，其特征在于：
还具有在上述半导体芯片的上述第2面上形成的、与上述导电层导电性地连接的外部电极。
17.如权利要求15中所述的光元件，其特征在于：
还具有在上述半导体芯片的上述第2面上形成的应力缓和层，
在上述应力缓和层上形成上述导电层。
18.如权利要求16中所述的光元件，其特征在于：
还具有在上述半导体芯片的上述第2面上形成的应力缓和层，
在上述应力缓和层上形成上述导电层，
在上述第2面中的与上述应力缓和层对应的位置上形成上述外部电极。
19.如权利要求15至权利要求18的任一项中所述的光元件，其特征在于：
还具有在上述半导体芯片的上述第1面一侧设置的光透过性构件。
20.如权利要求19中所述的光元件，其特征在于：
上述光透过性构件的形状与上述半导体芯片的形状大致相同。
21.如权利要求19中所述的光元件，其特征在于：
上述光透过性构件是作为光学玻璃的光元件。
22.如权利要求15至权利要求18的任一项中所述的光元件，其特征在于：
还具有在上述半导体芯片的上述第1面一侧设置的滤色器。
23.如权利要求15至权利要求18的任一项中所述的光元件，其特征在于：
还具有在上述半导体芯片的上述第1面一侧设置的微透镜。
24.一种电子装置，其特征在于：
具备由具有光学部和与上述光学部导电性地连接的电极的半导体芯片构成的光元件，
上述半导体芯片具有贯通孔和导电层，上述导电层从形成了上述光学部的一侧的第1面延伸到与上述第1面相对的第2面、且包含上述贯通孔的内壁面而被形成。
25.如权利要求24中所述的电子装置，其特征在于：
还具有显示基于来自上述光元件的信号的图像的显示部。
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