JP3673440B2

JP3673440B2 - 半導体素子収納用パッケージおよびその製造方法ならびに半導体装置

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Publication number: JP3673440B2
Application number: JP2000048269A
Authority: JP
Inventors: 徹治長島; 正和安井
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: JP2001237335A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サファイア窓を通じて光の授受を行なう半導体素子を収納した半導体素子収納用パッケージおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、外部と光を授受するＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の半導体素子を収納した半導体素子収納用パッケージ（以下、半導体パッケージという）の光透過窓の材料として、サファイア（単結晶アルミナ：Ａｌ₂Ｏ₃）が用いられており、サファイアは無色透明、高硬度および高融点等の特性を有しており、半導体パッケージの光透過窓として有用である。特に、高い光透過性を求められる半導体パッケージでは光透過窓用のサファイア窓として重用されており、半導体パッケージのセラミックスの蓋体にロウ付けされる。
【０００３】
サファイア窓をロウ付けする場合、円板状等のサファイア窓の一方の主面側の周縁部に接合用のメタライズ層を被着させ、そのメタライズ層を介して接合する。そのメタライズ層は、例えばモリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ），Ｍｏ−Ｍｎ合金等の高融点の金属材料をペースト化した金属ペーストを、予め表面が研磨されたサファイア窓の接合領域である周縁部に所定の幅で被着させ、炉中で約１４００℃程度の高温で還元雰囲気で焼き付けることにより、形成される（特開昭５５−９５３４５号公報、特開昭５９−９４８５４号公報、特開平７−１０６４５９号公報参照）。
【０００４】
そして、メタライズ層が被着されたサファイア窓の具体的構成を図５に示す。同図において、１２は円板状のサファイア窓、１３はサファイア窓の周縁部に被着されたメタライズ層であり、光が通過する光透過領域にかからないような幅とされる。また、図６は半導体パッケージの斜視図であり、同図において、１１は略直方体状の半導体パッケージ、１４は上面が開口を成し内部に半導体素子を収納する容器本体、１５はアルミナセラミックス等からなる蓋体である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の半導体パッケージにおいては、サファイア窓接合用のメタライズ層を炉中で焼き付ける際に加熱された金属ペーストが飛散し、飛散した金属ペーストがサファイア窓中央部の光透過領域に焼き付き、光透過性が劣化するという問題点があった。また、この金属ペーストを炉中で焼き付ける際に、炉壁から剥がれた異物がサファイア窓の光透過領域内に付着し焼き付く場合もあり、上記と同様の問題点を有していた。
【０００６】
このような問題点は、例えば光ファイバを介し光信号を授受する窓としてサファイア窓を用いる半導体パッケージの場合、光信号と半導体素子との光の結合効率を損なわせたり、またＣＣＤ用の半導体パッケージの場合には、ＣＣＤで検出された映像に黒点として現れる等の悪影響を及ぼしていた。
【０００７】
そして、サファイア窓の光透過領域内に焼き付いた金属ペーストや異物を除去するには、サファイア窓の表面を研磨等によって削り取る方法があるが、この場合、ロウ付け用のメタライズ層は除去しないようにしなければならず、従って金属ペーストや異物の除去作業は非常に困難であるとともに、除去可能であるとしても多大な時間を必要とし、実用性に乏しいものであった。
【０００８】
また、従来、サファイア窓を用いた半導体パッケージの生産量が試作する程度に少量の場合、サファイア窓の光透過領域内に焼き付いた金属ペーストや異物が皆無の良品のサファイア窓を手作業で選別する作業が行なわれていたが、この選別には多大な時間を必要とするため、サファイア窓を有する半導体パッケージを大量生産する場合そのような作業は現実的ではなかった。
【０００９】
そこで、ロウ付け用のメタライズ層を研磨により削り落とすことなく、また極めて光透過性の良好なサファイア面を得ることを目的として、研磨前のサファイア窓の一方の主面側の周縁部に、所定幅で全周にわたる溝部または段差部を形成し、この溝部または段差部にメタライズ層を被着するとともに、このメタライズ層の表面とサファイア窓の一方の主面とが略面一となるように研磨することによって、光透過領域に金属ペーストや異物等が付着するのを有効に防止して、極めて光透過性の良好なサファイア窓付き半導体パッケージを高い歩留まりで生産性良く作製可能な半導体パッケージおよびその製造方法を、本出願人は提案した（特願平１１−３６３４４３号）。
【００１０】
しかしながら、このような構成では、サファイア窓の周囲のメタライズ層の表面が研磨されることによって、メタライズ層の表面におけるアンカー効果を発揮する凹凸が少なくなる。その結果、メタライズ層へのロウ材のアンカー効果が小さくなり、時間の経過とともにロウ材とメタライズ層との間に隙間が発生するなどの現象により、経時的に接合強度の劣化や接合信頼性が損なわれるという問題点が発生していた。
【００１１】
従って、本発明は上記問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、光透過領域に金属ペーストや異物等が付着するのを有効に防止して、極めて光透過性の良好なサファイア窓付き半導体パッケージを高い歩留まりで生産性良く作製可能とするとともに、蓋体へのサファイア窓の接合を長期間にわたって強固に保持することが可能な半導体素子収納用パッケージを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、上面に開口が形成され内部に半導体素子を収容する容器本体と、該容器本体の上面に設けられ、セラミックスから成り窓部が開けられた蓋体と、前記窓部に一方の主面側の周縁部がロウ付けされたサファイア窓とを具備した半導体素子収納用パッケージにおいて、前記サファイア窓は、前記蓋体の下面に接合されており、前記周縁部に所定幅で全周にわたる溝部または段差部が形成されるとともに、該溝部または段差部にその深さ相当未満の厚さでメタライズ層が被着され、かつ前記主面が研磨されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明は、上記構成により、サファイア窓の光透過領域内に金属ペーストや異物等が付着しないようにすることが有効かつ効率良く実現でき、また光透過性が良好なサファイア窓付き半導体パッケージを高い歩留まりで生産性良く作製可能となるとともに、蓋体へのサファイア窓の接合を長期間にわたって強固に保持することが可能となる。即ち、半導体パッケージにロウ付けされるサファイア窓の接合を強固なものとできるとともに、光透過領域内に金属ペーストや異物等が焼き付くのを有効に防止でき、その結果光透過性を非常に良好にできるとともに量産性に優れたサファイア窓付き半導体パッケージを容易に生産できる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、溝部または段差部の深さが５０〜２００μmであり、溝部または段差部の幅がサファイア窓中心部の光透過領域の外側で２５０μm以上であることを特徴とする。
【００１５】
更に、本発明において、好ましくは、メタライズ層表面の算術平均粗さが１〜５μmであることを特徴とする。これにより、メタライズ層表面のロウ材に対するアンカー効果が向上し、サファイア窓の接合強度が高まるとともに、経時的な接合強度の劣化を防止し得る。
【００１６】
本発明の半導体素子収納用パッケージの製造方法は、上面が開口とされた容器本体の内部に半導体素子を収容し、前記開口にセラミックスから成り窓部が開けられた蓋体を取着する工程と、前記窓部にサファイア窓の一方の主面側の周縁部をロウ付けする工程とを具備する半導体素子収納用パッケージの製造方法において、前記サファイア窓は、一方の主面側の周縁部に所定幅で全周にわたる溝部または段差部を形成し、前記主面内の少なくとも前記溝部または段差部にその深さ相当未満の厚さでメタライズ層を被着し、前記主面を研磨した後、前記窓部の下面にロウ付けされることを特徴とする。
そして、本発明の半導体装置は、上記半導体素子収納用パッケージに半導体素子を収納したことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明は、このような構成により、サファイア窓の光透過領域内に金属ペーストや異物等が付着しないようにすることが有効かつ効率良く実現でき、また光透過性が良好なサファイア窓付き半導体パッケージを高い歩留まりで生産性良く作製可能となるとともに、蓋体へのサファイア窓の接合を長期間にわたって強固に保持することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明を以下に詳細に説明する。図１は、本発明のサファイア窓付き半導体パッケージの実施形態の一例を示す断面図であり、また図２（ａ），（ｂ）は本発明の半導体パッケージ用のサファイア窓の断面図および平面図である。これらの図において、１は略直方体の半導体パッケージ、２はサファイア窓、３はＣＣＤ，フラッシュメモリ等の半導体素子である。この半導体パッケージ１とサファイア窓２とで、内部に半導体素子３を収容するための容器が構成される。
【００１９】
本発明の半導体パッケージ１は、半導体素子３を収容するための容器であり、銅（Ｃｕ）−タングステン（Ｗ）合金や鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金等の金属材料と、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）セラミックスや窒化アルミニウム（ＡｌＮ）セラミックス等のセラミックス材料から成る各部品を接合する、または金属材料からなる部品をセラミックス材料に置き換えて一体成形することで構成される。
【００２０】
この半導体パッケージ１は、例えば図１に示すように、表面に半導体素子３を搭載するための搭載部を有するとともに、半導体素子３が動作時に発する熱を放散するための高い熱伝導率を有する、Ｃｕ−Ｗ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等から成る放熱板（基体または底板）１ａを用い、この放熱板１ａの上面には、半導体素子３を囲繞するように枠状に形成された、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金等から成る枠体１ｂを銀ロウ等のロウ材を介して接合する。更に、この枠体１ｂの上面に、サファイア窓２と熱膨張係数が近似しその略中央部に窓部４が開けられた、アルミナセラミックス等のセラミックスから成る蓋体１ｃを銀ロウ等のロウ材を介して接合している。
【００２１】
放熱板１ａは、Ｃｕ−Ｗ合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の合金のインゴットに圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工を施すことによって、所定の形状に製作される。また、枠体１ｂは、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等を用いて、放熱板１ａと同様の金属加工を施すことによって所定の形状に製作される。
【００２２】
また、この放熱板１ａや枠体１ｂには、その表面に耐蝕性に優れかつロウ材との濡れ性に優れる金属、具体的には厚さ０．５〜９μｍのＮｉ層と厚さ０．５〜９μｍのＡｕ層を、順次メッキ法により被着させておくと、放熱板１ａや枠体１ｂが酸化腐蝕するのを有効に防止でき、また放熱板１ａ上面に半導体素子３を強固に接着固定できる。したがって、放熱板１ａや枠体１ｂの表面に、０．５〜９μｍのＮｉ層や０．５〜９μｍのＡｕ層等の金属層をメッキ法により被着させておくことが好ましい。
【００２３】
なお、放熱板１ａや枠体１ｂがセラミックス材料の場合には、放熱板１ａの部位と枠体１ｂの部位が一体に成形された容器本体を用いても良く、更には、放熱板１ａの部位と枠体１ｂの部位および蓋体１ｃの部位が一体成形されたものを用いても良い。この場合、容器本体の上面の開口は、蓋体部分の窓部に一致することとなる。
【００２４】
一方、蓋体１ｃ用のアルミナセラミックス等のセラミックスは、例えば酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ₂Ｏ₃），酸化珪素（ＳｉＯ₂），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），酸化カルシウム（ＣａＯ）等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合してペースト状となすとともに、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法によりシート状に成形してセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を得て、しかる後、このセラミックグリーンシートに窓部４用の貫通孔を設ける等の適当な打ち抜き加工を施すとともに、このセラミックグリーンシートを上下に複数枚積層して、約１６００℃の高温で焼成することによって製作される。
【００２５】
また、本発明の蓋体１ｃは、その一方の主面側の周縁部であって枠体１ｂ上面に接合される部位と、そのいずれかの主面の窓部４の周縁部であってサファイア窓２の周縁部に接合される部位とに、ロウ付けのためのメタライズ層２ｂが形成されており、そのメタライズ層２ｂ上には、放熱板１ａや枠体１ｂと同様にＮｉ層とＡｕ層が順次メッキ法により被着されている。
【００２６】
このメタライズ層２ｂはＷ，Ｍｏ，Ｍｎ等で形成されており、例えばＷ等の粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを、蓋体１ｃ用のセラミックグリーンシートに予め従来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって形成される。このような蓋体１ｃは、枠体１ｂの上面に銀ロウ等のロウ材を介して接合されるとともに、その一主面側の窓部４の周縁部に、サファイア窓２の一主面側の周縁部が金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）合金ロウ材等のロウ材を介して接合される。
【００２７】
また、蓋体１ｃに接合されるサファイア窓２は、図２に示すように、その一方の主面の周縁部に所定幅で全周にわたって形成された段差部２ａが形成され、従って前記主面には、段差部２ａに被着形成されたメタライズ層２ｂおよび光透過領域とを有している。
【００２８】
本発明において、段差部２ａおよびメタライズ層２ｂは具体的には以下のように形成される。例えば、円板状のサファイア窓２の一主面側の周縁部を回転式のダイヤモンドソー等により研削することで、深さ１５０μm程度で外周端から５００μm程度の幅を有する段差部２ａを形成する。その後、この段差部２ａを形成した主面の全面に、Ｍｏ／Ｍｎ粉末（Ｍｏ粉末，Ｍｎ粉末を混合させた粉末）等に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを、スクリーン印刷法等により印刷塗布し、還元雰囲気下，１３５０〜１４５０℃程度で４〜５時間程度焼成することによって焼き付ける。
【００２９】
なお、この際段差部２ａに印刷塗布される金属ペーストは、その厚みが段差部２ａの深さ相当未満の厚さにしておかねければならない。即ち、メタライズ層２ｂの表面が、サファイア窓２の主面の延長面に達しないような厚さとすることで、サファイア窓２の主面を研磨する際にメタライズ層２ｂの表面が研磨により平坦化されないようにし、また段差部２ａの段差が残るためサファイア窓２の接合位置の位置決めを容易にすることができる。この場合、金属ぺーストは段差部２ａに、段差部２ａの深さ相当未満となるように、筆塗り法、あるいはリング状のゴム印に金属ペーストを浸し、しかる後段差部２ａにゴム印を押しつける所謂転写による印刷法等で、塗布されても良い。
【００３０】
このように、サファイア窓２の段差部２ａに、サファイア窓２主面の延長面に達しない厚さを有するメタライズ層２ｂの部位が研磨されないように、まずサファイア窓２の段差部２ａを有する主面全面にメタライズ層２ｂを形成し、サファイア窓２の主面（図２の略光透過領域相当部分）のメタライズ層２ｂを研削除去し、さらにサファイア窓２の主面のごく表面を鏡面研磨する手段、または、まず段差部２ａにのみメタライズ層２ｂを形成し、サファイア窓２の主面のごく表面を鏡面研磨する手段を採り得る。かくして、清浄な表面と段差部２ａに焼き付いたＭｏ／Ｍｎ等のメタライズ層２ｂとを有するサファイア窓２を得る。
【００３１】
さらに、このメタライズ層２ｂ上に、放熱板１ａや枠体１ｂと同様にＮｉ層とＡｕ層を順次メッキ法により被着しておき、このメッキ層と、蓋体１ｃの接合部を有する主面の窓部４の周縁部に被着されているメッキ層とを、Ａｕ−Ｓｎ等のロウ材を介して接合することによってサファイア窓付き半導体パッケージが作製される。
【００３２】
なお、段差部２ａに被着されるメタライズ層２ｂ表面の算術平均粗さは１〜５μmであることが好ましい。１μm以下になるとロウ材のアンカー効果が損なわれ、接合強度が劣化する。また５μmを超えると、メタライズ層２ｂ上に被着されるメッキ層の厚みの均一性が損なわれるとともに、同様に接合強度が劣化する。
【００３３】
本発明のサファイア窓２の製造方法は以下の工程［１］〜［４］のようになる。
サファイア窓２の一主面側の周縁部に、研削により段差部２ａを形成す
る。
段差部２ａを含むサファイア窓２の主面（略光透過領域相当部分）および段差部２ａ、または段差部２ａのみに、段差部２ａの深さ相当未満の厚さでメタライズ層２ｂを被着する。
段差部２ａに被着されているメタライズ層２ｂが研削されないように、サファイア窓２の主面のメタライズ層を研削除去し次いでサファイア窓２の主面のごく表面を研削するか、またはサファイア窓２の主面にメタライズ層を形成しない場合サファイア窓２の主面のごく表面のみを研削する。
サファイア窓２の主面に焼き付いた金属ペーストや異物が除去されたならば、段差部２ａのメタライズ層２ｂが研磨されないようにして、サファイア窓２の主面の研削面に鏡面研磨を施す。
【００３４】
ここで、上記工程［２］において、段差部２ａのみにメタライズ層２ｂを被着させる場合、メタライズ層２ｂ表面とサファイア窓２の主面との差（高低差）は２０〜１７０μmとするのが良く、２０μm未満では、メタライズ層２ｂ用の金属ペーストを印刷塗布する際に、印刷厚みのばらつきにより金属ペースト層の上面が主面より突出する場合がある。その結果、突出した部分が研磨されることになり、研磨部と非研磨部ができるので、メタライズ層２ｂに施されるＮｉメッキ層表面の状態が不均一となる。よって、サファイア窓２のロウ接合の信頼性が低下し易くなる。一方、１７０μmを超えると、通常の印刷法により形成することが極めて困難となり生産性が低下する。
【００３５】
また、本発明において、段差部２ａの深さは５０〜２００μmであるのが良く、５０μｍ未満の場合、印刷厚みのばらつきにより金属ペースト層が主面より突出するおそれがあり、一方、２００μmを超える場合、この深さの段差部２ａに金属ペーストを印刷塗布するのが困難となり生産性が低下する。したがって、段差部２ａの深さは５０〜２００μmであることが好ましい。
【００３６】
なお、この段差部２ａに被着されるメタライズ層２ｂの厚みは、段差部２ａの深さ相当未満の厚さの範囲内で５〜７０μm程度が好ましく、５μm未満の場合、メタライズ層が被着されていない個所が発生するおそれがある。一方、７０μmを超える場合、その厚みによる応力によって、メタライズ層２ｂが剥がれるおそれがある。より好ましくは、１０〜３０μm程度がよく、その場合上述した問題を十分に回避できる。
【００３７】
また、本発明のサファイア窓２の研磨については、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査型電子顕微鏡）写真による表面観察および断面観察を行なうことにより、研磨を施したことを容易に特定することができる。
【００３８】
また、段差部２ａの幅はサファイア窓２中心部の光透過領域の外側で２５０μm以上であるのが良く、幅が２５０μｍ未満の場合、段差部２ａの幅が非常に狭いためサファイア窓２による半導体素子３の気密性が損なわれる傾向にある。すなわち、サファイア窓２と半導体パッケージ１との接合性が非常に脆弱なものとなり、たとえ接合当初は気密性が良好であっても、温度サイクル試験や熱衝撃試験等の熱付加による信頼性試験を行なった際にロウ材にクラック等が発生し、その結果半導体パッケージ１内部の気密性が破れる場合がある。
【００３９】
一方、サファイア窓２の光透過領域にかかるような大きな幅でロウ材の接合部が形成されている場合、透過する光量が減少するため、例えば光ファイバを介し光信号を授受する窓としてサファイア窓２を用いる半導体パッケージ１の場合、光信号と半導体素子３との光の結合効率が損なわれてしまう。したがって、段差部２ａの幅はサファイア窓２中心部の光透過領域の外側で２５０μｍ以上とすることが好ましい。
【００４０】
このように、本発明のサファイア窓２付き半導体パッケージ１は、金属材料またはセラミックス材料から成る容器本体と、セラミックスからなり窓部４が形成された蓋体１ｃと、蓋体１ｃの一主面の窓部４に接合されたサファイア窓２とから、基本的に構成される。そして、容器本体内に半導体素子３を搭載し外部との電気的接続が行なえるようにした後、蓋体１ｃの略中央部に貫通孔として形成された窓部４に、サファイア窓２の周縁部に所定幅で全周にわたって切り欠いて形成された段差部２ａに、その深さ相当未満の厚さでメタライズ層２ｂを被着する。その段差部２ａは、例えば深さが５０〜２００μmであり、幅がサファイア窓２中心部の光透過領域の外側で２５０μm以上であり、段差部２ａに被着したメタライズ層２ｂを介してサファイア窓２を蓋体１ｃにロウ付けすることによって、製品としての半導体装置となる。
【００４１】
かくして、本発明は、サファイア窓の光透過領域内に金属ペーストや異物等が付着しないようにすることが有効かつ効率良く実現でき、また光透過性が良好なサファイア窓付き半導体パッケージを高い歩留まりで生産性良く作製可能となるとともに、蓋体へのサファイア窓の接合を長期間にわたって強固に保持することが可能となる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行なうことは何等支障ない。
【００４３】
例えば、上記実施形態では、図２に示した段差部２ａ、即ちサファイア窓２の外周端から主面の中心側に向けて所定幅で全周にわたって切り欠いた段差部２ａについて説明したが、本発明の他の実施形態として、図３に示すようにサファイア窓２の周縁部を外周端まで至らない幅で全周にわたって切り欠いた溝部２ａ’を形成しても良く、この場合も上記の本発明の効果が得られる。
【００４４】
また、上記実施形態のように蓋体１ｃの下面にサファイア窓２を接合した場合、サファイア窓２の厚さ分だけ半導体パッケージ１の高さを低くすることができ、小型化に対し非常に有効である。さらに、サファイア窓２は円板状としているが、図４に示すように四角形等の多角形であっても良い。ただし、この場合には接合の際に角部に応力が集中し接合性が脆弱となる傾向にあるため、角部にＲ（曲率半径）を付与し丸めた形状とするほうが望ましい。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は、サファイア窓は周縁部に所定幅で全周にわたる溝部または段差部が形成されるとともに、溝部または段差部にその深さ相当未満の厚さでメタライズ層が被着され、かつ主面が研磨されていることにより、サファイア窓の光透過領域内に金属ペーストや異物等が付着しないようにすることが有効かつ効率良く実現でき、また光透過性が良好なサファイア窓付き半導体パッケージを高い歩留まりで生産性良く作製可能となり、更には蓋体へのサファイア窓の接合を長期間にわたって強固に保持することが可能となる。
【００４６】
また、このようなサファイア窓を半導体パッケージにロウ付けした際に、そのロウ接合を強固に保持できるとともに、光透過性が非常に良好であり、また、量産性に優れたサファイア窓付き半導体パッケージを容易に生産できる。
【００４７】
本発明の半導体素子収納用パッケージの製造方法は、サファイア窓は、一方の主面側の周縁部に所定幅で全周にわたる溝部または段差部を形成し、主面内の少なくとも溝部または段差部にその深さ相当未満の厚さでメタライズ層を被着し、主面を研磨した後、窓部にロウ付けされることにより、そのロウ接合を強固に保持できるとともに、光透過性が非常に良好であり、また高い歩留まりで量産性に優れたサファイア窓付き半導体パッケージを容易に生産できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体パッケージの実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の半導体パッケージ用のサファイア窓を示し、（ａ）はサファイア窓の断面図、（ｂ）はサファイア窓の平面図である。
【図３】本発明のサファイア窓の他の実施形態を示し、（ａ）はサファイア窓の断面図、（ｂ）はサファイア窓の平面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は本発明の半導体パッケージ用のサファイア窓の他の実施形態を示す断面図と平面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は従来の半導体パッケージ用のサファイア窓の断面図と平面図である。
【図６】従来の半導体パッケージの斜視図である。
【符号の説明】
１：半導体パッケージ
１ｃ：蓋体
２：サファイア窓
２ａ：段差部
２ｂ：メタライズ層
３：半導体素子
４：窓部

Claims

上面に開口が形成され内部に半導体素子を収容する容器本体と、該容器本体の上面に取着され、セラミックスから成り窓部が開けられた蓋体と、前記窓部に一方の主面側の周縁部がロウ付けされたサファイア窓とを具備した半導体素子収納用パッケージにおいて、前記サファイア窓は、前記蓋体の下面に接合されており、前記周縁部に所定幅で全周にわたる溝部または段差部が形成されるとともに、該溝部または段差部にその深さ相当未満の厚さでメタライズ層が被着され、かつ前記主面が研磨されていることを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
前記溝部または段差部の深さが５０〜２００μmであり、前記溝部または段差部の幅が前記サファイア窓中心部の光透過領域の外側で２５０μm以上であることを特徴とする請求項１記載の半導体素子収納用パッケージ。
前記メタライズ層表面の算術平均粗さが１〜５μmであることを特徴とする請求項１または２記載の半導体素子収納用パッケージ。
上面が開口とされた容器本体の内部に半導体素子を収容し、前記開口にセラミックスから成り窓部が開けられた蓋体を取着する工程と、前記窓部にサファイア窓の一方の主面側の周縁部をロウ付けする工程とを具備する半導体素子収納用パッケージの製造方法において、前記サファイア窓は、一方の主面側の周縁部に所定幅で全周にわたる溝部または段差部を形成し、前記主面内の少なくとも前記溝部または段差部にその深さ相当未満の厚さでメタライズ層を被着し、前記主面を研磨した後、前記窓部の下面にロウ付けされることを特徴とする半導体素子収納用パッケージの製造方法。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体素子収納用パッケージに半導体素子を収納したことを特徴とする半導体装置。