JP5528636B2 - 光半導体装置 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体レーザ、フォトダイオードおよび光センサに代表される光素子である光半導体素子が収納された光半導体装置に関するものである。このような光半導体装置は撮像装置の部品として用いることができる。
撮像素子のような光半導体素子が搭載された光半導体装置としては、例えば特開２００２−９４０３５号公報に記載の光学装置が知られている。光半導体素子が面受発光を行うため、光学装置を構成するキャップ（蓋体）には光透過孔が形成されている。光透過孔は光透過窓（透光性部材）によって塞がれている。
一般的に、光半導体装置においては、光半導体素子が酸化などによって変性することを抑制するため、パッケージ内部を低圧で密封している。そのため、蓋体には外圧が加わり易く、蓋体と透光性部材の接続部分に外圧による応力が集中して、蓋体の透光性部材に対する接合性が低下する可能性がある。
本発明は、光半導体装置を蓋体の透光性部材に対する接合性が良好な光半導体装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様にかかる光半導体装置は、基板と、該基板の上面に載置された光半導体素子と、該光半導体素子を囲むように前記基板の上面に配設された枠体と、該枠体の上面に接合された、前記光半導体素子と上下に重なり合う位置に開口部を有する蓋体と、前記開口部を覆うように前記蓋体の上面に接合された透光性部材とを具備している。
また、前記蓋体が、前記開口部を囲むように位置して上面に前記透光性部材が接合された第１の部分と、該第１の部分を囲むように位置した第２の部分と、前記第２の部分を囲むように位置して下面に前記枠体が接合された第３の部分とを備えている。そして、前記第１の部分の上面が前記第３の部分の上面よりも下方に位置しており、前記第２の部分が、前記第１の部分を囲むように位置した、前記第１の部分の厚みよりも厚みが薄く且つ前記第３の部分の厚みよりも厚みが薄い薄肉部を有している。
図１〜５に示すように、本実施形態の光半導体装置１は、基板３と、基板３の上面に載置された光半導体素子５と、光半導体素子５を囲むように基板３の上面に配設された枠体７と、枠体７の上面に接合された、光半導体素子５と上下に重なり合う位置に開口部９ａを有する蓋体９と、開口部９ａを覆うように蓋体９の上面に接合された透光性部材１１とを具備している。
蓋体９は、開口部９ａを囲むように位置した第１の部分１３と、第１の部分１３を囲むように位置した第２の部分１５と、第２の部分１５を囲むように位置した第３の部分１７とを備えている。第１の部分１３の上面には透光性部材１１が接合されている。第３の部分１７の下面には枠体７が接合されている。また、第１の部分１３の上面が第３の部分１７の上面よりも下方に位置している。そして、第２の部分１５が、第１の部分１３を囲むように位置した薄肉部１５ａを有している。薄肉部１５ａの厚みＤ２は第１の部分１３の厚みＤ１および第３の部分１７の厚みＤ３よりも薄い。
本実施形態の光半導体装置１においては、透光性部材１１が接合される第１の部分１３の上面が第３の部分１７の上面よりも下方に位置している。そのため、光半導体装置１を低背化させることができる。さらに、外的要因による第１の部分１３の上面への接触や擦れを抑制でき、第１の部分１３の上面における傷や損傷の発生を低減することができる。また、本実施形態の光半導体装置１においては、第２の部分１５が第１の部分１３を囲むように位置した薄肉部１５ａを有している。
本実施形態の光半導体装置１は、上記のように薄肉部１５ａを有していることから、薄肉部１５ａに応力を集中させて第１の部分１３および第３の部分１７に応力が集中することを抑制できる。また、薄肉部１５ａは上下方向の厚みが大きな部分と比較して弾性変形しやすいことから、この部分で応力を吸収することができる。さらに、透光性部材１１を第１の部分１３の上面に接合するためのはんだ等の余剰の接合部材を薄肉部１５ａの上に溜めることができる。従って、蓋体９の透光性部材１１および枠体７に対する接合性や気密性、耐久性や組み立て精度が良好な光半導体装置１を提供することが可能となる。
本実施形態における基板３は、四角板形状であって、上面に光半導体素子５が載置される載置領域を有している。なお、本実施形態において載置領域とは、基板３を平面視した場合に光半導体素子５と重なり合う領域を意味している。本実施形態においては載置領域が上面の中央部に形成されているが、光半導体素子５が搭載される領域を載置領域としていることから、例えば、基板３の上面の端部に載置領域が形成されていても何ら問題ない。また、本実施形態の基板３は一つの載置領域を有しているが、基板３が複数の載置領域を有し、それぞれの載置領域に光半導体素子５が載置されていてもよい。
基板３の例示的な大きさとしては、平面視した場合の一辺が５〜２０ｍｍ程度であって、厚みが０．５〜２ｍｍ程度である四角板形状の部材を用いることができる。また、本実施形態における基板３は、四角板形状であるが、その上面が必ずしも平坦である必要はない。例えば基板３の上面に凹部を設けて、この凹部の底面の一部を載置領域としてもよい。
基板３の載置領域には光半導体素子５が配設されている。光半導体素子５は入出力端子１９にボンディングワイヤ２１によって電気的に接続されている。光半導体素子５は、ボンディングワイヤ２１および入出力端子１９などを介して外部電気回路（不図示）との間で信号の入出力を行うことができる。
光半導体素子５としては、ＬＤ（Laser Diode）素子に代表される発光素子またはＰＤ（Photo Diode）素子に代表される受光素子を用いることができる。光半導体素子５として発光素子を用いた場合には、発光素子に外部電気回路から外部信号を入力することによって、透光性部材１１を通して外部に発光することができる。また、光半導体素子５として受光素子を用いた場合には、透光性部材１１を介して内部に入射した光を受光素子において受光することによって、外部電気回路に外部信号を出力することができる。そのため、光半導体素子５は蓋体９の開口部９ａと上下に重なり合う位置に載置されている。
上述のように、基板３の上面に電極部が下面に設けられた光半導体素子５を直接に配設する場合には、基板３としては、少なくとも光半導体素子５が配設される配線導体を除く部分には高い絶縁性を有していることが求められる。本実施形態における基板３は、複数の絶縁性部材を積層することにより作製される。そして、この基板３の載置領域に光半導体素子５が載置される。絶縁性部材としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体または窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料を用いることができる。
これらのガラス粉末およびセラミック粉末を含有する原料粉末、有機溶剤並びにバインダを混ぜることにより混合部材を作製する。この混合部材をシート状に成形することにより複数のセラミックグリーンシートを作製する。作製された複数のセラミックグリーンシートを積層することにより複数の積層体を作製する。複数の積層体をそれぞれ約１６００度の温度で一体焼成することにより基板３が作製される。なお、基板３としては、複数の絶縁性部材が積層された構成に限られるものではない。１つの絶縁性部材によって基板３が構成されていてもよい。
また、光半導体素子５が直接に基板３の上面に実装されてもよいが、本実施形態の光半導体装置１のように、基板３の載置領域上に配設された、光半導体素子５を搭載するための搭載基板２３を備えて、この搭載基板２３上に光半導体素子５が搭載されていてもよい。搭載基板２３としては、絶縁性部材と同様に絶縁性の良好な部材を用いることが好ましく、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体または窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料を用いることができる。
上記の搭載基板２３を備えている場合には、基板３として、上記に代表される絶縁性部材の他にも、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂のような樹脂部材、あるいは、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルトまたはタングステンのような金属部材、あるいはこれらの金属からなる合金や複合金属材料を用いることができる。
本実施形態の光半導体装置１は、基板３の上面であって載置領域を囲むように設けられた枠体７を備えている。枠体７としては、例えば、基板３と同様に、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体または窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料を用いることができる。
また、絶縁性の良好な部材の他にも、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルトまたはタングステンのような金属部材、あるいはこれらの金属からなる合金を用いることができる。このような金属部材のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって枠体７を構成する金属部材を作製することができる。また、枠体７は、一つの部材からなっていてもよいが、複数の部材の積層構造であってもよい。
基板３と枠体７とは接合部材を介して接合されてもよく、また、一体形成されていてもよい。接合部材としては、例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂のような樹脂部材やロウ材を用いることができる。例示的なロウ材としては、銀ロウが挙げられる。
蓋体９は、枠体７と接合され、光半導体素子５を封止するように設けられている。蓋体９は、枠体７の上面に接合されている。そして、基板３、枠体７および蓋体９で囲まれた空間において光半導体素子５を封止している。このように光半導体素子５を封止することによって、長期間の光半導体装置１の使用による光半導体素子５の劣化を抑制することができる。蓋体９としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルトまたはタングステンのような金属部材やこれらの金属からなる合金、あるいはシリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂のような樹脂部材を用いることができる。
このような金属部材のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって蓋体９を構成する金属部材を作製することができる。また、上記の樹脂材料を型枠に充填して熱硬化させることによって蓋体９を構成する樹脂部材を作製することができる。また、蓋体９は、１つの部材からなっていてもよいが、複数の部材を接合してなる構造であってもよい。蓋体９は、例えばシーム溶接法によって枠体７に接合することができる。また、蓋体９は、上記のように溶接によって枠体７に接合されてもよいが、例えば、金−錫はんだを用いて接合されてもよい。
本実施形態における蓋体９は、開口部９ａを囲むように位置した第１の部分１３と、第１の部分１３を囲むように位置した第２の部分１５と、第２の部分１５を囲むように位置した第３の部分１７とを備えている。第１の部分１３の上面には透光性部材１１が接合されている。第３の部分１７の下面には枠体７が接合されている。また、第１の部分１３の上面が第３の部分１７の上面よりも下方に位置している。
本実施形態における第１の部分１３は、開口部９ａを囲むように位置して、蓋体９の上面における透光性部材１１に接合された領域の直下に位置する部分を意味している。また、本実施形態における第３の部分１７は、蓋体９の下面における枠体７に接合された領域の直上に位置する部分を意味している。そして、第２の部分１５は、蓋体９における第１の部分１３および第３の部分１７に挟まれた部分を意味している。
また、本実施形態の光半導体装置１においては、透光性部材１１が接合される第１の部分１３の上面が第３の部分１７の上面よりも下方に位置している。加えて、本実施形態における第２の部分１５は、第１の部分１３を囲むように位置した薄肉部１５ａを有している。薄肉部１５ａの厚みＤ２は第１の部分１３の厚みＤ１および第３の部分１７の厚みＤ３よりも薄い。そのため、光半導体装置１を低背化させつつも、薄肉部１５ａにおいて応力を吸収させることができるので、蓋体９の透光性部材１１および枠体７に対する接合性や気密性を良好なものとすることが可能となる。
さらに、蓋体９をシーム溶接によって枠体７に接合する際に生じる応力は、第３の部分１７から透光性部材１１に直接に伝わらず、第２の部分１５を介して伝わる。そのため、透光性部材１１へ伝わる応力が第２の部分１５の変形や撓みで緩和されるので、透光性部材１１や透光性部材１１を蓋体９に接合するための接合部材に生じる割れやクラック、剥がれを抑制できる、これによって、光半導体装置１の製造歩留まりや気密性を向上させることができる。
本実施形態における蓋体９の開口部９ａは、平面視した場合の形状が円形となるように形成されている。そのため、開口部９ａを囲むように位置する第１の部分１３が円環状の部分となっている。開口部９ａは図６，７に示すように、平面視した場合の形状が四角形となるように形成されていてもよいが、図２，３に示すように、平面視した場合における開口部９ａの形状が円形であって、第１の部分１３が円環状の部分となっている場合には、透光性部材１１から蓋体９へと加わる力が蓋体９の第１の部分１３の一部、例えば角部に集中する可能性を低減できる。そのため、透光性部材１１と蓋体９との接合性や気密性をさらに良好なものにできる。開口部９ａの例示的な大きさとしては、開口部９ａの形状が円形である場合、半径２〜１０ｍｍ程度とすることができる。また、第１の部分１３の例示的な大きさとしては、その厚みＤ１を０．２〜１ｍｍ程度とすることができる。なお、図６，７に示した、蓋体９の具体例としての寸法は、平面視したときの外縁の一辺の長辺の長さが４４ｍｍ、平面視したときの外縁の一辺の短辺の長さが１８ｍｍ、平面視したときの開口部９ａの一辺の長辺の長さが３３ｍｍ、平面視したときの開口部９ａの一辺の短辺の長さが２０ｍｍに設定されている。さらに、第１の部分１３の平面視したときの長さが０．３ｍｍ、第２の部分１５の平面視したときの長さが１６．７ｍｍ、第３の部分１７の平面視したときの長さが１ｍｍに設定されている。さらに、第１の部分１３の上下方向の長さが０．６ｍｍ、第２の部分１５の上下方向の長さが１．０５ｍｍ、薄肉部１５ａの上下方向の長さが０．２５ｍｍ、第３の部分１７の上下方向の長さが０．２５ｍｍに設定されている。
また、本実施形態における第２の部分１５は、図２，５に示すように、第３の部分１７と隣接する箇所における上面の高さが第１の部分１３と隣接する箇所における上面の高さよりも高くなるように段差部を有している。このような段差部を有していることによって、光半導体装置１の内部空間を過度に小さくすることなく、透光性部材１１の位置を低くすることができる。
特に、本実施形態における段差部は、図２，５に示すように、第３の部分１７と隣接する箇所における下面の高さもまた第１の部分１３と隣接する箇所における下面の高さよりも高くなるようにクランク状に形成されている。そのため、蓋体９全体の厚みを小さくしつつも、透光性部材１１の位置を低くする、即ち第３の部分１７の上面より上方向に突出する透光性部材１１の高さを低く抑えることができる。
このとき、図１２に示すように、上記クランク状の部位における凹形状の角部Ｃが曲面形状となっていることが好ましい。薄肉部１５ａが変形した場合には、これら凹形状の角部Ｃに応力が集中し易くなるが、角部Ｃが図６に示すように曲面形状である場合には、角部Ｃの耐久性を高めることができる。従って、第２の部分１５の厚みを大きくせずに蓋体９の耐久性を良好なものにできる。
本実施形態における枠体７は平面視した場合に四辺からなる四角形状となっている。そのため、蓋体９における枠体７に接合される箇所である第３の部分１７は、四辺からなる四角環の形状となっている。上述の通り、第１の部分１３が円環状の部分となっており、第３の部分１７が四角環の形状の部分となっている。そのため、本実施形態における第２の部分１５は、平面視した場合における外周部分が四角形状であるとともに、内周部分が円形状となっている。第２の部分１５の例示的な大きさとしては、薄肉部１５ａの厚みＤ２を０．１〜０．４ｍｍ程度とすることができる。また、薄肉部１５ａを除く部分での厚みを０．２〜０．５ｍｍ程度とすることができる。
なお、第３の部分１７の外周部の角部と開口部９ａの中心部とを結んだ仮想線上における薄肉部１５ａの幅Ｗ１が、第３の部分１７の外周部における各辺と開口部９ａの中心部とを結ぶ仮想線上の薄肉部１５ａの幅Ｗ２よりも広いことが好ましい。蓋体９を枠体７に接合する際に、第３の部分１７の外周部の角部に集中するとともに第２の部分１５を介して透光性部材１１に伝えられる応力が、幅広に形成された、第３の部分１７の外周部の角部と開口部９ａの中心部とを結んだ仮想線上の薄肉部１５ａで緩和、吸収され易くなるからである。そのため、蓋体９と枠体７とが接合される際に生じる応力に起因した透光性部材１１への割れやクラック、第１の部分１３との接合部における剥がれやクラックを抑制することができ、光半導体装置１の気密性が良好に維持される。
但し、本実施形態における第２の部分１５のように段差部を有している場合、この段差部での厚みは上下方向の厚みではなく、基板３の上面に水平な方向の厚みを意味するものとする。また、第３の部分１７の例示的な大きさとしては、その厚みＤ３を０．２〜０．５ｍｍ程度とすることができる。このように、薄肉部１５ａの厚みＤ２は第１の部分１３の厚みＤ１および第３の部分１７の厚みＤ３よりも０．１ｍｍ以上薄いことが好ましい。
透光性部材１１は、蓋体９の開口部９ａを覆うように蓋体９における第１の部分１３の上面に接合されている。本実施形態における透光性部材１１は、四角板形状であって、その例示的な大きさとしては、平面視した場合の一辺が３〜２０ｍｍ程度であって、厚みが０．２〜２ｍｍ程度である。
透光性部材１１としては、光半導体素子５が外部からの光を受光する、あるいは光半導体素子５から外部に光を発光するために光を良好に透過する部材が用いられる。具体的には、透光性部材１１として例えば、シリコンを主成分とするガラス部材や透光性樹脂を用いることができる。透光性部材１１の下面における蓋体９との接合箇所にはメタライズ層（不図示）が形成されていてもよい。メタライズ層が形成されていることによって、透光性部材１１と蓋体９との接合を容易に行うことができる。
透光性部材１１が変形すると、透光性部材１１の表面における光の反射および屈折が変化するため、光半導体素子５における受光または光半導体素子５から外部への発光が変化して所定の発光または受光が行えない可能性がある。そのため、透光性部材１１の剛性が蓋体９の剛性よりも高いことが好ましい。例えば、透光性部材１１として上記のガラス部材を用いるとともに、蓋体９として上記の金属部材或いは樹脂部材を用いることによって透光性部材１１の剛性を蓋体９の剛性よりも高くすることができる。また、透光性部材１１の表面における光の反射自体を抑制するため、透光性部材１１の上面および／または下面における蓋体９の開口部９ａと上下に重なり合う部分には、反射防止膜２５が形成されていることが好ましい。
また、透光性部材１１は、外形が開口部９ａより大きいことが好ましい。これにより、透光性部材１１を第１の部分１３に接合する際に接合部に生じる応力は、割れやクラック発生の起点となり易い透光性部材１１の外周端に伝わり難くなり、透光性部材１１の割れやクラックを抑制できるとともに光半導体装置１の気密性を維持することができる。
また、透光性部材１１は、上面が第２の部分１５および第３の部分１７の上面より低くなるように第１の部分１３に接合されてもよい。その結果、透光性部材１１は、上面が第２の部分１５および第３の部分１７の上面によって囲まれる形態となり、光半導体装置１の外的要因による透光性部材１１への接触や擦れを抑制でき、透光性部材１１への傷や損傷を低減することができる。
また、透光性部材１１は、薄肉部１５ａの外形と同形状であることが好ましい、その結果、透光性部材１１と第２の部分１５の上面との間隔を小さくできることから、大気中の塵や埃等が薄肉部１５ａに侵入することが抑制され、光半導体装置１の外観不良が抑制される。
また、図８，９に示すように、第３の部分１７の上面より上方向に突出する透光性部材１１の高さが低く抑えられるとともに、半導体素子５が外部からの光を受光する際や、光半導体素子５から外部に光を発光する際に、透光性部材１１を介した半導体素子５と光半導体装置１の外部との光の入出力を第１の部分１３を伝搬して効率よく行うために、第１の部分１３の上面と第２の部分１５における第１の部分１３と隣接する箇所での上面とが同じ高さであっても良いが、図２，５に示すように、第１の部分１３の上面が第２の部分１５における第１の部分１３と隣接する箇所での上面よりも上方に位置していることが、第３の部分１７から透光性部材１１へ伝わる応力が第２の部分１５の変形や撓みで緩和されるという点で好ましい。第１の部分１３の上面に透光性部材１１が接合される。
また、図８に示すように、透光性部材１１の上面の高さ位置は、第２の部分１５における第３の部分１７と隣接する箇所での上面の高さ位置よりも低くなるように設定されていることが好ましい。透光性部材１１を蓋体９内に収まるように形成することで、透光性部材１１が外部と接触する機会を低減することができ、透光性部材１１が傷ついたりすることで破壊されるのを抑制することができる。なお、透光性部材１１の上面の高さ位置は、第２の部分１５の上面の高さ位置よりも例えば０．２５ｍｍ以上低くなるように設定されている。
また、図１０に示すように、透光性部材１１の上面の高さ位置は、第２の部分１５における第３の部分１７と隣接する箇所での上面の高さ位置と一致するように設けられてもよい。蓋体９と透光性部材１１の上面の高さ位置を一致するように設定することで、第２の部分１５の上面に対する透光性部材１１の傾きを、光半導体装置１を側視することによって容易に確認することができ、光半導体装置１の出荷検査に伴う時間とコストを低減することができるとともに、第２の部分１５の上面と透光性部材１１の上面に付着する塵や埃を同一平面で一括して清掃することができるという作用効果を奏する。
また、図１０に示すように、透光性部材１１の下面の中央領域を取り囲む周辺領域は、中央領域よりも上方に凹んで形成されていてもよい。透光性部材１１の下面の凹みは、透光性部材１１の下面の外縁に沿って連続して形成されている。そして、第１の部分１３の上面と透光性部材１１の凹みとが接合されている。なお、凹みの深さは、例えば０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度に設定されている。透光性部材１１の外縁の厚みを、透光性部材１１の下面に凹みを設けて薄くすることができる。そして、第１の部材１３が透光性部材１１の凹みに接合されることで、透光性部材１１の上面の高さ位置を低くすることができ、光半導体装置の低背化を実現することができるとともに、開口部９ａに対する透光性部材１１の平行方向の位置ズレを凹みによって抑制することができる。
また、光半導体素子５は蓋体９の開口部９ａと上下に重なり合う位置に載置されている。そのため、第１の部分１３の上面が第２の部分１５における第１の部分１３と隣接する箇所での上面よりも上方に位置している場合には、基板３と透光性部材１１との間隔が大きくなるので、基板３、枠体７および蓋体９で囲まれた空間における光半導体素子５が載置される部分のスペースを大きく取ることができる。これにより、光半導体素子５の基板３への載置が容易となるとともに、光半導体装置１の小型化、高集積化が可能となる。
また、第２の部分１５の上面が透光性部材１１の下面から離れていることが好ましい。本実施形態の光半導体装置１においては、第２の部分１５における薄肉部１５ａを意図的に変形させることによって、蓋体９の透光性部材１１および枠体７に対する接合性や気密性を良好なものにしている。
第２の部分１５が透光性部材１１に当接していると、この第２の部分１５が透光性部材１１に引っ掛かって薄肉部１５ａの変形が妨げられる可能性がある。しかしながら、第２の部分１５の上面が透光性部材１１の下面から離れている場合には、第２の部分１５が透光性部材１１に接触する可能性を小さくできる。そのため、薄肉部１５ａを良好に変形させることができる。
特に、第２の部分１５における薄肉部１５ａが透光性部材１１から離れていることが好ましい。第２の部分１５は厚みがその他の部分と比較して薄いため、剛性が低い。そのため、薄肉部１５ａが透光性部材１１に当接していると、薄肉部１５ａの変形が妨げられるだけでなく、薄肉部１５ａに過度に大きな応力が加わり、破損する可能性がある。しかしながら、薄肉部１５ａが透光性部材１１から離れている場合には、薄肉部１５ａを良好に変形させることができるだけでなく、薄肉部１５ａが破損する可能性も小さくできる。
本実施形態の光半導体装置１は、図１１に示すように、透光性部材１１の下面であって第１の部分１３との接合部分に開口部９ａを囲むように配設されたメタライズ層２９を備えている。また、本実施形態の光半導体装置１は、メタライズ層２９と第１の部分１３とを接合する接合部材３１を備えている。メタライズ層２９を備えていることによって、接合部材３１による蓋体９と透光性部材１１の接合性を高めることができる。
このとき、基板３の上面に垂直な断面において、メタライズ層２９の幅Ｗ５が、第１の部分１３の幅Ｗ６よりも大きいことが好ましい。なお、ここで第１の部分１３の幅Ｗ６とは、第１の部分１３を平面視した場合の全体の外径を意味するものではなく、図１１に示すように、第１の部分１３の内径と外径の差を意味している。
上記のように、メタライズ層２９が形成されている場合には、透光性部材１１を蓋体９に接合する際に、透光性部材１１が若干の位置ズレをしたとしても、安定して透光性部材１１を蓋体９に接合する事ができる。
特に、メタライズ層２９の内周が第１の部分１３の内周よりも内側に位置するとともに、メタライズ層２９の外周が第１の部分１３の外周よりも外側に位置することが好ましい。このような場合には、図１１にも示すように接合部材３１を第１の部分１３の側面にも接合させ易くなる。接合部材３１が第１の部分１３の側面に接合している場合には、単に第１の部分１３と接合部材３１の接合面積を増やすことができるだけでなく、複数の方向から接合部材３１が第１の部分１３に接合していることになる。
そのため、基板３の上面に垂直な方向に対して傾斜した方向への応力が第１の部分１３に加わった場合であっても、接合部材３１のうち第１の部分１３の上面に接合された部分と、接合部材３１のうち第１の部分１３の側面に接合された部分とで、安定して透光性部材１１を第１の部分１３に接合することができる。
本実施形態の光半導体装置１においては、接合部材３１が第１の部分１３の内側面および外側面にそれぞれ接合している。すなわち、第１の部分１３が接合部材３１によって挟み持たれた形状となっている。そのため、透光性部材１１を第１の部分１３に極めて安定して接合することができる。
メタライズ層２９を構成する金属材料としては、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、ニッケル、銅、銀または金を用いることができる。また、接合部材３１としては、例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂のような樹脂部材やロウ材を用いることができる。例示的なロウ材としては、銀ロウが挙げられる。
上記の構成を有する半導体装置１は、基板３を実装基板２７に実装することによって電子装置の一部品として用いられる。以上、本発明の一実施形態の光半導体装置について説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更や実施の形態の組み合わせを施すことは何等差し支えない。
Claims (7)
- 基板と、
該基板の上面に載置された光半導体素子と、
該光半導体素子を囲むように前記基板の上面に配設された枠体と、
該枠体の上面に接合された、前記光半導体素子と上下に重なり合う位置に開口部を有する蓋体と、
前記開口部を覆うように前記蓋体の上面に接合された透光性部材とを具備した光半導体装置であって、
前記蓋体は、前記開口部を囲むように位置して上面に前記透光性部材が接合された第１の部分と、該第１の部分を囲むように位置した第２の部分と、前記第２の部分を囲むように位置して下面に前記枠体が接合された第３の部分とを備え、
前記第１の部分の上面が前記第３の部分の上面よりも下方に位置しており、前記第２の部分が、前記第１の部分を囲むように位置した、前記第１の部分の厚みよりも厚みが薄く且つ前記第３の部分の厚みよりも厚みが薄い薄肉部を有することを特徴とする光半導体装置。 - 前記第１の部分は、前記開口部を囲むように位置する円環状の部分であることを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置。
- 前記第１の部分の上面が前記薄肉部の上面よりも上方に位置していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光半導体装置。
- 前記透光性部材は四角板形状であって、前記透光性部材は前記第１の部分にのみ接合され、前記薄肉部は前記第１の部分に接続され、前記薄肉部の上面が前記透光性部材の下面から離れていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光半導体装置。
- 前記透光性部材の上面の高さ位置は、前記第２の部分における前記第３の部分と隣接する箇所での上面の高さ位置よりも低いことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光半導体装置。
- 前記透光性部材の上面の高さ位置は、前記第２の部分における前記第３の部分と隣接する箇所での上面の高さ位置と一致するように設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光半導体装置。
- 前記透光性部材の下面の中央領域を取り囲む周辺領域は、前記中央領域よりも上方に凹んで形成されており、前記第１の部分が前記透光性部材の凹みに接合されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の光半導体装置。
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