JP6972067B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1(a)〜図1(c)は、第1実施形態に係る半導体装置を例示する模式図である。 図1(a)は、図1(c)のA1−A2線断面図である。図1(b)は、図1(c)の矢印AAから見た平面図である。図1(c)は、斜視図である。
また、例えば、図12に示すように、光素子20の光入出力面(光出力または光入力)に光コネクタフェルール70に保持された光ファイバ80を配置して光結合を行う場合などに、光ファイバを光素子20に近接させても光入出力面に光ファイバが接触しないように構成可能となる。この例では、光ファイバ80は、UV樹脂81、クラッド82、及びコア83を含む。フェルール70と光ファイバ80との間には、接着剤71が設けられている。光素子20は、結晶レンズ26Aを含む。結晶レンズ26Aの屈折率は、例えば、3.2〜3.5である。配線層50と光素子20の間には、発光部/受光部90が設けられている。
また、上記において、光ファイバと光素子20を近接して固定した場合に、使用環境の変化(例えば、温度変化や外力による応力変化)により光ファイバ先端が熱膨張や応力により迫り出すようなことがあっても、予め第1樹脂部面40aと第1光素子面20aのクリアランスによりこれを吸収するように構成することが可能であり、光ファイバおよび光素子20の破損を防止可能となる。
また、光素子20の光入出力面に無反射コートに代わるSWS(Sub-Wavelength Structure)の凹凸部をエッチング形成した場合や、光素子とは別の材料によるSWC(Subwavelength Structure Coating)の凹凸部を形成した場合など、光ファイバなどの接触により光素子20表面の凹凸部に異物が入り込んで無反射コートの効果が喪失することを防止できる。
また、図12に示すように、光素子20の光入出力面にレンズなどの光学素子を形成して光結合を行う場合に、光素子20と光ファイバの距離をレンズ焦点に合せた間隔に設定することが可能となる。
また、光素子20の表面に回折レンズやフレネルレンズなどを形成した場合においても同様にレンズ焦点に合せた距離調整機構として利用可能であり、回折レンズやフレネルレンズの凹凸部に光ファイバなどの接触により異物が入り込んでレンズ機能が喪失することを防止することもできる。
また、図8に示すように、光素子20に例えばクラッドを露出した光ファイバ素線を挿入、保持する凹部を設ける場合、上記同様に光ファイバ素線の挿入前に意図しない物体の接触により凹部に異物が入り込むことを防止することができる。この場合、光ファイバは例えばコア径50μm、クラッド径125μmのGI(Graded Index)ファイバ(マルチモードファイバ)とし、光素子20の光素子基板21の凹部底面から配線層側表面に形成される能動部(発光部又は受光部または光変調部)までの距離は、例えば50μm以下として光ファイバとの光結合を確保する。
以下、第2実施形態として、上記の半導体装置110の製造方法の例について説明する。
図2(a)〜図2(g)は、第2実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する模式的断面図である。
図3(a)〜図3(d)は、第2実施形態に係る半導体装置の別の製造方法を例示する模式的断面図である。
図4〜図8は、第1実施形態に係る別の半導体装置を例示する模式的断面図である。
図4に示すように、半導体装置111においては、電気素子10の少なくとも一部は、第1方向(Z軸方向)において、樹脂部40と重ならない。半導体装置111におけるこれ以外の構成は、半導体装置110と同様である。
図9(a)〜(f)、図10(a)〜(e)、及び、図11(a)〜(e)は、第2実施形態に係る半導体装置の別の製造方法を例示する模式的断面図である。
Claims (11)
- 導電層を含む配線層と、
電気素子であって、前記配線層から前記電気素子に向かう方向が第1方向である、前記電気素子と、
光素子であって、前記配線層から前記光素子に向かう方向が前記第1方向に沿い、前記電気素子から前記光素子に向かう第2方向が前記第1方向と交差した、前記光素子と、
前記電気素子と前記光素子との間において前記電気素子及び前記光素子と接する第1部分領域を含む樹脂部と、
前記配線層と前記電気素子との間に設けられ前記電気素子と前記導電層とを電気的に接続する接続部材と、
前記配線層と前記光素子との間に設けられ前記光素子と前記導電層とを電気的に接続する別の接続部材と、
を備え、
前記光素子の少なくとも一部は、前記第1方向において前記樹脂部と重ならず、
前記第1部分領域は、第1樹脂部面、及び、前記第1樹脂部面とは反対の第2樹脂部面を含み、前記第2樹脂部面は、前記配線層に対面し、
前記光素子は、第1光素子面、及び、前記第1光素子面とは反対の第2光素子面を含み、前記第2光素子面は、前記配線層に対面し、
前記光素子は、反射防止層と、前記反射防止層と前記配線層との間に設けられた光素子半導体層と、を含み、前記第1光素子面は、前記反射防止層の表面であり、
前記第1光素子面は、露出しており、
前記樹脂部は、前記光素子半導体層と接して他部材を介さずに前記光素子半導体層を支持し、
前記配線層と前記第1樹脂部面との間の前記第1方向に沿った距離は、前記配線層と前記第1光素子面との間の前記第1方向に沿った距離よりも長い、半導体装置。 - 導電層を含む配線層と、
電気素子であって、前記配線層から前記電気素子に向かう方向が第1方向である、前記電気素子と、
光素子であって、前記配線層から前記光素子に向かう方向が前記第1方向に沿い、前記電気素子から前記光素子に向かう第2方向が前記第1方向と交差した、前記光素子と、
前記電気素子と前記光素子との間において前記電気素子及び前記光素子と接する第1部分領域を含む樹脂部と、
前記配線層と前記電気素子との間に設けられ前記電気素子と前記導電層とを電気的に接続する接続部材と、
前記配線層と前記光素子との間に設けられ前記光素子と前記導電層とを電気的に接続する別の接続部材と、
を備え、
前記光素子の少なくとも一部は、前記第1方向において前記樹脂部と重ならず、
前記第1部分領域は、第1樹脂部面、及び、前記第1樹脂部面とは反対の第2樹脂部面を含み、前記第2樹脂部面は、前記配線層に対面し、
前記光素子は、第1光素子面、及び、前記第1光素子面とは反対の第2光素子面を含み、前記第2光素子面は、前記配線層に対面し、
前記光素子は、光素子半導体層を含み、前記第1光素子面は、前記光素子半導体層の表面であり、
前記第1光素子面は、露出しており、
前記樹脂部は、前記光素子半導体層と接して他部材を介さずに前記光素子半導体層を支持し、
前記配線層と前記第1樹脂部面との間の前記第1方向に沿った距離は、前記配線層と前記第1光素子面との間の前記第1方向に沿った距離よりも長い、半導体装置。 - 前記配線層と前記電気素子との間に設けられた前記接続部材は、前記導電層の一部と、前記電気素子の一部と、の間にあり、
前記配線層と前記光素子との間に設けられた前記別の接続部材は、前記導電層の別の一部と、前記光素子の一部と、の間にある、請求項1または2に記載の半導体装置。 - 前記光素子は、前記第1光素子面に凹部を有する、請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記凹部の底面が、前記光素子の前記第2光素子面から前記第1方向に50μm以内にある、請求項4記載の半導体装置。
- 前記第1光素子面は、複数の凹凸を含み、
前記複数の凹凸が前記光素子の発光ピーク波長または受光ピーク波長より短い周期で配列される、請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記第1光素子面は、複数の凹凸を含み、
前記複数の凹凸が前記光素子の発光ピーク波長または受光ピーク波長に対する回折レンズまたはフレネルレンズである、請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記第1方向において、前記樹脂部の一部と前記配線層との間に前記電気素子が位置した、請求項1〜7のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記樹脂部は、第2〜第7部分領域をさらに含み、
前記第2方向において、前記第2部分領域と前記第1部分領域との間に前記光素子が位置し、
前記第2方向において、前記第1部分領域と前記第3部分領域との間に前記電気素子が位置し、
前記第1方向及び前記第2方向を含む平面と交差する第3方向において、前記第4部分領域と前記第5部分領域との間に前記光素子が位置し、
前記第3方向において、前記第6部分領域と前記第7部分領域との間に前記電気素子が位置した、請求項1〜8のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記樹脂部は、
複数の粒子と、
前記複数の粒子の少なくとも一部の周りに設けられた樹脂材料部と、
を含む、請求項1〜9のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記電気素子は、増幅回路、論理回路、記憶回路、及びスイッチング回路の少なくともいずれかを含む、請求項1〜10のいずれか1つに記載の半導体装置。
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