JPH0888393A - 半導体光検出装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体光検出装置およびその製造方法

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JPH0888393A
JPH0888393A JP6223807A JP22380794A JPH0888393A JP H0888393 A JPH0888393 A JP H0888393A JP 6223807 A JP6223807 A JP 6223807A JP 22380794 A JP22380794 A JP 22380794A JP H0888393 A JPH0888393 A JP H0888393A
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semiconductor layer
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Masao Makiuchi
正男 牧内
Naoki Yamamoto
直樹 山本
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Fujitsu Ltd
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    • H01L2224/14—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of a plurality of bump connectors

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォトダイオードとこれに駆動電流を供給す
る駆動ダイオードとよりなり、基板上へのフリップチッ
プ法による実装に適した半導体光検出装置において、メ
タルバンプを介してフォトダイオードの拡散領域に加わ
る応力を最小化することを目的とする。 【構成】 半導体光検出装置を構成する半導体積層構造
体上に形成されるメタルバンプのうち、駆動ダイオード
に対応するメタルバンプの面積をフォトダイオードに対
応するメタルバンプの面積の少なくとも１０倍に設定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に光半導体装置に関
し、特にフリップチップ接続法による実装に適したプレ
ーナ半導体光検出装置に関する。
【０００２】半導体光検出装置は、光情報通信や、いわ
ゆるマルチメディアと称する、画像データと音声データ
を情報信号の一部として処理する情報処理装置に不可欠
な装置である。特に、このような光情報処理装置を安い
コストで量産するために、情報処理装置の一部を構成す
る配線基板やテープリード上に、フリップチップ接続法
により実装可能なプレーナ半導体光検出装置が要求され
ている。
【０００３】
【従来の技術】本発明の発明者は、先にこのようなフリ
ップチップ接続法に適したプレーナ半導体光検出装置を
提案している（米国特許５，１０７，３１８，Makiuch
i, et al., IEEE Photonics Technology Letters, vol.
3, no.6, June 1991, 乗松他、１９９２年電子情報通
信学会秋期大会，講演番号Ｃ１２３，山本他、１９９４
年電子情報通信学会春期大会，講演番号Ｃ２９８）。
【０００４】図３４は、このようなフリップチップ接続
法による実装に適した従来の半導体光検出装置１０の構
成例を示す。
【０００５】図３４を参照するに、半導体光検出装置１
０は配線パターン１ａ，１ｂを担持したセラミック基板
１上に形成され、ｎ型ＩｎＰ基板２と、前記基板２上に
形成されたｎ+ 型ＩｎＰ層３と、前記ＩｎＰ層３上に形
成された非ドープＩｎＧａＡｓ層４と、前記ＩｎＧａＡ
ｓ層４上に形成されたｎ- 型ＩｎＰ層５とよりなる積層
構造体を含み、前記ｎ- 型ＩｎＰ層５中にはＺｎ拡散に
より形成されたｐ型領域５ａ，５ｂが形成され、その表
面はＡｕ／Ｚｎ／Ａｕを順次蒸着した後、加熱処理され
金属とのオーミック接続が可能なように処理されてい
る。さらに、前記ＩｎＰ層５の表面にはＳｉＮ層６ａ，
６ｂが、それぞれ前記ｐ型拡散領域５ａ，５ｂに対応し
て形成されており、さらにポリイミド絶縁層７が、前記
ＩｎＰ層５上に、前記ＳｉＮ層６ａ，６ｂを覆うように
形成されている。ポリイミド絶縁層およびその下のＳｉ
Ｎ層６ａ，６ｂには、ぞれぞれ前記拡散領域５ａ，５ｂ
に対応したコンタクトホールが形成され、かかるコンタ
クトホールを介してメタルバンプ８ａおよび８ｂが、そ
れぞれ拡散領域５ａおよび５ｂにコンタクトする。
【０００６】図３４に示したように、このようにして形
成された積層構造体はフリップチップ接続法において上
下反転されて基板１上に実装され、その結果前記メタル
バンプ８ａ，８ｂが、前記基板１上の配線パターン１
ａ，１ｂにコンタクトする。また、基板２の下面、すな
わち図３４の実装状態における上面には、拡散領域５ｂ
に対応してマイクロレンズ２ａが形成されており、入射
光を拡散領域５ｂに集束する。また、前記基板２の下面
には、マイクロレンズ２ａを覆うように、反射防止膜９
が形成される。かかる構成では、前記ｐ型拡散領域５ａ
および５ｂに対応してダイオードＤ１，Ｄ２が形成さ
れ、このうち、拡散領域５ａに対応するダイオードＤ１
が入射光を検出し、一方拡散領域５ｂに対応するダイオ
ードＤ２がダイオードＤ１に直列接続されてこれを駆動
する。
【０００７】図３５は図３４の半導体光検出装置１０の
等価回路図を示す。
【０００８】図３５を参照するに、直流電源Ｅから供給
された駆動電流Ｉは、拡散領域５ａに対応した順方向バ
イアスダイオードＤ１を介してダイオードＤ２に供給さ
れ、これを逆バイアスする。ダイオードＤ２は入射光に
応じて導通し、出力端子に出力信号が得られる。かかる
構成では、ダイオードＤ１は駆動電流を供給するのみな
ので大きな寄生容量を持つことが許されるが、ダイオー
ドＤ２は入射光を検出するものであるので、寄生容量が
非常に小さいことが要求される。このため、一般に拡散
領域５ａの面積は拡散領域５ｂの面積よりもはるかに大
きい。例えば、前出の Makiuchi, et al. は、前記拡散
領域５ｂを、前記拡散領域５ａの約１６０倍の面積を有
するように形成することを開示している。前出の Makiu
chi では、前記拡散領域５ｂを直径が約４０μｍの円形
に形成することで、ダイオードＤ２の寄生容量を０．１
５ｐＦまで減少させている。この場合、拡散領域５ａは
約３００×２００μｍの矩形形状に形成され、約６ｐＦ
の寄生容量を有する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図３６は、このような
半導体光検出装置を、同一基板上にアレイ状に形成した
半導体光検出集積回路の例を示す。
【００１０】図３６を参照するに、前記ｎ型ＩｎＰ基板
２上には前記ｎ+ 型ＩｎＰ層３と、非ドープＩｎＧａＡ
ｓ層４と、ｎ- 型ＩｎＰ層５とが順次堆積されており、
前記ｎ- 型ＩｎＰ層５の表面上には、層５中に形成され
たｐ+ 型拡散層５ａおよび５ｂにそれぞれ対応して、多
数のメタルバンプ８ａ，８ｂよりなるバンプ列が形成さ
れる。ここで、メタルバンプ８ｂはほぼＺｎ拡散によっ
て形成されたｐ+ 型拡散領域と同程度の大きさである
が、メタルバンプ８ａは、拡散領域５ａの一部のみを覆
っている。
【００１１】半導体光検出集積回路は、図３４に示した
ような基板上にメタルバンプ８ａ，８ｂにより支持され
るが、メタルバンプ８ａの大きさをメタルバンプ８ｂの
大きさと同様にした場合、集積回路の荷重がバンプ８ａ
と８ｂにほぼ平等に分散されるため、より小さな面積を
有するダイオードＤ２の拡散領域５ｂに大きな応力がか
かってしまう。フォトダイオードの拡散領域に応力が印
加されると、光検出特性が劣化してしまう。より具体的
には、暗電流の増加等の問題が生じる。また、図３４あ
るいは図３６に示した単純な構造のバンプをバンプ８ａ
あるいは８ｂとして使う場合、バンプに加えられた荷重
が、応力として、ダイオードの拡散領域に伝達されやす
い。かかるフリップチップ接続法により実装される半導
体光検出装置では、装置を構成する半導体積層体の裏
面、すなわち実装状態における上面に光ファイバを接続
する等の作業がなされるため、拡散領域に、メタルバン
プを介して荷重がかかり易い。特に、半導体光検出装置
の枢要な部分であるフォトダイオードは光ファイバに直
結されるため、かかる結合作業時において、あるいは光
ファイバになんらかの外力が加わった場合に、フォトダ
イオードの拡散領域には、特に応力が伝達され易い。
【００１２】さらに、図３４あるいは３６の構造の半導
体光検出装置を製造する場合、バンプ８ａあるいは８ｂ
は、フリップチップ接続に必要な融材層を含めて数ミク
ロン（５〜１０μｍ）以上の厚さとするため、これらの
バンプメタルを蒸着後リフトオフ法によりパターニング
する方法を使うと、高価な電極材料が無駄になってしま
う問題点がある。
【００１３】そこで、本発明はかかる従来の課題を解決
した新規で有用な半導体光検出装置およびその製造方法
を提供することを概括的目的とする。
【００１４】本発明のより具体的な課題は、フォトダイ
オードを構成する拡散領域に加わる荷重を最小化した、
フリップチップ接続法による実装に適した半導体光検出
装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】本発明のその他の目的は、メッキにより安
価にバンプを形成することのできる半導体光検出装置の
製造方法、およびかかる製造方法に適した構造の半導体
光検出装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題
を、請求項１に記載したように、基板と；前記基板上に
形成された、第１の導電型を有する第１の半導体層と；
前記第１の半導体層上に形成され、前記第１の導電型を
有する第２の半導体層と；前記第２の半導体層中に形成
され、前記第１の導電型とは逆の第２の導電型を有する
第１の導電領域と；前記第２の半導体層中に、前記第１
の導電領域から離間して形成され、前記第１の導電領域
よりも実質的に大きい面積を有し、前記第２の導電型を
有する第２の導電領域と；前記第２の半導体層上に、前
記第１の導電領域に対応して形成され、第１の面積を有
する第１のメタルバンプと；前記第２の半導体層上に、
前記第２の導電領域に対応して形成され、第２の面積を
有する第２のメタルバンプとよりなり、前記第１のメタ
ルバンプと前記第２のメタルバンプとが実質的に同一平
面上に形成された構成の半導体光検出装置において；前
記第２の面積は、前記第１の面積の１０倍以上であるこ
とを特徴とする半導体光検出装置により、または請求項
２に記載したように、前記第２のメタルバンプを前記第
２の導電領域の実質的に全面に形成したことを特徴とす
る請求項１記載の半導体光検出装置により、または請求
項３に記載したように、前記第２のメタルバンプが、前
記第２の導電領域上に共通に形成された、各々は前記第
１のバンプに実質的に等しい面積を有する、相互に分離
した複数のバンプ要素より構成されることを特徴とする
請求項１記載の半導体光検出装置により、または請求項
４に記載したように、前記第２の導電領域は、前記第１
の導電領域を囲むように連続的に延在し、前記複数のバ
ンプ要素は、前記第１のメタルバンプを囲むように配設
されていることを特徴とする請求項１記載の半導体光検
出装置により、または請求項５に記載したように、前記
第２の導電領域は、前記第１の導電領域を囲むように連
続的に延在し、前記第２のメタルバンプは、前記第２の
導電領域に沿って、前記第１のメタルバンプを囲むよう
に連続的に延在することを特徴とする請求項１記載の半
導体光検出装置により、または請求項６に記載したよう
に、基板と；前記基板上に形成された、第１の導電型を
有する第１の半導体層と；前記第１の半導体層上に形成
され、前記第１の導電型を有する第２の半導体層と；前
記第２の半導体層中に形成され、前記第１の導電型とは
逆の第２の導電型を有する第１の導電領域と；前記第２
の半導体層上に、前記第１の導電領域に対応して形成さ
れ、第１の面積を有するメタルバンプと；前記第２の半
導体層中に、前記第１の導電領域から離間して形成され
た、複数の、相互に分離した、各々前記第１の導電型と
は逆の第２の導電型を有する導電領域要素と；前記第２
の半導体層上に、前記複数の導電領域要素の各々に対応
して形成され、各々は前記第１のメタルバンプに実質的
に等しい面積を有し、さらに前記メタルバンプと実質的
に同一の高さを有する複数のメタルバンプ要素とにより
構成されるる半導体光検出装置において、前記複数のメ
タルバンプ要素の面積の総和が、前記メタルバンプの面
積の１０倍以上であることを特徴とする半導体光検出装
置により、または請求項７に記載したように、前記複数
の導電領域要素は、前記第１の導電領域を囲むように形
成され、前記複数のメタルバンプ要素は、前記メタルバ
ンプを囲むように配設されたことを特徴とする請求項４
記載の半導体光検出装置により、または請求項８に記載
したように、基板と；前記基板上に形成された、第１の
導電型を有する第１の半導体層と；前記第１の半導体層
上に形成され、前記第１の導電型を有する第２の半導体
層と；前記第２の半導体層中に形成され、前記第１の導
電型とは逆の第２の導電型を有する導電領域と；前記第
２の半導体層上に、前記導電領域に対応して形成された
メタルバンプとよりなる半導体光検出装置において；前
記第２の半導体層上に形成され、第１の開口部を形成さ
れ、少なくとも前記導電領域を、前記第１の開口部によ
り露出される部分を除いて覆う第１の絶縁層と；前記第
１の絶縁層上に形成され、前記第１の開口部よりも実質
的に大きなサイズで前記第１の開口部の外側を囲むよう
に形成された第２の開口部を有する第２の絶縁層とをさ
らに含み；前記メタルバンプは前記第２の絶縁層上に、
前記第１および第２のコンタクトホールを介して前記導
電領域にコンタクトするように形成されていることを特
徴とする半導体光検出装置により、または請求項９に記
載したように、前記第１の絶縁層は、前記第１の領域に
略対応した外周により画成されていることを特徴とする
請求項８記載の半導体光検出装置により、または 請求
項１０に記載したように、前記メタルバンプは中央部に
形成された凹部と、前記凹部を囲む側壁部とを含むこと
を特徴とする請求項８記載の半導体光検出装置により、
または請求項１１に記載したように、前記メタルバンプ
は複数の層の積層よりなり、各々の層には前記凹部およ
び前記側壁部が形成されていることを特徴とする請求項
１０記載の半導体光検出装置により、または請求項１２
に記載したように、前記凹部は、前記第２の開口部の側
壁に対応して形成されていることを特徴とする請求項８
から１１のうち、いずれか一項記載の半導体光検出装置
により、または請求項１３に記載したように、前記第２
の開口部の側壁は、５０〜８０゜の範囲のテーパ角を有
することを特徴とする請求項８から１２のうち、いずれ
か一項記載の半導体光検出装置により、または請求項１
４に記載したように、前記凹部は、前記導電領域に等し
いかより大きい内径を有することを特徴とする請求項１
０記載の半導体光検出装置により、または請求項１５に
記載したように、基板と；前記基板の第１の主面上に形
成された、第１の導電型を有する第１の半導体層と；前
記第１の半導体層上に形成され、前記第１の導電型を有
する第２の半導体層と；前記第２の半導体層中に形成さ
れ、前記第１の導電型とは逆の第２の導電型を有する第
１の導電領域と；前記第２の半導体層中に形成され、前
記第１の導電領域よりも実質的に大きい面積を有し、前
記第２の導電型を有する第２の導電領域と；前記第２の
半導体層上に、前記第１の導電領域に対応して形成さ
れ、第１の面積を有する第１のメタルバンプと；前記第
２の半導体層上に、前記第２の導電領域に対応して形成
され、第２の面積を有する第２のメタルバンプとよりな
り、前記第１のメタルバンプと前記第２のメタルバンプ
とが実質的に同一平面上に形成された構成の半導体光検
出装置において；前記基板の、前記第１の主面に対向す
る第２の主面上に形成された樹脂層と；前記樹脂層中
に、前記第１の導電領域に対応して形成され、前記基板
の第２の主面を露出させる開口部と；前記開口部におい
て端部が前記樹脂層と係合し、光信号を前記第１の導電
領域近傍に照射する光ファイバとよりなり、前記第２の
面積は、前記第１の面積の１０倍以上であることを特徴
とする半導体光検出装置により、または請求項１６に記
載したように、前記光ファイバは、前記樹脂層上に、前
記樹脂層に直交する向きで固定されることを特徴とする
請求項１５記載の半導体光検出装置により、または請求
項１７に記載したように、前記光ファイバは、前記樹脂
層上に、前記樹脂層に平行な向きで固定され、先端部に
光ファイバ内部の光信号を、前記開口部を介して前記第
２導電型領域へ導く反射面を形成されていることを特徴
とする請求項１５記載の半導体光検出装置により、また
は請求項１８に記載したように、半導体光検出装置の製
造方法において、第１の導電型を有する基板上に、前記
第１の導電型を有する第１の半導体層を堆積する工程
と；前記第２の半導体層上に、前記第１の導電型を有す
る第２の半導体層を堆積する工程と；前記第２の半導体
層中に、前記第１の導電型と逆の第２の導電型を有する
導電領域を形成する工程と；前記第２の半導体層上に絶
縁層を堆積しする工程と；前記絶縁層中に、前記導電領
域の一部が露出するようにコンタクトホールを形成する
工程と；前記導電領域に電圧を印加して、前記導電領域
のうち前記コンタクトホールにより露出された部分の上
に、電気メッキにより、メタルバンプを形成する工程と
よりなることを特徴とする半導体光検出装置の製造方法
により、または請求項１９に記載したように、前記コン
タクトホールを形成する工程は、前記絶縁層中に複数の
コンタクトホールが形成されるように実行され、前記メ
タルバンプを形成する工程は、前記導電領域に電圧を印
加しながら、前記複数のコンタクトホールに対応して複
数のメタルバンプを、実質的に同時に形成することを特
徴とする請求項１８記載の半導体光検出装置により解決
する。
【００１７】
【作用】請求項１記載の本発明の特徴によれば、前記第
２の領域より構成され、フォトダイオードを駆動する駆
動ダイオードに対応した第２のメタルバンプのサイズ
を、前記フォトダイオードに対応するメタルバンプのサ
イズよりも実質的に大きく形成することにより、半導体
装置の実装時の荷重を、フォトダイオードに実質的な応
力が加わらないように、かかる駆動ダイオードのみによ
り、効果的に支持することができる。駆動ダイオード
は、高速応答が要求されるフォトダイオードと異なり、
一般に大きな面積の導電領域を有するため、フォトダイ
オードの特性を犠牲にすることなく、大きなメタルバン
プを形成することができる。フォトダイオードでは、導
電領域に伴う接合容量を最小化すべく導電領域面積が最
小限になっており、これに伴いメタルバンプの大きさも
最小となっている。このため、本発明の構成では、フォ
トダイオードのメタルバンプに加わる応力は最小であ
り、その結果、フォトダイオードの導電領域に印加され
る応力も最小となる。このように、本発明の構成によれ
ば、高速応答特性を有するフォトダイオードを含んだ半
導体光検出装置をフリップチップ接続法で実装する場合
に、フォトダイオードに加わる応力を最小化でき、かか
る応力に伴うフォトダイオードの特性劣化を最小限にと
どめることができる。
【００１８】請求項２記載の本発明の特徴によれば、メ
タルバンプを駆動ダイオードの導電領域全面に形成する
ことにより、かかるメタルバンプの大きさを最大に設定
できる。これに伴い、半導体光検出装置を基板上に実装
した場合の機械的強度も最大になる。
【００１９】請求項３および４記載の本発明の特徴によ
れば、前記駆動ダイオードのメタルバンプを複数のバン
プ要素より構成し、各々のバンプ要素の大きさをフォト
ダイオードのバンプと実質的に同一に形成することによ
り、各々のバンプあるいはバンプ要素を、電気メッキ法
により、フリップチップ実装に適した実質的に一定の高
さに形成することができる。電気メッキ法を使うことに
より、従来のリフトオフ法におけるような、大量の高価
なＡｕ等の導電性材料が無駄になることがない。特に、
請求項４記載の本発明の特徴によれば、中央のフォトダ
イオードを囲むように駆動ダイオードが形成されるの
で、光ファイバをフォトダイオードに結合するのに有利
である。
【００２０】請求項５記載の本発明の特徴によれば、中
央のフォトダイオードを、駆動ダイオード上に形成され
た連続的なメタルバンプで囲むことにより、機械的な強
度が向上し、フォトダイオードに加わる応力が減少する
だけでなく、電気的な遮蔽をも達成することができる。
【００２１】請求項６記載の本発明の特徴によれば、請
求項３の場合と同様に、駆動ダイオードのメタルバンプ
を複数のバンプ要素より構成し、各々のバンプ要素の大
きさをフォトダイオードのバンプと実質的に同一に形成
することにより、各々のバンプあるいはバンプ要素を、
電気メッキ法により、フリップチップ実装に適した実質
的に一定の高さに形成することができ、また導電性材料
を節約できる。さらに、請求項６記載の半導体光検出装
置では、駆動ダイオードが複数のダイオードより形成さ
れるため、フォトダイオードに加わる応力が多数の複数
の駆動ダイオードにより分担され、フリップチップ実装
に伴うフォトダイオードの特性劣化は生じない。さら
に、かかる駆動ダイオードが、フォトダイオードと実質
的に等価な複数のダイオードにより構成されている場
合、これら複数のダイオードのいずれもがフォトダイオ
ードとして使用でき、半導体光検出装置の使用上の自由
度が向上する。
【００２２】請求項７記載の本発明の特徴によれば、請
求項４記載の半導体光検出装置と同様に、光ファイバを
中央のフォトダイオードに結合することが、容易に行な
える。
【００２３】請求項８記載の本発明の特徴によれば、フ
ォトダイオードが形成された半導体積層構造体上に、フ
ォトダイオードの導電領域を露出する第１の開口部を形
成された第１の絶縁層を形成し、さらに前記第１の絶縁
層上に前記第１の開口部よりも大きい第２の開口部を有
する第２の絶縁層を、前記第２の開口部が前記第１の開
口部を囲むように形成することにより、前記導電領域と
前記第１の開口部との間、および前記第１の開口部と前
記第２の開口部との間にそれぞれ段差が形成され、その
結果かかる第１および第２の開口部を介して前記導電領
域にコンタクトするメタルバンプの側面積が実質的に増
大する。換言すると、メタルバンプの側面に沿って前記
第２の絶縁膜表面から前記導電領域に到達する経路の長
さが増大する。その結果、かかる半導体光検出装置をフ
リップチップ接続法により基板上に実装する際に、溶融
したはんだがメタルバンプの側面に沿って前記導電領域
に到達し、これを短絡させる等の事故を防止することが
できる。
【００２４】請求項９記載の本発明の特徴によれば、か
かる第１の絶縁層を、前記第２の半導体層上に、前記導
電領域のみを覆うように形成することにより、かかる第
２の絶縁層を前記第２の半導体層の全面に形成した場合
にくらべ、前記第２の半導体層と前記第１の絶縁層との
間に生じる応力を減少させることができる。
【００２５】請求項１０記載の本発明の特徴によれば、
メタルバンプの中央部に凹部を形成することにより、半
導体光検出装置をフリップチップ接続法により基板上に
実装する際に光検出装置中の導電領域に加わる応力を、
メタルバンプにより効果的に吸収することができ、その
結果光検出装置の暗電流特性を向上させることができ
る。また、実装時の歩留りが向上する。
【００２６】請求項１１記載の本発明の特徴によれば、
メタルバンプを多層構造とすることにより、フリップチ
ップ実装時のリフロー工程において表面のみが溶融する
安定な構造のメタルバンプを形成することができる。さ
らに、このような多層構造のメタルバンプは、電気メッ
キ法を使うことにより、高価な電極材料を使った場合で
も無駄を生じることなく、安いコストで形成できる。
【００２７】請求項１２記載の本発明の特徴によれば、
メタルバンプを、前記第２の絶縁層中に形成された第２
の開口部の形状に沿って形成することにより、中央部に
凹部を有するメタルバンプを、容易に形成することがで
きる。
【００２８】請求項１３記載の本発明の特徴によれば、
前記第２の開口部を画成する側壁のテーパ角を５０〜８
０゜の範囲に設定することにより、メタルバンプの中央
部に、半導体光検出装置の実装時に応力を吸収するのに
効果的な凹部を、単に導電層を堆積することにより、容
易に形成することができる。
【００２９】請求項１４記載の本発明の特徴によれば、
メタルバンプ中に形成される凹部の大きさを、フォトダ
イオードの導電領域に等しいかそれ以上に設定すること
により、半導体光検出装置に加わる荷重を、フォトダイ
オードを構成する半導体層のうち、導電領域より外側の
部分により支えることが可能になり、導電領域には応力
はかからない。
【００３０】請求項１５記載の本発明の特徴によれば、
半導体光検出装置を構成する半導体積層構造体上に、ポ
リイミド等の樹脂層により光ファイバを保持するガイド
を形成することにより、半導体光検出装置中のフォトダ
イオードとこれに入射する光信号を搬送する光ファイバ
とを、光学的整合を保ちながら、容易に結合させること
ができる。その際、光ファイバを結合するさいの機械的
力や応力、あるいは光ファイバに加わる外力が、半導体
光検出装置の枢要部をなす接合領域に伝達されることが
ない。
【００３１】請求項１６記載の本発明の特徴によれば、
光ファイバを半導体積層構造体の上主面に対して垂直に
保持することにより、光信号をフォトダイオードに直接
に入射させることが可能になる。
【００３２】請求項１７記載の本発明の特徴によれば、
光ファイバを半導体積層構造体表面に沿って延在させる
ことが可能になり、半導体光検出装置を小型化すること
ができる。
【００３３】請求項１８記載の本発明の特徴によれば、
半導体光検出装置中でダイオードを形成する導電領域上
に、かかる導電領域に電圧を印加しながら電気メッキを
行なうことにより、導電領域に対応して選択的にメタル
バンプを形成することができる。本発明では、従来かか
る半導体光検出装置にメタルバンプを形成する際に使わ
れていた、リフトオフ法によるパターニングに比べ、無
駄になる材料が減少し、高価な導電材料を節約すること
ができる。
【００３４】請求項１９記載の本発明の特徴によれば、
複数のメタルバンプを、電気メッキ法により、実質的に
同一の高さに、同時に形成することができる。
【００３５】
【実施例】図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の第１実施例に
よる半導体光検出装置を示す。ただし、図１（Ａ）は半
導体光検出装置の平面図を、また図１（Ｂ）はその断面
図を示す。図１（Ｂ）の断面図では、半導体光検出装置
は基板上へのフリップチップ実装状態に対応して、上下
反転した状態で示してある。便宜上、以下の説明は元の
上下関係にもとづいて行なう。
【００３６】図１（Ｂ）の断面図を参照するに、半導体
光検出装置は図４に示したのと同様な積層構造体より構
成され、下面（図示の状態では上面）にマイクロレンズ
１１ａを形成されたｎ型ＩｎＰ基板１１と、基板１１上
に形成されたｎ+ 型ＩｎＰ層１２と、ＩｎＰ層１２上に
形成された非ドープＩｎＧａＡｓ層１３と、前記ＩｎＧ
ａＡｓ層１３上に形成されたｎ- 型ＩｎＰ層１４とより
なり、前記ＩｎＰ層１４中にはフォトダイオードを構成
する第１のｐ型拡散領域１４ａが、マイクロレンズ１１
ａに対応して形成されている。さらに、前記フォトダイ
オードを駆動する駆動ダイオードに対応して、前記Ｉｎ
Ｐ層１４中には第２のｐ型領域１４ｂが形成される。フ
ォトダイオードの高速応答を確保するため、拡散領域１
４ａは非常に小さく形成され、典型的には直径が４０μ
ｍ程度の円形に形成される。これに対し、拡散領域１４
ｂは典型的には３００μｍ×２００μｍ程度の大きさに
形成される。また、ＡｌＧａＡｓ非ドープ層１３は光吸
収層として作用し、典型的には３μｍ程度の厚さを有す
る。また、前記第１および第２の拡散領域１４ａ，１４
ｂの表面には、ＡｕＺｎ／Ａｕ積層構造を有するオーミ
ック電極１４ｃ，１４ｄが形成される。ＩｎＰ基板１１
の下面には、前記マイクロレンズ１１ａを含むように反
射防止膜１１ｂが形成されている。
【００３７】前記ＩｎＰ層１４上には約２００ｎｍの厚
さのＳｉＮやＳｉＯ2 よりなる絶縁層１５が形成され、
前記絶縁層１５中には前記ＩｎＰ層１４中の拡散領域１
４ａを露出させるコンタクトホール１５ａと、前記拡散
領域１４ｂを露出させる複数のコンタクトホール１５ｂ
とが形成されている。ただし、前記複数のコンタクトホ
ール１５ｂは前記拡散領域１４ｂの全面にわたり、相互
に離間して形成されている。さらに、前記絶縁層１５上
には厚さが約３〜４μｍのポリイミドよりなる絶縁層１
６が形成され、絶縁層１６中には前記コンタクトホール
１５ａに対応したコンタクトホール１６ａと、前記拡散
領域１４ｂに対応した、単一の大きなコンタクトホール
１６ｂが形成されている。さらに、前記絶縁層１６上に
は、コンタクトホール１５ａおよび１６ａを介して、直
径が約３０μｍの第１のメタルバンプ１７ａが、拡散領
域１４ａ上のオーミック電極１４ｃに接触するように形
成される。同様に、前記絶縁層１６上には、複数のコン
タクトホール１５ｂおよびコンタクトホール１６ｂを介
して、別のメタルバンプ１７ｂが、拡散領域１４ｂ上の
オーミック電極１４ｄに接触するように形成される。
【００３８】メタルバンプ１７ａおよび１７ｂはいずれ
もＣｕ／Ａｕ／ＳｎあるいはＡｕ／Ｓｎ、あるいはＣｕ
／Ｓｎの積層構造を有し、図１（Ａ）の平面図に示すよ
うに、バンプ１７ａは円形、バンプ１７ｂは矩形形状を
有する。先にも説明したように、バンプ１７ａは対応す
る拡散領域１４ａに略等しい３０μｍの外径を有するの
に対し、バンプ１７ｂは対応する拡散領域１４ｂに略等
しい約３００×２００μｍの大きさを有する。すなわ
ち、メタルバンプ１７ｂはメタルバンプ１７ａの約８５
倍の面積を有する。
【００３９】そこで、このように一方の電極の面積が他
方の電極の面積よりも圧倒的に大きい構成の半導体光検
出装置を、実装基板やテープリード上にフリップチップ
接続法で実装した場合、大部分の機械的荷重や応力は大
きい方の電極により支えられ、小さい方の電極にはほと
んど応力が加わらない。すなわち、図１（Ａ），（Ｂ）
の半導体光検出装置を、基板やテープリード上に、フリ
ップチップ接続法により実装した場合、拡散領域１４ａ
にメタルバンプ１７ａを介して応力が加わることはほと
んどなくなり、その結果、従来の半導体光検出装置にお
いて生じていた、フォトダイオードの拡散領域に加えら
れた応力に起因する暗電流の増加の問題が解決する。
【００４０】かかる半導体光検出装置では、メタルバン
プ１７ｂは必ずしも駆動ダイオードの拡散領域１４ｂの
全面を覆う必要はなく、図２の変形例に示すように、そ
の一部のみを覆うものであってもよい。図２の変形例で
は、拡散領域１４ａおよび１４ｂは図１（Ａ），（Ｂ）
の場合と同一の寸法・形状を有するのに対し、メタルバ
ンプ１７ｂは１３０μｍ×１３０μｍの矩形形状を有す
る。この場合には、メタルバンプ１７ｂはメタルバンプ
１７ａの約２４倍の面積を有する。一般に、フリップチ
ップ接続法による実装において、フォトダイオードの拡
散領域１４ａに応力が加わらないようにするには、メタ
ルバンプ１７ｂの面積はメタルバンプ１７ａの面積の少
なくとも１０倍以上であるのが好ましい。
【００４１】図３は本発明の第２実施例による半導体光
検出装置の構成を示す図である。ただし、図３（Ａ）は
その断面図を、また図３（Ｂ）はその平面図を示す。図
３（Ａ），（Ｂ）中、先に説明した部分には同一の符号
を付してその説明を省略する。
【００４２】一般に、フリップチップ接続法により実装
される光半導体装置においては、メタルバンプは、まず
レジスト層を堆積し、これをパターニングした後に導体
層を堆積し、さらにリフトオフすることにより形成され
るが、このような製造方法では、Ａｕを含む高価な導電
材料の大部分が無駄になってしまう。これに対し、導体
層あるいはメタルバンプを、選択的に形成したい領域だ
けに、電気メッキにより形成することが、より望ましい
方法として考えられる。特に、図１（Ａ），（Ｂ）に示
した構造では、導体層を形成する領域が高濃度拡散層で
あり、電気メッキに必要な電流路を形成することが、問
題なくできる。しかし、図１（Ａ），（Ｂ）に示すよう
な、メタルバンプの大きさがバンプ１７ａと１７ｂとで
大きくちがっている構造において、メタルバンプを電気
メッキにより形成した場合には、電流路の抵抗値に対応
して、大きいメタルバンプ１７ｂが小さいメタルバンプ
１７ａよりも早く成長してしまい、メタルバンプ１７ａ
と１７ｂの高さが不均一になってしまう傾向がある。
【００４３】本実施例はこのような、従来の電気メッキ
法によるメタルバンプ形成に伴う問題点を解決すること
を目的とし、図１（Ａ），（Ｂ）の実施例におけるメタ
ルバンプ１７ｂを、フォトダイオードに対応するメタル
バンプ１７ａと各々実質的に同じ大きさの複数のメタル
バンプ１７ｂより構成する。図３（Ａ）に示したよう
に、本実施例では絶縁層１６中に、絶縁層１５中の複数
のコンタクトホール１５ｂに対応してコンタクトホール
１６ｂが複数個形成され、前記複数のメタルバンプ１７
ｂは、図３（Ｂ）の平面図に示すように、相互に離間し
て行列状に形成されている。かかる構成では、電気メッ
キを行なう際に個々のメタルバンプ１７ｂに対応する拡
散領域１４ｂに流れる電流が、拡散領域１４ａに流れる
電流とほぼ同一になり、その結果各々のメタルバンプ１
７ｂは、メタルバンプ１７ａと実質的に同一の高さを有
する。かかる半導体光検出装置は、基板上にフリップチ
ップ実装した場合、全てのメタルバンプが、対応する配
線パターンに、確実に接続される。本実施例において
は、メタルバンプ１７ｂの総面積が、メタルバンプ１７
ａの総面積の少なくとも１０倍になるように設定され
る。これにより、第１実施例の場合と同様に、半導体光
検出装置に加わる荷重あるいは応力を、実質的に全て、
前記複数のメタルバンプ１７ｂにより、支えることが可
能になる。
【００４４】図４は、図３（Ａ），（Ｂ）に示す構成の
複数の半導体光検出装置を、単一の半導体基板１１上に
モノリシックに集積した、半導体光集積回路の構成を示
す。ただし、図４中、先に説明した部分には同一の参照
符号を付し、その説明を省略する。かかる光集積回路で
は、複数の光ファイバを介して同時に入来する複数の光
信号を、複数のメタルバンプ１７ａに対応して形成され
たフォトダイオードにより、並列に受信する。ただし、
入力光信号は、基板１１の下面に入射する。基板１１の
下面には、各々のフォトダイオードに対応してマイクロ
レンズのアレイを形成してもよい。図示の例では、駆動
ダイオードを構成する拡散領域１４ｂは、集積回路中に
共通に形成されている。
【００４５】図５は、図４の半導体光集積回路の変形例
を示す。図５の光集積回路では、駆動ダイオードを形成
する拡散領域１４ｂが複数の領域に分割されている。図
５の構成では、クロストーク等、光集積回路中のフォト
ダイオード相互の干渉を避けることができる。
【００４６】図６は図３（Ａ），（Ｂ）に示した半導体
光検出装置の別の変形例を示す。
【００４７】図６を参照するに、中央のフォトダイオー
ドを構成する拡散領域１４ａを囲むように、帯状の拡散
領域１４ｂが連続的に延在し、かかる帯状の拡散領域１
４ｂ中に複数のメタルバンプ１７ｂが、相互に離間して
形成される。また、中央の拡散領域１４ａに対応してメ
タルバンプ１７ａが形成される。かかる構成では、導電
性の拡散領域１４ｂが、フォトダイオードの拡散領域１
４ａを、連続的に囲むため、拡散領域１４ａが電気的に
遮蔽され、フォトダイオードの出力信号に電気的ノイズ
が混入するのが防止できる。
【００４８】図７は本発明の第３実施例による半導体光
検出装置の構成を示す平面図である。本実施例はまた、
図１（Ａ），（Ｂ）に示した本発明の第１実施例の一変
形例とも考えられ、また図６に示した半導体光検出装置
の一変形例とも考えられる。
【００４９】図７を参照するに、フォトダイオードを構
成する拡散領域１４ａを囲むように、帯状の拡散領域１
４ｂが、図６の場合と同様に連続的に延在し、かかる帯
状の拡散領域１４ｂ上に、領域１４ｂに沿って、連続的
にメタルバンプ１７ｂが、環状に延在する。すなわち、
メタルバンプ１７ｂは中央の、フォトダイオードの電極
を構成するメタルバンプ１７ａを囲んで形成され、メタ
ルバンプ１７ａよりも少なくとも１０倍以上大きい面積
を有する。このような電極構造を有する半導体光検出装
置は、フリップチップ接続法により基板上に実装した場
合、中央のメタルバンプ１７ａが周囲のメタルバンプ１
７ｂにより、安定して保持され、その結果フォトダイオ
ードの一部を構成する拡散領域１４ａに、メタルバンプ
１７ａを介して荷重あるいは応力が加わるのが防止され
る。また、かかる構造では、メタルバンプ１７ｂの内側
は気密に保持されるため、メタルバンプ１７ａが錆や腐
食により侵食されることがない。さらに、メタルバンプ
１７ａは、メタルバンプ１７ｂにより、電気的にも遮蔽
されるため、フォトダイオードの出力信号へのノイズの
混入が、効果的に抑止される。
【００５０】図８は本発明の第４実施例による半導体光
検出装置の構成を示す平面図である。本実施例はまた、
先に図３で説明した本発明の第２実施例の一変形例とも
考えられる。図８中、先に説明した部分には同一の参照
符号を付し、その説明を省略する。
【００５１】図８を参照するに、本実施例による半導体
光検出装置では、駆動ダイオードを構成する拡散領域
は、相互に離間した複数の、各々は拡散領域１４ａと実
質的に同一の大きさ・形状を有する拡散領域要素１４ｂ
より構成され、拡散領域１４ａにはメタルバンプ１７ａ
が、また拡散領域１４ｂの各々には前記メタルバンプ１
７ａと実質的に同一の大きさ・形状を有するメタルバン
プ１７ｂが形成されている。図８の平面図よりわかるよ
うに、複数の拡散領域要素１４ｂおよび対応するメタル
バンプ１７ｂは、基板上１１に形成された半導体層１２
〜１４よりなる半導体積層構造体（図３５（Ｂ）参照）
上に形成されており、行列状に配列されている。かかる
構成においては、複数のメタルバンプ１７ｂの総面積
は、メタルバンプ１７ａの面積の少なくとも１０倍にな
っており、半導体光検出装置は、基板上において、実質
的にメタルバンプ１７ｂのみにより支持され、メタルバ
ンプ１７ａを介してフォトダイオードの拡散領域１４ａ
に加わる応力は、他の実施例の場合と同様に最小にな
る。また、前記駆動ダイオードを構成する複数の拡散領
域１４ｂの各々は、単独でも単一のダイオードを形成す
るため、任意の一つの拡散領域１４ｂを、必要に応じて
フォトダイオードとして使うことができる。
【００５２】図９は、図８の半導体光検出装置の一変形
例を示す。
【００５３】図９を参照するに、個々の拡散領域１４ａ
および１４ｂは、本変形例においては矩形形状に形成さ
れており、これに伴いメタルバンプ１７ａおよび１７ｂ
も矩形に形成されている。その結果、個々の拡散領域１
４ｂの間隔を、拡散領域が円形に形成されている図８の
実施例の場合をよりも減少させることができる。
【００５４】図１０は、図８の半導体光検出装置のさら
に別の変形例を示す。
【００５５】本変形例では、半導体光検出装置を形成す
る半導体積層構造体の中央に、フォトダイオードを構成
する拡散領域１４ａを形成し、さらに前記拡散領域１４
ａを囲むように、駆動ダイオードを構成する拡散領域１
４ｂを配設するが、その際、拡散領域１４ｂを、拡散領
域１４ａに対し、図１０中に破線で示す、フォトダイオ
ードに結合される光ファイバの外径よりも外側に位置す
るように形成する。このように、駆動ダイオードを構成
する拡散領域１４ｂを、光ファイバを避けて配置するこ
とにより、駆動ダイオードがフォトダイオードとして動
作してしまい拡散領域１４ａに形成されているフォトダ
イオードによる光信号の検出が妨害される問題が回避さ
れる。
【００５６】図１１は図８の半導体光検出装置のさらに
別の変形例を示す。
【００５７】本変形例では、半導体光検出装置を形成す
る半導体積層構造体の中央に、同一の大きさ・形状を有
する複数の拡散領域を、行列上に配列し、さらにそのう
ちの任意の一つをフォトダイオードを構成する拡散領域
１４ａ、またかかる拡散領域１４ａに対応するメタルバ
ンプを１７ａとする。図１１に示した拡散領域およびメ
タルバンプはいずれも等価であるため、どの拡散領域１
４ｂをフォトダイオードの拡散領域１４ａとしてもよ
い。このような構成においても、半導体光検出装置の荷
重は、実装時に全てのメタルバンプおよび拡散領域によ
り分担されるため、フォトダイオードとして使われる拡
散領域１４ａに対応するメタルバンプ１７ａを介して過
大な応力が加わることはない。また、かかる半導体光検
出装置は、前記複数の拡散領域の各々をフォトダイオー
ドとして使い、これに光信号をそれぞれの光ファイバで
供給することにより、光信号どうしの演算を行なわせる
ことも可能である。
【００５８】図１２は、先に説明した各実施例で使われ
るメタルバンプ１７ａ，１７ｂの構成を示す図である。
メタルバンプの構成は、バンプ１７ａと１７ｂで実質的
に同一であるため、以下の説明ではメタルバンプ１７ａ
のみを説明する。
【００５９】図１３を参照するに、メタルバンプ１７ａ
は、コンタクトホール１５ａ，１６ａに対応して形成さ
れ、拡散領域１４ａを覆うオーミック電極１４ｃ上に形
成された、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｃｕ，Ａｕ等の高融点金
属よりなる第１導電層と１７ -1と、前記第１導電層１７
-1上に形成された、ＡｕあるいはＣｕよりなる第２導電
層１７-2と、前記第２導電層１７-2上に形成されたＳｎ
等の低融点金属よりなる第３導電層１７-3と、前記第３
導電層１７-3を覆うフラックス層１７-4とよりなり、第
３導電層１７-3が半導体光検出装置の実装時溶融し、基
板との電気的および機械的結合を形成する。これに対
し、高融点の第１導電層１７-1は、溶融した第３導電層
１７-3を構成する低融点金属がオーミック電極１４ｃに
到達しさらに拡散領域１４ａに侵入するのを阻止する。
第２導電層１７-2は通常のパッド電極を構成し、はんだ
層を構成する第３導電層１７-3を保持する。
【００６０】このような従来のメタルバンプは、それぞ
れの導電層の堆積およびこれに引き続くリフトオフによ
るパターニングによって形成することができるが、また
後程説明するように、電気メッキにより形成することも
できる。電気メッキにより形成した場合には、導電層１
７-1〜１７-3は前記コンタクトホール１５ａ，１６ａに
おいてのみ形成され、各導電層を半導体光検出装置の全
面に形成した後さらにこれをパターニングする工程が含
まれないので、ＡｕやＰｔ、あるいはＰｄ，Ｒｈ等の高
価な導電材料が無駄にならない。
【００６１】一方、図１２の構成においては、高融点導
電層１７-1が、コンタクトホール１５ａの内側のコンタ
クトホール１６ａ内に形成されているため、万一コンタ
クトホール１６ａの内壁と導電層１７-1との間にクラッ
クが発生した場合、溶融した導電層１７-3を構成する金
属が、かかるクラックを伝わってオーミック電極１４ｃ
に到達してしまう可能性がある。
【００６２】図１３は、かかる問題点を解決した、本発
明の第５実施例によるメタルバンプの構成を示す図であ
る。
【００６３】図１３を参照するに、本実施例では半導体
層１４上のＳｉＮあるいはＳｉＯ2絶縁層１５に形成さ
れたコンタクトホール１５ａの方が、絶縁層１５上のポ
リイミド絶縁層１６に形成されたコンタクトホール１６
ａよりも小さく形成され、その結果絶縁層１５はコンタ
クト層１６ａの内側まで延在し、コンタクトホール１６
ａの内壁とコンタクトホール１５ａの内壁との間に段差
が形成される。
【００６４】本発明では、かかる段差を覆うように、前
記第１の導電層１７-1を、前記コンタクトホール１６ａ
内に延在する絶縁層１５上に形成することにより、仮に
コンタクトホール１６ａの内壁と第１導電層１７-1との
間にクラックが生じても、溶融したはんだがかかるクラ
ックを伝わって拡散領域１４ｃに到達するのが阻止され
る。
【００６５】また、図１３の構成では、第２の導電層１
７-3が前記第２の絶縁層１６の上主面の、前記コンタク
トホール１６ａ周辺部分をも覆うように形成されている
ため、コンタクトホール１６ａ内壁と第２導電層１７-2
との間にクラックが発生しても、溶融はんだ層１７-3が
かかるクラックを伝わって導電層１７-1に到達するのが
抑制される。
【００６６】図１４は、図１３の実施例によるメタルバ
ンプ構造の一変形例を示す。図１４の構造では、図１３
の構造におけるＳｉＮ層１５が拡散領域１４ａのみを覆
うようにパターニングされてＳｉＮパターン１５Ａを形
成し、一方、ポリイミド層１６は、露出した半導体層１
４の上主面上に直接に堆積される。ＳｉＮパターン１５
Ａを拡散領域１４ａ上に限定して形成することにより、
ＳｉＮ層１５と半導体層１４との間に生じる応力を緩和
することができる。
【００６７】次に、本発明の第６実施例による、半導体
光検出装置で使われる、改良されたメタルバンプについ
て、図１５を参照しながら説明する。ただし、図１５に
おいて、先に説明した部分には同一の参照符号を付して
説明を省略する。
【００６８】先にも説明したように、フォトダイオード
を含んだ半導体光検出装置では、フォトダイオードを構
成する拡散領域に応力が作用すると、暗電流の増加等、
動作特性の劣化が生じる。そこで、本実施例では、メタ
ルバンプに、拡散領域に対応して凹部を形成し、半導体
光検出装置をフリップチップ接続法で基板上に実装した
場合に、拡散領域に加わる応力が最小限になるように構
成する。
【００６９】図１５を参照するに、３〜４μｍの厚さの
ポリイミド層１６上に、コンタクトホール１６ａを覆う
ように、第１の導電層１７-1が形成される。ただし、図
１５の導電層１７-1は図１３あるいは１４の導電層１７
-1および１７-2の双方を含む。その結果、導電層１７-1
の中央部には実質的な凹部が形成され、かかる凹部を有
する導電層１７-1上に導電層１７-3を形成することによ
り、導電層１７-3の中央部に、導電層１７-1の凹部に対
応した凹部（１７-3）a が、側壁部（１７-3） b に囲ま
れて形成される。側壁部（１７-3）b は、実装時に溶融
し、凹部（１７ -3）b を埋めるため、下部の拡散領域１
４ａあるいは１４ｂに加わる応力は最小となる。
【００７０】図１６（Ａ）〜（Ｃ）および図１７（Ｄ）
〜（Ｆ）は、図１５に示す構造のメタルバンプを形成す
る工程を示す。以下の説明は、拡散領域１４ａに対応し
たメタルバンプ１７ａの形成についてのものであるが、
同様な工程は、拡散領域１４ｂ上へのメタルバンプ１７
ｂの形成についても有効である。
【００７１】図１６（Ａ）を参照するに、約４０μｍの
径の拡散領域１４ａを形成された半導体層１４上に、Ｓ
ｉＮ層１５が、２００ｎｍの厚さで堆積され、さらに拡
散領域１４ａの略中央部に対応して開口部１５ａが、約
１０μｍの径で形成される。次いで、図１６（Ｂ）の工
程において、ＳｉＮ層１５の上にポリイミド層１６が堆
積され、さらに層１６上にレジスト層１８が形成され
る。
【００７２】次に、図１６（Ｃ）の工程で、レジスト層
１８を露光・パターニングして、前記コンタクトホール
１５ａに対応する開口部１８ａを形成し、かかる開口部
１８ａを形成されたレジスト層１８をマスクにしてポリ
イミド層１６をパターニングし、コンタクトホール１６
ａを形成する。ポリイミド層１６のパターニングは、レ
ジスト層１８の現像と実質的に同時に、レジスト層１８
の現像液を使って実行され、その結果、コンタクトホー
ル１６ａが、コンタクトホール１６ａの側壁が半導体層
１４あるいは絶縁層１５の主面に対して角度θをなすよ
うに形成される。角度θは典型的には５０〜８０゜の値
を有し、従ってコンタクトホール１６は比較的緩い角度
の側壁で画成される。レジスト層１８を除いた後、図１
７（Ｄ）に示す構造が得られる。
【００７３】次に、図１７（Ｅ）の工程において、図１
７（Ｄ）の構造上に別のレジスト層１９が形成され、さ
らにレジスト層１９を露光・パターニングして前記コン
タクトホール１６ａに対応する開口部１９ａを形成す
る。さらに、かかるレジスト層１９をマスクにしてＡ
ｕ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｒｈ等の高融点金属を堆積することに
より、前記コンタクトホール１６ａに対応してメタルバ
ンプを構成する導電層１７ -1が形成される。先にも説明
したように、導電層１７-1は図１３，１４に示した導電
層１７-2を含むものであってもよい。導電層１７-1の形
成と同時に、レジスト層１９上には高融点金属層１
７-1’が形成される。さらに、レジスト層１９を溶解
し、高融点金属層１７-1’をリフトオフすることによ
り、図１７（Ｆ）に示す構造が得られる。図１７（Ｆ）
の構造上に、Ｓｎ層１７-3を形成しパターニングするこ
とにより、図１５に示した、中央部に拡散領域１４ａに
対応して凹部を有する構造のメタルバンプが得られる。
また、図１７（Ｆ）に示した層１７-1上へのＳｎ層１７
-3の形成は、電気メッキにより行なってもよい。
【００７４】図１８は図１５に示したメタルバンプの一
変形例を示す。図１８の例では、メタルバンプ１７ａあ
るいは１７ｂの外径ＤOUT が、拡散領域１４ａあるいは
１４ｂの大きさｄよりも大きく設定され、実装時におけ
る半導体光検出装置の荷重が、半導体層１４の、拡散領
域１４ａあるいは１４ｂより外側の部分で主に支えられ
る。
【００７５】図１９は図１８のメタルバンプをさらに変
形した例を示す。図１９の構成では、メタルバンプ１７
ａあるいは１７ｂ中に形成された凹部の内径ＤINが、拡
散領域１４ａの大きさｄと同程度に設定される。その結
果、実装時における半導体光検出装置の荷重が、半導体
層１４の、拡散領域１４ａあるいは１４ｂより外側の部
分のみで支えられる。
【００７６】さらに、図２０は図１９のメタルバンプの
さらに別の変形例を示す。図２０の構成では、メタルバ
ンプ１７ａあるいは１７ｂ中に形成された凹部の内径Ｄ
INが、拡散領域１４ａの大きさｄよりも実質的に大きく
設定される。その結果、図１９の場合と同様に、実装時
における半導体光検出装置の荷重が、半導体層１４の、
拡散領域１４ａあるいは１４ｂより外側の部分でのみ支
えられ、フォトダイオードの動作特性が、拡散領域に加
わった応力により劣化する問題点が回避される。
【００７７】また、図２０のメタルバンプは、図２１に
示すように、導電層１７-1および１７-3が拡散領域１４
ａあるいは１４ｂを環状に囲むように形成してもよい。
さらに、図２２に示すように、導電層１７-3を、導電層
１７-2の一部に、弧状に形成してもよい。
【００７８】さらに、図２３は図１５のメタルバンプの
別の変形例を示す。図２３の構造では、ＳｉＮ層１５が
省略され、ポリイミド層１６が半導体層１４状に直接に
形成されている。かかる構成では、ＳｉＮ層１５を形成
し、これに開口部１５ａあるいは１５ｂを形成する工程
が省略できる。
【００７９】図２４は図１５のメタルバンプのさらに別
の変形例を示す。図２４の構造では、コンタクトホール
１５ａ，１６ａが矩形に形成され、これに対応して導体
層１７-1および１７-3も矩形に形成されている。かかる
構成によっても、ダイオードの拡散領域１４ａ，１４ｂ
に応力が加わるのが回避される。
【００８０】図２４の矩形形状を有するメタルバンプ
は、本発明のプレーナ半導体光検出装置のみならず、図
２５に示す端面発光型のレーザダイオードにも適用可能
である。
【００８１】図２５を参照するに、端面発光型レーザダ
イオードはｎ型基板３１上に形成されたｎ型クラッド層
３２と、クラッド層３２上に形成された非ドープ活性層
３３と、活性層３３上に形成されたｐ型クラッド層３４
とよりなる半導体積層構造体中に形成され、活性層３３
は、各々ｐ型層３５とｎ型層３６とより構成される一対
の電流狭搾構造により側方に挟持され、レーザダイオー
ドの長手方向に延在する。さらに、層３４上にはｐ型コ
ンタクト層３７が形成され、コンタクト層３７上には、
前記長手方向に延在する活性層３３に対応して、細長
い、矩形の開口部３８ａを形成されたＳｉＮ層３８が形
成される。ＳｉＮ層３８は先に説明した層１５に対応
し、層３８上には先に説明したポリイミド層１６に対応
するポリイミド層３８が形成される。ポリイミド層３９
には、前記開口部３８ａに対応した細長い開口部３９ａ
が、前記積層構造体を上方から見た場合に開口部３８ａ
を外側から囲むように形成され、さらに導電層１７-1に
対応する、矩形の平面形状を有する導電層４０および導
電層１７-3に対応し、矩形平面形状を有する導電層４１
が、前記ポリイミド層３９上に、前記開口部３８ａ，３
９ａに対応して逐次堆積される。
【００８２】図２５に示す構造のレーザダイオードは、
フリップチップ接続法により前記電極構造を介して基板
上に実装されても、活性層３３に実質的な応力が加わる
のを回避することができる。
【００８３】さらに、図２６は図１５の構成において、
ポリイミド層１６を省略した構成を示す。かかる構成で
は、厚いポリイミド層が存在しないため、メタルバンプ
中にコンタクトホール１６ａに対応した凹部を形成する
ことは出来ない。このため、図２６の例では、単一のメ
タルバンプ１７ａあるいは１７ｂを形成した後、その中
央部をエッチングにより部分的に除去することにより、
拡散領域１４ａあるいは１４ｂに対応する凹部を形成す
る。
【００８４】図２７の構成はは図２６の一変形例であ
り、ＳｉＮ層１５上に導体層１７-1を形成し、さらにの
上に導体層１７-3を形成した後、導体層１７-3の中央部
をエッチングにより除去して環状のバンプ構造を形成す
る。
【００８５】次に、電気メッキを使ってメタルバンプを
形成する、本発明の第７実施例について、図２８（Ａ）
〜（Ｅ）を参照しながら説明する。以下では、先に説明
したメタルバンプ１７ａの形成を例に説明するが、同じ
プロセスがメタルバンプ１７ｂの形成にも同様に有効で
ある。
【００８６】図２８（Ａ）を参照するに、前記ｎ型Ｉｎ
Ｐ基板１１上に、前記ｎ+ 型ＩｎＰ層１２と、非ドープ
ＩｎＧａＡｓ層１３と、ｎ+ 型ＩｎＰとを順次積層して
層１２〜１４を含む半導体積層構造体を形成する。
【００８７】次に、図２８（Ｂ）の工程において、Ｉｎ
Ｐ層１４の表面上に、ＳｉＮ膜１５を約２００ｎｍの厚
さに堆積し、さらにこれをパターニングして開口部１５
ａを形成する。さらに、このようにして形成された開口
部１５ａを介してＺｎイオンを注入あるいは熱拡散し、
開口部１５ａに整合した拡散領域１４ａを形成する。さ
らに、図２８（Ｃ）の工程において、拡散領域１４ａの
表面にオーミック電極１４ｃを形成し、さらにＳｉＮ層
１５をパターニングして、拡散領域１４ａの周辺部以外
を除去する。
【００８８】次に、図２８（Ｄ）の工程において、層１
４上に、オーミック電極１４ｃおよびＳｉＮ層１５を覆
うように、ポリイミド層を３〜４μｍの厚さに形成し、
さらにこれをパターニングして、拡散領域１４ａ上のオ
ーミック電極１４ｃが露出するように、コンタクトホー
ル１６ａを形成する。さらに、図２８（Ｅ）の工程にお
いて、基板１１の下面に電極１１ｃを形成し、電極１１
ｃに電圧を印加することにより、露出したオーミック電
極１４ｃ上に電極１７ａを、電気メッキにより成長させ
る。
【００８９】本実施例によれば、電極１７ａが露出され
たオーミック電極１４ｃ上にのみ、選択的に成長するた
め、ＡｕやＰｔ、ＰｄあるいはＲｈ等の高価な導電材料
が無駄になることがない。
【００９０】図２９（Ａ）〜（Ｅ）は、図２８（Ａ）〜
（Ｅ）の工程の変形例を示す。
【００９１】本実施例では、図２９（Ａ）の工程におい
て、非ドープＩｎＧａＡｓ層１３上にｐ型ＩｎＰ層が、
層１４として堆積され、図２９（Ｂ）の工程で、マスク
１４ｆにより、層１４中の拡散領域を形成したい部分を
保護しながら、プロトン，酸素，Ｓ，Ｓｎ等の、深い準
位の不純物を、保護されていない領域１４にイオン注入
する。かかるイオン注入の結果、半導体層１４は、領域
１４ｅにおいて絶縁性に変化する一方、マスク１４ｆで
保護された領域はｎ型の導電性を維持し、導電領域１４
ａを形成する。
【００９２】図２９（Ｂ）以降の工程は、ＳｉＮ層１５
がパターニングされない点を除けば図２８（Ｂ）以降の
工程と実質的に同じであり、説明を省略する。本変形例
よりわかるように、本発明の半導体光検出装置では、導
電領域１４ａは拡散領域に限定されるものではない。
【００９３】次に、本発明の第８実施例による半導体光
検出装置の構成を、図３０を参照しながら説明する。た
だし、図３０中、先に説明した部分には同一の参照符号
を付し、説明を省略する。
【００９４】図３０を参照するに、反射防止膜１１ｂを
形成された基板１１の下面（図示の状態では上面）に
は、厚いポリイミド層１１ｄが、約５０〜１００μｍの
厚さに形成され、さらにポリイミド層１１ｄ中に、マイ
クロレンズ１１ａに対応して開口部１１ｅを形成する。
開口部１１ｅは、入力光信号を搬送する光ファイバ２０
の外径に対応する大きさに形成され、光ファイバ２０を
かかる開口部１１ｅに挿入・固定することにより、光フ
ァイバ中の光信号は、フォトダイオードを構成する拡散
領域１４ａに実質的に垂直に入射する。本発明の構成に
よれば、駆動ダイオードに対応して複数のメタルバンプ
１７ｂが形成されており、メタルバンプ１７ｂの総面積
が、フォトダイオードのメタルバンプ１７ａの面積より
も実質的に大きいため、ポリイミド層１１ｄに光ファイ
バ２０を結合するために半導体光検出装置に外力が加わ
っても、拡散領域１４ａにはほとんど応力がかからな
い。また、光ファイバ２０の実装後、光ファイバになん
らかの外力が加わっても、それがフォトダイオードの拡
散領域まで伝播することはない。
【００９５】図３１は図３０の半導体光検出装置の変形
例を示す。
【００９６】図３１の構成では、図３０の構成において
基板１１の背面に形成されていたマイクロレンズが除去
され、これに対応して拡散領域１４ａの面積がやや大き
くなっている。
【００９７】図３２は図３０の半導体光検出装置の別の
変形例を示す。
【００９８】図３２の構成では、ポリイミド層１１ｄ中
に、前記開口部１１ｅに隣接して、基板１１の主面に実
質的に平行に延在する、光ファイバ２０の外形に対応し
た形状の溝１１ｆが形成され、かかる溝１１ｆ中に光フ
ァイバ２０が保持される。光ファイバ２０の先端にはミ
ラーとして作用する斜面２０ａが形成され、光ファイバ
２０中の光信号を、フォトダイオードへと偏向させる。
偏向された光信号は、マイクロレンズ１１ａにより、フ
ォトダイオードを構成する拡散領域１４ａの近傍に集束
される。かかる構成では、光ファイバ２０が半導体光検
出装置に実質的に平行に延在するため、半導体光検出装
置を使用する装置を小型化することができる。
【００９９】図３３は図３２の構成の変形例を示し、図
３１の場合と同様にマイクロレンズ１１ａを除去してあ
る。図３３のその他の構成および特徴は、先の説明より
あきらかであるので説明を省略する。
【０１００】本発明において、半導体基板および半導体
層１１〜１４は、先に説明したＩｎＰあるいはＩｎＧａ
Ａｓに限定されるものではなく、他に一般的に使われて
いる半導体材料より構成してもよい。また、絶縁層１６
あるいは１１ｄはポリイミドに限定されるものではな
く、他の耐熱樹脂あるいはその他の絶縁材料より構成し
てもよい。また、メタルバンプを構成する材料も、先に
説明した材料に限定されるものではない。例えば図１
３，１４の実施例において、導電層１７-1および１７-2
はＡｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ等のみならず、これらの合金
を使うことも可能である。さらに、はんだ層１７-3もＳ
ｎに限定されるものではなく、Ｓｎの低融点合金、ある
いはその他の低融点金属材料を使うことができる。
【０１０１】以上、本発明を好ましい実施例にもとづい
て説明したが、本発明はその要旨内において様々な変形
・変更が可能である。
【０１０２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の本
発明の特徴によれば、半導体装置のフリップチップ実装
時の荷重を、フォトダイオードに実質的な応力が加わら
ないように、駆動ダイオードのみにより、効果的に支持
することができ、フォトダイオードに加わる応力に伴う
フォトダイオードの特性劣化を最小限にとどめることが
できる。
【０１０３】請求項２記載の本発明の特徴によれば、半
導体光検出装置を実装基板上に実装した場合の機械的強
度が最大になる。
【０１０４】請求項３および４記載の本発明の特徴によ
れば、メタルバンプを電気メッキ法によりフリップチッ
プ実装に適した実質的に一定の高さに形成することがで
きる。
【０１０５】請求項５記載の本発明の特徴によれば、実
装の機械的な強度が向上するだけでなく、電気的な遮蔽
をも達成することができる。
【０１０６】請求項６記載の本発明の特徴によれば、フ
ォトダイオードに加わる応力が多数の複数の駆動ダイオ
ードにより分担される。
【０１０７】請求項７記載の本発明の特徴によれば、光
ファイバを中央のフォトダイオードに結合することが、
容易に行なえる。
【０１０８】請求項８記載の本発明の特徴によれば、メ
タルバンプの側面に沿って前記第２の絶縁膜表面からフ
ォトダイオードの接合領域に到達する経路の長さが増大
し、その結果、かかる半導体光検出装置をフリップチッ
プ接続法により基板上に実装する際に、溶融したはんだ
がメタルバンプの側面に沿って接合領域に到達しこれを
短絡させる等の事故を防止することができる。
【０１０９】請求項９記載の本発明の特徴によれば、半
導体層とその上に形成されるＳｉＮ等の絶縁層との間に
生じる応力を減少させることができる。
【０１１０】請求項１０記載の本発明の特徴によれば、
半導体光検出装置をフリップチップ接続法により基板上
に実装する際に光検出装置中の接合領域に加わる応力
を、メタルバンプにより効果的に吸収することがでる。
【０１１１】請求項１１記載の本発明の特徴によれば、
フリップチップ実装時のリフロー工程において表面のみ
が溶融する安定な構造のメタルバンプを形成することが
できる。
【０１１２】請求項１２記載の本発明の特徴によれば、
メタルバンプを半導体層を覆う絶縁層中に形成された開
口部の形状に沿って形成することにより、中央部に凹部
を有するメタルバンプを容易に形成することができる。
【０１１３】請求項１３記載の本発明の特徴によれば、
前記開口部を画成する側壁のテーパ角を５０〜８０゜の
範囲に設定することにより、メタルバンプの中央部に所
望の凹部を、単に導電層を堆積することにより、容易に
形成することができる。
【０１１４】請求項１４記載の本発明の特徴によれば、
メタルバンプ中に形成される凹部の大きさを、フォトダ
イオードの接合領域に等しいかそれ以上に設定すること
により、半導体光検出装置に加わる荷重を、フォトダイ
オードを構成する半導体層のうち、接合領域より外側の
部分により支えることが可能になる。
【０１１５】請求項１５記載の本発明の特徴によれば、
半導体光検出装置を構成する半導体積層構造体上に光フ
ァイバを結合させる場合にも、光ファイバに加わる外力
が、半導体光検出装置の枢要部をなす接合領域に伝達さ
れることがない。
【０１１６】請求項１６記載の本発明の特徴によれば、
光ファイバを半導体積層構造体の上主面に対して垂直に
保持することにより、光信号をフォトダイオードに直接
に入射させることが可能になる。
【０１１７】請求項１７記載の本発明の特徴によれば、
光ファイバを半導体積層構造体表面に沿って延在させる
ことが可能になり、半導体光検出装置を小型化すること
ができる。
【０１１８】請求項１８記載の本発明の特徴によれば、
半導体光検出装置中でダイオードを形成する導電領域上
に、かかる導電領域に電圧を印加しながら電気メッキを
行なうことにより、導電領域に対応して選択的にメタル
バンプを形成することができる。本発明では、従来かか
る半導体光検出装置にメタルバンプを形成する際に使わ
れていた、リフトオフ法によるパターニングに比べ、無
駄になる材料が減少し、高価な導電材料を節約すること
ができる。
【０１１９】請求項１９記載の本発明の特徴によれば、
複数のメタルバンプを、電気メッキ法により、実質的に
同一の高さに、同時に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ），（Ｂ）は本発明の第１実施例による半
導体光検出装置の構成を示す平面図および断面図であ
る。
【図２】図１の半導体光検出装置の一変形例を示す平面
図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は本発明の第２実施例による半
導体光検出装置の構成を示す図である。
【図４】図３の構成の半導体光検出より構成した光半導
体集積回路の構成を示す図である。
【図５】図２の光半導体集積回路の一変形例を示す図で
ある。
【図６】図３の半導体光検出回路の一変形例を示す図で
ある。
【図７】本発明の第３実施例による半導体光検出装置の
構成を示す図である。
【図８】本発明の第４実施例による半導体光検出装置の
構成を示す図である。
【図９】図８の半導体光検出装置の一変形例を示す図で
ある。
【図１０】図８の半導体光検出装置の別の変形例を示す
図である。
【図１１】図８の半導体光検出装置の別の変形例を示す
図である。
【図１２】従来の半導体光検出装置で使われているメタ
ルバンプの構造を示す図である。
【図１３】本発明の第５実施例による、半導体光検出装
置のメタルバンプの構成を示す図である。
【図１４】図１３のメタルバンプの一変形例を示す図で
ある。
【図１５】本発明の第６実施例による、半導体光検出装
置のメタルバンプの構成を示す図である。
【図１６】（Ａ）〜（Ｃ）は図１５のメタルバンプの形
成工程を示す図（その一）である。
【図１７】（Ｄ）〜（Ｆ）は図１５のメタルバンプの形
成工程を示す図（その二）である。
【図１８】図１５のメタルバンプの一変形例を示す図で
ある。
【図１９】図１５のメタルバンプの別の変形例を示す図
である。
【図２０】図１５のメタルバンプの別の変形例を示す図
である。
【図２１】図１５のメタルバンプの別の変形例を示す図
である。
【図２２】図１５のメタルバンプの別の変形例を示す図
である。
【図２３】図１５のメタルバンプの別の変形例を示す図
である。
【図２４】図１５のメタルバンプの別の変形例を示す図
である。
【図２５】図２４のメタルバンプを端面発光型レーザダ
イオードに適用した例を示す図である。
【図２６】図１５のメタルバンプの別の変形例を示す図
である。
【図２７】図１５のメタルバンプの別の変形例を示す図
である。
【図２８】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の第７実施例によ
る、メッキにより半導体光検出装置にメタルバンプを形
成する工程を示す図である。
【図２９】（Ａ）〜（Ｅ）は、図２８（Ａ）〜（Ｅ）の
工程の一変形例を示す図である。
【図３０】本発明の第８実施例による半導体光検出装置
の構成を示す図である。
【図３１】図３０の半導体光検出装置の一変形例を示す
図である。
【図３２】図３０の半導体光検出装置の一変形例を示す
図である。
【図３３】図３２の半導体光検出装置の一変形例を示す
図である。
【図３４】従来の半導体光検出装置の構成を示す断面図
である。
【図３５】図３４の装置の等価回路図である。
【図３６】図３４の半導体光検出装置をアレイ状に配列
した光半導体集積回路の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 実装基板 ２，１１，３１ 第１導電型基板 ２ａ，１１ａ マイクロレンズ ３，１２ 第１導電型層（ｎ+ −ＩｎＰ） ４，１３ 非ドープ光吸収層 ５，１４ 第１導電型層（ｎ- −ＩｎＰ） ５ａ，５ｂ，１４ａ，１４ｂ 第２導電型導電領域 ６ａ，６ｂ，１５，３８ ＳｉＮ層 １５ａ，１６ａ コンタクトホール ７，１１ｄ，１６，３９ ポリイミド層 ８ａ，８ｂ，１７，１７ａ，１７ｂ メタルバンプ ９，１１ｂ 反射防止膜 １１ｆ 溝 １４ｃ，１４ｄ オーミック電極 １７-1，１７-2，４０ 高融点電極 １７-3，４１ はんだ層 （１７-3）ａ メタルバンプ凹部 （１７-3）ｂ メタルバンプ側壁部 １８，１９ レジスト １１ｅ，１８ａ，１９ａ，３８ａ，３９ａ 開口部 ２０ 光ファイバ ３２，３４ クラッド層 ３３ 活性層 ３５，３６ 電流狭搾構造 ３７ コンタクト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9169−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０４ Ｂ

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板と；前記基板上に形成された、第１
    の導電型を有する第１の半導体層と；前記第１の半導体
    層上に形成され、前記第１の導電型を有する第２の半導
    体層と；前記第２の半導体層中に形成され、前記第１の
    導電型とは逆の第２の導電型を有する第１の導電領域
    と；前記第２の半導体層中に、前記第１の導電領域から
    離間して形成され、前記第１の導電領域よりも実質的に
    大きい面積を有し、前記第２の導電型を有する第２の導
    電領域と；前記第２の半導体層上に、前記第１の導電領
    域に対応して形成され、第１の面積を有する第１のメタ
    ルバンプと；前記第２の半導体層上に、前記第２の導電
    領域に対応して形成され、第２の面積を有する第２のメ
    タルバンプとよりなり、前記第１のメタルバンプと前記
    第２のメタルバンプとが実質的に同一平面上に形成され
    た構成の半導体光検出装置において；前記第２の面積
    は、前記第１の面積の１０倍以上であることを特徴とす
    る半導体光検出装置。
  2. 【請求項２】 前記第２のメタルバンプを前記第２の導
    電領域の実質的に全面に形成したことを特徴とする請求
    項１記載の半導体光検出装置。
  3. 【請求項３】 前記第２のメタルバンプが、前記第２の
    導電領域上に共通に形成され、各々は前記第１のバンプ
    に実質的に等しい面積を有する、相互に分離した複数の
    バンプ要素より構成されることを特徴とする請求項１記
    載の半導体光検出装置。
  4. 【請求項４】 前記第２の導電領域は、前記第１の導電
    領域を囲むように連続的に延在し、前記複数のバンプ要
    素は、前記第１のメタルバンプを囲むように配設されて
    いることを特徴とする請求項１記載の半導体光検出装
    置。
  5. 【請求項５】 前記第２の導電領域は、前記第１の導電
    領域を囲むように連続的に延在し、前記第２のメタルバ
    ンプは、前記第２の導電領域に沿って、前記第１のメタ
    ルバンプを囲むように連続的に延在することを特徴とす
    る請求項１記載の半導体光検出装置。
  6. 【請求項６】 基板と；前記基板上に形成された、第１
    の導電型を有する第１の半導体層と；前記第１の半導体
    層上に形成され、前記第１の導電型を有する第２の半導
    体層と；前記第２の半導体層中に形成され、前記第１の
    導電型とは逆の第２の導電型を有する第１の導電領域
    と；前記第２の半導体層上に、前記第１の導電領域に対
    応して形成され、第１の面積を有するメタルバンプと；
    前記第２の半導体層中に、前記第１の導電領域から離間
    して形成された、複数の、相互に分離した、各々前記第
    １の導電型とは逆の第２の導電型を有する導電領域要素
    と；前記第２の半導体層上に、前記複数の導電領域要素
    の各々に対応して形成され、各々は前記第１のメタルバ
    ンプに実質的に等しい面積を有し、さらに前記メタルバ
    ンプと実質的に同一の高さを有する複数のメタルバンプ
    要素とにより構成されるる半導体光検出装置において、 前記複数のメタルバンプ要素の面積の総和が、前記メタ
    ルバンプの面積の１０倍以上であることを特徴とする半
    導体光検出装置。
  7. 【請求項７】 前記複数の導電領域要素は、前記第１の
    導電領域を囲むように形成され、前記複数のメタルバン
    プ要素は、前記メタルバンプを囲むように配設されたこ
    とを特徴とする請求項４記載の半導体光検出装置。
  8. 【請求項８】 基板と；前記基板上に形成された、第１
    の導電型を有する第１の半導体層と；前記第１の半導体
    層上に形成され、前記第１の導電型を有する第２の半導
    体層と；前記第２の半導体層中に形成され、前記第１の
    導電型とは逆の第２の導電型を有する導電領域と；前記
    第２の半導体層上に、前記第２導電型領域に対応して形
    成されたメタルバンプとよりなる半導体光検出装置にお
    いて；前記第２の半導体層上に形成され、第１の開口部
    を形成され、少なくとも前記導電領域を、前記第１の開
    口部により露出される部分を除いて覆う第１の絶縁層
    と；前記第１の絶縁層上に形成され、前記第１の開口部
    よりも実質的に大きなサイズで前記第１の開口部の外側
    を囲むように形成された第２の開口部を有する第２の絶
    縁層とをさらに含み；前記メタルバンプは前記第２の絶
    縁層上に、前記第１および第２の開口部を介して前記導
    電領域にコンタクトするように形成されていることを特
    徴とする半導体光検出装置。
  9. 【請求項９】 前記第１の絶縁層は、前記導電領域に略
    対応した外周により画成されていることを特徴とする請
    求項８記載の半導体光検出装置。
  10. 【請求項１０】 前記メタルバンプは中央部に形成され
    た凹部を含むことを特徴とする請求項８記載の半導体光
    検出装置。
  11. 【請求項１１】 前記メタルバンプは複数の層の積層よ
    りなり、各々の層には前記凹部およびこれを囲む側壁部
    が形成されていることを特徴とする請求項１０記載の半
    導体光検出装置。
  12. 【請求項１２】 前記凹部は、前記第２の開口部の側壁
    に対応して形成されていることを特徴とする請求項８か
    ら１１のうち、いずれか一項記載の半導体光検出装置。
  13. 【請求項１３】 前記第２の開口部の側壁は、５０〜８
    ０゜の範囲のテーパ角を有することを特徴とする請求項
    ８から１２のうち、いずれか一項記載の半導体光検出装
    置。
  14. 【請求項１４】 前記凹部は、前記導電領域に等しいか
    より大きい内径を有することを特徴とする請求項１０記
    載の半導体光検出装置。
  15. 【請求項１５】 基板と；前記基板の第１の主面上に形
    成された、第１の導電型を有する第１の半導体層と；前
    記第１の半導体層上に形成され、前記第１の導電型を有
    する第２の半導体層と；前記第２の半導体層中に形成さ
    れ、前記第１の導電型とは逆の第２の導電型を有する第
    １の導電領域と；前記第２の半導体層中に、前記第１の
    導電領域から離間して形成され、前記第１の導電領域よ
    りも実質的に大きい面積を有し、前記第２の導電型を有
    する第２の導電領域と；前記第２の半導体層上に、前記
    第１の導電領域に対応して形成され、第１の面積を有す
    る第１のメタルバンプと；前記第２の半導体層上に、前
    記第２の導電領域に対応して形成され、第２の面積を有
    する第２のメタルバンプとよりなり、前記第１のメタル
    バンプと前記第２のメタルバンプとが実質的に同一平面
    上に形成された構成の半導体光検出装置において；前記
    基板の、前記第１の主面に対向する第２の主面上に形成
    された樹脂層と；前記樹脂層中に、前記第１の導電領域
    に対応して形成され、前記基板の第２の主面を露出させ
    る開口部と；前記開口部において端部が前記樹脂層と係
    合し、光信号を前記第１の導電領域近傍に照射する光フ
    ァイバとをさらに備え、 前記第２の面積は、前記第１の面積の１０倍以上である
    ことを特徴とする半導体光検出装置。
  16. 【請求項１６】 前記光ファイバは、前記樹脂層上に、
    前記樹脂層に直交する向きで固定されることを特徴とす
    る請求項１５記載の半導体光検出装置。
  17. 【請求項１７】 前記光ファイバは、前記樹脂層上に、
    前記樹脂層に平行な向きで固定され、先端部に光ファイ
    バ内部の光信号を、前記開口部を介して前記第２導電型
    領域へ導く反射面を形成されていることを特徴とする請
    求項１５記載の半導体光検出装置。
  18. 【請求項１８】 半導体光検出装置の製造方法におい
    て、 第１の導電型を有する基板上に、前記第１の導電型を有
    する第１の半導体層を堆積する工程と；前記第２の半導
    体層上に、前記第１の導電型を有する第２の半導体層を
    堆積する工程と；前記第２の半導体層中に、前記第１の
    導電型と逆の第２の導電型を有する導電領域を形成する
    工程と；前記第２の半導体層上に絶縁層を堆積しする工
    程と；前記絶縁層中に、前記導電領域の一部が露出する
    ようにコンタクトホールを形成する工程と；前記導電領
    域に電圧を印加して、前記導電領域のうち前記コンタク
    トホールにより露出された部分の上に、電気メッキによ
    り、メタルバンプを形成する工程とよりなることを特徴
    とする半導体光検出装置の製造方法。
  19. 【請求項１９】 前記コンタクトホールを形成する工程
    は、前記絶縁層中に複数のコンタクトホールが形成され
    るように実行され、前記メタルバンプを形成する工程
    は、前記導電領域に電圧を印加しながら、前記複数のコ
    ンタクトホールに対応して複数のメタルバンプを、実質
    的に同時に形成することを特徴とする請求項１８記載の
    半導体光検出装置。
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