JPS6259910B2 - - Google Patents

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JPS6259910B2
JPS6259910B2 JP10497281A JP10497281A JPS6259910B2 JP S6259910 B2 JPS6259910 B2 JP S6259910B2 JP 10497281 A JP10497281 A JP 10497281A JP 10497281 A JP10497281 A JP 10497281A JP S6259910 B2 JPS6259910 B2 JP S6259910B2
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JP
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semiconductor
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light emitting
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JP10497281A
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Haruo Mori
Kazuo Hagimura
Akinori Tsukuda
Akira Tomono
Tadahiro Nagayama
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Oki Electric Industry Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • H01L31/16Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources
    • H01L31/167Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は半導体装置の製造方法に関し、詳し
くは半導体発光素子と半導体受光素子よりなる半
導体ホトカプラの製造方法に関するものである。
半導体発光素子と半導体受光素子の組合せから
なる従来の半導体ホトカプラを第1図に示す。こ
の半導体ホトカプラは、半導体発光素子1と半導
体受光素子2とを各々リボンフレーム3にボンデ
イングして対向させ、両素子1,2間に合成樹脂
等4を充填したもので、素子部は樹脂5でモール
ドされる。前記合成樹脂等4は、電気的絶縁性を
有し、かつ半導体発光素子1より発せられる波長
の光に対して充分透明であり、屈折率は空気と半
導体発光素子1または半導体受光素子2の中間の
値を有するものであつて、半導体発光素子1より
発せられた光が半導体受光素子2に到達するまで
の間の光の通路に対する屈折率の不整合を補い、
光結合効率を大きくするために充填されている。
このような半導体ホトカプラにおいては、半導
体発光素子1の発光面と半導体受光素子2の受光
面を、両端子1,2の対向面側に位置させるのが
普通である。したがつて、半導体発光素子1の発
光面側および半導体受光素子2の受光面側の電極
を外部に導出するためのリード線6が半導体発光
素子1、半導体受光素子2の両者間に介在される
結果となり、このリード線6の介在により半導体
発光素子1と半導体受光素子2間の間隙を比較的
大きくとらねばならない必要が生じ、光結合効率
を上げることができない欠点があつた。また、第
1図の半導体ホトカプラでは、半導体発光素子1
のダイスボンデイング、ワイヤボンデイング、半
導体受光素子2のダイスボンデイング、ワイヤボ
ンデイング、樹脂等4の充填、硬化という一連の
工程が必要となり、製造工程が長くなる欠点があ
つた。
第2図は従来の他の半導体ホトカプラを示す。
この半導体ホトカプラは、リボンフレーム11に
マウントされた半導体受光素子12の上に半導体
発光素子13を、透明ガラス14を介在させて、
かつ半導体発光素子13の光の波長に対して充分
透明な接着剤15を用いて密着構成したものであ
り、素子部は第1図と同様に樹脂16によりモー
ルドされる。
このような半導体ホトカプラにおいては、光結
合効率が改善される。しかし、製造に当つては、
半導体受光素子12上へのガラス14、半導体発
光素子13の複雑な接着工程が必要であり、面倒
である。また、ホトカプラとしての特性は、発
光、受光両素子13,12をリボンフレーム11
にマウントし、素子部をモールドし、リボンフレ
ーム11の不必要な部分を切断した後でないと測
定できない。したがつて、ホトカプラ製造工程中
で特性の中間検査を行い、ホトカプラ製造歩留り
を向上させるといつた方法をとることができない
という欠点があつた。
この発明は上記の点に鑑みなされたもので、ホ
トカプラの製造歩留りを向上させることができる
とともに、実装工程を簡略なものとし得、さらに
は高光結合効率を得ることができる半導体装置の
製造方法を提供することを目的とする。
以下この発明の実施例を第3図ないし第6図を
参照して説明する。
まず、第3図に示すように、N型の半導体発光
素子基板(第2の半導体基板)21を準備する。
この半導体発光素子基板21には、表面部にP型
領域(発光素子領域)22を複数個所定間隔に形
成することにより部分的に複数のPN接合が形成
されており、さらにこれらP型半導体部分に対す
る電極23と、N型半導体部分に対する電極24
が表面に形成されている。これらの電極23,2
4はバンプボンデイングが可能な、たとえばAu
−Sn合金による電極である。
また、同図に示すように、N型の半導体受光素
子基板(第1の半導体基板)25を準備する。こ
の半導体受光素子基板25には、半導体発光素子
基板21と同様に、表面部にP型領域(受光素子
領域)26を複数個所定間隔に形成することによ
り部分的に複数のPN接合が形成されており、さ
らにこれらP型半導体部分に対する電極27と、
N型半導体部分に対する電極28が表面に形成さ
れている。前記半導体発光素子基板21の電極2
3,24がバンプ電極である場合には、この半導
体受光素子基板25の電極27,28は特にバン
プ電極である必要はない。
さらに、同図に示すように、絶縁性樹脂基板2
9を準備する。この絶縁性樹脂基板29には、エ
ポキシ樹脂性あるいはBT(ビスマレイミド・ト
リアジン)樹脂性半硬化型プリプレーク基板を用
いる。つまり、絶縁性樹脂基板29は、ここで用
いる半導体発光素子の発光波長に対して充分透明
である必要があり、半導体発光素子にGaAsを用
いる場合、その発光波長は9000Å〜9500Å程度で
ある。したがつて、絶縁性樹脂基板29として通
常積層型プリント基板用として用いるエポキシ樹
脂性あるいはBT樹脂性半硬化型プリプレーク基
板を用いれば90%以上の光透過率が得られ、目的
に充分合致する。また、プリプレーク基板は、加
熱、加圧することで接着剤としての効果も充分発
揮する。
次に、前記半導体発光素子基板21と半導体受
光素子基板25とを、それらの裏面間に絶縁性樹
脂基板29を挾んで第4図のように重ね、さらに
同図に示すように、両基板21,25上のP型領
域22,26を整合させる。そして、整合させた
ならば、半導体発光素子領域21と半導体受光素
子基板25とを蒸圧着などの方法により接着す
る。ここで、絶縁性樹脂基板29は、接着剤と同
時に、半導体発光素子基板21および半導体受光
素子基板25に対する絶縁性保持板としての働き
をする。
接着が終了すれば、半導体発光素子基板21お
よび半導体受光素子基板25上に、これらをN型
領域として各P型領域22,26との間で形成さ
れているそれぞれ任意の発光素子、受光素子の組
合せでホトカプラが構成されるので、接着基板状
態(接着ウエハの状態)でホトカプラの特性選別
が可能となる。
次に、P型領域26の各相互間で、基板25,
29,21(接着基板)をダイシングブレードな
どを用いて厚さ方向に切断することにより、P型
領域22を有する発光素子チツプ(半導体チツ
プ)30、P型領域26を有する受光素子チツプ
(半導体チツプ)31および樹脂部32よりなる
多数のホトカプラチツプ33を第5図に示すよう
に得る。
しかる後、ホトカプラチツプ33を第6図に示
すようにリボンフレーム34上にマウントし、素
子部を樹脂35でモールドすることによりホトカ
プラが完成する。この第6図は発光素子チツプ3
0面のバンプ電極23,24をバンプ固定用リボ
ンフレーム34に固定した例を示しており、リボ
ンフレーム34へのホトカプラチツプ33のバン
プ固定、受光素子チツプ31面の電極27,28
へのワイヤ36によるボンデイング、続いて樹脂
35によるモールド、リボンフレーム34の不必
要な部分の切断という極めて簡単な工程でホトカ
プラが完成する。
このようにしてホトカプラが完成するが、前記
説明では、接着ウエハの状態(第4図の状態)で
特性選別を行うことを述べた。一方、ホトカプラ
特性の選別に当つて、前記した接着ウエハの状態
で行うことが素子間の電気的あるいは光学的リー
ク等の問題により困難な場合は、第5図に示すチ
ツプ状態で行つてもよい。さらに、チツプ状態で
の特性選別が困難な場合には、第5図に符号37
を付して示す切断溝を完全に入れないで、樹脂部
32まで切り込むだけで、ウエハ状態を保つたま
まで行つてもよい。
また、第5図の各ホトカプラチツプ33におい
て、発光素子チツプ30と受光素子チツプ31間
の絶縁耐圧は樹脂部32(絶縁性樹脂基板29)
で確保することができる。たとえば、絶縁性樹脂
基板29に0.15mmの厚さのエポキシ系樹脂板を使
用した場合、絶縁耐圧は1KV以上を確保できた。
さらにこの場合、発光素子チツプ30と受光素子
チツプ31の間隔を、絶縁性樹脂基板29の厚さ
0.15mmまで充分近づけて固定できるため、高光結
合効率を確保できる。その上、エポキシ樹脂の屈
折率が空気の1.0と比べて約1.5と大きいため、発
光素子チツプ30と受光素子チツプ31間の屈折
率の補正を特に行うことなく高性能なホトカプラ
特性を得ることができる。
以上詳述したように、この発明の半導体装置の
製造方法においては、表面に複数の受光素子領域
を有する第1の半導体基板と表面に複数の発光素
子領域を有する第2の半導体基板とを、それらの
裏面間に絶縁性樹脂基板を配置し、かつ受光素子
領域と発光素子領域を整合させた上で前記絶縁性
樹脂基板に固着し、しかる後、3枚の基板を厚さ
方向に切断することにより、受光素子チツプ、発
光素子チツプおよび樹脂部からなるホトカプラチ
ツプを製造するようにしたので、接着基板状態あ
るいはチツプ状態で特性選別評価を行うことが可
能となり、ホトカプラの製造歩留りを向上させる
ことができるとともに、実装工程も簡略なものと
し得る。また、光結合効率を向上させることがで
きると同時に、発光素子チツプと受光素子間の絶
縁耐圧を大きくとることもでき、さらには両素子
チツプ間の屈折率の補正を特に行うことなく高性
能なホトカプラ特性を得ることができるものであ
る。また、この発明の方法によれば、多数の受光
素子と多数の発光素子との位置合わせを両方とも
基板状態で一度に行えるから、フオトカプラの製
造能率が著しく向上する。さらに、この発明の方
法では、樹脂層(絶縁性樹脂基板)を薄くし得る
から、切断時、樹脂がダイヤモンドブレードなど
の表面に付着して基板のチツピングが起るという
ようなことがなく、良好な切断が可能となる。さ
らに、この発明の方法では、膨張係数の類似した
第1、第2の半導体基板で膨張係数の異なる樹脂
層をサンドイツチ状に挾むことになるので、一方
が半導体基板、他方が樹脂層の時のような、基板
状態でのソリを防止できる。通常、基板にソリが
ある場合、良好にチツプ状に切断することが極め
て困難である。この発明によれば、切断工程が極
めて容易となる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ従来のホトカプ
ラを示す正面図、第3図ないし第6図はこの発明
の半導体装置の製造方法の実施例を説明するため
の図で、第3図ないし第5図は断面図、第6図は
斜視図である。 21……半導体発光素子基板、22……P型領
域、25……半導体受光素子基板、26……P型
領域、30……発光素子チツプ、31……受光素
子チツプ、32……樹脂部、33……ホトカプラ
チツプ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 表面に複数の受光素子領域を有する第1の半
    導体基板を準備する工程と、表面に複数の発光素
    子領域を有する第2の半導体基板を準備する工程
    と、半導体発光素子の発光波長に対して透明であ
    り、前記第1の半導体基板および前記第2の半導
    体基板に対する絶縁性保持板として作用するエポ
    キシ樹脂性あるいはビスマレイミド・トリアジン
    樹脂性半硬化型プリプレーク基板からなる絶縁性
    樹脂基板を準備する工程と、前記第1、第2の半
    導体基板の裏面間に前記絶縁性樹脂基板を配置
    し、かつ前記第1、第2の半導体基板表面に形成
    されている前記受光素子領域と前記発光素子領域
    を整合させる工程と、その状態で前記絶縁性樹脂
    基板を加圧または加熱することにより、前記第1
    および第2の半導体基板を前記絶縁性樹脂基板に
    接着し、接着基板を形成する工程と、その接着基
    板を厚さ方向に切断することにより、前記受光素
    子領域を有する半導体チツプ、前記発光素子領域
    を有する半導体チツプおよび樹脂部からなる複数
    のホトカプラチツプを形成する工程とを具備して
    なる半導体装置の製造方法。
JP56104972A 1981-07-07 1981-07-07 半導体装置の製造方法 Granted JPS587886A (ja)

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