JPS63240078A - 受光型半導体装置 - Google Patents

受光型半導体装置

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JPS63240078A
JPS63240078A JP62075104A JP7510487A JPS63240078A JP S63240078 A JPS63240078 A JP S63240078A JP 62075104 A JP62075104 A JP 62075104A JP 7510487 A JP7510487 A JP 7510487A JP S63240078 A JPS63240078 A JP S63240078A
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Takashi Kondo
隆 近藤
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、受光型半導体装置のパッケージング技術の
改良に関するものである。
〔従来の技術〕
受光型半導体装置としては、固体撮像素子やフォトディ
テクタ、それにEPROMなどがあるが、第3図は、こ
のような受光型半導体装置の一例としての固体撮像素子
の従来例を示す断面図である。
図において、1は光電変換機能を有する半導体チップ、
2は半導体チップ1の光センサ領域、2aは光センサ領
域2の受光部、3は受光部2aの上方に配置されて入射
する光を受光部2aへ導入するための透光用窓材であり
、この透光用窓材3としては、透光性を有する材料を化
学的に処理しである程度の強度を付与したもの、例えば
、ホウ硅酸ガラスなどが用いられる。4は封止材であっ
て、透明樹脂または、黒色塗料を含んだ不透明樹脂で形
成されており、典型的にはエポキシ樹脂が使用されてい
る。5は半導体チップ1と透光用窓材3との間に充填さ
れたシリコンなどの硬質の透明樹脂である。このような
透明樹脂5が設けられているのは、 ■遠用光窓材3は硬質の材料で形成されているため、通
用光窓材3を半導体チップ1に接触させると、ストレス
が半導体チップ1の表面に加わって半導体チップ1に悪
影響が生ずること、■半導体チップ1と透光用窓材3と
の間に単に空間を設けただけでは、封止材4がこの空間
中に侵入して受光部2aを覆ってしまうこと、などの理
由によ□る。
6は半導体チップ1の上面のうち受光部2a以外の領域
に蒸着などによって設けられた厚さ1μm程度のアルミ
などの遮光用薄膜であり、これは、半導体ブップ1の受
光部2a以外の領域に光が入射して半導体チップ1が誤
動作してしまうことを防止する目的で設けられている。
7は樹脂や半田などの接着層8によって半導体チップ1
に接着固定されたリードフレーム、9はリードフレーム
7と一体に形成されて、半導体チップ1の光電変換出力
を封止材4の外部へ取出するための外部り一ド、10は
半導体チップ1の電極13と外部り一ド9とを電気的に
結合する布線であり、金や銅、それにアルミなどの細線
を被覆して形成されたものが用いられる。
次に動作について説明する。この固体撮像素子は、外部
からの光を透光用窓材3を通して内部へと導入する。そ
して、透光用窓材3から導入された光のうち、半導体チ
ップ1の受光部2aに入射した光は、この半導体チップ
1で光電変換され、この光電変換出力が布線10を介し
て外部リード9へと与えられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の固体Il像素子は以上のようなパッケージング技
術によって構成されているので、半導体チップ1の上面
のうち受光部2a以外の領域に遮光用薄!I16を設け
ることが必要である。ところが、遮光用i1[116を
蒸着などによって形成しようとするとかなりの時間がか
かるため、固体撮像素子の製造コストが高くなるほか、
量産性も乏しいという問題点があった。
また、透光用窓材3より導入された光は、透明樹脂5を
介して半導体チップ1の受光部2aに入射するため、こ
の透明樹脂5による光反射や光吸収の影響を最小限にし
て光の入射効率を上げるためには、透光用窓材3や透明
樹脂5として、透明度がかなり大きなものを使用しなけ
れ°ばならず、これらの材質が極めてIIJ約されてし
まうという問題もある。
さらに、半導体チップ1の受光部2aにカラーフィルタ
を設けた場合には、透明樹脂5がカラーフィルタとの接
触により化学的反応を起こして劣化するなどの問題点も
あった。
そして、このような問題は、固体撮像素子に限らず、受
光型半導体装置全般に共通する問題となっている。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、製造コストが低減でき、量産性も高く、かつ
、透光用窓材などの材質を特に厳しく制約しなくとも光
が効率よく半導体チップの受光部に入射されて光特性が
向上するとともに、カラーフィルタなどを使用した場合
においても劣化のない受光型半導体装置を得ることを目
的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る受光型半導体装置では、半導体チップの
受光部の周囲に遮光性を有する壁を設け、この壁の上端
と密着させて透光用窓材を配置するとともに、受光型半
導体装置の封止材としてを遮光性を有する材料が用いら
れている。
〔作用〕
この発明における受光型半導体装置は、半導体チップの
受光部以外の領域の遮光が封止材と受光部の周囲に設け
た壁とでなされ、また、この壁の上端に透光用意材を配
置することにより受光部と透光用窓材との間に空間を形
成して、透光用窓材が受光部と接触することを防止する
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図は、この発明の一実施例である固体1111素子
を示す断面図、第2図は第1図の主要部の平面図である
。ただし、ここでは、第3図に示した従来の固体Il像
素子と異なる点についてのみ説明する。
第1図および第2図において、11は半導体チップ1の
受光部2aの周囲に設けられた壁である。
この壁11は、炭素粉末を混合して遮光性を付与された
シリコンゴムを5μ扉から40μm程度の肉厚としたも
のであって、スクリーン印刷技術、あるいは、写真製版
技術などにより、ウェハ状態での複数の半導体チップ1
のそれぞれについて、受光部2aの外周端部に一括して
設けられる。そして、この壁11の上端に透光用窓材3
が密着して配置され、これによって、受光部2aと透光
用窓材3との間に空間12が形成される。
一方、封止材4の材料としては、黒色塗料を混合して遮
光性を付与されたエポキシ樹脂などが用いられ、この封
止材4は、゛ト導体チップ1の上面のうち、壁11の外
部領域を覆っている。
また、この実施例の固体m画素子は、内部に封止された
リードフレーム7より下部の厚さ八と上部の厚さBとの
比A/Bが1/2程度とされている。すなわち、これに
よって封止材4のソリが防止され、透光用窓材3へのス
トレスなどが最小となるからである。ただし、この厚さ
の比A/Bは上記の値に限定されるものでなく、固体m
画素子を構成する各部材のサイズや材料に応じて予め実
験によって最適値が決定されるものである。
このようにして構成した固体搬像素子の動作は、従来の
固体m画素子の動作とほぼ同様であるが、光は透光用窓
材3から空間12を介して受光部2aに到着するという
点が異なる。そして、半導体チップ1の受光部2aと透
光用窓材3とが空間12により隔てられることになるた
め、受光部2aと透光用窓材3との間に光の透過性を弱
める透明樹脂5(第3図)などを設ける必要がない。
従って、透光用窓材3として特に厳選された材料を使用
しなくても光を効率よく受光部2aに入射させることが
できるとともに、受光部2aにカラーフィルタを設けた
場合にも劣化が起こることもない。また、半導体チップ
1の受光部2a以外の領域は、封止材4と壁11とによ
って遮光されるため、従来の固体Pi像素子に使用され
るような複雑な遮光薄膜の形成が不要であって、製造コ
ストを下げることができるとともに、量産性が向上する
以上のような構成と作用とを有するこの固体搬像素子は
、次のようにして製造することができる。
まず、ウェハ状態での半導体チップ1に対して上述した
壁11を形成し、このウェハを切断して個々の半導体チ
ップ1とする。この半導体チップ1は、センサ領域2の
周囲に、増幅回路や演算回路などを含んだ回路領域14
を有している。電極13の形成などは従来と同様に行な
われている。
次に、個々チップへと切断された半導体チップ1をリー
ドフレーム7に固定し、布線10などの接続を行なう。
そして、壁11の上に透光用窓材3を位置決めし、これ
らを金型(図示せず)内に納める。その際、金型によっ
て支持された外部リード9よりも低い位δまでリードフ
レーム7を決めておけば、リードフレーム7の弾性によ
って、半導体チップ1と壁11との接触面、および壁1
1と透光用窓材3との間の接触面に圧力が加わる。
したがって、壁11としである程度の弾性および表面の
平滑性を右するものを用いれば、これらの接触面は気密
面となる。
そして、この状態において金型内に封止材4を導入する
と各部材がこの封止材4によって封止されるが、上記気
密面で囲まれた空間12には封止材4は流入しない。そ
の結果、この空間12が中空状態を維持したままで、封
止によるパッケージングが実現される。
なお、上記実施例では壁11をシリコンゴムで成形した
が、これに限定するものではなく、ポリイミド樹脂に遮
光性を付与したものを使用したり、遮光性を有するシー
トを貼付けて形成したものなどであってもかまわない。
また、透光用窓材3の選択の自由度が高まることから、
この透光用窓材3として赤外線カットフィルタガラスを
使用することもできる。もちろん、111を受光部2a
の周囲に形成するプロセスが実施例のものに制限される
わけではない。
さらに、この発明は固体m画素子に限らず、紫外線消去
形読み出し専用メモリ(EPROM)やフォトディテク
タなどのように、受光部に入射する光によって所定の動
作を行なう半導体チップが組込まれた受光型半導体装胃
全般に適用可能である。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、受光型半導体装置に
組み込まれる半導体チップの受光部の周囲に遮光性を有
する壁を設け、この壁の上端と密着させて透光用窓材を
配置するととともに、受光型半導体装置の封止材として
遮光性を有する材料をを用いることによって、製造コス
トが低減でき、量産性も高く、かつ、透光用窓材の材料
を特に厳しく制約しなくとも光が効率よく半導体チップ
の受光部に入射されて光特性が向上するとともに、カラ
ーフィルタを使用した場合にも劣化の起こらない受光型
半導体装置を得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例としての固体撮像素子を示
す断面図、第2図は実施例の主要部の平面図、第3図は
従来の固体撮像素子を示す断面図である。 図において、1は半導体チップ、2aは受光部、3は透
光用窓材、4は封止材、11は壁である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)受光部に入射した光によって所定の動作を行なう
    半導体チップと、前記受光部の上方に配置された透光用
    窓材とが、所定の封止材で封止された受光型半導体装置
    であつて、前記受光部の周囲に遮光性を有する壁が設け
    られ、前記透光用窓材が前記壁の上端と密着して配置さ
    れるとともに、前記封止材として遮光性を有する材料が
    用いられたことを特徴とする受光型半導体装置。
JP62075104A 1987-03-27 1987-03-27 受光型半導体装置 Pending JPS63240078A (ja)

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