KR20060050316A - 광반도체 모듈과 그것을 이용한 반도체 장치 - Google Patents

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찌아끼 다꾸보
히데또 후루야마
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가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

광반도체 모듈은, 광 전송로의 위치 결정부와, 이 위치 결정부에 배치되는 광 전송로의 일단면이 노출되는 광반도체 탑재면과, 광반도체 탑재면에 형성된 배선층을 갖는 가이드를 구비한다. 광반도체 소자는, 그 발광면 또는 수광면이 광 전송로의 일단면과 대향하도록, 가이드의 광반도체 탑재면에 탑재되며, 또한 배선층과 전기적으로 접속된다. 광반도체 소자를 구동하는 구동용 반도체 소자는, 광반도체 소자와 인접 배치되어 광반도체 모듈에 내장된다.
가이드, 광파이버, 관통홀, 배선층, 밀봉 수지

Description

광반도체 모듈과 그것을 이용한 반도체 장치{OPTICAL SEMICONDUCTOR MODULE AND SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광반도체 모듈의 구성을 도시하는 단면도.
도 2는 도 1에 도시하는 광반도체 모듈에 광파이버를 배치한 상태를 나타내는 사시도.
도 3은 가이드에서의 위치 결정용 관통홀의 일례를 나타내는 사시도.
도 4는 가이드에서의 위치 결정용 관통홀의 다른 예를 나타내는 사시도.
도 5는 가이드에서의 위치 결정용 관통홀의 또 다른 예를 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광반도체 모듈의 구성을 도시하는 단면도.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광반도체 모듈의 구성을 도시하는 단면도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 장치의 개략적 구성을 도시하는 단면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치의 개략적 구성을 도시하는 단면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 광반도체 모듈
2 : 가이드
3 : 광파이버
4 : 관통홀
5 : 연통홀
8 : 배선층
9 : 광반도체 소자
13 : 밀봉 수지
[특허 문헌 1] 일본 특개 제2000-347072호 공보
<관련 출원>
본 출원은, 2004년 8월 10일에 출원된 일본 출원, 일본 특원 제2004-233749호에 의한 우선권의 이익에 기초한다. 따라서, 그것에 의한 우선권의 이익을 주장한다. 상기 일본 출원의 모든 내용은, 여기에 참조 문헌으로서 포함된다.
본 발명은, 단거리 광 배선용으로서 비교적 간이한 구조로 광 결합을 실현하는 광반도체 모듈과 그것을 이용한 반도체 장치에 관한 것이다.
바이폴라 트랜지스터나 전계 효과 트랜지스터의 성능 향상에 수반하여, 대규모 집적 회로(LSI)는 비약적으로 동작 속도가 향상되어 있다. 그러나, LSI의 내부 동작이 고속화되어도, 그것을 실장하는 프린트 기판의 동작 속도는 LSI의 내부 동작보다 낮게 억제되어 있다. 또한, 프린트 기판을 장착하는 래크 레벨에서는 동작 속도가 한층 더 낮게 억제되어 있다. 이들은, 동작 주파수의 상승에 수반하여 전기 배선의 전송 손실이나 잡음, 전자 장해 등이 증대되기 때문이다. 신호 품질을 확보하기 위해, 긴 배선일수록 동작 주파수는 낮게 억제된다. 이 때문에, 반도체 장치에서는 LSI 자체의 동작 속도보다 실장 기술이 시스템의 동작 속도를 지배하는 경향이 점점 강해지고 있다.
이러한 반도체 장치가 직면하고 있는 문제에 대하여, LSI 간을 광으로 접속하는 광 배선 기술의 적용이 검토되고 있으며, 그와 같은 광 배선을 실현하기 위한 광반도체 모듈이 제안되어 있다. 광 배선은 직류로부터 100㎓의 주파수 영역에서 손실 등의 주파수 의존성이 거의 없으며, 배선로의 전자 장해나 접지 전위의 변동 잡음도 없기 때문에, 수십 Gbps의 배선을 용이하게 실현할 수 있다. 이러한 종류의 LSI 간의 광 배선을 실현하기 위해서는, 간이한 구조의 광반도체 모듈이 필요하게 된다. 또한, LSI 배선에는 다수의 광 전송로가 필요하게 되기 때문에, 광반도체 모듈의 저비용화를 도모하는 것이 중요하게 된다.
일반적인 광반도체 모듈은 결상용 렌즈를 내장하거나, 또한 광파이버의 결합부를 커넥터 구조로 하고 있기 때문에, 그다지 소형화할 수 없는 경우가 많다. 그 에 비해, 예를 들면 일본 특개 제2000-347072호 공보에 기재되어 있는 광반도체 모듈은, 광파이버와 같은 광 전송로와 광반도체 소자를 직접 결합하여 일체화하고 있기 때문에, 비교적 소형화가 용이하다는 이점을 갖고 있다. 단, 상기한 공보에 기재되어 있는 광반도체 모듈은, 이하에 기재하는 난점을 갖고 있다.
즉, 상기 공보에 기재되어 있는 광반도체 모듈은, 광파이버와 그 지지 부재를 일체 형성하고, 그 위에서 광반도체 소자 탑재용의 전극을 형성하고 있다. 이 때문에, 전극의 패턴 묘화 혹은 패턴 전사를, 광파이버를 유지한 지지 부재의 매우 좁은 단부면에 행할 필요가 있다. 즉, 수 m 내지 수십 m의 광파이버를 부착한 채의 상태에서, 수 ㎛ 정밀도의 패터닝을 지지 부재 단부면의 미소 영역에 행할 필요가 있다. 이러한 지지 부재 단부면에의 패터닝을 포함하는 전극의 형성 공정은, 광반도체 모듈의 제조 코스트의 대폭적인 증가나 제조 수율의 저하 등을 초래하게 된다.
또한, 통상의 광반도체 모듈에서는 광반도체 소자를 구동하기 위해, 고속 신호 대응의 드라이버 소자나 리시버 소자가 필요하게 된다. 상기 공보에는 이들 구동 소자의 탑재 방법이 전혀 나타나 있지 않다. 예를 들면, 구동 소자의 탑재 형태에 따라서는, 광반도체 모듈이 대형화되거나, 또한 광반도체 소자와 구동 소자 간의 전기 배선 부분이 길어진다는 문제가 발생한다.
본 발명의 일 양태에 따른 광반도체 모듈은, 광 전송로의 위치 결정부와, 상기 위치 결정부에 배치되는 광 전송로의 일단면이 노출되는 광반도체 탑재면과, 상 기 광반도체 탑재면에만 형성된 배선층을 갖는 가이드와, 상기 광 전송로의 일단면과 발광면 또는 수광면이 대향하도록, 상기 가이드의 상기 광반도체 탑재면 상에 탑재되고, 또한 상기 배선층과 전기적으로 접속된 광반도체 소자를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 광반도체 모듈은, 광 전송로의 위치 결정부와, 상기 위치 결정부에 배치되는 광 전송로의 일단면이 노출되는 광반도체 탑재면과, 상기 광반도체 탑재면, 상기 광반도체 탑재면과 대향하는 면, 및 이들 양면 간을 접속하는 관통홀에 형성된 배선층을 갖는 가이드와, 상기 광 전송로의 일단면과 발광면 또는 수광면이 대향하도록, 상기 가이드의 상기 광반도체 탑재면 상에 탑재되며, 또한 상기 배선층과 전기적으로 접속된 광반도체 소자를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따른 광반도체 모듈은, 광 전송로를 위치 결정하는 복수의 관통홀로서, 인접하는 관통홀 간이 연통되어 있는 복수의 관통홀과, 상기 복수의 관통홀 내에 삽입 배치되는 복수의 광 전송로의 일단면이 각각 노출되는 광반도체 탑재면을 갖는 가이드와, 상기 복수의 광 전송로의 각각의 단부면과 발광면 또는 수광면이 대향하도록, 상기 가이드의 상기 광반도체 탑재면 상에 탑재된 광반도체 소자를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 따른 반도체 장치는, 상기한 본 발명의 광반도체 모듈과, 상기 가이드의 위치 결정부(관통홀)에 배치된 광 전송로와, 상기 광반도체 모듈이 실장되고, 또한 상기 광반도체 모듈과 접속된 신호 배선을 갖는 기판과, 상기 기판 상에 실장되며, 또한 상기 기판의 신호 배선과 접속된 신호 처리용 반도체 소자를 구비하는 것을 특징으로 한다.
〈실시예〉
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하에서는 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명하는데, 이들 도면은 도해를 목적으로 하여 제공되는 것으로, 본 발명은 이들 도면에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광반도체 모듈의 구성을 도시하는 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시하는 광반도체 모듈에 광 전송로로서 광파이버를 배치한 상태를 나타내는 사시도이다. 이들 도면에 도시하는 광반도체 모듈(1)은, 예를 들면 광파이버와 같은 광 전송로를 위치 결정하는 가이드(2)를 갖고 있다.
가이드(2)는, 예를 들면 에폭시 수지에 글래스 필러를 혼입시킨 부재로 이루어지며, 광 전기 페룰(ferrule)의 본체를 구성하는 것이다. 가이드(2)의 내부에는, 광파이버(3)를 삽입하여 유지하는 관통홀(4)이, 광 전송로의 위치 결정부로서 형성되어 있다. 이 위치 결정용 관통홀(4)은 광 배선에 사용하는 광파이버(3)의 수에 따라 복수 형성되어 있다. 또한, 도 1은 4 채널 광반도체 소자 어레이에 이용하는 가이드(2)를 나타내고 있다.
복수의 위치 결정용 관통홀(4, 4, …)은, 예를 들면 도 3에 도시한 바와 같이 가이드(2)에 소정의 피치로 형성된다. 여기서, 복수의 위치 결정용 관통홀(4)은 고정밀도로 형성하는 것이 요구된다. 이러한 점에 대하여, 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 위치 결정용 관통홀(4, 4, …)을 개개로 형성하여도 되지만, 예를 들면 도 4나 도 5에 도시한 바와 같이 복수의 위치 결정용 관통홀(4, 4, …)을 연통홀(5, 6)로서 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 복수의 위치 결정용 관통홀(4, 4, …)의 위치 정밀도를 용이하게 높일 수 있다.
즉, 도 4에 도시하는 가이드(2)는 인접하는 위치 결정용 관통홀(4) 간을 연통시킨 연통홀(5)을 갖고 있다. 연통홀(5)은 단면 원형의 관통홀(4)에 의한 광파이버(3)의 유지 상태를 유지할 수 있는 범위 내에서, 인접하는 관통홀(4) 간의 길이 방향 측면을 연통시키고 있다. 도 5에 도시하는 가이드(2)는 단면 사각형의 복수의 관통홀(4, 4, …)을 가지며, 이들은 인접하는 관통홀(4) 간이 연통되어 연통홀(6)을 형성하고 있다. 이와 같이, 인접하는 위치 결정용 관통홀(4) 간을 연통시킴으로써, 각 관통홀(4)을 형성할 때의 위치 정밀도가 향상된다. 따라서, 가이드(2)에 의해 유지한 광파이버(3)와 후술하는 광반도체 소자와의 위치 정렬 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 연통 상태에서 형성한 복수의 위치 결정용 관통홀(4)은, 각종 형상의 가이드에 적용할 수 있다. 또한, 가이드(2)에 대한 광반도체 소자의 탑재 구조에 대해서도, 도 1에 도시한 구조에 한정되는 것은 아니다. 광반도체 소자의 발광면 또는 수광면을 위치 결정용 관통홀에 대향시키는 구조이면, 각종 구조 및 각종 소자 탑재 형태의 가이드의 위치 결정용 관통홀로서 연통홀(5, 6)을 적용할 수 있다.
가이드(2)의 위치 결정용 관통홀(4)의 한쪽 개구부가 형성된 면은, 광반도체 탑재면(7)으로 되어 있다. 광반도체 탑재면(7)은 광파이버(3)의 삽입 방향에 대하 여 종단측으로 되어 있다. 위치 결정용 관통홀(4) 내에 삽입 배치되는 광파이버(3)는, 그 일단면이 광반도체 탑재면(7)에 노출된다. 이러한 가이드(2)의 광반도체 탑재면(7)에는, 예를 들면 도금법에 의해 형성한 배선층(8)이 형성되어 있다. 또한, 배선층(8)에는 도금 배선층 대신, 리드 프레임이나 프린트 배선판 등을 적용하여도 된다. 이들은 광반도체 탑재면(7)에 접합하여 전기 배선으로서 사용된다.
전술한 배선층(8)은 가이드(2)의 광반도체 탑재면(7)에만 형성되어 있다. 이와 같이, 배선층(8)을 미리 광반도체 탑재면(7)에만 형성함으로써, 예를 들면 도금법으로 배선층(8)을 형성할 때의 코스트를 저감할 수 있다. 또한, 배선층(8)의 형성 정밀도를 높일 수 있다. 이들에 의해, 광반도체 모듈(1)의 제조 코스트의 저감 및 소형화를 도모하는 것이 가능하게 된다.
가이드(2)의 광반도체 탑재면(7)에는 광반도체 소자(9)가 탑재되어 있다. 가이드(2)에 탑재되는 광반도체 소자(9)에는, LED 등의 발광 소자 또는 포토다이오드 등의 수광 소자가 적용된다. 이러한 광반도체 소자(9)는, 발광면(광반도체 소자(9)가 발광 소자인 경우) 또는 수광면(광반도체 소자(9)가 수광 소자인 경우)이 위치 결정용 관통홀(4) 내에 삽입 배치되는 광파이버(3)의 일단면과 대향하도록, 위치 정렬된 상태에서 가이드(2)의 광반도체 탑재면(7)에 고정되어 있다.
광반도체 소자(9)의 위치 정렬은, 가이드(2)의 위치 결정용 관통홀(4)의 위치와, 광반도체 소자(9)의 발광면 또는 수광면을 기준으로 하여 행한다. 위치 정렬 정밀도는 대강 1㎛ 이하이다. 광반도체 소자(9)는 그것에 형성된 범프 전극(10)을 배선층(8)에 접합함으로써 고정되어 있다. 이러한 범프 전극(10)에 의한 접합에 의해, 광반도체 소자(8)는 가이드(2)에 기계적으로 고정되어 있음과 함께, 배선층(8)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 고정력을 증가시키기 위해서 극미량의 투명 수지를 광반도체 소자(9)의 전면에 도포하여도 된다.
가이드(2)의 광반도체 탑재면(7)에는, 또한 광반도체 소자(9)와 인접하도록 구동용 반도체 소자(11)가 탑재되어 있다. 광반도체 소자(9)의 구동용 반도체 소자(11)에는, 광반도체 소자(9)가 발광 소자인 경우에는 드라이버 소자가 적용되며, 또한 광반도체 소자(9)가 수광 소자인 경우에는 리시버 소자가 적용된다. 구동용 반도체 소자(11)는 광반도체 소자(9)와 마찬가지로, 범프 전극(12)을 배선층(8)에 접합함으로써 접속·고정되어 있다. 광반도체 소자(9)와 구동용 반도체 소자(11)는 배선층(8)을 통해 전기적으로 접속되어 있다.
전술한 바와 같이, 구동용 반도체 소자(11)를 광반도체 소자(9)와 인접 배치함으로써, 광반도체 모듈(1)의 동작에 필요한 각 구성 요소를 내장한 후에, 광반도체 모듈(1)의 소형화나 저비용화를 도모하는 것이 가능하게 된다. 또한, 미약한 전기 신호를 취급하는 전기 배선 부분의 거리가 단축되기 때문에, 광반도체 모듈(1)에 의한 신호 품질의 열화를 억제할 수 있다. 즉, 광반도체 모듈(1)의 소형화나 저비용화 등을 도모한 후에, 신호 신뢰성을 대폭 높이는 것이 가능하게 된다.
가이드(2)의 광반도체 탑재면(7)에 탑재된 광반도체 소자(9) 및 구동용 반도체 소자(11)는, 배선층(8)과 함께 절연성의 밀봉 수지(13)에 의해 밀봉되어 있다. 배선층(8)의 일부는 밀봉 수지(13)의 외측까지 신장되어 있으며, 이 배선층(8)의 밀봉 수지(13)로부터 노출된 부분은 다른 부품과 접속할 때의 전극(외부 접속용 전 극)으로 된다. 또한, 절연성의 밀봉 수지(13)는 광반도체 소자(9)의 표면측(발광면 또는 수광면측)에 회입(回入)되지 않도록 성분이 조정되어 있다. 이들 각 구성 요소에 의해, 광반도체 모듈(1)이 구성되어 있다.
여기서, 도 1에서는 배선층(8)을 가이드(2)의 광반도체 탑재면(7)에만 형성하였지만, 예를 들면 도 6에 도시한 바와 같이 가이드(2)의 이면측, 즉 광반도체 탑재면(7)과 대향하는 면(14)측에 배선층(8)을 인회(引回)하여도 된다. 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광반도체 모듈의 구성을 도시하고 있다. 도 6에 도시하는 가이드(2)에서, 배선층(8)은 광반도체 탑재면(7)과 그 대향면(14)과 이들 양면(7, 14) 간을 연결하는 쓰루홀(15)에 형성되어 있다. 광반도체 소자(9) 및 구동용 반도체 소자(11)는, 광반도체 탑재면(7)에 형성된 배선층(8) 중 적어도 일부와 함께 밀봉 수지(13)에 의해 밀봉되어 있다. 광반도체 탑재면(7)과 대향하는 면(14)에 형성된 배선층(8)은, 다른 부품과 접속할 때의 전극(외부 접속용 전극)으로서 기능한다.
이러한 배선층(8)을 적용함으로써, 다른 부품과의 접속 방향의 제약을 완화할 수 있다. 또한, 각 면(7, 14)과 쓰루홀(15)에 배선층(8)을 형성함으로써, 배선층(8)의 형성에 드는 코스트의 증대를 억제할 수 있다. 또한, 제2 실시예에 따른 광반도체 모듈에서도, 도 4나 도 5에 도시한 인접하는 관통홀(4) 간을 연통한 연통홀(5, 6)은 복수의 위치 결정용 관통홀(4)로서 유효하게 기능한다.
광반도체 모듈(1)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 가이드(2)의 위치 결정용 관통홀(4, 4, …)에 각각 광파이버(3)를 삽입하여 고정하고, 광 인터페이스 모듈로서 사용되는 것이다. 여기서, 광파이버(3)의 선단은 예를 들면 광반도체 소자(9)의 발광면 또는 수광면 상에 배치된 투명 수지에 닿게 한 상태에서 접착 고정하는 것이 바람직하다. 투명 수지는 미리 배치한 수지 시트로 형성하여도 되며, 또한 수지를 주입하여 형성하여도 된다. 투명 수지의 구성 재료는 특별히 한정되는 것은 아니고, 투명도를 어느 정도 갖고 있으면 반도체 소자의 보호막으로 대용하여도 된다.
전술한 실시예의 광반도체 모듈(1)은, 예를 들면 이하와 같이 하여 제작된다. 먼저, 복수의 위치 결정용 관통홀(4)을 갖는 가이드(2)를 사출 성형 등에 의해 제작한다. 여기서, 가이드(2)는 개개로 제작하여도 되지만, 예를 들면 복수의 가이드(2)를 프레임으로 연결한 상태에서 일체적으로 제작하는 것이 바람직하다. 또한, 복수의 가이드(2)는 광반도체 탑재면(7)을 상방을 향해 정렬시킨 상태에서 일체화하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 복수의 가이드(2)를 일체화한 부품에 따르면, 기존의 반도체 제조 공정에서 용이하게 취급할 수 있어서, 광반도체 모듈(1)의 생산성을 높일 수 있다.
상기한 바와 같은 일체화 부품을 이용하여, 각 가이드(2)의 광반도체 탑재면(7)에 도금법을 적용하여 배선층(8)을 형성한다. 도 6에 도시한 가이드(2)를 제작하는 경우에는, 광반도체 탑재면(7)과 그 대향면(14)과 쓰루홀(15)에 배선층(8)을 형성한다. 계속해서, 가이드(2)의 광반도체 탑재면(7)에 광반도체 소자(9)와 구동용 반도체 소자(11)를 탑재한다. 이들 각 소자(9, 11)의 고정은 범프 전극(10, 12)을 이용하여 실시한다. 이 후, 광반도체 소자(9)와 구동용 반도체 소자(11)를 밀봉 수지(13)로 절연 밀봉한다. 이러한 일련의 제조 공정이 종료된 후에, 가이드(2)의 양단을 프레임으로부터 분리함으로써, 광반도체 모듈(1)이 완성된다.
전술한 실시예의 광반도체 모듈(1)은, 발광용 광반도체 소자(9)를 구동하는 드라이버 소자나 수광용 광반도체 소자(9)를 구동하는 리시버 소자 등의 구동용 반도체 소자(11)를, 광반도체 소자(9)와 인접 배치한 상태에서 내장하고 있다. 따라서, 매우 미약한 전기 신호를 취급하는 아날로그 회로 부분의 배선이 단축되기 때문에, 신호 품질의 열화를 대폭 저감하는 것이 가능하게 된다. 또한, 그와 같은 구동용 반도체 소자(11)를 내장한 광반도체 모듈(1)의 소형화를 실현할 수 있다. 또한, 광반도체 모듈(1)의 소형화 외에 추가로, 전기 배선을 광반도체 탑재면(7)에만 형성한 배선층(8), 혹은 광반도체 탑재면(7)과 그 대향면(14)과 이들 양면(7, 14) 간을 연결하는 쓰루홀(15)에 형성한 배선층(8)으로 구성하고 있기 때문에, 광반도체 모듈(1)의 저비용화를 실현하는 것이 가능하게 된다.
또한, 전술한 각 실시예에서는 구동용 반도체 소자(11)를 내장하는 광반도체 모듈(1)에 대하여 설명하였는데, 본 발명의 광반도체 모듈의 구성은 이것에 한정되는 것은 아니다. 구동용 반도체 소자를 접속 부품측에 설치하는 경우에는, 예를 들면 도 7에 도시한 바와 같이 가이드(2) 상에는 광반도체 소자(9)만이 탑재된다. 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광반도체 모듈의 구성을 도시하고 있다. 이러한 구성에서도, 광반도체 소자(9)를 내장한 광반도체 모듈(1)의 소형·저비용화를 실현할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 광반도체 모듈을 적용한 반도체 장치의 일 실시예에 대 하여, 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8에 도시하는 반도체 장치(20)는, 신호 처리용 LSI(21)를 갖고 있다. 신호 처리용 LSI(21)는 고속 신호 배선(22)을 갖는 기판(23) 상에 범프 전극(24)을 통해 플립칩 접속되어 있다. 신호 처리용 LSI(21)과 기판(23) 사이에는 언더필제(25)가 충전되어 있다. 신호 처리용 LSI(21)가 탑재된 기판(23)에는, 전술한 실시예에서 구성을 나타낸 광반도체 모듈(26)(1)이 탑재되어 있다.
광반도체 모듈(26)은, 그 내부의 구동용 반도체 소자가 고속 신호 배선(22)과 전기적으로 접속되도록, 기판(23) 상에 접속·고정되어 있다. 광반도체 모듈(26)은 배선층의 밀봉 수지로부터 노출된 부분이 고속 신호 배선(22)과 전기적으로 접속되어 있다. 이 실시예의 반도체 장치(20)는, 발광용 광반도체 소자와 드라이버 소자를 내장하는 제1 광반도체 모듈(26A)과, 수광용 광반도체 소자와 리시버 소자를 내장하는 제2 광반도체 모듈(26B)을 갖고 있다. 이들 광반도체 모듈(26A, 26B)에는, 각각 광파이버(27)가 접속되어 있다. 도시를 생략하였지만, 기판(23)은 전원, 접지 라인, 저속의 제어 신호 라인을 구성하는 배선층을 갖고 있으며, 이 배선층은 기판(23)의 하부에 형성된 범프 전극(28)에 접속되어 있다.
도 7에 도시한 바와 같은 광반도체 모듈을 사용하는 경우에는, 도 9에 도시한 바와 같이 구동용 반도체 소자(29)를 탑재한 기판(23)을 적용한다. 기판(23)은 구동용 반도체 소자로서 드라이버 소자(29A)와 리시버 소자(29B)를 갖고 있다. 이들 드라이버 소자(29A) 및 리시버 소자(29B)는 각각 신호 배선(22)과 접속되어 있다. 드라이버 소자(29A) 측에는 발광용 광반도체 소자를 내장하는 제1 광반도체 모듈(26A)이 접속되어 있다. 리시버 소자(29B) 측에는 수광용 광반도체 소자를 내장하는 제2 광반도체 모듈(26B)이 접속되어 있다.
전술한 실시예의 반도체 장치(20)에 따르면, 광 결합으로 간이한 구조의 광반도체 모듈(26)을 적용하고 있기 때문에, LSI 배선에 광 배선을 적용한 배선 구조를 저가로 실현하는 것이 가능하게 된다. 이것은 LSI의 고속 칩간 배선의 저비용화에 크게 기여하는 것이다. 따라서, 정보 통신 기기 등의 고도화나 고성능화 등을 도모하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 발명의 광반도체 모듈의 용도는 LSI 배선에 한정되는 것은 아니며, 각종 단거리 광 전송에 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 실시 단계에서는 그 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지로 변형하는 것이 가능하다. 또한, 각 실시예는 가능한 한 적절하게 조합하여 실시할 수 있으며, 그 경우에는 조합한 효과가 얻어진다. 또한, 상기 실시예에는 여러가지 단계의 발명이 포함되어 있으며, 개시되는 복수의 구성 요건에서의 적당한 조합에 의해 여러가지 발명이 추출될 수 있다.
본 발명에 따르면, 정보 통신 기기 등의 고도화나 고성능화 등을 도모하는 것이 가능하게 된다.

Claims (20)

  1. 광 전송로의 위치 결정부와, 상기 위치 결정부에 배치되는 광 전송로의 일단면이 노출되는 광반도체 탑재면과, 상기 광반도체 탑재면에만 형성된 배선층을 갖는 가이드와,
    상기 광 전송로의 일단면과 발광면 또는 수광면이 대향하도록, 상기 가이드의 상기 광반도체 탑재면 상에 탑재되며, 또한 상기 배선층과 전기적으로 접속된 광반도체 소자
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 광반도체 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    또한, 상기 가이드의 상기 광반도체 탑재면 상에 탑재되며, 또한 상기 배선층과 전기적으로 접속된, 상기 광반도체 소자를 구동하는 구동용 반도체 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 광반도체 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광반도체 소자 및 상기 구동용 반도체 소자는 상기 배선층의 일부와 함께 밀봉 수지로 밀봉되어 있으며, 또한 상기 배선층의 상기 밀봉 수지로부터 노출된 부분은 외부 접속용 전극으로서 기능하는 것을 특징으로 하는 광반도체 모듈.
  4. 광 전송로의 위치 결정부와, 상기 위치 결정부에 배치되는 광 전송로의 일단면이 노출되는 광반도체 탑재면과, 상기 광반도체 탑재면, 상기 광반도체 탑재면과 대향하는 면, 및 이들 양면 간을 접속하는 쓰루홀에 형성된 배선층을 갖는 가이드와,
    상기 광 전송로의 일단면과 발광면 또는 수광면이 대향하도록, 상기 가이드의 상기 광반도체 탑재면 상에 탑재되며, 또한 상기 배선층과 전기적으로 접속된 광반도체 소자
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 광반도체 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    또한, 상기 가이드의 상기 광반도체 탑재면 상에 탑재되며, 또한 상기 배선층과 전기적으로 접속된, 상기 광반도체 소자를 구동하는 구동용 반도체 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 광반도체 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광반도체 소자 및 상기 구동용 반도체 소자는, 상기 광반도체 탑재면에 형성된 상기 배선층의 적어도 일부와 함께 밀봉 수지로 밀봉되어 있으며, 또한 상기 광반도체 탑재면과 대향하는 면에 형성된 상기 배선층은 외부 접속용 전극으로서 기능하는 것을 특징으로 하는 광반도체 모듈.
  7. 광 전송로를 위치 결정하는 복수의 관통홀로서, 인접하는 관통홀 간이 연통되어 있는 복수의 관통홀과, 상기 복수의 관통홀 내에 삽입 배치되는 복수의 광 전송로의 일단면이 각각 노출되는 광반도체 탑재면을 갖는 가이드와,
    상기 복수의 광 전송로의 각각의 일단면과 발광면 또는 수광면이 대향하도록, 상기 가이드의 상기 광반도체 탑재면 상에 탑재된 광반도체 소자
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 광반도체 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    또한, 상기 가이드의 상기 광반도체 탑재면 상에 탑재된, 상기 광반도체 소자를 구동하는 구동용 반도체 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 광반도체 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가이드는 상기 광반도체 탑재면에만 형성된 배선층을 가지며, 또한 상기 광반도체 소자와 상기 구동용 반도체 소자는 상기 배선층과 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 광반도체 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광반도체 소자 및 상기 구동용 반도체 소자는 상기 배선층의 일부와 함께 밀봉 수지로 밀봉되어 있으며, 또한 상기 배선층의 상기 밀봉 수지로부터 노출된 부분은 외부 접속용 전극으로서 기능하는 것을 특징으로 하는 광반도체 모듈.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 가이드는 상기 광반도체 탑재면, 상기 광반도체 탑재면과 대향하는 면, 및 이들 양면 간을 접속하는 쓰루홀에 형성된 배선층을 가지며, 또한 상기 광반도체 소자와 상기 구동용 반도체 소자는 상기 광반도체 탑재면에 형성된 상기 배선층과 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 광반도체 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 광반도체 소자 및 상기 구동용 반도체 소자는, 상기 광반도체 탑재면에 형성된 상기 배선층의 적어도 일부와 함께 밀봉 수지로 밀봉되어 있으며, 또한 상기 광반도체 탑재면과 대향하는 면에 형성된 상기 배선층은 외부 접속용 전극으로서 기능하는 것을 특징으로 하는 광반도체 모듈.
  13. 광 전송로의 위치 결정부와, 상기 위치 결정부에 배치되는 광 전송로의 일단면이 노출되는 광반도체 탑재면과, 상기 광반도체 탑재면에만 형성된 배선층을 갖는 가이드와, 상기 광 전송로의 일단면과 발광면 또는 수광면이 대향하도록, 상기 가이드의 상기 광반도체 탑재면 상에 탑재되며, 또한 상기 배선층과 전기적으로 접속된 광반도체 소자를 구비하는 광반도체 모듈과,
    상기 가이드의 상기 위치 결정부에 배치된 광 전송로와,
    상기 광반도체 모듈이 실장되며, 또한 상기 광반도체 모듈과 접속된 신호 배 선을 갖는 기판과,
    상기 기판 상에 실장되며, 또한 상기 기판의 신호 배선과 접속된 신호 처리용 반도체 소자
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 광반도체 모듈은, 상기 가이드의 상기 광반도체 탑재면 상에 탑재되며, 또한 상기 배선층과 전기적으로 접속된, 상기 광반도체 소자를 구동하는 구동용 반도체 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  15. 광 전송로의 위치 결정부와, 상기 위치 결정부에 배치되는 광 전송로의 일단면이 노출되는 광반도체 탑재면과, 상기 광반도체 탑재면, 상기 광반도체 탑재면과 대향하는 면, 및 이들 양면 간을 접속하는 쓰루홀에 형성된 배선층을 갖는 가이드와, 상기 광 전송로의 일단면과 발광면 또는 수광면이 대향하도록, 상기 가이드의 상기 광반도체 탑재면 상에 탑재되며, 또한 상기 배선층과 전기적으로 접속된 광반도체 소자를 구비하는 광반도체 모듈과,
    상기 가이드의 상기 위치 결정부에 배치된 광 전송로와,
    상기 광반도체 모듈이 실장되며, 또한 상기 광반도체 모듈과 접속된 신호 배선을 갖는 기판과,
    상기 기판 상에 실장되며, 또한 상기 기판의 신호 배선과 접속된 신호 처리 용 반도체 소자
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 광반도체 모듈은, 상기 가이드의 상기 광반도체 탑재면 상에 탑재되며, 또한 상기 배선층과 전기적으로 접속된, 상기 광반도체 소자를 구동하는 구동용 반도체 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  17. 광 전송로를 위치 결정하는 복수의 관통홀이고, 인접하는 관통홀 간이 연통되어 있는 복수의 관통홀과, 상기 복수의 관통홀 내에 삽입 배치되는 복수의 광 전송로의 일단면이 각각 노출되는 광반도체 탑재면을 갖는 가이드와, 상기 복수의 광 전송로의 각각의 일단면과 발광면 또는 수광면이 대향하도록, 상기 가이드의 상기 광반도체 탑재면 상에 탑재된 광반도체 소자를 구비하는 광반도체 모듈과,
    상기 가이드의 상기 복수의 관통홀에 삽입 배치된 복수의 광 전송로와,
    상기 광반도체 모듈이 실장되고, 또한 상기 광반도체 모듈과 접속된 신호 배선을 갖는 기판과,
    상기 기판 상에 실장되며, 또한 상기 기판의 신호 배선과 접속된 신호 처리용 반도체 소자
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 광반도체 모듈은, 상기 가이드의 상기 광반도체 탑재면 상에 탑재되며, 또한 상기 배선층과 전기적으로 접속된, 상기 광반도체 소자를 구동하는 구동용 반도체 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 가이드는 상기 광반도체 탑재면에만 형성된 배선층을 가지며, 또한 상기 광반도체 소자와 상기 구동용 반도체 소자는 상기 배선층과 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 기판 상에는 상기 광반도체 소자를 구동하는 구동용 반도체 소자가 실장되어 있으며, 상기 구동용 반도체 소자는 상기 기판의 신호 배선과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
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