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CN1218203C - 光学模块及其制造方法、半导体装置以及光传递装置 - Google Patents

光学模块及其制造方法、半导体装置以及光传递装置 Download PDF

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CN1218203C
CN1218203C CN001186221A CN00118622A CN1218203C CN 1218203 C CN1218203 C CN 1218203C CN 001186221 A CN001186221 A CN 001186221A CN 00118622 A CN00118622 A CN 00118622A CN 1218203 C CN1218203 C CN 1218203C
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Abstract

一种光学模块，包括：光导纤维30；具有光学部分12且与光导纤维30的相对位置被固定的光学元件10；以及导电性地与光学元件10连接的半导体芯片20，光学元件10及上述半导体芯片20被封装起来。在半导体芯片20上形成孔28，光学元件10使光学部分12朝向孔28而被安装在半导体芯片20上，光导纤维30被插入孔28中而被安装在半导体芯片20上。

Description

光学模块及其制造方法、半导体装置以及光传递装置
本发明涉及光学模块及其制造方法，半导体装置以及光传递装置。
近年来，信息通信有高速化、大容量化的趋势，正进行着光通信的开发。一般说来，在光通信中需要将电信号变换成光信号，用光导纤维发送光信号，再将接收的光信号变换成电信号。利用光学元件进行电信号和光信号的变换。
例如，在特开平10-339824号公报中记载了将光导纤维定位在形成了V形槽的平板上以构成光学模块的一种设计。
可是，现有的光学模块是光导纤维和光学元件一体化的模块，还需要将该光学模块与半导体芯片导电性地连接起来。
本发明就是要解决这个问题，其目的在于提供一种不需要与半导体芯片连接的光学模块及其制造方法、半导体装置以及光传递装置。
(1)本发明的光学模块包括：
光波导路径；
有光学部分的光学元件；以及
导电性地与上述光学元件连接的半导体芯片，
上述光学元件及上述半导体芯片被封装起来。
如果采用本发明，光学元件及半导体芯片被封装起来，半导体芯片能被安装在光学模块中。因此，光学元件及半导体芯片不需要再进行连接，容易处理。
(2)在该光学模块中，
在上述半导体芯片上形成孔，
上述光波导路径被插入上述孔中，
可这样来配置上述光学元件，使上述光学部分与被插入的上述光波导路径的一个端面相对。
如果这样处理，则由于能利用在半导体芯片上形成的孔进行光波导路径的定位，所以光学元件的光学部分和光波导路径的端面的定位精度高。
(3)在该光学模块中，
上述孔是通孔。
(4)在该光学模块中，
在上述通孔中也可以形成具有透光性的密封材料。
如果这样处理，则能用密封材料接触光波导路径，谋求其定位。
(5)在该光学模块中，
也可以在上述光学元件和上述半导体芯片之间设置底填(underfill)材料。
如果这样处理，则能保护光学元件及半导体芯片，同时能使两者的连接状态稳定。
(6)在该光学模块中，
在上述半导体芯片上形成布线图形，
在上述光学元件上形成多个电极，
上述多个电极中的至少一个导电性地连接在上述布线图形上即可。
如果这样处理，则由于将光学元件安装在半导体芯片上，所以能使光学模块小型化。另外，在构成半导体芯片的半导体材料中，采用半导体装置的制造方法，能形成精度高的布线图形。
(7)在该光学模块中，
还包括支撑上述半导体芯片及上述光学元件中的至少一方的基板。
(8)在该光学模块中，
上述基板也可以促进上述半导体芯片及上述光学元件中的至少一方的散热。
(9)在该光学模块中，
还可以有设置在上述基板上、导电性地连接到上述光学元件及上述半导体芯片中的至少一方上的外部端子。
(10)在该光学模块中，
也可以用树脂密封上述半导体芯片及上述光学元件。
如果这样处理，则能利用树脂保护半导体芯片及光学元件。
(11)本发明的半导体装置有形成光学部分的光学元件；以及导电性地连接到上述光学元件上的半导体芯片，上述光学元件及上述半导体芯片被封装起来。
如果采用本发明，则由于光学元件及半导体芯片被封装起来，所以光学模块和半导体芯片不需要再进行连接，容易处理。
(12)在该半导体装置中，
上述光学元件和上述半导体芯片也可以被层叠起来进行配置。
(13)在该半导体装置中，
在上述半导体芯片上形成孔，可这样来配置上述光学元件，使上述半导体芯片的一个面与上述光学部分相对，而且上述光学元件和上述半导体芯片也可以层叠起来配置。
(14)在该半导体装置中，
上述光学元件和上述半导体芯片也可以并排地配置在基板上。
(15)在该半导体装置中，
也可以在上述基板上形成孔，可这样来配置上述光学元件，使上述半导体芯片的一个面与上述光学部分相对，而且上述光学元件被配置在上述基板上。
(16)本发明的光传递装置包括：
光波导路径；
使发光部朝向上述光波导路径的一个端面被安装的发光元件；
与上述发光元件导电性地连接后与上述发光元件一起封装起来的半导体芯片；
使受光部朝向上述光波导路径的另一端面被安装的受光元件；以及
与上述受光元件导电性地连接后与上述受光元件一起封装起来的半导体芯片。
如果采用本发明，则发光元件或受光元件、以及半导体芯片能被封装起来而内置了半导体芯片。因此，不需要再连接发光元件或受光元件和及半导体芯片，容易处理。
(17)在该光传递装置中还可以包括：
连接在上述发光元件上的插头；以及
连接在上述受光元件上的插头。
(18)本发明的光学模块的制造方法是一种至少有光波导路径、有光学部分的光学元件、以及半导体芯片的光学模块的制造方法，该方法包括：
导电性地连接上述光学元件与上述半导体芯片的工序；
使相对位置一致来配置上述光波导路径和上述光学元件的工序；以及
将上述光学元件及上述半导体芯片封装起来的工序。
如果采用本发明，则由于将光学元件及半导体芯片封装起来，所以不需要将所获得的光学模块再连接到半导体芯片上，容易处理。
(19)在该光学模块的制造方法中，
在上述半导体芯片上形成布线图形，上述光学元件有多个电极，
导电性地连接上述光学元件和上述半导体芯片的工序中也可以将上述多个电极中的至少一个接合在上述布线图形上。
如果这样处理，则只将电极接合在布线图形上，就能简单地谋求光学元件与半导体芯片的导电性连接。另外，由于将光学元件安装在半导体芯片上，所以能使光学模块小型化。在构成半导体芯片的半导体材料中，采用半导体装置的制造方法，能形成精度高的布线图形。
(20)在该光学模块的制造方法中，
也可以用焊料将上述电极和上述布线图形接合起来，利用熔融的焊料的表面张力，进行上述光学元件和半导体芯片的位置重合。
如果这样处理，则由于利用焊料的表面张力，自动地进行光学元件和半导体芯片的位置重合，所以不需要位置重合工序。
(21)在该光学模块的制造方法中，
在上述半导体芯片上形成孔，
使相对位置一致来配置上述光波导路径和上述光学元件的工序还可以包括将上述光波导路径插入上述孔中的工序。
如果这样处理，则能通过将光波导路径插入孔中，进行光波导路径和半导体芯片的定位。因此，如果使光学元件和半导体芯片位置重合，则能简单地进行光学元件和光波导路径的位置重合。
(22)在该光学模块的制造方法中，
利用激光器形成上述孔。
(23)在该光学模块的制造方法中，
通过刻蚀形成上述孔。
(24)在该光学模块的制造方法中，
还可以包括在上述半导体芯片上的上述孔开口的区域中通过各向异性刻蚀形成凹部，利用激光器贯通上述凹部，在上述半导体芯片上形成上述孔的工序。
在半导体装置的制造工序中广泛地进行各向异性刻蚀，能形成精度高的凹部。另外，如果采用各向异性刻蚀，则由于凹部的断面呈V形，所以利用激光贯通凹部形成的孔在开口端部分呈圆锥状。因此，在开口端部分能简单地形成呈带圆锥形的孔。孔的圆锥形在插入光波导路径时起导向作用。
(25)在该光学模块的制造方法中，
还可以包括在上述半导体芯片与上述光学元件之间填充底填材料的工序。
如果这样处理，则能利用底填材料保护光学元件及半导体芯片，同时能使两者的连接状态稳定。
(26)在该光学模块的制造方法中，
也可以用树脂封装上述光学元件及上述半导体芯片来进行将上述光学元件及上述半导体芯片封装起来的工序。
如果这样处理，则能利用树脂保护半导体芯片及光学元件。
(27)在该光学模块的制造方法中，
还可以包括将上述半导体芯片及上述光学元件中的至少一方设置在基板上的工序。
(28)在该光学模块的制造方法中，
还可以包括将导电性地连接上述光学元件及上述半导体芯片中的至少一方的外部端子设置在上述基板上的工序。
图1是表示应用本发明的第一实施例的光学模块的图，
图2A～图2C是表示在半导体芯片上形成孔的方法的图，
图3是表示应用本发明的第二实施例的光学模块的图，
图4是表示应用本发明的第三实施例的光学模块的图，
图5是表示应用本发明的第四实施例的光传递装置的图，
图6是表示应用本发明的第五实施例的光传递装置的使用形态的图，
图7是表示应用本发明的第六实施例的光学模块的图，
图8是表示应用本发明的第七实施例的光学模块的图。
以下，参照附图说明本发明的最佳实施例。
(第一实施例)
图1是表示应用了本发明的第一实施例的光学模块的图。该光学模块包括光学元件10、半导体芯片20、以及光导纤维30。光导纤维30是光波导路径之一例。该光学模块由于有半导体芯片20，所以也能将其定义为半导体装置。该情况在以下全部实施例中都一样。
光学元件10既可以是发光元件，也可以是受光元件。作为发光元件之一例，能采用面发光元件、特别是面发光激光器。面发光激光器等面发光元件沿垂直于基板的方向发光。光学元件10有光学部分12。光学元件10是发光元件时，光学部分12是发光部，光学元件10是受光元件时，光学部分12是受光部。
光学元件10与光导纤维30的相对位置呈固定的状态。详细地说，光学元件10的光学部分12和光导纤维30的前端面的相对位置最好被固定。具体地说，光学部分12多半呈朝向光导纤维30的前端面的状态。另外，在本实施例中，光学部分12朝向半导体芯片20时的孔28。
光学元件10至少有一个(一般为两个或两个以上)电极。例如，也可以在形成了光学部分12的面上设置第一电极14。另外，在多个第一电极14中，也可以使至少一个电极为虚设电极。虚设电极也可以用与第一电极14相同的材料形成，但在光学元件10的内部是不进行导电性连接的电极。例如，用直线将全体连接起来，在描绘成三角形以上的多边形位置形成第一电极14，也可以使其中的至少一个或多个为虚设电极。通过这样处理，能将光学元件10稳定地支撑在三点以上的位置。
也可以在与设置了第一电极14的面不同的面上设置第二电极16。光学元件10是面发光激光器等半导体激光器时，也可以在与设置了第一电极14的面相反一侧的面上设置第二电极16。
半导体芯片20用来驱动光学元件10。在半导体芯片20中内置驱动光学元件10用的电路。在半导体芯片20上形成了导电性地连接内部电路的多个电极(或焊区)22。最好在形成了电极22的面上形成导电性地连接至少一个电极22的布线图形24。
导电性地连接半导体芯片20与光学元件10。例如，导电性地连接光学元件10的第一电极14和在半导体芯片20上形成的布线图形24。连接时可以使用导线等，但也可以通过作为焊料之一例的焊锡26等进行的金属接合或各向异性导电材料(膜)，将第一电极14与布线图形24接合起来。在此情况下，使光学元件10面朝下与半导体芯片20进行安装。通过这样处理，利用焊锡26不仅进行导电性连接，而且能固定光学元件10和半导体芯片20。另外，第一电极14中成为虚设电极的电极最好接合在布线图形24上。通过这样处理，能将光学元件10以稳定的状态固定在半导体芯片20上。
另外，光学元件10的第二电极16与布线图形24导电性地连接。连接时可以使用导线27，或者将导电糊剂从第二电极16一直设置到布线图形24。
在光学元件10和半导体芯片20之间也可以设置底填材料40。底填材料40覆盖光学元件10的光学部分12时，底填材料40最好是透明的。底填材料40覆盖并保护光学元件10和半导体芯片20的导电性连接部分，同时也保护光学元件10及半导体芯片20的表面。另外，底填材料40保持光学元件10及半导体芯片20的接合状态。
在半导体芯片20上也可以形成孔(例如通孔)28。光导纤维30被插入孔28中。避开内部电路，从形成了电极22的面直到与其相反一侧的面形成孔28。在孔28中，在形成了电极22的面一侧的开口部中也可以设置透光性的密封材料25。通过设置密封材料25，孔28的一侧被密封，能谋求光导纤维30的前端的定位。从与设置密封材料25的面相反一侧的面(背面)形成孔28，并将在设置密封材料25的面(表面)上形成的由SiO2或SiNx等构成的钝化膜留下，由此能设置密封材料25。最好在孔28的至少一个开口端部上形成圆锥形29。通过形成圆锥形29，能容易地将光导纤维30插入孔28中。
半导体芯片20也可以安装在基板42上。详细地说，半导体芯片20也可以通过粘接剂44粘贴在基板42上。在基板42上形成孔46。在与半导体芯片20上的孔28连通的位置上形成孔46。这样来设置粘接半导体芯片20和基板42用的粘接剂44，使其不妨碍两个孔28、46的连通，不将它们堵塞。基板42上的孔46呈带圆锥形的形状，以便在与半导体芯片20相反一侧的方向上内径变大。通过这样处理，能容易地插入光导纤维30。
基板42虽然可以用树脂、玻璃或陶瓷等具有绝缘性的材料形成，但也可以用金属等具有导电性的材料形成。基板42由具有导电性的材料形成时，最好在至少安装了半导体芯片20的面上形成绝缘膜43。另外，在以下的实施例中，作为基板42也能使用同样的材料。
另外，基板42最好具有高的热传导性。如果这样的话，基板42能促进光学元件10及半导体芯片20中的至少一方的热发散。在此情况下，基板42是散热片或散热器。在本实施例中，由于半导体芯片20粘接在基板42上，所以能直接使半导体芯片20冷却。另外，粘接半导体芯片20和基板42用的粘接剂44最好具有热传导性。另外，由于半导体芯片20被冷却，所以接合在半导体芯片20上的光学元件10也能被冷却。
布线图形48被设置在基板42上。另外，外部端子50也设置在基板42上。在本实施例中，外部端子50是引线。在基板42上形成的布线图形48例如通过导线52导电性地连接到半导体芯片20上的电极22、在半导体芯片20上形成的布线图形24、以及光学元件10的第一或第二电极14、16中的至少之一上。另外，布线图形48也可以与外部端子50导电性地连接。
光导纤维30包括芯子、以及呈同心圆状包围着它的包层，所以光在芯子和包层的边界上反射，光被密封在芯子内传播。另外，包层的周围多半用图中未示出的套管保护。
光导纤维30被插入半导体芯片20上的孔28中。光学元件10的光学部分12朝向半导体芯片20上的孔28内。因此，被插入孔28中的光导纤维30相对于光学部分12呈位置重合的状态。
光导纤维30还穿过基板42上的孔46。孔46的内径向半导体芯片20上的孔26的方向逐渐缩小，在与半导体芯片20相反一侧的面上，孔46的开口的内径比光导纤维30大。最好在光导纤维30与孔46的内表面之间的间隙中填充树脂等填充材料54。填充材料54具有使光导纤维30固定、防止脱开的功能。
在本实施例中，光学元件10及半导体芯片20用树脂56密封。树脂56还密封光学元件10和半导体芯片20的导电性连接部分、以及半导体芯片20和在基板43上形成的布线图形48的导电性连接部分。
如果采用本实施例的光学模块，则光学元件10及半导体芯片20被封装起来。因此，未必需要将驱动光学模块用的电路连接在光学模块上，所以容易处理。
如上那样构成本实施例，以下说明其制造方法。
首光，准备光学元件10、半导体芯片20及光导纤维30。光学元件10有光学部分12、第一及第二电极14、16。在半导体芯片20上，最好在形成了电极22的面上形成布线图形24。另外，可以在半导体芯片20上形成孔28。半导体芯片20上的布线图形24和孔28最好在准确的位置上相对地形成。
参照图2A～图2C，说明孔28的形成方法。这些图是通过半导体芯片20上形成孔28的部分的断面图。如图2A所示，在半导体芯片20上形成凹部21。在孔28开口的位置上形成凹部21。最好在孔28开口的两面形成凹部21。一般说来半导体芯片20多半由硅构成，所以能采用各向异性刻蚀，沿晶体表面形成其断面呈正三角形形状的凹部21。或者，也可以形成其断面呈四边形形状的凹部21。另外，凹部21的开口的平面形状不特别限定，但最好呈矩形。在凹部21的开口呈矩形的情况下，一边长度最好比光导纤维30的直径长。通过这样处理，能使凹部21的至少一部分呈圆锥形29。
其次，如图2B所示，在互相位于相反一侧的一对凹部21之间将半导体芯片20贯通。例如，能使用激光器。即，将激光照射在一个凹部21内，能贯通半导体芯片20。再在一对凹部21之间对贯通的孔进行刻蚀，将孔径扩大，如图2C所示，形成孔28。另外，在孔28的开口部最好留下凹部21的至少一部分。通过这样处理，能使孔28的至少一部分呈圆锥形29。
或者，也可以将光激电解研磨法(Optical  ExcitationElectropolishing Method)用于形成孔28。
本实施例包括导电性地连接光学元件10和半导体芯片20的工序。例如，将光学元件10的第一电极14和在半导体芯片20上形成的布线图形24接合起来。或者，将第一电极14和在半导体芯片20上形成的电极22接合起来。
作为接合方法，如果使用焊锡26，则能获得自对准的效果。即，如果使熔融的焊锡26介于第一电极14与布线图形24或电极22之间，则能利用熔融的焊锡26的表面张力，自动地进行光学元件10的位置重合。最好在布线图形24上形成设置焊锡26用的接触部。利用自对准的效果，能进行光学元件10的位置重合，所以能使光学元件10的光学部分12自动地朝向半导体芯片20上的孔28。
另外，导电性地连接光学元件10的第二电极16与在半导体芯片20上形成的布线图形24。连接时可以使用导线27。
本实施例包括将光学元件10及半导体芯片20中的至少一方安装在基板42上的工序。例如，用粘接剂44将半导体芯片20粘贴在基板42上。在半导体芯片20上形成孔28时，使基板42上的孔46与半导体芯片20上的孔28连通。
本实施例包括在基板42上设置外部端子50的工序。在本实施例中，在基板42上设置作为外部端子50的引线，同时与布线图形48导电性地连接起来。外部端子50通过布线图形48导电性地连接光学元件10及半导体芯片20中的至少一方。
本实施例包括使相对位置一致来配置光学元件10和光导纤维30的工序。例如，将光导纤维30插入在半导体芯片20上形成的孔28中。另外，如果在孔28的开口部形成圆锥形29，则能容易地插入光导纤维30。另外，如果基板42上的孔46也在朝向插入光导纤维30一侧的面上呈扩展形状，则容易插入光导纤维30。
只要将光导纤维30插入孔28中，就能进行光导纤维30和半导体芯片20的位置重合。如果准确地使半导体芯片20和光学元件10位置重合，则能进行光导纤维30和光学元件10的相对的位置重合。即，只要将光导纤维30插入孔28中，就能进行光导纤维30和光学元件10的相对的位置重合。
本实施例还可以包括谋求防止光导纤维30脱出的工序。例如，可以通过基板42上的孔46，将光导纤维30插入半导体芯片20上的孔28中，将填充材料54填充到基板42上的孔46中。如果使填充材料54硬化，就会将光导纤维30固定在基板42上，所以能谋求防止光导纤维30从半导体芯片20上的孔28中脱出。
本实施例还可以包括将光学元件10和半导体芯片20封装起来的工序。例如，将底填材料40填充到光学元件10和半导体芯片20之间。因此，能保护光学元件10及半导体芯片20的表面，能保护两者之间的导电性连接部分，能保持两者的接合状态。
另外，最好用树脂56等密封光学元件10及半导体芯片20的露出面、两者的导电性连接部分、光学元件10及半导体芯片20中的至少一方与在基板42上形成的布线图形48的导电性连接部分等。通过以上的工序，能获得光学元件10及半导体芯片20被封装起来的光学模块。
本发明不限定于上述实施例，如上所述能进行各种变形。
(第二实施例)
图3是表示应用本发明的第二实施例的光学模块的图。该光学模块在外部端子60的结构方面与第一实施例不同。即，外部端子60设置在基板62的面上。例如，在基板62的一个面上形成布线图形64，在基板62的另一面上形成通过通孔66导电性连接的外部端子60。外部端子60也可以是例如焊锡球。如果采用这样的结构，则能对光学模块进行面安装。本实施例的光学模块也能谋求利用树脂68等进行封装。
在本实施例中，除了上述的以外，其他方面能采用在第一实施例中说明过的内容，其详细说明从略。
(第三实施例)
图4是表示应用本发明的第三实施例的光学模块的图。该光学模块有引线框70，引线框70的前端部(外部引线)是外部端子72。
引线框70粘接在基板74上。在使用半导体装置用的引线框70时，基板74被粘接在引线框70的管心底座71上。粘接中能使用图中未示出的粘接剂。可以用树脂等形成基板74，还可以用硅或玻璃形成。在基板74上形成布线图形76。特别是用硅形成基板74时，能采用半导体装置的制造工序，能形成精密的布线图形76。
在本实施例中，光学元件78及半导体芯片80被安装在基板74上。另外，光学元件78及半导体芯片80采用面朝下焊接法接合在基板74上的布线图形76上。布线图形76利用导线75等导电性地连接在引线框70上。另外，利用导线77等导电性地连接布线图形76与光学元件78及半导体芯片80中的至少一方。
光导纤维82利用在基板74上形成的孔84进行定位。另外，最好在引线框70中的与基板74粘接的部分上形成避开光导纤维82的孔。
关于其他结构可以采用在第一实施例中说明过的内容。本实施例的光学模块也能利用树脂86等进行封装。
另外，即使使用内置了不使用半导体而形成的电路的芯片，来代替本发明的“半导体芯片”，也能获得与本发明相同的作用与效果。
(第四实施例)
图5是表示应用本发明的实施例的光传递装置的图。光传递装置90是将计算机、显示器、存储装置、打印机等电子装置92互相连接起来用的装置。电子装置92也可以是信息通信装置。光传递装置90可以是在电缆94的两端设置了插头96的构件。电缆94包括一条或多条(至少一条)光导纤维30(参照图1)。插头96中内置了半导体芯片20。光导纤维30、光学元件10或半导体芯片20的安装状态如上所述。
连接在光导纤维30的一个端部的光学元件20是发光元件。从一个电子装置92输出的电信号由作为发光元件的光学元件20变换成光信号。光信号通过光导纤维30输入给另一个光学元件20。该光学元件20是受光元件，它将输入的光信号变换成电信号。电信号被输入另一电子装置92。这样，如果采用本实施例的光传递装置90，则能利用光信号进行电子装置92的信息传递。
(第五实施例)
图6是表示应用了本发明的实施例的光传递装置的使用形态的图。光传递装置90连接在各电子装置100之间。作为电子装置100可以举出液晶显示监视器或与数字对应的CRT(金融、通信销售、医疗、教育等领域中使用的机器)、液晶投影仪、等离子体显示板(PDP)、数字TV、零售店用的转帐机(POS(Point of Sale Scanning)用)、电视机、调谐器、游戏机、打印机等。
(第六实施例)
图7是表示应用了本发明的实施例的光学模块的图。该光学模块包括半导体芯片110、多个光学元件10、以及多条光导纤维30。在半导体芯片110上形成多个孔112，各光导纤维30被插入各孔112中。对应于各光学元件10设置各光导纤维30。图7所示的例是有4个光学元件10的光学模块，将它用于彩色图像信号的传输时，光学元件10及光导纤维30被用来发送和接收R、G、B信号及时钟信号。
其他结构能采用在第一实施例中说明过的内容。本实施例的光学模块也能用树脂等进行封装。
(第七实施例)
图8是表示应用了本发明的实施例的光学模块的图。该光学模块有光学元件210、半导体芯片220及光导纤维30。在光学元件210上设置挡块214，以便光导纤维30的前端部不接触光学部分212。挡块214被设置在光学元件210的设置了光学部分212的面上与光导纤维30的前端面的范围内对应的位置。挡块214的高度比光学部分212高，所以能防止光导纤维30的前端面接触光学部分212。
在半导体芯片220上形成将光导纤维30插入用的孔222。孔222呈具有开口端部、以及比开口端部的直径大的中间部的形状。由圆锥部连接开口端部和中间部。
这样的孔222能如下形成。首先，在半导体芯片220上形成被构图的层，以便在形成孔222的区域进行开口。该层可以是抗蚀剂，也可以是氧化膜，还可以是采用化学气相淀积(CVD)法形成的膜。然后，对抗蚀剂等层的开口部(半导体芯片220的表面)进行刻蚀。刻蚀时最好采用干刻蚀。干刻蚀可以是反应性离子刻蚀(RIE)。另外，作为刻蚀也可以采用湿法刻蚀。这样，能在半导体芯片220的表面上形成坑(不贯通的穴)。
然后，在半导体芯片220上形成了坑的部分，使用激光(例如YRG激光或CO2激光)等，形成小孔。激光束能识别坑的位置进行照射。可以只从半导体芯片220的一面照射激光束，形成小孔，也可以从半导体芯片220的两面(按顺序或同时)照射激光束。如果从两面照射激光束，则对半导体芯片220的影响小。另外，从两面照射激光束时，最好在半导体芯片220的两面形成坑。
其次，使小孔扩大，形成孔222。例如，采用湿法刻蚀，刻蚀小孔的内壁面即可。作为刻蚀液，例如可以使用氰氟酸和氟化铵的混合水溶液(缓冲氰氟酸)。然后，如果需要，则将抗蚀剂等的层除去。
另外，也可以在形成孔222之后形成半导体芯片220，但在有孔222时难以形成元件的情况下，先形成元件。
其他结构能采用在第一实施例中说明过的内容。本实施例的光学模块也能用树脂等进行封装。另外，最好在孔222的内部填充固定光导纤维30的填充材料54。
在上述的实施例中，作为光波导路径使用了光导纤维，但也可以使用片状或带状的光波导路径。光波导路径也可以用聚酰亚胺树脂形成。

Claims (21)

1.一种光学模块，其特征在于包括：
光波导路径；
具有光学部分的光学元件；以及
导电性地与上述光学元件连接的半导体芯片；
上述光学元件及上述半导体芯片被封装起来；
在上述半导体芯片上形成通孔；
上述光波导路径被插入上述通孔中；以及
配置上述光学元件，以使上述光学部分与被插入的上述光波导路径的一个端面相对。
2.根据权利要求1所述的光学模块，其特征在于：
在上述通孔中形成具有透光性的密封材料。
3.根据权利要求1或2中所述的光学模块，其特征在于：
在上述光学元件和上述半导体芯片之间设置底填材料。
4.根据权利要求1或2中所述的光学模块，其特征在于：
在上述半导体芯片上形成布线图形，
在上述光学元件上形成多个电极，
上述多个电极中的至少一个导电性地连接在上述布线图形上。
5.根据权利要求1或2中所述的光学模块，其特征在于：
还包括支撑上述半导体芯片及上述光学元件中的一方的基板。
6.根据权利要求5所述的光学模块，其特征在于：
上述基板促进上述半导体芯片及上述光学元件中的一方的散热。
7.根据权利要求5所述的光学模块，其特征在于：
还有设置在上述基板上、导电性地连接到上述光学元件及上述半导体芯片中的至少一方上的外部端子。
8.根据权利要求1或2中所述的光学模块，其特征在于：
用树脂密封上述半导体芯片及上述光学元件。
9.一种半导体装置，其特征在于：
具有：
形成光学部分的光学元件；和
导电性地与上述光学元件连接的半导体芯片；
上述光学元件及上述半导体芯片被封装起来；
在上述半导体芯片上形成通孔，上述光学元件的上述光学部分与上述半导体芯片的上述通孔相对。
10.一种光传递装置，其特征在于包括：
具有发光部的发光元件；
与上述发光元件导电性地连接并被封装起来、具有第1通孔的第1半导体芯片；
具有受光部的受光元件；以及
与上述受光元件导电性地连接并被封装起来、具有第2通孔的第2半导体芯片；以及
一端插入在与上述发光元件一起被封装起来的上述第1半导体芯片的上述第1通孔中，而另一端插入在与上述受光元件一起被封装起来的上述第2半导体芯片的上述第2通孔中的光波导路径；
上述发光元件被配置以使上述发光部和被插入的上述光波导路径的一端的端面相对；
上述受光元件被配置以使上述受光部和被插入的上述光波导路径的另一端的端面相对。
11.根据权利要求10所述的光传递装置，其特征在于还包括：
连接在上述发光元件上的插头；以及
连接在上述受光元件上的插头。
12.一种光学模块的制造方法，该光学模块至少具有：光波导路径、具有光学部分的光学元件、以及半导体芯片，该光学模块的制造方法的特征在于包括：
在上述半导体芯片上形成通孔的工序；
导电性地连接上述光学元件与上述半导体芯片的工序；
使相对位置对齐来配置上述光波导路径和上述光学元件的工序；和
将上述光学元件及上述半导体芯片封装起来的工序；
使相对位置对齐来配置上述光波导路径和上述光学元件的工序包括将上述光波导路径插入上述通孔中的工序。
13.根据权利要求12所述的光学模块的制造方法，其特征在于：
在上述半导体芯片上形成布线图形，上述光学元件有多个电极，
导电性地连接上述光学元件与上述半导体芯片的工序中将上述多个电极中的至少一个接合在上述布线图形上。
14.根据权利要求13所述的光学模块的制造方法，其特征在于：
用焊料将上述电极和上述布线图形接合起来，利用熔融的焊料的表面张力，进行上述光学元件和半导体芯片的位置重合。
15.根据权利要求12所述的光学模块的制造方法，其特征在于：
利用激光器形成上述通孔。
16.根据权利要求12所述的光学模块的制造方法，其特征在于：
通过刻蚀形成上述通孔。
17.根据权利要求12所述的光学模块的制造方法，其特征在于：
还包括在上述半导体芯片上的上述通孔开口的区域中通过各向异性刻蚀形成凹部，利用激光器贯通上述凹部，从而在所述上述半导体芯片上形成上述通孔的工序。
18.根据权利要求12至17中的任意一项所述的光学模块的制造方法，其特征在于：
还包括在上述半导体芯片和上述光学元件之间填充底填材料的工序。
19.根据权利要求12至17中的任意一项所述的光学模块的制造方法，其特征在于：
用树脂封装上述光学元件及上述半导体芯片来进行将上述光学元件及上述半导体芯片封装起来的工序。
20.根据权利要求12至17中的任意一项所述的光学模块的制造方法，其特征在于：
还包括在上述半导体芯片及上述光学元件中的一方上设置基板的工序。
21.根据权利要求20所述的光学模块的制造方法，其特征在于：
还包括将导电性地连接到上述光学元件及上述半导体芯片中的至少一方的外部端子设置在上述基板上的工序。
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