JP4604301B2 - 光センサ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は光センサに係り、詳しくは、車載用光センサ、例えば、ヘッドライト等を自動的に点灯/消灯するオートライトセンサやカーエアコンでの日射補正を行うための日射センサとして用いると好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、車載用の光センサ(オートライトセンサ、日射センサ等)において、センシングエレメント(フォトダイオード)と信号処理回路をワンチップ内に集積化し、これによりセンサの小型化、高機能化、コストダウンを図りたいという要望がある。
【0003】
この種の光センサICが特開平10−173158号公報にて開示されている。この光センサICは、強い光(太陽光)の影響による回路の誤動作を確実に防止するために、遮光膜端部とトランジスタ端部の距離を規定したものである。
【0004】
ところが、太陽光を遮光し、トランジスタの誤動作を防止するには遮光膜を広い領域にわたり形成する必要があり、チップサイズの拡大につながる。また、光センサをオートライト用として使用する場合には、薄暮時の明るさ(低照度)、つまり、日没直前の微弱光を検出すべく光に対する十分な感度を必要する。このためには、フォトダイオードの面積を大きくし検出信号を大きくすることが必要となるが、このことは光センサICを考えた場合、チップサイズの拡大につながる。
【0005】
また、従来のワンチップ集積化センサでは、信号処理回路を構成する素子を作り込んだ基板にフォトダイオードを形成するため、基板コスト・工程コストが高くなりやすく、コストアップにつながる。
【0006】
さらに、ワンチップ集積化センサでは中央部にフォトダイオードを配置するため、回路素子のレイアウトに制約が発生し、信号処理回路部の占有面積が大きくなったりコストアップを招きやすい。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の目的は、新規な構成にて回路の誤動作を防止しつつ小型で低コストな光センサを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、信号処理回路の回路構成用素子が第1の半導体チップの上面表層部に形成されてなり、光電変換素子が第2の半導体チップの上面表層部に形成されてなるとともに、同第2の半導体チップの上面端部には当該光電変換素子の電極が、且つ同第2の半導体チップの下面には遮光膜としての金属膜がそれぞれ形成されてなり、第2の半導体チップの上面端部に設けられた光電変換素子の電極は同第2の半導体チップの基板をスルーする電極構造により第1の半導体チップの上面表層部に形成された信号処理回路の電極に対して電気接続可能とされてなり、第1の半導体チップの上面表層部に形成された信号処理回路の回路構成用素子を上記第2の半導体チップの下面に形成された遮光膜にて覆うように第1の半導体チップの上面に第2の半導体チップが接着されてなることを特徴としている。
【0009】
よって、第2の半導体チップの上面表層部に形成した光電変換素子において、光が受光され電気信号に変換される。そして、第1の半導体チップの上面表層部に形成した回路構成用素子にて構成された信号処理回路において、光電変換素子の電気信号が処理される。また、第2の半導体チップの下面に形成された遮光膜としての金属膜にて回路構成用素子が覆われ、信号処理回路の誤動作が防止される。
【0010】
このように、信号処理回路を構成する回路構成用素子と光電変換素子とが異なるチップに形成されているので、遮光膜の占有面積を極力小さくできチップサイズの縮小化を図ることができる。特に、微弱光を検出すべく光電変換素子の面積を大きくし検出信号を大きくするときにもチップサイズの縮小化を図ることができる。
【0011】
また、信号処理回路を構成する回路構成用素子を作り込んだチップと別のチップに光電変換素子を作製するため、加工コストを下げることができる。さらに、従来のワンチップ集積化センサのように中央部に光電変換素子を配置することによる回路素子のレイアウトの制約を受けること無く、信号処理回路部の占有面積を小さくできるとともにコストダウンを図ることができる。
【0012】
このようにして、新規な構成にて回路の誤動作を防止しつつ小型で低コストな光センサとすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した実施の形態を図面に従って説明する。
本実施の形態の光センサは車両に搭載され、カーエアコン制御のための日射検出機能およびライトコントロール用の外光検出機能を有する光センサとして用いられる。本カーエアコンにおけるオートエアコンシステムは、乗用車の前席での左右の乗員に独立に温度制御でき、乗員が車室内の温度を希望の温度に設定すると、左右独立温度制御を行い空調システムの吹出し温度や風量などを自動調節することにより日射の当たる側の温度を下げて日射の強さによる影響を自動補正し、車室内温度を常に一定に保つようになっている。また、ライトコントロールシステムは、自動車のヘッドライト等を自動的に点灯/消灯させるシステムである。
【0014】
図1には、本例の光センサの縦断面図を示す。
図1において、光センサ1は、コネクタを兼ねるセンサハウジング2と、センサチップ3と、スリット板(遮光板)4と、光学レンズ5と、ターミナル6とを備えている。センサハウジング2は、ケース7とホルダ8から構成され、両部材7,8は共に合成樹脂よりなる。ケース7は、円筒状をなし、立設した状態で使用される。また、ホルダ8は、ケース7内の上部に嵌入されている。ここで、センサハウジング2がケース7とホルダ8にて構成されていることから、ケース7を共通部材とし、ホルダ8(光電変換素子実装部とコネクタ部)をセンサ仕様毎に変えて用いることができる。
【0015】
ケース7の外周面にはセンサ取付け爪9が設けられており、光センサ1が自動車のダッシュパネル10の取付け孔10aに対し図1中、X方向に挿入され、センサ取付け爪9の外方への付勢力により本センサ1がダッシュパネル10に取り付けられる。
【0016】
ホルダ8の上面中央部において、台座11の上にセンサチップ3が配置されている。また、ホルダ8にはセンサ信号を外部に出力するための外部出力端子としてのターミナル6がインサート成形され、ホルダ8の中にターミナル6を埋設した構造となっている。ターミナル6の一端がホルダ8の上面に露出し、ターミナル6の他端がホルダ8の下面から突出している。このターミナル6の上端部がセンサチップ3と電気的に接続されている。
【0017】
センサチップ3の上方において、ホルダ8の上面にはスリット板4がセンサチップ3を覆うように支持されている。スリット板4は遮光材料よりなり、その中央部には上下に貫通するスリット(透孔)12が形成されている。スリット板4のスリット12の位置はセンサチップ3の真上に設定されている。
【0018】
光学レンズ5は着色ガラスや樹脂(半透明材)よりなり、お碗型をなしている。光学レンズ5がホルダ8の外周面に嵌入され、センサチップ3の上方においてセンサハウジング2に支持されている。さらに、光学レンズ5の内周面(下面)の中央部には凹部13が形成され、この凹部13により光学レンズ5がレンズ機能を持つことになる。
【0019】
本例においては、光学レンズ5とスリット板4により、光の入射角に応じてセンサチップ3への光量を変更する光量変更部材が構成されている。
図2には、台座11の上のセンサチップ3を示す。また、図3には図2のA−A線での縦断面図を示す。
【0020】
図2において、第1の半導体チップとしての第1のシリコンチップ(シリコン基板)15の上に第2の半導体チップとしての第2のシリコンチップ(シリコン基板)16が、第1のシリコンチップ15の上面と第2のシリコンチップ16の下面が向かい合うように搭載されている。第2のシリコンチップ16はN型シリコン基板よりなり、その上面表層部にはP+ 型領域17,18が形成され、このPN接合部には光照射時に光電流が発生する。当該P+ 型領域17,18にてフォトダイオード(光電変換素子)DR ,DL が構成されている。
【0021】
P+ 型領域17,18(フォトダイオードDR ,DL )は半円状をなし、車両の前後方向に延びる軸(方位角=0°の基準となる軸)Lcentに対し左右に配置され、2D(2素子)タイプの光センサとなっている。これにより左右方位を検出する日射センサとして機能することになる。
【0022】
図3に示すように、シリコンチップ(N型基板)16の上面表層部において、P+ 型領域17の端部にはP+ 型領域19が形成されるとともに、その外周側に離間してN+ 型領域20が形成されている。シリコンチップ16の表面部は薄いシリコン酸化膜21と厚いシリコン酸化膜22が形成されるとともに、P+ 型領域19に接するアルミ配線23が配置され、さらに、アルミ配線23はボンディングパッド24に接続されている。ボンディングパッド24は図2に示すようにシリコンチップ16の外周部に位置している。このフォトダイオードDR の構成に対応するようにフォトダイオードDL においても同様の構成となっており、図2に示すごとくボンディングパッド39を有する。また、ボンディングパッド62はアルミ配線(図示せず)を介してN+ 型領域20に接続されている。
【0023】
さらに、図3において、第2のシリコンチップ16の裏面(下面)には金属膜25が全面に形成され、金属膜25には、例えば、AlやAu/Ni/Ti等の電極材料が用いられる。この金属膜25は、後記する回路構成用素子を覆う遮光膜として機能する。
【0024】
このように、N型シリコン基板16における上面表層部にP+ 型領域17,18が形成され、光を受光して電気信号に変換するフォトダイオードDR ,DL が構成され、パッド24(39)によりフォトダイオードDR ,DL の受光に伴う電気信号(光電流)を外部に引き出すことができるようになっている。
【0025】
また、図3に示すように、第1のシリコンチップ15はP型シリコン基板よりなり、その上面表層部にはN- 型エピタキシャル層26が形成されている。このN- 型エピタキシャル層26にはPN接合にて分離された多数の島が区画形成され、各島には信号処理回路を構成する回路構成用素子が形成されている。信号処理回路は、フォトダイオードDR ,DL の電気信号を処理するための回路であり、図3においては、回路構成用素子としてトランジスタ27およびIIL素子28が示されている。
【0026】
図3のIIL素子28において、P型とN型の不純物拡散領域が形成され、アルミによる配線がなされている。同様に、トランジスタ27においても、P型とN型の不純物拡散領域が形成され、アルミによる配線がなされている。さらに、薄膜抵抗部においてはシリコン酸化膜30の上にレーザトリム調整用薄膜抵抗素子29が形成されている。詳しくは、レーザトリム調整用薄膜抵抗素子29は、Cr−Si膜等をスパッタ法により成膜し、所定の形状にフォトエッチングしたものである。また、レーザトリム調整用薄膜抵抗素子29の両端部にはアルミ配線が接続されている。レーザトリム調整用薄膜抵抗素子29はその一部がレーザトリミングされている。この薄膜抵抗素子29のレーザトリミングは、ワイヤーボンディグを行った後に行われる。尚、図面の都合上、薄膜抵抗素子29はN型シリコン基板16の下に隠れているが、実際にはパッド部と同様にN型シリコン基板16に覆われない位置に形成されている。
【0027】
ここで、信号処理回路を構成するトランジスタ27やIIL素子28等の回路構成用素子はシリコン基板15に通常のIC製造に用いられる拡散等により形成されたものであり、素子としてはトランジスタ27、IIL素子28の他にも、抵抗、コンデンサ等の素子を含む。
【0028】
また、第1のシリコンチップ15の外周部において、シリコン酸化膜30の上にボンディングパッド31が配置されている。
第1のシリコンチップ15上に配置したアルミ配線の上には、TEOS酸化膜32、SOG膜33、TEOS酸化膜34が形成され、その上には表面保護膜35が形成されている。
【0029】
このように構成された第1のシリコンチップ15の上に第2のシリコンチップ16が接着層36を介して接合されている。この状態においては、信号処理回路を構成する回路構成用素子(27,28)の上方には遮光膜としての金属膜25が位置している。金属膜25は回路構成用素子(27,28)の誤作動、つまり、信号処理回路の誤作動を防止する機能を有する。
【0030】
ここで、信号処理回路形成チップ15とフォトダイオード形成チップ16のサイズに関し、信号処理回路形成チップ15の上にフォトダイオード形成チップ16を接着しやすいように、信号処理回路形成チップ15の方が大きくなっている(図2参照)。また、回路素子の誤作動を防ぐための遮光膜端部からの距離が分かっており、センサチップサイズはこれにより決定されている。これよりはみ出る箇所にはトランジスタ27は置かずに薄膜抵抗素子29等の受動素子を配置している(図3参照)。
【0031】
また、シリコンチップ16のパッド24とシリコンチップ15のパッド31とはボンディングワイヤー37にて結線されている。同様に、図2に示すように、フォトダイオードDL に対応するチップ16のパッド39とチップ15のパッド40とがボンディングワイヤー38にて結線されている。また、シリコンチップ16のパッド62とシリコンチップ15のパッド64とはボンディングワイヤー63にて結線されている。
【0032】
そして、外部からフォトダイオードDR ,DL に向けて光が入射した時には、その光は図3の薄いシリコン酸化膜21を通過してP+ 型領域17,18に至る。N型基板とP+ 型領域とのPN接合近傍に光が入ると、電子−正孔対が発生する。発生した少数キャリア、即ち、P+ 型領域およびN型基板で発生した電子および正孔が両領域で互いに逆向きに移動する。このとき、N型基板からP+ 型領域へ向かう電流が流れる。この光電流は入射光量に比例している。この光電流はパッド24(39)およびボンディングワイヤー37(38)を通して信号処理回路に送られ、信号処理回路において所定の信号処理が行われる。
【0033】
尚、図3のレーザトリム調整用薄膜抵抗素子29の下方にはN+ 型領域41が形成されている。
図4は、同センサの電気的構成を示す図である。つまり、前記フォトダイオードDR ,DL から出力される信号を処理する信号処理回路の一例を示すものである。
【0034】
信号処理回路42はカレントミラー回路43,44および処理回路45,46を具備している。カレントミラー回路43にはフォトダイオードDL が接続されており、フォトダイオードDL は入射する光の量に応じた信号、つまり、光電流iLを出力する。同様に、カレントミラー回路44にはフォトダイオードDR が接続されており、フォトダイオードDR は入射する光の量に応じた信号、つまり、光電流iRを出力する。
【0035】
処理回路45はカレントミラー回路43により生成された信号i1を増幅する電流増幅回路であり、詳しくは、演算増幅器47、トランジスタ48、抵抗49,50からなり、電流i1に比例した電流信号IOUT Lを生成出力する。同様に、処理回路46はカレントミラー回路44により生成された信号i2を増幅する電流増幅回路であり、詳しくは、演算増幅器51、トランジスタ52、抵抗53,54からなり、電流i2に比例した電流信号IOUT Rを生成出力する。
【0036】
信号IOUT L,IOUT Rにより、日射が当たっている側(運転席あるいは助手席)とその光の強さが分かる。具体的には、図5に示すように、方位が出力比(=IOUT R/(IOUT L+IOUT R)またはIOUT L/(IOUT L+IOUT R)にて検出できるとともに、総受光量が(IOUT L+IOUT R)にて検出できる。このようにして、日射センサとして機能する時は、太陽光の入射方向(左右角)およびその光量に応じた出力IOUT L,IOUT Rを得ることができ、また、ライトコントロール用として機能する時は、薄暮時やトンネル内で、太陽の直接光ではなく周囲全体からの入射光に対しての出力(IOUT L+IOUT R)を得ることができ、かつ、その際は全フォトダイオードDR ,DL を使うことで、微弱な入射光に対し効率がよい。
【0037】
図4の処理回路45,46には外部機器である空調用マイコン55およびライト制御回路56が接続されている。空調用マイコン55によりエアコンユニット57の制御が行われる。詳しくは、エアコンユニット57はブロワ、クーラ、ヒータ等を含むものであり、車両のインパネ内に搭載されている。空調用マイコン55は処理回路45,46の出力信号IOUT L,IOUT Rを入力して、左右の光強度からエアコンユニット57を制御して日射の当たる側(運転席あるいは助手席)の吹出し風量を増やし、温度を下げる。また、ライト制御回路56によりヘッドライト58の点灯/消灯制御が行われる。
【0038】
次に、このように構成した光センサ1の作用を説明する。
図1の光学レンズ5の表面側に照射された光は光学レンズ5を通過し、スリット板4に照射される。さらに、スリット板4のスリット12を通過した光はセンサチップ3のフォトダイオードDR ,DL に照射される。この光照射によりフォトダイオードDR ,DL から信号が出力される。つまり、センサ表面(光学レンズ5)に照射された光は、レンズ材の屈折率と形状により光路変更され、センサチップ3に向かって出射され、スリット板4のスリット12を通してセンサチップ3に至る。
【0039】
このとき、真上から来た光(仰角90°の光)は、光学レンズ5からスリット板4のスリット12を通してセンサチップ3に導かれ、図2の軸Lcent上に光が当たる。また、真上ではなく左右方向から来た光、つまり、低仰角で、かつ右あるいは左からの光に対しては軸Lcentに対し左右のいずれかの領域に光が多く当たり、かつ、その当たる領域は入射方向とは反対側になる。このように、光学レンズ5およびスリット板4により光量変調された光は、センサチップ3の表面に照射されるが、照射された光の角度(方位角)によって受光面側の照射範囲が変化する。
【0040】
このようにして、光センサ1に入射した光はスリット板4のスリット12を通してフォトダイオードDR ,DL 側に送られ、基準となる軸(方位角=0°)Lcentの左右に配置されたフォトダイオードDR ,DL に受光され、光量に応じた信号に変換される。さらに、図4の信号処理回路42にてフォトダイオードDL ,DR での光電流に応じた電流IOUT L,IOUT Rが生成される。この電流IOUT L,IOUT Rにより、空調用マイコン55は方位(左右)と日射量を検出して、カーエアコンの左右独立空調、つまり、検出光量によって左右の席の空調を行う。また、電流IOUT L,IOUT Rの総和(IOUT L+IOUT R)によりライト制御回路56はヘッドライト58を自動的に点灯/消灯する。詳しくは、薄暮やトンネル内において点灯し、昼間にトンネルを抜けると消灯する。
【0041】
また、図3のシリコンチップ15における信号処理回路を構成するトランジスタ27やIIL素子28等の回路構成用素子が遮光膜としての金属膜(裏面電極)25にて覆われている。よって、トランジスタ27に直接、太陽光が照射されると誤動作するが第2のシリコンチップ16の裏面電極形成用金属膜25が遮光膜として作用するため誤動作を防止することができる。
【0042】
この遮光に関し、より詳しくは、光センサは太陽光を検知するものであり、太陽光の分光スペクトルは近赤外まで及ぶため、フォトダイオードが形成されたシリコンチップ16を透過して回路素子表面まで光が一部到達する。つまり、シリコン材料の光吸収係数からシリコン基板(厚さ400μm)16があれば大部分の太陽光は遮光できるが、完全ではない。それ故、裏面電極25を遮光膜として用いて完全に遮光することができる。
【0043】
次に、センサチップ3の製造方法を、図6〜図16および図3を用いて説明する。なお、工程説明は図2のA−A断面で行う。
まず、図6に示すように、P型シリコン基板15を用意し、その表層部にN型エピタキシャル層26を形成する。そして、通常のIC製造に用いられる拡散等により、信号処理回路を構成するトランジスタ27やIIL素子28等を形成する。また、シリコン基板15の表面にシリコン酸化膜30を形成する。
【0044】
そして、図7に示すように、薄膜抵抗部において、基板15の表面に配置したシリコン酸化膜30の上に、レーザトリム調整用薄膜抵抗素子29を形成する。さらに、図8に示すように、トランジスタ27、IIL素子28、薄膜抵抗素子29等に対するアルミ配線を形成する。そのまま、アルミ配線材を用いてパッド31を形成する。
【0045】
引き続き、図9に示すように、TEOS酸化膜32、SOG膜33、TEOS酸化膜34を形成する。さらに、図10に示すように、その上に表面保護膜35を形成する。ただし、ボンディングパッド31は露出させる。
【0046】
一方、図11に示すように、N型のシリコン基板16を用意し、その表層部に、通常のIC製造に用いられる拡散等により、フォトダイオードDR ,DL となるP+ 型領域17(18),19およびN+ 型領域20を形成する。また、シリコン基板16の表面にシリコン酸化膜21,22を形成する。さらに、図12に示すように、アルミ配線23およびパッド24を形成する。
【0047】
その後、図13に示すように、シリコン基板16の裏面全体に、金属膜25を形成する。このシリコン基板16の裏面全体に設けた金属膜(電極)25は遮光膜となる。さらに、図14に示すように、シリコン基板16の裏面での金属膜25に接着シート36を貼り付ける。
【0048】
一方、図15に示すように、前述した信号処理回路を形成したシリコンチップ15を、台座11の上にダイマウントする。さらに、このシリコンチップ15に対し、図16に示すように、その上に、フォトダイオードDR ,DL を形成したシリコンチップ16をダイマウントする。
【0049】
このとき、柔らかい接着シート36を用いてシリコンチップ16をマウントすることにより、シリコンチップ15の上面に凹凸があっても接合することができる。なお、シリコンチップ15の接合面(上面)を平坦化した後にマウントしてもよい。
【0050】
最後に、図3に示すように、チップ16のパッド24とチップ15のパッド31を、金線等のボンディングワイヤー37にて結線する。
このように、本実施の形態は下記の特徴を有する。
(イ)図2に示したように、第1のシリコンチップ15の上に第2のシリコンチップ16を第1のシリコンチップ15の上面と第2のシリコンチップ16の下面が向かい合うように搭載し、第2のシリコンチップ16における上面表層部にフォトダイオードDR ,DL を形成するとともに、図3に示すように、第1のシリコンチップ15における上面表層部に信号処理回路を構成するトランジスタ27等を形成し、さらに、第2のシリコンチップ16の下面にトランジスタ27等を覆う遮光膜25を形成した。
【0051】
よって、信号処理回路を構成するトランジスタ27等とフォトダイオードDR ,DL とが異なるチップ15,16に形成されているので、遮光膜25の占有面積を極力小さくできチップサイズの縮小化を図ることができる。つまり、フォトダイオードと信号処理回路を集積化した光センサIC(ワンチップIC)では、チップ面積はその和となるため、平面として4mm□以上が必要となるが、本例のように2つのチップ15,16を重ねて配置した2階建構造とすると、フォトダイオード形成チップ16が2.5mm□程度であり、信号処理回路形成チップ15が3mm□程度で済むことになる。特に、微弱光を検出すべくフォトダイオードDR ,DL の面積を大きくし検出信号を大きくするときにもチップサイズの縮小化を図ることができる。
【0052】
また、信号処理回路を構成する回路構成用素子を作り込んだチップ15と別のチップ16にフォトダイオードDR ,DL を作製するため、加工コストを下げることができる。さらに、図3のごとく第1のシリコンチップ15においては1層のアルミ配線(電極)のみを配置しただけであり、従来のワンチップ集積化センサのように遮光膜を配置するための2層電極工程を不要にでき、工程コストを下げることができる。さらには、従来のワンチップ集積化センサのように中央部にフォトダイオードを配置することによる回路素子のレイアウトの制約を受けること無く、信号処理回路部の占有面積を小さくできるとともにコストダウンを図ることができる。
【0053】
このようにして、回路の誤動作を防止しつつ小型で低コストな光センサとすることができる。
また、従来のワンチップ化した光センサICではシリコン基板の表面層(具体的には、図3のN- 型エピタキシャル層26)のみをフォトダイオードとして用いるのに対して、本実施形態ではシリコン基板16の縦方向全面を使うことができるので光電流を大きくすることができる。さらに、チップ16の裏面に金属膜25を設けることにより金属膜25からの反射光による光電流も使うことができ、出力が増加する。
【0054】
なお、これまでの説明においては光電変換素子としてフォトダイオードを用いたが、他にも例えばフォトトランジスタを用いてもよい。
また、これまでの説明では2つの光電変換素子で構成した2Dタイプの光センサに適用したが、図17に示すように、1Dタイプの光センサであってもよい。図17の場合には、光学レンズ60の下面にはフレネルレンズ61を形成している。つまり、プリズムの集合体レンズ(フレネルレンズ)61を用いて光学レンズ60にレンズ機能を持たせている。
【0055】
また、チップ15とチップ16の電気接続は、ワイヤボンディングを用いたが、他にも、基板をスルーする電極構造ならば半田や共晶金属による電気接続でもよい。つまり、例えば、フリップチップ方式にて上側チップのバンプを半田付けにて接合するようにしてもよい。
【0056】
また、遮光膜は金属膜に限ること無く、要は、太陽光を遮光できる材料・膜厚であればよい。
さらに、図3においては、積層するチップの上側チップ16の裏面(下面)に遮光膜25を形成したが、以下のように実施してもよい。
【0057】
遮光を遮光膜25により行うのではなく、遮光膜25が無い状態でも他の部材を用いて遮光するようにしてもよい。具体的には、図3に代わる図18に示すように、接着層36に遮光機能を持たせる。つまり、接着層36は接着剤でも熱圧着フィルム(ラミネート)でもよく、ポリイミド等の材料よりなる。この接着層36に対しカーボンや金属の微粉末を混合する。その結果、図3の上側チップ16の下面ではなく両チップ15,16間において遮光機能を有する接着層36にて遮光することができる。即ち、遮光膜を、両チップ15,16を接着するための接着部材にて構成することもできる。
【0058】
あるいは、図3に代わる図19に示すように、第1のシリコンチップ15の表面において表面保護膜35a,35bの間にアルミ膜よりなる遮光膜70を形成する。この場合、製造の際において表面保護膜35aの上に遮光用アルミ膜70を成膜し、パターニングにより所定の領域を露出させる。具体的には、薄膜抵抗部でのレーザトリム調整用薄膜抵抗素子29に対しワイヤーボンディグ後にレーザトリミングできるようにしておく。このようにして、図3の上側チップ16の下面ではなく下側チップ15側においてアルミ製遮光膜70にて遮光することができる。即ち、遮光膜を、第1の半導体チップ15における表面部に形成することもできる。
【0059】
図18,19を用いて説明したように、遮光膜は第2の半導体チップ16と第1の半導体チップ15の間に配置されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態における光センサの縦断面図。
【図2】 センサチップの説明図。
【図3】 図2のA−A断面図。
【図4】 センサの回路構成図。
【図5】 方位角に対する出力比を示す図。
【図6】 製造工程を説明するための断面図。
【図7】 製造工程を説明するための断面図。
【図8】 製造工程を説明するための断面図。
【図9】 製造工程を説明するための断面図。
【図10】 製造工程を説明するための断面図。
【図11】 製造工程を説明するための断面図。
【図12】 製造工程を説明するための断面図。
【図13】 製造工程を説明するための断面図。
【図14】 製造工程を説明するための断面図。
【図15】 製造工程を説明するための断面図。
【図16】 製造工程を説明するための断面図。
【図17】 別例の光センサの縦断面図。
【図18】 別例の光センサの縦断面図。
【図19】 別例の光センサの縦断面図。
【符号の説明】
1…光センサ、3…センサチップ、15…第1のシリコンチップ、16…第1のシリコンチップ、25…金属膜、27…トランジスタ、28…IIL素子、36…接着層、42…信号処理回路、70…遮光用アルミ膜、DR ,DL …フォトダイオード。
Claims (3)
- 光電変換素子により光を受光して電気信号に変換するとともに、信号処理回路により光電変換素子の電気信号を処理する光センサであって、
前記信号処理回路はその回路構成用素子が第1の半導体チップの上面表層部に形成されてなり、前記光電変換素子は第2の半導体チップの上面表層部に形成されてなるとともに、同第2の半導体チップの上面端部には当該光電変換素子の電極が、且つ同第2の半導体チップの下面には遮光膜としての金属膜がそれぞれ形成されてなり、前記第2の半導体チップの上面端部に設けられた光電変換素子の電極は同第2の半導体チップの基板をスルーする電極構造により前記第1の半導体チップの上面表層部に形成された信号処理回路の電極に対して電気接続可能とされてなり、前記第1の半導体チップの上面表層部に形成された前記信号処理回路の回路構成用素子を前記第2の半導体チップの下面に形成された遮光膜にて覆うように前記第1の半導体チップの上面に前記第2の半導体チップが接着されてなることを特徴とする光センサ。 - 前記光電変換素子はフォトダイオードである請求項1に記載の光センサ。
- 当該光センサが車両用エアコン制御を行うとともに車両用ライトの点灯/消灯制御を行うためのセンサであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光センサ。
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