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JP5656357B2 - 半導体光センサ素子およびその製造方法 - Google Patents

半導体光センサ素子およびその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、半導体光センサ素子およびその製造方法に関し、より詳しくはウエハレベルで作製可能な半導体光センサ素子に関する。
周囲の照度に応じてリニアな出力を出力する半導体光センサ素子が幅広く用いられている。しかし、一般に半導体光センサ素子は受光特性に角度依存を持っているため、筐体に設けた光拡散板を介して外部光を光電変換素子に入射させて、理想的な特性に近づけている（特許文献１、参照）。
しかしながら、光拡散板を別に設けるので、その分の組み立て工程数が増えコストがかかる問題がある。
また、従来の半導体光センサ素子には、第１及び第２電極が設けられた絶縁基板の一方電極上に照度センサチップが配置され、ワイヤにより一方電極と照度センサチップが接続され、両電極の一部が露出するように樹脂パッケージにより全体が封止されてなる照度センサが知られている（特許文献２、参照）。
特開２００６−２８７４０４ 特開２００２−１７６１９２
しかしながら、光拡散封止用樹脂パッケージを有する半導体光センサ素子では、半導体チップを基板に固着した後に、電極を引き出すために種々工程があり、その後に光拡散封止樹脂層を形成して、全体として厚い半導体光センサ素子となるなど、製造工程が多くなり、素子が大型化する問題がある。
携帯通信装置の薄型化に伴い、低コスト化と小型化の要求から光センサ素子でも、W-CSP (Wafer level Chip Size Package)化が有望なっている。
そこで、本発明は以上の従来の技術問題に鑑みて考案されたものであり、製造工程数を抑え歩留を向上させ得る半導体光センサ素子およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明による半導体光センサ素子の製造方法は、表面側に各々が光電変換素子の受光部を含む複数のセンサ部のアレイを有する半導体ウエハと表面側に光拡散部を有する透光性光学ウエハとを有する貼着体であって、半導体ウエハの表面と透光性光学ウエハの裏面とがセンサ部の各々の周囲に設けられた接着部を介して固着された貼着体を形成する工程と、
貼着体を接着部の一部にて切断して、各々が接着部にて接合されたセンサチップおよび光拡散チップからなる半導体光センサ素子の複数に個片化する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の半導体光センサ素子の製造方法では、ダイシング領域に溝を形成し、その内部に遮光性樹脂を注入することでコストを抑えて形成することが可能となる。よって、本発明によれば、ダイシング領域に溝を形成した後に半導体チップ全体に樹脂層を形成して、樹脂層から電極を引き出すためにポスト形成工程が追加されている上記特許文献２の技術と比較して工程が大幅に減少される。
本発明による半導体センサ素子の製造方法においては、遮光性樹脂層は、外側面が光拡散チップの側面および半導体チップの側面に平行であるように、溝が接着部を分断するように形成されることができる。すなわち、この実施例構造では、遮光性樹脂層が、光拡散チップの側面と透光性光学ウエハおよび半導体ウエハ間の接着部とにのみ固着されるので、耐湿性などの信頼性を維持するとともに、遮光性樹脂層の材料節約が可能となる。
ここで、半導体光センサ素子の製造方法は、上記貼着体の形成後、貼着体の半導体ウエハを研削して半導体ウエハの厚さを減少させる工程を含むことができるので、透光性光学ウエハが半導体ウエハを支持して強度を保持して、貼着体処理工程中や移送中の半導体ウエハ破損の回避に貢献する。
本発明の半導体光センサ素子は、光電変換素子の受光部を含むセンサ部を有するセンサチップと、
センサチップに対して少なくともセンサ部の周囲にて接着部を介して固着され、かつ、ウエハ厚を隔ててセンサ部に対向する光拡散部を備えかつウエハ厚を有する光拡散チップと、からなることを特徴とする。
本発明の半導体光センサ素子によれば、所望の波長の光が透過するカバーガラスであってその外側表面にはサンドブラスト加工で荒らしてある光拡散部を備えた光拡散チップを採用している。光拡散部の荒さは所望の波長の光が拡散するよう調整されている。センサ部の受光面に対し鉛直方向から角度が大きい入射光に対して、光拡散部の影響で受光部に入る割合が上がる結果、受光部の受光感度を持つ入射範囲が広がる。
W-CSP上のカバーガラスすなわち光拡散チップで光が拡散することにより、別途筐体に拡散板を設けずとも照度センサの斜め入射光特性は理想的なコサインカーブに近づけることができる。このため製造コストを抑えることができる。
さらに、可視光帯域以外にも、カバーガラス材質やサンドブラスト荒さを調整すれば、紫外光又は赤外光に感度を持つ紫外線は赤外光センサについても適用可能である。
本発明による実施形態の半導体光センサ素子について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各図において、同一の構成要素については別の図に示している場合でも同一の符号を与え、その詳細な説明を省略する。さらに、実施形態は例示に過ぎずこれらに本発明は制限されないことはいうまでもない。
図１は、概略として、センサチップ１０と光拡散チップ４０が接着部９を介して貼り合わされている実施例の半導体光センサ素子１００の断面図である。
半導体光センサ素子１００は、入射光を拡散させる光拡散チップ４０と、これに接着部９で貼り付けられた、光電変換素子の受光部を含むセンサ部が形成されかつ貫通電極６が設けられたシリコン(Si)基板であるセンサチップ１０とで構成される。
光拡散チップ４０はガラス平板４とその外側主面の光拡散部１２１とからなる。ガラス平板の透光性光学ウエハ（以下、ガラスウエハという）から、センサチップと共に個片化されたものである。
光拡散チップ４０では、ガラス平板４の一方の主面（内面）は平面で、その裏面（外面）に光拡散部１２１が形成されている。
ガラス平板４の内面上の接着部９の接着材料としては、紫外線硬化型や熱硬化型などが用いられる。接着部９は図示しないがスペーサとその両面の接着材層からも構成できる。
接着部９で貼り付けられるセンサチップ１０の第１主面には、たとえば、フォトダイオードなどの受光素子（光電変換素子）を含む受光部１１が形成されている。受光部１１周囲の第１主面にはこれに接続された内部配線１５および金属パッド８がセンサ部として形成されている。
また、センサチップ１０の第１主面とは反対側の第２主面（裏面）の所定の位置には外部配線１５および外部端子７が形成されており、外部端子７以外の部分上には絶縁膜１４が形成されている。なお、第１および第２主面と交差して縁部を画定する半導体チップ１０の側面は、図では露出しているが必要があれば絶縁塗装などを施すことができる。
センサチップ１０は、その第１主面外周近傍に設けられた金属パッド８下に貫通電極６が設けられおり、これは第１および第２主面の配線１５を電気的に接続している。第１および第２主面間を貫通する貫通電極６により、受光部１１への電気的接続はセンサチップ側面に電導体を引き出すことなく、裏面の外部配線１５を介して可能となる。なお、貫通電極６は、チップ裏面全体および貫通孔内面に予め被覆された絶縁膜１６によりセンサチップ１０の材料からは電気的に絶縁されている。
光拡散チップ４０は、受光部１１との間に空間が設けられるように、受光部１１の周囲において接着部９を介してセンサチップ１０の第１主面に固着されてもよい。光拡散チップ４０は、受光部１１との間に空間を設けても、透光性接着材など樹脂を充填してもよく、少なくとも受光部１１の周囲において接着部９を介して半導体チップ１０の第１主面に固着されていればよい。
光拡散チップ４０の側面の接着部９上に遮光性樹脂層５が固着形成されている。
ウエハからダイシングにより個片化されるので、光拡散チップ４０、センサチップ１０および接着部９の側面が共通な平坦面である。よって、光拡散チップ４０側面に固着された遮光性樹脂層５は、接着部９にも固着されかつ半導体チップの側面と同一平面にある外部側面を有している。これにより、光拡散チップ４０の正面から見た場合、光拡散チップ４０が半導体チッブ１０より小さい面積で形成される。外部からの光は、光拡散チップ４０の正面裏面を通して半導体チッブ１０の主面上に到達し、受光部１１にて電気信号に変換されるが、光拡散チップ４０側面からの入射光は遮光性樹脂層５により遮断される。側面に黒色の遮光性樹脂層５があるので、側面からの光の進入を防ぐことが可能な半導体光センサ素子ができる。
以上のように、光拡散チップ４０側面に遮光性樹脂層５を形成したため、光拡散チップ４０が小さくなり、側面からの光の入射を抑えることができる。さらに、遮光性樹脂層５により製造工程において光拡散チップ４０の部分的欠け防止が期待できる。
第１の実施例である半導体光センサ素子の製造方法の概略プロセスフローを図に基づいて説明する。
＜半導体ウエハ作製工程＞
図２は半導体ウエハ１０１の模式的な概略平面図である。例えば、６インチもしくは８インチの半導体ウエハ１０１の表面に、半導体プロセスによりマトリクス状にセンサ部１１１の複数すなわちアレイが形成される。図においてセンサ部１１１を矩形で表しているが、これは概略であり、その形状や個数に限定されない。
図３は１つの半導体光センサ素子となるべき半導体ウエハ１０１のセンサ部１１１の部分の概略部分拡大断面図である。
図３に示すように、半導体プロセスにより、まず、複数のセンサ部１１１の各々で半導体ウエハ１０１の第１主面上に、光電変換素子を含む受光部１１と、その周囲の金属パッド８とが位置するように形成される。ここで、受光部１１の埋込型フォトダイオード毎に数個のＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）トランジスタで構成したアンプ（図示せず）を設けることもできる。金属パッド８は、導電性の優れたたとえばアルミニウム（Ａｌ）などの金属が用いられる。
次に、内部配線１５を形成して、受光部１１とその周囲の金属パッド８と接続する。このようにして、図２に示すように、後工程のダイシング領域となる格子状の間隙を空けて半導体ウエハ１０１の第１主面にセンサ部１１１の複数がアレイとしてマトリクス配列される。
＜光拡散チップ用ガラスウエハ作製工程＞
上記半導体ウエハと同じサイズ、６インチもしくは８インチで、３００〜２０００μｍ厚のガラスウエハ（ガラス平板４）を準備する。ガラスはその屈折率の範囲が１．４５〜２．００と目的波長に合わせて選択することができる。
準備したガラス平板の一方の主面に所定番手の研磨粒子を圧搾空気で吹き付けて凹凸を形成する物理的エッチング処理のサンドブラスト粗面化方法を実行する。
図４はサンドブラスト処理されたガラスウエハ４の１つの半導体光センサ素子の光拡散チップとなるべきガラスウエハ４の部分の概略部分拡大断面図である。
図４に示すように、サンドブラストのエッチング処理は、ガラスウエハ４の全面に、粗さＲａ＝０．１μｍ〜１００μｍの凹凸からなる光拡散部１２１が形成されるように、実行される。かかる表面粗さ範囲によれば、外部からの光拡散（斜入射光特性いわゆるコサイン特性）が達成される。
エッチング処理は、ガラス平板の主面に物理的サンドブラスト処理以外に、ガラス平板の主面にフッ化水素水溶液を接触させて、ガラス表面を溶かして凹凸を形成する化学的エッチング処理の粗面化方法をも採用できる。また、サンドブラストエッチング処理の後に、化学的エッチング処理を行う組み合わせでもよい。
＜貼り合わせ工程＞
次に、図５に示すように、センサ部を有する半導体ウエハ１０１とガラスウエハ４を接着部９を用いて接合する。図５は半導体ウエハ１０１とガラスウエハ４からなる貼着体の概略斜視図である。光拡散部を外側にしたガラスウエハ４とセンサ部を内側にした半導体ウエハ１０１とを貼り付け、圧着固定する。接着部の接着材料としては耐熱性のある、たとえばベンゾシクロブテン（Benzocyclobutene：ＢＣＢ）、ポリイミドなどの感光性ポリマー材料が使用でき、紫外線硬化型或いは熱硬化型が用いられる。感光性接着剤を用いた場合、ガラスウエハ側から光照射を行い、接着部９が光硬化することにより接合を実行してもよい。接着部９は、半導体ウエハ１０１とガラスウエハ４の間の所定距離維持の接合と共に、以後のグラインディング工程、貫通電極形成工程、ダイシング工程などの、個々のセンサ部の封止機能を果たす。
＜グラインディング工程＞
ダイシング装置から取出したガラスウエハ４と一体となった半導体ウエハ１０１の裏面（露出面）を研削する。
まず、バックグラインド用の保護シート（図示せず）にガラスウエハ４の光拡散部１２１側を貼り付け、図６に示すように、たとえば６００〜７００μｍ厚の半導体ウエハ１０１を５０〜１００μｍ厚の所定厚にまでバックグラインドし、ウエハを薄化する。バックグラインド後に保護シートを剥がすが、後工程における光拡散部１２１保護のために保護シートを剥がさずに残存させておいてもよい。
＜電極形成工程＞
ガラスウエハ４と一体となった半導体ウエハ１０１の第２主面に貫通電極、外部配線および外部端子を形成する。概要は、貫通穴を深堀エッチングを用いて設け、Ｃｕメッキなどにより配線を引きだし電極パッドを形成するのである。
まず、図７に示すように、半導体ウエハ１０１の裏面（第２主面）から各金属パッド８に至る貫通孔６１（直径＝１００〜２００μｍ）を形成する。半導体ウエハ１０１の裏面を通じて半導体ウエハ１０１の各金属パッド８の位置に各金属パッド８のサイズよりやや小さいサイズの貫通孔６１を反応性イオンエッチング法を利用して形成する。反応性イオンエッチング法は、貫通孔６１を形成すべき部分に開口を有する金属またはレジストのマスク（図示せず）を、予め、半導体ウエハ１０１の第２主面に形成し、その後、たとえばＣＦ４などの混合ガス雰囲気中のＳｉＦ４生成反応を通じて、開口を介して、Ｓｉウエハをエッチングして、貫通孔６１を形成する。
その後、図８に示すように、たとえば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を使用して、貫通孔６１の内壁および底部（金属パッド８）並びに半導体ウエハ１０１の第２主面に、たとえばＳｉＯ２などの絶縁膜１６を形成する。ここで、絶縁膜１６は、その膜厚が貫通孔６１の底部（金属パッド８）上の方が半導体ウエハ１０１の第２主面上より薄くなるように形成される。これにより、再度の反応性イオンエッチングにより、貫通孔６１の底部において絶縁膜１６の開口６２が形成され金属パッド８が露出するが、貫通孔６１の内壁および半導体ウエハ１０１の第２主面の絶縁膜１６は維持される。
その後、金属パッド８が露出した貫通孔およびその周囲の貫通電極を形成すべき部分や、貫通電極に接続する外部配線を形成すべき部分に開口を有する所定パターンのマスク（図示せず）を、予め、半導体ウエハ１０１の第２主面の絶縁膜１６上に形成し、電気メッキ法にて、図９に示すように、外部配線１５および貫通電極６を形成する。
その後、図１０に示すように、絶縁膜１４を半導体ウエハ１０１の裏面全体に塗布して、リソグラフィー工程を実施して、外部回路との連結のために外部端子７を形成すべき部分の電極が露出されるようにパターニングして、そして、スクリーン印刷法によって、半導体ウエハ１０１の裏面の露出電極上にはんだペーストを塗布してリフローする。その後、残留フラックスを除去して、図１１に示すように、外部端子７が形成される。なお、外部端子７を形成する前に、下地金属膜（図示せず）を形成することもできる。
また、絶縁膜１４の材料としては、ＳｉＯ２の他、ＳｉＮ、ＰＩ(ポリイミド)が、また、配線材料としてはＣｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕなどの中から選択される一種以上の導電材料が、外部端子７材料としてはＳｎＡｇ、ＮｉＡｕが用いられ得る。
＜遮光性樹脂層形成工程＞
図１２に示すように、第１ダイシングブレード５１を用いたブレードダイシング法にて所定のサイズにガラスウエハ４部分とこれに近接する接着部９の一部をカットして、ダイシング領域に溝４１を形成する。ここでは、ダイシング装置の支持テーブル（図示せず）に半導体ウエハ１０１とガラスウエハ４からなる貼着体を、その加工面がブレードで処理できるように配置する。カット幅（ブレード厚）としては、以後の工程で再度カットする必要があるため６０〜１００μｍ程度の幅が推奨される。図１２に示さないが、ガラスウエハ４側から第１ダイシングブレード５１にてガラスウエハ４を半導体ウエハ１０１までハーフカットすることもできる。なお、ダイシングブレードを用いないレーザー法によっても溝形成（ハーフカット）は可能である。
次に、図１３に示すように、カットした溝部分に印刷法またはデイスペンス方式にて遮光性樹脂を注入して、遮光性樹脂層５を形成する。この遮光性樹脂層５の材料としては、カーボンブラック、四酸化三鉄など黒色色素をエポキシ樹脂などポリマー樹脂に混合したものが用いられる。また、黒色以外でも遮光性を呈する暗色色素を用いることができる。
＜ダイシング工程＞
図１４に示すように、ガラスウエハ４と一体となった半導体ウエハ１０１を、第２ダイシングブレード５２（溝形成用ブレード５１よりも薄い）により、遮光性樹脂層５のダイシング領域の中央に沿って厚さ方向にガラスウエハ４側から切断し、ダイシング領域に分割面４１１を形成して、個別の半導体光センサ素子の複数に分割する。この工程では、第２ダイシングブレードは、先の遮光性樹脂層形成工程でハーフカットした溝幅より狭くしてフルカットできかつ、ガラスウエハ４の側面に遮光性樹脂層５が残るように、厚さ、位置が設定される。ダイシング装置においては、ダイシングテープ（図示せず）を半導体ウエハ１０１側に貼着して、実行される。
なお、ダイシング工程では、ガラスウエハ４およびウエハの貼着体のガラスウエハ４側にダイシングテープ（図示せず）を貼着してダイシング装置に装着し、半導体ウエハ１０１側からダイシングを実行することもできる。
以上のように、所定のサイズにガラスウエハ４と半導体ウエハ１０１をフルカットして図１に示すような、光拡散チップ４０、接着部９およびセンサチップ１０からなる半導体光センサ素子が得られる。
以上のように、所定のサイズにガラスウエハ４と半導体ウエハ１０１をフルカットして図１に示すような、遮光性樹脂層５でガラスウエハ４側面からの光の進入を防ぐガラスウエハ４、接着部９および半導体チップ１０からなる半導体光センサ素子が得られる。なお、仕様により、ガラスウエハ４は少なくとも２辺が半導体チッブ１０より小さく形成され、ガラスウエハ４側面すべてを遮光性樹脂層で覆うことに制限されない。また、カットした後にガラスウエハ４の側面に遮光性樹脂層５が残るような設定で所定のサイズにできるのであれば、ブレードダイシング法の他にレーザー法にてガラスウエハ４とウエハをフルカットすることもできる。
以上の実施例によれば、遮光性樹脂層５によりガラスウエハ４の側面からの光の入射を抑えることができ半導体光センサ素子特性の向上が期待できるだけでなく、遮光性樹脂層の幅が広くとも半導体チップのスクライブライン幅を狭く設計できるため、ウエハ上のチップ有効数を多く取ることができ歩留が上がりコスト低減が期待できる。また、幅広の遮光性樹脂層を半導体チッブ１０のスクライブライン幅に合わせて細くカットして半導体光センサ素子ごと遮光性樹脂層を同時形成しているので、工程数の低減できる。さらに、脆いガラスの側面に樹脂層が形成されているため、ガラスの欠けや割れなどの防止もでき取り扱いが容易になる。さらに、ガラスウエハ４の側面に黒色遮光性樹脂層５を設けることにより、光遮断のために別個設けるガイドカバーが必要なくなり、コストダンの効果が得られる。
これにより、従来のように遮光用のカバーを一つずつ固定する工程をなくし、ウエハで一括して遮光膜も含めた半導体光センサ素子が作製できる。
＜他の実施例＞
第２の実施例としては、図１５に示すように、半導体光センサ素子１０２は、透光性チップであるガラスウエハ４と、これに接着部９で貼り付けられた半導体チップ１０とで構成され、ガラスウエハ４の側面全体と半導体チップ１０の側面全体に遮光性樹脂層５が設けられた構造である以外、図１の半導体光センサ素子と同一である。
その半導体光センサ素子の製造方法は、図１１に示すガラスウエハ４および半導体ウエハ１０１の貼着体を作成する遮光性樹脂層形成工程の前工程までは上記第１の実施例と同一である。
遮光性樹脂層形成工程においては、図１６（Ａ）に示すように、ガラスウエハ４および半導体ウエハ１０１の貼着体の半導体ウエハ側全面にダイシングテープ２００を貼着してダイシング装置に装着し、実行する。
図１６（Ｂ）に示すように、ブレードダイシング法（またはレーザー法）にて所定のサイズにガラスウエハ４側からダイシングテープ２００界面までダイシングブレード５１にてガラスウエハ４、接着部９および半導体ウエハ１０１をフルカットして、溝４１を形成する。カット幅としては、以後の工程で再度カットする必要があるため６０〜１００μｍ程度の幅が推奨される。
次に、図１６（Ｃ）に示すように、カットした溝部分に印刷法またはデイスペンス方式にて黒色の樹脂を注入して、遮光性樹脂層５を形成して、再度一体化する。
＜ダイシング工程＞
図１６（Ｄ）に示すように、遮光性樹脂層５で一体となったガラスウエハ４と半導体ウエハ１０１を、所定の第２ダイシングブレード５２により、遮光性樹脂層５の中央に沿って厚さ方向に個別の半導体光センサ素子に分割する。この工程では、第２ダイシングブレードは、先の遮光性樹脂層形成工程でカットした溝幅より狭くしてカットでき、ガラスウエハ４の側面に遮光性樹脂層５が残るように、設定される。
以上のように、所定のサイズにガラスウエハ４と半導体ウエハ１０１をフルカットして図１５に示すような、遮光性樹脂層５でガラスウエハ４側面からの光の進入を防ぐガラスウエハ４、接着部９および半導体チップ１０からなる半導体光センサ素子が得られる。
以上の第２の実施例によれば、半導体光センサ素子側面全体（ガラスウエハ４、接着部９および半導体チップ１０）に遮光性樹脂層５を設けることにより、さらに遮光性を上げるとともに界面の防湿性および気密性を上げることが可能である。
＜他の実施例の変形例＞
第１の実施例の変形例としては、図１７に示すように、半導体光センサ素子１０２は、光拡散チップ４０と、これに接着部９で貼り付けられた半導体チップ１０とで構成され、光拡散チップ４０の側面を階段形状ＳＰに多段、たとえば２段として、その側面に遮光性樹脂層５が受光部に向けてせり出し開口を画定するように設けられた構造である以外、図１の半導体光センサ素子と同一である。
この変形例の半導体光センサ素子１においては、ダイシング工程においてダイシングブレードの厚さが異なったものを複数用いることによって、光拡散チップ４０の側面を階段形状に形成できる。
第１の実施例の更なる変形例としては、図１８に示すように、半導体光センサ素子１０３は、光拡散チップ４０と、これに接着部９で貼り付けられた半導体チップ１０とで構成され、光拡散チップ４０の側面をその主面に対して垂直ではなく傾斜させた形状ＣＬとして、その傾いた側面に遮光性樹脂層５が受光部に向けてせり出し開口を画定するように設けられた構造である以外、図１の半導体光センサ素子と同一である。
この変形例の半導体光センサ素子１においては、ダイシング工程においてダイシングブレードの外周先端へ向け半径方向の厚さが漸次薄くなるものを用いることによって、光拡散チップ４０の側面を傾斜形状ＣＬに形成できる。
また、更なる変形例の光拡散チップ４０の傾斜形状側面を適用した場合、迷光を受光部１１周囲へ反射させる確率が高くなるので、迷光によるノイズの低減が期待できる。
いずれの実施形態において、光拡散チップ４０では、ガラス平板４の一方の主面（内面）は平面で、その裏面（外面）に光拡散部１２１が形成されているが、光拡散部１２１は少なくとも外部の片面に形成されていればよく、例えば、ガラス平板４内面にも第２の光拡散部１２１が形成されても良い。センサチップ１０の受光部１１と光拡散チップ４０が接着部９を介して貼り合わされているが、受光部１１上に空間（間隙）を設けセンサチップ１０と光拡散チップ４０が受光部１１の周囲にて接着部を介して貼り合わされるように、構成してもよい。
本発明による第１の実施例の半導体光センサ素子を示す断面図である。 本発明による第１の実施例における半導体ウエハの概略平面図である。 本発明による第１の実施例における半導体ウエハの概略部分拡大断面図である。 本発明による第１の実施例におけるガラスウエハの概略部分拡大断面図である。 本発明による第１の実施例における半導体ウエハとガラスウエハからなる貼着体の概略斜視図である。 本発明による第１の実施例の半導体光センサ素子製造工程を示す半導体ウエハおよびガラスウエハの貼着体の部分断面図である。 本発明による第１の実施例の半導体光センサ素子製造工程を示す半導体ウエハおよびガラスウエハの貼着体の部分断面図である。 本発明による第１の実施例の半導体光センサ素子製造工程を示す半導体ウエハおよびガラスウエハの貼着体の部分断面図である。 本発明による第１の実施例の半導体光センサ素子製造工程を示す半導体ウエハおよびガラスウエハの貼着体の部分断面図である。 本発明による第１の実施例の半導体光センサ素子製造工程を示す半導体ウエハおよびガラスウエハの貼着体の部分断面図である。 本発明による第１の実施例の半導体光センサ素子製造工程を示す半導体ウエハおよびガラスウエハの貼着体の部分断面図である。 本発明による第１の実施例の半導体光センサ素子製造工程を示す半導体ウエハおよびガラスウエハの貼着体の部分断面図である。 本発明による第１の実施例の半導体光センサ素子製造工程を示す半導体ウエハおよびガラスウエハの貼着体の部分断面図である。 本発明による第１の実施例の半導体光センサ素子製造工程を示す半導体ウエハおよびガラスウエハの貼着体の部分断面図である。 本発明による第２の実施例の半導体光センサ素子を示す断面図である。 本発明による第２の実施例の半導体光センサ素子製造工程を示す半導体ウエハおよびガラスウエハの貼着体の部分断面図である。 本発明による第１の実施例の変形例の半導体光センサ素子を示す断面図である。 本発明による第１の実施例の他の変形例の半導体光センサ素子を示す断面図である。
符号の説明
４ ガラスウエハ
５ 遮光性樹脂層
６ 貫通電極
７ 外部端子
８ 金属パッド
９ 接着部
１０ センサチップ
１１ 受光部
１４、１６ 絶縁膜
１５ 配線
４１ 溝
５１ 第１ダイシングブレード
５２ 第２ダイシングブレード
６２ 開口
１００ 半導体光センサ素子
１０１ 半導体ウエハ
１１１ センサ部
１２１ 光拡散部
ＳＰ 階段形状
ＣＬ 傾斜形状

Claims (8)

  1. 表面側に各々が光電変換素子の受光部を含む複数のセンサ部のアレイを有する半導体ウエハと表面側に光拡散部を有する透光性光学ウエハとを有する貼着体であって、前記半導体ウエハの前記表面と前記透光性光学ウエハの裏面とが前記センサ部の各々の周囲に設けられた接着部を介して固着された前記貼着体を形成する工程と、
    前記貼着体を前記接着部の一部にて切断して、各々が前記接着部にて接合されたセンサチップおよび光拡散チップからなる半導体光センサ素子の複数に個片化する工程と、を含み、
    前記個片化する工程は、前記貼着体の前記透光性光学ウエハを貫通してその底部が前記接着部からなる溝を形成し、前記溝に遮光性樹脂を充填して遮光性樹脂層を形成する工程と、前記溝より狭い幅で前記遮光性樹脂層および前記半導体ウエハを切断することにより、前記遮光性樹脂層を前記光拡散チップの側面および前記接着部の側面の一部に設ける工程と、を含むことを特徴とする半導体光センサ素子の製造方法。
  2. 前記透光性光学ウエハおよび半導体ウエハの前記貼着体を形成した後に、前記半導体ウエハを研削して半導体ウエハの厚さを減少させる工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体光センサ素子の製造方法。
  3. ガラス平板の主面に化学又は物理的エッチング処理を施して得られる前記光拡散部を有する前記透光性光学ウエハを形成する工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体光センサ素子の製造方法。
  4. 前記化学又は物理的エッチング処理は、前記ガラス平板の主面に研磨粒子を圧搾空気で吹き付けて凹凸を形成する物理的エッチング処理のサンドブラスト粗面化方法であることを特徴とする請求項３記載の半導体光センサ素子の製造方法。
  5. 前記化学又は物理的エッチング処理は、前記ガラス平板の主面にフッ化水素水溶液を接触させて、ガラス表面を溶かして凹凸を形成する化学的エッチング処理の粗面化方法であることを特徴とする請求項３記載の半導体光センサ素子の製造方法。
  6. 光電変換素子の受光部を含むセンサ部を有するセンサチップと、
    前記センサチップに対して少なくとも前記センサ部の周囲にて接着部を介して固着され、かつ、ウエハ厚を隔てて前記センサ部に対向する光拡散部を備えかつ前記ウエハ厚を有する光拡散チップと、
    前記光拡散チップの側面および前記接着部の側面の前記光拡散チップに近接する一部が共通な外部平坦面として形成された遮光性樹脂層と、を有することを特徴とする半導体光センサ素子。
  7. 前記光拡散チップがガラス平板からなり、前記光拡散部は前記ガラス平板主面が粗面化された表面であることを特徴とする請求項６記載の半導体光センサ素子。
  8. 前記センサ部に電気的に接続されかつ前記センサチップを貫通して露出する貫通電極を備えたことを特徴とする請求項６又は７のいずれか１記載の半導体光センサ素子。
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