特開 2022-191741 半導体装置、その製造方法および基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022191741

(43)【公開日】2022-12-28

(54)【発明の名称】半導体装置、その製造方法および基板

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/12 20060101AFI20221221BHJP

【ＦＩ】

H01L31/12 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021100151

(22)【出願日】2021-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317011920

【氏名又は名称】東芝デバイス＆ストレージ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100157901

【弁理士】

【氏名又は名称】白井 達哲

(74)【代理人】

【識別番号】100172188

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 敬人

(74)【代理人】

【識別番号】100197538

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 功

(72)【発明者】

【氏名】藤原 真美

(72)【発明者】

【氏名】堀 将彦

【テーマコード（参考）】

5F889

【Ｆターム（参考）】

5F889AB03

5F889AC09

5F889CA12

5F889FA06

(57)【要約】

【課題】高周波特性を改善した半導体装置、その製造方法および基板を提供する。
【解決手段】半導体装置は、絶縁部材と、前記絶縁部材上にマウントされた受光素子と、前記受光素子と光結合された発光素子と、前記絶縁部材の裏面上に設けられ、前記発光素子に電気的に接続された第１金属端子と、前記絶縁部材上に金属パッドを介してマウントされたスイッチング素子と、前記絶縁部材の前記裏面上に設けられた第２金属端子と、を備える。前記受光素子の出力は、前記スイッチング素子の制御電極に電気的に接続される。前記第２金属端子は、前記金属パッドに電気的に接続される。前記裏面から前記表面に向かう第１方向において、前記絶縁部材は第１厚を有し、前記金属パッドは第２厚を有し、前記第２金属端子は第３厚を有する。前記第１厚は、前記第２厚と前記第３厚とを合わせた厚さよりも薄い。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁部材と、
前記絶縁部材の表面上にマウントされた受光素子と、
前記受光素子上にマウントされ、前記受光素子と光結合された発光素子と、
前記絶縁部材の前記表面とは反対側の裏面上に設けられ、前記発光素子に電気的に接続された第１金属端子と、
前記絶縁部材の前記表面上に金属パッドを介してマウントされ、前記受光素子と並ぶスイッチング素子であって、前記受光素子の出力は、前記スイッチング素子の制御電極に電気的に接続される、スイッチング素子と、
前記絶縁部材の前記裏面上に設けられ、前記金属パッドを介して、前記スイッチング素子に電気的に接続された第２金属端子と、
を備え、
前記絶縁部材は、前記裏面から前記表面に向かう第１方向における第１厚を有し、
前記金属パッドは、前記第１方向における第２厚を有し、
前記第２金属端子は、前記第１方向における第３厚を有し、
前記第１厚は、前記第２厚と前記第３厚とを合わせた厚さよりも薄い半導体装置。

【請求項2】

請求項１記載の半導体装置の製造に用いられる基板であって、
複数の前記第１金属端子と、複数の前記第２金属端子と、複数の前記金属パッドと、を含む第１領域と、前記第１領域を囲む第２領域と、を有し、前記第１方向の前記第１厚を有するシート状の絶縁部材と、
前記シート状の絶縁部材の前記第２領域上に設けられ、前記第１厚よりも厚い前記第１方向の厚さを有する少なくとも１つの樹脂層と、
を備えた基板。

【請求項3】

前記シート状の絶縁部材の裏面上において、前記第２領域に設けられた別の樹脂層をさらに備え、
前記樹脂層は、前記シート状の絶縁部材の前記表面上に設けられ、
前記第２領域は、前記樹脂層と前記別の樹脂層との間に位置する部分を含む請求項２記載の基板。

【請求項4】

前記シート状の絶縁部材と前記樹脂層との間に設けられた第１金属層と、前記シート状の絶縁部材と前記別の樹脂層との間に設けられた第２金属層と、をさらに備えた請求項３記載の基板。

【請求項5】

前記第１金属層は、前記第１方向の前記第２厚を有し、
前記第２金属層は、前記第１方向の前記第３厚を有する請求項４記載の基板。

【請求項6】

前記樹脂層の前記第１方向の厚さは、前記別の樹脂層の前記第１方向の厚さと略同一である請求項３～５のいずれか１つに記載の基板。

【請求項7】

前記シート状の絶縁部材は、複数の前記第１領域を含み、前記第２領域は、前記複数の第１領域を囲む請求項２～６のいずれか１つに記載の基板。

【請求項8】

複数の前記樹脂層を備え、
前記複数の樹脂層は、前記第１領域を囲むように配置される請求項２～７のいずれか１つに記載の基板。

【請求項9】

請求項２～８のいずれか１つに記載の基板を用いた、請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、
前記シート状の絶縁部材の前記第１領域に、複数の前記受光素子と、複数の前記スイッチング素子と、をマウントする工程であって、前記複数のスイッチング素子は、前記複数の金属パッド上にそれぞれマウントされる工程と、
前記複数の受光素子上にそれぞれ前記発光素子をマウントする工程と、
前記複数の受光素子と前記複数のスイッチング素子とをそれぞれ金属ワイヤを介して電気的に接続する工程と、
前記複数の発光素子を前記複数の第１金属端子に金属ワイヤを介してそれぞれ電気的に接続する工程と、
前記複数の発光素子、前記複数の受光素子および前記複数のスイッチング素子を封じる樹脂部材を前記シート状の絶縁部材の前記第１領域上に成形する工程と、
前記樹脂部材および前記シート状の絶縁部材の前記第１領域を切断し、前記半導体装置を個片化する工程と、
を備えた製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施形態は、半導体装置、その製造方法および基板に関する。

【背景技術】

【0002】

高周波信号を伝送する半導体装置には、周波数特性を向上させることが求められる。例えば、光結合された発光素子および受光素子を含むフォトリレーでは、出力側端子間のインピーダンスを低減し、高周波通過特性を向上させることが望ましい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１―２１０７５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

実施形態は、高周波特性を改善した半導体装置、その製造方法および基板を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係る半導体装置は、絶縁部材と、前記絶縁部材の表面上にマウントされた受光素子と、前記受光素子上にマウントされ、前記受光素子と光結合された発光素子と、前記絶縁部材の前記表面とは反対側の裏面上に設けられ、前記発光素子に電気的に接続された第１金属端子と、前記絶縁部材の前記表面上に金属パッドを介してマウントされたスイッチング素子と、前記絶縁部材の前記裏面上に設けられた第２金属端子と、を備える。前記スイッチング素子と前記受光素子とは、前記絶縁部材の前記表面上に並ぶ。前記受光素子の出力は、前記スイッチング素子の制御電極に電気的に接続される。前記第２金属端子は、前記金属パッドを介して前記スイッチング素子に電気的に接続される。前記絶縁部材は、前記裏面から前記表面に向かう第１方向における第１厚を有し、前記金属パッドは、前記第１方向における第２厚を有し、前記第２金属端子は、前記第１方向における第３厚を有する。前記第１厚は、前記第２厚と前記第３厚とを合わせた厚さよりも薄い。

【0006】

前記半導体装置の製造に用いられる基板は、複数の前記第１金属端子と、複数の前記第２金属端子と、複数の前記金属パッドと、を含む第１領域と、前記第１領域を囲む第２領域と、を有し、前記第１方向の前記第１厚を有するシート状の絶縁部材と、前記シート状の絶縁部材の前記第２領域上に設けられ、前記第１厚よりも厚い前記第１方向の厚さを有する少なくとも１つの樹脂層と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態に係る半導体装置を示す模式断面図である。

【図2】実施形態に係る半導体装置の構成を示す回路図である。

【図3】実施形態に係る半導体装置の部材を示す模式図である。

【図4】実施形態に係る基板を示す別の模式図である。

【図5】実施形態に係る半導体装置の製造過程を示す模式図である。

【図6】図５に続く製造過程を示す模式図である。

【図7】実施形態の変形例に係る基板を示す模式図である。

【図8】実施形態の別の変形例に係る基板を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。図面中の同一部分には、同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。

【0009】

さらに、各図中に示すＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を用いて各部分の配置および構成を説明する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、相互に直交し、それぞれＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を表す。また、Ｚ方向を上方、その反対方向を下方として説明する場合がある。

【0010】

図１および図２は、実施形態に係る半導体装置１を表す模式図である。
図１は、実施形態に係る半導体装置１を示す模式断面図である。図２は、実施形態に係る半導体装置１の構成を示す回路図である。

【0011】

半導体装置１は、例えば、フォトリレーである。半導体装置１は、絶縁部材１０と、受光素子２０と、発光素子３０と、スイッチング素子４０ａと、スイッチング素子４０ｂと、を含む。

【0012】

絶縁部材１０は、例えば、絶縁性の樹脂シートである。絶縁部材１０は、例えば、ポリイミドを含む。絶縁部材１０の裏面から表面に向かう方向（Ｚ方向）の厚さは、例えば、５０マイクロメートル（μｍ）である。

【0013】

絶縁部材１０の表面上には、例えば、ボンディングパッド１３ａ、１３ｂ、マウントパッド１５ａ、１５ｂおよび１７が設けられる。ボンディングパッド１３ａ、１３ｂ、マウントパッド１５ａ、１５ｂおよび１７は、例えば、銅を含む金属層である。ボンディングパッド１３ａ、１３ｂ、マウントパッド１５ａ、１５ｂおよび１７のそれぞれのＺ方向の厚さは、例えば、３０μｍである。

【0014】

ボンディングパッド１３ａおよびボンディングパッド１３ｂは、例えば、Ｙ方向に並ぶ。マウントパッド１５ａおよびマウントパッド１５ｂは、例えば、Ｙ方向に並ぶ。

【0015】

ボンディングパッド１３ａおよびマウントパッド１５ａは、例えば、Ｘ方向に並ぶ。ボンディングパッド１３ｂおよびマウントパッド１５ｂは、例えば、Ｘ方向に並ぶ。

【0016】

マウントパッド１７は、例えば、ボンディングパッド１３ａとマウントパッド１５ａとの間、および、ボンディングパッド１３ｂとマウントパッド１５ｂとの間に設けられる。

【0017】

絶縁部材１０の裏面上には、制御側端子５０ａおよび５０ｂ、出力側端子６０ａおよび６０ｂが設けられる（図３（ｃ）参照）。制御側端子５０ａ、５０ｂ、出力側端子６０ａおよび６０ｂは、例えば、銅を含む金属層である。制御側端子５０ａ、５０ｂ、出力側端子６０ａおよび６０ｂのそれぞれのＺ方向の厚さは、例えば、３０μｍである。

【0018】

制御側端子５０ａは、絶縁部材１０を介して、ボンディングパッド１３ａに向き合うように設けられる。制御側端子５０ａは、絶縁部材１０に設けられたビアコンタクト５３を介して、ボンディングパッド１３ａに電気的に接続される。ビアコンタクト５３は、例えば、例えば、制御側端子５０ａと同じ材料を含む。ビアコンタクト５３は、例えば、銅を含む。他のビアコンタクトも同様に設けられる。

【0019】

制御側端子５０ｂは、絶縁部材１０を介して、ボンディングパッド１３ｂに向き合うように設けられる。制御側端子５０ｂも、図示しないビアコンタクトを介して、ボンディングパッド１３ｂに電気的に接続される。

【0020】

出力側端子６０ａは、絶縁部材１０を介して、マウントパッド１５ａに向き合うように設けられる。出力側端子６０ａは、絶縁部材１０に設けられたビアコンタクト６３を介して、マウントパッド１５ａに電気的に接続される。出力側端子６０ａは、例えば、複数のビアコンタクト６３を介してマウントパッド１５ａに電気的に接続される。

【0021】

出力側端子６０ｂは、絶縁部材１０を介して、マウントパッド１５ｂに向き合うように設けられる。出力側端子６０ｂも、図示しないビアコンタクトを介して、マウントパッド１５ｂに電気的に接続される。

【0022】

受光素子２０は、接続部材２３を介してマウントパッド１７上にマウントされる。接続部材２３は、例えば、はんだ材もしくは導電性ペーストである。発光素子３０は、例えば、透光性を有する接続部材３５（図５（ｂ）参照）を介して受光素子２０の上にマウントされ、受光素子２０に光結合される。受光素子２０は、例えば、シリコンフォトダイオードを含む。発光素子３０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。

【0023】

スイッチング素子４０ａおよび４０ｂは、それぞれ、接続部材４３を介してマウントパッド１５ａおよび１５ｂの上にマウントされる。接続部材４３は、例えば、はんだ材もしくは導電性ペーストである。

【0024】

スイッチング素子４０ａおよび４０ｂは、例えば、裏面側にドレイン、表面側にソースを有する縦型ＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子４０ａおよび４０ｂは、それぞれ、マウントパッド１５ａおよび１５ｂに裏面が向き合うようにマウントされる。スイッチング素子４０ａは、マウントパッド１５ａおよびビアコンタクト６３を介して、出力側端子６０ａに電気的に接続される。スイッチング素子４０ｂは、マウントパッド１５ｂおよびビアコンタクト（図示しない）を介して、出力側端子６０ｂに電気的に接続される。

【0025】

図１に示すように、受光素子２０は、金属ワイヤを介して、スイッチング素子４０ａおよび４０ｂに電気的に接続される（図２参照）。スイッチング素子４０ａおよびスイッチング素子４０ｂは、別の金属ワイヤを介して電気的に接続される（図２参照）。

【0026】

発光素子３０は、さらなる別の金属ワイヤを介して、ボンディングパッド１３ａおよび１３ｂに電気的に接続される（図２参照）。発光素子３０は、ボンディングパッド１３ａおよびビアコンタクト５３を介して、制御側端子５０ａに電気的に接続される。また、発光素子３０は、ボンディングパッド１３ｂおよびビアコンタクト（図示しない）を介して、制御側端子５０ｂに電気的に接続される。

【0027】

図１に示すように、絶縁部材１０の表面側には、樹脂部材７０が設けられる。樹脂部材７０は、例えば、エポキシ樹脂である。樹脂部材７０は、例えば、非透光性を有する。樹脂部材７０は、受光素子２０、発光素子３０、スイッチング素子４０ａ、４０ｂおよび各金属ワイヤを絶縁部材１０上に封じる。発光素子３０は、樹脂部材３３により受光素子２０上に封じられる。樹脂部材７０は、樹脂部材３３を覆うように設けられる。樹脂部材３３は、例えば、シリコーンである。

【0028】

このように、半導体装置１は、受光素子２０，発光素子３０、スイッチング素子４０ａおよび４０ｂを樹脂パッケージ内に封じ、制御側端子５０および出力側端子６０を樹脂パッケージの外面に備えた構造を有する。

【0029】

半導体装置１では、樹脂部材７０は、各パッド間および絶縁部材１０の外縁において、絶縁部材１０に接するように設けられる。これにより、絶縁部材１０と樹脂部材７０との間の密着性が向上し、樹脂部材７０により封じられる受光素子２０，発光素子３０、スイッチング素子４０ａおよび４０ｂの信頼性を向上させることができる。また、制御端子５０および出力端子６０以外の金属が樹脂パッケージの外面に露出されない構成とすることが可能であり、例えば、クリームはんだ等の接続部材を用いた実装において、毛細管現象による樹脂パッケージ内への接続部材の侵入やはんだ材の這い上がりなどを防ぐことができる。

【0030】

図２に示すように、受光素子２０は、複数のフォトダイオード２５と、制御回路２７と、を含む。複数のフォトダイオード２５は、直列接続される。フォトダイオード２５は、発光素子３０の光を検出するように構成される。制御回路２７は、例えば、波形成形回路である。また、制御回路２７は、放電回路、保護回路などであっても良い。フォトダイオード２５の出力は、制御回路２７を介して出力される。

【0031】

スイッチング素子４０ａのソースＳは、スイッチング素子４０ｂのソースＳに接続される。フォトダイオード２５のカソード側出力は、制御回路２７を介して、例えば、スイッチング素子４０ａおよび４０ｂのソースＳに接続される。また、フォトダイオード２５のアノード側出力は、制御回路２７を介して、例えば、スイッチング素子４０ａおよび４０ｂのゲートＧに接続される。出力側端子６０ａは、スイッチング素子４０ａのドレインＤに接続され、出力側端子６０ｂは、スイッチング素子４０ｂのドレインＤに接続される。

【0032】

制御側端子５０ａおよび５０ｂには、例えば、出力側端子６０ａと出力側端子６０ｂとの間の電気的な導通をオンオフ制御する制御信号が入力される。発光素子３０は、制御信号に対応した光信号を放射し、受光素子２０は、発光素子３０から放射された光信号を検出し、光信号に対応した制御信号をスイッチング素子４０ａおよび４０ｂに出力する。

【0033】

半導体装置１により、例えば、高周波信号の伝送路をオンオフ制御する場合、出力側端子６０ａと出力側端子６０ｂとの間の高周波信号の通過特性を向上させることが望まれる。半導体装置１では、絶縁部材１０のＺ方向の厚さを薄くすることにより、スイッチング素子４０ａと出力側端子６０ａとの間のインピーダンスを低減し、スイッチング素子４０ｂと出力側端子６０ｂとの間のインピーダンスを低減することができる。これにより、出力側端子６０ａと出力側端子６０ｂとの間の高周波信号の通過特性を向上させることが可能となる。

【0034】

図３（ａ）～（ｃ）は、実施形態に係る半導体装置１のベース部材５を示す模式図である。受光素子２０、発光素子３０およびスイッチング素子４０ａ、４０ｂ（図１参照）は、ベース部材５の表面側にマウントされる。

【0035】

図３（ａ）は、絶縁部材１０の表面側のボンディングパッド１３ａ、１３ｂ、マウントパッド１５ａ、１５ｂおよび１７を示す平面図である。ボンディングパッド１３ａおよび１３ｂ、マウントパッド１５ａ、１５ｂおよび１７は、例えば、絶縁部材１０の表面上に設けられた銅箔をパターニングすることにより形成される。ボンディングパッド１３ａおよび１３ｂ、マウントパッド１５ａ、１５ｂおよび１７は、例えば、酸化防止のために、金（Ａｕ）層が表面に設けられる積層構造であっても良い。

【0036】

ボンディングパッド１３ａおよび１３ｂは、Ｙ方向に並ぶ。マウントパッド１５ａおよび１５ｂは、Ｙ方向に並ぶ。マウントパッド１７は、ボンディングパッド１３ａとマウントパッド１５ａとの間、および、ボンディングパッド１３ｂとマウントパッド１５ｂとの間、に設けられる。なお、実施形態は、この配置に限定される訳ではない。

【0037】

図３（ｂ）は、図３（ａ）中に示すＡ－Ａ線に沿った断面図である。絶縁部材１０は、例えば、Ｚ方向の厚さＴ１を有する。ボンディングパッド１３ａ、１３ｂ、マウントパッド１５ａ、１５ｂおよび１７は、それぞれ、Ｚ方向の厚さＴ２を有する。また、絶縁部材１０の裏面上に設けられる制御端子５０ａ、５０ｂ、出力側端子６０ａ、６０ｂは、それぞれ、Ｚ方向の厚さＴ３を有する。

【0038】

絶縁部材１０には、ビアコンタクト５３およびビアコンタクト６３が設けられる。ビアコンタクト５３および６３は、例えば、絶縁部材１０の裏面側から表面側に連通するビアホール内に設けられる。ビアコンタクト５３および６３は、例えば、メッキ法を用いて、銅などの金属をビアホール内に充填することにより形成される。

【0039】

制御側端子５０ａは、ビアコンタクト５３によりボンディングパッド１３ａに電気的に接続される。出力側端子６０ａは、ビアコンタクト６３によりマウントパッド１５ａに電気的に接続される。制御端子５０ｂおよび出力端子６０ｂも同様に、ビアコンタクトを介して、ボンディングパッド１３ｂおよびマウントパッド１５ｂに電気的に接続される。

【0040】

図３（ｃ）は、絶縁部材１０の裏面側に設けられる制御側端子５０ａ、５０ｂ、出力側端子６０ａおよび６０ｂを示す平面図である。制御側端子５０ａ、５０ｂ、出力側端子６０ａおよび６０ｂは、例えば、絶縁部材１０の裏面上に設けられた銅箔をパターニングすることにより形成される。制御端子５０ｂおよび出力側端子６０ｂは、制御端子５０ａおよび出力側端子６０ａと同じＺ方向の厚さＴ３を有する。制御側端子５０ａ、５０ｂ、出力側端子６０ａおよび６０ｂは、例えば、酸化防止のために、金（Ａｕ）層が表面に設けられる積層構造であっても良い。

【0041】

制御側端子５０ａおよび５０ｂは、例えば、Ｙ方向に並ぶ。出力側端子６０ａおよび６０ｂは、例えば、Ｙ方向に並ぶ。制御側端子５０ａおよび出力側端子６０ａは、例えば、Ｘ方向に並ぶ。制御側端子５０ｂおよび出力側端子６０ｂは、例えば、Ｘ方向に並ぶ。

【0042】

制御側端子５０ａは、絶縁部材１０を介して、ボンディングパッド１３ａに向き合うように設けられる。制御側端子５０ｂは、絶縁部材１０を介して、ボンディングパッド１３ｂに向き合うように設けられる。

【0043】

出力側端子６０ａは、絶縁部材１０を介して、マウントパッド１５ａに向き合うように設けられる。出力側端子６０ｂは、絶縁部材１０を介して、マウントパッド１５ｂに向き合うように設けられる。

【0044】

絶縁部材１０の厚さＴ１は、例えば、スイッチング素子４０ａと出力側端子６０ａとの間のインピーダンス、および、スイッチング素子４０ｂと出力側端子６０ｂとの間のインピーダンスが小さくなるように、薄くすることが好ましい。

【0045】

ボンディングパッド１３ａおよび１３ｂは、例えば、金属ワイヤ（図１参照）のボンディング強度を確保できる厚さに設けられる。したがって、絶縁部材１０の表面側に設けられるボンディングパッド１３ａおよび１３ｂのＺ方向の厚さＴ２は、ボンディング強度を確保できる所定の厚さよりも厚く設けられることが好ましい。

【0046】

絶縁部材１０の裏面側に設けられる制御側端子５０ａ、５０ｂ、出力側端子６０ａおよび６０ｂのそれぞれ厚さＴ３は、例えば、絶縁部材１０に加わる応力をバランスさせるために、ボンディングパッド１３ａ、１３ｂ、マウントパッド１５ａ、１５ｂおよび１７の厚さＴ２と同じであることが好ましい。ここで「同じ」とは、厳密な一致を意味するだけでなく、略同一もしくは実質的に同一であることを含む。

【0047】

一方、ボンディングパッド１３ａ、１３ｂ、マウントパッド１５ａ、１５ｂおよび１７の厚さＴ２および制御側端子５０ａ、５０ｂ、出力側端子６０ａおよび６０ｂの厚さＴ３を厚くし過ぎると、絶縁部材１０およびその表面および裏面上に設けられる金属層（図４（ｂ）参照）を含む積層構造を切断することが難しくなる。

【0048】

結果として、絶縁部材１０の厚さＴ１は、ボンディングパッド１３ａ、１３ｂ、マウントパッド１５ａ、１５ｂおよび１７のそれぞれのの厚さＴ２と、制御側端子５０ａ、５０ｂ、出力側端子６０ａおよび６０ｂのそれぞれの厚さＴ３と、を合わせた厚さ（Ｔ２＋Ｔ３）よりも薄いことが好ましい。これにより、スイッチング素子４０ａと出力側端子６０ａとの間、および、スイッチング素子４０ｂと出力側端子６０ｂとの間のインピーダンスを低減できる。

【0049】

さらに、積層構造の切断の観点からは、厚さＴ２および厚さＴ３は、それぞれ、絶縁部材１０の厚さＴ１よりも薄いことが好ましい。また、絶縁部材１０の表面および裏面に形成される金属層は、例えば、同時に形成され、厚さＴ２および厚さＴ３は同じである。絶縁部材１０の厚さＴ１は、例えば、５０μｍである。厚さＴ２および厚さＴ３は、例えば、それぞれ、３０μｍである。

【0050】

図４（ａ）および（ｂ）は、実施形態に係る半導体装置１の製造に用いられる基板１００を示す別の模式図である。図４（ａ）は、基板１００の全体を示す平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）中に示すＢ－Ｂ線に沿った断面図である。

【0051】

図４（ａ）に示すように、基板１００は、第１領域１Ｒと、第２領域２Ｒと、を含む。第２領域２Ｒは、第１領域１Ｒを囲む。

【0052】

第１領域１Ｒは、複数のボンディングパッド１３ａ、複数のボンディングパッド１３ｂ、複数のマウントパッド１５ａ、複数のマウントパッド１５ｂ、および、複数のマウントパッド１７を含む。また、第１領域１Ｒは、裏面側（図示しない）に設けられる、複数の制御側端子５０ａ、複数の制御側端子５０ｂ、複数の出力側端子６０ａ、および、複数の出力側端子６０ｂを含む。

【0053】

ボンディングパッド１３ａ、１３ｂ、マウントパッド１５ａ、１５ｂおよび１７は、例えば、図３（ａ）に示す配置を維持しながら、それぞれ、Ｘ方向およびＹ方向に並ぶ。また、制御側端子５０ａ、５０ｂ、出力側端子６０ａおよび６０ｂは、例えば、図３（ｂ）に示す配置を維持しながら、それぞれ、Ｘ方向およびＹ方向に並ぶ。

【0054】

第２領域２Ｒは、例えば、金属層１１５と、樹脂層１２０と、を含む。金属層１１５は、例えば、ボンディングパッド１３ａ、１３ｂ、マウントパッド１５ａ、１５ｂおよび１７を形成する過程において、第１領域１Ｒを囲むように残される。樹脂層１２０は、金属層１１５上に、第１領域１Ｒを囲むように設けられる。金属層１１５は、例えば、銅箔である。樹脂層１２０は、例えば、ポリイミドを含む。金属層１１５は、例えば、銅箔の表面上に金（Ａｕ）層を形成した積層構造を有しても良い。

【0055】

金属層１１５は、第１領域１Ｒと樹脂層１２０との間に露出された領域を含む。金属層１１５は、第１領域１Ｒを囲むように設けられる複数のスリットＳＬを含む。スリットＳＬは、金属層１１５の露出された領域において、第１領域１Ｒの外縁に沿って延在するように設けられる。スリットＳＬは、例えば、第１領域１Ｒを囲む線（図６（ａ）参照）上に位置するように設けられる。また、スリットＳＬは、例えば、四角形の第１領域１Ｒの四隅のそれぞれにおいて、各隅を囲むように、つながって設けられても良い。

【0056】

図４（ｂ）に示すように、基板１００は、シート状の絶縁部材１１０を含む。ベース部材５は、基板１００の第１領域１Ｒを切断することにより設けられる。絶縁部材１０は、絶縁部材１１０を分断することにより設けられる。絶縁部材１１０は、ポリイミドを含む。金属層１１５は、絶縁部材１１０と樹脂層１２０との間に位置する領域を含む。金属層１１５は、Ｚ方向の厚さＴ２を有する。スリットＳＬは、金属層１１５の表面から絶縁部材１１０に連通するように設けられる。

【0057】

絶縁部材１１０の裏面側には、金属層１１７と、樹脂層１３０と、が設けられる。金属層１１７は、第２領域２Ｒに設けられ、第１領域１Ｒを囲む。制御側端子５０ａ、５０ｂ、出力側端子６０ａおよび６０ｂは、金属層１１７をパターニングすることにより設けられる。樹脂層１３０は、金属層１１７上に設けられる。金属層１１７は、絶縁部材１１０と樹脂層１３０との間に位置する領域を含む。金属層１１７は、Ｚ方向の厚さＴ３を有する。金属層１１７は、例えば、銅箔である。金属層１１７は、例えば、銅箔の上に金（Ａｕ）層を形成した積層構造を有しても良い。

【0058】

金属層１１７は、第１領域１Ｒと樹脂層１３０との間に露出された領域を有する。スリットＳＬは、金属層１１７の露出された領域にも設けられる。絶縁部材１１０の裏面側に設けられたスリットＳＬは、表面側に設けられたスリットＳＬと絶縁部材１１０を挟んで対向する位置に設けられる。

【0059】

樹脂層１２０および樹脂層１３０は、例えば、受光素子２０およびスイッチング素子４０ａ、４０ｂのマウント時、および、金属ワイヤのボンディング時における熱による基板１００の反りや変形を抑制するように設けられる。また、基板１００の反りや変形を抑制することにより、搬送時の位置精度を向上させることができる。

【0060】

樹脂層１２０は、Ｚ方向の厚さＴＲ１を有し、樹脂層１３０は、Ｚ方向の厚さＴＲ２を有する。樹脂層１２０の厚さＴＲ１および樹脂層１３０の厚さＴＲ２は、例えば、絶縁部材１１０の厚さＴ１よりも厚い。樹脂層１２０の厚さＴＲ１および樹脂層１３０の厚さＴＲ２は、例えば、それぞれ１５０μｍである。

【0061】

樹脂層１２０および樹脂層１３０は、必ずしも同じ厚さを有する訳ではなく、基板１００の反りを抑制するように調整された厚さＴＲ１およびＴＲ２を有する。例えば、ＴＲ１およびＴＲ２の一方が０μｍであっても良い。言い換えれば、基板１００は、樹脂層１２０および樹脂層１３０のいずれか一方が設けられた構成を有しても良い。

【0062】

次に、図５（ａ）～図６（ｂ）を参照して、半導体装置１の製造方法を説明する。図５（ａ）～図６（ｂ）は、実施形態に係る半導体装置１の製造過程を示す模式図である。

【0063】

図５（ａ）に示すように、絶縁部材１１０上に設けられたマウントパッド１５ａおよびマウントパッド１７の上に、それぞれ、スイッチング素子４０ａおよび受光素子２０をマウントする。スイッチング素子４０ａおよび受光素子２０は、例えば、クリームはんだもしくは導電ペーストを介して、マウントパッド１５ａおよびマウントパッド１７の上に載置され、リフローもしくはキュアにより固定される。スイッチング素子４０ｂは、図示しない部分において、マウントパッド１５ｂの上にマウントされる。

【0064】

図５（ｂ）に示すように、受光素子２０の上に発光素子３０をマウントする。発光素子３０は、例えば、接続部材３５を介して受光素子２０に接合される。発光素子３０は、受光素子２０に向き合う裏面から受光素子２０に向けて光を放射する。接続部材３５は、例えば、発光素子３０の放射光を透過する透明樹脂層である。

【0065】

図５（ｃ）に示すように、ボンディングパッド１３ａと発光素子３０との間を金属ワイヤＭＷ１により電気的に接続する（図２参照）。また、受光素子２０とスイッチング素子４０ａとの間を金属ワイヤＭＷ２およびＭＷ３により電気的に接続する（図２参照）。金属ワイヤＭＷ１、ＭＷ２およびＭＷ３は、例えば、超音波ボンディングにより各素子の電極上に接続される。

【0066】

図示しない部分において、ボンディングパッド１３ｂと発光素子３０との間、受光素子２０とスイッチング素子４０ｂとの間、および、スイッチング素子４０ａとスイッチング素子４０ｂとの間も金属ワイヤを介して電気的に接続される。

【0067】

発光素子３０は、樹脂部材３３により、受光素子２０の上に封じられる。樹脂部材３３は、例えば、ポッティングにより形成される。

【0068】

各素子の電極に金属ワイヤを自動ボンディングする際に、基板１００の反りが大きくなると、例えば、カメラの画像認識機能が低下し、ボンディングができなくなる等の不具合が生じる。例えば、カメラの画角内において、絶縁部材の反りが焦点深度よりも大きくなると、画像認識の精度が低下する。実施形態に係る基板１００では、樹脂層１２０および１３０（図４（ｂ）参照）により反りを抑制し、このような不具合を回避できる。

【0069】

図５（ｄ）に示すように、絶縁部材１１０の表面側に樹脂部材７０を成形する。樹脂部材７０は、絶縁部材１１０に密着し、受光素子２０、発光素子３０、スイッチング素子４０ａ、４０ｂおよび金属ワイヤＭＷ１～ＭＷ３を封じるように形成される。

【0070】

図６（ａ）に示すように、樹脂部材７０は、基板１００の表面側に形成される。樹脂部材７０は、基板１００の第１領域１Ｒを覆うように形成される。樹脂部材７０は、例えば、真空成型を用いて形成される。

【0071】

図６（ｂ）に示すように、基板１００を切断し、樹脂部材７０が成形された第１領域１Ｒを残して、第２領域２Ｒを除去する。基板１００は、スリットＳＬに沿った分離線ＣＬに沿って切断される。

【0072】

続いて、基板１００の第１領域１Ｒおよび樹脂部材７０を、例えば、Ｘ方向およびＹ方向に切断し、半導体装置１を個片化する。基板１００および樹脂部材は、例えば、ダイサーを用いて切断される。実施形態に係る基板１００では、第１領域１Ｒ上において隣り合う半導体装置１の間に金属部材が設けられないため個片化が容易である。また、個片化された樹脂パッケージの切断面に金属のバリ等が残されることもない。

【0073】

図７（ａ）および（ｂ）は、実施形態の変形例に係る基板２００および３００を示す模式図である。

【0074】

図７（ａ）に示す基板２００は、複数の第１領域１Ｒを有する。樹脂層１２０は、第２領域２Ｒにおいて、複数の第１領域１Ｒを囲むように設けられる。金属層１１５は、隣り合う第１領域１Ｒの間に延在する領域を含む。また、樹脂部材１１０の裏面側に設けられる金属層１１７（図４（ｂ）参照）も、同様に、隣り合う第１領域１Ｒの間に延在する領域を含んでも良い。

【0075】

この例では、金属層１１５の第１領域１Ｒ間に延在する領域により、第１領域１Ｒの撓みを抑制できる。例えば、第１領域１Ｒの面積を拡大し、第１領域１Ｒに設けられる第１半導体装置１の数を増やす場合に有効である。

【0076】

図７（ｂ）に示す基板３００では、複数の樹脂層１２０が第２領域２Ｒに設けられる。第１領域１Ｒは、樹脂層１２０ａ～１２０ｄにより囲まれる。樹脂層１２０ａと樹脂層１２０ｂとの間のスペース、樹脂層１２０ｂと樹脂層１２０ｃとの間のスペース、樹脂層１２０ｃと樹脂層１２０ｄとの間のスペース、および、樹脂層１２０ｄと樹脂層１２０ａとの間のスペースには、金属層１１５の一部がそれぞれ露出される。

【0077】

樹脂層１２０のこのような構成は、基板３００の反りを抑制する際により有効となる場合がある。また、基板３００の裏面側においても、複数の樹脂層１３０を設けてもよい。

【0078】

図８（ａ）および（ｂ）は、実施形態の別の変形例に係る基板４００を示す模式図である。図８（ａ）は、基板４００の全体を示す平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）中に示すＣ－Ｃ線に沿った断面図である。

【0079】

図８（ａ）および（ｂ）に示すように、基板４００では、第２領域２Ｒに金属層１１５および１１７が設けられない。樹脂層１２０および樹脂層１３０は、それぞれ、絶縁部材１１０の上に直接設けられる。なお、樹脂層１２０および樹脂層１３０のそれぞれと絶縁部材１１０とを接続する接着剤が介在する場合がある。

【0080】

この例では、樹脂部材７０（図６（ａ）参照）と樹脂層１２０との間には、金属層１１５および１１７がなく、絶縁部材１１０が露出される。これにより、樹脂部材７０と樹脂層１２０との間を切断し、第１領域１Ｒの樹脂部材７０が成形された部分を残して、基板４００を分離することが容易になる。

【0081】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0082】

１…半導体装置、 １Ｒ…第１領域、 ２Ｒ…第２領域、 ５…ベース部材、 １０、１１０…絶縁部材、 １３ａ、１３ｂ…ボンディングパッド、 １５ａ、１５ｂ、１７…マウントパッド、 ２０…受光素子、 ２３、４３…接続部材、 ２５…フォトダイオード、 ２７…制御回路、 ３０…発光素子、 ３３、７０…樹脂部材、 ３５…接続部材、 ４０ａ、４０ｂ…スイッチング素子、 ５０ａ、５０ｂ…制御側端子、 ５３、６３…ビアコンタクト、 ６０ａ、６０ｂ 出力側端子、 １００、２００、３００、４００…基板、 １１５、１１７…金属層、 １２０、１２０ａ～１２０ｄ、１３０…樹脂層、 ＣＬ…分離線、 ＭＷ１、ＭＷ２、ＭＷ３…金属ワイヤ、 ＳＬ…スリット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】