半导体装置及其制造方法与流程

本发明涉及半导体装置及其制造方法，特别是，涉及具备发光元件以及受光元件的半导体装置及其制造方法。

背景技术：

1、近年来，开发了具备将电信号转换为光并发光的发光元件和将接收到的光转换为电信号的受光元件的光耦合器等半导体装置。从发光元件发出的光被被测定体反射，被受光元件接收。

2、例如，在专利文献1中公开了一种光耦合器，为了提高光的检测灵敏度，使发光元件的发光面的高度和受光元件的受光面的高度实质上位于同一平面上，从而使从发光面到被测定体的距离与从被测定体到受光面的距离实质上相等。

3、另外，为了形成这样的结构，在专利文献1的图1中，通过在设置于引线框的孔的内部收容发光元件，在设置于受光元件的凹部嵌入引线框，从而将发光元件以及受光元件固定于引线框。另外，在专利文献1的图6中，发光元件以及受光元件不设置在引线框上，而是通过被树脂覆盖而相互绝缘。另外，在专利文献1的图9中，发光元件以及受光元件经由粘接剂设置在具有一定厚度的引线框上。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本专利第6620176号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的技术问题

2、在专利文献1的图1中，在受光元件上设置凹部，但用于实现该结构的加工技术的难易度高，制造工序也增加，所以存在制造成本增加的问题。另外，在专利文献1的图6中，不使用芯片焊盘而安装发光元件以及受光元件。但是，特别是，随着成为大型的封装形态，存在难以确保安装上的可靠性的问题。另外，如专利文献1的图9所示，如果在具有一定厚度的引线框上简单地配置发光元件以及受光元件，则导电性的粘接剂与受光元件的侧面或下表面接触，存在受光元件与发光元件以及引线框短路的风险。即，存在降低半导体装置的功能以及可靠性的风险。

3、本申请的主要目的在于抑制制造成本的增加，并且提高半导体装置的可靠性。其他技术问题以及新的特征通过本说明书的记述以及附图得以明确。

4、用于解决技术问题的技术方案

5、一个实施方式中的半导体装置具备：发光元件，具有发光区域；受光元件，具有受光区域；以及芯片焊盘，由导电性材料构成。所述芯片焊盘包括第一区域以及第二区域，所述第二区域具有比所述第一区域厚的厚度，并且在俯视观察下被所述第一区域包围，在所述受光元件上设置有贯通所述受光元件的贯通孔，所述受光元件以相对于所述芯片焊盘电绝缘的方式设置在所述第一区域的上表面上，所述发光元件在所述贯通孔的内部经由导电性的第一粘接层设置在所述第二区域的上表面上，所述发光元件的上表面的位置以及所述受光元件的上表面的位置在5μm以下的范围内一致。

6、一个实施方式中的半导体装置的制造方法包括以下工序：(a)工序，准备由导电性材料构成的金属板、具有发光区域的发光元件、具有受光区域并且设置有贯通孔的受光元件；(b)工序，在所述(a)工序后，通过选择性地蚀刻所述金属板，形成包括第一区域、以及具有比所述第一区域厚的厚度并且在俯视观察下被所述第一区域包围的第二区域的芯片焊盘；(c)工序，在所述(b)工序后，通过选择性地蚀刻所述金属板，以与所述芯片焊盘物理分离的方式在俯视观察下在所述芯片焊盘的外周形成多个引线端子；(d)工序，在所述(c)工序后，以与所述芯片焊盘电绝缘的方式在所述第一区域的上表面上设置所述受光元件；(e)工序，在所述(c)工序后，以位于所述贯通孔的内部的方式，在所述第二区域的上表面上经由第一粘接层设置所述发光元件；以及(f)工序，在所述(d)工序以及所述(e)工序后，用第一接合线将所述受光元件以及所述多个引线端子电连接，用第二接合线将所述发光元件以及所述受光元件电连接。所述发光元件的上表面的位置以及所述受光元件的上表面的位置在5μm以下的范围内一致。

7、一个实施方式中的半导体装置的制造方法包括以下工序：(a)工序，准备由导电性材料构成的第一金属板、由导电性材料构成的第二金属板、具有发光区域的发光元件、以及具有受光区域并且设置有贯通孔的受光元件；(b)工序，在所述(a)工序后，通过选择性地蚀刻所述第一金属板，形成芯片焊盘和多个第一引线端子部件，所述芯片焊盘包括第一区域、以及具有比所述第一区域厚的厚度并且在俯视观察下被所述第一区域包围的第二区域，所述多个第一引线端子部件以与所述芯片焊盘物理分离的方式在俯视观察下形成在所述芯片焊盘的外周；(c)工序，在所述(a)工序后，通过选择性地蚀刻所述第二金属板，形成多个第二引线端子部件；(d)工序，在所述(b)工序以及所述(c)工序后，以所述发光元件位于所述贯通孔的内部的方式，在基材上搭载所述发光元件的上表面、所述受光元件的上表面以及所述第二引线端子部件的上表面；(e)工序，在所述(d)工序后，以所述受光元件与所述第一区域物理分离的方式，在所述发光元件的下表面经由导电性的第一粘接层粘接所述第二区域的上表面，在所述多个第二引线端子部件的下表面分别经由导电性的第三粘接层粘接所述多个第一引线端子部件的上表面；(f)工序，在所述(e)工序后，以埋入所述贯通孔的方式，在所述受光元件与所述芯片焊盘、所述发光元件、所述第一粘接层、所述多个第一引线端子部件、以及所述多个第二引线端子部件之间设置树脂层；(g)工序，在所述(f)工序后，除去所述基材；以及(h)工序，在所述(g)工序后，用第一接合线将所述受光元件以及所述多个第二引线端子部件电连接，用第二接合线将所述发光元件以及所述受光元件电连接。所述发光元件的上表面的位置以及所述受光元件的上表面的位置在5μm以下的范围内一致。

8、发明的效果

9、根据一个实施方式，可以抑制制造成本的增加，并且可以提高半导体装置的可靠性。

技术特征：

1.一种半导体装置，具备：

2.根据权利要求1所述的半导体装置，

3.根据权利要求2所述的半导体装置，

4.根据权利要求1所述的半导体装置，

5.根据权利要求4所述的半导体装置，

6.根据权利要求1所述的半导体装置，所述半导体装置还具备：

7.根据权利要求6所述的半导体装置，

8.根据权利要求7所述的半导体装置，

9.一种半导体装置的制造方法，包括以下工序：

10.根据权利要求9所述的半导体装置的制造方法，

11.根据权利要求10所述的半导体装置的制造方法，

12.根据权利要求9所述的半导体装置的制造方法，

13.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，

14.一种半导体装置的制造方法，包括以下工序：

15.根据权利要求14所述的半导体装置的制造方法，

技术总结
抑制制造成本的增加，并且提高半导体装置的可靠性。半导体装置(1)具备发光元件(2)、受光元件(3)和由导电性材料构成的芯片焊盘(20)。芯片焊盘(20)包括第一区域(20A)以及具有比第一区域(20A)厚的厚度的第二区域(20B)。受光元件(3)以相对于芯片焊盘(20)电绝缘的方式设置在第一区域(20A)的上表面上。发光元件(2)在受光元件(3)的贯通孔(4)的内部经由导电性的粘接层(5)设置在第二区域(20B)的上表面上。发光元件(2)的上表面的位置以及受光元件(3)的上表面的位置在5μm以下的范围内一致。

技术研发人员：黑羽淳史
受保护的技术使用者：青井电子株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16