JPS58128762A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）　　発明の技術分野 本発明は半導体装置に係り、さらに具体的には入射光に
感応する受光素子を配設した半導体チップと該受光素子
を駆動するための回路素子、あるいは受光素子からの光
電変換されｔコ信号を処理するための回路素子をそなえ
た半導体集積回路チップとをフェイスダウンボンディン
グして一体化した半導体装置の構造に関するものである
。

申）従来技術と問題点 例えばＩｎ８ｂやｌ”ｂ８ｎＴｅ等の化合物半導体チッ
プにダイオードアレイを形成して受光素子群を構成し、
それら各受光素子への入射光磁に応じて光電変換された
出力信号の処理は、通常、例えば８血からなる半導体集
積回路チップに構成した信号処理回路によってなされる
。またこのような受光素子と信号処理回路との接続は、
従来、ワイヤボンディングもしくはフェイスダウンボン
ディング尋の技術を用いてなされていた。すなわちワイ
ヤボンディング法では受光素子を配設した半導体装ツブ
と該受光素子からの信号を処理するための（ｇ１ｗｌＩ
素子をそなえた半導体業槓回路千ツブとを並置し。

それらをムＵあるいはＡＩ　細線等のボンディングワイ
ヤでボンディングするものであるが、ボンディング作業
が煩雑であり、信頼性にも劣り、占有空間も太き（なる
という欠点があった。−万フエイスダウンボンデイング
法では前記受光素子を配設した半導体チップと信号処理
回路を構成した半導体績横回路手ツブとを対向配置し、
これらをフェイスダウンボンディング用のＩｎ　等の金
属バンブを用いてボンディングするようにしたものであ
るが、この方法では受光素子を配設した半導体チップの
裏面側から光を入射する必要があるので、その半導体チ
ップを薄く研磨して入射光が受光素子の感光部まで到達
するように加工する必要があった。また受光素子を電荷
注入素子で構成し、例えば８量　　からなる半導体集積
回路チップに構成した駆動回路で駆動するような場合に
は、その受光素子を構成した半導体千ツブ裏１ｆｉＩＩ
ｌからの光の入射が不可能となり、ワイヤボンディング
法で行わざるを得ないような場合も生じ、前述のような
ボンディング作業の煩雑化や信頼性の低下等を招く結果
となっていた。

（（＋）　　発明の目的 本発明は前述の点に鑑みなされたもので、受光素子を配
設した半導体チップと該受光素子を駆動するための回路
素子あるいは受光素子からの信号を処理するための回路
素子をそなえた半導体集積回路チップとをボンディング
ワイヤを用いることなく容易に一体構成し、もって信頼
性の高い、占有空間も小さい、安価な半導体装置の提供
を目的とするものである。

（ｄ）　　発明の＃４或 本発明は受光素子を配設した半導体チップと該受光素子
を駆動するための回路素子あるいは受光素子からの信号
を処理するための回路素子をそなえた半導体集積回路千
ツブとをフェイスダウンボンディングしてなる構成にお
いて、前記半纏体渠横回路チップにおける受光素子対応
領域を避けた領域に前記回路素子を形成するとともに当
該半導体集積回路チップの少なくとも受光素子対応領域
に光入射用透光孔を設けたことを特徴とするものである
。

＜６）　　発明の実施例 以下本発明の実地例につき図面を参魚して説明する。

第１図は本発明による半導体装置の１例構造を説明する
ための概念的に示した要部断面図であり、８２図は１１
１図で示した半導体装置における半導体集積回路チップ
の構造を説明するための要部平面図であって、第１図と
同等部分には同一符号を付した。１８１図においてｌは
化合物半導体からなる半導体装ツブであって、その半導
体チップ１の表面には図示を省略した受光素子群が構成
しである。そして半導体チップｌは、その裏面を例えば
セラミック基板２表面の凹部に接着してあり、セラミッ
ク基板２は実装用基台８上に１肴しである。

また士ラミック基板２表面には金属配縁４が配設されて
いる。なお半導体チップｌは、その表面がセラミック基
板２表面とほぼ同一平面となるようにセラ【ツク基板１
の凹部に接着しである。そして受光素子を配設した半導
体チップ１の表面に例えばＩｎ　からなるフェイスダウ
ンボンディング用の金属バンブ６を配設し、また各金属
配ｌｉＩ！４上にもボンディング用の金属バンブ６が形
成しである。

そしてこれら金属バンブ５および６を用いて半導体集横
回路千ツブ７が半導体チップ１および金属配線４の各々
とボンディングされている。その半導体集積回路チップ
７は例えば８１　　がらなり、その表面つまり半導体チ
ップｌと対向する側には第２図に示すごとく、受光素子
対応領域を避けた領域８（斜線で示した領域）に受光素
子を駆動するための回路素子や受光素子からの信号を処
理するための回路素子が形成しである。さらにその半導
体集積回路チップ７の受光素子対応領域には光入射用透
光孔９が設けである。そして領域８に形成した集積回路
と受光素子との闇の信号は金属バンブ６によってボンデ
ィングされた各ポンディングパッド５ａを通して入出力
される。またその集積回路へのｌｌＩｎ信号および電力
供給や＊積回路で処理された信号の取出し等は金属バン
ブ６でボンディングされた各ポンディングパッド６＆を
通してなされる。そして第１図に示すような構成におい
て、光学レンズ１０を通した入射光１１を半導体集積回
路チップ７に設けた透光孔９を通して半導体チップ１の
表面に配設した受光素子へ入射するようになっている。

次に１に８図は本発明による半導体装置のその他の実施
例を説明するための概念的に示した要部断面図であって
、ｆＭ１図と同等部分には同一符号を付した０図におい
て１２は冷却基台であり、受光素子を配設した半導体チ
ップｌはセラミック基板２の凹部に接着されて、冷却基
台１２によって所定温度醤こ冷却されるようになってい
る。また冷却基台１２に連結されたコールドシールド１
８が設けられ、そのコールドシールド１８は半導体集積
回路チップ７の１Ｉｔｌｉｉ側と密着した形で配設され
る。

そしてコールドシールド１８に設けた視野決定用孔１４
を通して入射光が半導体装ツブ１表面の受光素子に入射
されるようになっている。このようｆ（構成ＩＩ：　オ
いては、半導体集横回路千ツブ７がコールドシールド１
８によって冷却されるので、半導体集積回路子ツブ７の
発熱にもとづく不要な背景信号を減少できる効果もある
。

なお前述の実施例では半導体ｊＩ横回路チップ７の形状
が８角形のような多角形の場合について説明したが、実
装用基台や冷却基台の形状に応じて４角形あるいは円形
にすることもできる。また半導体集積回路チップには受
光素子を駆動するための駆動回路素子と受光素子からの
信号を処理するための信号処理回路素子とを構成するに
限らず、駆動回路素子または側号処理回路素子のいずれ
かのみを構成することも可能である。

（ｆ）　　発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明によれば受光素子
を配設した半導体チップと駆動回路あるいは信号処理回
路を構成した半導体集積回路チップとをボンディングワ
イヤを用いることなく容易に一体構成することができ、
信頼性の高い、占有空間の小さいコンパクトな半導体装
置を安価に実現できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

４１図は本発明による半導体装置の１例構造を説明する
ための概念的に示したｍ部断面図、第２は＠ｉ図で示し
た半導体装置における半導４集横回路チップの構造を説
明するための要部半面図、ｗｉ８図は本発明による半導
体装置のその他の実施例を説明するための概念的に示し
た要部断面図である。 図において、１は受光素子を配設した半導体装ツブ、２
はセラミック基板、８は実装用基台、４は金属配線、６
および６は金属バンブ、６ａおよび６ａはポンディング
パッド、７は半導体集積回路チップ、８は囲路素子を形
成した領域、９は光入射用透光孔、ｌＯは光学レンズ、
１１は入射光１２は冷却４台、１８はコールドシールド
、１４は視野決定用孔をそれぞれ示す。 第１囚 ■ 第２閃 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 受光素子を配設した半導体チップと該受光素子を駆動す
   るための回路素子あるいは受光亀子からの信号を処理す
   るための回路素子をそなえた半導体集積回路チップとを
   フェイスダウンボンディングしてなる構成において、前
   記半導体集積回路チップにおける受光素子対応領域を避
   けた領域に前記回路素子を形成するとともに当該半導体
   集積回路チップの少なくとも受光素子対応領域に光入射
   用透光孔を設けたことを特徴とする半導体装置。