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JP4334041B2 - Manufacturing method of optical semiconductor device - Google Patents
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JP4334041B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光半導体装置およびこれを実装した光半導体モジュールに関するもので、特に光半導体装置内に組み込まれる抵抗体へ加わるストレスによって発生する抵抗値の変動および半導体チップのクラックを防止するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に半導体装置は、集積度を向上するため、素子の高密度化および大型化が図られ、パッケージは逆に小型化、薄型の傾向にある。ところが大型の素子を従来の樹脂で封止した場合、素子表面にクラックが生じ、薄型化と共に樹脂にもクラックが発生する様になる。またクラックが発生しない状態でも、IC回路に歪みを与え、特に抵抗値の変動を大きくしていた。
【0003】
そのため、例えば特開昭57−56954号公報の如く、樹脂封止体にフィラーを混入していた。このフィラーは、本公報ではゴム粒子であるが、この他にガラス繊維、ガラス粒子(粉)、石英ガラス粒子(粉)等の無機質充填剤も採用され、耐クラック性、抵抗値の耐変動性を高めている。
【0004】
一方、サブノートパソコン、携帯情報端末、電子スチルカメラ等のマルチメディア機器がめざましい発展を遂げ、特に携帯機器は、年間700万台も販売され、約8割がIrDA(Infrared Data Association)規格の赤外線方式を採用している。つまり外部機器と本体との赤外線信号を介した送受信が必要で、そこには、赤外線を発光する発光素子、赤外線を受光する受光素子が必要となって来た。
【0005】
例えば、発光素子としては、特開平5−145120号公報が詳しい。
また受光素子としては、図7に示すホトダイオードICがある。
【0006】
このICチップ10は、PINホトダイオードからなる受光領域11がチップの一領域に形成され、他の領域には、例えばホトダイオードを駆動する駆動回路が実装されたIC領域12が形成されている。そしてリードフレームを構成するアイランド13の上に半田、銀ペースト等を介して固着され、全体を樹脂封止体14で封止している。
【0007】
この封止体14は、所定の光に対して透過性を有する樹脂材料から成り、例えば透明なエポキシ樹脂から成る。
【0008】
図8は、IrDAに採用したパッケージであり、左のチップが、光ICチップ10であり、右側のチップ15が、発光ダイオードやレーザーダイオード等の発光素子である。但し、レーザーダイオードを採用する場合は、側面発光であるため、チップの側面を上に向ける必要がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
前述のモジュールに於いて、封止樹脂のクラック、チップのクラックを考慮して、封止樹脂の中にフィラー16を混入すると、入射光17、射出光18が散乱され、受光IC10では、入射光17の透過率が低下し、その受光強度が低下する問題があった。従って強度の弱い光が入射される場合、精度の高い検出ができない問題があった。また発光ダイオード15では、樹脂封止体中で射出光18が散乱を受け、射出光はその強度が低下し、遠方まで光を飛ばせない問題があった。
【0010】
このため、封止樹脂の中にフィラー16を混入させない、または混入率を低下させて封止する必要があるが、今度は逆に樹脂の応力が高まり、ICチップの駆動回路を構成する抵抗体の値が大きく変動したり、チップにクラックが発生する問題があった。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題に鑑みて成され、駆動回路を構成する抵抗体を、チップの側辺に対して45度に交差する方向ように配置し、半導体チップは、ワンパス方式でバックグラインドされていることで解決するものである。
【0012】
また抵抗体は、(100)面のウェハに於いて、オリエンテーションフラットを[011]軸とし、この軸に対して45°に交差するように配置することで解決するものである。
【0013】
また第1の樹脂封止体のフィラー混入率を、第2の樹脂封止体のフィラー混入率よりも小さくし、駆動回路を構成する抵抗体を、チップの側辺に対して45度に交差する方向に配置し、半導体チップは、ワンパス方式でバックグラインドされていることで解決するものである。
【0014】
光の透過率を向上させるためフィラーの混入率を小さくまたはゼロにして、封止樹脂に発生する応力が大きくなっても、抵抗体20を図1または図11の様に斜め配置することで、その抵抗値の変化率を小さくでき、しかもワンパス方式のバックグラインドでウェハを削り、オリエンテーションフラット[011]軸と前記削り傷が実質平行に成るように、またチップの長手方向とワンパス方式の削り傷が実質平行となるようにすることでクラックを抑制させることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【0016】
図1は、光半導体ICチップを示し、このICチップの中には、ホトダイオード(またはホトトランジスタ)とこの出力を演算する回路が内蔵されている。または光半導体装置も含め所定の回路として駆動するための駆動回路が内蔵されている。
【0017】
この半導体チップは、例えばBIP−ICで実現される。これは、P型半導体基板とこの基板に少なくとも1層のN型のエピタキシャル層(またはN――型、またはP――型)が積層されたもので成る。特に、前記N型のエピタキシャル層には、半導体基板まで到達するP+型の分離領域で囲まれた島領域が複数形成され、それぞれの島領域には、ホトダイオード、トランジスタ、ダイオード、コンデンサ、拡散抵抗等が作り込まれている。
【0018】
このホトダイオードが形成されるN型の島領域とP型の半導体基板でPN型ホトダイオードが構成され、所定の電圧で逆バイアスされ、光の照射を受けた際、光の量に応じて光電流が流れるものである。符号11は、このホトダイオードが形成された領域である。
【0019】
一方、点線で示すIC領域12は、ホトダイオードの演算、または駆動回路が形成され、主にNPN、PNP型のトランジスタ、ダイオード、抵抗(拡散抵抗やポリSi抵抗)、コンデンサ等により構成されている。
【0020】
図1では、受光部11を除いた領域が、点線で示すA〜Kのブロックで構成され、特定周波数の光をフィルタリングする機能が作り込まれている。特に、検波回路を採用するがこの検波回路の精度の向上を実現するザッピング回路の抵抗体20が、ブロックJに集中配置されている。ここでは、模式的に前記抵抗体20のみを示した。本発明は、この抵抗体20にある。
図8でも説明したように、従来半導体装置の樹脂封止体14には、応力緩和、樹脂やチップのクラックを防止するためにフィラー16が混入されている。しかしこのフィラー16が混入された樹脂で、パッケージングをすると、フィラーが光散乱の原因となるため、光ICはできるだけフィラーを混入しない、または全て除いた方がよい。
【0021】
しかしフィラーの混入率を低下させたり、全く無くすと、封止樹脂14から発生する応力が大きくなり、図7のIC領域12に形成される抵抗体20の値が極端に変動することがわかった。
【0022】
そこで図1のように抵抗体20の向きをチップの側辺30、31に対して45度に傾けて配置した。この配置により封止樹脂中のフィラーの混入率を減少(またはゼロにする)しても抵抗値の変動を抑制できることが判った。
【0023】
図9および図10は、この実験を行った結果を示すものである。図9に示す抵抗体a〜dが抵抗体の向きを示す。尚、チップの上辺30と下辺31は、(100)面のウェハに於けるオリエンテーションフラット[011]軸と平行に形成されている。
【0024】
・抵抗体a、b:ICチップ10の側辺30、31に対して平行に配置した従来型の抵抗体である。またパターンサイズは、長さ400μm、幅10μmである。またオリエンテーションフラットの[011]軸に対して、前者はこの軸と平行に、後者は直角に配置される。
【0025】
・抵抗体c、d:チップの側辺(前記オリエンテーションフラット[011]軸と平行な側辺)に対して45度に交差する本発明の抵抗体である。またパターンサイズは、長さ200μm、幅10μmである。
【0026】
また図9は、あくまでも抵抗体とチップ側辺の関係を示したもので、実際は、図1のIC領域内に示すように数多く形成されている。図1では、P型基板にN型のエピタキシャル層が形成され、このエピタキシャル層からP型基板に到達するP+型の分離領域が形成されている。そしてこの分離領域で囲まれたN型の島領域に図9のcやdで示す斜めの拡散抵抗がP型で複数個形成されている。
【0027】
続いて実験結果を図10に示す。抵抗名のa〜dは、図9で示す抵抗体である。抵抗位置の欄に示す▲1▼は、チップ中央部に配置されたもの、▲2▼は、チップの周辺部に配置されたものである。またサンプル1〜18の欄の右側に示す数値は、変化率を示し、
変化率(%)は、(組立後の抵抗値−ウェハ状態での抵抗値)をウェハ状態での抵抗値で割り、100倍している。
【0028】
実験は、前述した拡散抵抗が作られたウェハ状態で、その抵抗値を測定し、その後スクライブし、各抵抗の両端をAu、30μmφのワイヤーをボンディングしてリード端子に接続し、その後樹脂封止してから測定している。
【0029】
Xは、プラスマイナスの数値をそのまま加えてサンプル数でわり算した結果で、平均である。σは、標準偏差である。
図表から判るように、斜め45度に配置した抵抗体c,dの方が、一桁から二桁小さくなっている。またa、bでは、チップ中央部よりも、チップ周辺部の方が、変化率は小さかった。
【0030】
図1に戻ると、IC領域12内に、抵抗体20だけを斜め配置すると、他の素子は、チップの上辺または左右側辺と同一方向であるため、抵抗体の部分のみデッドスペースが発生する。従って、光半導体装置として封止樹脂のフィラーの混入率を減少させる、または無くした場合、精度を要求するICチップは、抵抗体を斜めに配置し、精度よりもチップのシュリンクを重要視するICチップは、チップの周辺に抵抗体を配置することで、その変化率を抑制することができる。
【0031】
また前述したように、光半導体装置を作る際に採用するオリエンテーションフラットは、(100)のウェハに於いて[011]軸であり、この軸に対して斜めに抵抗体を配置する図11が適当であり、図12の配置は好ましくないことが判った。
【0032】
後者の図12の位置関係を採用すれば、チップの側辺と平行または直行した方向にトランジスタ等の半導体素子や抵抗体を配置できるので、チップの実装効率が良い。しかし、これを採用して製造すると、モールドの後、チップのカケが発生する問題があった。
原因は、二つあった。ウェハ面を(100)とし、オリエンテーションフラットを[011]軸とすると劈開方向が[011]軸と平行か直行した方向となる。従って
▲1▼図12の如く、スクライブライン50が[011]軸方向と斜めに交差すると、チップの角等でカケが発生する。
【0033】
▲2▼バックグラインドで発生する傷が[011]軸と斜めに交差すると、強度が無くなる。
この結果を図2と図4で示す。
【0034】
図11の様にオリエンテーションフラット軸が[011]軸の(100)面のウェハを採用し、このオリエンテーションフラットと水平・直角でダイシングしてチップとしたものをJstとし、図12の様に、図11のオリエンテーションフラット軸と斜めに交差するオリエンテーションフラットを持つウェハを採用し、このオリエンテーションフラットと水平・直角でダイシングしてチップとしたものを45°として示した。そして図3に示すように支点を設け、矢印のように上から荷重(0〜4.5Kgf)を加えてその強度を測定してみた。
【0035】
チップ32は、6×6mm、4×4mmのサイズで、支点33、34の間隔は、3mmである。また荷重付加速度は、10mm/min.である。
図2は、ダイシングでハーフカットし、このハーフカットの溝を介してブレイキングしてチップとし、強度試験をしたものである。
【0036】
図からも明らかなように、Jstの方が45°よりも強いことが判った。これは、ブレークングの際、力が図11で示す劈開方向に沿って加わるに対して、45°は、ブレークングに加わる力の方向が、劈開方向に対して斜めに入り、微細なクラックがチップに入ってしまい、封止後の応力でチップがカケると推察される。
【0037】
図4は、バックグラインドの方法も加味したものである。一つは、ワンパス方式、他方はインフィード方式である。
【0038】
図5、図6を用いて簡単に説明すると、前者のワンパス方式は、ターンテーブル40がR1の速度で回転し、スクライバー41がR2で回転し、ウェハ42は、ターンテーブル40の上で全く回転しないものである。この方法でバックグラインドを行うと、図5、ウェハ42aの様に、筋(バックグラインドで発生する溝)が、ほぼオリエンテーションフラットの方向と一致する。
【0039】
後者のインフィールド方式は、ターンテーブル40がR1の速度で回転し、スクライバー41がR2で回転し、ウェハ42も、ターンテーブル40の上でR3で回転するものである。この方法でバックグラインドを行うと、図5、ウェハ42bの様に、筋が、放射状で且つ渦巻き状に形成され、オリエンテーションフラットの方向と一致する部分は極一領域のみである。
【0040】
実験結果は、図4に示されている。つまりJstの方が図2と同様に強く、しかもワンパス方式(図5の溝42a)の方が更に強いことが判った。つまりチップの裏面に残るインフィールド方法で発生する溝は、劈開方向と一致している所が多く、ここに樹脂の収縮歪みが加わりカケが発生するものと考えられる。
【0041】
以上をまとめると、光ICの封止材料として、例えばエポキシ樹脂を採用し、光の散乱防止のためフィラーを少なくしたり、全くなくしたりすると、樹脂の収縮時の応力が拡大する。これは、抵抗値の変動、チップのカケを発生する。そのため、抵抗は、図11の様に斜めに配置し、且つバックグラインドは、ワンパス方式で溝が[011]方向とほぼ平行になるようにし、できる限り[011]軸とチップの長手方向とを一致させることが重要である。
【0042】
一方、図7、図8では、レンズ21をチップの真上に配置しているが、これはほんの一例であり、レンズの形状、位置は任意である。本発明は、光に対して透明な樹脂を採用する場合は、全てに適用できる。
【0043】
続いて、実装形態を説明する。実装手段としては、プリント基板、フレキシブル基板、セラミック基板、金属基板等が考えられ、この上には、例えば、銅パターンが形成される。そしてこのパターンに本光半導体装置とこれを含む回路構成のために、他の半導体装置が実装される。つまり本光半導体装置のフィラー混入率は、他の半導体装置のフィラー混入率よりも小さくなっている。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、駆動回路を構成する抵抗体を、チップの側辺に対して45度に交差する方向に配置することで、フィーラーの混入率を低下またはゼロにしても発生する抵抗体の抵抗値変化率を抑制することができる。しかもフィラーの混入率を減らすことで収縮歪みが発生するが、バックグラインドをワンパス方式にすることでチップのカケも防止できる。
【0045】
従って入射または発射する光の減衰、乱反射が抑制でき、光の透過率が向上し光半導体装置の射出光をより遠方へ飛ばせ、また入射光の強度を高めることができる。更には、光ICでは、特定の周波数のみを検波する回路が設けられ、更に検出精度を高めるためにザッピング回路を採用しているので、ここに本発明のポイントである斜め抵抗を配置することでより光の検波(フィルタリング)精度を向上させることができる。またワンパス方式により歩留まりの向上も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態である光半導体装置の平面図である。
【図2】チップ強度の実験結果を示す図である。
【図3】チップ強度の試験方法を説明する図である。
【図4】チップ強度の実験結果を示す図である。
【図5】バックグラインドで発生する傷を説明する図である。
【図6】バックグラインドの方法を説明する図である。
【図7】光半導体装置を説明する図である。
【図8】光半導体装置を説明する図である。
【図9】抵抗体の変化率を調べるための実験方法を説明した図である。
【図10】図9による実験結果を説明する図である。
【図11】オリエンテーションフラットと抵抗体の位置関係を説明する図である。
【図12】オリエンテーションフラットと抵抗体の位置関係を説明する図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical semiconductor device and an optical semiconductor module on which the optical semiconductor device is mounted, and in particular, prevents resistance value fluctuations and semiconductor chip cracks caused by stress applied to a resistor incorporated in the optical semiconductor device. .
[0002]
[Prior art]
In general, in order to improve the degree of integration of semiconductor devices, the density and size of elements are increased, and the packages tend to be smaller and thinner. However, when a large element is sealed with a conventional resin, a crack is generated on the surface of the element, and a crack is also generated in the resin as the thickness is reduced. Even in the state where no crack is generated, the IC circuit is distorted, and particularly the resistance value fluctuates greatly.
[0003]
Therefore, for example, as disclosed in JP-A-57-56854, a filler is mixed in the resin sealing body. This filler is a rubber particle in this publication, but in addition, inorganic fillers such as glass fiber, glass particle (powder), and quartz glass particle (powder) are also employed, and crack resistance and resistance value fluctuation resistance Is increasing.
[0004]
On the other hand, multimedia devices such as sub-notebook computers, personal digital assistants, and electronic still cameras have made remarkable progress. Especially, 7 million mobile devices are sold annually, and about 80% are infrared based on IrDA (Infrared Data Association) standards. The method is adopted. In other words, transmission / reception between the external device and the main body via an infrared signal is required, and a light emitting element for emitting infrared light and a light receiving element for receiving infrared light have been required.
[0005]
For example, as a light emitting element, Japanese Patent Laid-Open No. 5-145120 is detailed.
As a light receiving element, there is a photodiode IC shown in FIG.
[0006]
In this IC chip 10, a light receiving area 11 made of a PIN photodiode is formed in one area of the chip, and an IC area 12 in which a driving circuit for driving the photodiode is mounted is formed in another area. And it adheres on the island 13 which comprises a lead frame via solder, silver paste, etc., and the whole is sealed with the resin sealing body 14. FIG.
[0007]
The sealing body 14 is made of a resin material having transparency to predetermined light, for example, a transparent epoxy resin.
[0008]
FIG. 8 shows a package adopted for IrDA. The left chip is an optical IC chip 10 and the right chip 15 is a light emitting element such as a light emitting diode or a laser diode. However, when a laser diode is used, the side emission of the chip is required and the side of the chip needs to face up.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the module described above, if the filler 16 is mixed into the sealing resin in consideration of cracks in the sealing resin and cracks in the chip, the incident light 17 and the emitted light 18 are scattered. There is a problem that the transmittance of the light 17 is lowered and the light receiving intensity is lowered. Therefore, there is a problem that high-precision detection cannot be performed when light with low intensity is incident. Further, in the light emitting diode 15, the emitted light 18 is scattered in the resin sealing body, the intensity of the emitted light is lowered, and there is a problem that the light cannot be emitted far away.
[0010]
For this reason, it is necessary not to mix the filler 16 in the sealing resin or to reduce the mixing rate, but this time, the resin stress increases, and the resistor constituting the driving circuit of the IC chip. There is a problem that the value of fluctuates greatly and cracks occur in the chip.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and the resistors constituting the driving circuit are arranged in a direction intersecting with the side of the chip at 45 degrees, and the semiconductor chip is back-ground by the one-pass method. It is solved by being.
[0012]
The resistor is solved by arranging the orientation flat on the (100) plane wafer so that the orientation flat is the [011] axis and intersects the axis at 45 °.
[0013]
Further, the filler mixing rate of the first resin sealing body is made smaller than the filler mixing rate of the second resin sealing body, and the resistor constituting the driving circuit is crossed at 45 degrees with respect to the side of the chip. The semiconductor chip is solved by being back-ground by the one-pass method.
[0014]
In order to improve the light transmittance, the filler mixing rate is reduced or zero, and even when the stress generated in the sealing resin is increased, the resistor 20 is disposed obliquely as shown in FIG. 1 or FIG. The rate of change of the resistance value can be reduced, and the wafer is shaved with a one-pass back grind so that the orientation flat [011] axis and the shaving are substantially parallel to each other, and the longitudinal direction of the chip and the one-pass shaving The cracks can be suppressed by making them substantially parallel.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0016]
FIG. 1 shows an optical semiconductor IC chip, in which a photodiode (or a phototransistor) and a circuit for calculating this output are incorporated. Alternatively, a drive circuit for driving as a predetermined circuit including the optical semiconductor device is incorporated.
[0017]
This semiconductor chip is realized by, for example, a BIP-IC. This consists of a P-type semiconductor substrate and at least one N-type epitaxial layer (or N-type or P-type) stacked on this substrate. In particular, the N type epitaxial layer includes a plurality of island regions surrounded by P + type isolation regions reaching the semiconductor substrate. Each island region includes a photodiode, a transistor, a diode, a capacitor, a diffused resistor, and the like. Is built.
[0018]
The N-type island region where the photodiode is formed and the P-type semiconductor substrate constitute a PN-type photodiode, which is reverse-biased at a predetermined voltage, and when irradiated with light, a photocurrent is generated according to the amount of light. It is flowing. Reference numeral 11 denotes a region where the photodiode is formed.
[0019]
On the other hand, the IC region 12 indicated by a dotted line is formed with a photodiode operation or drive circuit, and is mainly composed of NPN, PNP type transistors, diodes, resistors (diffusion resistors and poly-Si resistors), capacitors, and the like.
[0020]
In FIG. 1, the area excluding the light receiving unit 11 is composed of blocks A to K indicated by dotted lines, and a function of filtering light of a specific frequency is built in. In particular, although the detection circuit is employed, the resistors 20 of the zapping circuit that realizes the improvement of the accuracy of the detection circuit are concentrated in the block J. Here, only the resistor 20 is schematically shown. The present invention resides in this resistor 20.
As described with reference to FIG. 8, the filler 16 is mixed in the resin sealing body 14 of the conventional semiconductor device in order to relieve stress and prevent cracks in the resin and the chip. However, when packaging is performed with the resin mixed with the filler 16, the filler causes light scattering. Therefore, it is preferable that the optical IC contains as little filler as possible or removes all of it.
[0021]
However, it was found that if the mixing rate of the filler is reduced or eliminated at all, the stress generated from the sealing resin 14 increases, and the value of the resistor 20 formed in the IC region 12 in FIG. .
[0022]
Therefore, as shown in FIG. 1, the direction of the resistor 20 is inclined by 45 degrees with respect to the sides 30 and 31 of the chip. It has been found that this arrangement can suppress the fluctuation of the resistance value even if the mixing ratio of the filler in the sealing resin is reduced (or made zero).
[0023]
9 and 10 show the results of this experiment. Resistors ad shown in FIG. 9 indicate the direction of the resistor. The upper side 30 and the lower side 31 of the chip are formed in parallel with the orientation flat [011] axis in the (100) plane wafer.
[0024]
Resistors a and b: Conventional resistors arranged in parallel to the sides 30 and 31 of the IC chip 10. The pattern size is 400 μm long and 10 μm wide. The former is arranged in parallel to the [011] axis of the orientation flat, and the latter is arranged at a right angle.
[0025]
Resistors c and d: Resistors of the present invention that intersect at 45 degrees with respect to the side of the chip (side parallel to the orientation flat [011] axis). The pattern size is 200 μm long and 10 μm wide.
[0026]
Further, FIG. 9 shows only the relationship between the resistor and the chip side. Actually, a large number are formed as shown in the IC region of FIG. In FIG. 1, an N-type epitaxial layer is formed on a P-type substrate, and a P + type isolation region that reaches the P-type substrate from this epitaxial layer is formed. A plurality of oblique diffusion resistors indicated by c and d in FIG. 9 are formed in the N type island region surrounded by the isolation region.
[0027]
The experimental results are shown in FIG. Resistors a to d are resistors shown in FIG. (1) shown in the resistance position column is arranged at the center of the chip, and (2) is arranged at the periphery of the chip. Moreover, the numerical value shown on the right side of the column of samples 1-18 shows a change rate,
The change rate (%) is obtained by dividing (resistance value after assembly−resistance value in the wafer state) by the resistance value in the wafer state and multiplying by 100.
[0028]
In the experiment, the resistance value was measured in the wafer state in which the above-mentioned diffusion resistance was made, and then scribed, and both ends of each resistance were bonded to Au and 30 μmφ wires, and then connected to the lead terminal, and then sealed with resin And then measured.
[0029]
X is an average obtained by adding a plus or minus value as it is and dividing by the number of samples. σ is a standard deviation.
As can be seen from the figure, the resistors c and d arranged at an angle of 45 degrees are smaller by one to two digits. Further, in a and b, the rate of change was smaller in the peripheral portion of the chip than in the central portion of the chip.
[0030]
Returning to FIG. 1, when only the resistor 20 is disposed obliquely in the IC region 12, the other elements are in the same direction as the upper side or the left and right sides of the chip, so that a dead space is generated only in the resistor portion. . Therefore, when the mixing ratio of the filler of the sealing resin is reduced or eliminated as an optical semiconductor device, an IC chip that requires accuracy is an IC in which resistors are arranged obliquely and the shrinkage of the chip is more important than accuracy. The change rate of the chip can be suppressed by disposing a resistor around the chip.
[0031]
Also, as described above, the orientation flat employed when manufacturing the optical semiconductor device is the [011] axis in the (100) wafer, and FIG. 11 in which the resistors are arranged obliquely with respect to this axis is appropriate. It was found that the arrangement of FIG.
[0032]
If the latter positional relationship of FIG. 12 is employed, semiconductor elements such as transistors and resistors can be arranged in a direction parallel to or perpendicular to the side of the chip, so that chip mounting efficiency is good. However, when this is adopted, there is a problem that chip chipping occurs after molding.
There were two causes. When the wafer surface is (100) and the orientation flat is the [011] axis, the cleavage direction is parallel to or perpendicular to the [011] axis. Accordingly, as shown in (1) in FIG. 12, when the scribe line 50 obliquely intersects the [011] axis direction, chipping occurs at the corners of the chip.
[0033]
{Circle around (2)} When the scratch generated in the back grind crosses the [011] axis obliquely, the strength is lost.
The results are shown in FIGS.
[0034]
As shown in FIG. 11, a (100) plane wafer whose orientation flat axis is the [011] axis is adopted, and a chip obtained by dicing the orientation flat horizontally and at a right angle is Jst. As shown in FIG. A wafer having an orientation flat that obliquely intersects with the 11 orientation flat axes was adopted, and a chip obtained by dicing the orientation flat horizontally and at a right angle was shown as 45 °. Then, as shown in FIG. 3, a fulcrum was provided, and a load (0 to 4.5 Kgf) was applied from above as indicated by an arrow to measure the strength.
[0035]
The chip 32 has a size of 6 × 6 mm and 4 × 4 mm, and the interval between the fulcrums 33 and 34 is 3 mm. The load application speed is 10 mm / min. It is.
FIG. 2 shows a strength test by half-cutting by dicing and breaking through the half-cut groove to form a chip.
[0036]
As is apparent from the figure, Jst was found to be stronger than 45 °. This is because, when breaking, a force is applied along the cleavage direction shown in FIG. 11, whereas at 45 °, the direction of the force applied to the breaking is oblique with respect to the cleavage direction, and fine cracks are generated. It is assumed that the chip enters the chip and the chip is broken by the stress after sealing.
[0037]
FIG. 4 also includes the backgrinding method. One is a one-pass method and the other is an in-feed method.
[0038]
5 and 6, the former one-pass method is such that the turntable 40 rotates at a speed of R1, the scriber 41 rotates at R2, and the wafer 42 rotates completely on the turntable 40. It is something that does not. When back grinding is performed by this method, as shown in FIG. 5 and the wafer 42a, the streaks (grooves generated in the back grinding) substantially coincide with the orientation flat direction.
[0039]
In the latter in-field method, the turntable 40 rotates at a speed of R1, the scriber 41 rotates at R2, and the wafer 42 also rotates on the turntable 40 at R3. When backgrinding is performed by this method, as shown in FIG. 5 and the wafer 42b, the streaks are formed in a radial and spiral shape, and the portion that coincides with the direction of the orientation flat is only one region.
[0040]
The experimental results are shown in FIG. In other words, it was found that Jst was stronger as in FIG. 2, and that the one-pass method (groove 42a in FIG. 5) was stronger. In other words, the grooves generated by the in-field method remaining on the back surface of the chip often coincide with the cleavage direction, and it is considered that chipping occurs due to the shrinkage distortion of the resin.
[0041]
In summary, when an epoxy resin, for example, is used as a sealing material for an optical IC and the filler is reduced or eliminated completely to prevent light scattering, the stress at the time of resin shrinkage increases. This generates resistance fluctuations and chip chipping. Therefore, the resistors are arranged obliquely as shown in FIG. 11, and the back grind is a one-pass method so that the groove is substantially parallel to the [011] direction, and the [011] axis and the longitudinal direction of the chip are set as much as possible. It is important to match.
[0042]
On the other hand, in FIGS. 7 and 8, the lens 21 is arranged right above the chip, but this is only an example, and the shape and position of the lens are arbitrary. The present invention can be applied to all cases where a resin transparent to light is employed.
[0043]
Subsequently, a mounting form will be described. As the mounting means, a printed board, a flexible board, a ceramic board, a metal board, and the like are conceivable, and a copper pattern, for example, is formed thereon. Then, another semiconductor device is mounted in this pattern for the present optical semiconductor device and a circuit configuration including the same. That is, the filler mixing rate of the present optical semiconductor device is smaller than the filler mixing rate of other semiconductor devices.
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, the resistors constituting the driving circuit are arranged in a direction intersecting at 45 degrees with respect to the side of the chip, so that the resistance of the resistor generated even if the mixing ratio of the feeler is reduced or zero. The resistance value change rate can be suppressed. In addition, shrinkage distortion occurs by reducing the filler mixing rate, but chipping can be prevented by using the back grind as a one-pass system.
[0045]
Accordingly, attenuation or diffuse reflection of incident or emitted light can be suppressed, the light transmittance can be improved, the light emitted from the optical semiconductor device can be further distant, and the intensity of the incident light can be increased. Furthermore, in the optical IC, a circuit for detecting only a specific frequency is provided, and a zapping circuit is employed to further improve the detection accuracy. Therefore, an oblique resistor which is the point of the present invention is disposed here. It is possible to improve the accuracy of light detection (filtering). In addition, the yield can be improved by the one-pass method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an optical semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing experimental results of chip strength.
FIG. 3 is a diagram for explaining a chip strength test method;
FIG. 4 is a diagram showing experimental results of chip strength.
FIG. 5 is a diagram for explaining scratches that occur in back grinding.
FIG. 6 is a diagram illustrating a back grinding method.
FIG. 7 illustrates an optical semiconductor device.
FIG. 8 illustrates an optical semiconductor device.
FIG. 9 is a diagram illustrating an experimental method for examining a change rate of a resistor.
10 is a diagram for explaining an experimental result according to FIG. 9; FIG.
FIG. 11 is a diagram illustrating a positional relationship between an orientation flat and a resistor.
FIG. 12 is a diagram illustrating a positional relationship between an orientation flat and a resistor.

Claims (2)

P型半導体基板の上に設けられた少なくとも一層のN型のエピタキシャル層と、前記エピタキシャル層から前記半導体基板まで到達して形成されるP型の分離領域と、前記分離領域で囲まれた複数のN型の島領域と、前記島領域には、ホトダイオード、トランジスタ、ダイオード、コンデンサおよび拡散抵抗が作り込まれ、前記ホトダイオードが形成された第1の領域を光の受光領域とし、第2の領域を前記受光領域の駆動回路として設け、四側辺から成る矩形の半導体チップと、前記半導体チップを封止し、光の散乱の原因となるフィラー混入していない、前記光に対して透過な樹脂封止体とを有し、
前記光が外部より前記樹脂封止体に侵入して前記受光領域に入射され、前記駆動回路で処理される光半導体装置の製造方法に於いて、
前記駆動回路は、検波回路を有し、前記検波回路の精度向上のためのザッピング回路の抵抗体が、ブロックに集中して配置され、前記精度を要求する抵抗体は、チップの側辺に対して45度に交差する方向に配置され、前記精度向上よりもシュリンクを望む場合、前記抵抗体は、前記矩形の半導体チップの中央より外側で前記四側辺よりも内側に位置する半導体チップの周辺、前記四側辺と同一方向に設けられ、半導体チップの裏面は、ワンパス方式でバックグラインドされ、前記バッククラインドで形成される前記半導体チップの裏面の溝は、前記半導体チップの側辺と平行な方向にほぼ平行になる事を特徴とした光半導体装置の製造方法。
At least one N-type epitaxial layer provided on the P-type semiconductor substrate, a P-type isolation region formed to reach the semiconductor substrate from the epitaxial layer, and a plurality of regions surrounded by the isolation regions A photodiode, a transistor, a diode, a capacitor, and a diffused resistor are formed in the N-type island region and the island region. The first region where the photodiode is formed is used as a light receiving region, and the second region is used as the light receiving region. provided as a drive circuit of the light receiving region, a rectangular semiconductor chip made of four sides, the semiconductor chip sealed, not contaminated fillers that cause scattering of light, transparent resin to the light Having a sealing body,
In the method of manufacturing an optical semiconductor device in which the light enters the resin sealing body from the outside and enters the light receiving region, and is processed by the drive circuit.
The drive circuit includes a detection circuit, and a resistor of a zapping circuit for improving the accuracy of the detection circuit is concentrated on the block, and the resistor requiring the accuracy is connected to the side of the chip. Te is disposed in a direction intersecting at 45 degrees, if it is desired shrink than the accuracy, the resistor, the periphery of the semiconductor chip located inside the said four side edges outside from the center of the rectangular semiconductor chip The semiconductor chip is provided in the same direction as the four sides, the back surface of the semiconductor chip is back-ground by a one-pass method, and the groove on the back surface of the semiconductor chip formed by the back-grind is formed with the side edge of the semiconductor chip. An optical semiconductor device manufacturing method characterized by being substantially parallel to a parallel direction.
(100)面のウェハに於いて、オリエンテーションフラットは[011]軸方向で、前記抵抗体は、この軸に対して45度に交差する方向に配置される請求項1記載の光半導体装置の製造方法。  2. An optical semiconductor device according to claim 1, wherein in the (100) plane wafer, the orientation flat is arranged in the [011] axis direction, and the resistors are arranged in a direction intersecting at 45 degrees with respect to the axis. Method.
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