CN1285620A - 半导体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是得到能有效地利用没有形成半导体电路的半导体芯片背面的半导体装置。在半导体芯片1的一个面(半导体芯片表面)3上形成了半导体电路2的半导体装置(IC)中,利用气相生长法(CVD化学汽相淀积)、溅射法、电解电镀法等,在没有形成半导体电路2的半导体芯片背面4上形成电容、电阻、线圈等的电路元件和连结到这些电路元件上的焊区6、7。可在半导体芯片的背面上配置面积较大的线圈元件8等。

Description

半导体装置
本发明涉及具备半导体芯片的半导体装置，特别是涉及在半导体芯片的一个面上形成了半导体电路的半导体装置。
图5是示出现有的半导体装置的概略结构的斜视图，图6(a)、(b)是示出现有的半导体装置中的半导体芯片的表面和背面的概略结构的平面图。现有的半导体装置具备：半导体芯片1；在半导体芯片1的一个面(以下，称为表面)3上形成的半导体电路2；以及与半导体电路2连接的电极端子(以下，称为焊区(pad))5。
在形成了半导体电路2的半导体芯片表面3的相反一侧的半导体芯片背面4的整个面上蒸镀了金属膜，以便改善硅衬底本身、或在模塑时半导体芯片1与成为其基座的框(未图示)的亲合性。
但是，按照上述现有的技术，由于在半导体芯片表面3一侧形成半导体电路2，在不形成半导体电路2的半导体芯片背面4一侧或是硅衬底本身，或是处于在整个面上蒸镀了金属膜的状态，故存在半导体芯片背面4一侧没有完全有效地加以利用的问题。
此外，在半导体芯片1上配置需要较大的面积的电容元件或线圈元件的情况下，由于必须增加半导体芯片1的面积，故存在成本上升的问题，由于具有大的电容值的电容元件或具有大的电抗值的线圈元件需要更大的面积，故存在不能在半导体芯片1上配置这些元件、不能得到所希望的性能的问题。此外，由于在半导体装置外部的印刷基板上存在许多没有取入到半导体装置中的部件，故存在不能实现印刷基板的小型化的问题。
本发明是鉴于上述的问题而进行的，第1个目的在于得到能有效地利用没有形成半导体电路的半导体芯片背面的半导体装置。
此外，第2个目的在于得到能缩小半导体芯片的面积以降低成本的半导体装置，或得到能配置具有大的电容值的电容元件及具有大的电抗值的线圈元件、能达到所希望的性能的半导体装置。
再者，第3个目的在于得到能有效地利用没有形成半导体电路的半导体芯片背面、将半导体装置外部的印刷基板上的部件取入到半导体装置中以实现印刷基板的小型化的半导体装置。
为了解决上述的课题，以达到目的，与本发明有关的半导体装置是在半导体芯片的一个面上形成了半导体电路的半导体装置，其特征在于：在上述半导体芯片的另一个面上形成了电路元件。
按照本发明，利用气相生长法(CVD，化学气相淀积)、溅射法、电解电镀法等，在没有形成半导体电路的半导体芯片背面上形成电容、电阻、线圈等的电路元件和连结到这些电路元件上的焊区。
与本发明的下一个方面有关的半导体装置的特征在于：上述电路元件是线圈元件。
按照本发明，在半导体芯片背面上配置面积较大的线圈元件。由此，即使是具有大的电抗值的线圈元件，也能配置。
与本发明的下一个方面有关的半导体装置的特征在于：上述电路元件是电容元件。
按照本发明，在半导体芯片背面上配置面积较大的电容元件。由此，即使是具有大的电容值的电容元件，也能配置。
与本发明的下一个方面有关的半导体装置的特征在于：上述电容元件是与可在形成了上述半导体电路的面上配置的电容元件比较具有大的电容值的旁路电容器。
按照本发明，在半导体芯片背面上配置与可在半导体芯片表面上配置的电容元件比较具有大的电容值的旁路电容器。
与本发明的下一个方面有关的半导体装置是在半导体芯片的一个面上形成了半导体电路的半导体装置，其特征在于：在上述半导体芯片的另一个面上具备片状部件连接用的金属布线。
按照本发明，在半导体芯片背面上具备片状部件连接用的金属布线，可将半导体装置外部的印刷基板上的部件取入到半导体装置中。
图1是示出与本发明的实施例1有关的半导体装置中的半导体芯片的表面和背面的概略结构的平面图。
图2是示出与本发明的实施例2有关的半导体装置中的半导体芯片的表面和背面的概略结构的平面图。
图3是示出与本发明的实施例3有关的半导体装置中的半导体芯片的表面和背面的概略结构的平面图。
图4是示出与本发明的实施例4有关的半导体装置中的半导体芯片的表面和背面的概略结构的平面图。
图5是示出现有的半导体装置的概略结构的斜视图。
图6是示出现有的半导体装置中的半导体芯片的表面和背面的概略结构的平面图。
以下，根据附图详细地说明与本发明有关的半导体装置的实施例。再有，本发明不限定于这些实施例。
实施例1
图1(a)、(b)是示出与本发明的实施例1有关的半导体装置(以下，称为IC)中的半导体芯片的表面和背面的概略结构的平面图。再有，对于与图6(a)、(b)相同的部分附以相同的符号，省略其说明。与实施例1有关的IC，在没有形成半导体电路2的半导体芯片背面4上具备：焊区6、7；以及连结到焊区6、7上的、利用金属等的布线形成的线圈(电抗分量)元件8。
即，不在半导体芯片表面3上、而是在半导体芯片背面4上配置需要较大的面积的线圈元件8。由此，也可配置具有不能在半导体芯片表面3上配置的那样的大的电抗分量的线圈元件8。
在以上的结构中，说明实施例1的工作。与实施例1有关的IC与未有效地利用半导体芯片背面4的现有的IC的情况相同，进行预定的工作。此外，可增加线圈元件8、得到更大的电抗分量，或利用线圈元件8所占的半导体芯片表面3的部分，实现更多的半导体功能。
如上所述，按照与实施例1有关的IC，利用金属布线工艺在没有形成半导体电路2的半导体芯片背面4上形成焊区6、7，以及连结到焊区6、7上的平面线圈元件8。这样，在以往不利用的半导体芯片背面4上形成需要较大面积的线圈元件8。
由此，由于可在半导体芯片背面一侧4上配置在半导体芯片表面3的面积上占据大的区域的线圈元件8，故可有效地利用半导体芯片背面4，可减少半导体芯片1的面积和IC的尺寸。
此外，通过增大线圈元件8，与相同的芯片面积的IC相比，可得到更大的电抗分量。此外，通过在线圈元件8占据的半导体芯片表面3的部分中形成更多的半导体功能，与相同的芯片面积的IC相比，可更加提高附加值。
实施例2
图2(a)、(b)是示出与本发明的实施例2有关的半导体装置(IC)中的半导体芯片1的表面和背面的概略结构的平面图。再有，由于基本的结构与图1中示出的实施形态1的结构相同，故对于与图1(a)、(b)相同的部分附以相同的符号，省略其说明，只说明不同的部分。
与实施例2有关的IC，在没有形成半导体电路2的半导体芯片背面4上具备：片状电容11；片状电阻12；安装片状电容11和片状电阻12用的金属布线图形9；以及连结到金属图形9上的焊区组10。即，在半导体芯片背面4上配置由以往在安装IC的印刷基板(未图示)上配置的片状电阻、片状电容等构成的附加电路。
在以上的结构中，说明实施例2的工作。与实施例2有关的IC与未有效地利用半导体芯片背面4的现有的IC和由印刷基板上的片状电阻、片状电容等构成的附加电路的情况相同，进行预定的工作。
如上所述，按照与实施例2有关的IC，利用金属布线工艺在没有形成半导体电路2的半导体芯片背面4上形成印刷基板状的金属布线，可安装片状电容11和片状电阻12等，以形成附加电路。
由此，由于可在以往不利用的半导体芯片背面4上取入被配置在印刷基板上的附加电路，故可有效地利用半导体芯片背面4，削减印刷基板上的部件数目，实现印刷基板的小型化。
实施例3
图3(a)、(b)是示出与本发明的实施例3有关的半导体装置(IC)中的半导体芯片1的表面和背面的概略结构的平面图。再有，由于基本的结构与图1(a)、(b)中示出的实施例1的结构相同，故对于与图1相同的部分附以相同的符号，省略其说明，只说明不同的部分。
与实施例3有关的IC，在没有形成半导体电路2的半导体芯片背面4上具备：焊区14、15；以及连结到焊区14、15上的电容元件13。电容元件13利用热氧化工艺、金属布线工艺来形成，具有大的电容量。
焊区14、15分别与半导体芯片表面3的电源(VDD)布线、接地(GND)布线连接，电容元件13起到旁路电容器的作用。即，可不在半导体芯片表面3上、而是在半导体芯片背面4上配置需要较大的面积的电容元件13。
由此，可配置具有不能在半导体芯片表面3上配置的那样的大的电容值的旁路电容器。此外，也可减少半导体芯片1的面积和IC的尺寸。
在以上的结构中，说明实施例3的工作。与实施例3有关的IC与未有效地利用半导体芯片背面4的现有的IC的情况相同，进行预定的工作。此外，通过配置具有大的电容值的旁路电容器，可使IC的电源电压稳定，可降低电源噪声。
特别是半导体电路2是模拟电路的情况下，通过对电源附加旁路电容器，可抑制电源噪声，提高模拟电路的特性。此外，通过增加附加于电源的电容，可减少因施加到电源上的过电压引起的静电破坏的影响。
如上所述，按照与实施例3有关的IC，利用热氧化工艺、金属布线工艺在没有形成半导体电路2的半导体芯片背面4上形成起到旁路电容器的作用的大电容的电容元件13。这样，由于可在半导体芯片背面一侧4配置需要大的面积的电容元件13，故可有效地利用半导体芯片背面4，可减少半导体芯片1的面积和IC的尺寸。
此外，由于可附加旁路电容器，故可使IC的电源电压稳定，可降低电源噪声，特别是在模拟电路中，可抑制电源噪声，提高模拟电路的特性。再者，可减少因施加到电源上的过电压引起的静电破坏的影响。
实施例4
图4(a)、(b)是示出与本发明的实施例4有关的半导体装置(IC)中的半导体芯片1的表面和背面的概略结构的平面图。再有，由于基本的结构与图1(a)、(b)中示出的实施例1的结构相同，故对于与图1相同的部分附以相同的符号，省略其说明，只说明不同的部分。
与实施例4有关的IC，在没有形成半导体电路2的半导体芯片背面4上具备：焊区18、19、20、21；连结到焊区18、19上的数字用电容元件16；以及连结到焊区20、21上的模拟用电容元件17。
数字用电容元件16、模拟用电容元件17由介电体和金属布线形成，具有大的电容值。半导体电路2具有：数字电路；模拟电路；数字电路用的VDD布线、GND布线；以及模拟电路用的VDD布线、GND布线。
焊区18、19分别与半导体芯片表面3的数字电路用的VDD布线、GND布线连接，数字用电容元件16起到数字电路专用的旁路电容器的作用。此外，焊区20、21分别与半导体芯片表面3的模拟电路用的VDD布线、GND布线连接，模拟用电容元件17起到模拟电路专用的旁路电容器的作用。
即，可不在半导体芯片表面3上、而是在半导体芯片背面4上配置需要较大的面积的电容元件16、17。由此，即使在混合装载数字电路、模拟电路的IC中，也能配置具有不能在半导体芯片表面3上配置的那样的大的电容值的旁路电容器。此外，也可减少半导体芯片1的面积和IC的尺寸。
在以上的结构中，说明实施例4的工作。与实施例4有关的IC与未有效地利用半导体芯片背面4的现有的IC的情况相同，进行预定的工作。此外，通过配置具有大的电容值的旁路电容器，可使IC的电源电压稳定，可降低电源噪声。通过设置模拟电路、数字电路各自的专用的旁路电容器，可抑制数字电路一侧的噪声通过旁路电容器绕到模拟电路一侧。
如上所述，按照与实施例4有关的IC，利用热氧化工艺、金属布线工艺在没有形成半导体电路2的半导体芯片背面4上形成起到旁路电容器的作用的大电容的电容元件16、17。这样，由于可在半导体芯片背面一侧4配置需要大的面积的电容元件16、17，故可有效地利用半导体芯片背面4，可减少半导体芯片1的面积和IC的尺寸。
此外，由于通过在半导体芯片背面4上形成多个电容，即使在半导体芯片表面3上形成了混合装载数字电路、模拟电路的半导体电路2的情况下，也能在数字用、模拟用的各自的VDD、GND之间设置该电路专用的旁路电容器，故特别是数字电路一侧的噪声不会通过旁路电容器绕到模拟电路一侧，可对数字电路、模拟电路这两方附加大电容量的旁路电容器，可使IC的电源电压稳定。
如以上说明的那样，按照本发明，由于利用气相生长法(CVD，化学气相淀积)、溅射法、电解电镀法等，在没有形成半导体电路的半导体芯片背面上形成电容、低阻、线圈等的电路元件和连结到这些电路元件上的焊区，故具有可有效地利用没有形成半导体电路的半导体芯片背面的效果。
按照本发明的下一个方面，由于在半导体芯片的背面上配置面积较大的线圈元件，故可缩小半导体芯片的面积，降低成本，此外，由于即使是具有大的电抗值的线圈元件也能配置，故具有能得到所希望的性能的效果。
按照本发明的下一个方面，由于在半导体芯片的背面上配置面积较大的电容元件，故可缩小半导体芯片的面积，降低成本，此外，由于即使是具有大的电容值的电容元件也能配置，故具有能得到所希望的性能的效果。
按照本发明的下一个方面，由于在半导体芯片的背面上配置与可在半导体芯片表面上配置的电容元件相比具有大的电容值的旁路电容器，故具有可减少半导体装置的噪声的效果。
按照本发明的下一个方面，由于在半导体芯片的背面上具备片状部件连接用的金属布线，可在半导体装置上取入半导体装置外部的印刷基板上的部件，故具有可削减半导体装置外部的印刷基板上的部件数目以实现印刷基板的小型化的效果。

Claims (5)

1．一种半导体装置，该半导体装置是在半导体芯片的一个面上形成了半导体电路的半导体装置，其特征在于：
在上述半导体芯片的另一个面上形成了电路元件。
2．如权利要求1中所述的半导体装置，其特征在于：
上述电路元件是线圈元件。
3．如权利要求1中所述的半导体装置，其特征在于：
上述电路元件是电容元件。
4．如权利要求3中所述的半导体装置，其特征在于：
上述电容元件是与可在形成了上述半导体电路的面上配置的电容元件比较具有大的电容值的旁路电容器。
5．一种半导体装置，该半导体装置是在半导体芯片的一个面上形成了半导体电路的半导体装置，其特征在于：
在上述半导体芯片的另一个面上具备片状部件连接用的金属布线。
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