JP2000299408A - 半導体構造体および半導体装置 - Google Patents

半導体構造体および半導体装置

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JP2000299408A
JP2000299408A JP11108551A JP10855199A JP2000299408A JP 2000299408 A JP2000299408 A JP 2000299408A JP 11108551 A JP11108551 A JP 11108551A JP 10855199 A JP10855199 A JP 10855199A JP 2000299408 A JP2000299408 A JP 2000299408A
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via hole
semiconductor substrate
insulating layer
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Mitsuyoshi Endo
光芳 遠藤
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Toshiba Corp
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    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボール状等のはんだバンプを必要とせず、コ
ストの大幅な低減が可能な半導体構造体と、そのような
半導体構造体を備えた半導体装置を提供する。 【解決手段】 本発明の半導体構造体では、シリコン等
の半導体基板1に貫通孔2が設けられて、この貫通孔2
に、内周面に直接接して形成された中間絶縁層4と、そ
の内側に積層・形成された導体層5とを有し、一端が半
導体基板1の一方の主面より突出して形成されたヴィア
ホール3が形成されている。そして、このヴィアホール
3の突出部において、側周面が貫通孔2内から延出して
形成された中間絶縁層4により被覆されている。このよ
うな構造体上に半導体チップ10を搭載し、その電極端
子とヴィアホール3の導体層5とを接続することで、接
続信頼性の高い半導体装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板を使用
した構造体、およびそのような半導体構造体を有するパ
ッケージやモジュールのような半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、半導体素子(半導体チップ)
の入出力端子である電極端子と、外部の基板等の接続端
子とを接続する方法として、ワイヤボンディングやTA
B接続が用いられているが、近年、高い端子密度への対
応と電気的特性の見地から、フリップチップ接続が使用
されている。これは、半導体チップと、その電極端子に
対応して配置・形成された接続端子を有する配線基板と
を対向させ、半導体チップの電極端子と配線基板の接続
端子とを電気的に接続する方法であり、接続手段として
は、各種のはんだや導電性樹脂が使用される。
【0003】ここで、半導体チップと対向させて接続す
る基板としては、微細配線や狭ピッチのヴィアホール形
成が必要なため、ビルドアップ工法等により作製された
多層の微細配線基板(以下、ビルドアップ基板と示
す。)を使用することが考えられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ビルド
アップ基板等に半導体チップがフリップチップ接続され
た半導体装置においては、以下に示すような問題があっ
た。
【0005】まず問題点のひとつとして、ビルドアップ
基板自体のコストが高いことが挙げられる。また、半導
体チップの電極端子とビルドアップ基板の接続端子との
間に、50〜 100μm 程度の高さのボール状のはんだバン
プを設ける必要があり、製造コストがさらに高くなると
いう問題があった。すなわち、ビルドアップ基板は、反
りやうねりが大きいため、半導体チップとビルドアップ
基板との間で良好な接続を得るためには、両者の接続端
子間に、基板の反りやうねりを吸収できるような量のは
んだバンプを介挿する必要があった。
【0006】さらに、シリコン等の半導体チップとビル
ドアップ基板との熱膨張率の違いに起因する応力が、半
導体チップとビルドアップ基板との接合部に加わるた
め、熱サイクルに対する信頼性の見地からも、50〜 100
μm 程度の高さのはんだバンプを形成する必要があっ
た。
【0007】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、ビルドアップ基板やこれと接続する
ための高さの高いはんだバンプを必要とせず、コストの
大幅な低減が可能な半導体構造体と、そのような半導体
構造体を備えた半導体装置を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の半導
体構造体は、半導体基板と、該半導体基板の表裏を貫通
して設けられたヴィアホールとを備え、前記ヴィアホー
ルが、前記半導体基板に設けられた貫通孔の内周面に接
して形成された中間絶縁層と、該中間絶縁層の内側に積
層・形成された導体層とを有する半導体構造体であり、
前記ヴィアホールの一端が前記半導体基板の一方の主面
より突出して形成され、かつこのヴィアホールの突出部
の側周面において、前記導体層の外側に前記中間絶縁層
が形成された構造を有することを特徴とする。
【0009】請求項2の半導体構造体は、半導体基板
と、該半導体基板の少なくとも一方の主面に配設された
バンプとを備え、前記バンプが、前記半導体基板と同じ
半導体材料から成る突起部と、この突起部の上に被覆・
形成された中間絶縁層と、該中間絶縁層の上に形成され
た導体層とを有することを特徴とする。
【0010】請求項3の半導体構造体は、請求項1記載
の半導体構造体において、前記半導体基板の少なくとも
一方の主面に配設されたバンプを備え、前記バンプが、
前記半導体基板と同じ半導体材料から成る突起部と、そ
の上に被覆・形成された中間絶縁層と、該中間絶縁層の
上に形成された導体層とを有することを特徴とする。
【0011】請求項4の半導体構造体は、請求項1乃至
3のいずれか1項記載の半導体構造体において、前記半
導体基板が、所定の主面に半導体素子領域が形成された
半導体素子であることを特徴とする。
【0012】請求項5の半導体装置は、請求項1乃至3
のいずれか1項記載の半導体構造体の上に、半導体素子
を搭載し、電気的に接続したことを特徴とする。
【0013】請求項6の半導体装置は、請求項4記載の
半導体構造体を、配線基板の上に搭載し、前記ヴィアホ
ールまたは前記バンプを介して電気的に接続したことを
特徴とする。
【0014】請求項7記載の半導体装置は、請求項4記
載の半導体構造体の複数を、厚さ方向に積重し、前記ヴ
ィアホールまたは前記バンプを介して相互に電気的に接
続したことを特徴とする。
【0015】本発明の半導体構造体では、半導体基板に
おいて、ヴィアホールとバンプの少なくとも一方を極め
て高密度で配設することができるので、接続端子の狭ピ
ッチ並びに高密度化に対応して、信頼性の高い接続を実
現することができる。また、半導体基板がシリコン等の
半導体材料により構成されているので、この基板上に半
導体チップのような半導体素子が搭載・実装された半導
体装置において、半導体素子と基板との間の熱膨張率の
差異がほとんどない。したがって、周期的な熱負荷等が
印加されても、半導体素子と基板との間の接続部に加わ
る熱応力が小さくなり、接続部材として、高さの高いボ
ール状などのはんだバンプを設ける必要がない。
【0016】また、半導体基板では、研削やラッピング
等により、基板のうねりや反りを低減することが可能で
あるので、この点からも、半導体素子との間の接続部材
としてはんだバンプを設ける必要がない。そして、ヴィ
アホールまたはバンプあるいはこれらの両方に、メッ
キ、印刷、ディスペンスなどの手段で導電性材料を供給
するだけで、半導体素子との間の良好な接続を得ること
ができ、半導体装置の製造コストを大幅に下げることが
できる。
【0017】さらに、ヴィアホールとバンプとの少なく
とも一方が形成された半導体基板に、半導体素子領域を
形成することにより、半導体素子とすることができる。
そして、このような半導体素子構造体を、セラミック配
線基板や樹脂含浸ガラスクロス配線基板のような配線基
板の上に搭載し、半導体素子構造体に設けられたヴィア
ホールおよび/またはバンプを介して電気的に接続する
ことにより、低コストで接続信頼性の高い半導体装置を
得ることができる。またさらに、前記した半導体素子構
造体の複数個を、厚さ方向に積重し、前記半導体装置と
同様に、ヴィアホールおよび/またはバンプを介して相
互に電気的に接続することにより、マルチチップ構造の
半導体モジュールを容易に得ることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【0019】図1は、本発明の半導体構造体の第1の実
施例を示す断面図である。図において、符号1は、シリ
コンから成る半導体基板を示し、この半導体基板1に、
表裏を貫通する貫通孔2が設けられている。この貫通孔
2は、両端の開口部の径が異なり、内周面がテーパ面と
なっている。そして、このすり鉢状の貫通孔2に、以下
に示す構造を有するヴィアホール3が形成されている。
【0020】すなわち、このヴィアホール3は、貫通孔
2の内周面に直接接して形成された中間絶縁層4と、そ
の内側に積層・形成された金属等の導体層5とを有し、
一端が、半導体基板1の一方の主面より突出して形成さ
れている。そして、このヴィアホール3の突出部におい
て、側周面が、貫通孔2内から延出して形成された中間
絶縁層4により被覆され、この中間絶縁層4の内側に、
導体層5が貫通孔2内に連接して形成されている。ま
た、ヴィアホール3の突出部の端面(図では、底面)
は、中間絶縁層4がなく、導体層5が露出されている。
【0021】このように構成される第1の実施例の半導
体構造体では、ヴィアホール3の一端が、半導体基板1
の一方の主面から突出して形成され、その突出部の側周
面が中間絶縁層4により被覆されているので、ヴィアホ
ール3の底面や側周面に設けられた導体層5と半導体基
板1との間の絶縁距離が長くなる。したがって、半導体
である基板とヴィアホール3の導体層5との間の絶縁性
を、十分に確保することが可能である。
【0022】第1の実施例の半導体構造体は、例えば、
図2に示すフローにしたがって製造される。なお、この
ようなフローの各工程での構造体の断面を、図3に示
す。
【0023】まず、図3(a)に示すように、シリコン
から成る半導体基板1の一方の主面(表面)に、ウェッ
トエッチングにより凹孔6を形成した後、図3(b)に
示すように、半導体基板1の凹孔形成面および凹孔6の
内周面に、熱酸化により、酸化シリコン(SiO2 )か
ら成る中間絶縁層4を形成する。なお、凹孔6の形成
を、レーザー照射により行なうこともできる。レーザー
照射による凹孔6の形成では、レーザーのエネルギーを
調整することで、掘削と同時に凹孔6の内周面を熱酸化
することも可能である。また、エッチングにより凹孔6
を形成した後、気相成長CVD法により、酸化シリコン
や窒化シリコン(Si3 4 )等の絶縁膜を形成し、こ
れを中間絶縁層4とすることもできる。
【0024】次に、図3(c)に示すように、中間絶縁
層4の上に、スパッタリング法によりAl、Cu等の金
属から成る導体層5を形成した後、図3(d)に示すよ
うに、導体層5を化学的にエッチングして、半導体基板
1の一方の主面(表面)に所定のパターンの配線層7を
形成する。なお、導体層5は、AlやCu等の単層とす
ることができるが、絶縁層を介して2層以上の金属層を
積層した複合層とすることもできる。
【0025】次いで、半導体基板1の裏面(配線パター
ン7形成面と反対の面)側から切削およびラッピングを
行ない、凹孔6の底部に形成された中間絶縁層4が削除
され、その内側の導体層5が露出するまで、基板厚を薄
くする(図3(e))。しかる後、図3(f)に示すよ
うに、半導体基板1の裏面をさらにエッチングして、中
間絶縁層4の端部を半導体基板1の裏面より突出させ
る。
【0026】次に、前記第1の実施例と同様に、ヴィア
ホールを有する半導体構造体の第2乃至第4の実施例
を、図4乃至図6に基づいてそれぞれ説明する。なお、
これらの図において、図1と同一の部分には、同一の符
号を付して説明を省略する。
【0027】第2の実施例の半導体構造体では、図4に
示すように、ヴィアホール3の突出部の端面(底面)に
おいて、導体層5が削除されており、開口が形成されて
いる。このような構造のヴィアホール3は、図2に示す
フローチャートにおいて、半導体基板1の裏面側からの
ラッピング工程で、凹孔6の底部に形成された導体層5
が残らない厚さまで、半導体基板1を切削することによ
り得られる。
【0028】また、第3および第4の実施例の半導体構
造体においては、図5および図6にそれぞれ示すよう
に、半導体基板1に、基板両面への開口部の径がほぼ等
しい直管状の貫通孔2が、反応性イオンエッチング(R
IE)により形成されている。そして、この貫通孔2の
位置に、孔の内周に接して形成された中間絶縁層4と、
その内側に積層・形成された導体層5とを有するヴィア
ホール3が、それぞれ設けられている。そして、第3の
実施例では、ヴィアホール3の突出部において、端面
(底面)に導体層5が露出して形成された構造にいる。
また、第4の実施例では、ヴィアホール3の突出部の端
面(底面)において、中間絶縁層4とともに導体層5が
削除され、開口された構造になっている。
【0029】このように構成される第2乃至第4の実施
例の半導体構造体においても、ヴィアホール3の底面や
側周面に設けられた導体層5と、半導体基板1との間の
絶縁距離が長くなっているので、半導体である基板とヴ
ィアホール3の導体層5との間の絶縁性を、十分に確保
することが可能である。
【0030】次に、本発明の半導体構造体の別の実施例
について説明する。
【0031】本発明の第5の実施例においては、図7に
示すように、シリコンから成る半導体基板1の一方の主
面に、基板と同じシリコンから成る突起部8が形成さ
れ、この突起部8の上を含めて半導体基板1の主面全体
に、中間絶縁層4が被覆・形成されている。また、突起
部8の中間絶縁層4上に金属等の導体層5が形成され、
突起電極であるバンプ9を構成している。また、このよ
うなバンプ9を構成している導体層5は、半導体基板1
の主面の突起部8以外の領域に延設され、配線層7が形
成されている。
【0032】このような構造のバンプ9を有する半導体
構造体は、例えば、図8に示すフローにしたがって製造
される。なお、このようなフローの各工程での構造体の
断面を、図9に示す。
【0033】まず、図9(a)に示すように、シリコン
から成る半導体基板1の一方の主面のバンプ形成部以外
の領域を、プラズマエッチング等のドライエッチングま
たはウェットエッチングにより、削り取り除去すること
により、図9(b)に示すように、突起部8を形成した
後、図9(c)に示すように、この突起部8の外周面を
含めて半導体基板1の主面(表面)全体に、熱酸化によ
り、酸化シリコン等の中間絶縁層4を形成する。中間絶
縁層4としては、酸化シリコンや窒化シリコン等の絶縁
膜を、気相成長CVD法により形成することもできる。
【0034】次に、図9(d)に示すように、この中間
絶縁層4の上に、スパッタリング法により、AlやCu
等の金属の導体層5を形成した後、導体層5を化学的に
エッチングして、半導体基板1の一方の主面(表面)に
所定のパターンの配線層7を形成する(図9(e))。
しかる後、必要に応じて、この半導体基板1を裏面側か
ら切削およびラッピングして、基板厚を薄くする。
【0035】このように構成される第5の実施例の半導
体構造体では、半導体基板1の一方の主面に半導体の突
起部8が形成され、この突起部8上に、中間絶縁層4を
介して導体層5が形成されることで、十分な高さのバン
プ9が形成されているので、このバンプ9をボール状の
はんだバンプに代って用いることで、高密度で信頼性の
高い接続を実現することができる。
【0036】次に、以上の実施例に記載したヴィアホー
ル3とバンプ9の少なくとも一方を有する半導体構造体
を、チップ搭載用基板として使用した半導体装置の実施
例を、図10乃至図13に基づいてそれぞれ説明する。
なお、これらの図では、半導体基板の上に直接形成され
ている中間絶縁層は、図示を省略している。
【0037】本発明の第6の実施例の半導体装置におい
ては、図10に示すように、ヴィアホール3を有する第
1の実施例の半導体構造体の配線層7形成面に、シリコ
ンの半導体チップ10が電極形成面を下向きにして(フ
ェースダウンにして)搭載され、半導体チップ10の電
極端子(図示を省略。)と半導体構造体の配線層(接続
端子)7とが、はんだバンプや金バンプのような接続バ
ンプ11を介して電気的に接続されている。また、半導
体構造体に設けられたヴィアホール3の突出部が、樹脂
含浸ガラスクロス配線基板のような実装基板(マザーボ
ード)に接続するための外部接続端子として使用される
ようになっている。
【0038】また、第7の実施例の半導体装置では、第
6の実施例と同様に、半導体基板の一方の主面に突出し
たヴィアホール3を有する第1の実施例の半導体構造体
が使用されている。そして、図11に示すように、この
半導体構造体のヴィアホール3突出部の形成面に、半導
体チップ10がフェースダウンにして搭載され、半導体
チップ10の電極端子と半導体構造体のヴィアホール1
0の突出部とが、電気的に接続されている。なお、この
接続は、ヴィアホール3の突出部の導体層5に、導電性
材料をメッキ、印刷、ディスペンスなどの方法で供給す
るだけで、容易に行なうことができる。そして、半導体
基板1の反対側の面に形成された配線層7の接続端部
が、樹脂含浸ガラスクロス配線基板のようなマザーボー
ドに接続するための外部接続端子として使用されるよう
になっている。なお、図10および図11において、符
号12は、絶縁樹脂等から成る絶縁保護層を示す。
【0039】また、本発明の第8の実施例の半導体装置
においては、図12に示すように、半導体基板1の一方
の主面にバンプ9および配線層7をそれぞれ有し、かつ
他方の主面に突出したヴィアホール3を有する半導体構
造体の配線層7形成面に、半導体チップ10がフェース
ダウンにして搭載され、半導体チップ10の電極端子と
半導体構造体のバンプ9とが電気的に接続されている。
また、半導体構造体の他面に設けられたヴィアホール3
の突出部が、樹脂含浸ガラスクロス配線基板のような実
装基板(マザーボード)に接続するための外部接続端子
として使用されるようになっている。
【0040】さらに、第9の実施例の半導体装置では、
第8の実施例と同様に、半導体基板1の一方の主面にバ
ンプ9および配線層7をそれぞれ有し、かつ他方の主面
に突出したヴィアホール3を有する半導体構造体が使用
されている。そして、図13に示すように、この半導体
構造体の配線層形成面と反対側の面に、半導体チップ1
0がフェースダウンにして搭載され、半導体チップ10
の電極端子と半導体構造体のヴィアホール3の突出部と
が、電気的に接続されている。また、半導体構造体の他
面に設けられたバンプ9が、実装基板(マザーボード)
に接続するための外部接続端子として使用されるように
なっている。
【0041】このような構造の第6乃至第9の実施例の
半導体装置では、シリコン基板を有する半導体構造体
に、シリコンの半導体チップ10が搭載されており、基
板とその上に搭載された半導体チップ10との間の熱膨
張率の差がないので、熱サイクルに対する接続部の信頼
性が高い。また、シリコンから成る半導体基板では、ラ
ッピング等の研削により、基板のうねりや反りを問題と
ならない程度に低減することが可能であるので、この点
からも、半導体チップ10との間の接続部材として、は
んだ量の多いはんだバンプを設ける必要がなく、ヴィア
ホール3やバンプ9などに、メッキ、印刷、ディスペン
スなどの手段で導電性材料を供給するだけで、半導体チ
ップ10との良好な接続を得ることができる。したがっ
て、製造コストの大幅な低減が可能である。
【0042】なお、これらの実施例の半導体装置では、
半導体構造体に設けられた外部接続端子に、さらにボー
ル状のはんだバンプ(はんだボール)を取付け、これを
介して樹脂含浸ガラスクロス配線基板のような実装基板
と接続するように構成することで、ボールグリッドアレ
イパッケージとしての使用が可能である。また、半導体
構造体に複数個の半導体チップを搭載することで、マル
チチップモジュールとしての適用も可能である。
【0043】次に、本発明の半導体装置の別の実施例に
ついて説明する。第10乃至第12の実施例の半導体装
置では、第1の実施例または第2の実施例に記載したヴ
ィアホール3と、第5の実施例に記載したバンプ9の少
なくとも一方を有し、かつ半導体基板1の配線層と同じ
面側に素子領域が形成された半導体素子構造体のチップ
(例えば、ロジックチップやメモリーチップ)が、実装
基板の上に搭載され実装されている。半導体素子領域の
形成は、図2または図8に示す半導体構造体の製造工程
の途中に、薄膜の堆積、リソグラフィー、エッチング、
不純物ドーピングなどの半導体素子領域の形成プロセス
を挿入することで、容易に行なうことができる。
【0044】第10の実施例においては、図14に示す
ように、第1の実施例と同じ構造のヴィアホール3を有
し、かつ矢印aで示す面側に素子領域が形成された半導
体素子構造体が、チップ状にダイシングされ、半導体素
子構造体チップ13が形成されている。そして、この半
導体素子構造体チップ13が、一方の主面にCu等の配
線層14を有するセラミック配線基板や樹脂含浸ガラス
クロス配線基板のような配線基板15の上に、素子領域
形成面(表面)を上向きにして搭載され、裏面に形成さ
れたヴィアホール3突出部の導体層5と、配線基板15
の配線層14とが、はんだバンプや金バンプのような接
続バンプ11を介して電気的に接続されている。
【0045】また、第11の実施例においては、図15
に示すように、第2の実施例と同じ構造のヴィアホール
3を有し、矢印aで示す面側に素子領域が形成された半
導体素子構造体チップ13が、樹脂含浸ガラスクロス配
線基板のような配線基板15の上に、素子領域形成面を
上向きにして搭載されている。そして、半導体素子構造
体チップ13の裏面に形成されたヴィアホール3突出部
の開口部に、はんだやペースト状の導電性材料16が、
印刷、ディスペンスなどの方法で供給され、この導電性
材料16を介して、ヴィアホール3の導体層5と、配線
基板15の配線層14とが電気的に接続されている。
【0046】さらに、第12の実施例においては、図1
6に示すように、第5の実施例と同じ構造のバンプ9を
有し、矢印aで示す面側に素子領域が形成された半導体
素子構造体チップ13が、樹脂含浸ガラスクロス配線基
板のような配線基板15の上に、素子領域形成面を下向
きにして搭載されている。そして、半導体素子構造体チ
ップ13のバンプ9と、対向配置された配線基板15の
配線層14とが、はんだバンプや金バンプのような接続
バンプ11を介して電気的に接続されている。なお、図
14乃至図16において、符号17は、ソルダーレジス
ト層のような絶縁保護層を示す。
【0047】このように構成される第10乃至第12の
実施例の半導体装置においては、半導体素子構造体チッ
プ13の電極端子にはんだ等のバンプをメッキ等により
形成しておく必要がなく、接続部材として、はんだや導
電性ペーストを印刷やディスペンス等の方法で供給する
ことにより、良好な接続を行なうことが可能である。な
お、実装用の配線基板15として、セラミック配線基板
や樹脂含浸ガラスクロス配線基板に代って、半導体素子
構造体チップ13と同材質のシリコン等の半導体基板を
用いる場合には、熱膨張率の差はさらに小さくなるの
で、周期的な熱負荷に対する接続部の信頼性をさらに高
めることができる。
【0048】第13乃至第15の実施例の半導体装置で
は、図17乃至図19にそれぞれ示すように、第1の実
施例または第2の実施例に記載したヴィアホール3と、
第5の実施例に記載したバンプ9の少なくとも一方を有
し、かつ半導体基板1の配線層と同じ面側に素子領域が
形成された半導体素子構造体(例えば、ロジックチップ
やメモリーチップ)が、第1の実施例に記載したヴィア
ホール構造と、第5の実施例に記載したバンプ構造の少
なくとも一方を有し、かつ半導体基板の配線層形成面と
同じ面側に素子領域が形成された半導体素子構造体チッ
プ13(例えば、ロジックチップやメモリーチップ)の
複数個が、厚さ方向に積み重ねて配置され、ヴィアホー
ル3またはバンプ9を介して相互に電気的に接続されて
いる。
【0049】これらの実施例の半導体装置では、半導体
素子の超高密度実装が実現され、極めて薄く小型で接続
信頼性の高いマルチチップモジュールが実現される。ま
た、半導体素子間の配線長が大幅に短縮されるため、信
号遅延やインダクタンスを著しく低減することができ、
超高速化が可能となる。特に、多数のメモリーチップを
積層した場合には、大容量のメモリーモジュールを得る
ことができる。
【0050】なお、以上の実施例では、半導体基板とし
てシリコン基板を使用した例について説明したが、他の
半導体材料から成る基板、例えばGaAs等の化合物半
導体の基板においても、同様にしてヴィアホール構造と
バンプ構造の少なくとも一方を形成し、これらを用いて
電気的接続を行なうことで、信頼性が高く低コストの半
導体装置を得ることができる。
【0051】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の半導体構造体によれば、半導体基板に設けられたヴィ
アホールまたはバンプを用いることで、高密度で信頼性
の高い接続を実現することができる。また、このような
半導体構造体を、半導体素子搭載用の基板として使用し
た半導体装置においては、半導体素子と基板との間の熱
膨張率の差異がほとんどないので、これらの接続部に加
わる熱応力が小さく、ボール状などのはんだバンプを設
ける必要がない。したがって、コストの大幅な低減が可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の半導体構造体を示す断
面図。
【図2】第1の実施例の半導体構造体の製造方法を示す
フローチャート。
【図3】図2に示す製造フローの各工程での構造体の断
面図。
【図4】本発明の第2の実施例の半導体構造体を示す断
面図。
【図5】本発明の第3の実施例の半導体構造体を示す断
面図。
【図6】本発明の第4の実施例の半導体構造体を示す断
面図。
【図7】本発明の第5の実施例の半導体構造体を示す断
面図。
【図8】第5の実施例の半導体構造体の製造方法を示す
フローチャート。
【図9】図8に示す製造フローの各工程での構造体の断
面図。
【図10】本発明の第6の実施例の半導体装置の構造を
示す断面図。
【図11】本発明の第7の実施例の半導体装置の構造を
示す断面図。
【図12】本発明の第8の実施例の半導体装置の構造を
示す断面図。
【図13】本発明の第9の実施例の半導体装置の構造を
示す断面図。
【図14】本発明の第10の実施例の半導体装置の構造
を示す断面図。
【図15】本発明の第11の実施例の半導体装置の構造
を示す断面図。
【図16】本発明の第12の実施例の半導体装置の構造
を示す断面図。
【図17】本発明の第13の実施例の半導体装置の構造
を示す断面図。
【図18】本発明の第14の実施例の半導体装置の構造
を示す断面図。
【図19】本発明の第15の実施例の半導体装置の構造
を示す断面図。
【符号の説明】 1………半導体基板、2………貫通孔、3………ヴィア
ホール、4………中間絶縁層、5………導体層、6……
…凹孔、7………配線層、8………突起部、9………バ
ンプ、10………半導体チップ、11………接続バン
プ、12、17………絶縁保護層、15………配線基
板、16………導電性材料

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板と、該半導体基板の表裏を貫
    通して設けられたヴィアホールとを備え、前記ヴィアホ
    ールが、前記半導体基板に設けられた貫通孔の内周面に
    接して形成された中間絶縁層と、該中間絶縁層の内側に
    積層・形成された導体層とを有する半導体構造体であ
    り、 前記ヴィアホールの一端が前記半導体基板の一方の主面
    より突出して形成され、かつこのヴィアホールの突出部
    の側周面において、前記導体層の外側に前記中間絶縁層
    が形成された構造を有することを特徴とする半導体構造
    体。
  2. 【請求項2】 半導体基板と、該半導体基板の少なくと
    も一方の主面に配設されたバンプとを備え、前記バンプ
    が、前記半導体基板と同じ半導体材料から成る突起部
    と、この突起部の上に被覆・形成された中間絶縁層と、
    該中間絶縁層の上に形成された導体層とを有することを
    特徴とする半導体基板構造体。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体構造体において、 前記半導体基板の少なくとも一方の主面に配設されたバ
    ンプを備え、前記バンプが、前記半導体基板と同じ半導
    体材料から成る突起部と、その上に被覆・形成された中
    間絶縁層と、該中間絶縁層の上に形成された導体層とを
    有することを特徴とする半導体構造体。
  4. 【請求項4】 前記半導体基板が、所定の主面に半導体
    素子領域が形成された半導体素子であることを特徴とす
    る請求項1乃至3のいずれか1項記載の半導体構造体。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至3のいずれか1項記載の半
    導体構造体の上に、半導体素子を搭載し、電気的に接続
    したことを特徴とする半導体装置。
  6. 【請求項6】 請求項4記載の半導体構造体を、配線基
    板の上に搭載し、前記ヴィアホールまたは前記バンプを
    介して電気的に接続したことを特徴とする半導体装置。
  7. 【請求項7】 請求項4記載の半導体構造体の複数を、
    厚さ方向に積重し、前記ヴィアホールまたは前記バンプ
    を介して相互に電気的に接続したことを特徴とする半導
    体装置。
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