JP2001094039A

JP2001094039A - 絶縁膜の形成方法および半導体チップの接続方法ならびに半導体チップの製造方法、半導体装置、接続用基板、電子機器

Info

Publication number: JP2001094039A
Application number: JP26739499A
Authority: JP
Inventors: Shuji Koeda; 周史小枝; Hidekazu Sato; 英一佐藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2001-04-06
Anticipated expiration: 2019-09-21
Also published as: JP3775129B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ワイヤを用いずに積層した半導体チップを相
互に電気的に接続し、電気的信号の遅延防止および小型
化を図る。【解決手段】突起電極２６が片面に形成された半導体
チップ２４を積み重ね、この積み重ねられた半導体チッ
プ２４の突起電極２６を貫通するよう縦穴２８を形成す
る。そしてこの縦穴２８の形成後は、当該縦穴２８の内
壁に絶縁膜３０を形成するとともに、突起電極２６に接
する絶縁膜３０の除去を行う。そして絶縁膜３０の除去
後は、前記突起電極２６が露出する縦穴２８に導電部材
３４を形成し、積層された半導体チップ２４の突起電極
２６間の導通を図るようにする。このように半導体チッ
プ２４を重ねれば、複数の半導体チップ２４間の突起電
極２６の導通を確実に図ることができるとともに、半導
体チップ２４の積層により信号経路の短縮化を図ること
ができ、信号の遅延を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁膜の形成方法
および半導体チップの接続方法ならびに半導体チップの
製造方法、半導体装置、接続用基板、電子機器に係り、
特に電気信号の遅延防止と小型化を図る絶縁膜の形成方
法および半導体チップの接続方法ならびに半導体チップ
の製造方法、半導体装置、接続用基板、電子機器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の高性能化、小型化に伴
って１つのパッケージ内に複数の半導体チップを配置し
てマルチチップパッケージとすることにより、半導体装
置の高機能化と小型化とが図られている。そして、マル
チチップパッケージには、複数の半導体チップを平面的
に並べたものと、複数の半導体チップを厚み方向に積層
したものとがある。半導体チップを平面的に並べたマル
チチップパッケージは、広い実装面積を必要とするた
め、電子機器の小型化への寄与が小さい。このため、半
導体チップを積層したスタックドＭＣＰの開発が盛んに
行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のスタックドＭＣ
Ｐは、例えば特開平６−３７２５０号公報に記載されて
いるように、積層した半導体チップを相互に電気的に接
続する場合、各半導体チップの周縁部に端子部を形成
し、各チップの端子間をワイヤによって接続している。
このため、半導体チップ相互の電気的接続が煩雑となる
ばかりでなく、積層する半導体チップは、上にいくほど
サイズを小さくしなければならず、集積効率、実装効率
が低下する。また、半導体チップの集積度が向上する
と、ワイヤ間の間隔が小さくなってワイヤ間で短絡を生
ずるおそれがある。

【０００４】さらに、従来のスタックドＭＣＰにおいて
は、積層した半導体チップを接着剤によって相互に接合
するようにしており、接着剤の塗布などを必要として工
程が煩雑となる。

【０００５】本発明は、前記従来技術の欠点を解消する
ためになされたもので、ワイヤを用いずに積層した半導
体チップを相互に電気的に接続することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る絶縁膜の形成方法は、半導体チッ
プの表面に形成された凹凸と噛み合わせを可能とする型
の表面に絶縁樹脂を塗布するとともに、半導体チップの
表面に形成された前記凹凸に前記型を噛み合わせ、当該
型の表面に塗布された前記絶縁樹脂を前記半導体チップ
の表面側に転写させこれを絶縁膜としたことを特徴とし
ている。請求項１に記載の絶縁膜の形成方法によれば、
絶縁樹脂は半導体チップ側に転写される。このためＣＶ
Ｄ等の手法を用いなくとも簡単に、且つ早く半導体チッ
プの表面に絶縁層を形成することができる。

【０００７】また請求項２に係る絶縁膜の形成方法は、
前記型の表面に非濡性表面処理を施したことを特徴とし
ている。請求項２に記載の絶縁膜の形成方法によれば、
型の表面に非濡性表面処理を施したことから、型の表面
に絶縁樹脂を塗布しても、当該絶縁樹脂は型の表面との
密着力が弱い。このため絶縁樹脂の型から半導体チップ
側への転写を容易に行うことができる。

【０００８】そして請求項３に係る絶縁膜の形成方法
は、前記半導体チップと前記型は、単結晶シリコンから
なることを特徴としている。請求項３に係る絶縁膜の形
成方法によれば、両者の単結晶シリコンの結晶構造を同
一にすることにより、エッチングにより同一の断面形状
が形成されるので、隙間のない両者の噛み合わせが可能
になす。このため絶縁樹脂の型側への転写を一層確実に
行うことができる。また両者が同一材料であれば熱膨張
も一定になるので、周囲の温度に変化が生じても両者の
噛み合わせを確実に行うことができる。

【０００９】請求項４に記載の半導体チップの接続方法
は、電極が形成された半導体チップを積み重ね、この積
み重ねられた前記電極を貫通するよう貫通穴を形成し、
当該貫通穴の内壁に絶縁膜を形成するとともに前記電極
に接する前記絶縁膜を除去し、前記電極が露出する前記
貫通穴に導電部材を形成し、積層された前記半導体チッ
プの前記電極間の導通を図るようにしたことを特徴とし
ている。請求項４に記載の半導体チップの接続方法によ
れば、導電部材によって積層された半導体チップの電極
同士の導通を図ることができる。また貫通穴に形成され
た導電部材は、絶縁膜を接していることから導電部材と
半導体チップにおける基材厚みに相当する部分とが短絡
することを防止することができる。このため複数の半導
体チップ間の電極の導通を確実に図ることができる。

【００１０】請求項５に記載の半導体チップの接続方法
は、前記貫通穴の内部を減圧させるとともに、前記絶縁
膜に代えて絶縁シートを前記貫通穴の内壁に貼り付け、
前記貫通穴の内壁と絶縁シートとの間の気泡を除去する
ようにしたことを特徴としている。請求項５に記載の半
導体チップの接続方法によれば、減圧下の状態で絶縁シ
ートを貫通穴の内壁に貼り付けるので、絶縁シートと貫
通穴の内壁との間に気泡が進入することがなく、確実な
貼り付けを行うことができる。また絶縁シートの幅を半
導体チップの基材厚みに相当するだけの幅に設定すれ
ば、前記絶縁シートが電極に重なることがない。このた
め導電部材を電極に確実に密着させることができる。

【００１１】請求項６に記載の半導体チップの接続方法
は、電極が形成された半導体チップを積み重ね、この積
み重ねられた前記電極を貫通するよう貫通穴を形成し、
この貫通穴の内壁に露出する前記電極の端面にメッキ部
を成長させるとともに、このメッキ部を覆うよう前記貫
通穴の内壁に絶縁膜を形成した後、前記メッキ部が露出
するよう前記絶縁膜を削り、露出した前記メッキ部を接
続するよう前記貫通穴に導電部材を形成し、積層された
前記半導体チップの前記電極間の導通を図るようにした
ことを特徴としている。請求項６に記載の半導体チップ
の接続方法によれば、電極に電圧を印加させつつメッキ
処理（電解メッキ）を行うことで電極の端面にメッキ部
を成長させることができる。そして当該メッキ部を覆う
ように絶縁膜を形成するとともに、この絶縁膜を削るよ
うにすれば、貫通穴の内壁に絶縁膜とメッキ部とを露出
させることができる。このため複数の半導体チップ間の
電極の導通を確実に図ることができる。

【００１２】請求項７に記載の半導体チップの接続方法
は、電極が形成されるとともに当該電極の下部に縦穴を
有した半導体チップと、前記縦穴への挿入を可能とし導
電部材からなる棒材とを、交互に積み重ね、積層された
前記半導体チップの前記電極間の導通を図るようにした
ことを特徴としている。請求項７に記載の半導体チップ
の接続方法によれば、導電性部材からなる棒材の片側端
部は、縦穴に挿入され当該縦穴の底部となる電極に接触
する。一方棒材の他方端部は、縦穴の下側より積層され
る半導体チップの電極に接触され棒材の両端に接触する
電極は導通がなされる。このため半導体チップの間に棒
材を挟むようにすれば、複数の半導体チップ間の電極の
導通を確実に図ることができる。

【００１３】請求項８に記載の半導体チップの接続方法
は、前記棒材は、前記半導体チップ間の絶縁をなす絶縁
性部材に取り付けられていることを特徴としている。請
求項８に記載の半導体チップの接続方法によれば、絶縁
性部材によって積層される半導体チップ間の絶縁を図る
ことができる。さらにこの絶縁性部材に棒材を取り付け
れば、当該絶縁性部材を半導体チップの表面に置くだけ
で棒材を縦穴に挿入させることが可能になり、半導体チ
ップ間の接続を容易に行うことができる。

【００１４】請求項９に記載の半導体チップの接続方法
は、前記絶縁性部材の表面に導通面を設け、これを接地
面としたことを特徴としている。請求項９に記載の半導
体チップの接続方法によれば、半導体チップ間の電位を
接地状態にすることができる。このため半導体チップ間
の電位差を吸収することができるとともに、半導体チッ
プに外来ノイズが進入するのを防止することができる。

【００１５】請求項１０に記載の半導体装置の製造方法
は、半導体ウェハに形成された貫通穴に絶縁部材を充填
させた後、当該絶縁部材を覆うよう前記半導体ウェハの
表面に電極を形成し、この電極とともに絶縁部材への穴
あけを行い、前記半導体チップにおける前記電極が形成
された反対側より前記電極との導通をなす背面側電極を
形成したことを特徴としている。請求項１０に記載の半
導体装置の製造方法によれば、電極と背面側電極との間
に形成された導電部材は、貫通穴に充填された絶縁部材
の内側に形成されることから、電極に加わる電位がチッ
プ基材側に漏れることがない。そして半導体チップの両
面に電極が形成されていることから、これら電極を付き
合わせるように半導体チップを積層させるだけで積層さ
れた半導体チップ間の導通を図ることができる。

【００１６】請求項１１に記載の半導体装置の製造方法
は、電極が形成された半導体チップの背面側より当該電
極を底面とする縦穴を形成し、この縦穴の内壁に絶縁膜
を形成した後、前記半導体チップの背面側より前記電極
との導通をなす背面側電極を形成したことを特徴として
いる。請求項１１に記載の半導体チップの製造方法によ
れば、半導体チップの背面側から電極が露出するまで縦
穴を形成し、この縦穴の壁面に絶縁層を設けたことか
ら、この縦穴の開口部分に背面側電極を設けるととも
に、縦穴に導電部材を設けることで、電極と背面側電極
との導通を図ることができる。

【００１７】請求項１２に記載の半導体チップの製造方
法は、前記電極に高融点金属を用いるとともに前記縦穴
をレーザ加工により行うことを特徴としている。請求項
１２に記載の半導体チップの製造方法によれば、高融点
金属は、融点が高いため半導体チップの基材に対してレ
ーザの加工速度が低下する。このため電極の露出をレー
ザの加工速度を目安として判断することが可能になり、
もって縦穴の加工を容易に行うことが出来る。

【００１８】請求項１３に記載の半導体チップの製造方
法は、前記電極は多層構造からなり、前記半導体チップ
に密着する最下層に前記高融点金属を用いたことを特徴
としている。請求項１３に記載の半導体チップの製造方
法によれば、レーザ加工を用いて縦穴の底面（天井面）
に電極を露出されるには最下層に高融点金属を用いれば
よい。そしてこの高融点金属の上層に融点の比較的低い
通常の金属（アルミ等）を形成すれば、半導体チップ間
の突き合わせ接続を容易に行うことができる。

【００１９】請求項１４に記載の半導体チップの製造方
法は、半導体チップの表面に電極を形成するとともに前
記半導体チップの背面側から当該電極を底面とする縦穴
を形成し、この縦穴と前記半導体チップの背面側とを覆
うよう絶縁膜を形成した後に、前記電極が露出するよう
前記絶縁膜を削るとともに、前記絶縁膜の表面に配線を
形成し、露出した前記電極に前記配線を導通させたこと
を特徴としている。請求項１４に記載の半導体チップの
製造方法によれば、電極が形成される半導体チップの裏
側に配線を形成することができる。このため配線が形成
される側、すなわち絶縁膜の上に電極を形成すれば、半
導体チップの両面に電極を形成することができ、半導体
チップを積層させるだけで、各半導体チップ間の導通を
図ることができる。

【００２０】請求項１５に記載の半導体装置は、表面に
電極が形成された複数の半導体チップを積層した半導体
装置であって、積層された前記半導体チップの前記電極
を貫通する貫通穴を有し、前記半導体チップの基材厚み
に相当する前記貫通穴の内壁に絶縁膜を設けるととも
に、前記貫通穴に導電部材を形成し、積層された前記半
導体チップの前記電極間の導通を図るようにしたことを
特徴としている。請求項１５に記載の半導体装置によれ
ば、貫通穴に形成された導電部材を介して積層された電
極間の導通を図ることができる。このため電極間の経路
を短くすることができるとともに、装置本体の小型化を
達成することができる。

【００２１】請求項１６に記載の半導体装置は、電極が
形成されるとともに当該電極の下部に縦穴を有した半導
体チップと、この縦穴に挿入可能であるとともに当該縦
穴深さより長く設定された導電部材からなる棒材とから
なり、前記半導体チップの前記縦穴に前記棒材を差し込
み挿入するよう、前記半導体チップと前記棒材とを積層
させ前記半導体チップの前記電極間の導通を図るように
したことを特徴としている。請求項１６に記載の半導体
装置によれば、棒材の端部を電極に突き合わせることで
当該棒材を介して電極同士の導通を図ることができる。
このため電極間の経路を短くすることができるととも
に、装置本体の小型化を達成することができる。

【００２２】請求項１７に記載の半導体装置は、前記半
導体チップの間に絶縁性部材を設けるとともに、この絶
縁性部材に前記棒材を取り付けたことを特徴としてい
る。請求項１７に記載の半導体装置によれば、絶縁性部
材が半導体チップ間の絶縁をなすので、半導体チップ間
に電位差があっても、両者の間に短絡が生じるのを防止
することができる。また絶縁性部材に棒材を取り付けれ
ば、絶縁性部材を半導体チップの表面に置くだけで棒材
と縦穴との位置決めを行うことが可能になり、半導体チ
ップ間の接続を容易に行うことができる。

【００２３】請求項１８に記載の接続用基板は、請求項
１５または請求項１６に記載の半導体装置を用いたこと
を特徴としている。請求項１８に記載の接続用基板は、
電極間の経路を短くすることができるとともに、装置本
体の小型化を達成することができる半導体装置を用いて
いるので、接続用基板本体も信号が遅延することなく、
さらに小型化を達成することができる。

【００２４】請求項１９に記載の電子機器は、請求項１
８に記載の接続用基板を用いたことを特徴としている。
請求項１９に記載の電子機器によれば、信号が遅延する
ことなく、さらに小型化を達成することができる接続用
基板を有しているので、本電子機器においても、信号の
遅延防止と小型化とを達成することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る絶縁膜の形成
方法および半導体チップの接続方法ならびに半導体チッ
プの製造方法、半導体装置、接続用基板、電子機器に好
適な具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明を行
う。

【００２６】図１は、本実施の形態に係る絶縁膜の形成
方法を示した工程説明図である。同図に示すように、半
導体チップ１０においては、電極等を形成する際にエッ
チングを施し、その表面に凹凸を形成する。そして凹凸
が形成された後、その表面に絶縁層を形成し、半導体チ
ップ１０の基材となる単結晶シリコンとの絶縁を図るよ
うにしている。

【００２７】このように半導体チップ１０の表面に絶縁
層を形成する手順として以下に示す方法が存在する。

【００２８】すなわち、同図（１）に示すように半導体
チップ１０の表面１２に形成された凹凸形状と噛み合わ
せが可能な型１４を用意する。そしてこの型１４の表面
には非濡性表面処理を施しておき、この非濡性表面処理
面１６に絶縁膜の原材料となる絶縁樹脂１８を塗布可能
にしておく。なお型１４の基材は、半導体チップ１０と
同様の単結晶シリコンとし、その結晶方位を前記半導体
チップ１０と同一のものとしておく。

【００２９】このように結晶方位を半導体チップ１０と
型１４とで同一にしておけば、両者に異方性エッチング
を施した際、同一の角度を有した溝部および凸部が形成
されるので、隙間が生じることなく確実に半導体チップ
１０に型１４を噛み合わせることができる。また本実施
の形態では、型１４の表面に施す非濡性表面処理１５と
してＳｉコートあるいはフッ素コートを用い、型１４の
表面が絶縁樹脂１８で濡れるのを防止するするようにし
ている。なお非濡性表面処理については、Ｓｉコートあ
るいはフッ素コートだけでなく、非濡性を有するもので
あれば、他の表面処理を用いるようにしてもよい。

【００３０】そして非濡性表面処理が施された型１４の
上方には、移動式の樹脂供給器２０が取り付けられてお
り、この樹脂供給器２０から絶縁樹脂１８を供給させつ
つ、前記樹脂供給器２０を移動させることで型１４の表
面に絶縁樹脂１８を塗布するようにしている。なお樹脂
供給器２０の先端の形状を変更し、絶縁樹脂１８を霧状
にして型１４の表面に吹き付けるようにしてもよい。

【００３１】樹脂供給器２０の用いて型１４の表面に絶
縁樹脂１８を塗布した後は、同図（２）に示すように半
導体チップ１０の表面１２に型１４を噛み合わせる。な
おこの状態では、絶縁樹脂１８は、半導体チップ１０の
表面１２と、型１４の表面の両方に密着した状態となっ
ている。そして半導体チップ１０と型１４とを噛み合わ
せた後、同図（３）に示すように両者を離反させれば、
前述の通り型１４の表面には、非濡性表面処理面１６が
形成されているので、絶縁樹脂１８は非濡性表面処理面
１６から半導体チップ１０の表面１２側に転写される。
そして絶縁樹脂１８が表面１２に付着した半導体チップ
１０を、乾燥工程に投入し、絶縁樹脂１８を乾燥させ、
これを絶縁膜とすれば、ＣＶＤ等の工程を得なくとも半
導体チップ１０の表面１２に容易に絶縁膜を形成するこ
とができる。

【００３２】図２は、本実施の形態に係る第１の半導体
チップの接続方法を用いて積層した半導体チップの構成
説明図である。同図（１）に示すように本実施の形態に
係る半導体チップの接続方法を用いて積層した半導体装
置２２は、複数の半導体チップ２４が積層された形態と
なっており、半導体チップ２４の表面に形成された電極
となる突起電極２６同士を導通させることで、積層され
た半導体チップ２４間の接続を行うようにしている。

【００３３】同図（２）は、積層された半導体チップ２
４における突起電極２６の電気的導通状態を示す要部断
面拡大図を示す。同図（２）に示すように積層された半
導体チップ２４の突起電極２６を貫通するように縦穴２
８が設けられている。そしてこの縦穴２８において、半
導体チップ２４の基材厚みに相当する範囲にのみ絶縁膜
３０が形成されており、半導体チップ２４の基材部分３
２が後述する導電部材に接触するのを防止するようにし
ている。ここで基材部分３２に絶縁膜を形成する方法と
しては、前記基材部分３２に絶縁樹脂を塗布し、その後
乾燥させて絶縁膜とする方法や、前記絶縁樹脂に代えて
シート状の絶縁膜を縦穴２８における基材部分３２に巻
き付けるようにしてもよい。なおシート状の絶縁膜を基
材部分３２に巻き付ける場合には、縦穴２８の内側を減
圧（真空状態）させ、基材部分３２と絶縁膜との間の気
泡を除去するようにすれば、シート状の絶縁膜を基材部
分３２に密着させることができる。

【００３４】そして縦穴２８の内壁面における突起電極
２６の露出面および絶縁膜３０の内側には、導電部材３
４が形成され、この導電部材３４によって積層された半
導体チップ２４に設けられた突起電極２６間の導通を図
るようにしている。なお導電部材３４の材質は、半田や
銅あるいはタングステンであってもよい。また縦穴２８
に埋め込み可能とし、突起電極２６間の導通が図れれば
他の部材であってもよい。

【００３５】このように複数の半導体チップ２４を積層
させることで突起電極２６間の最短経路が形成され、装
置自体の高クロック化による信号の遅延を防止すること
ができる。さらに配線経路を短くすることができるので
抵抗値も低減させられることはいうまでもない。また、
半導体チップ２４の間に介在物が無いことから、半導体
装置２２の小型化を図ることが可能になる。

【００３６】図３および図４は、第１の半導体チップの
接続方法を用いて半導体チップを接続する過程を示した
工程説明図である。

【００３７】図３（１）に示すように、片面側に突起電
極２６が形成された半導体チップ２４を複数用意し（図
中では３つの半導体チップ）、次いで同図（２）に示す
ように突起電極２６が重なり合うよう半導体チップ２４
を積層させる。そして複数の半導体チップ２４を積層さ
せた後は、同図（３）に示すように最上段の突起電極２
６側から縦穴２８を形成する。なお当該縦穴２８は、レ
ーザ加工にて行ったり、あるいはエッチングにより行う
ようにしてもよい。また本実施の形態では、最下段の突
起電極２６を底面とし、最下段の突起電極２６の穴あけ
加工を行わなかったが、この形態に限定されることもな
く、縦穴２８を貫通穴として、最下段の突起電極２６に
穴あけを施し、導電部材３４との導通を図るようにして
もよい。さらに本実施の形態では最上段の突起電極２６
側から縦穴２８を形成したが、最下段側から縦穴２８を
形成するようにしてもよい。

【００３８】このように突起電極２６を通過する縦穴２
８を形成した後は、図４（１）に示すように前記縦穴２
８の内壁に絶縁膜３０を形成する。なお本実施の形態で
は絶縁膜３０をＳｉＯ₂膜とし、当該ＳｉＯ₂膜の厚み
を、５０００〜２００００オングストローム程度とす
る。なおＳｉＯ₂膜の形成は、例えばＣＶＤ法によって
堆積したＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｎ−Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｓｉ
ｌｉｃａｔｅＧｌａｓｓ）によって形成したり、ドラ
イ熱酸化またはウェット熱酸化等を用いて形成すればよ
い。

【００３９】そして縦穴２８の内壁全てに絶縁膜３０を
形成した後は、同図（２）に示すように半導体チップ２
４の基材部分３２だけに絶縁膜３０を残す。この絶縁膜
３０を基材部分３２だけに残すには、例えば縦穴２８を
形成した半導体チップ２４を濃硝酸液中に浸漬、酸化雰
囲気中で加熱し、縦穴２８の内壁を酸化してＳｉＯ₂に
する。その後、突起電極２６に形成されている金属酸化
膜（不動態）をアルカリ等によって除去すればよい。

【００４０】こうして基材部分３２だけに絶縁膜３０を
残した後は、同図（３）に示すように縦穴２８の内側に
導電部材３４を充填させればよい。そして導電部材３４
を縦穴２８に充填させるためには、まずスパッタリング
によりＴｉ膜を７０〜２００オングストローム、その上
にＴｉＮ膜を反応性スパッタリングにより３００〜１０
００オングストローム形成する。その後、六フッ化タン
グステン（ＷＦ₆ ）を主剤ガスとするプラズマＣＶＤを
行い、縦穴２８を高融点金属であるタングステンによっ
て埋め、これを導電部材３４とすればよい。また本実施
の形態においては縦穴２８を導電部材３４で充填させる
ことにしたが、この形態に限定されることもなく、例え
ばタングステンを充填させる代わりに、まず蒸着や無電
解メッキなどにより絶縁膜を形成した縦穴２８の壁面に
導電部材となる金属膜を形成する。そしてメッキによっ
て金属膜を形成する場合、Ｔｉ（チタン）などの下地金
属を真空蒸着やＣＶＤ法によって形成し、その後に無電
解メッキによって銅などの金属膜を形成するようにして
もよい。

【００４１】図５は、本実施の形態に係る第２の半導体
チップの接続方法を用いて積層した半導体チップの構成
説明図である。

【００４２】同図（１）に示すように本実施の形態に係
る半導体チップの接続方法を用いて積層した半導体装置
３６は、複数の半導体チップ３８が積層された形態とな
っており、半導体チップ３８の表面に形成された電極と
なる突起電極４０同士を導通させることで、積層された
半導体チップ３８間の接続を行うようにしている。

【００４３】同図（２）は、積層された半導体チップ３
８における突起電極４０の電気的導通状態を示す要部断
面拡大図を示す。同図（２）に示すように貫通穴３９の
内壁を構成する端子電極４０の側面からは、メッキ部４
２が成長しているとともに、このメッキ部４２の間を埋
めるよう絶縁膜４４が形成されている。また積層された
半導体チップ３８の突起電極４０から成長したメッキ部
４２をつなぐように、導電部材４６がメッキ部４２およ
び絶縁膜４４の上方に形成されている。

【００４４】このように複数の半導体チップ３８を積層
させ、突起電極４０に貫通穴３９を設けるとともに、こ
の貫通穴３９を用いて突起電極４０間の導通を図るよう
にすれば、突起電極４０間の距離を最短にすることがで
き、半導体装置を高クロックで動作させた場合でも、電
気信号の遅延が生じるのを防止することができる。また
半導体チップ３８を積層させたことから小型化が図れ、
もって半導体装置３６の小型化を達成することができ
る。

【００４５】図６および図７は、第２の半導体チップの
接続方法を用いて半導体チップを接続する過程を示した
工程説明図である。

【００４６】図６（１）に示すように、まず突起電極４
０が形成された複数（本図においては３段）の半導体チ
ップ３８を積層させる。次いで同図（２）に示すように
レーザ加工や機械加工あるいはエッチング等により突起
電極４０を貫通させるように、貫通穴３９を設ける。な
お貫通穴３９が空けられる突起電極４０からは、金属配
線４８が引き出される形態となっている。そしてこのよ
うに貫通穴３９を形成した後は、同図（３）に示すよう
に前記金属配線４８を用いて突起電極４０に電圧を印加
し電解メッキを施す。このように突起電極４０の端面を
水溶液に浸しつつ突起電極４０に電圧を印加すると、当
該突起電極４０の端面にメッキがなされ、時間の経過と
ともにメッキ厚みが増加し、（成長して）メッキ部４２
となる。

【００４７】そしてメッキ部４２を突起電極４０の端面
に形成した後は、図７（１）に示すように前記メッキ部
４２を覆うように絶縁膜４４を形成する。なお本実施の
形態では絶縁膜４４をＳｉＯ₂膜とし、当該ＳｉＯ₂膜の
厚みを、５０００〜２００００オングストローム程度と
する。なおＳｉＯ₂膜の形成は、例えばＣＶＤ法によっ
て堆積したＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｎ−Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｓ
ｉｌｉｃａｔｅＧｌａｓｓ）によって形成したり、ド
ライ熱酸化またはウェット熱酸化等を用いて形成すれば
よい。

【００４８】こうしてメッキ部４２を絶縁膜４４で覆っ
た後は、再度レーザ加工等で貫通穴３９について穴あけ
を行う。なおこの時の穴あけは貫通穴３９の形成時より
も小径とし、内壁面には、切削されたメッキ部４２の一
部と、これらメッキ部４２間の隙間を埋める絶縁膜４４
とが露出する形態になる。この状態を同図（２）に示
す。

【００４９】そして内壁面にメッキ部４２の一部と、こ
れらメッキ部４２間の隙間を埋める絶縁膜４４とを露出
させた後は、この内壁面に導電部材４６を形成し、メッ
キ部４２同士の導通を図るようにする。なおこの導電部
材４６は、蒸着や無電解メッキなどによりメッキ部４２
の一部と絶縁膜４４とが露出した内壁面に形成した形態
となっている。なおメッキによって導電部材４６を形成
する場合には、Ｔｉ（チタン）などの下地金属を真空蒸
着やＣＶＤ法によって形成し、その後に無電解メッキに
よって銅などの金属膜を形成するようにしてもよい。

【００５０】図８は、本実施の形態に係る第３の半導体
チップの接続方法を用いて積層した半導体チップの構成
説明図である。同図（１）に示すように、第３の半導体
チップの接続方法を用いて積層された半導体装置５０
は、複数の半導体チップ５２と、これら半導体チップ５
２の間にサンドイッチ状に挟まれる絶縁性部材となる絶
縁性フィルム５４とで構成されている。

【００５１】半導体チップ５２は、単結晶シリコンを基
材としており、その表面には図示しないトランジスタや
コンデンサあるいは抵抗といった素子が形成されてい
る。そしてこのような表面には前記素子に接続される突
起電極５６が形成され、この突起電極５６に導電部材を
接触させることで、電気的導通を図れるようにしてい
る。また半導体チップ５２の背面側からは、突起電極５
６の形成領域と重なるよう縦穴５８が形成されている
が、当該縦穴５８は突起電極５６まで貫通しておらず、
基材となる単結晶シリコンだけが除去された形態となっ
ている（すなわち突起電極５６は、貫通穴の片側をふさ
ぐ底部（天井）となっている。）。

【００５２】一方、上述した半導体チップ５２の間に挟
まれる絶縁性フィルム５４は、その片面または両面に図
示しない金属製の導通面が形成されている。そしてこの
導通面を接地（アース）させることで電位を安定させ、
シールド効果により半導体チップ５２への外来ノイズの
進入を防止するようにしている。そしてこうした絶縁性
フィルム５４には、半導体チップ５２の縦穴５８に挿入
を可能とする棒材６０が、前記縦穴５８の位置に相当す
るよう複数取り付けられている。当該棒材６０は導電性
で且つ円柱形状の金属材料からなり、その直径は、縦穴
５８に挿入可能なように当該縦穴５８の内径より小径に
設定されているとともに、その全長は、縦穴５８に挿入
した際に、棒材６０の端部が縦穴５８の底面（天井）と
なる突起電極５６に確実に接触するだけの長さに設定さ
れている。

【００５３】そして同図（２）に示すように半導体チッ
プ５２と絶縁性フィルム５４とを交互に積層させ、これ
を圧縮させれば、棒材６０の両側端面が突起電極５６に
接触するので、絶縁性フィルム５４を挟み込む半導体チ
ップ５２同士の導通を図ることが出来る。なお本実施の
形態では絶縁性フィルム５４を用いて半導体チップ５２
間の絶縁を行うようにしたが、この形態に限定される必
要もなく、たとえば前記絶縁性フィルム５４に代えて表
面に絶縁処理（ＳｉＯ₂膜）を施した単結晶シリコンを
用いるようにしてもよい。このように絶縁性フィルム５
４の変わりに単結晶シリコンを用いれば、半導体チップ
５２との熱膨張係数を同じにすることができるので外気
の温度が変化しても半導体装置５０間で歪みが生じるの
を防止することができる。

【００５４】図９は、本実施の形態に係る第１の半導体
チップの製造方法を用いて製造された半導体チップを積
層させた半導体装置の構成説明図である。同図の半導体
装置６１に示すように第１の半導体チップの製造方法を
用いて製造された半導体チップ６２は、その両面に互い
に導通をなす突起電極６４が形成されており、これら突
起電極６４を突き合わせるよう積層させることで、半導
体チップ６２間の導通を図るようにしている。すなわち
半導体チップ６２においては、その表裏面を貫通するよ
うに貫通穴６６が形成されており、この貫通穴６６の内
側には、絶縁膜６８と導電部材７０とが内壁面から順に
形成されている。このため導電部材７０に電圧が印加さ
れても、当該導電部材７０は絶縁膜６８を介して半導体
チップ６２の基材部分と接しているので、導電部材７０
と半導体チップ６２の基材部分との間に短絡が生じるの
を防止することができる。また導電部材７０は、半導体
チップ６２の表裏面に形成された突起電極６４に接続さ
れた形態となっており、半導体チップ６２の表裏に形成
された突起電極６４間で導通を図ることが可能になって
いる。

【００５５】図１０は、第１の半導体チップの製造方法
を用いて半導体チップを製造する過程を示した工程説明
図である。同図（１）に示すように、半導体チップ６２
に貫通穴６６を形成し、当該貫通穴６６に絶縁材料を充
填させた後は、半導体チップ６２の表裏面に絶縁層７２
（ＳｉＯ₂膜）を５０００〜２００００オングストロー
ム程度形成する。なおＳｉＯ₂膜の形成は、ＣＶＤ法に
よって堆積したＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｎ−Ｐｈｏｓｐｈｏ
−ＳｉｌｉｃａｔｅＧｌａｓｓ）によって形成した
り、ドライ熱酸化またはウェット熱酸化等を用いて形成
すればよい。そして半導体チップ６２の表裏面に絶縁膜
６８を形成した後は、同図（２）に示すように半導体チ
ップ６２の片面に且つ貫通穴６６の上部に突起電極６４
を形成する。そして突起電極６４を形成した後は、レー
ザ加工や機械加工あるいはエッチング等により絶縁膜６
８および突起電極６４に加工を施し、貫通穴６６の中央
部に貫通部分を形成する。この状態を同図（３）に示
す。そして同図（４）に示すように突起電極６４が形成
された反対面側からメッキ等により同様の突起電極６４
を形成するとともに、露出した絶縁膜６８の表面に導電
部材７０を形成し、半導体チップ６２の表裏面に形成さ
れた突起電極６４の導通を図るようにする。このように
半導体チップ６２の表裏面に突起電極６４を形成したこ
とから、半導体チップ６２を積層させるだけで積層され
た半導体チップ６２間の電気的導通を図ることができ
る。

【００５６】図１１は、本実施の形態に係る第２の半導
体チップの製造方法を用いて製造された半導体チップを
積層させた半導体装置の構成説明図である。同図の半導
体装置７３に示すように第２の半導体チップの製造方法
を用いて製造された半導体チップ７６は、その両面に互
いに導通をなす突起電極７４Ａ、７４Ｂが形成されてお
り、突起電極７４Ａを他半導体チップ７６の突起電極７
４Ｂに突き合わせるよう積層させることで、半導体チッ
プ７６間の導通を図るようにしている。すなわち半導体
チップ７６においては、突起電極７４Ａの下方に当該突
起電極７４Ａを底面（天井面）とする縦穴７８が形成さ
れており、この縦穴７８の内側には、絶縁膜８０と導電
部材８２とが内壁面から順に形成されている。このため
導電部材８２に電圧が印加されても、当該導電部材８２
は絶縁膜８０を介して半導体チップ７６の基材部分と接
しているので、導電部材８２と半導体チップ７６の基材
部分との間に短絡が生じるのを防止することができる。
また導電部材８２は、半導体チップ７６の表裏面に形成
された突起電極７４Ａ、７４Ｂに接続された形態となっ
ており、半導体チップ７６の表裏間で電気的導通を図る
ことが可能になっている。

【００５７】なお本半導体チップ７６においては、突起
電極７４Ａはタングステン７４Ｃの上面にアルミ７４Ｄ
を形成した２層構造になっており、縦穴７８を後述する
レーザで形成するのを容易にしている。

【００５８】図１２は、第２の半導体チップの製造方法
を用いて半導体チップを製造する過程を示した工程説明
図である。同図（１）に示すように、半導体チップ７６
の表裏面に絶縁層８４を形成した後に、その片側表面に
突起電極７４Ａを形成する。ここで突起電極７４Ａは、
タングステン７４Ｃとアルミ７４Ｄの２層構造になって
いるが、これはまず六フッ化タングステン（ＷＦ₆ ）を
主剤ガスとするプラズマＣＶＤを行い、タングステン７
４Ｃを形成する。そしてタングステン７４Ｃの形成後
は、アルミをＣＶＤや真空蒸着によってタングステン７
４Ｃの上面に形成し、２層構造にすればよい。

【００５９】こうして半導体チップ７６の表面に突起電
極７４Ａを形成した後は、同図（２）に示すように前記
突起電極７４Ａが形成される背面側から縦穴７８をレー
ザ加工にて形成する。ところで半導体チップ７６の基材
である単結晶シリコンは融点が１４１０℃であるのに対
し、突起電極７４Ａを形成するタングステン７４Ｃは、
その融点が３４００℃となっている。このため半導体チ
ップ７６の背面側からレーザ加工を行っていくと、半導
体チップ７６の基材である単結晶シリコンへの加工は容
易に行われ、加工速度も比較的速い。これに対してタン
グステン７４Ｃへの加工は、タングステン７４Ｃ自体の
融点が高いことからレーザ加工は困難であり、加工速度
も単結晶シリコンと比較して遅くなっている。この性質
を利用すれば、すなわち単結晶シリコンに接する突起電
極の材質を高融点のものにすれば、レーザ照射の時間管
理などをおこなうことによってレーザ加工にて、タング
ステン７４Ｃを確実に露出させた縦穴７８を形成するこ
とができる。

【００６０】そして半導体チップ７６に縦穴７８を形成
した後は、同図（３）に示すように縦穴７８の内壁に絶
縁膜８０を形成する。なおこの絶縁膜８０については、
本実施の形態ではＳｉＯ₂膜とするとともに当該ＳｉＯ₂
膜の厚みを、５０００〜２００００オングストローム程
度とする。そしてＳｉＯ₂膜の形成は、例えばＣＶＤ法
によって堆積したＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｎ−Ｐｈｏｓｐｈ
ｏ−ＳｉｌｉｃａｔｅＧｌａｓｓ）によって形成した
り、ドライ熱酸化またはウェット熱酸化等を用いて形成
すればよい。

【００６１】このように縦穴７８の内壁に絶縁膜８０を
形成した後は、同図（４）に示すように半導体チップ７
６における突起電極７４Ａの反対面側からメッキや蒸着
を行い、突起電極７４Ａとの導通をなす導電部材８２を
絶縁膜８０の表面に形成するとともに端子電極７４Ｂを
形成する。

【００６２】図１３は、本実施の形態に係る第３の半導
体チップの製造方法を用いて製造された半導体チップを
積層させた半導体装置の構成説明図である。同図に示す
ように第３の半導体チップの製造方法を用いて製造され
た半導体チップ８６を積層させた半導体装置８８は、前
記半導体チップ８６の表裏面にそれぞれ形成された突起
電極９０Ａ、９０Ｂに積層される他の半導体チップ８６
の突起電極９０Ａ、９０Ｂのそれぞれを突き合わせ、接
続を行うことで電気的導通を図るような形態となってい
る。

【００６３】半導体チップ８６の表面には、図示しない
トランジスタや抵抗あるいは容量といった素子が形成さ
れており、半導体チップ８６の表面には絶縁層９２を介
して前記素子に接続される突起電極９０Ａが形成されて
いる。

【００６４】一方、半導体チップ８６の背面側、すなわ
ち突起電極９０Ａが形成される反対面側には、突起電極
９０Ａの下方側となる第１縦穴９４が形成されており、
この第１縦穴９４の内壁９４Ａおよび底面９４Ｂの一
部、そして半導体チップ８６の背面には、前記半導体チ
ップ８６の表面と同様に絶縁層９２が形成され、半導体
チップ８６の基材となる単結晶シリコンに短絡が生じな
いようにしている。そして半導体チップ８６の背面側に
おける絶縁層９２の上層には、金属配線９６が形成され
ており、この金属配線９６は、半導体チップ８６の背面
側から第１縦穴９４の内壁９４Ａおよび底面９４Ｂを経
由し、絶縁層９２の形成されていない底面９４Ｂの一部
にで突起電極９０Ａと接続されるようになっている。

【００６５】そして半導体チップ８６の背面側には、突
起電極９０Ｂが形成されており、積層される下側の半導
体チップ８６における突起電極９０Ａとの突き合わせ接
続を可能にしている。

【００６６】このように半導体チップ８６の表裏面に突
起電極９０Ａ、９０Ｂを形成し、半導体チップ８６を積
層させれば、小型化が達成された半導体装置８８を構成
することができる。また信号経路も最短で済むために半
導体装置８８を高速で動作させても、信号の遅延が発生
するのを防止することができる。

【００６７】図１４は、第３の半導体チップの製造方法
を用いて半導体チップを製造する過程を示した工程説明
図である。同図（１）に示すように半導体チップ８６の
表面に絶縁層９２を形成した後は、その上層に突起電極
９０Ａを形成する。そして突起電極９０Ａの形成後は、
半導体チップ８６の背面側よりレーザ加工や機械加工あ
るいはエッチング等により第１縦穴９４を形成する。な
おレーザ加工で縦穴９４の形成を行う際には、突起電極
９０Ａに高融点金属を用い、半導体チップ８６の基材で
ある単結晶シリコンとの加工速度差を持たせれば縦穴９
４の底面（天井面）に金属を確実に露出させることがで
きる。

【００６８】そして縦穴９４を形成した後は、背面側に
絶縁層９２を一様に形成し、背面側の短絡防止を図るよ
うにする。この絶縁層９２の形成後の形態を同図（２）
に示す。このように絶縁層９２の形成後は、再び縦穴９
４の底面９４Ｂにレーザ加工を施す。ここでレーザ加工
の口径は底面９４Ｂの一部とし、この結果底面９４Ｂに
おける面積の一部に突起電極９０Ａが露出するととも
に、その他の範囲（残りの面積）には絶縁層９２が覆っ
ているようにする。

【００６９】底面９４Ｂを覆う一部の絶縁層９２の除去
を行い、縦穴９４に突起電極９０Ａを露出させた後は、
背面側より金属配線９６を形成する。なおこの金属配線
９６の基になる金属膜の形成は、絶縁層９２が設けられ
た半導体チップ８６を圧力２〜５ｍＴｏｒｒ、温度１５
０〜３００℃のアルゴン雰囲気中に配置し、Ａｌ−Ｃ
ｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ
などをターゲットとし、ＤＣ９〜１２ｋＷの入力電力で
スパッタを行い、これらのターゲットと同じ組成を有す
る金属配線９６を形成するための金属膜を４０００〜２
００００オングストローム程堆積すればよい。このよう
な工程を経て金属配線９６を形成した状態を同図（４）
に示す。

【００７０】そして図示しないが同図（４）の後工程と
して金属配線９６の形成後に、当該金属配線９６上に突
起電極９０Ｂを上記記述のいずれかの方法で形成する。
このように半導体チップ８６の背面側に突起電極９０Ｂ
を形成すれば、半導体チップ８６を積層させた半導体装
置８８を構成することが可能になる。

【００７１】なお第１〜第３の半導体チップの製造方法
を用いて半導体チップを製造し、この半導体チップから
なる半導体装置を接続用基板に実装すれば、当該接続用
基板は、電極間の経路を短くすることができるととも
に、装置本体の小型化を達成することができる半導体装
置を用いているので、接続用基板本体も信号が遅延する
ことなく、さらに小型化を達成することができる。

【００７２】また上述した接続用基板を用いた電子機器
においては、信号が遅延することなく、さらに小型化を
達成することができる接続用基板を有しているので、本
電子機器においても、信号の遅延防止と小型化とを達成
することができることはいうまでもない。

【００７３】図１５および図１６は、第１の半導体チッ
プの接続方法を用いて他の形態の半導体チップを接続す
る過程を示した工程説明図である。図１５（１）に示す
ように片面側に突起電極９８が形成された半導体チップ
１００を一対用意する。そして一対の半導体チップ１０
０を用意した後は、同図（２）に示すように突起電極９
８を貫通するように貫通穴１０２を形成する。なお当該
貫通穴１０２は、レーザ加工にて行ったり、あるいはエ
ッチングにより行うようにしてもよい。

【００７４】このように突起電極９８を通過する縦穴１
０２を形成した後は、同図（３）に示すように貫通穴１
０２を基準として一対の半導体チップ１００を重ね合わ
せを行う。

【００７５】そしてその後は、貫通穴１０２の内壁に絶
縁膜１０４を形成する。なお本実施の形態では絶縁膜１
０４をＳｉＯ₂膜とし、当該ＳｉＯ₂膜の厚みを、５００
０〜２００００オングストローム程度とする。なおＳｉ
Ｏ₂膜の形成は、例えばＣＶＤ法によって堆積したＢＰ
ＳＧ（Ｂｏｒｏｎ−Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ
Ｇｌａｓｓ）によって形成したり、ドライ熱酸化また
はウェット熱酸化等を用いて形成すればよい。そして縦
穴１０２の内壁全てに絶縁膜１０４を形成した後は、図
１６（１）に示すように半導体チップ１００の基材部分
１０６だけに絶縁膜１０４を残す。この絶縁膜１０４を
基材部分１０６だけに残すには、例えば貫通穴１０２を
形成した半導体チップ１００を濃硝酸液中に浸漬、酸化
雰囲気中で加熱し、貫通穴１０２の内壁を酸化してＳｉ
Ｏ₂にする。その後、突起電極９８に形成されている金
属酸化膜（不動態）をアルカリ等によって除去すればよ
い。

【００７６】こうして基材部分１０６だけに絶縁膜１０
４を残した後は、同図（２）に示すように縦穴２８の内
側に、蒸着や無電解メッキを用いて導電部材となる金属
膜１１０を形成する。なおメッキによって金属膜１１０
を形成する場合には、Ｔｉ（チタン）などの下地金属を
真空蒸着やＣＶＤ法によって形成し、その後に無電解メ
ッキによって銅などの金属膜１１０を形成するようにし
てもよい。

【００７７】こうして一対の半導体チップ１００の突き
合わせ接続が終了した後は、これら一対の半導体チップ
１００同士を積層させ、同図（３）に示すように半導体
装置１０８を形成すればよい。

【００７８】このように片面に突起電極９８が形成され
た半導体チップ１００を、前記突起電極９８が形成され
た反対側を密着させるようにしても、半導体チップ１０
０に設けられた突起電極９８間の電気的導通を図ること
ができる。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に係る絶縁
膜の形成方法によれば、半導体チップの表面に形成され
た凹凸と噛み合わせを可能とする型の表面に絶縁樹脂を
塗布するとともに、半導体チップの表面に形成された前
記凹凸に前記型を噛み合わせ、当該型の表面に塗布され
た前記絶縁樹脂を前記半導体チップの表面側に転写させ
これを絶縁膜としたことから、容易に、且つ早く半導体
チップの表面に絶縁層を形成することができる。

【００８０】また請求項４に係る半導体チップの接続方
法によれば、電極が形成された半導体チップを積み重
ね、この積み重ねられた前記半導体チップの前記電極を
貫通するよう貫通穴を形成し、当該貫通穴の内壁に絶縁
膜を形成するとともに前記電極に接する前記絶縁膜を除
去し、前記電極が露出する前記貫通穴に導電部材を形成
し、積層された前記半導体チップの前記電極間の導通を
図るようにしたことから、複数の半導体チップ間の電極
の導通を確実に図ることができるとともに、半導体チッ
プの積層により信号経路の短縮化を図ることができ、信
号の遅延を防止することができる。

【００８１】そして請求項６に係る半導体チップの接続
方法によれば、電極が形成された半導体チップを積み重
ね、この積み重ねられた前記電極を貫通するよう貫通穴
を形成し、この貫通穴の内壁に露出する前記電極の端面
にメッキ部を成長させるとともに、このメッキ部を覆う
よう前記貫通穴の内壁に絶縁膜を形成した後、前記メッ
キ部が露出するよう前記絶縁膜を削り、露出した前記メ
ッキ部を接続するよう前記貫通穴に導電部材を形成し、
積層された前記半導体チップの前記電極間の導通を図る
ようにしたことから、複数の半導体チップ間の電極の導
通を確実に図ることができるとともに、半導体チップの
積層により信号経路の短縮化を図ることができ、信号の
遅延を防止することができる。

【００８２】さらに請求項７に係る半導体チップの接続
方法によれば、電極が形成されるとともに当該電極の下
部に縦穴を有した半導体チップと、前記縦穴への挿入を
可能とし導電部材からなる棒材とを、交互に積み重ね、
積層された前記半導体チップの前記電極間の導通を図る
ようにしたことから、複数の半導体チップ間の電極の導
通を確実に図ることができるとともに、半導体チップの
積層により信号経路の短縮化を図ることができ、信号の
遅延を防止することができる。

【００８３】また請求項１０に係る半導体チップの製造
方法は、半導体ウェハに形成された貫通穴に絶縁部材を
充填させた後、当該絶縁部材を覆うよう前記半導体ウェ
ハの表面に電極を形成し、この電極とともに絶縁部材へ
の穴あけを行い、前記半導体チップにおける前記電極が
形成された反対側より前記電極との導通をなす背面側電
極を形成したことから、これら電極を付き合わせるよう
に半導体チップを積層させるだけで積層された半導体チ
ップ間の導通を図ることができる。

【００８４】そして請求項１１に係る半導体チップの製
造方法は、電極が形成された半導体チップの背面側より
当該電極を底面とする縦穴を形成し、この縦穴の内壁に
絶縁膜を形成した後、前記半導体チップの背面側より前
記電極との導通をなす背面側電極を形成したことから、
電極と背面側電極とを付き合わせるように半導体チップ
を積層させるだけで積層された半導体チップ間の導通を
図ることができる。

【００８５】さらに請求項１４に係る半導体チップの製
造方法は、半導体チップの表面に電極を形成するととも
に前記半導体チップの背面側から当該電極を底面とする
縦穴を形成し、この縦穴と前記半導体チップの背面側と
を覆うよう絶縁膜を形成した後に、前記電極が露出する
よう前記絶縁膜を削るとともに、前記絶縁膜の表面に配
線を形成し、露出した前記電極に前記配線を導通させた
ことから、配線が形成される半導体チップの反対側に電
極を形成することができる。このため配線側にも電極を
形成すれば、半導体チップを積層させるだけで積層され
た半導体チップ間の導通を図ることができる。

【００８６】また請求項１５に記載の半導体装置は、表
面に電極が形成された複数の半導体チップを積層した半
導体装置であって、積層された前記半導体チップの前記
電極を貫通する貫通穴を有し、前記半導体チップの基材
厚みに相当する前記貫通穴の内壁に絶縁膜を設けるとと
もに、前記貫通穴に導電部材を形成し、積層された前記
半導体チップの前記電極間の導通を図るようにしたこと
から、電極間の経路を短くすることができるとともに、
半導体チップが積層された装置本体の小型化を達成する
ことができる。

【００８７】そして請求項１６に記載の半導体装置は、
電極が形成されるとともに当該電極の下部に縦穴を有し
た半導体チップと、この縦穴に挿入可能であるとともに
当該縦穴深さより長く設定された導電部材からなる棒材
とからなり、前記半導体チップの前記縦穴に前記棒材を
差し込み挿入するよう、前記半導体チップと前記棒材と
を積層させ前記半導体チップの前記電極間の導通を図る
ようにしたことから、電極間の経路を短くすることがで
きるとともに、半導体チップが積層された装置本体の小
型化を達成することができる。

【００８８】また請求項１８に記載の接続用基板は、請
求項１５または請求項１６に記載の半導体装置を用いた
ことから、電極間の経路短縮による信号遅延防止と、接
続用基板本体の小型化を達成することができる。

【００８９】そして請求項１９に記載の電子機器は、請
求項１８に記載の接続用基板を用いたことから、接続用
基板の効果と同様に、電極間の経路短縮による信号遅延
防止と、接続用基板本体の小型化を達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る絶縁膜の形成方法を示した
工程説明図である。

【図２】本実施の形態に係る第１の半導体チップの接続
方法を用いて積層した半導体チップの構成説明図であ
る。

【図３】第１の半導体チップの接続方法を用いて半導体
チップを接続する過程を示した工程説明図である。

【図４】第１の半導体チップの接続方法を用いて半導体
チップを接続する過程を示した工程説明図である。

【図５】本実施の形態に係る第２の半導体チップの接続
方法を用いて積層した半導体チップの構成説明図であ
る。

【図６】第２の半導体チップの接続方法を用いて半導体
チップを接続する過程を示した工程説明図である。

【図７】第２の半導体チップの接続方法を用いて半導体
チップを接続する過程を示した工程説明図である。

【図８】本実施の形態に係る第３の半導体チップの接続
方法を用いて積層した半導体チップの構成説明図であ
る。

【図９】本実施の形態に係る第１の半導体チップの製造
方法を用いて製造された半導体チップを積層させた半導
体装置の構成説明図である。

【図１０】第１の半導体チップの製造方法を用いて半導
体チップを製造する過程を示した工程説明図である。

【図１１】本実施の形態に係る第２の半導体チップの製
造方法を用いて製造された半導体チップを積層させた半
導体装置の構成説明図である。

【図１２】第２の半導体チップの製造方法を用いて半導
体チップを製造する過程を示した工程説明図である。

【図１３】本実施の形態に係る第３の半導体チップの製
造方法を用いて製造された半導体チップを積層させた半
導体装置の構成説明図である。

【図１４】第３の半導体チップの製造方法を用いて半導
体チップを製造する過程を示した工程説明図である。

【図１５】第１の半導体チップの接続方法を用いて他の
形態の半導体チップを接続する過程を示した工程説明図
である。

【図１６】第１の半導体チップの接続方法を用いて他の
形態の半導体チップを接続する過程を示した工程説明図
である。

【符号の説明】

１０半導体チップ１２表面１４型１６非濡性表面処理面１８絶縁樹脂２０樹脂供給器２２半導体装置２４半導体チップ２６突起電極２８縦穴３０絶縁膜３２基材部分３４導電部材３６半導体装置３８半導体チップ３９貫通穴４０突起電極４２メッキ部４４絶縁膜４６導電部材４８金属配線５０半導体装置５２半導体チップ５４絶縁性フィルム５６突起電極５８縦穴６０棒材６１半導体装置６２半導体チップ６４突起電極６６貫通穴６８絶縁膜７０導電部材７２絶縁層７３半導体装置７４Ａ突起電極７４Ｂ突起電極７４Ｃタングステン７４Ｄアルミ７６半導体チップ７８縦穴８０絶縁膜８２導電部材８４絶縁層８６半導体チップ８８半導体装置９０Ａ突起電極９０Ｂ突起電極９２絶縁層９４縦穴９４Ａ内壁９４Ｂ底面９６金属配線９８突起電極１００半導体チップ１０２貫通穴１０４絶縁膜１０６基材部分１０８半導体装置１１０金属膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体チップの表面に形成された凹凸と
噛み合わせを可能とする型の表面に絶縁樹脂を塗布する
とともに、半導体チップの表面に形成された前記凹凸に
前記型を噛み合わせ、当該型の表面に塗布された前記絶
縁樹脂を前記半導体チップの表面側に転写させこれを絶
縁膜としたことを特徴とする絶縁膜の形成方法。
【請求項２】前記型の表面に非濡性表面処理を施した
ことを特徴とする請求項１に記載の絶縁膜の形成方法。
【請求項３】前記半導体チップと前記型は、単結晶シ
リコンからなることを特徴とする請求項１に記載の絶縁
膜の形成方法。
【請求項４】電極が形成された半導体チップを積み重
ね、この積み重ねられた前記半導体チップの前記電極を
貫通するよう貫通穴を形成し、当該貫通穴の内壁に絶縁
膜を形成するとともに前記電極に接する前記絶縁膜を除
去し、前記電極が露出する前記貫通穴に導電部材を形成
し、積層された前記半導体チップの前記電極間の導通を
図るようにしたことを特徴とする半導体チップの接続方
法。
【請求項５】前記貫通穴の内部を減圧させるととも
に、前記絶縁膜に代えて絶縁シートを前記貫通穴の内壁
に貼り付け、前記貫通穴の内壁と絶縁シートとの間の気
泡を除去するようにしたことを特徴とする請求項４に記
載の半導体チップの接続方法。
【請求項６】電極が形成された半導体チップを積み重
ね、この積み重ねられた前記電極を貫通するよう貫通穴
を形成し、この貫通穴の内壁に露出する前記電極の端面
にメッキ部を成長させるとともに、このメッキ部を覆う
よう前記貫通穴の内壁に絶縁膜を形成した後、前記メッ
キ部が露出するよう前記絶縁膜を削り、露出した前記メ
ッキ部を接続するよう前記貫通穴に導電部材を形成し、
積層された前記半導体チップの前記電極間の導通を図る
ようにしたことを特徴とする半導体チップの接続方法。
【請求項７】電極が形成されるとともに当該電極の下
部に縦穴を有した半導体チップと、前記縦穴への挿入を
可能とし導電部材からなる棒材とを、交互に積み重ね、
積層された前記半導体チップの前記電極間の導通を図る
ようにしたことを特徴とする半導体チップの接続方法。
【請求項８】前記棒材は、前記半導体チップ間の絶縁
をなす絶縁性部材に取り付けられていることを特徴とす
る請求項７に記載の半導体チップの接続方法。
【請求項９】前記絶縁性部材の表面に導通面を設け、
これを接地面としたことを特徴とする請求項８に記載の
半導体チップの接続方法。
【請求項１０】半導体ウェハに形成された貫通穴に絶
縁部材を充填させた後、当該絶縁部材を覆うよう前記半
導体ウェハの表面に電極を形成し、この電極とともに絶
縁部材への穴あけを行い、前記半導体チップにおける前
記電極が形成された反対側より前記電極との導通をなす
背面側電極を形成したことを特徴とする半導体チップの
製造方法。
【請求項１１】電極が形成された半導体チップの背面
側より当該電極を底面とする縦穴を形成し、この縦穴の
内壁に絶縁膜を形成した後、前記半導体チップの背面側
より前記電極との導通をなす背面側電極を形成したこと
を特徴とする半導体チップの製造方法。
【請求項１２】前記電極に高融点金属を用いるととも
に前記縦穴をレーザ加工により行うことを特徴とする請
求項１１に記載の半導体チップの製造方法。
【請求項１３】前記電極は多層構造からなり、前記半
導体チップに密着する最下層に前記高融点金属を用いた
ことを特徴とする請求項１２に記載の半導体チップの製
造方法。
【請求項１４】半導体チップの表面に電極を形成する
とともに前記半導体チップの背面側から当該電極を底面
とする縦穴を形成し、この縦穴と前記半導体チップの背
面側とを覆うよう絶縁膜を形成した後に、前記電極が露
出するよう前記絶縁膜を削るとともに、前記絶縁膜の表
面に配線を形成し、露出した前記電極に前記配線を導通
させたことを特徴とする半導体チップの製造方法。
【請求項１５】表面に電極が形成された複数の半導体
チップを積層した半導体装置であって、積層された前記
半導体チップの前記電極を貫通する貫通穴を有し、前記
半導体チップの基材厚みに相当する前記貫通穴の内壁に
絶縁膜を設けるとともに、前記貫通穴に導電部材を形成
し、積層された前記半導体チップの前記電極間の導通を
図るようにしたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】電極が形成されるとともに当該電極の
下部に縦穴を有した半導体チップと、この縦穴に挿入可
能であるとともに当該縦穴深さより長く設定された導電
部材からなる棒材とからなり、前記半導体チップの前記
縦穴に前記棒材を差し込み挿入するよう、前記半導体チ
ップと前記棒材とを積層させ前記半導体チップの前記電
極間の導通を図るようにしたことを特徴とする半導体装
置。
【請求項１７】前記半導体チップの間に絶縁性部材を
設けるとともに、この絶縁性部材に前記棒材を取り付け
たことを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置。
【請求項１８】請求項１５または請求項１６に記載の
半導体装置を用いたことを特徴とする接続用基板。
【請求項１９】請求項１８に記載の接続用基板を用い
たことを特徴とする電子機器。