JP2007173750A - Semiconductor device, and method of manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特に、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)、SAW(Surface Acoustic Wave)素子、あるいはF−BAR(Thin Film Bulk Acoustic Wave Resonators)などの機能面に可動部または振動子を持つ機能素子あるいは発光ダイオードやフォトダイオードなどの発光素子及び/または受光素子などを有する半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and in particular, a movable part or a functional part such as a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), a SAW (Surface Acoustic Wave) element, or an F-BAR (Thin Film Bulk Acoustic Wave Resonators). The present invention relates to a semiconductor device having a functional element having a vibrator, a light emitting element such as a light emitting diode or a photodiode, and / or a light receiving element, and a manufacturing method thereof.
近年、携帯電話やパーソナルコンピュータに代表されるモバイル機器においては、小型軽量化や多機能および高機能化が進んでおり、これらの機器を構成する部品や基板も同様に小型、薄型、軽量化や高密度実装化が進んでいる。また、半導体等のデバイスの実装に関しても、実装面積の小型化や伝達信号の高速化に伴い、単品の半導体チップのパッケージではなく、複数の半導体チップや受動部品、その他機能デバイスを内蔵したモジュールパッケージが多く提案されている。 In recent years, mobile devices typified by mobile phones and personal computers have been reduced in size and weight, and have increased functionality and functionality, and the components and substrates that make up these devices have been similarly reduced in size, thickness, and weight. High-density mounting is progressing. In addition, regarding the mounting of devices such as semiconductors, a module package that incorporates multiple semiconductor chips, passive components, and other functional devices instead of a single semiconductor chip package as the mounting area becomes smaller and the transmission signal speed increases. Many have been proposed.
従来のモジュールパッケージとして、例えば、モジュール基板両面に半導体チップやチップ部品、中空セラミックパッケージなどを実装していた。
各材料、部品は年々小型化され、モジュール全体も小型化が進んではいるが、この構造を採用する限り、パッケージサイズの小型化には限界があった。
As a conventional module package, for example, a semiconductor chip, a chip component, a hollow ceramic package, or the like is mounted on both sides of a module substrate.
Each material and part has been downsized year by year, and the entire module has been downsized. However, as long as this structure is adopted, there is a limit to downsizing the package size.
また、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)、SAW(Surface Acoustic Wave)素子あるいはF−BAR(Thin Film Bulk Acoustic Wave Resonators)などの機能面に可動部または振動子を持つマイクロデバイスの場合、機能面を封止材等で覆うことができないため、セラミックや金属、あるいはガラスなどの基板を用いて気密封止するパッケージ構造がとられている。 For example, in the case of a micro device having a movable part or a vibrator on a functional surface such as a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), a SAW (Surface Acoustic Wave) element, or an F-BAR (Thin Film Bulk Acoustic Wave Resonators) Can not be covered with a sealing material or the like, a package structure is hermetically sealed using a substrate such as ceramic, metal, or glass.
例えば、特許文献1には、絶縁層と配線層とが積層された配線基板内の中空部分に、機能面に振動子または可動部を持つマイクロデバイスが設けられた半導体チップが実装されており、中空部分に露出する絶縁層の表面、及び中空部内面における絶縁層と配線層との境界を覆うようにして中空部分内面に疎水性材料の膜が形成され、中空部分の上面が金属膜で覆われて構成されている素子内蔵基板が開示されている。
中空部分は、例えば、真空、減圧、還元雰囲気、あるいは不活性ガス雰囲気に保持されている。
For example, in Patent Document 1, a semiconductor chip provided with a microdevice having a vibrator or a movable portion on a functional surface is mounted on a hollow portion in a wiring board in which an insulating layer and a wiring layer are laminated, A hydrophobic material film is formed on the inner surface of the hollow portion so as to cover the surface of the insulating layer exposed in the hollow portion and the boundary between the insulating layer and the wiring layer on the inner surface of the hollow portion, and the upper surface of the hollow portion is covered with a metal film. An element-embedded substrate is disclosed.
The hollow portion is held in, for example, a vacuum, a reduced pressure, a reducing atmosphere, or an inert gas atmosphere.
しかしながら、特許文献1に示された構造では、半導体チップをスムーズに収容するために、半導体チップの大きさよりも中空部分を相当大きくする必要があることから、マイクロデバイスを組み込んだモジュールまたは半導体装置のサイズや厚みが大きくなってしまうという不利益があり、また、製造するときに、マイクロデバイスを気密封止するためのセラミック基板や樹脂基板などの中空部分を構成するための中空基板が予め必要であることから、製造工程が多いという不利益がある。 However, in the structure shown in Patent Document 1, in order to accommodate the semiconductor chip smoothly, it is necessary to make the hollow portion considerably larger than the size of the semiconductor chip. Therefore, the module or the semiconductor device incorporating the micro device is required. There is a disadvantage that the size and thickness are increased, and a hollow substrate for forming a hollow portion such as a ceramic substrate or a resin substrate for hermetically sealing the microdevice is necessary in manufacturing. There is a disadvantage that there are many manufacturing processes.
また、特許文献2には、MIMキャパシタなどが形成されたシステムインパッケージ(SIP)と呼ばれる形態の半導体装置の構成及び製造方法が記載されており、特許文献3及び4にはウェハ貼り合わせによるウェハレベルパッケージで気密封止する方法が記載されている。
本発明の目的は、MEMS、SAW素子あるいはF−BARなどの機能面に振動子または可動部を持つ機能素子あるいは発光ダイオードやフォトダイオードなどの発光素子及び/または受光素子を有してパッケージ化され、小型化や薄型化が可能である半導体装置と、その製造方法を提供することである。 An object of the present invention is packaged with a functional element such as a MEMS, SAW element or F-BAR having a vibrator or a movable part, or a light emitting element and / or a light receiving element such as a light emitting diode or a photodiode. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device that can be reduced in size and thickness and a manufacturing method thereof.
上記の課題を解決するため、本発明の半導体装置は、一方の面に振動子または可動部を持つ機能素子あるいは発光素子及び/または受光素子を含む電子素子が形成されている第1基板と、前記第1基板の前記一方の面上に、前記電子素子から間隙を持って前記電子素子を覆うように貼り合わされた第2基板と、前記第1基板を貫通して前記電子素子に接続するように形成された貫通配線と、前記第1基板の他方の面上に形成された絶縁層と、前記絶縁層中に埋め込まれ、前記貫通配線に接続して形成された配線層と、前記配線層に接続して、前記絶縁層の表面に凸に形成されたバンプとを有する。 In order to solve the above problems, a semiconductor device of the present invention includes a first substrate on which a functional element having a vibrator or a movable portion or a light emitting element and / or an electronic element including a light receiving element is formed on one surface; A second substrate bonded on the one surface of the first substrate so as to cover the electronic element with a gap from the electronic element, and connected to the electronic element through the first substrate; A through wiring formed on the other surface of the first substrate; a wiring layer embedded in the insulating layer and connected to the through wiring; and the wiring layer And bumps formed on the surface of the insulating layer in a convex manner.
上記の本発明の半導体装置は、一方の面に振動子または可動部を持つ機能素子あるいは発光素子及び/または受光素子を含む電子素子が形成されている第1基板に対して、この一方の面上に、電子素子から間隙を持って電子素子を覆うように第2基板が貼り合わされている。
また、第1基板を貫通して電子素子に接続するように貫通配線が形成されており、第1基板の他方の面上に絶縁層が形成されている。
さらに、絶縁層中に、貫通配線に接続して配線層が埋め込まれて形成されており、配線層に接続して、絶縁層の表面に凸に形成されたバンプとを有する。
The above-described semiconductor device of the present invention has one surface with respect to a first substrate on which a functional element having a vibrator or a movable part or an electronic element including a light-emitting element and / or a light-receiving element is formed on one surface. A second substrate is bonded to the electronic device so as to cover the electronic device with a gap from the electronic device.
Further, a through wiring is formed so as to penetrate the first substrate and connect to the electronic element, and an insulating layer is formed on the other surface of the first substrate.
Further, the insulating layer is formed by being connected to the through wiring and embedded in the wiring layer, and has a bump formed on the surface of the insulating layer so as to be connected to the wiring layer.
また、上記の課題を解決するため、本発明の半導体装置の製造方法は、一方の面に振動子または可動部を持つ機能素子あるいは発光素子及び/または受光素子を含む電子素子が形成されている第1基板の前記一方の面上に、前記第1基板の前記一方の面上に、前記電子素子から間隙を持って前記電子素子を覆うように、第2基板を貼り合わせる工程と、前記第1基板を貫通して前記電子素子に接続するように貫通配線を形成する工程と、前記第1基板の他方の面上に絶縁層を形成し、前記絶縁層中に埋め込んで、前記貫通配線に接続するように配線層を形成する工程と、前記配線層に接続して、前記絶縁層の表面に凸にバンプを形成する工程とを有する。 In order to solve the above-described problems, the semiconductor device manufacturing method according to the present invention includes a functional element having a vibrator or a movable portion on one surface, or an electronic element including a light emitting element and / or a light receiving element. Bonding a second substrate on the one surface of the first substrate and on the one surface of the first substrate so as to cover the electronic element with a gap from the electronic element; Forming a through wiring so as to penetrate through one substrate and connect to the electronic element; and forming an insulating layer on the other surface of the first substrate and embedding the insulating layer in the through wiring; Forming a wiring layer so as to be connected; and connecting the wiring layer and forming a bump on the surface of the insulating layer.
上記の本発明の半導体装置の製造方法は、まず、一方の面に振動子または可動部を持つ機能素子あるいは発光素子及び/または受光素子を含む電子素子が形成されている第1基板の一方の面上に、電子素子から間隙を持って電子素子を覆うように、第2基板を貼り合わせる。
次に、第1基板を貫通して電子素子に接続するように貫通配線を形成する。
次に、第1基板の他方の面上に絶縁層を形成し、絶縁層中に埋め込んで、貫通配線に接続するように配線層を形成する。
次に、配線層に接続して、絶縁層の表面に凸にバンプを形成する。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, first, a functional element having a vibrator or a movable part on one surface or a light emitting element and / or an electronic element including a light receiving element is formed. A second substrate is bonded onto the surface so as to cover the electronic element with a gap from the electronic element.
Next, a through wiring is formed so as to penetrate the first substrate and connect to the electronic element.
Next, an insulating layer is formed on the other surface of the first substrate, embedded in the insulating layer, and a wiring layer is formed so as to be connected to the through wiring.
Next, bumps are formed on the surface of the insulating layer so as to be connected to the wiring layer.
本発明の半導体装置は、第1基板と第2基板が間隙を持って積層してマウントされており、前記同様にMEMS、SAW素子あるいはF−BARなどの機能面に振動子または可動部を持つ機能素子あるいは発光ダイオードやフォトダイオードなどの発光素子及び/または受光素子を有してパッケージ化され、小型化や薄型化が可能である。 In the semiconductor device of the present invention, a first substrate and a second substrate are stacked and mounted with a gap, and similarly to the above, a vibrator or a movable part is provided on a functional surface such as a MEMS, SAW element, or F-BAR. A functional element or a light-emitting element and / or a light-receiving element such as a light-emitting diode and a photodiode are packaged, and can be reduced in size and thickness.
本発明の半導体装置の製造方法は、第1基板と第2基板が間隙を持って積層して貼り合わせており、前記同様にMEMS、SAW素子あるいはF−BARなどの機能面に振動子または可動部を持つ機能素子あるいは発光ダイオードやフォトダイオードなどの発光素子及び/または受光素子を有する半導体装置をパッケージ化して、小型化や薄型化を進めて製造できる。 In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first substrate and the second substrate are laminated and bonded together with a gap, and similarly to the above, a vibrator or a movable member is provided on a functional surface such as a MEMS, SAW element, or F-BAR. A semiconductor device having a functional element having a portion or a light emitting element such as a light emitting diode or a photodiode and / or a light receiving element can be packaged and manufactured by making it smaller and thinner.
以下に、本発明の半導体装置及びその製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1実施形態
図1は本実施形態に係る半導体装置の模式断面図である。
例えば、シリコン半導体からなる第1基板10の一方の面に、MEMS、SAW素子あるいはF−BARなどの機能面に振動子または可動部を持つ機能素子などの電子素子11が形成されており、これに接続する素子配線12が形成されている。
第1基板10の他方の面から素子配線12に達する貫通開口部13が開口されており、これを埋め込んで第1基板10の他方の面上に貫通配線14が形成されている。
First Embodiment FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to this embodiment.
For example, an
A through opening 13 reaching the
上記の第1基板10の電子素子11が形成されている面上に、例えば、電子素子11から間隙を持って電子素子11を覆うように、第2基板20が、金メッキされたシールリングなどからなる封止材Sで気密封止して貼り合わされている。
ここで、例えば、第1基板10の電子素子11の形成面と第2基板20の表面を内壁面とする気密封止された中空部分Vが構成されており、中空部分Vは、例えば、真空、減圧、還元雰囲気、あるいは不活性ガス雰囲気に保持されている。
また、例えば、第2基板20の第1基板10側の表面に、電子素子11と第2基板20の表面の間隙を広げる凹部21が形成されている。
On the surface of the
Here, for example, a hermetically sealed hollow portion V is formed with the formation surface of the
Further, for example, a
第1基板10の他方の面上において、例えば、貫通配線14に接続して、電気抵抗素子15及びキャパシタ16が形成されている。キャパシタ16としては、例えば特許文献2に記載のMIMキャパシタなどが形成されている。
また、例えば、貫通配線14、電気抵抗素子15及びキャパシタ16を被覆して全面に、絶縁樹脂からなる第1絶縁層30が形成されている。
第1絶縁層30には、貫通配線14、電気抵抗素子15及びキャパシタ16などに達する第1配線用開口部が開口されており、これを埋め込んで、貫通配線14、電気抵抗素子15及びキャパシタ16などに接続するプラグと配線部分が一体となった銅などの導電体からなる第1配線31が形成されている。第1配線31の一部はインダクタを構成するようなパターンとなっている。
上記のようにして、第1基板10の他方の面上に、電気抵抗素子15、キャパシタ16及びインダクタなどの受動素子(第1電子回路)が形成されている。
On the other surface of the
Further, for example, a first insulating
The first insulating
As described above, passive elements (first electronic circuits) such as the
上記の第1配線31の上層に、例えば、ダイアタッチフィルムなどの接着層32を介して、半導体チップ33a及び受動素子集積デバイス33bがパッド電極側を上面(フェースアップ)にしてマウントされている。半導体チップには、例えば、スイッチング用のトランジスタなどの能動素子が形成されており、受動素子集積デバイス33bには電気抵抗素子、キャパシタ及びインダクタなどの受動素子が集積して形成されている。
The
また、例えば、第1配線31、半導体チップ33a及び受動素子集積デバイス33bを被覆して全面に、絶縁樹脂からなる第2絶縁層34が形成されている。
上記の第2絶縁層34には、例えば、第1配線31、半導体チップ33a及び受動素子集積デバイス33bのパッド電極などに達する第2配線用開口部が開口されており、これを埋め込んで、第1配線31、半導体チップ33a及び受動素子集積デバイス33bのパッド電極などに接続するプラグと配線部分が一体となった銅などの導電体からなる第2配線35が形成されている。
Further, for example, a second
In the second
また、例えば、第2配線35の上層に導電性ポスト36が形成されており、導電性ポストの外周部を埋め込んで第2絶縁層34の上層にバッファ層37が形成されている。
また、例えば、導電性ポスト36の頂部はバッファ層37から露出しており、ハンダボールなどからなるバンプ38がバッファ層37の表面から凸に形成されている。
上記のようにして、第1基板の他方の面上に、第1絶縁層30、第2絶縁層34、バッファ層37などからなる絶縁層が形成されており、この絶縁層中に、貫通配線14に接続して、第1配線31、第1配線35及び導電性ポスト36などからなる配線層が埋め込まれて形成されている。
Further, for example, a
Further, for example, the top of the
As described above, the insulating layer composed of the first
図2(a)は第1基板10の電子素子形成面側の平面図であり、図2(b)は第2基板20の第1基板と対向する面と反対側の平面図である。
第1基板10の一方の面上に、例えば、MEMS、SAW素子あるいはF−BARなどの電子素子(11a,11b,11c)が各素子のサイズに合わせてレイアウトされており、それらの外周を囲んで封止材Sが形成されている。
また、第2基板20には、第1基板10と対向する側に、凹部21が形成されている。
FIG. 2A is a plan view of the
On one surface of the
The
図3(a)は、上記の電子素子11のうち、振動子が形成されたF−BARの一例の断面図である。
例えば、基板40に、所定の共振領域を構成する空隙41を介して、下部電極42、圧電膜43および上部電極44の積層体からなる弾性共振膜が形成されている。
下部電極42および上部電極44は、例えばAl、Pt、Au、Cu、W、Mo、Tiなどの導電性材料からなり、例えば0.1〜0.5μmの膜厚で形成されている。
また、圧電膜43は窒化アルミニウムや酸化亜鉛などの圧電材料からなり、c軸に高配向した緻密な膜となっており、優れた圧電特性と弾性特性を備えた圧電膜であり、例えば1.5μm以下の膜厚で形成されている。
空隙41は、下部電極42の端部に屈曲して形成された足部により支えられており、空隙41の高さは例えば数μm程度である。
下部電極42、上部電極44および圧電膜43の膜厚や空隙41の高さなどは、共振周波数に合わせて適宜調整することができる。
また、図3(b)は、上記のMEMSの一例の断面図である。例えば、基板45に、可動部を有するMEMS構造体46が形成されており、MEMSが構成されている。
FIG. 3A is a cross-sectional view of an example of the F-BAR in which a vibrator is formed in the
For example, an elastic resonance film made of a laminate of a
The
The
The
The film thickness of the
Moreover, FIG.3 (b) is sectional drawing of an example of said MEMS. For example, the
上記の本実施形態に係る半導体装置は、第1基板と第2基板が間隙を持って積層して貼り合わされており、MEMS、SAW素子あるいはF−BARなどの機能面に振動子または可動部を持つ機能素子を有してパッケージ化されたものであり、第1基板と第2基板を積層させることで機能素子を所定の雰囲気に保持する中空構造が実現され、小型化や薄型化が可能である。 In the semiconductor device according to the present embodiment, the first substrate and the second substrate are stacked and bonded with a gap, and a vibrator or a movable portion is provided on a functional surface such as a MEMS, SAW element, or F-BAR. It is packaged with functional elements that have a hollow structure that holds the functional elements in a predetermined atmosphere by stacking the first substrate and the second substrate, and can be reduced in size and thickness is there.
次に、上記の本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。
まず、図4(a)に示すように、例えば、シリコン半導体からなる第1基板10の一方の面に、MEMS、SAW素子あるいはF−BARなどの機能面に振動子または可動部を持つ機能素子などの電子素子11を形成し、これに接続する素子配線12を形成する。さらに第2基板との貼り合わせ領域に金メッキされたシールリングなどからなる封止材S10を形成する。
一方、シリコン半導体からなる第2基板20に、第1基板10と貼り合わせたときの電子素子11と第2基板20の表面の間隙を広げる凹部21を形成する。第2基板20側においても、第1基板との貼り合わせ領域に金メッキされたシールリングなどからなる封止材S20を形成する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment will be described.
First, as shown in FIG. 4A, for example, a functional element having a vibrator or a movable part on a functional surface such as a MEMS, SAW element, or F-BAR on one surface of a
On the other hand, a
次に、図4(b)に示すように、例えば、第1基板10の封止材S10と第2基板20の封止材S20とを接合して、第1基板の電子素子11形成面上に、電子素子11から間隙を持って電子素子11を覆うように、第2基板20を凹部21形成面側から貼り合わせる。
上記において、封止材S10と封止材S20とが接合してなる封止材Sで気密封止して第1基板10と第2基板20を貼り合わせることにより、第1基板10の電子素子11の形成面と第2基板20の表面を内壁面とする気密封止された中空部分Vを構成する。
ここで、上記の中空部分Vが、真空、減圧、還元雰囲気、あるいは不活性ガス雰囲気に保持されるように、中空部分Vを構成する工程を、真空、減圧、還元雰囲気、あるいは不活性ガス雰囲気下で行う。
上記のような基板の貼り合わせをウェハレベルで行う場合には、特許文献3及び4に記載の方法を好ましく用いることができる。
Next, as shown in FIG. 4 (b), for example, bonded to the sealing material S 10 of the
In the above, the
Here, the step of forming the hollow portion V so that the hollow portion V is maintained in a vacuum, reduced pressure, reducing atmosphere, or inert gas atmosphere is performed in a vacuum, reduced pressure, reducing atmosphere, or inert gas atmosphere. Do it below.
When bonding the substrates as described above at the wafer level, the methods described in Patent Documents 3 and 4 can be preferably used.
次に、図5(a)に示すように、例えば、第1基板10の電子素子11形成面の裏面側から研磨して、第1基板10を薄く加工する。
Next, as shown in FIG. 5A, for example, the
次に、図5(b)に示すように、例えば、素子配線12に達する開口部となる領域を開口するパターンのレジスト膜をパターン形成し、ウェットエッチングなどのエッチング処理を行って、第1基板10に対して、素子配線12に達する貫通開口部13を形成する。
例えば、貫通開口部13としては、開口部上方ほど開口径の大きい順テーパー形状となるように形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, for example, a resist film having a pattern that opens a region that becomes an opening reaching the
For example, the through
次に、図6(a)に示すように、例えば、貫通開口部13を埋め込んで、第1基板10の他方の面上に貫通配線14をパターン形成する。図面上は、貫通開口部13を完全に埋め込んで形成しているが、貫通開口部13の内壁面を被覆する程度の導電層で形成してもよい。但し、基板の平坦化の観点からは、図示のように完全に埋め込んで形成することが好ましく、上記のように貫通開口部13を順テーパー形状とすることで容易に埋め込むことができる。
Next, as illustrated in FIG. 6A, for example, the through-opening 13 is embedded, and the through-
次に、図6(b)に示すように、例えば、貫通配線14に接続して、電気抵抗素子15及びキャパシタ16を形成する。キャパシタ16としては、例えば特許文献2に記載のMIMキャパシタの形成方法により行うことができる。
Next, as illustrated in FIG. 6B, for example, the
次に、図7(a)に示すように、例えば、スピン塗布あるいは貼り合わせなどにより、貫通配線14、電気抵抗素子15及びキャパシタ16を被覆して全面に、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、BCB(ベンゾシクロブテン)樹脂などの感光性樹脂などからなる第1絶縁層30を形成する。
Next, as shown in FIG. 7 (a), for example, the through
次に、図7(b)に示すように、例えば、第1絶縁層30に対して、第1配線用開口部を開口するパターンで露光及び現像処理を行い、貫通配線14、電気抵抗素子15及びキャパシタ16などに達する第1配線用開口部30pを開口する。
Next, as illustrated in FIG. 7B, for example, the first insulating
次に、図8(a)に示すように、例えば、スパッタリング法などにより第1配線用開口部30pの内壁を被覆して全面に不図示のシード層を形成し、第1配線の形成領域を開口するパターンの不図示のレジスト膜をパターン形成し、シード層を一方の電極とする電解メッキ処理などを行って、第1配線用開口部30pを埋め込んで、貫通配線14、電気抵抗素子15及びキャパシタ16などに接続するプラグと配線部分が一体となった銅などの導電体からなる第1配線31を形成する。ここで、第1配線31の一部はインダクタを構成するようにパターン形成する。
この後、レジスト膜を除去し、さらに第1配線31をマスクとして露出している部分のシード層を除去する。
Next, as shown in FIG. 8A, for example, a seed layer (not shown) is formed on the entire surface so as to cover the inner wall of the first wiring opening 30p by sputtering or the like. A resist film (not shown) having an opening pattern is patterned, and an electroplating process or the like using the seed layer as one electrode is performed to fill the first wiring opening 30p. A
Thereafter, the resist film is removed, and the exposed seed layer is removed using the
上記のように、本実施形態においては、例えば特許文献2に記載のようなMIMキャパシタを形成し、再配線を構成する第1配線などをパターン加工してスパイラルインダクタなどを形成する。
通常受動部品は、複数の1005や0603サイズのチップ部品をモジュール基板上に10数〜数10個ハンダ付け実装するが、本実施形態においては全てシリコンの第1基板上に作りこまれているため、ハンダ付けスペースや実装のための部品間のクリアランスをとる必要がなく、また部品そのもののサイズも小型化、特に薄型化しやすい。
As described above, in this embodiment, for example, an MIM capacitor as described in
Usually, the passive components are a plurality of 1005 or 0603 size chip components soldered and mounted on the module substrate by a dozen to several tens. However, in this embodiment, all of them are built on the first substrate of silicon. In addition, it is not necessary to provide a soldering space or a clearance between components for mounting, and the size of the component itself can be reduced, particularly easily reduced in thickness.
次に、図8(b)に示すように、例えば、上記の第1配線31の上層に、例えば、ダイアタッチフィルムなどの接着層32を介して、半導体チップ33a及び受動素子集積デバイス33bを、パッド電極側が上面となるようにしてマウントする。
Next, as shown in FIG. 8B, for example, the
次に、図9(a)に示すように、例えば、スピン塗布あるいは貼り合わせなどにより、第1配線31、半導体チップ33a及び受動素子集積デバイス33bを被覆して全面に、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、BCB(ベンゾシクロブテン)樹脂などの感光性樹脂などからなる第2絶縁層34を形成する。
Next, as shown in FIG. 9A, for example, the
次に、図9(b)に示すように、例えば、第2絶縁層34に対して、第2配線用開口部を開口するパターンで露光及び現像処理を行い、第1配線31、半導体チップ33a及び受動素子集積デバイス33bのパッド電極などに達する第2配線用開口部34pを開口する。
Next, as shown in FIG. 9B, for example, the second insulating
次に、図10(a)に示すように、例えば、スパッタリング法などにより第2配線用開口部34pの内壁を被覆して全面に不図示のシード層を形成し、第2配線の形成領域を開口するパターンの不図示のレジスト膜をパターン形成し、シード層を一方の電極とする電解メッキ処理などを行って、第2配線用開口部34pを埋め込んで、第1配線31、半導体チップ33a及び受動素子集積デバイス33bのパッド電極などに接続するプラグと配線部分が一体となった銅などの導電体からなる第2配線35を形成する。
この後、レジスト膜を除去するが、シード層は次工程において導電性ポストを形成する際にも用いるので、第2配線35から露出している部分のシード層は除去しないでおく。
Next, as shown in FIG. 10A, for example, a seed layer (not shown) is formed on the entire surface by covering the inner wall of the second wiring opening 34p by sputtering or the like, and a second wiring formation region is formed. A resist film (not shown) having an opening pattern is patterned, and electrolytic plating using the seed layer as one electrode is performed to fill the second wiring opening 34p, and the
Thereafter, the resist film is removed, but since the seed layer is also used for forming a conductive post in the next step, the portion of the seed layer exposed from the
次に、図10(b)に示すように、例えば、感光性樹脂シートの貼り合わせなどにより、導電性ポストの形成領域を開口するパターンの不図示のレジスト膜をパターン形成し、上記のシード層を一方の電極とする電解メッキ処理などを行って、第2配線の上層に導電性ポスト36を形成する。
この後、レジスト膜を除去し、さらに第2配線35及び導電性ポスト36をマスクとして露出している部分のシード層を除去する。
Next, as shown in FIG. 10B, for example, a resist film (not shown) having a pattern opening the formation region of the conductive post is formed by bonding a photosensitive resin sheet, and the above seed layer is formed. The
Thereafter, the resist film is removed, and further, the exposed seed layer is removed using the
次に、図11(a)に示すように、例えば、バッファ層を構成する絶縁樹脂を供給して、導電性ポスト36の外周部を埋め込んで第2絶縁層34の上層にバッファ層37を形成し、上面から導電性ポスト36の頂部が露出するまで研磨処理を行う。
Next, as shown in FIG. 11A, for example, an insulating resin constituting the buffer layer is supplied, and the outer periphery of the
次に、第2基板20の第1基板10との貼り合わせ面の裏面側を研磨して、第2基板20を薄く加工する。
上記の後、図11(b)に示すように、例えば、露出した導電性ポスト36の頂部の上面に、ハンダボールなどからなるバンプ38をバッファ層37の表面から凸状となるように形成する。上記の各工程をウェハレベルで行った後、ダイシング処理により各半導体装置に切断して、図1に示す本実施形態に係る半導体装置を製造することができる。
Next, the back surface side of the bonding surface of the
After the above, as shown in FIG. 11B, for example, a
上記の本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、第1基板と第2基板が間隙を持って積層して貼り合わせて、MEMS、SAW素子あるいはF−BARなどの機能面に振動子または可動部を持つ機能素子を有する半導体装置をパッケージ化しており、第1基板と第2基板を積層させることで機能素子を所定の雰囲気に保持する中空構造を実現させることができ、小型化や薄型化が可能である。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the above-described embodiment, the first substrate and the second substrate are stacked and bonded together with a gap, and a vibrator or movable member is provided on a functional surface such as a MEMS, SAW element, or F-BAR. A semiconductor device having a functional element having a portion is packaged, and a hollow structure that holds the functional element in a predetermined atmosphere can be realized by stacking the first substrate and the second substrate, and the size and thickness can be reduced. Is possible.
上記の本実施形態に係る半導体装置において、第2基板は単なる中空部分を構成するキャップとして用いているが、第2基板にも受動素子などを形成してもよい。この場合には、第2基板に形成された受動素子に接続するように配線を別途形成して対応することができる。
また、第2基板の凹部は必ずしも必要ではなく、第1基板上の電子素子と第2基板の表面との間隙を十分に確保できる場合には形成しなくてもよい。
In the semiconductor device according to the present embodiment, the second substrate is used as a cap that forms a simple hollow portion, but a passive element or the like may be formed on the second substrate. In this case, a wiring can be separately formed so as to be connected to the passive element formed on the second substrate.
Further, the concave portion of the second substrate is not necessarily required, and may not be formed when a sufficient gap can be secured between the electronic element on the first substrate and the surface of the second substrate.
従来の半導体装置を構成するモジュール基板は通常200〜600μmの厚さが必要だが、本実施形態の半導体装置の再配線層(第1配線,第2配線)の厚みは総計で50〜100μm前後で済むので、大幅に薄型化ができる。
また、再配線はウェハプロセスで形成できるので、通常の基板配線ピッチに比べてファインパターンで形成可能で、面積的にも小型化が実現できる。
The module substrate constituting the conventional semiconductor device usually needs a thickness of 200 to 600 μm, but the thickness of the rewiring layer (first wiring and second wiring) of the semiconductor device of this embodiment is about 50 to 100 μm in total. As it is completed, the thickness can be significantly reduced.
Further, since the rewiring can be formed by a wafer process, it can be formed with a fine pattern as compared with a normal substrate wiring pitch, and the area can be reduced in size.
第2実施形態
図12は本実施形態に係る半導体装置の模式断面図である。
実質的に第1実施形態に係る半導体装置と同様の構成であるが、シリコン半導体からなる第1基板10の一方の面に、発光ダイオードやフォトダイオードあるいはその他の発光素子及び/または受光素子である電子素子17が形成されており、第1基板10の電子素子17が形成されている面上に、例えば、電子素子17から間隙を持って電子素子17を覆うように、ガラス基板などの光透過性の保護基板からなる第2基板22が接着層Aにより貼り合わされていることが異なる。
上記の構成においては、中空部分Vは気密封止されていてもよいが、必ずしもその必要はなく、接着層Aにより第1基板10上の電子素子17と第2基板22の表面との間隙が確保されていればよい。
Second Embodiment FIG. 12 is a schematic sectional view of a semiconductor device according to this embodiment.
The structure is substantially the same as that of the semiconductor device according to the first embodiment, but a light emitting diode, a photodiode, other light emitting elements and / or light receiving elements are formed on one surface of the
In the above configuration, the hollow portion V may be hermetically sealed, but it is not always necessary, and the adhesive layer A provides a gap between the
搭載する半導体チップは、必要に応じて、イメージセンサー制御IC、メモリICなどから選択して、イメージセンサーモジュールとする。 A semiconductor chip to be mounted is selected from an image sensor control IC, a memory IC, and the like as necessary to form an image sensor module.
図13(a)は第1基板10の電子素子形成面側の平面図であり、図13(b)は第2基板22の第1基板と対向する面と反対側の平面図である。
第1基板10の一方の面上に、例えば、フォトダイオードなどの電子素子(17a,17b,17c)が各素子のサイズに合わせてレイアウトされており、それらの外周を囲んで接着層Aが形成されている。
また、第2基板22としてはガラス基板などを用いることができ、第1実施形態の第2基板に形成されている凹部は特に必要はない。
13A is a plan view of the
On one surface of the
Moreover, a glass substrate etc. can be used as the 2nd board |
上記の本実施形態に係る半導体装置は、例えば、第1基板10の一方の面上に電子素子17として形成されたフォトダイオードと、絶縁層(30,32,37)中に埋め込まれた受動素子や半導体チップなどからPDICを構成することができ、第2基板22を透過して光を受光することができる。
また、上記の電子素子17として発光ダイオードなどが形成され、第2基板を透過して外部に光を出射することができる。
The semiconductor device according to the present embodiment includes, for example, a photodiode formed as the
In addition, a light emitting diode or the like is formed as the
上記の本実施形態に係る半導体装置は、第1基板と第2基板が間隙を持って積層して貼り合わされており、発光ダイオードやフォトダイオードなどの発光素子及び/または受光素子を有してパッケージ化されたものであり、第1基板と第2基板を積層させることで第2基板により発光素子及び/または受光素子を保護する構成とすることができ、別途これらを保護するパッケージを設ける必要がなく、半導体装置の小型化や薄型化が可能である。 In the semiconductor device according to the present embodiment, the first substrate and the second substrate are stacked and bonded with a gap, and the package includes a light emitting element and / or a light receiving element such as a light emitting diode and a photodiode. The light emitting element and / or the light receiving element can be protected by the second substrate by stacking the first substrate and the second substrate, and it is necessary to provide a package for protecting these separately. In addition, the semiconductor device can be reduced in size and thickness.
第3実施形態
図14は本実施形態に係る半導体装置の模式断面図である。
実質的に第1実施形態に係る半導体装置と同様の構成であるが、第2基板20の第1基板10と貼り合わせる側の表面に、振動子または可動部を持つ機能素子などの電子素子23とこれに接続する素子配線24が形成されて、第2基板20に第2電子回路が構成されており、第1基板10と第2基板20は第2基板20の電子素子23の形成面が中空部分Vの内壁面を構成するように貼り合わされており、中空部分Vを垂直方向に接続する電極Eにより、上記の第2電子回路が第1基板10の第1電子回路へと接続された構成となっていることが異なる。
電子素子23が振動子または可動部を持つ機能素子である場合には、第1実施形態と同様に、中空部分Vが気密封止された構成とする。
第2基板20に形成されている電子素子23としては受動素子などであってもよい。
Third Embodiment FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to this embodiment.
Although the configuration is substantially the same as that of the semiconductor device according to the first embodiment, an
When the
The
図15(a)は第1基板10の電子素子形成面側の平面図であり、図15(b)は第2基板20の第1基板と対向する面と反対側の平面図である。
第1基板10の一方の面上に、例えば、MEMS、SAW素子あるいはF−BARなどの電子素子(11a,11b,11c)が各素子のサイズに合わせてレイアウトされており、それらの外周を囲んで封止材Sが形成されている。
また、第2基板20の第1基板10との貼り合わせ面上にも、例えば、MEMS、SAW素子あるいはF−BARなどの電子素子(23a,23b,23c)が各素子のサイズに合わせてレイアウトされている。
ここで、例えば、第1基板10の電子素子(11a,11b)が第2基板20の電子素子23cと重なるように、また、第1基板10の電子素子11cが第2基板20の電子素子(23a,23b)と重なるようにして、第1基板10と第2基板20とが貼り合わされている。
15A is a plan view of the
On one surface of the
Also, on the bonding surface of the
Here, for example, the electronic elements (11 a, 11 b) on the
図16は、本実施形態に係る半導体装置として、例えば携帯電話用RFモジュールに適用した場合の回路図である。
例えば、Band A、Band B、Band Cの3つの周波数帯の送受信回路と、これらを駆動するスイッチング回路とを備えている。3つの送受信回路は、それぞれF−BARなどを含んで、送信回路と受信回路に区分して構成されている。
ここで、Band Aについて、送信回路が第1基板10の電子素子11aを含んで構成され、受信回路が第2基板20の電子素子23aを含んで構成されている。
また、Band Bについて、送信回路が第1基板10の電子素子11bを含んで構成され、受信回路が第2基板20の電子素子23bを含んで構成されている。
また、Band Cについて、送信回路が第1基板10の電子素子11cを含んで構成され、受信回路が第2基板20の電子素子23cを含んで構成されている。
また、スイッチング用の回路は、例えば半導体チップ33a上に形成されている。
FIG. 16 is a circuit diagram when the semiconductor device according to the present embodiment is applied to, for example, a mobile phone RF module.
For example, a transmission / reception circuit of three frequency bands of Band A, Band B, and Band C and a switching circuit for driving them are provided. Each of the three transmission / reception circuits includes an F-BAR and the like, and is divided into a transmission circuit and a reception circuit.
Here, for Band A, the transmission circuit is configured to include the
For Band B, the transmission circuit is configured to include the
For Band C, the transmission circuit includes the
The switching circuit is formed on, for example, the
上記のように各送受信回路を構成し、さらに図15(a)及び(b)のレイアウトに示すように、電子素子11aと電子素子23a、電子素子11bと電子素子23b、電子素子11cと電子素子23cが、それぞれ対向しないように配置することにより、3つの周波数帯の送受信回路のいずれにおいても送信時と受信時の電磁波の干渉を抑制して回路を駆動することができる。
Each transmission / reception circuit is configured as described above, and as shown in the layouts of FIGS. 15A and 15B, the
上記の本実施形態に係る半導体装置は、第1基板と第2基板が間隙を持って積層して貼り合わされており、MEMS、SAW素子あるいはF−BARなどの機能面に振動子または可動部を持つ機能素子を有してパッケージ化されたものであり、第1基板と第2基板を積層させることで機能素子を所定の雰囲気に保持する中空構造を実現することができ、小型化や薄型化が可能である。
特に、所定の素子面積が必要なMEMS、SAW素子あるいはF−BARなどの素子を第1基板と第2基板の両方に形成することにより、半導体装置全体として必要となる面積を半分程度にまで大きく縮小することができる。
In the semiconductor device according to the present embodiment, the first substrate and the second substrate are stacked and bonded with a gap, and a vibrator or a movable portion is provided on a functional surface such as a MEMS, SAW element, or F-BAR. It is packaged with functional elements, and a hollow structure that holds the functional elements in a predetermined atmosphere can be realized by stacking the first substrate and the second substrate. Is possible.
In particular, by forming an element such as a MEMS, SAW element, or F-BAR that requires a predetermined element area on both the first substrate and the second substrate, the area required for the entire semiconductor device is increased to about half. Can be reduced.
次に、上記の本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。
まず、図17(a)に示すように、例えば、シリコン半導体からなる第1基板10の一方の面に、MEMS、SAW素子あるいはF−BARなどの機能面に振動子または可動部を持つ機能素子などの電子素子11を形成し、これに接続する素子配線12を形成する。さらに第2基板との貼り合わせ領域に金メッキされたシールリングなどからなる封止材S10を形成し、さらに、中空部分で垂直方向に接続する電極Eを形成する。
一方、シリコン半導体からなる第2基板20の第1基板との貼り合わせ面上においても、MEMS、SAW素子あるいはF−BARなどの機能面に振動子または可動部を持つ機能素子などの電子素子23を形成し、これに接続する素子配線24を形成する。さらに第1基板との貼り合わせ領域に金メッキされたシールリングなどからなる封止材S20を形成する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment will be described.
First, as shown in FIG. 17A, for example, a functional element having a vibrator or a movable portion on a functional surface such as a MEMS, SAW element, or F-BAR on one surface of a
On the other hand, also on the bonding surface of the
次に、図17(b)に示すように、例えば、第1基板10の封止材S10と第2基板20の封止材S20とを接合して、第1基板の電子素子11形成面上に、電子素子11から間隙を持って電子素子11を覆うように、第1基板10の電子素子11形成面と第2基板20の電子素子23形成面とを対抗させて貼り合わせる。このように、封止材S10と封止材S20とが接合してなる封止材Sで気密封止して第1基板10と第2基板20を貼り合わせることにより、第1基板10の電子素子11の形成面と第2基板20の電子素子23の形成面を内壁面とする気密封止された中空部分Vを構成する。
上記の工程において、第1基板10側に形成された電極Eが、第2基板の素子配線24に接続するようにして貼り合わせる。
ここで、上記の中空部分Vが、真空、減圧、還元雰囲気、あるいは不活性ガス雰囲気に保持されるように、中空部分Vを構成する工程を、真空、減圧、還元雰囲気、あるいは不活性ガス雰囲気下で行う。
Next, as shown in FIG. 17 (b), for example, bonded to the sealing material S 10 of the
In the above process, the electrodes E formed on the
Here, the step of forming the hollow portion V so that the hollow portion V is maintained in a vacuum, reduced pressure, reducing atmosphere, or inert gas atmosphere is performed in a vacuum, reduced pressure, reducing atmosphere, or inert gas atmosphere. Do it below.
次に、図18(a)に示すように、例えば、第1基板10の電子素子11形成面の裏面側から研磨して、第1基板10を薄く加工する。
Next, as illustrated in FIG. 18A, for example, the
次に、図18(b)に示すように、例えば、素子配線12及び電極Eに達する開口部となる領域を開口するパターンのレジスト膜をパターン形成し、ウェットエッチングなどのエッチング処理を行って、第1基板10に対して、素子配線12及び電極Eに達する貫通開口部13を形成する。
例えば、貫通開口部13としては、開口部上方ほど開口径の大きい順テーパー形状となるように形成する。
上記の工程以降については、第1実施形態に示す半導体装置の製造方法と同様の工程により行うことができ、これにより図14に示す半導体装置を製造することができる。
Next, as shown in FIG. 18B, for example, a resist film having a pattern that opens a region to be an opening reaching the
For example, the through
The steps after the above can be performed by the same steps as the method for manufacturing the semiconductor device shown in the first embodiment, whereby the semiconductor device shown in FIG. 14 can be manufactured.
上記の本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、第1基板と第2基板が間隙を持って積層して貼り合わせて、MEMS、SAW素子あるいはF−BARなどの機能面に振動子または可動部を持つ機能素子を有する半導体装置をパッケージ化しており、第1基板と第2基板の積層させることで機能素子を所定の雰囲気に保持する中空構造を実現させることにより、小型化や薄型化が可能である。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the above-described embodiment, the first substrate and the second substrate are stacked and bonded together with a gap, and a vibrator or movable member is provided on a functional surface such as a MEMS, SAW element, or F-BAR. A semiconductor device having a functional element having a portion is packaged, and by realizing a hollow structure that holds the functional element in a predetermined atmosphere by stacking the first substrate and the second substrate, the size and thickness can be reduced. Is possible.
上記の本実施形態によれば、以下の効果を享受できる。
モジュール基板、チップ部品、中空セラミックパッケージなど、従来必要であった部材を使わずに、これら機能を全てシリコン基板上に集約できる。このため、ウェハプロセスが使って製造することができ、高精細な再配線や素子形成をすることにより大幅なモジュールの小型化が実現できる。
また、製造プロセス全てをウェハ状態で行うことができ、製造コストを抑制できる。
According to the above embodiment, the following effects can be enjoyed.
All of these functions can be integrated on the silicon substrate without using members that have been required in the past, such as module substrates, chip parts, and hollow ceramic packages. For this reason, it can be manufactured by using a wafer process, and the module can be greatly reduced in size by high-definition rewiring and element formation.
Further, the entire manufacturing process can be performed in a wafer state, and the manufacturing cost can be suppressed.
本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、樹脂層やこれに内蔵する配線層の層数は実施形態に限らず、何層であってもよい。
キャパシタやインダクタ、電気抵抗素子などの受像素子は、必要に応じて適宜組み込むことができる。さらに、トランジスタなどの能動素子が形成された半導体チップを適宜組み込むことが可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
The present invention is not limited to the above description.
For example, the number of resin layers and wiring layers incorporated in the resin layer is not limited to the embodiment, and may be any number.
An image receiving element such as a capacitor, an inductor, or an electric resistance element can be appropriately incorporated as necessary. Furthermore, a semiconductor chip on which an active element such as a transistor is formed can be appropriately incorporated.
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明の半導体装置は、MEMS、SAW素子あるいはF−BARなどの機能面に可動部または振動子あるいは発光素子及び/または受光素子を有してパッケージ化された半導体装置に適用できる。
また、本発明の半導体装置の製造方法は、MEMS、SAW素子あるいはF−BARなどの機能面に可動部または振動子あるいは発光素子及び/または受光素子を有してパッケージ化する半導体装置の製造方法に適用できる。
The semiconductor device of the present invention can be applied to a packaged semiconductor device having a movable part, a vibrator, a light emitting element, and / or a light receiving element on a functional surface such as a MEMS, SAW element, or F-BAR.
The semiconductor device manufacturing method of the present invention includes a movable part, a vibrator, a light emitting element, and / or a light receiving element on a functional surface such as a MEMS, SAW element, or F-BAR. Applicable to.
10…第1基板、11,11a,11b,11c…電子素子、12…素子配線、13…貫通開口部、14…貫通配線、15…電気抵抗素子、16…キャパシタ、17…電子素子、20…第2基板、21…凹部、22…第2基板、23,23a,23b,23c…電子素子、24…素子配線、30…第1絶縁層、31…第1配線、32…接着層、33a…半導体チップ、33b…受動素子集積デバイス、34…第2絶縁層、35…第2配線、36…導電性ポスト、37…バッファ層、38…バンプ、40…基板、41…空隙、42…下部電極、43…圧電膜、44…上部電極、45…基板、46…MEMS構造体、S,S10,S20…封止材、A…接着層、E…電極、V…中空部分
DESCRIPTION OF
Claims (22)
前記第1基板の前記一方の面上に、前記電子素子から間隙を持って前記電子素子を覆うように貼り合わされた第2基板と、
前記第1基板を貫通して前記電子素子に接続するように形成された貫通配線と、
前記第1基板の他方の面上に形成された絶縁層と、
前記絶縁層中に埋め込まれ、前記貫通配線に接続して形成された配線層と、
前記配線層に接続して、前記絶縁層の表面に凸に形成されたバンプと
を有する半導体装置。 A first substrate on which an electronic element including a functional element having a vibrator or a movable part or a light emitting element and / or a light receiving element is formed on one surface;
A second substrate bonded on the one surface of the first substrate so as to cover the electronic element with a gap from the electronic element;
A through-wiring formed to penetrate the first substrate and connect to the electronic element;
An insulating layer formed on the other surface of the first substrate;
A wiring layer embedded in the insulating layer and connected to the through wiring;
A semiconductor device comprising: a bump connected to the wiring layer and protrudingly formed on a surface of the insulating layer.
前記第1基板と前記第2基板が封止材で封止して貼り合わされており、
前記第1基板の前記電子素子の形成面と前記第2基板の表面を内壁面とする中空部分が構成されている
請求項1に記載の半導体装置。 The electronic element is a functional element having a vibrator or a movable part,
The first substrate and the second substrate are bonded together by sealing with a sealing material,
The semiconductor device according to claim 1, wherein a hollow portion having an inner wall surface that is a surface on which the electronic element is formed on the first substrate and a surface of the second substrate is configured.
請求項2に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 2, wherein the hollow portion is held in a vacuum, a reduced pressure, a reducing atmosphere, or an inert gas atmosphere.
請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein a recess that widens a gap between the electronic element and the surface of the second substrate is formed on a surface of the second substrate on the first substrate side.
前記第2基板が光透過性の保護基板である
請求項1に記載の半導体装置。 The electronic element is a light emitting element and / or a light receiving element;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the second substrate is a light-transmissive protective substrate.
請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein a first electronic circuit is formed on the first substrate.
請求項6に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 6, wherein a passive element is formed as a first electronic circuit on the first substrate.
請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein a second electronic circuit is formed on the second substrate.
請求項8に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 8, wherein a passive element is formed as a second electronic circuit on the second substrate.
請求項8に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 8, wherein an electronic element including a functional element having a vibrator or a movable portion is formed as a second electronic circuit on the second substrate on a surface to be bonded to the first substrate.
請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein a semiconductor chip is embedded in the insulating layer.
前記第1基板を貫通して前記電子素子に接続するように貫通配線を形成する工程と、
前記第1基板の他方の面上に絶縁層を形成し、前記絶縁層中に埋め込んで、前記貫通配線に接続するように配線層を形成する工程と、
前記配線層に接続して、前記絶縁層の表面に凸にバンプを形成する工程と
を有する半導体装置の製造方法。 On one surface of the first substrate on which an electronic element including a functional element having a vibrator or a movable part or a light emitting element and / or a light receiving element is formed on one surface, the electronic element is spaced from the electronic element. Bonding the second substrate so as to cover the electronic element;
Forming a through wiring so as to penetrate the first substrate and connect to the electronic element;
Forming an insulating layer on the other surface of the first substrate, embedding in the insulating layer, and forming a wiring layer so as to connect to the through wiring;
Connecting the wiring layer and forming bumps convexly on the surface of the insulating layer.
前記第1基板の前記一方の面上に前記第2基板を貼り合わせる工程において、前記第1基板と前記第2基板を封止材で封止して貼り合わせ、前記第1基板の前記電子素子の形成面と前記第2基板の表面を内壁面とする中空部分を構成する
請求項12に記載の半導体装置の製造方法。 The electronic element is a functional element having a vibrator or a movable part,
In the step of bonding the second substrate onto the one surface of the first substrate, the first substrate and the second substrate are sealed with a sealing material and bonded together, and the electronic element of the first substrate The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein a hollow portion having an inner wall surface that is the surface of the second substrate and the surface of the second substrate is formed.
請求項13に記載の半導体装置の製造方法。 The step of forming the hollow portion is performed in a vacuum, reduced pressure, reducing atmosphere, or inert gas atmosphere so that the hollow portion is maintained in a vacuum, reduced pressure, reducing atmosphere, or inert gas atmosphere. 14. A method for manufacturing a semiconductor device according to 13.
請求項12に記載の半導体装置の製造方法。 13. The semiconductor device according to claim 12, wherein the second substrate is a substrate in which a concave portion that widens a gap between the electronic element and the second substrate surface is formed on a surface of the second substrate on the first substrate side. Manufacturing method.
光透過性の保護基板である基板を前記第2基板として用いる
請求項12に記載の半導体装置の製造方法。 A substrate on which a light emitting element and / or a light receiving element is formed as the electronic element is used as the first substrate,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein a substrate that is a light-transmissive protective substrate is used as the second substrate.
請求項12に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein a substrate on which a first electronic circuit is formed is used as the first substrate.
請求項17に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 17, wherein a substrate on which a passive element is formed as the first electronic circuit is used as the first substrate.
請求項12に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein a substrate on which a second electronic circuit is formed is used as the second substrate.
請求項19に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 19, wherein a substrate on which a passive element is formed as the second electronic circuit is used as the second substrate.
前記第1基板に前記第2基板を貼り合わせる工程において、前記第2基板の前記電子素子の形成面が前記中空部分の内壁面を構成するように貼り合わせる
請求項19に記載の半導体装置の製造方法。 As the second electronic circuit, a substrate on which an electronic element including a functional element having a vibrator or a movable portion is formed is used as the second substrate.
The manufacturing method of a semiconductor device according to claim 19, wherein in the step of bonding the second substrate to the first substrate, the second substrate is bonded so that a surface on which the electronic element is formed constitutes an inner wall surface of the hollow portion. Method.
請求項12に記載の半導体装置の製造方法。
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein in the step of forming the insulating layer, a semiconductor chip is embedded in the insulating layer.
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