JP2007189499A - Semiconductor device - Google Patents

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Masakazu Sato
正和 佐藤
Takuya Aizawa
卓也 相沢
Satoru Nakao
知 中尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which has an on-chip antenna, the semiconductor device being capable of improving antenna sensitivity to make a communication distance longer. <P>SOLUTION: The semiconductor device 10 of the present invention includes a semiconductor substrate having an electrode 2 on at least one surface, a first magnetic body 11 provided covering the one surface of the substrate, a first insulating resin layer 12 provided on the first magnetic body, a first conduction section 13 which is provided on the first insulating resin layer and electrically connected to the electrode, a second insulating resin layer 14 provided on the first conduction section, and a second conduction section 15 provided on the second insulating resin layer 14. The first conduction section and second conduction section are electrically connected to constitute an antenna circuit 15a. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、シリコンウエハ等の半導体基板上に小型アンテナ回路を備えた半導体装置に関し、特にアンテナ感度を向上させ、通信距離を長くした半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device provided with a small antenna circuit on a semiconductor substrate such as a silicon wafer, and more particularly to a semiconductor device with improved antenna sensitivity and a longer communication distance.

近年、ICチップと無線通信用のアンテナコイルを有し、このアンテナコイルによって信号の送受信を行う半導体モジュールが提案されている。この半導体モジュールは、RF−IDと呼ばれる無線認証システムで、ICチップによる高い情報処理能力を有し、また非接触で信号の読み取りや書き込みができる。このため近年では、アクセスコントロール、電子マネー、偽造防止技術や物流などの分野で普及が進んでいる。このような半導体モジュールは、一般にICチップが設けられた絶縁基板上の同一面内に渦巻状アンテナコイルが形成されたものであり、カード型、タグ型、コイン型などがある。また、さらなる半導体モジュールの小型化、低価格化のため、電極が設けられたICチップ上の同一面かつ直上に半導体プロセスを応用してアンテナコイルが形成されたオンチップアンテナも提案されている。   In recent years, there has been proposed a semiconductor module that has an IC chip and an antenna coil for wireless communication, and transmits and receives signals using the antenna coil. This semiconductor module is a wireless authentication system called RF-ID, has a high information processing capability by an IC chip, and can read and write signals without contact. For this reason, in recent years, it has become popular in fields such as access control, electronic money, anti-counterfeiting technology and logistics. Such a semiconductor module generally has a spiral antenna coil formed on the same surface on an insulating substrate provided with an IC chip, and includes a card type, a tag type and a coin type. In order to further reduce the size and cost of a semiconductor module, an on-chip antenna in which an antenna coil is formed by applying a semiconductor process on the same surface and directly above an IC chip provided with electrodes has been proposed.

上記のような従来のオンチップアンテナ技術は、13.56MHz等の動作周波数にて、リーダライタとオンチップアンテナ間の誘導結合により動作するタイプのアンテナである。前記動作方式のアンテナでは、アンテナの開口面積に依存してアンテナの通信距離が決定するため、ICチップ上のような微小面積上に形成しても、その通信距離は非常に短く、接触レベルもしくは1〜2mmといった距離でないとデータの送受信、読み取りができないといった問題があった。これらの結果として、従来の技術のオンチップアンテナは通信距離の短さ故、使用用途が限定されてしまっており、普及が停滞している。
特許第3347138号公報
The conventional on-chip antenna technology as described above is a type of antenna that operates by inductive coupling between a reader / writer and an on-chip antenna at an operating frequency such as 13.56 MHz. In the antenna of the operation method, since the communication distance of the antenna is determined depending on the opening area of the antenna, the communication distance is very short even if formed on a very small area such as an IC chip, and the contact level or There is a problem that data cannot be transmitted / received or read unless the distance is 1 to 2 mm. As a result, the on-chip antenna of the prior art has a limited use because of the short communication distance, and the spread of the on-chip antenna is stagnant.
Japanese Patent No. 3347138

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、オンチップアンテナを備えた半導体装置において、アンテナ感度を向上させ、通信距離を長くすることが可能な半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and provides a semiconductor device capable of improving antenna sensitivity and extending a communication distance in a semiconductor device including an on-chip antenna. For the purpose.

本発明の請求項1に記載の半導体装置は、少なくとも一面に電極を備えた半導体基板と、該基板の一面を覆うように設けられた第一の磁性体と、前記第一の磁性体上に設けられた第一の絶縁樹脂層と、前記第一の絶縁樹脂層上に設けられ、前記電極と電気的に接続された第一の導電部と、前記第一の導電部上に設けられた第二の絶縁樹脂層と、前記第二の絶縁樹脂層上に設けられた第二の導電部と、を備え、前記第一の導電部と前記第二の導電部とは電気的に接続されており、アンテナ回路を構成していることを特徴とする。
本発明の請求項2に記載の半導体装置は、請求項1において、前記アンテナ回路は、略同一パターンからなる周回部を複数備え、各周回部が順にずれて配置され、スパイラル形状をなしていることを特徴とする。
本発明の請求項3に記載の半導体装置は、請求項2において、前記アンテナ回路は、前記スパイラル形状の最内周を構成する前記第二の導電部より内側の領域に、第二の磁性体を配してなることを特徴とする。
本発明の請求項4に記載の半導体装置は、請求項3において、前記第一の磁性体と前記第二の磁性体とは、互いに重なる位置に配されていることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including a semiconductor substrate having an electrode on at least one surface, a first magnetic body provided so as to cover one surface of the substrate, and the first magnetic body. A first insulating resin layer provided, a first conductive portion provided on the first insulating resin layer and electrically connected to the electrode, and provided on the first conductive portion A second insulating resin layer, and a second conductive portion provided on the second insulating resin layer, wherein the first conductive portion and the second conductive portion are electrically connected. It is characterized by constituting an antenna circuit.
A semiconductor device according to a second aspect of the present invention is the semiconductor device according to the first aspect, wherein the antenna circuit includes a plurality of circular portions having substantially the same pattern, and the circular portions are sequentially shifted to form a spiral shape. It is characterized by that.
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the second aspect, the antenna circuit includes a second magnetic body in a region inside the second conductive portion constituting the innermost circumference of the spiral shape. It is characterized by arranging.
According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the third aspect, the first magnetic body and the second magnetic body are arranged at positions where they overlap each other.

本発明の半導体装置では、半導体基板上に磁性体(第一の磁性体)を設けることで、集磁効果を高めることができ、これによりアンテナ感度を向上、通信距離を長くすることができる。さらに、スパイラル形状を有するアンテナ回路の最内周より内側にあたる部分に磁性体(第二の磁性体)を設けることで、上記効果をより高めることができる。   In the semiconductor device of the present invention, by providing the magnetic body (first magnetic body) on the semiconductor substrate, the magnetic flux collection effect can be enhanced, thereby improving the antenna sensitivity and increasing the communication distance. Furthermore, the above-described effect can be further enhanced by providing a magnetic body (second magnetic body) in a portion corresponding to the inner side of the innermost circumference of the antenna circuit having a spiral shape.

以下、本発明に係る半導体装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の半導体装置の一例を示す断面図であり、図2は、図1に示す半導体装置の平面図である。
この半導体装置10においては、集積回路(図示略)が形成された半導体基板1の表面に集積回路(IC、図示略)の電極2およびパッシベーション膜3が形成されている。
さらにこの半導体装置10は、半導体基板1のパッシベーション膜3上に設けられた第一の磁性体11と、この第一の磁性体11上に設けられた第一の絶縁樹脂層12と、第一の絶縁樹脂層12の上に設けられた第一の導電部13と、第一の絶縁樹脂層12および第一の導電部13上に設けられた第二の絶縁樹脂層14と、第二の絶縁樹脂層14上に設けられた第二の導電部15と、第二の磁性体16と、を有する。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the semiconductor device of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the semiconductor device shown in FIG.
In this semiconductor device 10, an electrode 2 and a passivation film 3 of an integrated circuit (IC, not shown) are formed on the surface of a semiconductor substrate 1 on which an integrated circuit (not shown) is formed.
Further, the semiconductor device 10 includes a first magnetic body 11 provided on the passivation film 3 of the semiconductor substrate 1, a first insulating resin layer 12 provided on the first magnetic body 11, A first conductive portion 13 provided on the insulating resin layer 12, a second insulating resin layer 14 provided on the first insulating resin layer 12 and the first conductive portion 13, and a second A second conductive portion 15 provided on the insulating resin layer 14 and a second magnetic body 16 are included.

この半導体装置10では、前記第一の導電部13と前記第二の導電部15とは電気的に接続されている。第二の導電部15は、アンテナ回路15aを有しており、該アンテナ回路は、図2に示すように、略同一パターンからなる周回部を複数備え、各周回部が順にずれて配置され、スパイラル形状をなしている。
なお、図1ではアンテナ回路15aが2つ(2周分)しか図示されていないが、実際には図2に示すように、周回部は複数、設けられる。その際、周回部の数には特に限定はなく、周回部の長さや応答すべき共振周波数、応答感度などによって適宜決定される。
In the semiconductor device 10, the first conductive portion 13 and the second conductive portion 15 are electrically connected. The second conductive portion 15 includes an antenna circuit 15a, and the antenna circuit includes a plurality of circulation portions having substantially the same pattern, as shown in FIG. It has a spiral shape.
In FIG. 1, only two antenna circuits 15a (for two turns) are shown, but actually, as shown in FIG. 2, a plurality of turning parts are provided. At this time, the number of the circulating parts is not particularly limited, and is appropriately determined depending on the length of the circulating part, the resonance frequency to be responsive, the response sensitivity, and the like.

そして本発明の半導体装置10では、第一の磁性体11と第二の磁性体16とが配されていることにより、前記アンテナ回路15aのアンテナ感度を向上させることができる。
特に、前記アンテナ回路15aにおいて、前記スパイラル形状の最内周を構成する第二の導電部より内側の領域に、前記第二の磁性体が配されていることが好ましい。スパイラル形状をなすアンテナ回路15aの内側の部分に第二の磁性体16が配されることにより、より集磁効果が高まり、さらにアンテナ感度を高めることができる。
In the semiconductor device 10 of the present invention, the first magnetic body 11 and the second magnetic body 16 are arranged, so that the antenna sensitivity of the antenna circuit 15a can be improved.
In particular, in the antenna circuit 15a, it is preferable that the second magnetic body is disposed in a region inside the second conductive portion constituting the innermost circumference of the spiral shape. By arranging the second magnetic body 16 on the inner part of the antenna circuit 15a having a spiral shape, the magnetic flux collecting effect is further increased, and the antenna sensitivity can be further increased.

また、前記第一の磁性体11と前記第二の磁性体16とは、互いに重なる位置に配されていることが好ましい。第一の磁性体11と第二の磁性体16とを重なる位置に配することで、より集磁効果が高まり、さらにアンテナ感度を高めることができる。さらに、前記第一の磁性体11と前記第二の磁性体16とは連接されていることがより好ましい。これによりさらなる感度向上が期待できる。   Moreover, it is preferable that the first magnetic body 11 and the second magnetic body 16 are arranged at positions where they overlap each other. By arranging the first magnetic body 11 and the second magnetic body 16 in an overlapping position, the magnetic flux collection effect is further increased, and the antenna sensitivity can be further increased. Furthermore, it is more preferable that the first magnetic body 11 and the second magnetic body 16 are connected. As a result, further improvement in sensitivity can be expected.

半導体基板1は、少なくとも表層が絶縁部(図示略)をなす基材1aの一面上に、例えば電極2としてAlパッドを設け、さらにその上にSiNまたはSiO等のパッシベーション膜3(不動態化による絶縁膜)を形成してなるものである。このパッシベーション膜3には、電極2と整合する位置に開口部3aが設けられており、この開口部3aを通して電極2が露出されている。パッシベーション膜3は、例えばLP−CVD法等により形成することができ、その膜厚は例えば0.1〜0.5μmである。
ここでは、第二の導電部15を、集積回路と電気的に接続するための電極2が、半導体基板1の表面の2箇所(図では1箇所のみ表示)に設けられている。
The semiconductor substrate 1 is provided with, for example, an Al pad as an electrode 2 on at least one surface of a base material 1a whose surface layer forms an insulating portion (not shown), and further a passivation film 3 (passivation) such as SiN or SiO 2 on the surface. Insulating film) is formed. The passivation film 3 is provided with an opening 3a at a position aligned with the electrode 2, and the electrode 2 is exposed through the opening 3a. The passivation film 3 can be formed by, for example, the LP-CVD method, and the film thickness is, for example, 0.1 to 0.5 μm.
Here, the electrode 2 for electrically connecting the second conductive portion 15 to the integrated circuit is provided at two locations (only one location is shown in the figure) of the surface of the semiconductor substrate 1.

半導体基板1は、シリコンウエハ等の半導体ウエハでもよく、半導体ウエハをチップ寸法に切断(ダイシング)した半導体チップであってもよい。半導体基板1が半導体チップである場合は、まず、半導体ウエハの上に、各種半導体素子やIC、誘導素子等を複数組、形成した後、チップ寸法に切断することで複数の半導体チップを得ることができる。   The semiconductor substrate 1 may be a semiconductor wafer such as a silicon wafer, or may be a semiconductor chip obtained by cutting (dicing) the semiconductor wafer into chip dimensions. When the semiconductor substrate 1 is a semiconductor chip, first, a plurality of semiconductor elements, ICs, induction elements, etc. are formed on a semiconductor wafer and then cut into chip dimensions to obtain a plurality of semiconductor chips. Can do.

第一の磁性体11は、電極2と整合する位置に形成された開口部11aを有する。第一の磁性体11は、例えばNiZn系のフェライトや、CoNbZr等のアモルファス金属、NiFe(パーマロイ)等の強磁性金属等からなり、その厚さは例えば1〜10μmである。   The first magnetic body 11 has an opening 11 a formed at a position aligned with the electrode 2. The first magnetic body 11 is made of, for example, NiZn-based ferrite, amorphous metal such as CoNbZr, ferromagnetic metal such as NiFe (permalloy), and the thickness thereof is, for example, 1 to 10 μm.

第一の磁性体11は、例えばめっき法、スパッタ法などにより形成することができる。また開口部11aは、例えばフォトリソグラフィ技術を利用したパターニングやリフトオフ法などにより形成することができる。   The first magnetic body 11 can be formed by, for example, a plating method or a sputtering method. The opening 11a can be formed by, for example, patterning using a photolithography technique or a lift-off method.

第一の絶縁樹脂層12は、電極2と整合する位置に形成された開口部12aと、後述する第二の磁性体が設けられる位置に形成された開口部12bとを有する。第一の絶縁樹脂層12は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等からなり、その厚さは例えば1〜30μmである。   The first insulating resin layer 12 has an opening 12a formed at a position aligned with the electrode 2 and an opening 12b formed at a position where a second magnetic body described later is provided. The first insulating resin layer 12 is made of, for example, polyimide resin, epoxy resin, silicone resin, or the like, and has a thickness of, for example, 1 to 30 μm.

第一の絶縁樹脂層12は、例えば回転塗布法、印刷法、ラミネート法などにより形成することができる。また開口部12aは、例えばフォトリソグラフィ技術を利用したパターニングなどにより形成することができる。   The first insulating resin layer 12 can be formed by, for example, a spin coating method, a printing method, a laminating method, or the like. The opening 12a can be formed by, for example, patterning using a photolithography technique.

第一の導電部13は、電極2とアンテナ回路15aとを電気的に接続する再配線部(アンダーパス)である。第一の導電部13の一端部は、開口部12aを介して第一の絶縁樹脂層12を貫通し、電極2と電気的に接続されている。また、第一の導電部12の他端部は、開口部14aと整合する位置まで延びている。   The first conductive portion 13 is a rewiring portion (underpass) that electrically connects the electrode 2 and the antenna circuit 15a. One end of the first conductive portion 13 penetrates the first insulating resin layer 12 through the opening 12 a and is electrically connected to the electrode 2. Further, the other end portion of the first conductive portion 12 extends to a position aligned with the opening portion 14a.

第一の導電部13の材料としては、例えばCu等が用いられ、その厚さは例えば1〜20μmである。これにより十分な導電性が得られる。第一の導電部13は、例えば、電解銅めっき法等のめっき法、スパッタリング法、蒸着法、または2つ以上の方法の組み合わせにより形成することができる。   For example, Cu or the like is used as the material of the first conductive portion 13, and the thickness thereof is, for example, 1 to 20 μm. Thereby, sufficient electrical conductivity is obtained. The first conductive portion 13 can be formed by, for example, a plating method such as an electrolytic copper plating method, a sputtering method, a vapor deposition method, or a combination of two or more methods.

第二の絶縁樹脂層14は、半導体基板1の表面に沿う位置が開口部12aとは異なる位置に開口した開口部14aを有する。この開口部14aは、第二の導電部15の一端部に整合する位置に形成されている。また、後述する第二の磁性体16が設けられる位置に形成された開口部14bを有する。   The second insulating resin layer 14 has an opening 14 a that is opened at a position along the surface of the semiconductor substrate 1 that is different from the opening 12 a. The opening 14 a is formed at a position aligned with one end of the second conductive portion 15. Moreover, it has the opening part 14b formed in the position in which the 2nd magnetic body 16 mentioned later is provided.

第二の絶縁樹脂層14は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等からなり、その厚さは例えば1〜30μmである。第二の絶縁樹脂層14は、例えば回転塗布法、印刷法、ラミネート法などにより形成することができる。また開口部14a,14bは、例えばフォトリソグラフィ技術を利用したパターニングなどにより形成することができる。   The second insulating resin layer 14 is made of, for example, polyimide resin, epoxy resin, silicone resin, etc., and the thickness thereof is, for example, 1 to 30 μm. The second insulating resin layer 14 can be formed by, for example, a spin coating method, a printing method, a laminating method, or the like. The openings 14a and 14b can be formed by patterning using a photolithography technique, for example.

第二の導電部15は、アンテナ回路15aを有する。前記アンテナ回路15aは、図2に示すように、略同一パターンからなる周回部を複数備え、各周回部が順にずれて配置され、スパイラル形状をなしている。第二の導電部15の一端部は、開口部14aを介して第二の絶縁樹脂層14を貫通しており、第一の導電部13の端部と接続されている。   The second conductive portion 15 has an antenna circuit 15a. As shown in FIG. 2, the antenna circuit 15a includes a plurality of circular portions having substantially the same pattern, and the circular portions are arranged in a shifted manner in order to form a spiral shape. One end portion of the second conductive portion 15 passes through the second insulating resin layer 14 through the opening portion 14 a and is connected to the end portion of the first conductive portion 13.

第二の導電部15の材料としては、例えばCu等が用いられ、その厚さは例えば1〜20μmである。これにより十分な導電性が得られる。第二の導電部15は、例えば、電解銅めっき法等のめっき法、スパッタリング法、蒸着法、または2つ以上の方法の組み合わせにより形成することができる。   For example, Cu or the like is used as the material of the second conductive portion 15, and the thickness thereof is, for example, 1 to 20 μm. Thereby, sufficient electrical conductivity is obtained. The second conductive portion 15 can be formed by, for example, a plating method such as an electrolytic copper plating method, a sputtering method, a vapor deposition method, or a combination of two or more methods.

第二の磁性体16は、前記アンテナ回路のスパイラル形状の最内周より内側の領域に、開口部12bおよび開口部14aを介して第一の絶縁樹脂層12および第二の絶縁樹脂層14を貫通して配されている。   The second magnetic body 16 has the first insulating resin layer 12 and the second insulating resin layer 14 disposed in an area inside the spiral innermost periphery of the antenna circuit via the opening 12b and the opening 14a. It is arranged through.

第二の磁性体16の材料としては、例えばNiZn系のフェライトや、CoNbZr等のアモルファス金属、NiFe(パーマロイ)等の強磁性金属を用いることができる。特にNiZn系のフェライトペーストが好ましい。その厚さは、例えば10〜50μmである。第二の磁性体16は、マスクを用いた印刷法により好ましく形成されるが、これに限定されずめっき法、スパッタ法等でもよい。   As the material of the second magnetic body 16, for example, NiZn ferrite, amorphous metal such as CoNbZr, and ferromagnetic metal such as NiFe (permalloy) can be used. NiZn ferrite paste is particularly preferable. The thickness is, for example, 10 to 50 μm. The second magnetic body 16 is preferably formed by a printing method using a mask, but is not limited thereto, and may be a plating method, a sputtering method, or the like.

なお、第二の導電部15上に、封止樹脂層(図示略)が設けられていてもよい。封止樹脂層は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等からなり、その厚さは例えば10〜15μmである。封止樹脂層には、外部への端子を出力するための開口部が設けられる。また、封止樹脂層の上に、必要に応じて、バンプ等の外部への出力端子等の構造物を付加することができる。   Note that a sealing resin layer (not shown) may be provided on the second conductive portion 15. The sealing resin layer is made of, for example, polyimide resin, epoxy resin, silicone resin, etc., and the thickness thereof is, for example, 10 to 15 μm. The sealing resin layer is provided with an opening for outputting a terminal to the outside. Further, on the sealing resin layer, structures such as output terminals to the outside such as bumps can be added as necessary.

次に、図1に示す半導体装置の製造方法について説明する。
まず、図3(a)に示すように、集積回路(図示略)、電極2およびパッシベーション膜3を有する半導体基板1を用意する。この半導体基板1は、上述したように、基材1aの一面上に電極2とパッシベーション膜3が形成されており、パッシベーション膜3には、電極2と整合する位置に開口部3aが設けられた半導体ウエハである。パッシベーション膜3は例えばLP−CVD等により形成され、その膜厚は例えば0.1〜0,5μmである。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 will be described.
First, as shown in FIG. 3A, a semiconductor substrate 1 having an integrated circuit (not shown), an electrode 2 and a passivation film 3 is prepared. As described above, the semiconductor substrate 1 has the electrode 2 and the passivation film 3 formed on one surface of the substrate 1 a, and the passivation film 3 is provided with the opening 3 a at a position aligned with the electrode 2. It is a semiconductor wafer. The passivation film 3 is formed by, for example, LP-CVD, and the film thickness is, for example, 0.1 to 0.5 μm.

次いで、図3(b)に示すように、半導体基板1のパッシベーション膜3の上に、開口部11aを有する第一の磁性体11を形成する。その厚さは、例えば1〜30μmである。
このような第一の磁性体11は、例えば上記磁性体材料からなる膜を例えばめっき法、スパッタ法などによってパッシベーション膜3の全面に成膜した後、例えばフォトリソグラフィ技術を利用したパターニングなどにより、電極2と整合する位置に開口部11aを形成することによって形成することができる。
Next, as shown in FIG. 3B, a first magnetic body 11 having an opening 11 a is formed on the passivation film 3 of the semiconductor substrate 1. The thickness is, for example, 1 to 30 μm.
For example, the first magnetic body 11 is formed by depositing a film made of the above magnetic material on the entire surface of the passivation film 3 by, for example, plating, sputtering, or the like, and then performing patterning using a photolithography technique, for example. It can be formed by forming the opening 11a at a position aligned with the electrode 2.

次いで、図3(c)に示すように、第一の磁性体11上に、開口部12a,12bを有する第一の絶縁樹脂層12を形成する。その厚さは、例えば1〜30μmである。
このような第一の絶縁樹脂層12は、例えば上記樹脂からなる膜を例えば回転塗布法、印刷法、ラミネート法などによって第一の磁性体11の全面に成膜した後、例えばフォトリソグラフィ技術を利用したパターニングなどにより、電極2と整合する位置に開口部12a、第二の磁性体16が設けられる位置(スパイラル形状をなすアンテナ回路の最内周よりも内側の領域)に開口部12bを形成することによって形成することができる。
Next, as shown in FIG. 3C, a first insulating resin layer 12 having openings 12 a and 12 b is formed on the first magnetic body 11. The thickness is, for example, 1 to 30 μm.
Such a first insulating resin layer 12 is formed by, for example, forming a film made of the above resin on the entire surface of the first magnetic body 11 by, for example, a spin coating method, a printing method, a laminating method, etc. By using patterning or the like, the opening 12a is formed at a position aligned with the electrode 2, and the opening 12b is formed at a position where the second magnetic body 16 is provided (a region inside the innermost circumference of the antenna circuit having a spiral shape). Can be formed.

次いで、図3(d)に示すように、第一の絶縁樹脂層12の上であって、半導体基板1上の電極2に整合する位置に第一の導電部13を形成する。その厚さは、例えば1〜20μmであるこの第一の導電部13を所定の領域に形成する方法は、特に限定されるものではないが、例えば以下に示すような方法を用いることができる。   Next, as shown in FIG. 3 (d), the first conductive portion 13 is formed on the first insulating resin layer 12 at a position aligned with the electrode 2 on the semiconductor substrate 1. The method of forming the first conductive portion 13 having a thickness of, for example, 1 to 20 μm in a predetermined region is not particularly limited, but for example, the following method can be used.

ここで、第一の導電部13を形成する好適な方法の一例について説明する。
まず、スパッタリング法等により、電解めっき用の薄いシード層(図示略)を第一の絶縁樹脂層11上の全面または必要な領域に形成する。シード層は、例えばスパッタリング法により形成されたCu層およびCr層からなる積層体、またはCu層およびTi層からなる積層体である。また、無電解Cuめっき層でもよいし、蒸着法、塗布法または化学気相成長法(CVD法)等により形成された金属薄膜層であってもよいし、上記の金属層形成方法を組み合わせてもよい。
Here, an example of a suitable method for forming the first conductive portion 13 will be described.
First, a thin seed layer (not shown) for electrolytic plating is formed on the entire surface of the first insulating resin layer 11 or a necessary region by sputtering or the like. The seed layer is, for example, a laminated body made of a Cu layer and a Cr layer formed by a sputtering method, or a laminated body made of a Cu layer and a Ti layer. Moreover, an electroless Cu plating layer may be sufficient, the metal thin film layer formed by the vapor deposition method, the apply | coating method, the chemical vapor deposition method (CVD method), etc. may be combined, and said metal layer formation method is combined. Also good.

次に、シード層の上に、電解めっき用のレジスト膜(図示略)を形成する。このレジスト膜には第一の導電部12の形成すべき領域に開口部を設け、該開口部において、前記シード層を露出させておく。レジスト膜は、例えば、フォトリソグラフィ技術によるパターニング、フィルムレジストをラミネートする方法、液体レジストを回転塗布する方法等により形成することができる。   Next, a resist film (not shown) for electrolytic plating is formed on the seed layer. The resist film is provided with an opening in a region where the first conductive portion 12 is to be formed, and the seed layer is exposed in the opening. The resist film can be formed by, for example, patterning using a photolithography technique, a method of laminating a film resist, a method of spin-coating a liquid resist, or the like.

そして、前記レジスト膜をマスクとして露出したシード層上に、電解めっき法等により、Cu等から構成された第一の導電部13を形成する。このように、所望の領域に第一の導電部13が形成された後、不要なレジスト膜およびシード層はエッチングにより除去し、第一の導電部13が形成された領域以外の部分では第一の絶縁樹脂層12が露出されるようにする[図3(d)参照]。   Then, a first conductive portion 13 made of Cu or the like is formed on the exposed seed layer using the resist film as a mask by an electrolytic plating method or the like. As described above, after the first conductive portion 13 is formed in a desired region, unnecessary resist films and seed layers are removed by etching, and the first conductive portion 13 is formed in a portion other than the region where the first conductive portion 13 is formed. The insulating resin layer 12 is exposed [see FIG. 3 (d)].

次に、図3(e)に示すように、第一の導電部13上に、開口部を有する第二の絶縁樹脂層14を形成する。その厚さは、例えば1〜30μmである。
このような第二の絶縁樹脂層14は、例えば上記樹脂からなる膜を例えば回転塗布法、印刷法、ラミネート法などによって全面に成膜した後、例えばフォトリソグラフィ技術を利用したパターニングなどにより、第一の導電部13と第二の導電部15を電気的に接続するパッドに整合する位置に開口部14aを形成し、第二の磁性体16が設けられる位置(スパイラル形状をなすアンテナ回路の最内周よりも内側の領域)に開口部14bを形成することによって形成することができる。
Next, as shown in FIG. 3E, a second insulating resin layer 14 having an opening is formed on the first conductive portion 13. The thickness is, for example, 1 to 30 μm.
Such a second insulating resin layer 14 is formed by, for example, forming a film made of the above resin on the entire surface by, for example, a spin coating method, a printing method, a laminating method, etc., and then patterning using, for example, a photolithography technique. The opening 14a is formed at a position that matches the pad that electrically connects the first conductive portion 13 and the second conductive portion 15, and the second magnetic body 16 is provided (the position of the antenna circuit having a spiral shape). It can be formed by forming the opening 14b in a region inside the inner periphery).

次いで、図3(f)に示すように、第二の絶縁樹脂層14の上に、スパイラル形状をなすアンテナ回路15aを有する第二の導電部15を形成する。その厚さは、例えば1〜20μmである。
第二の導電部15を所定の領域に設ける方法は、第一の導電部13を設ける方法とほぼ同様に行うことができるので、詳しい説明は省略する。
Next, as shown in FIG. 3 (f), a second conductive portion 15 having an antenna circuit 15 a having a spiral shape is formed on the second insulating resin layer 14. The thickness is, for example, 1 to 20 μm.
Since the method of providing the second conductive portion 15 in the predetermined region can be performed in substantially the same manner as the method of providing the first conductive portion 13, detailed description thereof is omitted.

次いで、図3(g)に示すように、スパイラル形状をなすアンテナ回路の最内周よりも内側の領域に、開口部12b.14bを介して第1の第一の絶縁樹脂層12および第二の絶縁樹脂層14を貫通して第二の磁性体16を形成する。その厚さは、例えば10〜50μmである。第二の磁性体16は、マスクを用いた印刷法により好ましく形成されるが、これに限定されずめっき法、スパッタ法等でもよい。   Next, as shown in FIG. 3G, openings 12b... Are formed in a region inside the innermost periphery of the spiral antenna circuit. A second magnetic body 16 is formed through the first first insulating resin layer 12 and the second insulating resin layer 14 via 14b. The thickness is, for example, 10 to 50 μm. The second magnetic body 16 is preferably formed by a printing method using a mask, but is not limited thereto, and may be a plating method, a sputtering method, or the like.

第二の磁性体16の形成後、前記アンテナ回路などの各種構造物が形成された半導体ウエハを所定の寸法にダイシングすることにより、前記アンテナ回路がパッケージ化された半導体チップを得ることができる。
なお、第二の導電部15上に封止樹脂層(図示略)を形成する場合、例えば、感光性ポリイミド樹脂等の感光性樹脂をフォトリソグラフィ技術によりパターニングすることによって、所望の位置に開口部を有する封止樹脂層を形成することができる。その厚さは、例えば1〜30μmである。なお、封止樹脂層の形成方法は、この方法に限定されるものではない。
After the second magnetic body 16 is formed, a semiconductor chip on which the antenna circuit is packaged can be obtained by dicing a semiconductor wafer on which various structures such as the antenna circuit are formed into predetermined dimensions.
In the case where a sealing resin layer (not shown) is formed on the second conductive portion 15, for example, a photosensitive resin such as a photosensitive polyimide resin is patterned by a photolithography technique so that an opening is formed at a desired position. An encapsulating resin layer can be formed. The thickness is, for example, 1 to 30 μm. In addition, the formation method of the sealing resin layer is not limited to this method.

以上のようにして得られる半導体装置では、半導体基板上に磁性体(第一の磁性体)が設けられ、さらに、スパイラル形状を有するアンテナ回路の最内周より内側にあたる部分に磁性体(第二の磁性体)が設けられているので、集磁効果を高めることができる。その結果、アンテナ感度が向上し、通信距離を長くすることができる。   In the semiconductor device obtained as described above, the magnetic body (first magnetic body) is provided on the semiconductor substrate, and further, the magnetic body (the second magnetic body) is disposed on the inner side of the innermost circumference of the antenna circuit having a spiral shape. The magnetic collecting effect can be enhanced. As a result, the antenna sensitivity can be improved and the communication distance can be increased.

以上、本発明の半導体装置について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。   Although the semiconductor device of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the invention.

また、図では、半導体基板上のアンテナ回路1つに対応する部分のみを図示したが、本発明は、複数のアンテナ回路を備えた半導体装置に適用することもできる。   Further, in the figure, only a portion corresponding to one antenna circuit on the semiconductor substrate is illustrated, but the present invention can also be applied to a semiconductor device including a plurality of antenna circuits.

本発明は、アンテナ回路を有する各種半導体装置に適用できる。   The present invention can be applied to various semiconductor devices having an antenna circuit.

本発明に係る半導体装置の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the semiconductor device which concerns on this invention. 図1に示した半導体装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the semiconductor device shown in FIG. 1. 図1に示した半導体装置の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体基板、2 電極、3 パッシベーション膜、10 半導体装置、11 第一の磁性体、12 第一の絶縁樹脂層、13 第一の導電部、14 第二の絶縁樹脂層、15 第二の導電部、15a アンテナ回路、16 第二の磁性体。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate, 2 Electrode, 3 Passivation film | membrane, 10 Semiconductor device, 11 1st magnetic body, 12 1st insulating resin layer, 13 1st electroconductive part, 14 2nd insulating resin layer, 15 2nd electroconductivity Part, 15a antenna circuit, 16 2nd magnetic body.

Claims (4)

少なくとも一面に電極を備えた半導体基板と、
該基板の一面を覆うように設けられた第一の磁性体と、
前記第一の磁性体上に設けられた第一の絶縁樹脂層と、
前記第一の絶縁樹脂層上に設けられ、前記電極と電気的に接続された第一の導電部と、
前記第一の導電部上に設けられた第二の絶縁樹脂層と、
前記第二の絶縁樹脂層上に設けられた第二の導電部と、を備えた半導体装置であって、
前記第一の導電部と前記第二の導電部とは電気的に接続されており、アンテナ回路を構成していることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate having electrodes on at least one surface;
A first magnetic body provided to cover one surface of the substrate;
A first insulating resin layer provided on the first magnetic body;
A first conductive portion provided on the first insulating resin layer and electrically connected to the electrode;
A second insulating resin layer provided on the first conductive portion;
A second conductive portion provided on the second insulating resin layer, and a semiconductor device comprising:
The semiconductor device, wherein the first conductive portion and the second conductive portion are electrically connected to constitute an antenna circuit.
前記アンテナ回路は、略同一パターンからなる周回部を複数備え、各周回部が順にずれて配置され、スパイラル形状をなしていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the antenna circuit includes a plurality of surrounding portions having substantially the same pattern, and each of the surrounding portions is arranged so as to be shifted in order and has a spiral shape. 前記アンテナ回路は、前記スパイラル形状の最内周を構成する前記第二の導電部より内側の領域に、第二の磁性体を配してなることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。   3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the antenna circuit includes a second magnetic body arranged in a region inside the second conductive portion constituting the innermost circumference of the spiral shape. 前記第一の磁性体と前記第二の磁性体とは、互いに重なる位置に配されていることを特徴とする請求項3記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the first magnetic body and the second magnetic body are arranged at positions overlapping each other.
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