JP2007318060A - Semiconductor device, and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an SiP-type semiconductor device capable of suppressing a noise applied between chips, even if a semiconductor substrate and semiconductor chip are integrated into a stack. <P>SOLUTION: The semiconductor device packaged to include a semiconductor has a structure in which a mesh-like conductive layer 16m is formed on the semiconductor substrate 10 having an active element formed thereon, and a semiconductor chip 19 having an active element formed thereon is mounted on its upper layer. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は半導体装置及びその製造方法に関し、特に能動素子や受動素子を内蔵し、整合回路やフィルタなどを取り込んだSiP(システムインパッケージ)形態の半導体装置とその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a SiP (system in package) type semiconductor device incorporating an active element and a passive element and incorporating a matching circuit and a filter, and a manufacturing method thereof.

デジタルビデオカメラ、デジタル携帯電話、あるいはノートパソコンなど、携帯用電子機器の小型化、薄型化、軽量化に対する要求は強くなる一方であり、これに応えるために近年のVLSIなどの半導体装置においては3年で7割の縮小化を実現してきた一方で、このような半導体装置をプリント配線基板上に実装した電子回路装置としても、実装基板(プリント配線基板)上の部品実装密度をいかに向上させるかが重要な課題として研究及び開発がなされてきた。   The demand for downsizing, thinning, and weight reduction of portable electronic devices such as digital video cameras, digital mobile phones, and notebook personal computers is increasing. While an electronic circuit device in which such a semiconductor device is mounted on a printed wiring board has been realized by 70% reduction year by year, how can the component mounting density on the mounting substrate (printed wiring substrate) be improved? Has been studied and developed as an important issue.

例えば、半導体装置のパッケージ形態としては、DIP(Dual Inline Package )などのリード挿入型から表面実装型へと移行し、さらには半導体チップのパッド電極にはんだや金などからなるバンプ(突起電極)を設け、フェースダウンでバンプを介して配線基板に接続するフリップチップ実装法が開発された。   For example, as a package form of a semiconductor device, a transition from a lead insertion type such as DIP (Dual Inline Package) to a surface mounting type is performed, and furthermore, bumps (projection electrodes) made of solder, gold, or the like are provided on a pad electrode of a semiconductor chip. A flip-chip mounting method has been developed in which a face-down connection is made to the wiring board via bumps.

さらに、インダクタンスやキャパシタなどの受動素子を内蔵し、整合回路やフィルタなどを取り込んだSiPと呼ばれる複雑な形態のパッケージへと開発が進んでいる。   Furthermore, development is progressing into a package of a complicated form called SiP that incorporates passive elements such as inductances and capacitors and incorporates a matching circuit and a filter.

上記のようなSiP形態の半導体装置において、例えば、デジタルチップとデジタルチップ、デジタルチップとアナログチップ、アナログチップとアナログチップなど、能動素子を含むチップを2個以上含んで一体化した半導体装置が知られており、例えば、特許文献1に上記のSiP形態の半導体装置の構成が開示されている。   Among the semiconductor devices of the SiP type as described above, for example, a semiconductor device in which two or more chips including active elements such as a digital chip and a digital chip, a digital chip and an analog chip, and an analog chip and an analog chip are integrated is known. For example, Patent Document 1 discloses the configuration of the above-described SiP-type semiconductor device.

上記のようなSiP形態の半導体装置において、デジタルチップとデジタルチップ、デジタルチップとアナログチップ、アナログチップとアナログチップなど、能動素子を含むチップを2個以上含んで一体化した半導体装置が知られている。   Among the semiconductor devices of the SiP type as described above, a semiconductor device in which two or more chips including active elements such as a digital chip and a digital chip, a digital chip and an analog chip, and an analog chip and an analog chip are integrated is known. Yes.

例えばアナログチップとデジタルチップをスタック型にした半導体装置では、特にデジタルチップからアナログチップへのデジタルノイズの影響が存在するため、デジタルチップとアナログチップの間隔を十分距離を離す必要がある。   For example, in a semiconductor device in which an analog chip and a digital chip are stacked, there is an influence of digital noise particularly from the digital chip to the analog chip. Therefore, the distance between the digital chip and the analog chip needs to be sufficiently long.

上記のノイズの影響を低減するため、特許文献1に記載のように、同一平面上に平置きした構造が取られることが多い。
しかしながら、上記のような2つ以上の半導体チップを平置きにする構造では、半導体装置全体のサイズが大きくなってしまい、小型化の要求を満足しない。
In order to reduce the influence of the above-mentioned noise, as described in Patent Document 1, a structure that is laid flat on the same plane is often taken.
However, the structure in which two or more semiconductor chips as described above are laid flat increases the size of the entire semiconductor device, and does not satisfy the demand for miniaturization.

また、特許文献2にはアナログチップとデジタルチップをスタック型にした半導体装置が記載されている。
2つ以上の半導体チップを縦置きしたスタック構造とした場合には、ノイズを遮蔽する構造を設けることが考えられ、例えば、ノイズ遮蔽シートを介在させることが考えられるが、ノイズ遮蔽シートは厚さが100μm以下のものは存在しないため、薄型化を実現しながらスタック構造を採用することは事実上できない。
Patent Document 2 describes a semiconductor device in which an analog chip and a digital chip are stacked.
In the case of a stack structure in which two or more semiconductor chips are placed vertically, it is possible to provide a structure that shields noise. For example, a noise shielding sheet may be interposed, but the noise shielding sheet has a thickness. However, it is practically impossible to adopt a stack structure while realizing a reduction in thickness.

このため、有機基板の両側にアナログ及びデジタルチップをそれぞれ実装することが行われているが、基板のスルーホールと片側に外部電極の形成が必要であり、全体の厚さが厚くなってしまうので薄型化は困難となっている。   For this reason, analog and digital chips are mounted on both sides of the organic substrate, respectively, but it is necessary to form external electrodes on the substrate through-hole and one side, which increases the overall thickness. Thinning has become difficult.

上記では特にアナログチップとデジタルチップを有する半導体装置について説明したが、デジタルチップとデジタルチップ、あるいは、アナログチップとアナログチップの組み合わせにおいてもチップ間のノイズの影響を低減することが望まれており、スタック型に一体化する場合の課題となっている。
特開平5−114693号公報 特開2003−124236号公報
In the above, a semiconductor device having an analog chip and a digital chip has been particularly described. However, it is desired to reduce the influence of noise between chips even in a combination of a digital chip and a digital chip, or an analog chip and an analog chip. This is a problem when integrating into a stack type.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-114693 JP 2003-124236 A

解決しようとする問題点は、SiP形態の半導体装置において2個以上の半導体チップをスタック型に一体化する場合のチップ間に作用するノイズを抑制することが困難である点である。   The problem to be solved is that it is difficult to suppress noise acting between chips when two or more semiconductor chips are integrated into a stack type in a semiconductor device of SiP type.

本発明の半導体装置は、半導体を含んでパッケージ化された半導体装置であって、能動素子が形成された半導体基板と、前記半導体基板上に形成された電磁波遮蔽層と、能動そしが形成され、前記電磁波遮蔽層の上層にマウントされた半導体チップとを有する。   The semiconductor device of the present invention is a semiconductor device packaged including a semiconductor, wherein a semiconductor substrate on which an active element is formed, an electromagnetic wave shielding layer formed on the semiconductor substrate, and an active substrate are formed, A semiconductor chip mounted on an upper layer of the electromagnetic wave shielding layer.

上記の本発明の半導体装置は、半導体を含んでパッケージ化された半導体装置であって、能動素子が形成された半導体基板上に電磁波遮蔽層が形成されており、その上層に、能動素子が形成された半導体チップがマウントされた構成である。   The semiconductor device of the present invention described above is a semiconductor device packaged including a semiconductor, wherein an electromagnetic wave shielding layer is formed on a semiconductor substrate on which an active element is formed, and an active element is formed on the upper layer. In this configuration, the manufactured semiconductor chip is mounted.

本発明の半導体装置の製造方法は、半導体を含んでパッケージ化された半導体装置の製造方法であって、能動素子が形成された半導体基板上に、電磁波遮蔽層を形成する工程と、前記電磁波遮蔽層の上層に、能動素子が形成された半導体チップをマウントする工程とを有する。   A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device packaged including a semiconductor, the step of forming an electromagnetic wave shielding layer on a semiconductor substrate on which an active element is formed, and the electromagnetic wave shielding. And mounting a semiconductor chip on which an active element is formed on the upper layer.

上記の本発明の半導体装置の製造方法は、半導体を含んでパッケージ化された半導体装置の製造方法であって、まず、能動素子が形成された半導体基板上に電磁波遮蔽層を形成し、次に、電磁波遮蔽層の上層に能動素子が形成された半導体チップをマウントする。   The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device packaged including a semiconductor. First, an electromagnetic wave shielding layer is formed on a semiconductor substrate on which an active element is formed. Then, a semiconductor chip having an active element formed on the electromagnetic wave shielding layer is mounted.

本発明の半導体装置は、SiP形態の半導体装置において、半導体基板と半導体チップの間に、メッシュ状の導電層あるいは電磁波吸収層などの電磁波遮蔽層が形成されており、ノイズ遮蔽層となる。これにより、半導体基板と半導体チップをスタック型として一体化してもチップ間に作用するノイズを抑制することができる。   In the semiconductor device of the present invention, an electromagnetic wave shielding layer such as a mesh-like conductive layer or an electromagnetic wave absorbing layer is formed between the semiconductor substrate and the semiconductor chip in the SiP-type semiconductor device, which becomes a noise shielding layer. Thereby, even if the semiconductor substrate and the semiconductor chip are integrated as a stack type, noise acting between the chips can be suppressed.

本発明の半導体装置の製造方法は、SiP形態の半導体装置において、半導体基板と半導体チップの間に、メッシュ状の導電層あるいは電磁波吸収層などの電磁波遮蔽層を形成しており、ノイズ遮蔽層とする。これにより、半導体基板と半導体チップをスタック型として一体化してもチップ間に作用するノイズを抑制することができる。   In the semiconductor device manufacturing method of the present invention, in a SiP-type semiconductor device, an electromagnetic wave shielding layer such as a mesh-like conductive layer or an electromagnetic wave absorbing layer is formed between the semiconductor substrate and the semiconductor chip. To do. Thereby, even if the semiconductor substrate and the semiconductor chip are integrated as a stack type, noise acting between the chips can be suppressed.

以下に、本発明に係る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(a)は本実施形態に係るSiP形態の半導体装置の断面図である。
例えば、能動素子を含む電子回路が形成されたシリコン基板10に、電子回路に接続するパッド11が形成され、パッド11を除く領域は酸化シリコンなどの保護層12で被覆されている。
また、例えば、上記の保護層12上層に、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂あるいはアクリル樹脂などからなる第1樹脂層13が形成されている。
第1樹脂層13には、シリコン基板10のパッド11に達する開口部13aが形成されている。
上記の開口部13a内に埋め込まれて、例えば、シリコン基板10のパッド11に接続するプラグ部分と一体になって、第1樹脂層13上にTiCuなどのシード層14及び銅層16からなる第1配線が形成されている。
また、例えば、第1配線上に導電性ポスト18が形成されている。
First Embodiment FIG. 1A is a sectional view of a SiP-type semiconductor device according to this embodiment.
For example, a pad 11 connected to an electronic circuit is formed on a silicon substrate 10 on which an electronic circuit including an active element is formed, and a region excluding the pad 11 is covered with a protective layer 12 such as silicon oxide.
For example, the first resin layer 13 made of polyimide resin, epoxy resin, acrylic resin, or the like is formed on the protective layer 12.
In the first resin layer 13, an opening 13 a reaching the pad 11 of the silicon substrate 10 is formed.
For example, a first layer made of a seed layer 14 such as TiCu and a copper layer 16 is formed on the first resin layer 13 so as to be integrated with a plug portion connected to the pad 11 of the silicon substrate 10 and embedded in the opening 13a. One wiring is formed.
Further, for example, the conductive post 18 is formed on the first wiring.

また、例えば、導電性ポスト18の間の領域がチップ搭載領域となり、第1樹脂層13の上層にメッシュ状導電層16mが形成されている。メッシュ状導電層16mは、例えばグラウンドなどの一定電位に固定されて電磁波遮蔽層となる。
図1(b)は、メッシュ状導電層のレイアウトを示す平面図である。メッシュ状導電層16mは、例えば正方形形状の導電層がメッシュ状に配置された構成となっている。
また、メッシュ状導電層16mは、第1配線を構成する銅層と同じレイヤーの銅層がメッシュ状に加工されて形成されたものである。
Further, for example, a region between the conductive posts 18 becomes a chip mounting region, and a mesh-shaped conductive layer 16 m is formed on the first resin layer 13. The mesh-like conductive layer 16m is fixed to a constant potential such as ground, for example, and becomes an electromagnetic wave shielding layer.
FIG. 1B is a plan view showing the layout of the mesh-like conductive layer. The mesh-shaped conductive layer 16m has a configuration in which, for example, square-shaped conductive layers are arranged in a mesh shape.
The mesh-like conductive layer 16m is formed by processing a copper layer of the same layer as the copper layer constituting the first wiring into a mesh shape.

上記のメッシュ状導電層16mの上層に、能動素子が形成された半導体チップ19がマウントされている。
半導体チップ19は、半導体本体部分19aの能動素子が形成された回路面にパッド19bが形成され、パッド19bを除く領域は酸化シリコンなどの保護層19cで覆われた構成であり、フェースアップで、即ち、パッド19bの形成面が上面を向くようにしてダイアタッチフィルム19dによりマウントされている。
A semiconductor chip 19 on which an active element is formed is mounted on the mesh conductive layer 16m.
The semiconductor chip 19 has a configuration in which a pad 19b is formed on a circuit surface on which an active element of the semiconductor body portion 19a is formed, and a region excluding the pad 19b is covered with a protective layer 19c such as silicon oxide. That is, the pad 19b is mounted by the die attach film 19d so that the formation surface thereof faces the upper surface.

また、例えば、導電性ポスト18及び半導体チップ19を被覆して、第1樹脂層13と同様のポリイミド樹脂などからなる第2樹脂層20が形成されている。
第2樹脂層20には、導電性ポスト18の上面及び半導体チップ19のパッド19bに達する開口部20aが形成されている。
上記の開口部20a内に埋め込まれて、導電性ポスト18の上面及び半導体チップ19のパッド19bに接続するプラグ部分と一体になって、第2樹脂層20上にTiCuなどのシード層21及び銅層23からなる第2配線が形成されている。
Further, for example, the second resin layer 20 made of the same polyimide resin as the first resin layer 13 is formed so as to cover the conductive posts 18 and the semiconductor chip 19.
In the second resin layer 20, an opening 20 a reaching the upper surface of the conductive post 18 and the pad 19 b of the semiconductor chip 19 is formed.
A seed layer 21 such as TiCu and copper is embedded on the second resin layer 20 so as to be embedded in the opening 20a and integrated with a plug portion connected to the upper surface of the conductive post 18 and the pad 19b of the semiconductor chip 19. A second wiring made of the layer 23 is formed.

また、例えば、第2配線に接続して、銅などからなる導電性ポスト25が形成されている。
導電性ポスト25の間隙における第2樹脂層20の上層に、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂あるいはポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール樹脂などからなる絶縁性のバッファ層26が形成されている。
さらに、バッファ層26の表面において導電性ポスト25に接続するようにバンプ(突起電極)27が形成されている。
Further, for example, a conductive post 25 made of copper or the like is formed in connection with the second wiring.
An insulating buffer layer 26 made of polyamideimide resin, polyimide resin, epoxy resin, phenol resin, polyparaphenylene benzobisoxazole resin, or the like is formed on the second resin layer 20 in the gap between the conductive posts 25. .
Further, bumps (projection electrodes) 27 are formed on the surface of the buffer layer 26 so as to be connected to the conductive posts 25.

上記の半導体装置において、シリコン基板10上に、複数の樹脂層(第1樹脂層13、第2樹脂層20)が積層して絶縁層が形成されており、この絶縁層中に第1配線及び第2配線などの配線層が形成されており、半導体チップ19が、配線層に接続して絶縁層中に埋め込まれて設けられている構成となっている。   In the above semiconductor device, an insulating layer is formed by laminating a plurality of resin layers (first resin layer 13 and second resin layer 20) on the silicon substrate 10, and the first wiring and A wiring layer such as a second wiring is formed, and the semiconductor chip 19 is connected to the wiring layer and embedded in the insulating layer.

上記の本実施形態の半導体装置において、シリコン基板10は、例えばデジタルチップであり、一方、半導体チップ19は、例えばアナログチップである。
例えば、シリコン基板10と半導体チップ19の間に形成されているメッシュ状導電層はグラウンドなどの一定電位に固定されて電磁波遮蔽層となり、これにより、シリコン基板10と半導体チップ19をスタック型として一体化した構成であるが、両チップ間に作用するノイズを抑制することができる。
In the semiconductor device of the present embodiment, the silicon substrate 10 is a digital chip, for example, while the semiconductor chip 19 is an analog chip, for example.
For example, the mesh-like conductive layer formed between the silicon substrate 10 and the semiconductor chip 19 is fixed to a constant potential such as ground and becomes an electromagnetic wave shielding layer, whereby the silicon substrate 10 and the semiconductor chip 19 are integrated as a stack type. Although it is configured, noise acting between the two chips can be suppressed.

上記の構成において、例えば、メッシュ状導電層16mは開口部が多数配列してメッシュ状に形成されたものであり、例えば開口部と同一の大きさの正方形形状の部材が開口部と交互に並べられた構成となっている。各正方形形状の導電層は、角部同士で接続されているものとする。
開口部の大きさは、遮蔽しようとするノイズの周波数に応じて、遮蔽の効果を最大にするように設定され、例えば30μm□〜150μm□の大きさとする。
In the above configuration, for example, the mesh-like conductive layer 16m is formed in a mesh shape by arranging a large number of openings. For example, square-shaped members having the same size as the openings are arranged alternately with the openings. It is the composition which was made. The square-shaped conductive layers are connected at the corners.
The size of the opening is set so as to maximize the shielding effect according to the frequency of the noise to be shielded, for example, 30 μm □ to 150 μm □.

シリコン基板10及び半導体チップ19が、上記と逆の組み合わせ、あるいは、両者共にデジタルチップあるいはアナログチップであっても、上記と同様にチップ間のノイズを抑制することができる。   Even if the silicon substrate 10 and the semiconductor chip 19 are a combination opposite to the above, or both are digital chips or analog chips, noise between the chips can be suppressed in the same manner as described above.

例えば、メッシュ状導電層16mは、シリコン基板10及び/または半導体チップ19に熱的に接続して熱放散を促進する層となっていてもよい。
例えば、上記のメッシュ状導電層16mは半導体チップ19のグラウンド電位に接続しており、より高熱放散性やシールド性を必要とする場合には、シリコン基板10のグラウンド電位に接続された構成とする。
For example, the mesh-like conductive layer 16m may be a layer that is thermally connected to the silicon substrate 10 and / or the semiconductor chip 19 to promote heat dissipation.
For example, the mesh-like conductive layer 16m is connected to the ground potential of the semiconductor chip 19, and when higher heat dissipation or shielding is required, the mesh-like conductive layer 16m is connected to the ground potential of the silicon substrate 10. .

上記の本実施形態に係る半導体装置において、メッシュ状導電層16mは単層の構成であるが、複数の導電層の積層体であってもよい。   In the semiconductor device according to the present embodiment, the mesh-like conductive layer 16m has a single-layer structure, but may be a stacked body of a plurality of conductive layers.

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図2〜9を参照して説明する。本実施形態においては、例えば図2〜9に示す全ての工程についてウェハレベルで行うことができる。
まず、図2(a)に示すように、例えば、725μmの厚さのシリコン基板10に、不図示の能動素子などを含む電子回路を形成し、回路面において電子回路に接続するパッド11を形成し、パッド11を除く領域において酸化シリコンなどの保護層12を被覆して形成する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, for example, all processes shown in FIGS. 2 to 9 can be performed at the wafer level.
First, as shown in FIG. 2A, for example, an electronic circuit including an active element (not shown) is formed on a silicon substrate 10 having a thickness of 725 μm, and a pad 11 connected to the electronic circuit is formed on the circuit surface. Then, a protective layer 12 such as silicon oxide is formed in a region excluding the pad 11.

次に、図2(b)に示すように、保護層12の上層に、例えば、スピンコート法あるいは印刷法などにより、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ系樹脂などの感光性の絶縁材料を供給し、第1樹脂層13を形成する。第1樹脂層13は硬化後に4〜10μm程度の膜厚となるようにする。
感光性ポリイミド樹脂をスピンコートで形成する場合、例えば以下の条件で成膜する。
スピンコート:1000rpm(30秒)+1950rpm(40秒)+1000rpm(10秒)+1500rpm(10秒)
プリベーク:90℃(120秒)+100℃(120秒)
Next, as shown in FIG. 2B, a photosensitive insulating material such as polyimide resin, phenol resin, or epoxy resin is supplied to the upper layer of the protective layer 12 by, for example, spin coating or printing. Then, the first resin layer 13 is formed. The first resin layer 13 has a thickness of about 4 to 10 μm after curing.
When the photosensitive polyimide resin is formed by spin coating, for example, the film is formed under the following conditions.
Spin coating: 1000 rpm (30 seconds) + 1950 rpm (40 seconds) + 1000 rpm (10 seconds) + 1500 rpm (10 seconds)
Pre-bake: 90 ° C (120 seconds) + 100 ° C (120 seconds)

次に、図2(c)に示すように、例えば、露光量125mJ/cm2でパターン露光及び現像し、シリコン基板10のパッド11に達する開口部13aを第1樹脂層13に形成する。このとき、スクライブラインの樹脂も除去する。
現像後、300℃(60分)のポストキュア処理を行って第1絶縁層13を硬化させる。
Next, as shown in FIG. 2C, for example, pattern exposure and development are performed with an exposure amount of 125 mJ / cm 2 , and an opening 13 a reaching the pad 11 of the silicon substrate 10 is formed in the first resin layer 13. At this time, the resin of the scribe line is also removed.
After the development, post-curing treatment at 300 ° C. (60 minutes) is performed to cure the first insulating layer 13.

次に、図2(d)に示すように、例えば、デスカム処理を行い、スパッタリングの前処理エッチングを行い、さらにスパッタリングにより第1樹脂層13の開口部13a内を被覆して全面にTiCu膜を成膜してシード層14とする。例えば、膜厚はTiが160nm、Cuが600nmとする。   Next, as shown in FIG. 2D, for example, a descum treatment is performed, a pretreatment etching of sputtering is performed, and the inside of the opening 13a of the first resin layer 13 is further coated by sputtering to form a TiCu film on the entire surface. A seed layer 14 is formed by film formation. For example, the film thickness is 160 nm for Ti and 600 nm for Cu.

次に、図3(a)に示すように、例えば、第1樹脂層13に形成した開口部13aと第1配線の形成領域以外にメッキされるのを防止するために、レジスト塗布及び現像処理を行い、第1樹脂層13の開口部13aと第1配線の形成領域を開口するパターンのレジスト膜15を成膜する。
ここで、半導体チップの搭載領域においては、メッシュ状に開口するようにレジスト膜15をパータニングする。例えば、メッシュ状開口部は、30μm□〜150μm□の大きさとし、その大きさは素子から発生するノイズの周波数から決定する。全面を覆うと絶縁層からの脱ガス、密着性が悪くなるが、メッシュ状とすることによりそれを防止できる。
Next, as shown in FIG. 3A, for example, in order to prevent plating on areas other than the opening 13a formed in the first resin layer 13 and the formation area of the first wiring, resist coating and development processing are performed. Then, a resist film 15 having a pattern opening the opening 13a of the first resin layer 13 and the formation region of the first wiring is formed.
Here, in the semiconductor chip mounting region, the resist film 15 is patterned so as to open in a mesh shape. For example, the mesh opening has a size of 30 μm □ to 150 μm □, and the size is determined from the frequency of noise generated from the element. If the entire surface is covered, degassing and adhesion from the insulating layer deteriorate, but this can be prevented by forming a mesh.

次に、図3(b)に示すように、例えば、レジスト膜15をマスクとし、シード層14を一方の電極とする電解メッキにより銅をメッキして、第1樹脂層13に形成した開口部13aと第1配線の形成領域に銅層16を形成する。
また、上記の銅の電解メッキにより、半導体チップの搭載領域においては、メッシュ状の導電層16mを形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, for example, an opening formed in the first resin layer 13 by plating copper by electrolytic plating using the resist film 15 as a mask and the seed layer 14 as one electrode. A copper layer 16 is formed in the formation region of 13a and the first wiring.
Further, a mesh-like conductive layer 16m is formed in the mounting region of the semiconductor chip by the electrolytic plating of copper.

次に、図3(c)に示すように、例えば、アッシング処理などによりレジスト膜15を除去し、図4(a)に示すように、例えば、スピン塗布などによりレジスト膜17を形成し、フォトリソグラフィー工程により露光及び現像などを行って、導電性ポストの形成領域において銅層16の表面に達する開口部を形成する。   Next, as shown in FIG. 3C, the resist film 15 is removed by, for example, an ashing process, and as shown in FIG. 4A, a resist film 17 is formed by, for example, spin coating. Exposure and development are performed by a lithography process to form an opening reaching the surface of the copper layer 16 in the conductive post formation region.

次に、図4(b)に示すように、例えば、シード層14を一方の電極とする電解メッキ処理により、レジスト膜17の開口領域において、銅層16の上層に導電性ポスト18を形成する。導電性ポストの高さは、次工程において半導体チップをマウントしたときの表面の高さと同程度以上となっていることが好ましく、例えば120μmとする。   Next, as shown in FIG. 4B, for example, a conductive post 18 is formed in the upper layer of the copper layer 16 in the opening region of the resist film 17 by electrolytic plating using the seed layer 14 as one electrode. . The height of the conductive post is preferably about the same as or higher than the height of the surface when the semiconductor chip is mounted in the next step, for example, 120 μm.

次に、図4(c)に示すように、例えば、アッシング処理などによりレジスト膜17を除去し、図5(a)に示すように、例えば、導電性ポスト18及び銅層16をマスクとしてシード層14をエッチング加工する。
以上で、シリコン基板10のパッド11に接続するプラグ部分と一体にして、第1樹脂層13上にシード層14及び銅層16からなる第1配線が形成される。
また、半導体チップの搭載領域においても、同様にメッシュ状導電層16mをマスクとしてシード層14がエッチングされて除去される。
Next, as shown in FIG. 4C, the resist film 17 is removed by, for example, an ashing process, and as shown in FIG. 5A, for example, the seeds are formed using the conductive posts 18 and the copper layer 16 as a mask. Layer 14 is etched.
Thus, the first wiring composed of the seed layer 14 and the copper layer 16 is formed on the first resin layer 13 integrally with the plug portion connected to the pad 11 of the silicon substrate 10.
Similarly, in the semiconductor chip mounting region, the seed layer 14 is removed by etching using the mesh-like conductive layer 16m as a mask.

次に、図5(b)に示すように、例えば、予め別工程で形成された、半導体本体部分19aの能動素子が形成された回路面にパッド19bが形成され、パッド19bを除く領域は酸化シリコンなどの保護層19cで覆われた構成の半導体チップ19を、半導体チップの搭載領域であるメッシュ状導電層16mの上層に、ダイアタッチフィルム19dにより、フェースアップで、即ち、パッド19bの形成面を上面にしてマウントする。このとき、例えば導電性ポスト18の上面アライメントマークとして半導体チップのパッドを同時に認識して高精度に搭載を行う。   Next, as shown in FIG. 5B, for example, the pad 19b is formed on the circuit surface on which the active element of the semiconductor body portion 19a is formed in a separate process in advance, and the region excluding the pad 19b is oxidized. A semiconductor chip 19 covered with a protective layer 19c such as silicon is face-up by a die attach film 19d on a mesh-like conductive layer 16m, which is a semiconductor chip mounting area, that is, a surface on which a pad 19b is formed. Mount with face up. At this time, for example, the pads of the semiconductor chip are simultaneously recognized as the upper surface alignment marks of the conductive posts 18 and mounting is performed with high accuracy.

半導体チップ19の製造方法においては、例えば、研削法などにより25〜50μmまで薄型化し、接着剤であるダイアタッチフィルム19dを裏面にラミネートし、フルカットダイシングすることで個片薄型化を行う。
搭載条件は、チップサイズが1.5mm□の場合、温度160℃、荷重1.6N、時間2秒とする。チップサイズにより搭載の荷重を調整する。
搭載後、ダイアタッチフィルム19dの硬化のため、170℃、1時間以上で硬化処理を行う。
In the manufacturing method of the semiconductor chip 19, for example, the thickness is reduced to 25 to 50 μm by a grinding method or the like, the die attach film 19 d as an adhesive is laminated on the back surface, and the individual pieces are thinned by full-cut dicing.
The mounting conditions are a temperature of 160 ° C., a load of 1.6 N, and a time of 2 seconds when the chip size is 1.5 mm □. The mounting load is adjusted according to the chip size.
After mounting, a curing process is performed at 170 ° C. for 1 hour or more for curing the die attach film 19d.

次に、図5(c)に示すように、例えば、スピンコート法あるいは印刷法などにより、BCB樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、PBO樹脂などの感光性絶縁材料を供給し、導電性ポスト18の上面及び半導体チップ19を被覆して第2樹脂層20を形成する。例えば、硬化後に50μmの膜厚となるように形成する。
感光性ポリイミド樹脂の場合、例えば以下の条件で成膜する。
スピンコート:700rpm(25秒)+1000rpm(125秒)+1000rpm(10秒)+1500rpm(10秒)
プリベーク:60℃(240秒)+90℃(240秒)+110℃(120秒)
Next, as shown in FIG. 5C, a photosensitive insulating material such as BCB resin, polyimide resin, epoxy resin, PBO resin or the like is supplied by, for example, spin coating or printing, and the conductive post 18 is formed. A second resin layer 20 is formed covering the upper surface and the semiconductor chip 19. For example, it is formed to have a film thickness of 50 μm after curing.
In the case of a photosensitive polyimide resin, for example, the film is formed under the following conditions.
Spin coating: 700 rpm (25 seconds) + 1000 rpm (125 seconds) + 1000 rpm (10 seconds) + 1500 rpm (10 seconds)
Pre-bake: 60 ° C (240 seconds) + 90 ° C (240 seconds) + 110 ° C (120 seconds)

次に、例えば、露光量125mJ/cm2でパターン露光及び現像し、導電性ポスト18の上面及び半導体チップ19のパッド19bに達する開口部20aを第2樹脂層20に形成する。このとき、スクライブラインの樹脂も除去する。
現像後、300℃(60分)のポストキュア処理を行って第2樹脂層20を硬化させる。
Next, for example, pattern exposure and development are performed at an exposure amount of 125 mJ / cm 2 , and an opening 20 a reaching the upper surface of the conductive post 18 and the pad 19 b of the semiconductor chip 19 is formed in the second resin layer 20. At this time, the resin of the scribe line is also removed.
After the development, post-curing treatment at 300 ° C. (60 minutes) is performed to cure the second resin layer 20.

次に、図6(a)に示すように、例えば、デスカム処理を行い、スパッタリングの前処理エッチングを行い、さらにスパッタリングにより第2樹脂層20の開口部20a内を被覆して全面にTiCu膜を成膜してシード層21とする。例えば、膜厚はTiが160nm、Cuが600nmとする。   Next, as shown in FIG. 6A, for example, a descum treatment is performed, a pretreatment etching of sputtering is performed, and the inside of the opening 20a of the second resin layer 20 is further coated by sputtering to form a TiCu film on the entire surface. A seed layer 21 is formed by film formation. For example, the film thickness is 160 nm for Ti and 600 nm for Cu.

次に、図6(b)に示すように、例えば、第2樹脂層20に形成した開口部20aと第2配線の形成領域以外にメッキされるのを防止するために、レジスト塗布及び現像処理を行い、第2樹脂層20の開口部20aと第2配線の形成領域を開口するパターンのレジスト膜22を成膜する。   Next, as shown in FIG. 6B, for example, in order to prevent plating other than the opening 20a formed in the second resin layer 20 and the formation area of the second wiring, resist coating and development processing are performed. Then, a resist film 22 having a pattern opening the opening 20a of the second resin layer 20 and the formation region of the second wiring is formed.

次に、図6(c)に示すように、例えば、レジスト膜22をマスクとし、シード層21を一方の電極とする電解メッキにより銅をメッキして、第2樹脂層20に形成した開口部20aと第2配線の形成領域に銅層23を形成する。   Next, as shown in FIG. 6C, for example, an opening formed in the second resin layer 20 by plating copper by electrolytic plating using the resist film 22 as a mask and the seed layer 21 as one electrode. A copper layer 23 is formed in the formation region of 20a and the second wiring.

次に、図7(a)に示すように、例えば、アッシング処理などによりレジスト膜22を除去し、図7(b)に示すように、例えば、レジスト膜24を成膜し、パターン露光及び現像して導電性ポスト用の開口部を形成する。   Next, as shown in FIG. 7A, for example, the resist film 22 is removed by ashing or the like, and as shown in FIG. 7B, for example, a resist film 24 is formed, and pattern exposure and development are performed. Thus, an opening for the conductive post is formed.

次に、図7(c)に示すように、例えば、シード層21を一方の電極とした銅の電解メッキにより、導電性ポスト用の開口部内に導電性ポスト25を形成する。導電性ポスト25は、例えば直径180〜300μm、高さ80〜180μmとする。   Next, as shown in FIG. 7C, the conductive posts 25 are formed in the openings for the conductive posts by, for example, electrolytic plating of copper using the seed layer 21 as one electrode. The conductive post 25 has a diameter of 180 to 300 μm and a height of 80 to 180 μm, for example.

次に、図8(a)に示すように、例えば、レジスト膜24を除去し、図8(b)に示すように、導電性ポスト25及び銅層23をマスクとしてシード層21をエッチング加工する。これにより、シード層21及び銅層23からなる第2配線が形成され、その上層に導電性ポスト25が形成された構成となる。   Next, as shown in FIG. 8A, for example, the resist film 24 is removed, and as shown in FIG. 8B, the seed layer 21 is etched using the conductive posts 25 and the copper layer 23 as a mask. . Thereby, the second wiring composed of the seed layer 21 and the copper layer 23 is formed, and the conductive post 25 is formed on the second wiring.

次に、図8(c)に示すように、例えば、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂あるいはポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール樹脂などの樹脂を、スピンコート、印刷またはモールドなどにより成膜し、導電性ポスト25を完全に覆うような膜厚で絶縁性のバッファ層26を形成する。   Next, as shown in FIG. 8C, for example, an epoxy resin, a polyimide resin, a silicone resin, a polyamideimide resin, a polyimide resin, a phenol resin, or a polyparaphenylene benzobisoxazole resin is spun. A film is formed by coating, printing, molding, or the like, and an insulating buffer layer 26 is formed with a film thickness that completely covers the conductive post 25.

次に、図9(a)に示すように、例えば、バッファ層26の樹脂硬化後に、研削により導電性ポスト25の頭出しを行う。このときの条件は、例えば#600のホイールを用い、3500rpm、0.5mm/秒とする。   Next, as shown in FIG. 9A, for example, after the resin hardening of the buffer layer 26, the cue of the conductive post 25 is performed by grinding. The conditions at this time are set to 3500 rpm and 0.5 mm / second using, for example, a # 600 wheel.

次に、図9(b)に示すように、導電性ポスト25に接続するように、例えばハンダボールの搭載、あるいはハンダペーストの印刷などにより、バンプ(突起電極)27を形成する。   Next, as shown in FIG. 9B, bumps (projection electrodes) 27 are formed so as to be connected to the conductive posts 25 by, for example, mounting solder balls or printing solder paste.

次に、図9(c)に示すように、例えば、シリコン基板10の裏面側からBGRにより所望の薄さまで薄型化し、さらにブレードBによりシリコン基板10をダイシングして薄型個片化する。
以上で図1に示す構成の半導体装置を製造することができる。
Next, as shown in FIG. 9C, for example, the silicon substrate 10 is thinned to a desired thickness from the back surface side of the silicon substrate 10 by BGR, and the silicon substrate 10 is diced by the blade B to be thin pieces.
Thus, the semiconductor device having the structure shown in FIG. 1 can be manufactured.

上記の本実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、SiP形態の半導体装置において、半導体基板と半導体チップの間に、メッシュ状の導電層を形成しており、例えば一定電位に固定して用いることでノイズ遮蔽層とする。これにより、半導体基板と半導体チップをスタック型として一体化してもチップ間に作用するノイズを抑制することができる。   According to the manufacturing method of the semiconductor device according to the above-described embodiment, in the SiP-type semiconductor device, the mesh-like conductive layer is formed between the semiconductor substrate and the semiconductor chip, and is fixed to a constant potential, for example. By using it, it becomes a noise shielding layer. Thereby, even if the semiconductor substrate and the semiconductor chip are integrated as a stack type, noise acting between the chips can be suppressed.

例えば、メッシュ状導電層16mとしてシリコン基板10及び/または半導体チップ19に熱的に接続して熱放散を促進する層として形成してもよい。
また、メッシュ状導電層16mを複数の導電層の積層体として形成してもよい。
For example, the mesh-like conductive layer 16m may be formed as a layer that is thermally connected to the silicon substrate 10 and / or the semiconductor chip 19 to promote heat dissipation.
Further, the mesh conductive layer 16m may be formed as a laminate of a plurality of conductive layers.

上記の本実施形態に係る半導体装置に内蔵される半導体チップとしては、デジタル、デジタルチップの組み合わせ、アナログ、アナログチップの組み合わせ、デジタル、アナログチップの組み合わせにおいて相互干渉しないスタック型薄型構造が可能である。
また、1層目と2層目のチップサイズは、再配線構造のため大小関係の制約を受けない。また、上記実施形態ではいずれのチップもワイヤーボンディングでの接続がない構成としたので、ワイヤのループ高さの分絶縁膜の厚さを厚くすることが必要なく、薄型化のスタック構造が実現する。
高熱放散性が必要な半導体チップを1層目に配置し、シリコン基板の高熱放散性を利用させることで低熱抵抗型のSiPを構成することが可能である。
また、半導体チップと同じレイヤーに導電性ポストが形成されていることにより、絶縁層に生じる段差が軽減され、段切れを抑制することができ、また、実装基板に実装したときの実装基板との間に生じる応力緩和に寄与する導電性ポストの高さのばらつきを低減して応力緩和機能を確保することができる。
As the semiconductor chip incorporated in the semiconductor device according to the above-described embodiment, a stack type thin structure that does not interfere with each other in the combination of digital, digital chip, analog, combination of analog chip, and combination of digital and analog chip is possible. .
Further, the chip size of the first layer and the second layer is not restricted by the size relationship because of the rewiring structure. Further, in the above embodiment, since any chip is not connected by wire bonding, it is not necessary to increase the thickness of the insulating film by the height of the wire loop, and a thin stack structure is realized. .
A low thermal resistance type SiP can be configured by arranging a semiconductor chip that requires high heat dissipation in the first layer and utilizing the high heat dissipation of the silicon substrate.
In addition, since the conductive post is formed in the same layer as the semiconductor chip, the step generated in the insulating layer is reduced, the step breakage can be suppressed, and the mounting substrate when mounted on the mounting substrate can be suppressed. It is possible to secure the stress relaxation function by reducing the variation in the height of the conductive posts that contribute to the stress relaxation generated therebetween.

上記の本実施形態に係る半導体装置においては、2つの半導体チップをスタックさせる構成であるが、1つは基板そのものであるので、樹脂絶縁層中に埋め込む半導体チップは1つであり、埋め込みチップとして必要な薄型化を行わなければならないのは埋め込む方の1つのチップだけでよい。   The semiconductor device according to the present embodiment has a configuration in which two semiconductor chips are stacked, but since one is a substrate itself, there is one semiconductor chip embedded in the resin insulating layer, and as an embedded chip Only one chip to be embedded needs to be thinned as necessary.

第2実施形態
図10は本実施形態に係るSiP形態の半導体装置の断面図である。
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、シリコン基板10上に樹脂層を積層して形成された絶縁層が、半導体チップ19がマウントされたレイヤーにおける半導体チップ19の外周において半導体チップ19から所定の距離を離間して形成された枠状樹脂層28を含み、半導体チップ19が枠状樹脂層28に嵌入してマウントされていることが異なる。
上記の半導体チップ19及び枠状樹脂層28を被覆し、その間隙部を埋め込んで、第2樹脂層20が形成されている。
上記以外については第1実施形態の半導体装置と同様である。
Second Embodiment FIG. 10 is a cross-sectional view of a SiP-type 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 insulating layer formed by laminating a resin layer on the silicon substrate 10 includes the semiconductor chip 19 in the layer where the semiconductor chip 19 is mounted. It includes a frame-shaped resin layer 28 formed on the outer periphery at a predetermined distance from the semiconductor chip 19, and the semiconductor chip 19 is different from that of the frame-shaped resin layer 28 in mounting.
The second resin layer 20 is formed by covering the semiconductor chip 19 and the frame-shaped resin layer 28 and filling the gaps.
Other than the above, the semiconductor device is the same as that of the first embodiment.

例えば、枠状樹脂層28は半導体チップ19の外周から30μm程度離間して形成されている。これは、第2樹脂層20を形成したときに樹脂が隅まで流入してボイドが形成されないようにするためである。   For example, the frame-shaped resin layer 28 is formed at a distance of about 30 μm from the outer periphery of the semiconductor chip 19. This is to prevent the resin from flowing into the corner and forming voids when the second resin layer 20 is formed.

上記の本実施形態の半導体装置は、第1実施形態と同様に、例えば、シリコン基板10と半導体チップ19の間に形成されているメッシュ状導電層はグラウンドなどの一定電位に固定されて用いられ、これにより、シリコン基板10と半導体チップ19をスタック型として一体化した構成であるが、両チップ間に作用するノイズを抑制することができる。   As in the first embodiment, the semiconductor device of the present embodiment is used, for example, with the mesh-like conductive layer formed between the silicon substrate 10 and the semiconductor chip 19 being fixed to a constant potential such as ground. Thus, although the silicon substrate 10 and the semiconductor chip 19 are integrated as a stack type, noise acting between the two chips can be suppressed.

上記の本実施形態の半導体装置の製造方法について図11及び図12を参照して説明する。
まず、図11(a)に示すように、導電性ポスト18を形成し、導電性ポスト18及び銅層16をマスクとしてシード層14をエッチング加工する工程までを第1実施形態と同様に行う。このいとき、半導体チップの搭載領域でメッシュ状導電層16mをマスクとしてシード層14がエッチングされて除去される。
A method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 11A, the conductive post 18 is formed, and the process of etching the seed layer 14 using the conductive post 18 and the copper layer 16 as a mask is performed in the same manner as in the first embodiment. At this time, the seed layer 14 is removed by etching using the mesh-like conductive layer 16m as a mask in the semiconductor chip mounting region.

次に、図11(b)に示すように、例えば、スピンコート法あるいは印刷法などにより、BCB樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、PBO樹脂などの感光性絶縁材料を供給し、導電性ポスト18の上面及び半導体チップ19を被覆して枠状樹脂層用樹脂層28aを形成する。例えば、硬化後に50μmの膜厚となるように形成する。
感光性ポリイミド樹脂の場合、例えば以下の条件で成膜する。
スピンコート:700rpm(25秒)+1000rpm(125秒)+1000rpm(10秒)+1500rpm(10秒)
プリベーク:60℃(240秒)+90℃(240秒)+110℃(120秒)
Next, as shown in FIG. 11B, a photosensitive insulating material such as BCB resin, polyimide resin, epoxy resin, PBO resin or the like is supplied by, for example, spin coating or printing, and the conductive post 18 is formed. A resin layer 28a for a frame-shaped resin layer is formed covering the upper surface and the semiconductor chip 19. For example, it is formed to have a film thickness of 50 μm after curing.
In the case of a photosensitive polyimide resin, for example, the film is formed under the following conditions.
Spin coating: 700 rpm (25 seconds) + 1000 rpm (125 seconds) + 1000 rpm (10 seconds) + 1500 rpm (10 seconds)
Pre-bake: 60 ° C (240 seconds) + 90 ° C (240 seconds) + 110 ° C (120 seconds)

次に、図11(c)に示すように、例えば、露光量125mJ/cm2でパターン露光及び現像し、半導体チップ19がマウントされる領域の外周において半導体チップ19がマウントされる領域から所定の距離を離間して配置された枠状樹脂層28とする。このとき、スクライブラインの樹脂も除去する。
現像後、300℃(60分)のポストキュア処理を行って枠状樹脂層28を硬化させる。
Next, as shown in FIG. 11C, for example, pattern exposure and development are performed at an exposure amount of 125 mJ / cm 2 , and a predetermined area from the area where the semiconductor chip 19 is mounted on the outer periphery of the area where the semiconductor chip 19 is mounted The frame-shaped resin layer 28 is arranged at a distance. At this time, the resin of the scribe line is also removed.
After the development, post-curing treatment at 300 ° C. (60 minutes) is performed to cure the frame-shaped resin layer 28.

次に、図12(a)に示すように、例えば、予め別工程で形成された、半導体本体部分19aの能動素子が形成された回路面にパッド19bが形成され、パッド19bを除く領域は酸化シリコンなどの保護層19cで覆われた構成の半導体チップ19を、半導体チップの搭載領域であるメッシュ状導電層16mの上層に、ダイアタッチフィルム19dにより、フェースアップで、即ち、パッド19bの形成面を上面にしてマウントする。本実施形態においては、予め上記の枠状樹脂層28が形成されているので、これに嵌入させてマウントする。   Next, as shown in FIG. 12A, for example, a pad 19b is formed on the circuit surface on which the active element of the semiconductor body portion 19a is formed in a separate process in advance, and the region excluding the pad 19b is oxidized. A semiconductor chip 19 covered with a protective layer 19c such as silicon is face-up by a die attach film 19d on a mesh-like conductive layer 16m, which is a semiconductor chip mounting area, that is, a surface on which a pad 19b is formed. Mount with face up. In the present embodiment, the frame-shaped resin layer 28 is formed in advance, so that it is fitted and mounted.

次に、図12(b)に示すように、例えば、スピンコート法あるいは印刷法などにより、BCB樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、PBO樹脂などの感光性絶縁材料を供給し、枠状樹脂層28及び半導体チップ19を被覆し、枠状樹脂層28と半導体チップ19の間隙を埋め込んで、第2樹脂層20を形成する。   Next, as shown in FIG. 12B, a photosensitive insulating material such as BCB resin, polyimide resin, epoxy resin, PBO resin or the like is supplied by, for example, a spin coating method or a printing method, and the frame-shaped resin layer 28 is supplied. The second resin layer 20 is formed by covering the semiconductor chip 19 and filling the gap between the frame-shaped resin layer 28 and the semiconductor chip 19.

次に、図12(c)に示すように、例えば、露光量125mJ/cm2でパターン露光及び現像し、導電性ポスト18の上面及び半導体チップ19のパッド19bに達する開口部20aを第2樹脂層20に形成する。このとき、スクライブラインの樹脂も除去する。
現像後、300℃(60分)のポストキュア処理を行って第2樹脂層20を硬化させる。
以降の工程は、実質的に第1実施形態と同様に行うことができる。
Next, as shown in FIG. 12C, for example, pattern exposure and development are performed at an exposure amount of 125 mJ / cm 2 , and the opening 20a reaching the upper surface of the conductive post 18 and the pad 19b of the semiconductor chip 19 is formed in the second resin. Layer 20 is formed. At this time, the resin of the scribe line is also removed.
After the development, post-curing treatment at 300 ° C. (60 minutes) is performed to cure the second resin layer 20.
Subsequent steps can be performed in substantially the same manner as in the first embodiment.

上記の本実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、SiP形態の半導体装置において、半導体基板と半導体チップの間に、メッシュ状の導電層を形成しており、例えば一定電位に固定して用いることでノイズ遮蔽層とする。これにより、半導体基板と半導体チップをスタック型として一体化してもチップ間に作用するノイズを抑制することができる。   According to the manufacturing method of the semiconductor device according to the above-described embodiment, in the SiP-type semiconductor device, the mesh-like conductive layer is formed between the semiconductor substrate and the semiconductor chip, and is fixed to a constant potential, for example. By using it, it becomes a noise shielding layer. Thereby, even if the semiconductor substrate and the semiconductor chip are integrated as a stack type, noise acting between the chips can be suppressed.

さらに、半導体チップを埋め込むレイヤーに枠状樹脂層28とが形成されているので、半導体チップを埋め込むことに起因する段差がさらに緩和され、段切れを抑制することができ、また、実装基板に実装したときの実装基板との間に生じる応力緩和に寄与する導電性ポストの高さのばらつきを低減して応力緩和機能を確保することができる。   Furthermore, since the frame-shaped resin layer 28 is formed in the layer in which the semiconductor chip is embedded, the step caused by embedding the semiconductor chip can be further relaxed and the disconnection can be suppressed, and it can be mounted on the mounting substrate. The stress variation function can be ensured by reducing the variation in the height of the conductive posts contributing to the relaxation of the stress generated between the mounting substrate and the mounting substrate.

第3実施形態
図13は本実施形態に係るSiP形態の半導体装置の断面図である。
例えば、能動素子を含む電子回路が形成されたシリコン基板30に、電子回路に接続するパッド31が形成され、パッド31を除く領域は酸化シリコンなどの保護層32で被覆されている。
また、例えば、パッド31上にTiCuなどのシード層33及び銅からなる導電性ポスト35が形成されている。
また、例えば、導電性ポスト35を被覆し、半導体チップ38がマウントされる領域の外周において半導体チップ38がマウントされる領域から所定の距離を離間して形成された枠状樹脂層36が形成されている。
枠状樹脂層36には、導電性ポスト35の上面を露出させる開口部36aが形成されている。
Third Embodiment FIG. 13 is a cross-sectional view of a SiP-type semiconductor device according to this embodiment.
For example, a pad 31 connected to an electronic circuit is formed on a silicon substrate 30 on which an electronic circuit including an active element is formed, and a region excluding the pad 31 is covered with a protective layer 32 such as silicon oxide.
Further, for example, a seed layer 33 such as TiCu and a conductive post 35 made of copper are formed on the pad 31.
Further, for example, a frame-shaped resin layer 36 that covers the conductive post 35 and is formed at a predetermined distance from the region where the semiconductor chip 38 is mounted is formed on the outer periphery of the region where the semiconductor chip 38 is mounted. ing.
The frame-shaped resin layer 36 has an opening 36 a that exposes the upper surface of the conductive post 35.

また、例えば、導電性ポスト35を被覆して形成された枠状樹脂層36の間隙の領域がチップ搭載領域となり、保護層32の上層に電磁波遮蔽層である電磁波吸収層37が形成され、その上層に、能動素子が形成された半導体チップ38がマウントされている。
半導体チップ38は、半導体本体部分38aの能動素子が形成された回路面にパッド38bが形成され、パッド38bを除く領域は酸化シリコンなどの保護層38cで覆われた構成であり、フェースアップで、即ち、パッド38bの形成面が上面を向くようにしてダイアタッチフィルム38dによりマウントされている。
Further, for example, the gap region of the frame-shaped resin layer 36 formed by covering the conductive posts 35 becomes a chip mounting region, and an electromagnetic wave absorbing layer 37 that is an electromagnetic wave shielding layer is formed on the upper layer of the protective layer 32. A semiconductor chip 38 on which an active element is formed is mounted on the upper layer.
The semiconductor chip 38 has a configuration in which a pad 38b is formed on a circuit surface on which an active element of the semiconductor body portion 38a is formed, and a region excluding the pad 38b is covered with a protective layer 38c such as silicon oxide. That is, it is mounted by the die attach film 38d so that the formation surface of the pad 38b faces the upper surface.

また、例えば、枠状樹脂層36及び半導体チップ38を被覆し、その間隙部を埋め込んで、ポリイミド樹脂などからなる第1樹脂層39が形成されている。
ここで、例えば、枠状樹脂層36は半導体チップ38の外周から30μm程度離間して形成されている。これは、第1樹脂層39を形成したときに樹脂が隅まで流入してボイドが形成されないようにするためである。
In addition, for example, the first resin layer 39 made of polyimide resin or the like is formed by covering the frame-shaped resin layer 36 and the semiconductor chip 38 and filling the gaps.
Here, for example, the frame-shaped resin layer 36 is formed away from the outer periphery of the semiconductor chip 38 by about 30 μm. This is to prevent the resin from flowing into the corners and forming voids when the first resin layer 39 is formed.

また、例えば、第1樹脂層39には、枠状樹脂層36の開口部36aと連通して導電性ポスト35の上面に達し、また、半導体チップ38のパッド38bに達する開口部39aが形成されている。
上記の開口部39a内に埋め込まれて、導電性ポスト35の上面及び半導体チップ38のパッド38bに接続するプラグ部分と一体になって、第1樹脂層39上にTiCuなどのシード層40及び銅層42からなる第1配線が形成されている。
For example, the first resin layer 39 is formed with an opening 39 a that communicates with the opening 36 a of the frame-shaped resin layer 36 and reaches the upper surface of the conductive post 35 and reaches the pad 38 b of the semiconductor chip 38. ing.
A seed layer 40 such as TiCu and copper is embedded on the first resin layer 39 by being embedded in the opening 39a and integrated with the upper surface of the conductive post 35 and the plug portion connected to the pad 38b of the semiconductor chip 38. A first wiring made of the layer 42 is formed.

また、例えば、第1配線及び第1樹脂層39を被覆して、第1樹脂層39と同様のポリイミド樹脂などからなる第2樹脂層43が形成されており、第2樹脂層43には、第1配線の銅層42に達する開口部43aが形成されている。
さらに、例えば、第2樹脂層43の開口部43a内に埋め込まれて、第2樹脂層43の表面から突出してバンプ(突起電極)44が形成されている。
Further, for example, a second resin layer 43 made of the same polyimide resin as the first resin layer 39 is formed so as to cover the first wiring and the first resin layer 39, and the second resin layer 43 includes An opening 43a reaching the copper layer 42 of the first wiring is formed.
Further, for example, a bump (projection electrode) 44 is formed so as to be embedded in the opening 43 a of the second resin layer 43 and project from the surface of the second resin layer 43.

上記の半導体装置において、シリコン基板30上に、複数の樹脂層(第1樹脂層39、第2樹脂層43)が積層して絶縁層が形成されており、この絶縁層中に第1配線などの配線層が形成されており、半導体チップ38が配線層に接続して絶縁層中に埋め込まれて設けられている構成となっている。   In the semiconductor device described above, an insulating layer is formed by laminating a plurality of resin layers (first resin layer 39 and second resin layer 43) on the silicon substrate 30, and the first wiring and the like are formed in the insulating layer. The wiring layer is formed, and the semiconductor chip 38 is connected to the wiring layer and embedded in the insulating layer.

上記の本実施形態の半導体装置において、シリコン基板30は、例えばデジタルチップであり、一方、半導体チップ38は、例えばアナログチップである。
例えば、シリコン基板30と半導体チップ38の間に形成されている電磁波吸収層37は、電磁波吸収性のペーストを塗布して形成された膜であり、両チップ間のノイズを遮蔽することができる。
In the semiconductor device according to the present embodiment, the silicon substrate 30 is, for example, a digital chip, while the semiconductor chip 38 is, for example, an analog chip.
For example, the electromagnetic wave absorbing layer 37 formed between the silicon substrate 30 and the semiconductor chip 38 is a film formed by applying an electromagnetic wave absorbing paste, and can block noise between the two chips.

シリコン基板30及び半導体チップ38が、上記と逆の組み合わせ、あるいは、両者共にデジタルチップあるいはアナログチップであっても、上記と同様にチップ間のノイズを抑制することができる。   Even if the silicon substrate 30 and the semiconductor chip 38 are a combination opposite to the above, or both are digital chips or analog chips, noise between chips can be suppressed in the same manner as described above.

また、本実施形態の半導体装置では、バッファ層及びバッファ層を貫通する導電性ポストが設けられていないが、例えば4.5mm□以下の大きさの半導体チップでは、実装基板などに実装された場合に印加される応力がそれほど大きくないので、バッファ層を設けなくても実装時の接続の信頼性を確保することができる。   In the semiconductor device of the present embodiment, the buffer layer and the conductive post penetrating the buffer layer are not provided. For example, in the case of a semiconductor chip having a size of 4.5 mm □ or less, the semiconductor device is mounted on a mounting substrate or the like. Since the stress applied to the substrate is not so large, connection reliability during mounting can be ensured without providing a buffer layer.

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図14〜20を参照して説明する。本実施形態においては、例えば図14〜20に示す全ての工程についてウェハレベルで行うことができる。
まず、図14(a)に示すように、例えば、725μmの厚さのシリコン基板30に、不図示の能動素子などを含む電子回路を形成し、回路面において電子回路に接続するパッド31を形成し、パッド31を除く領域において酸化シリコンなどの保護層32を被覆して形成する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, for example, all processes shown in FIGS. 14 to 20 can be performed at the wafer level.
First, as shown in FIG. 14A, for example, an electronic circuit including an active element (not shown) is formed on a silicon substrate 30 having a thickness of 725 μm, and a pad 31 connected to the electronic circuit is formed on the circuit surface. Then, a protective layer 32 such as silicon oxide is formed so as to cover the region excluding the pad 31.

次に、図14(b)に示すように、例えば、スパッタリングにより保護層32を被覆して全面にTiCu膜を成膜してシード層33とする。例えば、膜厚はTiが160nm、Cuが600nmとする。   Next, as shown in FIG. 14B, for example, the protective layer 32 is coated by sputtering, and a TiCu film is formed on the entire surface to form the seed layer 33. For example, the film thickness is 160 nm for Ti and 600 nm for Cu.

次に、図14(c)に示すように、例えば、スピン塗布などによりレジスト膜34を形成し、フォトリソグラフィー工程により露光及び現像などを行って、導電性ポストの形成領域においてシード層33の表面に達する開口部を形成する。   Next, as shown in FIG. 14C, for example, a resist film 34 is formed by spin coating or the like, and exposure and development are performed by a photolithography process, so that the surface of the seed layer 33 is formed in the conductive post formation region. An opening reaching the top is formed.

次に、図14(d)に示すように、例えば、シード層33を一方の電極とする電解メッキ処理により、レジスト膜34の開口領域において、シード層33の上層に導電性ポスト35を形成する。導電性ポストの高さは、次工程において半導体チップをマウントしたときの表面の高さと同程度以上となっていることが好ましく、例えば25〜50μmとする。   Next, as shown in FIG. 14D, the conductive post 35 is formed in the upper layer of the seed layer 33 in the opening region of the resist film 34 by, for example, electrolytic plating using the seed layer 33 as one electrode. . The height of the conductive post is preferably about the same as or higher than the height of the surface when the semiconductor chip is mounted in the next step, for example, 25 to 50 μm.

次に、図15(a)に示すように、例えば、アッシング処理などによりレジスト膜34を除去し、図15(b)に示すように、例えば、導電性ポスト35をマスクとしてシード層33をエッチング加工する。   Next, as shown in FIG. 15A, for example, the resist film 34 is removed by ashing or the like, and as shown in FIG. 15B, for example, the seed layer 33 is etched using the conductive posts 35 as a mask. Process.

次に、図15(c)に示すように、例えば、スピンコート法あるいは印刷法などにより、BCB樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、PBO樹脂などの感光性絶縁材料を供給し、導電性ポスト35を被覆して枠状樹脂層用樹脂層36bを形成する。例えば、硬化後に25〜50μmの膜厚となるように形成する。
感光性ポリイミド樹脂の場合、例えば以下の条件で成膜する。
スピンコート:1000rpm(30秒)+1950rpm(40秒)+1000rpm(10秒)+1500rpm(10秒)+1500rpm(10秒)
プリベーク:60℃(240秒)+90℃(240秒)+110℃(120秒)
Next, as shown in FIG. 15C, a photosensitive insulating material such as BCB resin, polyimide resin, epoxy resin, or PBO resin is supplied by, for example, a spin coating method or a printing method, and the conductive post 35 is formed. A frame-shaped resin layer resin layer 36b is formed by coating. For example, it forms so that it may become a film thickness of 25-50 micrometers after hardening.
In the case of a photosensitive polyimide resin, for example, the film is formed under the following conditions.
Spin coating: 1000 rpm (30 seconds) + 1950 rpm (40 seconds) + 1000 rpm (10 seconds) + 1500 rpm (10 seconds) + 1500 rpm (10 seconds)
Pre-bake: 60 ° C (240 seconds) + 90 ° C (240 seconds) + 110 ° C (120 seconds)

次に、図16(a)の斜視図及び図16(b)の断面図に示すように、例えば、露光量125mJ/cm2でパターン露光及び現像し、半導体チップ38がマウントされる領域の外周において半導体チップ38がマウントされる領域から所定の距離を離間して配置された枠状樹脂層36とする。このとき、導電性ポスト35の上面が露出するように開口部36aを形成し、また、スクライブラインの樹脂も除去する。
現像後、300℃(60分)のポストキュア処理を行って枠状樹脂層36を硬化させる。
Next, as shown in the perspective view of FIG. 16A and the cross-sectional view of FIG. 16B, for example, pattern exposure and development with an exposure amount of 125 mJ / cm 2 , and the outer periphery of the region where the semiconductor chip 38 is mounted The frame-shaped resin layer 36 is arranged at a predetermined distance from the region where the semiconductor chip 38 is mounted. At this time, the opening 36a is formed so that the upper surface of the conductive post 35 is exposed, and the resin of the scribe line is also removed.
After development, post-curing treatment at 300 ° C. (60 minutes) is performed to cure the frame-shaped resin layer 36.

次に、図17(a)に示すように、例えば、ディスペンサなどを用いて電磁波吸収性のペーストを塗布して電磁波吸収層37を形成し、その上層に、予め別工程で形成された、半導体本体部分38aの能動素子が形成された回路面にパッド38bが形成され、パッド38bを除く領域は酸化シリコンなどの保護層38cで覆われた構成の半導体チップ38を、半導体チップの搭載領域である電磁波吸収層37の上層に、ダイアタッチフィルム38dにより、フェースアップで、即ち、パッド38bの形成面を上面にしてマウントする。本実施形態においては、予め上記の枠状樹脂層36が形成されているので、これに嵌入させてマウントする。このとき、例えば導電性ポスト35の上面をアライメントマークとして半導体チップ38のパッド38bを同時に認識して高精度に搭載を行う。   Next, as shown in FIG. 17A, for example, an electromagnetic wave absorbing paste is applied by using a dispenser or the like to form an electromagnetic wave absorbing layer 37, and a semiconductor layer previously formed in a separate process thereon is formed. A pad 38b is formed on the circuit surface on which the active element of the main body portion 38a is formed, and a region excluding the pad 38b is a semiconductor chip 38 covered with a protective layer 38c such as silicon oxide, which is a semiconductor chip mounting region. A die attach film 38d is mounted on the electromagnetic wave absorbing layer 37 face up, that is, with the formation surface of the pad 38b as the upper surface. In the present embodiment, the frame-shaped resin layer 36 is formed in advance. At this time, for example, the upper surface of the conductive post 35 is used as an alignment mark to simultaneously recognize the pad 38b of the semiconductor chip 38 and mount with high accuracy.

半導体チップ38はその製造時において、例えば、研削法などにより25〜50μmまで薄型化し、接着剤であるダイアタッチフィルム38dを裏面にラミネートし、フルカットダイシングすることで個片薄型化されている。
搭載条件は、チップサイズが1.5mm□の場合、温度160℃、荷重3.2N、時間2秒とする。チップサイズにより搭載の荷重を調整する。
搭載後、ダイアタッチフィルム38dの硬化のため、170℃、1時間以上で硬化処理を行う。この時点で電磁波吸収層37も硬化する。
At the time of manufacture, the semiconductor chip 38 is thinned to 25 to 50 μm, for example, by a grinding method, etc., and a die attach film 38d as an adhesive is laminated on the back surface, and the individual chips are thinned by full-cut dicing.
The mounting conditions are a temperature of 160 ° C., a load of 3.2 N, and a time of 2 seconds when the chip size is 1.5 mm □. The mounting load is adjusted according to the chip size.
After mounting, a curing process is performed at 170 ° C. for 1 hour or more for curing the die attach film 38d. At this time, the electromagnetic wave absorbing layer 37 is also cured.

次に、図17(b)に示すように、例えば、スピンコート法あるいは印刷法などにより、BCB樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、PBO樹脂などの感光性絶縁材料を供給し、枠状樹脂層36及び半導体チップ38を被覆し、枠状樹脂層36と半導体チップ38の間隙を埋め込んで、第1樹脂層39を形成する。   Next, as shown in FIG. 17B, a photosensitive insulating material such as BCB resin, polyimide resin, epoxy resin, or PBO resin is supplied by, for example, spin coating or printing, and the frame-shaped resin layer 36 is supplied. The first resin layer 39 is formed by covering the semiconductor chip 38 and filling the gap between the frame-shaped resin layer 36 and the semiconductor chip 38.

次に、図17(c)に示すように、例えば、露光量125mJ/cm2でパターン露光及び現像し、導電性ポスト35の上面及び半導体チップ38のパッド38bに達する開口部39aを第1樹脂層39に形成する。このとき、スクライブラインの樹脂も除去する。
現像後、300℃(60分)のポストキュア処理を行って第1樹脂層39を硬化させる。
Next, as shown in FIG. 17C, for example, pattern exposure and development are performed at an exposure amount of 125 mJ / cm 2 , and the opening 39a reaching the upper surface of the conductive post 35 and the pad 38b of the semiconductor chip 38 is formed in the first resin. Layer 39 is formed. At this time, the resin of the scribe line is also removed.
After the development, post-curing treatment at 300 ° C. (60 minutes) is performed to cure the first resin layer 39.

次に、図18(a)に示すように、例えば、デスカム処理を行い、スパッタリングの前処理エッチングを行い、さらにスパッタリングにより第1樹脂層39の開口部39a内を被覆して全面にTiCu膜を成膜してシード層40とする。例えば、膜厚はTiが160nm、Cuが600nmとする。   Next, as shown in FIG. 18A, for example, a descum treatment is performed, a pretreatment etching of sputtering is performed, and the inside of the opening 39a of the first resin layer 39 is further coated by sputtering to form a TiCu film on the entire surface. A seed layer 40 is formed by film formation. For example, the film thickness is 160 nm for Ti and 600 nm for Cu.

次に、図18(b)に示すように、例えば、第1樹脂層39に形成した開口部39aと第1配線の形成領域以外にメッキされるのを防止するために、レジスト塗布及び現像処理を行い、第1樹脂層39に形成した開口部39aと第1配線の形成領域を開口するパターンのレジスト膜41を成膜する。   Next, as shown in FIG. 18B, for example, in order to prevent plating in areas other than the opening 39a formed in the first resin layer 39 and the formation area of the first wiring, resist coating and development processing are performed. Then, a resist film 41 having a pattern that opens the opening 39a formed in the first resin layer 39 and the formation region of the first wiring is formed.

次に、図18(c)に示すように、例えば、レジスト膜41をマスクとし、シード層40を一方の電極とする電解メッキにより銅をメッキして、第1樹脂層39に形成した開口部39aと第1配線の形成領域に銅層42を形成する。   Next, as shown in FIG. 18C, for example, an opening formed in the first resin layer 39 by plating copper by electrolytic plating using the resist film 41 as a mask and the seed layer 40 as one electrode. A copper layer 42 is formed in the formation region 39a and the first wiring.

次に、図19(a)に示すように、例えば、アッシング処理などによりレジスト膜41を除去し、図19(b)に示すように、例えば、銅層42をマスクとしてシード層40をエッチング加工する。
以上で、導電性ポスト35及び半導体チップ38のパッド38bに接続するプラグ部分と一体にして、第1樹脂層39上にシード層40及び銅層42からなる第1配線が形成される。
Next, as shown in FIG. 19A, for example, the resist film 41 is removed by ashing or the like, and as shown in FIG. 19B, for example, the seed layer 40 is etched using the copper layer 42 as a mask. To do.
Thus, the first wiring composed of the seed layer 40 and the copper layer 42 is formed on the first resin layer 39 integrally with the plug portion connected to the conductive post 35 and the pad 38b of the semiconductor chip 38.

次に、図19(c)に示すように、例えば、スピンコート法あるいは印刷法などにより、BCB樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、PBO樹脂などの感光性絶縁材料を供給し、第1配線及び第1樹脂層39を被覆して第2樹脂層43を形成する。例えば、硬化後に50μmの膜厚となるように形成する。
感光性ポリイミド樹脂の場合、例えば以下の条件で成膜する。
スピンコート:700rpm(25秒)+1000rpm(125秒)+1000rpm(10秒)+1500rpm(10秒)
プリベーク:60℃(240秒)+90℃(240秒)+110℃(120秒)
Next, as shown in FIG. 19C, a photosensitive insulating material such as a BCB resin, a polyimide resin, an epoxy resin, or a PBO resin is supplied by, for example, spin coating or printing, and the first wiring and the first wiring The second resin layer 43 is formed by covering the first resin layer 39. For example, it is formed to have a film thickness of 50 μm after curing.
In the case of a photosensitive polyimide resin, for example, the film is formed under the following conditions.
Spin coating: 700 rpm (25 seconds) + 1000 rpm (125 seconds) + 1000 rpm (10 seconds) + 1500 rpm (10 seconds)
Pre-bake: 60 ° C (240 seconds) + 90 ° C (240 seconds) + 110 ° C (120 seconds)

次に、例えば、露光量125mJ/cm2でパターン露光及び現像し、第1配線に達する開口部43aを第2樹脂層43に形成する。このとき、スクライブラインの樹脂も除去する。
現像後、300℃(60分)のポストキュア処理を行って第2樹脂層43を硬化させる。
Next, for example, pattern exposure and development are performed at an exposure amount of 125 mJ / cm 2 , and an opening 43 a reaching the first wiring is formed in the second resin layer 43. At this time, the resin of the scribe line is also removed.
After the development, post-curing treatment at 300 ° C. (60 minutes) is performed to cure the second resin layer 43.

次に、図20(a)に示すように、例えば、第2樹脂層43の開口部43a内において第1配線に接続するように、例えばハンダボールの搭載、あるいはハンダペーストの印刷などにより、バンプ(突起電極)44を形成する。   Next, as shown in FIG. 20 (a), for example, by mounting a solder ball or printing a solder paste so as to be connected to the first wiring in the opening 43a of the second resin layer 43, bumps are formed. A (projection electrode) 44 is formed.

次に、図20(b)に示すように、例えば、シリコン基板30の裏面側からBGRにより所望の薄さまで薄型化し、さらにブレードBによりシリコン基板30をダイシングして薄型個片化する。
以上で図13に示す構成の半導体装置を製造することができる。
Next, as shown in FIG. 20B, for example, the silicon substrate 30 is thinned from the back surface side of the silicon substrate 30 to a desired thickness by BGR, and the silicon substrate 30 is diced by the blade B to be thinly divided into individual pieces.
Thus, the semiconductor device having the structure shown in FIG. 13 can be manufactured.

上記の本実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、SiP形態の半導体装置において、半導体基板と半導体チップの間に、電磁波遮蔽層である電磁波吸収層を形成しており、ノイズ遮蔽層とする。これにより、半導体基板と半導体チップをスタック型として一体化してもチップ間に作用するノイズを抑制することができる。   According to the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment, in the SiP type semiconductor device, the electromagnetic wave absorbing layer which is an electromagnetic wave shielding layer is formed between the semiconductor substrate and the semiconductor chip, and the noise shielding layer and To do. Thereby, even if the semiconductor substrate and the semiconductor chip are integrated as a stack type, noise acting between the chips can be suppressed.

上記の本実施形態に係る半導体装置に内蔵される半導体チップとしては、デジタル、デジタルチップの組み合わせ、アナログ、アナログチップの組み合わせ、デジタル、アナログチップの組み合わせにおいて相互干渉しないスタック型薄型構造が可能である。
また、半導体チップと同じレイヤーに導電性ポストが形成されていることにより、絶縁層に生じる段差が軽減され、段切れを抑制することができ、また、実装基板に実装したときの実装基板との間に生じる応力緩和に寄与する導電性ポストの高さのばらつきを低減して応力緩和機能を確保することができる。
As the semiconductor chip incorporated in the semiconductor device according to the above-described embodiment, a stack type thin structure that does not interfere with each other in the combination of digital, digital chip, analog, combination of analog chip, and combination of digital and analog chip is possible. .
In addition, since the conductive post is formed in the same layer as the semiconductor chip, the step generated in the insulating layer is reduced, the step breakage can be suppressed, and the mounting substrate when mounted on the mounting substrate can be suppressed. It is possible to secure the stress relaxation function by reducing the variation in the height of the conductive posts that contribute to the stress relaxation generated therebetween.

さらに、半導体チップを埋め込むレイヤーに枠状樹脂層36とが形成されているので、半導体チップを埋め込むことに起因する段差がさらに緩和され、段切れを抑制することができ、また、実装基板に実装したときの実装基板との間に生じる応力緩和に寄与する導電性ポストの高さのばらつきを低減して応力緩和機能を確保することができる。   In addition, since the frame-shaped resin layer 36 is formed in the layer in which the semiconductor chip is embedded, the step caused by embedding the semiconductor chip can be further relaxed, and the step disconnection can be suppressed. The stress variation function can be ensured by reducing the variation in the height of the conductive posts contributing to the relaxation of the stress generated between the mounting substrate and the mounting substrate.

上記の本実施形態に係る半導体装置においては、2つの半導体チップをスタックさせる構成であるが、1つは基板そのものであるので、樹脂絶縁層中に埋め込む半導体チップは1つであり、埋め込みチップとして必要な薄型化を行わなければならないのは埋め込む方の1つのチップだけでよい。   The semiconductor device according to the present embodiment has a configuration in which two semiconductor chips are stacked, but since one is a substrate itself, there is one semiconductor chip embedded in the resin insulating layer, and as an embedded chip Only one chip to be embedded needs to be thinned as necessary.

本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、第1及び第2配線などに、インダクタンスやキャパシタなどの受動素子が形成されていてもよい。
実施形態においては、絶縁層中の配線として2層の配線(第1配線及び第2配線)が形成されているが、これに限らない。樹脂の絶縁層の層数も上記のような層数などに限定されない。
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, passive elements such as inductances and capacitors may be formed on the first and second wirings.
In the embodiment, two layers of wiring (first wiring and second wiring) are formed as the wiring in the insulating layer, but the present invention is not limited to this. The number of resin insulation layers is not limited to the number of layers as described above.
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、システムインパッケージ形態の半導体装置に適用できる。   The semiconductor device of the present invention can be applied to a semiconductor device in a system in package form.

本発明の半導体装置の製造方法は、システムインパッケージ形態の半導体装置の製造方法に適用できる。   The semiconductor device manufacturing method of the present invention can be applied to a system-in-package semiconductor device manufacturing method.

図1(a)は本発明の第1実施形態に係る半導体装置の断面図であり、図1(b)はメッシュ状導電層のレイアウトを示す平面図である。FIG. 1A is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a plan view showing a layout of a mesh-like conductive layer. 図2(a)〜(d)は本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。2A to 2D are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. 図3(a)〜(c)は本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。3A to 3C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. 図4(a)〜(c)は本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。4A to 4C are cross-sectional views illustrating the manufacturing steps of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. 図5(a)〜(c)は本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。5A to 5C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. 図6(a)〜(c)は本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。6A to 6C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. 図7(a)〜(c)は本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。FIGS. 7A to 7C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. 図8(a)〜(c)は本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。8A to 8C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. 図9(a)〜(c)は本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。9A to 9C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. 図10は本発明の第2実施形態に係る半導体装置の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. 図11(a)〜(c)は本発明の第2実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。11A to 11C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. 図12(a)〜(c)は本発明の第2実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。12A to 12C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. 図13は本発明の第3実施形態に係る半導体装置の断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. 図14(a)〜(d)は本発明の第3実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。14A to 14D are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. 図15(a)〜(c)は本発明の第3実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。15A to 15C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. 図16(a)は本発明の第3実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す斜視図であり、図16(b)は断面図である。FIG. 16A is a perspective view showing a manufacturing process of a semiconductor device manufacturing method according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 16B is a cross-sectional view. 図17(a)〜(c)は本発明の第3実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。17A to 17C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. 図18(a)〜(c)は本発明の第3実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。18A to 18C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. 図19(a)〜(c)は本発明の第3実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。19A to 19C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. 図20(a)及び(b)は本発明の第3実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。20A and 20B are cross-sectional views illustrating the manufacturing steps of the method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…シリコン基板、11…パッド、12…保護層、13…第1樹脂層、13a…開口部、14…シード層、15…レジスト膜、16…銅層、16m…メッシュ状導電層、17…レジスト膜、18…導電性ポスト、19…半導体チップ、19a…半導体本体部分、19b…パッド、19c…保護層、19d…ダイアタッチフィルム、20…第2樹脂層、20a…開口部、21…シード層、22…レジスト膜、23…銅層、24…レジスト膜、25…導電性ポスト、26…バッファ層、27…バンプ、28…枠状樹脂層、28a…枠状樹脂層用樹脂層、30…シリコン基板、31…パッド、32…保護層、33…シード層、34…レジスト膜、35…導電性ポスト、36…枠状樹脂層、36a…開口部、36b…枠状樹脂層用樹脂層、37…電磁波吸収層、38…半導体チップ、38a…半導体本体部分、38b…パッド、38c…保護層、38d…ダイアタッチフィルム、39…第1樹脂層、39a…開口部、40…シード層、41…レジスト膜、42…銅層、43…第2樹脂層、43a…開口部、44…バンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Silicon substrate, 11 ... Pad, 12 ... Protective layer, 13 ... 1st resin layer, 13a ... Opening part, 14 ... Seed layer, 15 ... Resist film, 16 ... Copper layer, 16m ... Mesh-like conductive layer, 17 ... Resist film, 18 ... conductive post, 19 ... semiconductor chip, 19a ... semiconductor body part, 19b ... pad, 19c ... protective layer, 19d ... die attach film, 20 ... second resin layer, 20a ... opening, 21 ... seed Layer, 22 ... resist film, 23 ... copper layer, 24 ... resist film, 25 ... conductive post, 26 ... buffer layer, 27 ... bump, 28 ... frame-shaped resin layer, 28a ... frame-shaped resin layer resin layer, 30 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Silicon substrate, 31 ... Pad, 32 ... Protective layer, 33 ... Seed layer, 34 ... Resist film, 35 ... Conductive post, 36 ... Frame-shaped resin layer, 36a ... Opening, 36b ... Resin layer for frame-shaped resin layer , 37 ... Electric Wave absorbing layer, 38 ... semiconductor chip, 38a ... semiconductor body portion, 38b ... pad, 38c ... protective layer, 38d ... die attach film, 39 ... first resin layer, 39a ... opening, 40 ... seed layer, 41 ... resist Membrane, 42 ... Copper layer, 43 ... Second resin layer, 43a ... Opening, 44 ... Bump

Claims (20)

半導体を含んでパッケージ化された半導体装置であって、
能動素子が形成された半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された電磁波遮蔽層と、
能動素子が形成され、前記電磁波遮蔽層の上層にマウントされた半導体チップと
を有する半導体装置。
A semiconductor device packaged including a semiconductor,
A semiconductor substrate on which active elements are formed;
An electromagnetic wave shielding layer formed on the semiconductor substrate;
A semiconductor device comprising: a semiconductor chip on which an active element is formed and mounted on an upper layer of the electromagnetic wave shielding layer.
前記電磁波遮蔽層がメッシュ状導電層である
請求項1に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1, wherein the electromagnetic wave shielding layer is a mesh-like conductive layer.
前記半導体基板上に複数の樹脂層が積層して形成された絶縁層と、
前記絶縁層中に形成された配線層と
をさらに有し、
前記半導体チップが、前記配線層に接続して前記絶縁層中に埋め込まれている
請求項1に記載の半導体装置。
An insulating layer formed by laminating a plurality of resin layers on the semiconductor substrate;
A wiring layer formed in the insulating layer;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor chip is connected to the wiring layer and embedded in the insulating layer.
前記メッシュ状導電層が一定電位に固定されて用いられる
請求項2に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 2, wherein the mesh conductive layer is used while being fixed at a constant potential.
前記メッシュ状導電層は、前記半導体基板と前記半導体チップ間に生じるノイズの周波数に応じたサイズの開口部が多数配列して形成されてメッシュ状となっている
請求項2に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 2, wherein the mesh-shaped conductive layer is formed by arranging a large number of openings having a size corresponding to a frequency of noise generated between the semiconductor substrate and the semiconductor chip.
前記メッシュ状導電層の開口部の大きさが30μm□〜150μm□である
請求項2に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 2, wherein the size of the opening of the mesh conductive layer is 30 μm □ to 150 μm □.
前記絶縁層が、前記半導体チップがマウントされたレイヤーにおける前記半導体チップの外周において前記半導体チップから所定の距離を離間して形成された枠状樹脂層を含み、
前記半導体チップが前記枠状樹脂層に嵌入してマウントされている
請求項3に記載の半導体装置。
The insulating layer includes a frame-shaped resin layer formed at a predetermined distance from the semiconductor chip at an outer periphery of the semiconductor chip in a layer on which the semiconductor chip is mounted;
The semiconductor device according to claim 3, wherein the semiconductor chip is mounted by being fitted into the frame-shaped resin layer.
前記メッシュ状導電層が前記半導体基板及び/または前記半導体チップに熱的に接続して熱放散を促進する層となっている
請求項2に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 2, wherein the mesh conductive layer is a layer that is thermally connected to the semiconductor substrate and / or the semiconductor chip to promote heat dissipation.
前記メッシュ状導電層が、複数の導電層の積層体である
請求項2に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 2, wherein the mesh-shaped conductive layer is a stacked body of a plurality of conductive layers.
前記電磁波遮蔽層が電磁波吸収層である
請求項1に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1, wherein the electromagnetic wave shielding layer is an electromagnetic wave absorbing layer.
半導体を含んでパッケージ化された半導体装置の製造方法であって、
能動素子が形成された半導体基板上に、電磁波遮蔽層を形成する工程と、
前記電磁波遮蔽層の上層に、能動素子が形成された半導体チップをマウントする工程と
を有する半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device packaged including a semiconductor,
Forming an electromagnetic wave shielding layer on the semiconductor substrate on which the active element is formed;
Mounting a semiconductor chip on which an active element is formed on an upper layer of the electromagnetic wave shielding layer.
前記電磁波遮蔽層を形成する工程において、メッシュ状導電層を形成し、
前記半導体チップをマウントする工程において、前記メッシュ状導電層の上層に前記半導体チップをマウントする
請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
In the step of forming the electromagnetic wave shielding layer, a mesh-like conductive layer is formed,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein in the step of mounting the semiconductor chip, the semiconductor chip is mounted on an upper layer of the mesh-like conductive layer.
前記半導体基板上に複数の樹脂層が積層して絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層中に配線層を形成する工程と
をさらに有し、
前記半導体チップをマウントする工程において、前記配線層に接続して前記絶縁層中に埋め込まれるように形成する
請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
A step of laminating a plurality of resin layers on the semiconductor substrate to form an insulating layer;
Forming a wiring layer in the insulating layer, and
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein in the step of mounting the semiconductor chip, the semiconductor chip is formed so as to be connected to the wiring layer and embedded in the insulating layer.
前記メッシュ状導電層を形成する工程と、前記半導体チップをマウントする工程において、ウェハ状態の前記半導体基板について、半導体装置形成領域において、前記メッシュ状導電層を形成し、前記半導体チップをマウントする
請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
The step of forming the mesh conductive layer and the step of mounting the semiconductor chip include forming the mesh conductive layer and mounting the semiconductor chip in a semiconductor device formation region of the semiconductor substrate in a wafer state. Item 12. A method for manufacturing a semiconductor device according to Item 11.
前記メッシュ状導電層を形成する工程において、前記半導体基板上に、前記半導体基板と前記半導体チップ間に生じるノイズの周波数に応じたサイズの開口部が多数配列してなるメッシュ状として形成する
請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
The step of forming the mesh-shaped conductive layer is formed on the semiconductor substrate as a mesh formed by arranging a large number of openings having a size corresponding to the frequency of noise generated between the semiconductor substrate and the semiconductor chip. 11. A method for manufacturing a semiconductor device according to 11.
前記メッシュ状導電層を形成する工程において、前記メッシュ状導電層の開口部の大きさを30μm□〜150μm□として形成する
請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein in the step of forming the mesh-shaped conductive layer, the size of the opening of the mesh-shaped conductive layer is formed to be 30 μm □ to 150 μm □.
前記絶縁層を形成する工程において、前記半導体チップがマウントされるレイヤーにおける前記半導体チップの外周において前記半導体チップから所定の距離を離間して枠状樹脂層を形成する工程をさらに有し、
前記半導体チップをマウントする工程においては前記枠状樹脂層に嵌入してマウントする
請求項12に記載の半導体装置の製造方法。
The step of forming the insulating layer further includes the step of forming a frame-shaped resin layer at a predetermined distance from the semiconductor chip at the outer periphery of the semiconductor chip in the layer on which the semiconductor chip is mounted,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein in the step of mounting the semiconductor chip, the semiconductor chip is mounted by being inserted into the frame-shaped resin layer.
前記メッシュ状導電層を形成する工程において、前記半導体基板及び/または前記半導体チップに熱的に接続して熱放散を促進する層として前記メッシュ状導電層を形成する
請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
The semiconductor device according to claim 11, wherein in the step of forming the mesh conductive layer, the mesh conductive layer is formed as a layer that is thermally connected to the semiconductor substrate and / or the semiconductor chip to promote heat dissipation. Manufacturing method.
前記メッシュ状導電層を形成する工程において、前記メッシュ状導電層として複数の導電層を積層させて形成する
請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein in the step of forming the mesh-shaped conductive layer, a plurality of conductive layers are stacked as the mesh-shaped conductive layer.
前記電磁波遮蔽層を形成する工程において、電磁波吸収層を形成し、
前記半導体チップをマウントする工程において、前記電磁波吸収層の上層に前記半導体チップをマウントする
請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
In the step of forming the electromagnetic wave shielding layer, an electromagnetic wave absorbing layer is formed,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein in the step of mounting the semiconductor chip, the semiconductor chip is mounted on an upper layer of the electromagnetic wave absorption layer.
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