JP2009021499A - 積層型半導体装置 - Google Patents
積層型半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009021499A JP2009021499A JP2007184467A JP2007184467A JP2009021499A JP 2009021499 A JP2009021499 A JP 2009021499A JP 2007184467 A JP2007184467 A JP 2007184467A JP 2007184467 A JP2007184467 A JP 2007184467A JP 2009021499 A JP2009021499 A JP 2009021499A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor element
- metal wire
- stacked
- semiconductor device
- electrode pad
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L24/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/065—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L25/0657—Stacked arrangements of devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/04042—Bonding areas specifically adapted for wire connectors, e.g. wirebond pads
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32135—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/32145—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/4501—Shape
- H01L2224/45012—Cross-sectional shape
- H01L2224/45015—Cross-sectional shape being circular
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45147—Copper (Cu) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48095—Kinked
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
- H01L2224/48139—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate with an intermediate bond, e.g. continuous wire daisy chain
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/48145—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/48145—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
- H01L2224/48147—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked with an intermediate bond, e.g. continuous wire daisy chain
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
- H01L2224/48471—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area being a ball bond, i.e. wedge-to-ball, reverse stitch
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48475—Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas, e.g. pre-ball, wedge-on-ball, ball-on-ball
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48475—Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas, e.g. pre-ball, wedge-on-ball, ball-on-ball
- H01L2224/48476—Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas, e.g. pre-ball, wedge-on-ball, ball-on-ball between the wire connector and the bonding area
- H01L2224/48477—Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas, e.g. pre-ball, wedge-on-ball, ball-on-ball between the wire connector and the bonding area being a pre-ball (i.e. a ball formed by capillary bonding)
- H01L2224/48478—Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas, e.g. pre-ball, wedge-on-ball, ball-on-ball between the wire connector and the bonding area being a pre-ball (i.e. a ball formed by capillary bonding) the connecting portion being a wedge bond, i.e. wedge on pre-ball
- H01L2224/48479—Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas, e.g. pre-ball, wedge-on-ball, ball-on-ball between the wire connector and the bonding area being a pre-ball (i.e. a ball formed by capillary bonding) the connecting portion being a wedge bond, i.e. wedge on pre-ball on the semiconductor or solid-state body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48475—Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas, e.g. pre-ball, wedge-on-ball, ball-on-ball
- H01L2224/48499—Material of the auxiliary connecting means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/485—Material
- H01L2224/48505—Material at the bonding interface
- H01L2224/48599—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4912—Layout
- H01L2224/49171—Fan-out arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4912—Layout
- H01L2224/49175—Parallel arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/85009—Pre-treatment of the connector or the bonding area
- H01L2224/85051—Forming additional members, e.g. for "wedge-on-ball", "ball-on-wedge", "ball-on-ball" connections
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/85986—Specific sequence of steps, e.g. repetition of manufacturing steps, time sequence
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
- H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
- H01L2225/06506—Wire or wire-like electrical connections between devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
- H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
- H01L2225/0651—Wire or wire-like electrical connections from device to substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
- H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
- H01L2225/06555—Geometry of the stack, e.g. form of the devices, geometry to facilitate stacking
- H01L2225/06562—Geometry of the stack, e.g. form of the devices, geometry to facilitate stacking at least one device in the stack being rotated or offset
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01006—Carbon [C]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01029—Copper [Cu]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01033—Arsenic [As]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01079—Gold [Au]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01082—Lead [Pb]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/013—Alloys
- H01L2924/014—Solder alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/06—Polymers
- H01L2924/078—Adhesive characteristics other than chemical
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/095—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
- H01L2924/097—Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
- H01L2924/09701—Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/156—Material
- H01L2924/15786—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
- H01L2924/15788—Glasses, e.g. amorphous oxides, nitrides or fluorides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/20—Parameters
- H01L2924/207—Diameter ranges
- H01L2924/20752—Diameter ranges larger or equal to 20 microns less than 30 microns
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
【課題】複数の半導体素子を積層して樹脂封止するにあたって、上段側半導体素子に接続された金属ワイヤの樹脂封止時におけるワイヤ流れを抑制する。
【解決手段】積層型半導体装置1は、回路基板2上に搭載された第1の半導体素子5と、その上に積層された第2の半導体素子10とを具備する。第1および第2の半導体素子5、10の電極パッドは、第1および第2の金属ワイヤ9、14を介して回路基板2の接続パッド4と電気的に接続されている。第2の金属ワイヤ14はその一部が第1の半導体素子5の表面を覆う絶縁性保護膜8と接触するように配置されている。
【選択図】図3
【解決手段】積層型半導体装置1は、回路基板2上に搭載された第1の半導体素子5と、その上に積層された第2の半導体素子10とを具備する。第1および第2の半導体素子5、10の電極パッドは、第1および第2の金属ワイヤ9、14を介して回路基板2の接続パッド4と電気的に接続されている。第2の金属ワイヤ14はその一部が第1の半導体素子5の表面を覆う絶縁性保護膜8と接触するように配置されている。
【選択図】図3
Description
本発明は複数の半導体素子を積層した積層型半導体装置に関する。
半導体装置の小型化や高密度実装化等を実現するために、1つのパッケージ内に複数の半導体素子を積層して封止した積層型半導体装置が実用化されている。積層型半導体装置において、複数の半導体素子は配線基板やリードフレーム等の回路基材上に接着剤層を介して順に積層される。各半導体素子の電極パッドは、回路基材の接続部とボンディングワイヤを介して電気的に接続される。このような積層体を樹脂封止することによって、スタック型マルチチップパッケージ等の積層型半導体装置が構成される。
例えば、半導体メモリ装置は1個もしくは複数個のメモリ素子とコントローラ素子とから構成される。半導体メモリ装置に積層構造を適用する場合、1個もしくは多段に積層されたメモリ素子上に、それより小型のコントローラ素子が積層される。このため、大型のメモリ素子(下段側半導体素子)上に積層された小型のコントローラ素子(上段側半導体素子)に対するボンディング長さが必然的に長くなる。上段側半導体素子に接続されたボンディングワイヤは素子形状が異なるほど長ループ化する傾向にある。さらに、ボンディングワイヤ自体は半導体素子のパッド面積の微小化等に伴って細線化する傾向にある。
複数の半導体素子の積層体を樹脂封止する場合、上段側半導体素子に接続されたボンディングワイヤが偏移(ワイヤ流れ)を起こしやすく、隣接する異電位ワイヤ間の接触によるショート不良等を引起す要因となっている。ワイヤ流れはボンディングワイヤが長ループ化するほど、さらにボンディングワイヤが細線化するほど生じやすくなっている。特に、ワイヤ流れはボンディングワイヤの水平面に平衡に張られた平坦部の偏移よりも、回路基材からの立ち上り部や平坦部との屈曲点が倒れる現象が問題となる。
なお、特許文献1には半導体素子の中央付近に設けられた電極パッドに金属ワイヤを接続するにあたって、半導体素子の電極パッドに金属ワイヤの一端をボール接続した後、金属ワイヤをそれが接続された半導体素子の表面絶縁膜と接触させつつ繰り出し、金属ワイヤの他端を外部端子に圧着して接続することが開示されている。ここでは金属ワイヤが素子端部(角部)と接触することを防止するために、金属ワイヤをそれが接続された素子表面自体に接触させているだけであり、金属ワイヤの樹脂封止時におけるワイヤ流れ、さらには積層型半導体装置における上段側半導体素子に接続された金属ワイヤのワイヤ流れを防止することについては考慮されていない。
特開2005−116915号公報
本発明の目的は、複数の半導体素子を積層して樹脂封止するにあたって、上段側半導体素子に接続された金属ワイヤの樹脂封止時におけるワイヤ流れを抑制することによって、製造歩留りや信頼性等を向上させた積層型半導体装置を提供することにある。
本発明の態様に係る積層型半導体装置は、素子搭載部と接続部とを有する回路基材と、半導体素子本体と、前記半導体素子本体の表面に配置された電極パッドと、前記電極パッドを露出させつつ前記表面を覆う絶縁性保護膜とを有し、前記回路基材の素子搭載部上に搭載された第1の半導体素子と、半導体素子本体と、前記半導体素子本体の表面に配置された電極パッドとを有し、前記第1の半導体素子上に積層された第2の半導体素子と、前記回路基材の前記接続部と前記第1の半導体素子の前記電極パッドとを電気的に接続する第1の金属ワイヤと、前記回路基材の前記接続部と前記第2の半導体素子の前記電極パッドとを電気的に接続する第2の金属ワイヤであって、その一部が前記第1の半導体素子の前記絶縁性保護膜と接触するように配置された第2の金属ワイヤと、前記第1および第2の半導体素子を前記第1および第2の金属ワイヤと共に封止する樹脂封止部とを具備することを特徴としている。
本発明の態様に係る積層型半導体装置によれば、上段側の半導体素子に接続された金属ワイヤの樹脂封止時におけるワイヤ流れを抑制することができる。これによって、隣接する異電位ワイヤ間の接触によるショート不良の発生等が抑制されるため、製造歩留りや信頼性に優れる積層型半導体装置を提供することが可能となる。
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図1は本発明の実施形態による積層型半導体装置の構成を示す平面図、図2はその断面図、図3はその一部を拡大して示す断面図である。これらの図に示す積層型半導体装置1は、素子搭載用の回路基材として回路基板2を有している。回路基板2は半導体素子を搭載することが可能で、かつ表面や内部に設けられた配線網を有するものであればよい。回路基材はリードフレームのような素子搭載部と回路部とを一体化したものであってもよい。
回路基板2を構成する基板には、樹脂基板、セラミックス基板、ガラス基板等の絶縁基板、あるいは半導体基板を適用することができる。回路基板2の具体例としては、ガラス−エポキシ樹脂やBT樹脂(ビスマレイミド・トリアジン樹脂)等を使用したプリント配線基板が挙げられる。回路基板2の下面側には外部接続端子3が設けられている。ここではBGAパッケージに適用する積層型半導体装置1を示しているため、回路基板2の下面に外部接続端子3として半田バンプを設けている。積層型半導体装置1はLGAパッケージ等にも適用可能であり、この場合には外部接続端子3として金属ランドが適用される。
回路基板2の上面には素子搭載部が設けられており、その周囲には外部接続端子3と配線網を介して電気的に接続された接続パッド4が設けられている。接続パッド4はワイヤボンディング時の接続部となる。回路基板2の素子搭載面には第1の半導体素子5が第1の接着層6を介して接着されている。第1の半導体素子5はトランジスタを含む回路が形成された素子本体の表面(上面)に配置された第1の電極パッド7を有している。第1の半導体素子5の上面は第1の電極パッド7を露出させるように設けられた第1の絶縁性保護膜8で覆われている。絶縁性保護膜8にはSiOx膜やSiNx膜等のパッシベーション膜、さらにその上に形成されたポリイミド樹脂層等の絶縁樹脂層が適用される。
第1の電極パッド7はAuワイヤ等の第1の金属ワイヤ9を介して回路基板2の接続パッド4と電気的に接続されている。第1の電極パッド7は、第1の半導体素子5の外形を構成する一辺、具体的には一方の長辺に沿って配列されている。第1の半導体素子5は長辺片側パッド構造を有している。回路基板2の接続パッド4の一部は第1の電極パッド7と対応するように配置されている。第1の金属ワイヤ9は接続パッド4から第1の電極パッド7に向けてワイヤリングされており、第1の金属ワイヤ9の各端部は接続パッド4と第1の電極パッド7に接続されている。
第1の半導体素子5上には第2の半導体素子10が第2の接着層11を介して接着されている。第2の半導体素子10はトランジスタを含む回路が形成された素子本体の表面(上面)に配置された第2の電極パッド12を有している。第2の半導体素子10の上面は第2の電極パッド12を露出させるように設けられた第2の絶縁性保護膜13で覆われている。絶縁性保護膜13にはSiOx膜やSiNx膜等のパッシベーション膜、さらにその上に形成されたポリイミド樹脂層等の絶縁樹脂層が適用される。第2の電極パッド12は第2の半導体素子10の外形を構成する辺のうち、隣接する二辺に沿って配列されている。第2の半導体素子10はL型パッド構造を有している。
第2の電極パッド12はAuワイヤ等の第2の金属ワイヤ14を介して回路基板2の接続パッド4と電気的に接続されている。回路基板2の接続パッド4の一部は第2の電極パッド12と対応するように配置されている。第2の金属ワイヤ14は接続パッド4から第2の電極パッド12に向けてワイヤリングされている。具体的には、第2の金属ワイヤ14の一端は接続パッド4にボール接続されており、他端は第2の電極パッド12上に予め形成された金属バンプ(Auバンプ等)15に接続されている。第2の金属ワイヤ14はリバースボンディングを適用したものであり、第1の金属ワイヤ9も同様である。
第1の半導体素子5の具体例としては、NAND型フラッシュメモリのような半導体メモリ素子が挙げられる。第2の半導体素子10の具体例としては、半導体メモリ素子より小さい外形形状を有するコントローラ素子が挙げられる。第2の半導体素子10はこれに限られるものではなく、コントローラ素子と同様にNAND型フラッシュメモリ等に比べて小形なPSRAM(Pseudo Static RAM)等であってもよい。第1の半導体素子5は1個に限られるものではなく、複数個を積層して配置してもよい。
図4および図5は2個の半導体素子5A、5Bを積層して回路基板2上に配置し、さらにその上に第2の半導体素子10を積層した状態を示している。2個の半導体素子5A、5Bは各電極パッド7A、7Bが露出するように階段状に積層されている。すなわち、2個の半導体素子5A、5Bの短辺を揃え、かつ長辺を電極パッド7Aが露出するようにずらして積層されている。電極パッド7A、7Bは接続パッド4と金属ワイヤ9を介して電気的に接続されている。これら電極パッド7A、7Bの電気特性や信号特性等が等しい場合には、電極パッド7Bに接続された金属ワイヤ9を電極パッド7Aに接続し、この電極パッド7Aを介して接続パッド4と電気的に接続することができる。
そして、回路基板2上に積層された第1および第2の半導体素子5、10を第1および第2の金属ワイヤ9、14と共に、エポキシ樹脂のような封止樹脂で封止して樹脂封止部16を形成することによって、スタック型マルチチップパッケージ構造を有する積層型半導体装置1が構成されている。図1では樹脂封止部16の図示を省略している。図3では外部接続端子3および樹脂封止部16の図示を省略している。後述する図6ないし図8も同様である。積層型半導体装置1は半導体メモリ装置等に適用されるスタック型マルチチップパッケージに限らず、メモリ素子とロジック素子とを組合せたSIP(System in Package)等であってもよい。
ここで、上段側の第2の半導体素子10は下段側の第1の半導体素子4に比べて外形が小さいため、第2の金属ワイヤ14のワイヤ長さは必然的に長くなる。このため、トランスファー成形等を適用した樹脂封止部16を作製した際に、ワイヤ長さが長い第2の金属ワイヤ14は樹脂流で偏移しやすく、これにより隣接する異電位ワイヤ間の接触によるショート不良等が発生するおそれがある。樹脂封止時におけるワイヤ流れは、第2の金属ワイヤ14のワイヤリング方向に沿った第2の半導体素子10の外形辺から第1の半導体素子5の外形辺までの距離Lが3mm以上の場合に生じやすい。さらに、第2の金属ワイヤ14のワイヤ径が25μm以下の場合にもワイヤ流れが生じやすい。
そこで、この実施形態では第2の金属ワイヤ10の一部を第1の半導体素子5の絶縁性保護膜8と接触させている。図3に示す第2の金属ワイヤ14には、まず接続パッド4からの立ち上り部の端部に第1の屈曲部17が設けられている。第1の屈曲部17は第2の金属ワイヤ14の立ち上り部を第2の電極パッド12の方向に向けるものであるが、通常のリバースボンディングより若干大きく屈曲させることによって、第1の半導体素子5の絶縁性保護膜8の方向に向けている。そして、第2の金属ワイヤ14の中間部分に第1の半導体素子5から離れる方向に屈曲させた第2の屈曲部18を設けることによって、第2の金属ワイヤ14の中間部分を絶縁性保護膜8上に着地させている。
絶縁性保護膜8上に着地させた第2の金属ワイヤ14には、さらに第2の電極パッド12との接続部分の近傍に第2の屈曲部18とは反対方向に屈曲させた第3の屈曲部19が設けられている。これによって、第2の金属ワイヤ14の素子側端部を第2の電極パッド12上に設けられた金属バンプ15に接続している。図3では第2の金属ワイヤ14が第1の半導体素子5の外周部側に着地するように第2の屈曲部18を設けているが、第2の屈曲部18は図6に示すように第2の半導体素子10に寄せた位置に設けてもよい。第2の金属ワイヤ14は絶縁性保護膜8上であれば任意の位置に着地させることができる。
さらに、図3や図6では第2の金属ワイヤ14の絶縁性保護膜8に対する着地箇所を1箇所とした状態を示しているが、第2の金属ワイヤ14は絶縁性保護膜8に対して複数箇所で着地させてもよい。図7に示す第2の金属ワイヤ14は、絶縁性保護膜8に対する第1の着地点である第2の屈曲部18の近傍に第3の屈曲部19と第4の屈曲部20を設けている。第3の屈曲部19は第2の屈曲部18とは反対方向(第1の半導体素子5に向かう方向)に屈曲させており、第4の屈曲部20は第3の屈曲部19とは反対方向(第1の半導体素子5から離れる方向)に屈曲させている。
第3および第4の屈曲部19、20は絶縁性保護膜8上に位置している。これらによって、第2の金属ワイヤ14は第4の屈曲部20が絶縁性保護膜8上に着地している。すなわち、第2の金属ワイヤ14は第2の屈曲部18と第4の屈曲部20の2箇所で絶縁性保護膜8上に着地している。そして、第2の電極パッド12との接続部分の近傍に第5の屈曲部21を設けることによって、第2の金属ワイヤ14の素子側端部を第2の電極パッド12上に設けられた金属バンプ15に接続している。
第2の金属ワイヤ14の絶縁性保護膜8に対する接触形状は、屈曲部を絶縁性保護膜8上に着地させた形態に限られるものではない。第2の金属ワイヤ14は図8に示すように、その一部を絶縁性保護膜8上に這わせるようにしてもよい。図8に示す第2の金属ワイヤ14は絶縁性保護膜8上に第2の屈曲部18と第3の屈曲部19が設けられている。第2の屈曲部18と第3の屈曲部19との間の形状は絶縁性保護膜8と平行とされており、これによって第2の金属ワイヤ14の中間部分を絶縁性保護膜8上に這わせている。そして、第2の金属ワイヤ14の素子側端部に第4の屈曲部20を設けることによって、第2の金属ワイヤ14を第2の電極パッド12に接続している。
第2の金属ワイヤ14に対する屈曲部の形成は、ワイヤルーピング時に実施することができる。第2の金属ワイヤ14はリバースボンディンクを適用して接続されるため、まず第2の電極パッド12上に金属バンプ15を形成する。次いで、ボンディングツールに保持された金属ワイヤの先端に金属ボールを形成し、この金属ボールを回路基板2の接続パッド4に対して接続(ボール接続)する。続いて、ボンディングツールから金属ワイヤを繰り出してワイヤリングループを形成しつつ、ボンディングツールを第2の電極パッド12上に形成された金属バンプ15の上方に移動させる。
この際、ボンディングツールの移動方向を制御することによって、金属ワイヤに屈曲部(ワイヤのくせ)を形成する。金属ワイヤには必要に応じた個数の屈曲部が設けられる。例えば、図3に示したワイヤ形状の場合、金属ワイヤに3箇所の屈曲部が形成される。このように、ボンディングツールの動作に基づいて屈曲部を形成した金属ワイヤを、通常のリバースボンディングと同様に、第2の電極パッド12上の金属バンプ15に接続(ステッチ接続)することによって、金属ワイヤの中間部分が屈曲部の形状に基づいて絶縁性保護膜8上に着地する。また、屈曲部の個数や形状によっては、第2の金属ワイヤ14の中間部分を絶縁性保護膜8上に這わせることができる。
リバースボンディングは第2の金属ワイヤ14のループ高さを低くできることに加えて、屈曲部の形成が容易であるという利点がある。すなわち、第2の半導体素子10の電極パッド12にボール接続する通常のボンディング(正ボンディング)を適用した場合、金属ワイヤに屈曲部を形成するためにはボンディングツールをリバース動作させる必要がある。このため、正ボンディングでは屈曲部の形成が難しい。これに対して、リバースボンディングの場合には通常の動作の延長線上で屈曲部を形成することができる。従って、第2の金属ワイヤ14の絶縁性保護膜8に対する接触性を高めることが可能となる。
上述したように、第2の金属ワイヤ14の中間部分を絶縁性保護膜8に接触させる(着地もしくは這わせる)ことによって、トランスファー成形等を適用して樹脂封止部16を作製する際の樹脂流によるワイヤ流れを防止することができる。これは第2の金属ワイヤ14が絶縁性保護膜8と接触していることに加えて、第2の金属ワイヤ14を絶縁性保護膜8に接触させるように屈曲させた形状に基づくものである。すなわち、第2の金属ワイヤ14を絶縁性保護膜8に接触させることでループ高さを低くすることができる。さらに、第2の金属ワイヤ14の屈曲部が多くなることでワイヤ剛性が向上する。これらによって、樹脂封止時におけるワイヤ流れを防止することが可能となる。
さらに、第2の金属ワイヤ14は第2の電極パッド12からの距離が長くなる立ち上り部が樹脂流で転倒しやすい。このような点に対して、第2の金属ワイヤ14を絶縁性保護膜8と接触させることで、立ち上り部および第1の屈曲部17から支点となる位置(ここでは絶縁性保護膜8に対する接触部分)までの距離が短くなるため、第2の金属ワイヤ14の立ち上り部の転倒を抑制することができる。第2の金属ワイヤ14の絶縁性保護膜8との接触によるワイヤ流れの抑制効果は、特にワイヤリング方向に沿った第2の半導体素子10の外形辺から第1の半導体素子5の外形辺までの距離Lが3mm以上で、かつ第2の金属ワイヤ14のワイヤ径が25μm以下の場合に有効である。
そして、第2の金属ワイヤ14のワイヤ流れを防ぐことによって、異電位ワイヤ間の接触によるショート不良の発生等を抑制することができる。従って、積層型半導体装置1の製造歩留りや信頼性を高めることが可能となる。さらに、封止樹脂を選定する際にワイヤ流れの防止を考慮する必要がなくなるため、他の不具合(例えば充填性や反り等)に特化した樹脂を選定することができ、これによって積層型半導体装置1の製造歩留りをさらに高めることができる。このように、この実施形態によれば信頼性に優れる積層型半導体装置1を高歩留りで提供することが可能となる。
なお、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、複数の半導体素子を積層して回路基材上に搭載すると共に、各半導体素子の接続にワイヤボンディングを適用した各種の積層型半導体装置に適用することができる。そのような積層型半導体装置も本発明に含まれるものである。また、本発明の実施形態は本発明の技術的思想の範囲内で拡張もしくは変更することができ、この拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれるものである。
1…積層型半導体装置、2…回路基板、3…外部接続端子、4…接続パッド、5…第1の半導体素子、7…第1の電極パッド、8,13…絶縁性保護膜、9…第1の金属ワイヤ、10…第2の半導体素子、12…第2の電極パッド、14…第2の金属ワイヤ、15…金属バンプ、16…樹脂封止部、17,18,19,20,21…屈曲部。
Claims (5)
- 素子搭載部と接続部とを有する回路基材と、
半導体素子本体と、前記半導体素子本体の表面に配置された電極パッドと、前記電極パッドを露出させつつ前記表面を覆う絶縁性保護膜とを有し、前記回路基材の素子搭載部上に搭載された第1の半導体素子と、
半導体素子本体と、前記半導体素子本体の表面に配置された電極パッドとを有し、前記第1の半導体素子上に積層された第2の半導体素子と、
前記回路基材の前記接続部と前記第1の半導体素子の前記電極パッドとを電気的に接続する第1の金属ワイヤと、
前記回路基材の前記接続部と前記第2の半導体素子の前記電極パッドとを電気的に接続する第2の金属ワイヤであって、その一部が前記第1の半導体素子の前記絶縁性保護膜と接触するように配置された第2の金属ワイヤと、
前記第1および第2の半導体素子を前記第1および第2の金属ワイヤと共に封止する樹脂封止部と
を具備することを特徴とする積層型半導体装置。 - 請求項1記載の積層型半導体装置において、
前記第2の金属ワイヤはその中間部分を1箇所または複数箇所で前記絶縁性保護膜上に着地させているか、もしくは前記絶縁性保護膜上に這わせていることを特徴とする積層型半導体装置。 - 請求項1または請求項2記載の積層型半導体装置において、
前記第2の金属ワイヤの一端は前記回路基材の前記接続部にボール接続されており、かつ他端は前記第1の半導体素子の前記電極パッド上に形成された金属バンプに接続されていることを特徴とする積層型半導体装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の積層型半導体装置において、
前記第2の金属ワイヤは、前記接続部からの立ち上り部の端部に設けられた第1の屈曲部と、前記絶縁性保護膜との接触部分の近傍に設けられ、前記第1の半導体素子から離れる方向に屈曲させた第2の屈曲部と、前記第2の電極パッドとの接続部分の近傍に設けられ、第2の屈曲部とは反対方向に屈曲させた第3の屈曲部とを有することを特徴とする積層型半導体装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の積層型半導体装置において、
前記第2の半導体素子は前記第1の半導体素子より小さい外形を有し、かつ積層時における前記第2の半導体素子の外形辺から前記第1の半導体素子の外形辺までの距離が3mm以上であることを特徴とする積層型半導体装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007184467A JP2009021499A (ja) | 2007-07-13 | 2007-07-13 | 積層型半導体装置 |
US12/170,062 US7968993B2 (en) | 2007-07-13 | 2008-07-09 | Stacked semiconductor device and semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007184467A JP2009021499A (ja) | 2007-07-13 | 2007-07-13 | 積層型半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009021499A true JP2009021499A (ja) | 2009-01-29 |
Family
ID=40252414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007184467A Pending JP2009021499A (ja) | 2007-07-13 | 2007-07-13 | 積層型半導体装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7968993B2 (ja) |
JP (1) | JP2009021499A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010021449A (ja) * | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
US8912653B2 (en) * | 2010-12-30 | 2014-12-16 | Stmicroelectronics Pte Ltd. | Plasma treatment on semiconductor wafers |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000307057A (ja) * | 1999-02-17 | 2000-11-02 | Sharp Corp | 半導体装置、およびその製造方法 |
JP2002026239A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-01-25 | Hitachi Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2002299494A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2003068782A (ja) * | 2001-08-27 | 2003-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置及びワイヤボンディング装置 |
JP2005116916A (ja) * | 2003-10-10 | 2005-04-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2005116915A (ja) * | 2003-10-10 | 2005-04-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置 |
JP2008205320A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5847445A (en) * | 1996-11-04 | 1998-12-08 | Micron Technology, Inc. | Die assemblies using suspended bond wires, carrier substrates and dice having wire suspension structures, and methods of fabricating same |
JP3741184B2 (ja) | 1998-07-27 | 2006-02-01 | 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 | 半導体装置 |
US6683385B2 (en) * | 2002-04-23 | 2004-01-27 | Ultratera Corporation | Low profile stack semiconductor package |
KR20040087501A (ko) | 2003-04-08 | 2004-10-14 | 삼성전자주식회사 | 센터 패드 반도체 칩의 패키지 및 그 제조방법 |
JP3880572B2 (ja) * | 2003-10-31 | 2007-02-14 | 沖電気工業株式会社 | 半導体チップ及び半導体装置 |
JP4836110B2 (ja) * | 2004-12-01 | 2011-12-14 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | マルチチップモジュール |
US7675153B2 (en) * | 2005-02-02 | 2010-03-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device having semiconductor chips stacked and mounted thereon and manufacturing method thereof |
KR100690922B1 (ko) * | 2005-08-26 | 2007-03-09 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자 패키지 |
KR100714310B1 (ko) * | 2006-02-23 | 2007-05-02 | 삼성전자주식회사 | 변압기 또는 안테나를 구비하는 반도체 패키지들 |
JP2008078367A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Renesas Technology Corp | 半導体装置 |
-
2007
- 2007-07-13 JP JP2007184467A patent/JP2009021499A/ja active Pending
-
2008
- 2008-07-09 US US12/170,062 patent/US7968993B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000307057A (ja) * | 1999-02-17 | 2000-11-02 | Sharp Corp | 半導体装置、およびその製造方法 |
JP2002026239A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-01-25 | Hitachi Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2002299494A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2003068782A (ja) * | 2001-08-27 | 2003-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置及びワイヤボンディング装置 |
JP2005116916A (ja) * | 2003-10-10 | 2005-04-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2005116915A (ja) * | 2003-10-10 | 2005-04-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置 |
JP2008205320A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20090014894A1 (en) | 2009-01-15 |
US7968993B2 (en) | 2011-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI408785B (zh) | 半導體封裝結構 | |
JP2009044110A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
TWI481001B (zh) | 晶片封裝結構及其製造方法 | |
JP5843803B2 (ja) | 半導体装置とその製造方法 | |
US8008765B2 (en) | Semiconductor package having adhesive layer and method of manufacturing the same | |
US20130114323A1 (en) | Semiconductor device and data storage apparatus | |
US11869829B2 (en) | Semiconductor device with through-mold via | |
JP5965413B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP4496241B2 (ja) | 半導体素子とそれを用いた半導体パッケージ | |
TW200807682A (en) | Semiconductor package and method for manufacturing the same | |
JP2007214238A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP4602223B2 (ja) | 半導体装置とそれを用いた半導体パッケージ | |
JP2009021499A (ja) | 積層型半導体装置 | |
US10008441B2 (en) | Semiconductor package | |
JP2010087403A (ja) | 半導体装置 | |
US9318354B2 (en) | Semiconductor package and fabrication method thereof | |
US8723334B2 (en) | Semiconductor device including semiconductor package | |
JP2013201218A (ja) | 半導体装置とそれを用いた半導体モジュール | |
JP2005252074A (ja) | 半導体装置及び電子装置 | |
JP4361828B2 (ja) | 樹脂封止型半導体装置 | |
TWM534895U (zh) | 多層晶片封裝結構 | |
JP2009016738A (ja) | 半導体装置 | |
KR100631997B1 (ko) | 스택 칩 패키지 | |
JP2006086150A (ja) | 半導体装置 | |
US8026615B2 (en) | IC package reducing wiring layers on substrate and its carrier |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090806 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120207 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120605 |