JP2009027067A - Manufacturing method of semiconductor device, and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法および半導体装置に係り、特に、メモリ基板に複数のメモリチップを積層実装してなるメモリーカードに好適に利用できる半導体装置の製造方法および半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device that can be suitably used for a memory card in which a plurality of memory chips are stacked and mounted on a memory substrate.
図15は従来の半導体装置101の一例を示している。従来の半導体装置101は、図15に示すように、半導体装置101の筐体102の内部に配設された配線板103の上面103aに1個または複数個の半導体チップ104が積層されており、配線板103または半導体チップ104に形成された接続電極107または接続端子108をワイヤ106を用いたワイヤボンディングにより相互に接続して形成されていた(特許文献1を参照)。
FIG. 15 shows an example of a
しかしながら、接続電極107または接続端子108をワイヤボンディングより接続していたため、ワイヤボンディングに必要なスペース分だけ実装面積および実装体積が大きくなってしまい、半導体装置101の小型化が困難であるという問題があった。
However, since the
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、半導体装置を小型化することができる半導体装置の製造方法および半導体装置を提供することを本発明の目的としている。 Therefore, the present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device capable of downsizing the semiconductor device.
前述した目的を達成するため、本発明の半導体装置の製造方法は、その第1の態様として、上面に接続電極が形成された配線板の上面に第1の半導体チップを接続電極が露出するように積層する工程aと、半導体チップを2個以上積層させる場合においては第(n−1)の接続端子が上面に形成された第(n−1)の半導体チップ(n:2から半導体チップの積層合計枚数Nまでの間の任意の正の整数)の上面に第nの半導体チップを第(n−1)の接続端子が露出するように積層させる1の積層工程をnが2からNまで順に行なう工程bと、第nの半導体チップの上面に形成された第nの接続端子を含むすべての接続端子および接続電極を接続させる薄膜配線と同形状のスリットが形成されたマスクを用いて配線板の上方から導電材料をスパッタまたは蒸着することにより薄膜配線を形成する工程cとを備えていることを特徴としている。 In order to achieve the above-described object, as a first aspect of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first semiconductor chip is exposed on the upper surface of the wiring board on which the connection electrode is formed. And when stacking two or more semiconductor chips, the (n-1) th semiconductor chip (n: 2 to n) is formed with the (n-1) th connection terminal formed on the upper surface. 1 is a stacking process in which the nth semiconductor chip is stacked on the upper surface of any positive integer between N and the total number of stacked layers N so that the (n−1) th connection terminal is exposed. Wiring using step b, which is performed in order, and a mask in which slits having the same shape as the thin film wiring for connecting all the connection terminals including the nth connection terminals and the connection electrodes formed on the upper surface of the nth semiconductor chip are formed Remove conductive material from above the plate. Tsu it is characterized in that a step c for forming a thin film wiring by data or evaporation.
本発明の第1の態様の半導体装置の製造方法によれば、接続電極および全ての接続端子を接続する配線の接続としてワイヤボンディングの代わりに薄膜配線の形成を行なっているので、ワイヤボンディングに必要なスペース分だけ実装スペースを小さくすることができる。 According to the manufacturing method of the semiconductor device of the first aspect of the present invention, the thin film wiring is formed instead of the wire bonding as the connection of the wiring for connecting the connection electrode and all the connection terminals. As a result, the mounting space can be reduced by an appropriate amount of space.
本発明の第2の態様の半導体装置の製造方法は、第1の態様の半導体装置の製造方法において、配線板および半導体チップは、接着層を介して隣位する配線板または他の半導体チップに接着されており、接着層は、第(n−1)の半導体チップもしくは配線板の上面から第nの半導体チップもしくは第1の半導体チップの上面の端部までの間において配線板の上方に面する方向に傾斜させた側面を有していることを特徴としている。 The method for manufacturing a semiconductor device according to a second aspect of the present invention is the method for manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, wherein the wiring board and the semiconductor chip are connected to an adjacent wiring board or other semiconductor chip via an adhesive layer. The adhesive layer is bonded to the upper surface of the wiring board between the upper surface of the (n-1) th semiconductor chip or wiring board and the end of the upper surface of the nth semiconductor chip or first semiconductor chip. It is characterized by having a side surface that is inclined in the direction of the movement.
本発明の第2の態様の半導体装置の製造方法によれば、接着層の側面を傾斜させているので、配線板の上面および半導体チップの上面に薄膜配線を形成する際に接着層の側面にも同時に薄膜配線を形成することができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of the second aspect of the present invention, since the side surface of the adhesive layer is inclined, the thin film wiring is formed on the side surface of the adhesive layer when the thin film wiring is formed on the upper surface of the wiring board and the upper surface of the semiconductor chip. At the same time, a thin film wiring can be formed.
本発明の第3の態様の半導体装置の製造方法は、第2の態様の半導体装置の製造方法において、すべての半導体チップは、それらをそれぞれ同一方向にずらして直線階段状に積層されており、接続電極およびすべての接続端子は、半導体チップの積層により生じた直線階段領域において直線上に配置されていることを特徴としている。 A method for manufacturing a semiconductor device according to a third aspect of the present invention is the method for manufacturing a semiconductor device according to the second aspect, wherein all the semiconductor chips are stacked in a linear staircase pattern by shifting them in the same direction. The connection electrodes and all the connection terminals are arranged on a straight line in a linear staircase region generated by stacking semiconductor chips.
本発明の第3の態様の半導体装置の製造方法によれば、半導体チップを同一方向以外の方向にそれぞれ積層するよりも、半導体チップの積層スペースを小さくすることができる。また、薄膜配線が直線状に形成されているので、薄膜配線の長さが最短になり、薄膜配線の電気的な損失を最小限に抑えることができる。 According to the semiconductor device manufacturing method of the third aspect of the present invention, the semiconductor chip stacking space can be made smaller than stacking the semiconductor chips in directions other than the same direction. In addition, since the thin film wiring is formed in a straight line, the length of the thin film wiring is minimized, and the electrical loss of the thin film wiring can be minimized.
本発明の第4の態様の半導体装置の製造方法は、第2または第3の態様の半導体装置の製造方法において、マスクは、最下層に積層された配線板から最上層に積層された第Nの半導体チップまでの間において配線板の上面、接着層の側面、第1の半導体チップの上面、接着層の側面、・・・、接着層の側面、第Nの半導体チップの上面の順に階段状に形成される薄膜配線の形成領域と同様の形状に形成された階段部にスリットを有していることを特徴としている。 The method for manufacturing a semiconductor device according to a fourth aspect of the present invention is the method for manufacturing a semiconductor device according to the second or third aspect, wherein the mask is an Nth layer stacked on the uppermost layer from a wiring board stacked on the lowermost layer. Steps in the order of the upper surface of the wiring board, the side surface of the adhesive layer, the upper surface of the first semiconductor chip, the side surface of the adhesive layer,..., The side surface of the adhesive layer, and the upper surface of the Nth semiconductor chip. The step portion formed in the same shape as the formation region of the thin film wiring formed in FIG.
本発明の第4の態様の半導体装置の製造方法によれば、薄膜配線の形成領域とマスクとのギャップが一定になるので、階段部のない平板状のマスクを用いて薄膜配線を形成した場合と比較して、形成精度の高い薄膜配線を形成することができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of the fourth aspect of the present invention, since the gap between the thin film wiring forming region and the mask is constant, the thin film wiring is formed using a flat mask without a stepped portion. Compared with, thin film wiring with higher formation accuracy can be formed.
本発明の第5の態様の半導体装置の製造方法は、第3の態様の半導体装置の製造方法において、マスクは、最下層に積層された配線板から最上層に積層された第Nの半導体チップまでの間においてすべての半導体チップをそれぞれずらして積層させることにより半導体チップの全体に生じた傾斜と同程度の傾きをもって形成された傾斜部にスリットを有していることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device according to the third aspect of the method for manufacturing a semiconductor device, wherein the mask is an Nth semiconductor chip stacked on the uppermost layer from a wiring board stacked on the lowermost layer. In the meantime, all the semiconductor chips are stacked while being shifted from each other, and the slit is formed in the inclined portion formed with the same inclination as the inclination generated in the entire semiconductor chip.
本発明の第5の態様の半導体装置の製造方法によれば、薄膜配線の形成領域とマスクとのギャップが狭くなるので、傾斜部のない平板状のマスクを用いて薄膜配線を形成した場合と比較して、形成精度の高い薄膜配線を形成することができる。 According to the semiconductor device manufacturing method of the fifth aspect of the present invention, since the gap between the thin film wiring forming region and the mask is narrowed, the thin film wiring is formed using a flat mask without an inclined portion. In comparison, a thin film wiring with high formation accuracy can be formed.
また、本発明の半導体装置は、その第1の態様として、接続電極が上面に形成されている配線板と、配線板の上面に接続電極が露出するように積層されている第1の半導体チップと、半導体チップを2個以上積層させる場合においては第(n−1)の接続端子が上面に形成された第(n−1)の半導体チップ(n:2から半導体チップの積層合計枚数Nまでの間の任意の正の整数)の上面に第(n−1)の接続端子が露出するように積層されている第nの半導体チップと、配線板と第1の半導体チップとの間および第(n−1)の半導体チップと第nの半導体チップとの間にそれぞれ介在しているとともに、第(n−1)の半導体チップもしくは配線板の上面から第nの半導体チップもしくは第1の半導体チップの上面の端部までの間において配線板の上方に面する方向に傾斜させた側面を有している接着層と、導電材料をスパッタまたは蒸着することにより配線板の上面、接着層の側面、第1の半導体チップの上面、接着層の側面、・・・、接着層の側面、第Nの半導体チップの上面の順に連続して形成されており、第nの半導体チップの上面に形成された第nの接続端子を含むすべての接続端子および接続電極に接続している薄膜配線とを備えていることを特徴としている。 The semiconductor device according to the present invention includes, as a first aspect, a wiring board having connection electrodes formed on the upper surface, and a first semiconductor chip laminated so that the connection electrodes are exposed on the upper surface of the wiring board. In the case where two or more semiconductor chips are stacked, from the (n−1) th semiconductor chip (n: 2 to the total number N of stacked semiconductor chips) having the (n−1) th connection terminal formed on the upper surface. Between the wiring board and the first semiconductor chip, and between the first semiconductor chip and the nth semiconductor chip stacked so that the (n-1) th connection terminal is exposed on the upper surface of any positive integer between The nth semiconductor chip or the first semiconductor is interposed between the (n-1) semiconductor chip and the nth semiconductor chip, and from the upper surface of the (n-1) th semiconductor chip or the wiring board. Between the top edge of the chip An adhesive layer having a side surface inclined in a direction facing the upper side of the wiring board, and an upper surface of the wiring board, a side surface of the adhesive layer, an upper surface of the first semiconductor chip, and adhesion by sputtering or vapor-depositing a conductive material The side surfaces of the layers,..., The side surfaces of the adhesive layer, and the upper surface of the Nth semiconductor chip are sequentially formed, and all the layers including the nth connection terminals formed on the upper surface of the nth semiconductor chip are formed. And a thin film wiring connected to the connection terminal and the connection electrode.
本発明の第1の態様の半導体装置によれば、接続電極および全ての接続端子を接続する配線の接続としてワイヤボンディングの代わりに薄膜配線の形成を行なっているので、ワイヤボンディングに必要なスペース分だけ実装スペースを小さくすることができる。また、接着層の側面を傾斜させているので、配線板の上面および半導体チップの上面に薄膜配線を形成する際に接着層の側面も同時に薄膜配線を形成することができる。 According to the semiconductor device of the first aspect of the present invention, since the thin film wiring is formed instead of the wire bonding as the connection of the wiring for connecting the connection electrode and all the connection terminals, the space necessary for the wire bonding is obtained. Only the mounting space can be reduced. Further, since the side surface of the adhesive layer is inclined, the thin film wiring can be formed simultaneously on the side surface of the adhesive layer when the thin film wiring is formed on the upper surface of the wiring board and the upper surface of the semiconductor chip.
本発明の第2の態様の半導体装置は、第1の態様の半導体装置において、すべての半導体チップは、それらをそれぞれ同一方向にずらして直線階段状に積層されており、接続電極およびすべての接続端子は、半導体チップの積層により生じた直線階段領域において直線上に配置されていることを特徴としている。 A semiconductor device according to a second aspect of the present invention is the semiconductor device according to the first aspect, wherein all the semiconductor chips are stacked in a linear step shape by shifting them in the same direction. The terminals are arranged on a straight line in a linear staircase region generated by stacking semiconductor chips.
本発明の第2の態様の半導体装置によれば、半導体チップを同一方向以外の方向にそれぞれ積層するよりも、半導体チップの積層スペースを小さくすることができる。また、薄膜配線が直線状に形成されているので、薄膜配線の長さが最短になり、薄膜配線の電気的な損失を最小限に抑えることができる。 According to the semiconductor device of the second aspect of the present invention, the stacking space of the semiconductor chips can be made smaller than stacking the semiconductor chips in directions other than the same direction. In addition, since the thin film wiring is formed in a straight line, the length of the thin film wiring is minimized, and the electrical loss of the thin film wiring can be minimized.
本発明の半導体装置の製造方法および半導体装置によれば、ワイヤボンディングに必要なスペースを除外した分だけ半導体装置の実装面積および実装体積を小さくすることができるので、半導体装置を小型化することができるという効果を奏する。 According to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, the mounting area and the mounting volume of the semiconductor device can be reduced by the amount excluding the space necessary for wire bonding. There is an effect that can be done.
以下、図1から図14を用いて、本発明の半導体装置およびその製造方法をその一実施形態により説明する。 Hereinafter, a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1および図2は、本実施形態の半導体装置1を示している。本実施形態の半導体装置1は、図1および図2に示すように、樹脂製の筐体2の内部に、配線板3、半導体チップ4、接着層5および薄膜配線6を備えている。
1 and 2 show a
配線板3は、外部回路(図示せず)との接続に用いる外部電極9と、半導体チップ4に接続する接続電極7とを有している。この配線板3は矩形状に形成されている。外部電極9は配線板3の端辺3b付近であってその下面3cに接続されている。接続電極7は配線板3の端辺3b付近であってその上面3aに接続されている。配線板3の上面3aには半導体チップ4が積層される。
The
半導体チップ4は配線板3の上面3aにおいてその高さ方向に3個積層されている。これらの半導体チップ4としては、配線板3よりも小さな矩形状に形成されたベアチップが用いられており、その上面4aの端辺4b周辺に矩形状の接続端子8が形成されている。本実施形態において、これら3個の半導体チップ4を積層下方から順に第1の半導体チップ41、第2の半導体チップ42および第3の半導体チップ43と称し、それらの接続端子8を積層下方から順に第1の接続端子81、第2の接続端子82および第3の接続端子83と称する。
Three
ただし、本発明の半導体装置1において半導体チップ4の積層可能な個数は3個に限られず、1個から任意の積層合計枚数Nまでを選択することができる。その際は、積層下方からn番目の半導体チップ4を第nの半導体チップと称し、その上面に形成される接続端子8を第nの接続端子と称する。なお、nは2から積層合計枚数Nまでの間の任意の正の整数である。
However, the number of
第1の半導体チップ41は、配線板3の上面3aに接続電極7が露出するように積層されている。同様にして、第2の半導体チップ42は第1の半導体チップ41の上面41aに第1の接続端子81が露出するように積層されており、第3の半導体チップ43は第2の半導体チップ42の上面42aに第2の接続端子82が露出するように積層されている。
The
本実施形態の半導体チップ4の積層パターンは、同一形状の半導体チップ4を同一方向(図1および図2の右方)にずらして直線階段状に積層されたパターンになっている。そして、接続電極7およびすべての接続端子8は、半導体チップ4の積層により生じた直線階段領域において仮想の直線上に配置されている。ただし、半導体チップ4の積層パターンは接続電極7および接続端子8が露出するような積層パターンであればよいので、図1および図2に示すような同一方向にずらしたパターン以外の積層パターンであっても良い。
The stacked pattern of the
例えば、図3および図4に示すように、3個の半導体チップ4を大、中、小の3つの大きさに形成して、大きい半導体チップ4から順に半導体チップ4を配線板3に積層させても良い。それらの半導体チップ4の上面4aは半導体装置1の右方および左方の両方(図3および図4を参照)において露出しているため、それらに形成される接続端子8を半導体装置1の右方および左方の両方に配置しても良い。
For example, as shown in FIGS. 3 and 4, three
また、例えば、図5に示すように、半導体チップ4の長手方向を互い違いに積層させても良い。この場合、半導体チップ4の上面4aのどの部分が露出するかは積層パターンにより異なるので、これらの半導体チップ4を積層させたときにそれらの上面4aのうちの露出する部分に接続端子8を形成する。
Further, for example, as shown in FIG. 5, the longitudinal directions of the
接着層5は、図1および図2に示すように、配線板3と第1の半導体チップ41との間、第1の半導体チップ41と第2の半導体チップ42との間および第2の半導体チップ42と第3の半導体チップ43との間にそれぞれ介在している。この接着層5は、フェノール硬化型樹脂などの液体樹脂を用いて形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、この接着層5は、配線板3の上方に面する方向に傾斜させた側面5aを有している。例えば、配線板3と第1の半導体チップ41との間に介在する接着層5の側面5aは、配線板3の上面3aから第1の半導体チップ41の上面41aの端辺(端部)41bまでの間において傾斜している。
The
同様に、第1の半導体チップ41と第2の半導体チップ42との間に介在する接着層5の側面5aは第1の半導体チップ41の上面41aから第2の半導体チップ42の上面42aの端辺(端部)42bまでの間において傾斜しており、第2の半導体チップ42と第3の半導体チップ43との間に介在する接着層5の側面5aは第2の半導体チップ42の上面42aから第3の半導体チップ43の上面43aの端辺(端部)43bまでの間において傾斜している。
Similarly, the
薄膜配線6は、すべての接続端子8および接続電極7に接続している。この薄膜配線6は薄膜形成法を用いて形成される。例えば、本実施形態の薄膜配線6は、導電材料をスパッタまたは蒸着することにより形成されている。また、本実施形態のすべての接続端子8および接続電極7は、図1および図2に示すように、半導体チップ4の積層により生じた直線階段領域において直線上に配置されている。言い換えると、この薄膜配線6は、配線板3の上面3a、接着層5の側面5a、第1の半導体チップ41の上面41a、接着層5の側面5a、第2の半導体チップ42の上面42a、接着層5の側面5a、第3の半導体チップ43の上面43aの順に連続して直線状に形成されている。
The
次に、図6から図10を用いて、本実施形態の半導体装置1の製造方法を説明する。
Next, a method for manufacturing the
本実施形態の半導体装置1は、図6、図7および図8に示す順に、3つの工程を経て製造される。
The
工程aにおいては、図6に示すように、配線板3の上面3aに第1の半導体チップ41を積層する。後の工程において配線板3の上面3aに形成された接続電極7と第1の半導体チップ41の上面41aに形成された接続端子81とを薄膜配線6により接続させるため、接続電極7が露出するように第1の半導体チップ41を配線板3の上面3aに積層する。
In step a, as shown in FIG. 6, the
配線板3および半導体チップ4は、接着層5を介して接着されている。この接着層5は、前述した液体樹脂を用いて、配線板3の上面3aから第1の半導体チップ41の上面41aの端辺41bまで傾斜した側面5aを有するように塗布形成されている。接着層5の側面5aは粘度の高い液体樹脂を用いて表面張力を利用して形成しても良いし、長方形状の接着層5を形成した後に側面5aを研磨して傾斜させても良い。また、接着層5の側面5aは平滑であることが好ましいが、上方または下方に湾曲しても良い。
The
工程bにおいては、図7に示すように、第1の半導体チップ41の上面41aに第2の半導体チップ42を積層させる。また、第2の半導体チップ42の上面42aには第3の半導体チップ43を積層させる。いずれの積層においても、第1の半導体チップ41の上面41aに形成された第1の接続端子81および第2の半導体チップ42の上面42aに形成された第2の接続端子82が露出するように第2の半導体チップ42および第3の半導体チップ43を積層させる。また、工程aと同様、第1の半導体チップ41と第2の半導体チップ42との間および第2の半導体チップ42と第3の半導体チップ43との間に前述した傾斜の側面5aを有する接着層5を塗布する。
In step b, as shown in FIG. 7, the
ここで、本実施形態の3個の半導体チップ4は、図7に示すように、それらをそれぞれ同一方向(図7の右方)にずらして直線階段状に積層されていることが好ましい。また、接続電極7およびすべての接続端子8は、半導体チップ4の積層により生じた直線階段領域、すなわち配線板3の上面3aの左端および半導体チップ4の上面4aの左端においてそれらが直線上に配置されていることが好ましい。
Here, as shown in FIG. 7, it is preferable that the three
なお、本実施形態の半導体装置1は半導体チップ4を3個積層させているために工程bを行なうが、仮に1個の半導体チップ4のみを配線板3の上面3aに積層させる場合は工程bを行なう必要はない。また、本実施形態と同様に半導体チップ4を2個以上積層させる場合においては、図示はしないが、第(n−1)の半導体チップの上面に第nの半導体チップを積層させる積層工程をnが2から積層合計枚数Nまで順に行なう。その際、前述と同様、接続電極7およびすべての接続端子8(第1の接続端子81から第(n−1)の接続端子までの接続端子8)を露出させるように半導体チップ4を積層させる。なお、第nの半導体チップに形成された第nの接続端子8はその上方に半導体チップ4が積層されないので露出した状態になっている。
The
工程cにおいては、図8に示すように、スリット11が形成されたマスク10を用いて、配線板3の上方から導電材料をスパッタすることにより薄膜配線6を形成する。スパッタの代わりに蒸着により薄膜配線6を形成しても良い。本実施形態の薄膜配線6は図2に示すように直線状(正確には直線階段状)に形成される。そのため、マスク10のスリット11は、薄膜配線6を配線板3の上方から見た形状と同形状の直線状に形成されている。
In step c, as shown in FIG. 8, the
ここで、本実施形態のマスク10は、図9に示すように、薄膜配線6の対向位置に形成された階段部12にスリット11を有していることが好ましい。また、この階段部12の形状としては、最下層に積層された配線板3から最上層に積層された第3の半導体チップ43までの間において配線板3の上面3a、接着層5の側面5a、第1の半導体チップ41の上面41a、接着層5の側面5a、第2の半導体チップ42の上面42a、接着層5の側面5a、第3の半導体チップ43の上面3aの順に階段状に形成される薄膜配線6の形成領域と同様の形状に形成されていることが好ましい。
Here, as shown in FIG. 9, the
薄膜配線6の形成領域の具体例としては、図1および図2に示すような直線階段状の形成領域であったり、図3および図4に示すような左右に分かれて形成された直線階段状の形成領域であったり、図5に示すようなジグザグ階段状の形成領域などが挙げられる。本実施形態の工程aおよび工程bにおいては、図7に示すように、半導体チップ4を同一方向にずらして積層させているので、薄膜配線6の形成領域は直線階段状になる。
As a specific example of the formation region of the
本実施形態の半導体チップ4の積層パターンのように半導体チップ4を同一方向にずらして積層させる場合、図7に示すように、半導体チップ4の全体に生じた傾斜が一定の角度になりやすい。そこで、本実施形態のマスク10においては、図10に示すように、スリット11が薄膜配線6の対向位置に形成された傾斜部13に形成されていてもよい。この傾斜部13は、最下層に積層された配線板3から最上層に積層された第3の半導体チップ43までの間において半導体チップ4の全体に生じた傾斜と同程度の傾きをもって形成されていることが好ましい。
When the
次に、図1から図14を用いて、本実施形態の半導体装置1およびその製造方法の作用を説明する。
Next, the operation of the
本実施形態の半導体装置1においては、図1および図2に示すように、配線板3の接続電極7および半導体チップ4の接続端子8が露出するように配線板3および3個の半導体チップ4が積層されている。ここで、従来においては、接続電極7および全ての接続端子8が図15に示すようなワイヤボンディングにより接続されていたが、本実施形態の半導体装置1においては、図1および図2に示すように、これらの接続電極7および接続端子8が薄膜配線6により接続されている。そのため、ワイヤボンディングに必要なスペース分だけ実装スペースを小さくすることができる。
In the
また、3個の半導体チップ4は、図1および図2に示すように、それらをそれぞれ同一方向(図1および図2においては右方)にずらして階段状に積層されている。そのため、図3および図4または図5に示すような半導体チップ4を同一方向にずらして積層する積層パターン以外の積層パターンでそれぞれ積層するよりも、半導体チップ4の積層スペースを小さくすることができる。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the three
また、半導体チップ4を同一方向にずらして積層すると、半導体チップ4をずらした方向と反対の方向(図1および図2においては左方)に図1および図2に示すような直線階段領域が形成される。この直線階段領域に接続電極7および接続端子8を直線上に配置することにより、接続電極7および接続端子8を接続する薄膜配線6が直線状(正確には直線階段状)に形成されているので、薄膜配線6の長さが最短になり、薄膜配線6の電気的な損失を最小限に抑えることができる。
When the
また、本実施形態の半導体装置1は、図6、図7および図8の順に示すように、工程a、工程bおよび工程cを経て製造される。工程aおよび工程bにおいては、配線板3および半導体チップ4が接着層5を介して隣位する配線板3または他の半導体チップ4に接着されている。
In addition, the
仮に、図11に示すように、接着層5を矩形状にしてその側面5aの法線を積層方向と直交するように形成したとする。その場合、図12に示すように、配線板3の上方からスパッタが行なわれるため、スパッタ方向と対向する配線板3の上面3aおよび半導体チップ4の上面4aにのみスパッタ粒子20が付着し、スパッタ方向と対向していない接着層5の側面5aおよび半導体チップ4の側面4cにはスパッタ粒子20がほとんど付着しないことになる。つまり、薄膜配線6が部分的に形成されることになる。そのため、接着層5の側面5aおよび半導体チップ4の側面4cにスパッタ粒子20を付着させる場合、図13に示すように、接着層5の側面5aおよび半導体チップ4の側面4cがスパッタ方向と対向する位置になるまで積層された配線板3および半導体チップ4を傾けなければならない。
As shown in FIG. 11, it is assumed that the
そこで、本実施形態の接着層5は、図7に示すように、配線板3の上方に面して傾斜させた所定の側面5aを有している。また、この側面5aは、下層の半導体チップ(例えば第1の半導体チップ41)4の上面4aからその上層の半導体チップ(例えば第2の半導体チップ42)4の上面4aの端部までの間、および配線板3の上面3aから第1の半導体チップ41の上面41aの端部まで間に形成されている。そのため、配線板3の上面3aおよび半導体チップ4の上面4aに薄膜配線6を形成する際、積層された配線板3および半導体チップ4を傾けなくても接着層5の側面5aに薄膜配線6を同時に形成することができる。
Therefore, as shown in FIG. 7, the
本実施形態の半導体装置1の製造方法においては、前述した薄膜配線6の形成手法だけでなく、薄膜配線6の形成精度も向上させている。本実施形態の半導体装置1においては、図1に示すように、その高さ方向に3個の半導体チップ4が積層されている。そのため、図8に示すような平板状のマスク10を使用すると、マスク10から半導体チップ4、接着層5または配線板3までの距離が局所的に異なってしまう。すると、スパッタ粒子20は垂直方向だけでなく斜め方向にも進行するため、図8および図14に示すように、マスク10に近い部分の薄膜配線6は所定の厚さおよび幅と同等に形成されるのに対し、マスク10から遠い部分の薄膜配線6が所定の厚さよりも薄く、かつ所定の幅よりも広くなってしまう。そして、半導体チップ4の積層合計枚数Nが多くなればなるほど、薄膜配線6の形成精度が劣化しやすくなる。
In the method for manufacturing the
そこで、本実施形態のマスク10においては、図9に示すように、階段状に形成された薄膜配線6の形成領域と同様の形状に形成された階段部12が形成されており、その階段部12にスリット11が形成されている。つまり、配線板3および半導体チップ4の積層形状にあわせてマスク10の形状を決めることにより、薄膜配線6の形成領域とマスク10とのギャップを一定にすることができる。そのため、図8に示すような階段部12のない平板状のマスク10を用いて薄膜配線6を形成した場合と比較して、形成精度の高い薄膜配線6を形成することができる。
Therefore, in the
ただし、小さな半導体チップ4の積層形状にあわせてマスク10に階段部12を形成するには加工精度上困難な場合もある。そこで、本実施形態のマスク10に図9に示すような階段部12を形成せず、図10に示すような傾斜部13を形成しても良い。この傾斜部13は、半導体チップ4をそれぞれずらして積層させることにより半導体チップ4の全体に生じた傾斜と同程度の傾きをもって形成されている。そのため、薄膜配線6の形成領域とマスク10とのギャップは一定にはならないが、薄膜配線6の形成精度を高く維持することができる程度にまで薄膜配線6の形成領域とマスク10とのギャップを狭くすることができる。そのため、図8に示すような傾斜部13のない平板状のマスク10を用いて薄膜配線6を形成した場合と比較して、形成精度の高い薄膜配線6を形成することができる。
However, it may be difficult to form the stepped
すなわち、本実施形態の半導体装置1の製造方法および半導体装置1によれば、ワイヤボンディングに必要なスペースを除外した分だけ半導体装置1の実装面積および実装体積を小さくすることができるので、半導体装置1を小型化することができるという作用を生じる。
That is, according to the manufacturing method of the
なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above etc., A various change is possible as needed.
1 半導体装置
3 配線板
4、41、42、43 半導体チップ
4a、41a、42a、43a (半導体チップの)上面
4b、41b、42b、43b (半導体チップの上面の)端辺
5 接着層
5a (接着層の)側面
6 薄膜配線
7 接続電極
8、81、82、83 接続端子
10 マスク
11 スリット
12 階段部
13 傾斜部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記半導体チップを2個以上積層させる場合においては第(n−1)の接続端子が上面に形成された第(n−1)の半導体チップ(n:2から前記半導体チップの積層合計枚数Nまでの間の任意の正の整数)の前記上面に第nの半導体チップを前記第(n−1)の接続端子が露出するように積層させる1の積層工程をnが2からNまで順に行なう工程bと、
前記第nの半導体チップの上面に形成された第nの接続端子を含むすべての前記接続端子および前記接続電極を接続させる薄膜配線と同形状のスリットが形成されたマスクを用いて前記配線板の上方から導電材料をスパッタまたは蒸着することにより前記薄膜配線を形成する工程cと
を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 A step a of laminating the first semiconductor chip on the upper surface of the wiring board on which the connection electrode is formed so that the connection electrode is exposed;
When two or more semiconductor chips are stacked, from the (n-1) th semiconductor chip (n: 2 to the total number N of stacked semiconductor chips) having the (n-1) th connection terminal formed on the upper surface. Step 1 in which n is stacked in order from 2 to N in order to stack the nth semiconductor chip so that the (n−1) th connection terminal is exposed on the upper surface of any positive integer between b,
Using all the connection terminals including the nth connection terminal formed on the upper surface of the nth semiconductor chip and a mask in which a slit having the same shape as the thin film wiring for connecting the connection electrode is formed, the wiring board is formed. And a step c of forming the thin film wiring by sputtering or vapor-depositing a conductive material from above.
前記接着層は、前記第(n−1)の半導体チップもしくは前記配線板の上面から前記第nの半導体チップもしくは前記第1の半導体チップの上面の端部までの間において前記配線板の上方に面する方向に傾斜させた側面を有している
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 The wiring board and the semiconductor chip are bonded to the adjacent wiring board or other semiconductor chip via an adhesive layer,
The adhesive layer is located above the wiring board between an upper surface of the (n-1) th semiconductor chip or the wiring board and an end portion of the upper surface of the nth semiconductor chip or the first semiconductor chip. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a side surface inclined in a facing direction.
前記接続電極およびすべての前記接続端子は、前記半導体チップの積層により生じた直線階段領域において直線上に配置されている
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。 All the semiconductor chips are stacked in a linear staircase, shifting them in the same direction,
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the connection electrodes and all the connection terminals are arranged on a straight line in a linear staircase region generated by stacking the semiconductor chips.
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の半導体装置の製造方法。 The mask includes an upper surface of the wiring board, a side surface of the adhesive layer, an upper surface of the first semiconductor chip between the wiring board stacked in the lowermost layer and the Nth semiconductor chip stacked in the uppermost layer. The slit in the step portion formed in the same shape as the formation region of the thin film wiring formed stepwise in the order of the side surface of the adhesive layer, the side surface of the adhesive layer, and the upper surface of the Nth semiconductor chip. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein:
ことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。 The mask is generated in the entire semiconductor chip by shifting and laminating all the semiconductor chips between the wiring board laminated in the lowermost layer and the Nth semiconductor chip laminated in the uppermost layer. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the slit is provided in an inclined portion formed with an inclination similar to the inclination.
前記配線板の上面に前記接続電極が露出するように積層されている第1の半導体チップと、
前記半導体チップを2個以上積層させる場合においては第(n−1)の接続端子が上面に形成された第(n−1)の半導体チップ(n:2から前記半導体チップの積層合計枚数Nまでの間の任意の正の整数)の前記上面に前記第(n−1)の接続端子が露出するように積層されている第nの半導体チップと、
前記配線板と前記第1の半導体チップとの間および前記第(n−1)の半導体チップと前記第nの半導体チップとの間にそれぞれ介在しているとともに、前記第(n−1)の半導体チップもしくは前記配線板の上面から前記第nの半導体チップもしくは前記第1の半導体チップの上面の端部までの間において前記配線板の上方に面する方向に傾斜させた側面を有している接着層と、
導電材料をスパッタまたは蒸着することにより前記配線板の上面、前記接着層の側面、前記第1の半導体チップの上面、前記接着層の側面、・・・、前記接着層の側面、前記第Nの半導体チップの上面の順に連続して形成されており、前記第nの半導体チップの上面に形成された第nの接続端子を含むすべての前記接続端子および前記接続電極に接続している薄膜配線と
を備えていることを特徴とする半導体装置。 A wiring board having connection electrodes formed on the upper surface;
A first semiconductor chip laminated on the upper surface of the wiring board so that the connection electrodes are exposed;
When two or more semiconductor chips are stacked, from the (n-1) th semiconductor chip (n: 2 to the total number N of stacked semiconductor chips) having the (n-1) th connection terminal formed on the upper surface. An n-th semiconductor chip laminated so that the (n-1) -th connection terminal is exposed on the upper surface of any positive integer between
Between the wiring board and the first semiconductor chip and between the (n-1) th semiconductor chip and the nth semiconductor chip, the (n-1) th semiconductor chip is interposed. A side surface that is inclined in a direction facing upward of the wiring board from the upper surface of the semiconductor chip or the wiring board to an end portion of the upper surface of the nth semiconductor chip or the first semiconductor chip. An adhesive layer;
By sputtering or vapor-depositing a conductive material, the upper surface of the wiring board, the side surface of the adhesive layer, the upper surface of the first semiconductor chip, the side surface of the adhesive layer,..., The side surface of the adhesive layer, the Nth All the connection terminals including the nth connection terminal formed on the upper surface of the nth semiconductor chip and the thin film wiring connected to the connection electrode, which are continuously formed in the order of the upper surface of the semiconductor chip; A semiconductor device comprising:
前記接続電極およびすべての前記接続端子は、前記半導体チップの積層により生じた直線階段領域において直線上に配置されている
ことを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。 All the semiconductor chips are stacked in a linear staircase, shifting them in the same direction,
The semiconductor device according to claim 6, wherein the connection electrode and all the connection terminals are arranged on a straight line in a linear staircase region generated by stacking the semiconductor chips.
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