JP2009088052A - Semiconductor element and semiconductor device - Google Patents

Semiconductor element and semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2009088052A
JP2009088052A JP2007253065A JP2007253065A JP2009088052A JP 2009088052 A JP2009088052 A JP 2009088052A JP 2007253065 A JP2007253065 A JP 2007253065A JP 2007253065 A JP2007253065 A JP 2007253065A JP 2009088052 A JP2009088052 A JP 2009088052A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor element
semiconductor
electrode
wiring
surface side
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
Application number
JP2007253065A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Nishimoto
忠司 西本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Semiconductor Ltd
Original Assignee
Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Semiconductor Ltd filed Critical Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority to JP2007253065A priority Critical patent/JP2009088052A/en
Publication of JP2009088052A publication Critical patent/JP2009088052A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1306Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor element which operates stably against voltage variation. <P>SOLUTION: Multilayered wiring 12 is formed on a semiconductor substrate 2 where a MOS transistor 4 is formed, and an electrode electrically connected to power supply wiring in the multilayered wiring 12 is formed extending from the side of a surface of the semiconductor substrate 2 where the multilayered wiring 12 is formed to the side of its reverse surface. When capacity becomes necessary to suppress an influence of the voltage variation, the reverse surface side of the semiconductor substrate 2 is subjected to back grind processing to expose the electrode 15, and a capacitance element such as a decoupling capacitor is connected thereto. Consequently, sufficient capacity can be secured without making the semiconductor element 1 large-sized even after the semiconductor element 1 is formed, and the semiconductor element 1 is enabled to stably operate. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体素子および半導体装置に関し、特に、回路動作の安定化を図るための容量を備えた半導体素子および半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor element and a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor element and a semiconductor device provided with a capacitor for stabilizing circuit operation.

半導体素子は、その高密度化・大規模化に伴い、その動作電圧の低下や消費電力の増加が進み、実装した回路基板、例えばパッケージ基板上における電源電圧の降下や電源ノイズが発生しやすい状況にある。そのため、半導体素子内部やパッケージ基板に容量を付加し、電源ノイズ等による影響を抑えて、その回路動作の安定化が図られている。   With the increase in density and scale of semiconductor devices, the operating voltage and power consumption increase, and the power supply voltage drop and power supply noise on the mounted circuit board, such as the package board, are likely to occur. It is in. Therefore, the circuit operation is stabilized by adding a capacitance to the inside of the semiconductor element or the package substrate and suppressing the influence of power supply noise or the like.

図28は半導体素子内部に容量を付加した形態の一例の説明図、図29はパッケージ基板に容量を付加した形態の一例の説明図である。
まず、図28に示す半導体素子200は、p型の半導体基板201のSTI(Shallow Trench Isolation)202で画定された素子領域に、nチャネル型MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ(nMOSトランジスタ)220およびpチャネル型MOSトランジスタ(pMOSトランジスタ)230が形成されている。nMOSトランジスタ220およびpMOSトランジスタ230はそれぞれ、p型,n型のウェル221,231、n型,p型のソース・ドレイン領域222,232、ゲート絶縁膜223,233、ゲート電極224,234およびサイドウォール225,235を備えている。ソース・ドレイン領域222,232およびゲート電極224,234は、層間絶縁膜203内においてプラグ204a〜204fを介して所定の配線205a〜205fに接続されている。
FIG. 28 is an explanatory diagram of an example of a form in which a capacitor is added inside the semiconductor element, and FIG. 29 is an explanatory diagram of an example of a form in which a capacitor is added to the package substrate.
First, a semiconductor element 200 shown in FIG. 28 has an n-channel MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor (nMOS transistor) 220 and a p-type semiconductor element in an element region defined by an STI (Shallow Trench Isolation) 202 of a p-type semiconductor substrate 201. A channel type MOS transistor (pMOS transistor) 230 is formed. The nMOS transistor 220 and the pMOS transistor 230 include p-type and n-type wells 221 and 231, n-type and p-type source / drain regions 222 and 232, gate insulating films 223 and 233, gate electrodes 224 and 234, and sidewalls, respectively. 225, 235. The source / drain regions 222 and 232 and the gate electrodes 224 and 234 are connected to predetermined wirings 205 a to 205 f through plugs 204 a to 204 f in the interlayer insulating film 203.

ここでは、このようなnMOSトランジスタ220およびpMOSトランジスタ230が形成されているのと同一の半導体基板201内にn型の不純物拡散領域206を設け、その上に部分的に絶縁膜207および電極208を順に積層し、その電極208と、絶縁膜207で覆われていない不純物拡散領域206の部分とにそれぞれ、プラグ209a,209bを介して配線210a,210bを接続し、容量セル211を構成している。   Here, an n-type impurity diffusion region 206 is provided in the same semiconductor substrate 201 where the nMOS transistor 220 and the pMOS transistor 230 are formed, and an insulating film 207 and an electrode 208 are partially formed thereon. The capacitor cells 211 are formed by sequentially stacking the electrodes 208 and connecting the wirings 210a and 210b to the portions of the impurity diffusion regions 206 not covered with the insulating film 207 via plugs 209a and 209b, respectively. .

また、図29に示す半導体装置300は、半導体素子310がバンプ311を用いてパッケージ基板320にフリップチップ実装されており、その実装面と反対側の面には外部接続用のバンプ321が取り付けられ、その半導体素子310の実装面側には外付けのデカップリングコンデンサ330が搭載されて構成されている。   In the semiconductor device 300 shown in FIG. 29, the semiconductor element 310 is flip-chip mounted on the package substrate 320 using the bump 311, and the bump 321 for external connection is attached to the surface opposite to the mounting surface. An external decoupling capacitor 330 is mounted on the mounting surface side of the semiconductor element 310.

なお、半導体装置の形態としては、様々なものが知られており、例えば、配線を設けた回路基板に半導体素子をフリップチップ実装した後、その実装面側を絶縁膜で被覆して平坦化し、その絶縁膜領域にその回路基板の所定配線に達するプラグを形成して、外部との電気的接続を可能にしたもの等も提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2005−109419号公報
Various forms of semiconductor devices are known.For example, after a semiconductor element is flip-chip mounted on a circuit board provided with wiring, the mounting surface side is covered with an insulating film and planarized, There has been proposed a plug in which a plug reaching a predetermined wiring of the circuit board is formed in the insulating film region to enable electrical connection with the outside (see, for example, Patent Document 1).
JP 2005-109419 A

しかし、上記のように回路動作の安定化を目的として半導体素子内部やパッケージ基板に容量を付加する場合、以下のような問題点があった。
例えば、半導体素子内部に容量セルを形成しようとする場合には、その半導体素子に必要な動作を実現するためのトランジスタ等が形成されない空き領域に容量セルを形成しなければならない。しかしながら、小型化・高集積化が進む中で、容量セルを形成できる空き領域の面積は限られてきており、容量セル数には限界がある。容量セルを増やすために、半導体素子の大型化が必要になる場合もある。
However, when a capacitor is added to the inside of the semiconductor element or the package substrate for the purpose of stabilizing the circuit operation as described above, there are the following problems.
For example, when a capacitor cell is to be formed inside a semiconductor element, the capacitor cell must be formed in an empty region where a transistor or the like for realizing an operation necessary for the semiconductor element is not formed. However, with the progress of miniaturization and high integration, the area of the empty area where the capacity cells can be formed is limited, and the number of capacity cells is limited. In order to increase the capacity cell, it is sometimes necessary to increase the size of the semiconductor element.

また、半導体装置のパッケージ基板にデカップリングコンデンサを搭載する場合には、半導体素子とデカップリングコンデンサとの間を繋ぐパッケージ基板内の配線経路が長くなり、パッケージ基板のインダクタンス(等価直列インダクタンス(ESL))の影響により、半導体素子の動作に不具合が生じる場合がある。すなわち、パッケージ基板のインダクタンスが大きいと、半導体素子が急激な動作により瞬間的に電流(電荷)を消費した場合に、デカップリングコンデンサがその消費された分の電荷を半導体素子に供給することができなくなる。   Further, when a decoupling capacitor is mounted on a package substrate of a semiconductor device, the wiring path in the package substrate that connects between the semiconductor element and the decoupling capacitor becomes long, and the inductance (equivalent series inductance (ESL)) of the package substrate becomes long. ) May cause problems in the operation of the semiconductor element. That is, when the inductance of the package substrate is large, when the semiconductor element instantaneously consumes current (charge) due to abrupt operation, the decoupling capacitor can supply the consumed charge to the semiconductor element. Disappear.

図30は半導体素子内部の電圧波形の一例を示す図である。
上記のような電荷供給不足が起こると、図30に実線で示すように、半導体素子に電源電圧降下が発生し、さらに、その影響で半導体装置内における半導体素子への電流供給やデカップリングコンデンサの充放電が不安定となって、半導体素子内で電源電圧の共振も併発してしまうようになる。
FIG. 30 is a diagram illustrating an example of a voltage waveform inside the semiconductor element.
When the shortage of charge supply as described above occurs, as shown by a solid line in FIG. 30, a power supply voltage drop occurs in the semiconductor element. Further, due to the influence, current supply to the semiconductor element in the semiconductor device and the decoupling capacitor Charge / discharge becomes unstable, and resonance of the power supply voltage also occurs in the semiconductor element.

このようなパッケージ基板のインダクタンスの影響は、パッケージ基板に搭載するデカップリングコンデンサの容量を変更することで、図30に点線で示すように、ある程度は抑制することができる。しかし、そのインダクタンスの大きさによっては、そのような電圧降下や共振現象を回避することができない場合がある。また、目的の動作電圧の値に対する電圧降下や共振現象による電圧の変動幅は、性能や信頼性の面からさらなる向上が期待される。   Such an influence of the inductance of the package substrate can be suppressed to some extent as shown by a dotted line in FIG. 30 by changing the capacitance of the decoupling capacitor mounted on the package substrate. However, depending on the magnitude of the inductance, such a voltage drop or resonance phenomenon may not be avoided. Further, the voltage drop due to the target operating voltage value and the voltage fluctuation range due to the resonance phenomenon are expected to be further improved in terms of performance and reliability.

このような問題に対しては、パッケージ基板の設計を見直し、デカップリングコンデンサの搭載位置や搭載個数を変更して対応することも考えられている。
図31および図32はデカップリングコンデンサの搭載例を示す図である。
It is also considered to deal with such problems by reviewing the design of the package substrate and changing the mounting position and number of decoupling capacitors.
31 and 32 are diagrams showing an example of mounting a decoupling capacitor.

例えば、図31に示すように、半導体素子410をパッケージ基板420に実装した半導体装置400において、半導体素子410の実装面とは反対側で、かつ半導体素子410の真下に、デカップリングコンデンサ430を搭載する。これにより、半導体素子410とデカップリングコンデンサ430との間の配線経路が短くなり、パッケージ基板420のインダクタンスの影響を抑えることができる。しかし、このような構成に適用可能なパッケージ基板420の作製に技術的・コスト的な課題が残っているのが現状である。   For example, as shown in FIG. 31, in a semiconductor device 400 in which a semiconductor element 410 is mounted on a package substrate 420, a decoupling capacitor 430 is mounted on the side opposite to the mounting surface of the semiconductor element 410 and directly below the semiconductor element 410. To do. Thereby, the wiring path between the semiconductor element 410 and the decoupling capacitor 430 is shortened, and the influence of the inductance of the package substrate 420 can be suppressed. However, at present, technical and cost problems remain in the production of the package substrate 420 applicable to such a configuration.

また、図32に示す半導体装置500のように、パッケージ基板520上の半導体素子510の周囲に複数のデカップリングコンデンサ530を分散配置して、図中点線および矢印で示したように電荷を分散させるようにすることによっても、それらの並列効果を利用してそのインダクタンスを低減することができる。しかし、パッケージ基板520の配線構造によっては、インダクタンスが劇的に減少せずに大幅な改善が見られない場合もある。   Further, as in the semiconductor device 500 shown in FIG. 32, a plurality of decoupling capacitors 530 are distributed around the semiconductor element 510 on the package substrate 520 to disperse the charges as indicated by dotted lines and arrows in the figure. By doing so, the inductance can be reduced by utilizing the parallel effect. However, depending on the wiring structure of the package substrate 520, there is a case where the inductance is not drastically reduced and no significant improvement is observed.

このように、半導体素子内部に容量セルを形成する方法では、その容量の増加に限界があり、また、パッケージ基板にデカップリングコンデンサを搭載する方法では、パッケージ基板のインダクタンスの影響により、実装されている半導体素子の電圧降下や共振現象を必ずしも抑えきれない。特に、低電圧化、大電力化、大規模化、高周波数化が進む近年の半導体装置にあっては、それらの方法を用いても、半導体装置内で急激な電圧変動が生じた場合に、それに搭載される半導体素子を安定して動作させることが困難な状況になってきている。   As described above, in the method of forming a capacity cell inside the semiconductor element, there is a limit to the increase in the capacity, and in the method of mounting a decoupling capacitor on the package substrate, it is mounted due to the influence of the inductance of the package substrate. It is not always possible to suppress the voltage drop and resonance phenomenon of the semiconductor device. In particular, in recent semiconductor devices in which low voltage, high power, large scale, and high frequency are advanced, even if those methods are used, when a sudden voltage fluctuation occurs in the semiconductor device, It has become difficult to stably operate a semiconductor element mounted on the semiconductor element.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、電圧変動に対しても安定して動作させることのできる半導体素子および半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a semiconductor element and a semiconductor device that can be stably operated against voltage fluctuations.

本発明では、上記課題を解決するために、一方の主面側にトランジスタが形成された半導体基板と、前記一方の主面側に設けられ、前記トランジスタに電気的に接続された配線を備えた配線層と、前記配線に電気的に接続され、前記半導体基板に前記一方の主面側から他方の主面側に向かって延在配置された電極と、を有することを特徴とする半導体素子が提供される。   In order to solve the above problems, the present invention includes a semiconductor substrate having a transistor formed on one main surface side, and a wiring provided on the one main surface side and electrically connected to the transistor. A semiconductor element comprising: a wiring layer; and an electrode that is electrically connected to the wiring and is disposed on the semiconductor substrate so as to extend from the one main surface side toward the other main surface side. Provided.

このような半導体素子によれば、半導体基板の一方の主面側に形成された配線層内の配線に電気的に接続された電極が、半導体基板の一方の主面側から他方の主面側に向かって配置される。この電極を用いれば、半導体素子の半導体基板の他方の主面側にデカップリングコンデンサ等の容量素子を接続することが可能になる。   According to such a semiconductor element, the electrode electrically connected to the wiring in the wiring layer formed on one main surface side of the semiconductor substrate is connected from one main surface side to the other main surface side of the semiconductor substrate. It is arranged toward. If this electrode is used, a capacitive element such as a decoupling capacitor can be connected to the other main surface side of the semiconductor substrate of the semiconductor element.

また、本発明では、上記課題を解決するために、一方の主面側にトランジスタが形成された半導体基板と、前記一方の主面側に設けられ、前記トランジスタに電気的に接続された配線を備えた配線層と、前記配線に電気的に接続され、前記半導体基板に前記一方の主面側から他方の主面側に向かって延在配置された電極と、を有する半導体素子と、前記半導体素子が前記配線層側に設けられた端子を用いて実装された回路基板と、を有することを特徴とする半導体装置が提供される。   In the present invention, in order to solve the above-described problem, a semiconductor substrate having a transistor formed on one main surface side and a wiring provided on the one main surface side and electrically connected to the transistor are provided. A semiconductor element comprising: a wiring layer provided; and an electrode electrically connected to the wiring and disposed on the semiconductor substrate so as to extend from the one main surface side toward the other main surface side, and the semiconductor There is provided a semiconductor device comprising: a circuit board on which an element is mounted using a terminal provided on the wiring layer side.

このような半導体装置によれば、半導体素子の半導体基板の他方の主面側にデカップリングコンデンサ等の容量素子を接続することが可能になる。   According to such a semiconductor device, it becomes possible to connect a capacitive element such as a decoupling capacitor to the other main surface side of the semiconductor substrate of the semiconductor element.

本発明では、半導体基板の一方の主面側に形成された配線層内の配線に電気的に接続された電極を、半導体基板に一方の主面側から他方の主面側に向かって配置する構成にした。これにより、電極を用いて半導体基板の他方の主面側にデカップリングコンデンサ等の容量素子を接続することができ、半導体素子を大型化することなく、半導体素子の形成後であっても充分な容量を確保することが可能になる。したがって、電圧変動に対しても安定して動作する半導体素子、およびそのような半導体素子を実装した半導体装置が実現可能になる。   In the present invention, the electrode electrically connected to the wiring in the wiring layer formed on one main surface side of the semiconductor substrate is arranged on the semiconductor substrate from the one main surface side toward the other main surface side. Made the configuration. As a result, a capacitive element such as a decoupling capacitor can be connected to the other main surface side of the semiconductor substrate using the electrode, which is sufficient even after the formation of the semiconductor element without increasing the size of the semiconductor element. Capacity can be secured. Therefore, it is possible to realize a semiconductor element that stably operates against voltage fluctuations and a semiconductor device mounted with such a semiconductor element.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
まず、半導体素子の構成原理について説明する。
図1は半導体素子の構成原理の説明図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the configuration principle of the semiconductor element will be described.
FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration principle of a semiconductor element.

半導体素子1は、シリコン基板等の半導体基板2に形成されたSTI3によって画定された素子領域に、所定チャネル型のMOSトランジスタ4が形成されている。MOSトランジスタ4は、その素子領域に形成された所定導電型のウェル5、半導体基板2上にゲート絶縁膜6を介して形成されたゲート電極7、そのゲート電極7の側壁に形成されたサイドウォール8、およびゲート電極7の両側の半導体基板2内に形成されたソース領域9aおよびドレイン領域9bを備えている。   In the semiconductor element 1, a predetermined channel type MOS transistor 4 is formed in an element region defined by an STI 3 formed on a semiconductor substrate 2 such as a silicon substrate. The MOS transistor 4 includes a well 5 of a predetermined conductivity type formed in its element region, a gate electrode 7 formed on the semiconductor substrate 2 via a gate insulating film 6, and a side wall formed on the side wall of the gate electrode 7. 8 and a source region 9 a and a drain region 9 b formed in the semiconductor substrate 2 on both sides of the gate electrode 7.

このようなMOSトランジスタ4が形成された半導体基板2上には、複数層にそれぞれ所定のパターンで形成された配線10、および所定の配線10の間を接続するプラグ11を備える多層配線12が積層されている。   On the semiconductor substrate 2 on which such a MOS transistor 4 is formed, a multilayer wiring 12 including a wiring 10 formed in a predetermined pattern in a plurality of layers and a plug 11 for connecting the predetermined wiring 10 is laminated. Has been.

これらの配線10およびプラグ11のうちの一部は、MOSトランジスタ4のソース領域9aに電気的に接続され、この半導体素子1に電流(電荷)を供給するために表面側に設けられた電源端子13(VDD/GND)とそのソース領域9aとを電気的に接続するように形成されている。また、配線10およびプラグ11のうちの別の一部は、MOSトランジスタ4のドレイン領域9bに電気的に接続され、この半導体素子1の信号を外部に出力するために表面側に設けられた信号端子14とそのドレイン領域9bとを電気的に接続するように形成されている。半導体素子1は、これらの電源端子13および信号端子14が形成されている表面側をパッケージ基板等の回路基板(図示せず。)に対向させ、フリップチップ実装することが可能になっている。   A part of the wiring 10 and the plug 11 is electrically connected to the source region 9a of the MOS transistor 4, and a power supply terminal provided on the surface side for supplying current (charge) to the semiconductor element 1 13 (VDD / GND) and its source region 9a are electrically connected. Another part of the wiring 10 and the plug 11 is electrically connected to the drain region 9b of the MOS transistor 4, and a signal provided on the surface side for outputting the signal of the semiconductor element 1 to the outside. The terminal 14 and the drain region 9b are formed so as to be electrically connected. The semiconductor element 1 can be flip-chip mounted with the surface side on which the power supply terminals 13 and the signal terminals 14 are formed facing a circuit board (not shown) such as a package board.

さらに、この半導体素子1は、電源端子13に電気的に接続されている多層配線12内の配線10およびプラグ11(電源配線)に電気的に接続されるように形成された電極15を備えている。この電極15は、MOSトランジスタ4が形成されている半導体基板2の多層配線12の形成面側から、その半導体基板2の裏面側へと延在するように形成されている。電極15の一端は、多層配線12内の電源配線に接続され、他端は、半導体基板2内に埋設された状態にされている。電極15の半導体基板2内に形成されている部分は、その周囲が絶縁膜16によって被覆され、電極15と半導体基板2とが絶縁されるように形成されている。   Further, the semiconductor element 1 includes a wiring 10 in the multilayer wiring 12 electrically connected to the power supply terminal 13 and an electrode 15 formed so as to be electrically connected to the plug 11 (power supply wiring). Yes. The electrode 15 is formed so as to extend from the formation surface side of the multilayer wiring 12 of the semiconductor substrate 2 on which the MOS transistor 4 is formed to the back surface side of the semiconductor substrate 2. One end of the electrode 15 is connected to the power supply wiring in the multilayer wiring 12, and the other end is embedded in the semiconductor substrate 2. The portion of the electrode 15 formed in the semiconductor substrate 2 is formed so that the periphery thereof is covered with the insulating film 16 and the electrode 15 and the semiconductor substrate 2 are insulated.

このような構成を有する半導体素子1においては、半導体基板2をバックグラインド処理することで、その電極15を半導体基板2の裏面側に露出させることができるようになっている。裏面側に露出させた電極15は、この半導体素子1を回路基板にフリップチップ実装したときに、半導体素子1にデカップリングコンデンサ等の容量素子を搭載するための端子として利用することができる。なお、半導体基板2のバックグラインド処理は、回路基板への実装前と実装後のいずれの段階でも行うことができる。   In the semiconductor element 1 having such a configuration, the semiconductor substrate 2 is back-grinded so that the electrode 15 can be exposed on the back surface side of the semiconductor substrate 2. The electrode 15 exposed on the back side can be used as a terminal for mounting a capacitive element such as a decoupling capacitor on the semiconductor element 1 when the semiconductor element 1 is flip-chip mounted on a circuit board. The back grinding process of the semiconductor substrate 2 can be performed at any stage before and after mounting on the circuit board.

したがって、たとえ半導体素子1の内部に充分な容量を満たすだけの容量セルを作り込むスペースがなかったとして、半導体素子1の完成後に上記バックグラインド処理を行ってデカップリングコンデンサ等の容量素子を外付けすることができるため、半導体素子1に必要な容量を確保することができる。   Therefore, even if there is no space in the semiconductor element 1 for forming a capacity cell sufficient to fill the capacity, the back grinding process is performed after the semiconductor element 1 is completed, and a capacitor element such as a decoupling capacitor is externally attached. Therefore, the capacity necessary for the semiconductor element 1 can be ensured.

例えば、半導体素子1のサイズを大型化することなくその内部に容量セルを作り込み、不足分を上記のように露出させた電極15を利用して接続した容量素子によって補うようにすることができる。あるいは、不具合の発生や用途変更等によって半導体素子1の完成後に容量が不足するようなことが発生した場合に、そのようにして容量素子を追加してその不足分を補うようにすることもできる。したがって、半導体素子1の配線構造を変更することなく、不具合や用途変更等に対応することができ、設計変更や設計変更後の半導体素子の製造コストを削減することができる。   For example, a capacity cell can be formed inside the semiconductor element 1 without increasing the size, and the shortage can be compensated by a capacitor element connected using the electrode 15 exposed as described above. . Alternatively, when a shortage of capacity occurs after the completion of the semiconductor element 1 due to the occurrence of a defect or a change in use, a capacity element can be added to compensate for the shortage. . Therefore, it is possible to cope with defects and application changes without changing the wiring structure of the semiconductor element 1, and it is possible to reduce the manufacturing cost of the semiconductor element after the design change or the design change.

このように、半導体素子1は、その裏面側に容量素子を搭載することが可能であるため、容量確保に伴う半導体素子1の平面的な大型化を防ぐことができる。半導体素子1に容量素子を搭載した場合には、充分な容量を確保し、電源電圧変動や電源ノイズの影響を抑え、それにより、半導体素子1の動作の安定化を図ることができる。また、半導体素子1に容量素子を搭載した場合、同様の目的で回路基板に搭載されていた容量素子は、減らしたり無くしたりすることもできるようになるため、半導体素子1を実装する回路基板の小型化や設計容易化にも寄与することができる。   As described above, since the capacitor element can be mounted on the back surface side of the semiconductor element 1, it is possible to prevent the semiconductor element 1 from being planarly enlarged due to securing the capacity. When a capacitive element is mounted on the semiconductor element 1, a sufficient capacity can be ensured to suppress the influence of power supply voltage fluctuations and power supply noise, thereby stabilizing the operation of the semiconductor element 1. Further, when a capacitive element is mounted on the semiconductor element 1, the capacitive element mounted on the circuit board for the same purpose can be reduced or eliminated, so that the circuit board on which the semiconductor element 1 is mounted can be eliminated. It can also contribute to miniaturization and ease of design.

また、裏面側に露出させた電極15は、半導体素子1の電気特性を試験するための端子として利用することもできる。例えば、半導体素子1の完成後に必要な電気特性が得られるか否かの試験を行ったり、不具合が発生した場合にその原因究明のための試験を行ったりする際に、外部からの信号入力用端子として利用することができる。それにより、試験の容易化および高精度化を図ることが可能になり、不具合発生の適正な原因究明が行えるようになる。   The electrode 15 exposed on the back side can also be used as a terminal for testing the electrical characteristics of the semiconductor element 1. For example, when testing whether or not necessary electrical characteristics can be obtained after completion of the semiconductor element 1 or performing a test for investigating the cause when a failure occurs, an external signal input is used. It can be used as a terminal. As a result, the test can be facilitated and the accuracy can be improved, and an appropriate cause of the occurrence of the defect can be investigated.

このような電極15を備えた半導体素子1を形成するためには、まずその設計段階において、あらかじめ電源電圧変動や電源ノイズ等が発生するおそれのある回路ブロックを抽出し、それを踏まえて、電極15を接続する配線経路や電極15を形成する位置を設定する。さらに、その際、電極15を介して搭載する可能性のある容量素子の形態に応じて、電極15の形状を設定する。   In order to form the semiconductor element 1 having such an electrode 15, first, in the design stage, a circuit block that may cause power supply voltage fluctuation or power supply noise is extracted in advance. The wiring path for connecting 15 and the position for forming the electrode 15 are set. Further, at that time, the shape of the electrode 15 is set according to the form of the capacitive element that may be mounted via the electrode 15.

なお、ここでは電極15を、電源端子13に電気的に接続されている電源配線に接続する場合について述べたが、電極15を利用して搭載する素子の種類や半導体素子1の完成後に行う試験の種類等により、電極15を、信号端子14に電気的に接続されている配線10およびプラグ11(信号配線)に接続することも可能である。   Here, the case where the electrode 15 is connected to the power supply wiring electrically connected to the power supply terminal 13 has been described. However, the type of element to be mounted using the electrode 15 and the test performed after the semiconductor element 1 is completed. The electrode 15 can be connected to the wiring 10 and the plug 11 (signal wiring) that are electrically connected to the signal terminal 14 depending on the type or the like.

続いて、上記のような半導体基板のバックグラインド処理によって露出可能な電極の形成方法について説明する。なお、ここでは、銅配線を用いた半導体素子が備える、露出可能な電極の形成方法の一例について、図2〜図16を参照して説明する。   Next, a method of forming an electrode that can be exposed by the back grinding process of the semiconductor substrate as described above will be described. Note that here, an example of a method for forming an exposed electrode included in a semiconductor element using a copper wiring will be described with reference to FIGS.

図2はMOSトランジスタ形成工程の要部断面模式図である。
まず、シリコン基板20に素子分離領域であるSTI21を形成し、そのSTI21で画定された素子領域に、所定導電型の不純物のイオン注入を行ってウェル22を形成する。次いで、酸化シリコン膜等の絶縁膜およびポリシリコンを積層し、ゲート加工を行ってゲート絶縁膜23およびゲート電極24を形成する。その後、全面に絶縁膜を堆積し、エッチバックを行ってサイドウォール25を形成し、所定導電型の不純物のイオン注入を行ってソース領域26aおよびドレイン領域26bを形成する。これにより、MOSトランジスタ27を形成する。MOSトランジスタ27の形成後は、全面に窒化シリコン等を用いたカバー膜28、および酸化シリコン膜やLow−k膜等の層間絶縁膜29を形成する。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a MOS transistor forming process.
First, an STI 21 which is an element isolation region is formed on the silicon substrate 20, and a well 22 is formed by ion implantation of a predetermined conductivity type impurity in the element region defined by the STI 21. Next, an insulating film such as a silicon oxide film and polysilicon are stacked, and gate processing is performed to form the gate insulating film 23 and the gate electrode 24. Thereafter, an insulating film is deposited on the entire surface, etched back to form sidewalls 25, and ions of a predetermined conductivity type are implanted to form source regions 26a and drain regions 26b. Thereby, the MOS transistor 27 is formed. After the formation of the MOS transistor 27, a cover film 28 using silicon nitride or the like and an interlayer insulating film 29 such as a silicon oxide film or a low-k film are formed on the entire surface.

図3はプラグ形成工程の要部断面模式図である。
層間絶縁膜29の形成後は、まず、レジストパターンの形成、およびそれをマスクにした層間絶縁膜29およびカバー膜28のエッチングを行い、ゲート電極24、ソース領域26aおよびドレイン領域26bに達するコンタクトホールを形成する。そして、全面にタングステン等の導電材料を堆積した後、CMPによる平坦化を行って、プラグ30を形成する。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing an important part of the plug forming process.
After the formation of the interlayer insulating film 29, first, a resist pattern is formed, and the interlayer insulating film 29 and the cover film 28 are etched using the resist pattern as a mask, and contact holes reaching the gate electrode 24, the source region 26a, and the drain region 26b. Form. Then, after depositing a conductive material such as tungsten on the entire surface, planarization by CMP is performed to form the plug 30.

図4は第1の層間絶縁膜形成工程の要部断面模式図である。
プラグ30の形成後は、全面に窒化シリコン膜等のストッパ膜31、およびLow−k膜等の層間絶縁膜32を形成する。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing an important part of the first interlayer insulating film forming step.
After the plug 30 is formed, a stopper film 31 such as a silicon nitride film and an interlayer insulating film 32 such as a low-k film are formed on the entire surface.

図5は配線形成工程の要部断面模式図である。
ストッパ膜31および層間絶縁膜32の形成後は、ダマシンプロセスにより第1層目の配線33を形成する。すなわち、まず、レジストパターン形成、層間絶縁膜32およびストッパ膜31のエッチングを順に行って配線形成用の溝を形成する。そして、全面にスパッタ法等によりバリアメタル33aおよびシード銅層を形成した後、メッキ法を用いて銅層を形成し、CMPによる平坦化を行って、各プラグ30に接続される第1層目の配線33を形成する。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an essential part of the wiring forming process.
After the stopper film 31 and the interlayer insulating film 32 are formed, a first-layer wiring 33 is formed by a damascene process. That is, first, a resist pattern formation, an interlayer insulating film 32 and a stopper film 31 are sequentially etched to form a wiring formation groove. Then, a barrier metal 33a and a seed copper layer are formed on the entire surface by sputtering or the like, then a copper layer is formed by plating, flattened by CMP, and a first layer connected to each plug 30 The wiring 33 is formed.

このようにして第1層目の配線33の形成まで行った後、上記のような露出可能な電極を形成していく。
図6は第1のレジストパターン形成工程の要部断面模式図、図7は第1のエッチング工程の要部断面模式図、図8はレジスト除去工程の要部断面模式図である。
After the first layer wiring 33 is formed in this way, the above-described electrode that can be exposed is formed.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the main part of the first resist pattern forming process, FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the main part of the first etching process, and FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the main part of the resist removing process.

まず、図6に示すように、配線33を形成した層間絶縁膜32上にストッパ膜34を形成した後、電極の形成位置に開口を有するレジストパターンを形成する。ここでは、ストッパ膜34上に、下層のレジスト35、膜厚制御層36、反射防止膜37および上層のレジスト38を順に積層して行う多層レジストプロセスを用いる。   First, as shown in FIG. 6, after a stopper film 34 is formed on the interlayer insulating film 32 on which the wiring 33 is formed, a resist pattern having an opening at an electrode forming position is formed. Here, a multilayer resist process is used in which a lower resist 35, a film thickness control layer 36, an antireflection film 37, and an upper resist 38 are sequentially stacked on the stopper film 34.

その場合、まず、上層のレジスト38に所定の開口パターンを形成し、それをマスクに反射防止膜37および膜厚制御層36のエッチングを行ってその開口パターンを膜厚制御層36に転写し、その膜厚制御層36をマスクにしてその開口パターンを下層のレジスト35に転写する。そして、その膜厚制御層36と下層のレジスト35をマスクにしてストッパ膜34、層間絶縁膜32およびその下のストッパ膜31をエッチングし、図7に示すような開口部39を形成する。開口部39の形成後は、膜厚制御層36および下層のレジスト35を除去し、図8に示すような状態を得る。   In that case, first, a predetermined opening pattern is formed in the upper resist 38, and the antireflection film 37 and the film thickness control layer 36 are etched using the mask as a mask to transfer the opening pattern to the film thickness control layer 36. The opening pattern is transferred to the underlying resist 35 using the film thickness control layer 36 as a mask. Then, using the film thickness control layer 36 and the underlying resist 35 as a mask, the stopper film 34, the interlayer insulating film 32, and the stopper film 31 thereunder are etched to form an opening 39 as shown in FIG. After the opening 39 is formed, the film thickness control layer 36 and the underlying resist 35 are removed to obtain a state as shown in FIG.

図9は第2のレジストパターン形成工程の要部断面模式図、図10は第2のエッチング工程の要部断面模式図である。
開口部39の形成後は、図9に示すように、上記同様の多層レジストプロセスを用い、開口パターンを転写した膜厚制御層40およびレジスト41をマスクに最下層の層間絶縁膜29をエッチングし、図10に示すようなカバー膜28に達する開口部39aを形成する。開口部39aの形成後、その膜厚制御層40およびレジスト41は除去する。このようにレジスト41等を形成してから開口部39aを形成することにより、開口部39aの形成領域以外の領域に対するエッチングダメージを抑えることができる。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the relevant part in the second resist pattern forming step, and FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the relevant part in the second etching step.
After the opening 39 is formed, as shown in FIG. 9, the lowermost interlayer insulating film 29 is etched using the multilayer resist process similar to the above, using the film thickness control layer 40 and the resist 41 to which the opening pattern is transferred as a mask. Then, an opening 39a reaching the cover film 28 as shown in FIG. 10 is formed. After the opening 39a is formed, the film thickness control layer 40 and the resist 41 are removed. By forming the opening 39a after forming the resist 41 and the like in this way, etching damage to a region other than the region where the opening 39a is formed can be suppressed.

図11は第3のレジストパターン形成工程の要部断面模式図、図12は第3のエッチング工程およびスペーサ膜形成工程の要部断面模式図である。
開口部39aの形成後は、図11に示すように、多層レジストプロセスを用い、膜厚制御層42およびレジスト43,44を形成する。その際は、形成条件(塗布条件)を適切に制御することにより、開口部39aには薄いレジスト43が形成され、開口部39aの周辺の表面上には厚いレジスト44が形成されるようにする。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a third resist pattern forming step, and FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a third etching step and a spacer film forming step.
After the formation of the opening 39a, as shown in FIG. 11, a film thickness control layer 42 and resists 43 and 44 are formed using a multilayer resist process. In that case, by appropriately controlling the forming conditions (coating conditions), a thin resist 43 is formed in the opening 39a, and a thick resist 44 is formed on the surface around the opening 39a. .

そして、このようにして形成したレジスト43,44の側からエッチングを行うことで、図12に示すように、シリコン基板20の内部に達する、さらに深い開口部39bを形成する。このエッチングの際には、シリコン基板20のエッチング前に図11に示したレジスト43,44の消失が進むが、薄いレジスト43が先に消失し、厚く形成されていたレジスト44の残りがマスクになり、そのレジスト44の消失前までに開口部39bが形成される。   Then, by performing etching from the side of the resists 43 and 44 thus formed, a deeper opening 39b reaching the inside of the silicon substrate 20 is formed as shown in FIG. In this etching, the disappearance of the resists 43 and 44 shown in FIG. 11 progresses before the etching of the silicon substrate 20, but the thin resist 43 disappears first, and the remaining resist 44 that has been formed thick is used as a mask. Thus, the opening 39b is formed before the resist 44 disappears.

したがって、形成する開口部39bの深さを基に、レジスト43,44の膜厚を設定しておく。また、形成可能なアスペクト比の観点から、深い開口部39bを形成するほど、それに先立ち、より広い開口面積の開口部39,39aを形成しておく必要があるため、形成する開口部39bの深さやその平面形状を基に、レジストパターン(開口パターン)の形成を行うようにする。   Therefore, the film thicknesses of the resists 43 and 44 are set based on the depth of the opening 39b to be formed. Further, from the viewpoint of the aspect ratio that can be formed, the deeper the opening 39b is formed, the more the openings 39 and 39a having a larger opening area need to be formed in advance. A resist pattern (opening pattern) is formed on the basis of the planar shape.

開口部39bの形成後は、シリコン基板20の露出表面に、窒化シリコン膜等でスペーサ膜45を形成する。
図13はバリアメタルおよびシード銅層形成工程の要部断面模式図、図14は銅埋め込み工程の要部断面模式図、図15はCMP工程の要部断面模式図である。
After the opening 39b is formed, a spacer film 45 is formed on the exposed surface of the silicon substrate 20 with a silicon nitride film or the like.
13 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a barrier metal and seed copper layer forming step, FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a copper embedding process, and FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a CMP process.

開口部39bおよびスペーサ膜45の形成後は、まず、図13に示すように、全面にスパッタ法等によりバリアメタル46およびシード銅層47を形成し、次いで、図14に示すように、メッキ法を用いて銅層48を形成する。なお、図14では、銅層48に図13のシード銅層47を含めて図示している。そして、層間絶縁膜32までCMPによる平坦化を行い、余分な銅層48、バリアメタル46、ストッパ膜34を除去することにより、開口部39b内に図15に示すような電極49を形成する。   After the formation of the opening 39b and the spacer film 45, first, as shown in FIG. 13, a barrier metal 46 and a seed copper layer 47 are formed on the entire surface by sputtering or the like, and then, as shown in FIG. The copper layer 48 is formed using In FIG. 14, the copper layer 48 is shown including the seed copper layer 47 of FIG. Then, planarization by CMP is performed up to the interlayer insulating film 32, and the excess copper layer 48, barrier metal 46, and stopper film 34 are removed, thereby forming an electrode 49 as shown in FIG. 15 in the opening 39b.

図16は第2の層間絶縁膜形成工程の要部断面模式図である。
電極49を形成した後は、全面に新たに窒化シリコン膜等のストッパ膜50、およびLow−k膜等の層間絶縁膜51を形成する。その後は、上記図2〜図5に示したのと同様にして、プラグおよび第2層目以降の配線を、電極49が所定の電源配線や信号配線に接続されるように、形成していけばよい。勿論、デュアルダマシンプロセスを用いて第2層目以降の配線を形成していくことも可能である。
FIG. 16 is a schematic sectional view showing an important part of a second interlayer insulating film forming step.
After the electrode 49 is formed, a stopper film 50 such as a silicon nitride film and an interlayer insulating film 51 such as a low-k film are newly formed on the entire surface. Thereafter, in the same manner as shown in FIGS. 2 to 5, the plug and the second and subsequent layers should be formed so that the electrode 49 is connected to a predetermined power supply line or signal line. That's fine. Of course, it is possible to form the second and subsequent wirings using a dual damascene process.

以上のようにして形成した電極49は、シリコン基板20の裏面をバックグラインド処理することによって露出させることができ、電極49の露出端面は、容量素子の接続や電気特性試験を行うための外部接続用端子として利用される。電極49の形成にあたっては、接続する容量素子の種類や試験の種類を基に、その平面形状が設定される。例えば、露出させた電極49に容量素子を接続する場合には、その容量素子を露出端面に直接接続可能なように、あるいは露出端面に適当なパッドを形成しそのパッドを介して接続可能なように、電極49の平面形状を設定する。   The electrode 49 formed as described above can be exposed by back-grinding the back surface of the silicon substrate 20, and the exposed end surface of the electrode 49 is connected to a capacitor element or an external connection for conducting an electrical characteristic test. It is used as a terminal. In forming the electrode 49, the planar shape is set based on the type of capacitive element to be connected and the type of test. For example, when a capacitive element is connected to the exposed electrode 49, the capacitive element can be connected directly to the exposed end face, or an appropriate pad can be formed on the exposed end face and connected via the pad. Next, the planar shape of the electrode 49 is set.

なお、ここでは銅配線を形成する場合を例に説明したが、アルミ配線を形成することも可能である。また、ここでは電極49を銅で構成するようにしたが、銅のほか、導電性を有する1種または2種以上の金属を用いて構成することも可能である。   Here, the case where copper wiring is formed has been described as an example, but aluminum wiring can also be formed. Although the electrode 49 is made of copper here, it can be made of one or two or more metals having conductivity in addition to copper.

以下、上記のような原理を適用した半導体素子をパッケージ基板に実装した半導体装置の構成例について、図17〜図27を参照して説明する。なお、図17〜図27において、半導体素子およびパッケージ基板の内部は、プラグを含む配線構造を簡略化して模式的に図示している。また、半導体素子およびパッケージ基板の配線の位置や接続関係、半導体素子のMOSトランジスタの構造やその形成位置等は、単なる例であってこれに限定されるものではない。また、以下の説明において、同一の要素については同一の符号を付している。   Hereinafter, a configuration example of a semiconductor device in which a semiconductor element to which the above principle is applied is mounted on a package substrate will be described with reference to FIGS. In FIG. 17 to FIG. 27, the inside of the semiconductor element and the package substrate is schematically shown by simplifying the wiring structure including the plug. Further, the positions and connection relations of the wiring of the semiconductor element and the package substrate, the structure of the MOS transistor of the semiconductor element and the formation position thereof are merely examples, and are not limited thereto. Moreover, in the following description, the same code | symbol is attached | subjected about the same element.

まず、第1構成例について説明する。
図17および図18は半導体装置の第1構成例の断面模式図、図19は第1構成例における半導体素子の平面模式図である。
First, the first configuration example will be described.
17 and 18 are schematic cross-sectional views of the first configuration example of the semiconductor device, and FIG. 19 is a schematic plan view of the semiconductor element in the first configuration example.

この図17に示す半導体装置60は、半導体素子70がバンプ71を介してパッケージ基板80にフリップチップ実装されており、パッケージ基板80は、それに設けられたバンプ81を介してマザーボード等の別の回路基板に接続可能とされている。半導体素子70は、パッケージ基板80側から電流(電荷)が供給され、生成した信号をパッケージ基板80側に出力するように構成されている。   In the semiconductor device 60 shown in FIG. 17, a semiconductor element 70 is flip-chip mounted on a package substrate 80 via bumps 71, and the package substrate 80 is connected to another circuit such as a mother board via bumps 81 provided thereon. It can be connected to the board. The semiconductor element 70 is configured to be supplied with current (charge) from the package substrate 80 side and to output a generated signal to the package substrate 80 side.

半導体素子70は、半導体基板72を用いてMOSトランジスタ73が形成され、半導体基板72上には、複数層にわたってプラグと配線が所定の接続関係で形成された配線構造74aを有する多層配線74が形成されている。さらに、この半導体素子70は、多層配線74内の配線構造74aに接続され、そこから半導体基板72内へと延びる複数の電極75を有している。各電極75の一端は、多層配線74内の配線構造74aにおける電源配線(パッケージ基板80の電源配線(VDD/GND)に電気的に接続されている電源配線(VDD/GND)。)に接続されているものとし、他端は半導体基板72と絶縁された状態でその内部に埋設されているものとする。   In the semiconductor element 70, a MOS transistor 73 is formed using a semiconductor substrate 72, and a multilayer wiring 74 having a wiring structure 74a in which plugs and wirings are formed in a predetermined connection relation over a plurality of layers is formed on the semiconductor substrate 72. Has been. Further, the semiconductor element 70 has a plurality of electrodes 75 connected to the wiring structure 74 a in the multilayer wiring 74 and extending from there to the semiconductor substrate 72. One end of each electrode 75 is connected to power supply wiring (power supply wiring (VDD / GND) electrically connected to power supply wiring (VDD / GND) of the package substrate 80) in the wiring structure 74a in the multilayer wiring 74. It is assumed that the other end is embedded in the semiconductor substrate 72 in an insulated state.

また、パッケージ基板80は、いわゆるビルドアップ基板であり、複数層にわたってプラグと配線が所定の接続関係で形成された配線構造80aを有している。また、ここでは、半導体素子70の実装面側に設けられたパッド82上に、複数のデカップリングコンデンサ83が搭載されている。これらのデカップリングコンデンサ83はそれぞれ、パッケージ基板80に供給された電荷を蓄積すると共に、必要に応じてその蓄積した電荷を半導体素子70に供給することができるように、パッケージ基板80および半導体素子70に電気的に接続されている。   The package substrate 80 is a so-called build-up substrate, and has a wiring structure 80a in which plugs and wirings are formed in a predetermined connection relation over a plurality of layers. Here, a plurality of decoupling capacitors 83 are mounted on the pads 82 provided on the mounting surface side of the semiconductor element 70. Each of these decoupling capacitors 83 accumulates the charge supplied to the package substrate 80 and supplies the accumulated charge to the semiconductor element 70 as necessary, so that the package substrate 80 and the semiconductor element 70 can be supplied. Is electrically connected.

このような半導体装置60の半導体素子70は、内部に形成された容量セル(図示せず。)やパッケージ基板80に搭載されているデカップリングコンデンサ83によって充分な容量が確保されている場合には、図17に示すように、その電極75を露出させることなく使用することができる。   The semiconductor element 70 of such a semiconductor device 60 has a sufficient capacity secured by a capacity cell (not shown) formed inside or a decoupling capacitor 83 mounted on the package substrate 80. As shown in FIG. 17, the electrode 75 can be used without being exposed.

一方、不具合や用途変更等に伴って半導体素子70に電圧変動が生じる場合等、半導体素子70に作りこまれている容量セルやパッケージ基板80に搭載されているデカップリングコンデンサ83では容量が不足してしまうような場合には、この半導体素子70は、半導体基板72をバックグラインド処理し(図17の半導体基板72の点線部分を除去する。)、電極75を露出させることによって、そこにデカップリングコンデンサ等の容量素子を搭載することができるようになっている。ここでは、図18に示すように、露出させた電極75に複数のデカップリングコンデンサ76が搭載可能な構成とされており、これらのデカップリングコンデンサ76がそれぞれ、半導体素子70に供給された電荷を蓄積し、必要に応じてその蓄積した電荷を電源配線に接続された電極75を介して半導体素子70に供給することができるようになっている。なお、バックグラインド処理による電極75の露出は、半導体素子70のパッケージ基板80への実装前あるいは実装後に行うことができる。   On the other hand, the capacity cell built in the semiconductor element 70 or the decoupling capacitor 83 mounted on the package substrate 80 does not have sufficient capacity, such as when voltage fluctuations occur in the semiconductor element 70 due to defects or application changes. In such a case, the semiconductor element 70 is subjected to back-grinding processing on the semiconductor substrate 72 (the dotted line portion of the semiconductor substrate 72 in FIG. 17 is removed), and the electrode 75 is exposed to be decoupled therein. Capacitance elements such as capacitors can be mounted. Here, as shown in FIG. 18, a plurality of decoupling capacitors 76 can be mounted on the exposed electrode 75, and each of these decoupling capacitors 76 has a charge supplied to the semiconductor element 70. The accumulated charge can be supplied to the semiconductor element 70 via the electrode 75 connected to the power supply wiring as necessary. The exposure of the electrode 75 by the back grinding process can be performed before or after the semiconductor element 70 is mounted on the package substrate 80.

半導体素子70は、この図18に示したような構成とすることが可能なように、その電極75があらかじめ内部に作り込まれている。例えば、図19に示すように、露出させたときに上記機能を果たし得る最大4つのデカップリングコンデンサ76(図中点線で図示。)が搭載可能なように、また、搭載するデカップリングコンデンサ76のサイズや電極形状に応じた平面形状で、電極75を形成しておく。   The semiconductor element 70 has an electrode 75 formed therein in advance so that the structure shown in FIG. 18 can be obtained. For example, as shown in FIG. 19, a maximum of four decoupling capacitors 76 (shown by dotted lines in the figure) that can perform the above function when exposed can be mounted, and the decoupling capacitors 76 to be mounted can be mounted. The electrode 75 is formed in a planar shape corresponding to the size and electrode shape.

なお、デカップリングコンデンサ76は、電極75の露出後その上にパッド77を形成してから搭載することが可能であるが、露出後の電極75上にデカップリングコンデンサ76を直接搭載することも可能である。また、半導体素子70に搭載するデカップリングコンデンサ76の各容量と、パッケージ基板80に搭載されるデカップリングコンデンサ83の各容量とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。   The decoupling capacitor 76 can be mounted after the pad 77 is formed after the electrode 75 is exposed, but the decoupling capacitor 76 can also be directly mounted on the exposed electrode 75. It is. Further, each capacitance of the decoupling capacitor 76 mounted on the semiconductor element 70 and each capacitance of the decoupling capacitor 83 mounted on the package substrate 80 may be the same or different.

また、ここでは、パッケージ基板80上に複数のデカップリングコンデンサ83を搭載することとしたが、その数は限定されず、また、不要であれば搭載しないようにしても構わない。デカップリングコンデンサ83を複数搭載する場合は、例えば次の図20に示すように、それらをパッケージ基板80上に分散配置することが好ましい。   Here, a plurality of decoupling capacitors 83 are mounted on the package substrate 80, but the number thereof is not limited, and may be omitted if unnecessary. When a plurality of decoupling capacitors 83 are mounted, it is preferable to disperse them on the package substrate 80, for example, as shown in FIG.

図20は第1構成例の半導体装置の平面模式図である。
この図20に示すように、パッケージ基板80上のデカップリングコンデンサ83を半導体素子70の周囲に分散配置するようにすれば、それらの並列効果により、パッケージ基板80内のインダクタンスを低減して電圧降下や共振現象を効果的に抑制することができる。
FIG. 20 is a schematic plan view of the semiconductor device of the first configuration example.
As shown in FIG. 20, if the decoupling capacitors 83 on the package substrate 80 are dispersedly arranged around the semiconductor element 70, the parallel effect thereof reduces the inductance in the package substrate 80 and reduces the voltage drop. And the resonance phenomenon can be effectively suppressed.

また、ここでは、露出させた電極75にデカップリングコンデンサ76を接続する構成について述べたが、この電極75は、デカップリングコンデンサ76を接続する代わりに、電気特性を試験するための端子として利用することもできる。なお、このような試験用端子のために電極75を設ける場合には、設計段階における知見、例えばいずれの回路ブロックで電源電圧変動や電源ノイズ等が発生する可能性があるか等を考慮し、電極75を電源配線以外の信号配線に電気的に接続しておくようにしてもよい。   Further, here, the configuration in which the decoupling capacitor 76 is connected to the exposed electrode 75 has been described, but this electrode 75 is used as a terminal for testing electrical characteristics instead of connecting the decoupling capacitor 76. You can also In the case where the electrode 75 is provided for such a test terminal, in consideration of knowledge at the design stage, for example, in which circuit block power voltage fluctuation or power noise may occur, The electrode 75 may be electrically connected to a signal wiring other than the power supply wiring.

次に、第2構成例について説明する。
図21は半導体装置の第2構成例の断面模式図、図22は第2構成例における半導体素子の平面模式図である。また、図23は容量アレイチップの回路構成を示す図である。
Next, a second configuration example will be described.
FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of a second configuration example of the semiconductor device, and FIG. 22 is a schematic plan view of a semiconductor element in the second configuration example. FIG. 23 is a diagram showing a circuit configuration of the capacitor array chip.

この図21に示す半導体装置60aは、半導体基板72のバックグラインド処理によって電極75aを露出させた半導体素子70aに、容量アレイチップ90が搭載された構成を有している。容量アレイチップ90は、半導体基板に不純物拡散領域を形成してその上に絶縁膜および電極膜を積層して構成されるゲート容量や、金属間に絶縁膜を設けたMIM(Metal-Insulator-Metal)容量等が内部に複数形成された構成を有している。容量アレイチップ90には、各容量に電気的に接続された外部接続用端子が設けられており、それらの外部接続用端子が半導体素子70aの電極75aと電気的に接続されている。   A semiconductor device 60a shown in FIG. 21 has a configuration in which a capacitor array chip 90 is mounted on a semiconductor element 70a from which an electrode 75a is exposed by backgrinding a semiconductor substrate 72. The capacitor array chip 90 includes an MIM (Metal-Insulator-Metal) in which an impurity diffusion region is formed on a semiconductor substrate and an insulating film and an electrode film are stacked thereon, and an insulating film is provided between metals. ) It has a configuration in which a plurality of capacitors and the like are formed inside. The capacitor array chip 90 is provided with external connection terminals electrically connected to the respective capacitors, and these external connection terminals are electrically connected to the electrodes 75a of the semiconductor element 70a.

なお、ここでは、容量アレイチップ90と半導体素子70aとの接続がパッド91,77およびバンプ92を介して行われ、また、容量アレイチップ90と半導体素子70aとの間にはアンダーフィル材93が充填されている。   Here, the capacitor array chip 90 and the semiconductor element 70a are connected through the pads 91 and 77 and the bumps 92, and an underfill material 93 is interposed between the capacitor array chip 90 and the semiconductor element 70a. Filled.

半導体素子70aは、電極75aを露出させたときにこのような容量アレイチップ90が搭載可能なように、例えば図22に示すように、あらかじめ内部に電極75aが形成されている。また、容量アレイチップ90は、例えば図23に示すように複数の容量C1〜CnとヒューズFを備えた回路を形成し、ヒューズFを切断することによって容量が増えるような構成とすることができる。 In the semiconductor element 70a, for example, as shown in FIG. 22, an electrode 75a is formed in advance so that the capacitor array chip 90 can be mounted when the electrode 75a is exposed. Further, for example, as shown in FIG. 23, the capacitor array chip 90 is configured to form a circuit including a plurality of capacitors C 1 to C n and a fuse F, and the capacity is increased by cutting the fuse F. Can do.

このような半導体装置60aによっても、半導体素子70aの動作の安定化を図ることができる。
次に、第3構成例について説明する。
Such a semiconductor device 60a can also stabilize the operation of the semiconductor element 70a.
Next, a third configuration example will be described.

図24は半導体装置の第3構成例の断面模式図である。
この図24に示す半導体装置60bは、半導体基板72のバックグラインド処理によって電極75bを露出させた半導体素子70bに、バンプ100を介してインターポーザ101が接続され、そのインターポーザ101に複数のデカップリングコンデンサ102が搭載された構成を有している。
FIG. 24 is a schematic cross-sectional view of a third configuration example of the semiconductor device.
In the semiconductor device 60b shown in FIG. 24, an interposer 101 is connected via a bump 100 to a semiconductor element 70b from which an electrode 75b is exposed by backgrinding a semiconductor substrate 72, and a plurality of decoupling capacitors 102 are connected to the interposer 101. Is mounted.

インターポーザ101は、その内部に所定の配線構造101aを備え、その配線構造101aに複数のデカップリングコンデンサ102がそれぞれ電気的に接続されている。これらのデカップリングコンデンサ102はそれぞれ、半導体素子70bに供給された電荷をその電極75bとインターポーザ101を介して蓄積し、必要に応じてその蓄積した電荷をインターポーザ101と電極75bを介して半導体素子70bに供給することができるようになっている。   The interposer 101 includes a predetermined wiring structure 101a therein, and a plurality of decoupling capacitors 102 are electrically connected to the wiring structure 101a. Each of these decoupling capacitors 102 accumulates the charge supplied to the semiconductor element 70b via the electrode 75b and the interposer 101, and stores the accumulated charge via the interposer 101 and the electrode 75b as necessary. Can be supplied to.

インターポーザ101は、複雑な回路構成を有する半導体素子70bに比べて、より多くのデカップリングコンデンサ102を搭載可能な回路構成とすることができる。したがって、電極75bをインターポーザ101と接続可能なように内部に形成しておけば、多数のデカップリングコンデンサ102を搭載してその動作の安定化を図ることができる。   The interposer 101 can have a circuit configuration in which more decoupling capacitors 102 can be mounted compared to the semiconductor element 70b having a complicated circuit configuration. Therefore, if the electrode 75b is formed inside so as to be connectable to the interposer 101, a large number of decoupling capacitors 102 can be mounted to stabilize the operation.

次に、第4構成例について説明する。
図25は半導体装置の第4構成例の断面模式図である。
この図25に示す半導体装置60cは、半導体基板72のバックグラインド処理によって電極75cを露出させた半導体素子70cに、第1金属部材110、誘電体層111および第2金属部材112が積層され、第2金属部材112がパッケージ基板80に接続された構成を有している。第1金属部材110は、半導体素子70cのVDD配線に電気的に接続されている電極75cに接続され、誘電体層111を介して配置された第2金属部材112は、パッケージ基板80のVSS配線に電気的に接続されるようになっている。
Next, a fourth configuration example will be described.
FIG. 25 is a schematic cross-sectional view of a fourth configuration example of the semiconductor device.
In the semiconductor device 60c shown in FIG. 25, the first metal member 110, the dielectric layer 111, and the second metal member 112 are laminated on the semiconductor element 70c from which the electrode 75c is exposed by the back grinding process of the semiconductor substrate 72. The two metal members 112 are connected to the package substrate 80. The first metal member 110 is connected to the electrode 75c electrically connected to the VDD wiring of the semiconductor element 70c, and the second metal member 112 arranged via the dielectric layer 111 is the VSS wiring of the package substrate 80. It is designed to be connected electrically.

第1金属部材110は、例えば、金属メッキ層で構成することができ、また、第2金属部材112は、例えば、半導体素子70cを覆うように設けられる金属製の放熱フィンやカバーを用いて構成することができる。   The first metal member 110 can be constituted by, for example, a metal plating layer, and the second metal member 112 is constituted by using, for example, a metal radiating fin or cover provided so as to cover the semiconductor element 70c. can do.

このような半導体装置60cでは、第1金属部材110、誘電体層111および第2金属部材112で容量が構成され、それにより、たとえ電圧変動が発生した場合でも半導体素子70cを安定して動作させることができる。   In such a semiconductor device 60c, the first metal member 110, the dielectric layer 111, and the second metal member 112 form a capacitance, thereby causing the semiconductor element 70c to operate stably even when voltage fluctuation occurs. be able to.

次に、第5構成例について説明する。
図26は半導体装置の第5構成例の断面模式図である。
この図26に示す半導体装置60dは、MOSトランジスタ(図示せず。)が形成されている半導体素子70dに、電源配線(VDD/GND)に接続された不純物拡散領域(ウェルタップ)78が形成されており、そのウェルタップ78から電極75dが形成された構成を有している。
Next, a fifth configuration example will be described.
FIG. 26 is a schematic cross-sectional view of a fifth configuration example of the semiconductor device.
In the semiconductor device 60d shown in FIG. 26, an impurity diffusion region (well tap) 78 connected to a power supply wiring (VDD / GND) is formed in a semiconductor element 70d in which a MOS transistor (not shown) is formed. The electrode 75d is formed from the well tap 78.

この場合、電極75dは、半導体素子70dのパッケージ基板80への実装前あるいは実装後に、半導体素子70dの裏面側からウェルタップ78に達するコンタクトホールを形成した後、そこに電極75dの材料を埋め込むことによって形成される。そして、このように形成された電極75dにはデカップリングコンデンサ76が電気的に接続されて、半導体装置60dが構成されている。   In this case, the electrode 75d is formed by forming a contact hole reaching the well tap 78 from the back surface side of the semiconductor element 70d before or after the semiconductor element 70d is mounted on the package substrate 80, and then embedding the material of the electrode 75d therein. Formed by. A decoupling capacitor 76 is electrically connected to the electrode 75d formed in this manner, thereby forming a semiconductor device 60d.

このような半導体装置60dによっても、半導体素子70dの動作の安定化を図ることができる。
なお、このような半導体素子70dの電極75dには、図21に示したような容量アレイチップ90を接続したり、図24に示したようなデカップリングコンデンサ102が搭載されたインターポーザ101を接続したりすることも可能である。
Such a semiconductor device 60d can also stabilize the operation of the semiconductor element 70d.
A capacitor array chip 90 as shown in FIG. 21 or an interposer 101 on which a decoupling capacitor 102 as shown in FIG. 24 is mounted is connected to the electrode 75d of the semiconductor element 70d. It is also possible to do.

次に、第6構成例について説明する。
図27は半導体装置の第6構成例の断面模式図である。
この図27に示す半導体装置60eは、パッケージ基板80e内の配線構造80aに、VDD接続されたプレート状の配線84とGND接続されたプレート状の配線85とで誘電体層86が挟まれた容量が形成された構成を有している。配線84,85は、半導体素子70の所定のバンプ71に電気的に接続される。パッケージ基板80eは、ビルドアップ基板であり、配線84,85は、他の配線と同様に所定の層に形成することができ、誘電体層86は、パッケージ基板80eの基板材料からなる、配線84,85間の層をそのまま利用することができる。
Next, a sixth configuration example will be described.
FIG. 27 is a schematic cross-sectional view of a sixth configuration example of the semiconductor device.
A semiconductor device 60e shown in FIG. 27 has a capacitance in which a dielectric layer 86 is sandwiched between a plate-like wiring 84 connected to VDD and a plate-like wiring 85 connected to GND in a wiring structure 80a in a package substrate 80e. Is formed. The wirings 84 and 85 are electrically connected to predetermined bumps 71 of the semiconductor element 70. The package substrate 80e is a build-up substrate, and the wirings 84 and 85 can be formed in a predetermined layer like the other wirings, and the dielectric layer 86 is a wiring 84 made of the substrate material of the package substrate 80e. , 85 can be used as they are.

ここでは、このようなパッケージ基板80eに実装された半導体素子70に、電極75を介してデカップリングコンデンサ76が接続されている。このような半導体装置60eによっても、半導体素子70の動作の安定化を図ることができる。   Here, a decoupling capacitor 76 is connected to the semiconductor element 70 mounted on the package substrate 80e through an electrode 75. Such a semiconductor device 60e can also stabilize the operation of the semiconductor element 70.

なお、このようなパッケージ基板80eを、図21〜図26に示した半導体装置60a,60b,60c,60dのパッケージ基板80に替えて用いることも可能である。
(付記1) 一方の主面側にトランジスタが形成された半導体基板と、
前記一方の主面側に設けられ、前記トランジスタに電気的に接続された配線を備えた配線層と、
前記配線に電気的に接続され、前記半導体基板に前記一方の主面側から他方の主面側に向かって延在配置された電極と、
を有することを特徴とする半導体素子。
Such a package substrate 80e can be used in place of the package substrate 80 of the semiconductor devices 60a, 60b, 60c, and 60d shown in FIGS.
(Appendix 1) a semiconductor substrate having a transistor formed on one main surface side;
A wiring layer provided on the one main surface side and provided with a wiring electrically connected to the transistor;
An electrode that is electrically connected to the wiring and that extends from the one main surface side toward the other main surface side of the semiconductor substrate;
A semiconductor device comprising:

(付記2) 前記他方の主面に前記電極の端面が表出していることを特徴とする付記1記載の半導体素子。
(付記3) 前記電極に前記他方の主面側に配置された容量素子が電気的に接続されていることを特徴とする付記2記載の半導体素子。
(Additional remark 2) The end surface of the said electrode has exposed to the said other main surface, The semiconductor element of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned.
(Additional remark 3) The semiconductor element of Additional remark 2 characterized by the above-mentioned. The capacitive element arrange | positioned at the said other main surface side is electrically connected to the said electrode.

(付記4) 一方の主面側にトランジスタが形成された半導体基板と、前記一方の主面側に設けられ、前記トランジスタに電気的に接続された配線を備えた配線層と、前記配線に電気的に接続され、前記半導体基板に前記一方の主面側から他方の主面側に向かって延在配置された電極と、を有する半導体素子と、
前記半導体素子が前記配線層側に設けられた端子を用いて実装された回路基板と、
を有することを特徴とする半導体装置。
(Supplementary Note 4) A semiconductor substrate having a transistor formed on one main surface side, a wiring layer provided on the one main surface side and provided with a wiring electrically connected to the transistor, and an electrical connection to the wiring Connected to the semiconductor substrate, an electrode extending from the one main surface side toward the other main surface side, and a semiconductor element,
A circuit board on which the semiconductor element is mounted using a terminal provided on the wiring layer side;
A semiconductor device comprising:

(付記5) 前記他方の主面上に前記電極に電気的に接続されて形成された第1金属部材と、前記第1金属部材上に形成された誘電体層と、前記誘電体層上に形成された第2金属部材と、を有し、
前記第1金属部材は、高電圧が印加される前記電極に電気的に接続され、前記第2金属部材は、前記回路基板の低電圧が印加される配線に電気的に接続されていることを特徴とする付記4記載の半導体装置。
(Supplementary Note 5) A first metal member formed on the other main surface and electrically connected to the electrode, a dielectric layer formed on the first metal member, and on the dielectric layer A second metal member formed,
The first metal member is electrically connected to the electrode to which a high voltage is applied, and the second metal member is electrically connected to a wiring to which a low voltage is applied to the circuit board. The semiconductor device according to appendix 4, which is characterized.

(付記6) 前記回路基板の前記半導体素子の実装面側に、複数の容量素子が前記半導体素子の周囲に分散して配置されていることを特徴とする付記4または5に記載の半導体装置。   (Additional remark 6) The semiconductor device of Additional remark 4 or 5 characterized by the several capacitive element disperse | distributing and arrange | positioning around the said semiconductor element on the mounting surface side of the said semiconductor element of the said circuit board.

(付記7) 前記回路基板内に、対向する配線と基板材料とによって構成されて前記半導体素子に電気的に接続された容量を有していることを特徴とする付記4〜6のいずれかに記載の半導体装置。   (Additional remark 7) It has the capacity | capacitance comprised by the wiring and board | substrate material which opposes in the said circuit board, and was electrically connected to the said semiconductor element. The semiconductor device described.

半導体素子の構成原理の説明図である。It is explanatory drawing of the structure principle of a semiconductor element. MOSトランジスタ形成工程の要部断面模式図である。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a MOS transistor formation process. プラグ形成工程の要部断面模式図である。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a plug formation process. 第1の層間絶縁膜形成工程の要部断面模式図である。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a 1st interlayer insulation film formation process. 配線形成工程の要部断面模式図である。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a wiring formation process. 第1のレジストパターン形成工程の要部断面模式図である。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a 1st resist pattern formation process. 第1のエッチング工程の要部断面模式図である。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a 1st etching process. レジスト除去工程の要部断面模式図である。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a resist removal process. 第2のレジストパターン形成工程の要部断面模式図である。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a 2nd resist pattern formation process. 第2のエッチング工程の要部断面模式図である。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a 2nd etching process. 第3のレジストパターン形成工程の要部断面模式図である。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a 3rd resist pattern formation process. 第3のエッチング工程およびスペーサ膜形成工程の要部断面模式図である。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a 3rd etching process and a spacer film formation process. バリアメタルおよびシード銅層形成工程の要部断面模式図である。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a barrier metal and seed copper layer formation process. 銅埋め込み工程の要部断面模式図である。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a copper embedding process. CMP工程の要部断面模式図である。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a CMP process. 第2の層間絶縁膜形成工程の要部断面模式図である。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a 2nd interlayer insulation film formation process. 半導体装置の第1構成例の断面模式図(その1)である。It is a cross-sectional schematic diagram of the first structural example of the semiconductor device (part 1). 半導体装置の第1構成例の断面模式図(その2)である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view (part 2) of the first configuration example of the semiconductor device. 第1構成例における半導体素子の平面模式図である。It is a plane schematic diagram of the semiconductor element in the first configuration example. 第1構成例の半導体装置の平面模式図である。It is a plane schematic diagram of the semiconductor device of the first configuration example. 半導体装置の第2構成例の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the 2nd structural example of a semiconductor device. 第2構成例における半導体素子の平面模式図である。It is a plane schematic diagram of the semiconductor element in the 2nd example of composition. 容量アレイチップの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of a capacity | capacitance array chip. 半導体装置の第3構成例の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the 3rd structural example of a semiconductor device. 半導体装置の第4構成例の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the 4th structural example of a semiconductor device. 半導体装置の第5構成例の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the 5th structural example of a semiconductor device. 半導体装置の第6構成例の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the 6th structural example of a semiconductor device. 半導体素子内部に容量を付加した形態の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the form which added the capacity | capacitance inside the semiconductor element. パッケージ基板に容量を付加した形態の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the form which added the capacity | capacitance to the package board | substrate. 半導体素子内部の電圧波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the voltage waveform inside a semiconductor element. デカップリングコンデンサの搭載例を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows the example of mounting of a decoupling capacitor. デカップリングコンデンサの搭載例を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows the example of mounting of a decoupling capacitor.

符号の説明Explanation of symbols

1,70,70a,70b,70c,70d 半導体素子
2,72 半導体基板
3,21 STI
4,27,73 MOSトランジスタ
5,22 ウェル
6,23 ゲート絶縁膜
7,24 ゲート電極
8,25 サイドウォール
9a,26a ソース領域
9b,26b ドレイン領域
10,33,84,85 配線
11,30 プラグ
12,74 多層配線
13 電源端子
14 信号端子
15,49,75,75a,75b,75c,75d 電極
16 絶縁膜
20 シリコン基板
28 カバー膜
29,32,51 層間絶縁膜
31,34,50 ストッパ膜
33a,46 バリアメタル
35,38,41,43,44 レジスト
36,40,42 膜厚制御層
37 反射防止膜
39,39a,39b 開口部
45 スペーサ膜
47 シード銅層
48 銅層
60,60a,60b,60c,60d,60e 半導体装置
71,81,92,100 バンプ
74a,80a,101a 配線構造
76,83,102 デカップリングコンデンサ
77,82,91 パッド
78 ウェルタップ
80,80e パッケージ基板
86,111 誘電体層
90 容量アレイチップ
93 アンダーフィル材
101 インターポーザ
110 第1金属部材
112 第2金属部材
1,70,70a, 70b, 70c, 70d Semiconductor element 2,72 Semiconductor substrate 3,21 STI
4, 27, 73 MOS transistor 5, 22 well 6, 23 Gate insulating film 7, 24 Gate electrode 8, 25 Side wall 9a, 26a Source region 9b, 26b Drain region 10, 33, 84, 85 Wiring 11, 30 Plug 12 , 74 Multi-layer wiring 13 Power terminal 14 Signal terminal 15, 49, 75, 75a, 75b, 75c, 75d Electrode 16 Insulating film 20 Silicon substrate 28 Cover film 29, 32, 51 Interlayer insulating film 31, 34, 50 Stopper film 33a, 46 Barrier metal 35, 38, 41, 43, 44 Resist 36, 40, 42 Film thickness control layer 37 Antireflection film 39, 39a, 39b Opening 45 Spacer film 47 Seed copper layer 48 Copper layer 60, 60a, 60b, 60c , 60d, 60e Semiconductor device 71, 81, 92, 100 Bump 74 , 80a, 101a Wiring structure 76, 83, 102 Decoupling capacitor 77, 82, 91 Pad 78 Well tap 80, 80e Package substrate 86, 111 Dielectric layer 90 Capacitance array chip 93 Underfill material 101 Interposer 110 First metal member 112 Second metal member

Claims (5)

一方の主面側にトランジスタが形成された半導体基板と、
前記一方の主面側に設けられ、前記トランジスタに電気的に接続された配線を備えた配線層と、
前記配線に電気的に接続され、前記半導体基板に前記一方の主面側から他方の主面側に向かって延在配置された電極と、
を有することを特徴とする半導体素子。
A semiconductor substrate having a transistor formed on one main surface side;
A wiring layer provided on the one main surface side and provided with a wiring electrically connected to the transistor;
An electrode that is electrically connected to the wiring and that extends from the one main surface side toward the other main surface side of the semiconductor substrate;
A semiconductor device comprising:
前記他方の主面に前記電極の端面が表出していることを特徴とする請求項1記載の半導体素子。   The semiconductor element according to claim 1, wherein an end face of the electrode is exposed on the other main surface. 前記電極に前記他方の主面側に配置された容量素子が電気的に接続されていることを特徴とする請求項2記載の半導体素子。   The semiconductor element according to claim 2, wherein a capacitive element disposed on the other main surface side is electrically connected to the electrode. 一方の主面側にトランジスタが形成された半導体基板と、前記一方の主面側に設けられ、前記トランジスタに電気的に接続された配線を備えた配線層と、前記配線に電気的に接続され、前記半導体基板に前記一方の主面側から他方の主面側に向かって延在配置された電極と、を有する半導体素子と、
前記半導体素子が前記配線層側に設けられた端子を用いて実装された回路基板と、
を有することを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate having a transistor formed on one main surface side, a wiring layer provided on the one main surface side and provided with a wiring electrically connected to the transistor, and electrically connected to the wiring A semiconductor element having, on the semiconductor substrate, an electrode extending from the one main surface side toward the other main surface side, and
A circuit board on which the semiconductor element is mounted using a terminal provided on the wiring layer side;
A semiconductor device comprising:
前記回路基板の前記半導体素子の実装面側に、複数の容量素子が前記半導体素子の周囲に分散して配置されていることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。   5. The semiconductor device according to claim 4, wherein a plurality of capacitive elements are distributed and arranged around the semiconductor element on the mounting surface side of the semiconductor element of the circuit board.
JP2007253065A 2007-09-28 2007-09-28 Semiconductor element and semiconductor device Pending JP2009088052A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007253065A JP2009088052A (en) 2007-09-28 2007-09-28 Semiconductor element and semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007253065A JP2009088052A (en) 2007-09-28 2007-09-28 Semiconductor element and semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009088052A true JP2009088052A (en) 2009-04-23

Family

ID=40661131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007253065A Pending JP2009088052A (en) 2007-09-28 2007-09-28 Semiconductor element and semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009088052A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9691684B2 (en) Integrated circuit device including through-silicon via structure and decoupling capacitor and method of manufacturing the same
US9379042B2 (en) Integrated circuit devices having through silicon via structures and methods of manufacturing the same
JP5027431B2 (en) Semiconductor device
US10950689B2 (en) Semiconductor device with a through-substrate via hole having therein a capacitor and a through-substrate via conductor
US6661088B1 (en) Semiconductor integrated circuit device having interposer and method of manufacturing the same
US8878338B2 (en) Capacitor for interposers and methods of manufacture thereof
US8421238B2 (en) Stacked semiconductor device with through via
CN102820280B (en) For the overstepping one&#39;s bounds laminar metal level of integrated circuit
US7148575B2 (en) Semiconductor device having bonding pad above low-k dielectric film
CN110060982B (en) Capacitor for interposer and method of making the same
JP5994167B2 (en) Semiconductor device, manufacturing method thereof, and electronic component
US8658529B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US20160020145A1 (en) Methods of fabricating semiconductor devices with blocking layer patterns
JP2011171567A (en) Method of manufacturing substrate structure, and method of manufacturing semiconductor device
US9099477B2 (en) Three-dimensional integrated circuit having stabilization structure for power supply voltage, and method for manufacturing same
KR20100076502A (en) Semiconductor apparatus and semiconductor package including the same
JP2011165966A (en) Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
JP2011253898A (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
JP2013046006A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2009088052A (en) Semiconductor element and semiconductor device
JP2011009515A (en) Semiconductor device
JP2008186976A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
US11469295B1 (en) Decoupling capacitor integrated in system on chip (SOC) device
JP2004104136A (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device, and method for generating mask pattern
JP2007214284A (en) Semiconductor device