JP2009170731A - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small and easy to mount semiconductor device. <P>SOLUTION: There are provided: a first conductive type first semiconductor layer 12 formed on a first face of a semiconductor substrate 11; a second conductive type second semiconductor layer 13 formed on the first semiconductor layer 12; a first connective conductor 14 formed on a second face of the semiconductor substrate 11 opposite to the first face and connected to the first semiconductor layer 12; a second connective conductor 15 formed on the first face of the semiconductor substrate 11 including the second semiconductor layer 13 and connected to the second semiconductor layer 13; a third connective conductor 16 formed on at least one side face of the first connective conductor 14; and a fourth connective conductor 17 formed on the side face on the same side of the side face where at least the third connective conductor 16 of the second connective conductor 15 is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device.

近年、電子機器の小型化、および実装技術の進展に合わせて、半導体装置の更なる小型化、高性能化が求められている。
従来の半導体装置は、半導体チップと半導体チップを保護するためのパッケージとを有し、電極材フレームにマウント、ワイヤボンディングされた半導体チップを樹脂でモールドしていた。
In recent years, further downsizing and higher performance of semiconductor devices have been demanded in accordance with downsizing of electronic devices and progress in mounting technology.
A conventional semiconductor device has a semiconductor chip and a package for protecting the semiconductor chip, and the semiconductor chip mounted on the electrode material frame and wire-bonded is molded with resin.

そのため、半導体装置のサイズは、半導体チップのサイズだけでなく、電極材フレームのサイズおよびワイヤの高さなどにも律速されるようになってきており、半導体装置の小型化が困難になる問題がある。   For this reason, the size of the semiconductor device is controlled not only by the size of the semiconductor chip but also by the size of the electrode material frame and the height of the wire, which makes it difficult to reduce the size of the semiconductor device. is there.

更に、ボンディンクワイヤーと電極材フレームのインダクタンス成分により、電圧印加(電流印加)時の過渡特性がクランピングして安定化するまでに時間を要するという問題があり、高周波用の半導体装置、例えば高周波用ダイオードでは周波数特性が悪化する問題がある。   Furthermore, due to the inductance components of the bonding wire and the electrode material frame, there is a problem that it takes time until the transient characteristics during voltage application (current application) are clamped and stabilized. There is a problem that the frequency characteristics of the diode for use deteriorate.

これに対して、チップスケールパッケージ(Chip Scale Package)として、半導体チップ自体がパッケージを兼ねるものが知られている(例えば特許文献1参照。)。   On the other hand, as a chip scale package (Chip Scale Package), a semiconductor chip itself is also known as a package (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に開示された半導体装置は、二つの端子が形成された第1面と、第1面に対向して一つの端子が形成された第2面とを有するチップ素子と、二つの端子領域を除く第1面に形成された絶縁層と、絶縁層上に形成されて第1面上の各端子に連結され、所定の間隔で電気的に分離された第1及び第2導電層と、チップ素子の第2面に形成されて第2面の端子と連結された第3導電層と、第1、第2、及び第3導電層の側面中チップ素子の同じ側面に接する一側面に各々形成された電極面と、を備えている。   A semiconductor device disclosed in Patent Document 1 includes a chip element having a first surface on which two terminals are formed, a second surface on which one terminal is formed opposite to the first surface, and two terminals. An insulating layer formed on the first surface excluding the region, and first and second conductive layers formed on the insulating layer and connected to each terminal on the first surface and electrically separated at a predetermined interval; A third conductive layer formed on the second surface of the chip element and connected to a terminal on the second surface; and a side surface in contact with the same side surface of the chip element in the side surfaces of the first, second, and third conductive layers. Each formed electrode surface.

然しながら、特許文献1に開示された半導体装置は3端子素子のトランジスタで、基板に接続する電極を形成する面が限られるので、小型になるほど電極の形成および基板へのマウントがしづらくなるという問題がある。また、2端子素子であるダイオードについては何ら開示していない。
特開2003−273281号公報
However, since the semiconductor device disclosed in Patent Document 1 is a three-terminal transistor and has a limited surface for forming an electrode connected to the substrate, it is difficult to form an electrode and mount it on the substrate as the size is reduced. There is. Further, there is no disclosure of a diode that is a two-terminal element.
JP 2003-273281 A

本発明は、小型で、マウントが容易な半導体装置を提供する。   The present invention provides a semiconductor device that is small and easy to mount.

本発明の一態様の半導体装置は、半導体基板の第1の面に形成された第1導電型の第1半導体層と、前記第1半導体層上に形成された第2導電型の第2半導体層と、前記半導体基板の前記第1の面と反対の第2の面に形成され、前記第1半導体層に接続された第1接続導体と、前記第2半導体層を含む前記半導体基板の前記第1の面に形成され、前記第2半導体層に接続された第2接続導体と、前記第1接続導体の少なくとも1側面に形成された第3接続導体と、前記第2接続導体の少なくとも前記第3接続導体が形成された側面と同じ側の側面に形成された第4接続導体と、を具備することを特徴としている。   A semiconductor device of one embodiment of the present invention includes a first conductivity type first semiconductor layer formed on a first surface of a semiconductor substrate, and a second conductivity type second semiconductor formed on the first semiconductor layer. A first connection conductor formed on a second surface opposite to the first surface of the semiconductor substrate and connected to the first semiconductor layer; and the semiconductor substrate including the second semiconductor layer. A second connection conductor formed on the first surface and connected to the second semiconductor layer; a third connection conductor formed on at least one side surface of the first connection conductor; and at least the second connection conductor. And a fourth connection conductor formed on the side surface on the same side as the side surface on which the third connection conductor is formed.

本発明によれば、小型で、マウントが容易な半導体装置が得られる。   According to the present invention, a semiconductor device that is small and easy to mount can be obtained.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の実施例に係る半導体装置について、図1乃至図7を用いて説明する。図1は半導体装置を示す断面図、図2は半導体装置が基板に実装された状態を示す断面図、図3乃至図7は半導体装置の製造工程を順に示す断面図である。   A semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor device, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the semiconductor device is mounted on a substrate, and FIGS. 3 to 7 are cross-sectional views sequentially showing manufacturing steps of the semiconductor device.

図1に示すように、本実施例の半導体装置10は、半導体基板11の第1の面に形成された第1導電型の第1半導体層12と、第1半導体層12上に形成された第2導電型の第2半導体層13と、半導体基板11の第1の面と反対の第2の面に形成され、第1半導体層12に接続された第1接続導体14と、第2半導体層13を含む半導体基板11の第1の面に形成され、第2半導体層13に接続された第2接続導体15と、第1接続導体14の少なくとも1側面に形成された第3接続導体16と、第2接続導体15の少なくとも第3接続導体16が形成された側面と同じ側の側面に形成された第4接続導体17と、を具備している。   As shown in FIG. 1, the semiconductor device 10 of this example is formed on a first semiconductor layer 12 of a first conductivity type formed on a first surface of a semiconductor substrate 11 and on the first semiconductor layer 12. A second conductive type second semiconductor layer 13; a first connection conductor 14 formed on a second surface opposite to the first surface of the semiconductor substrate 11; and connected to the first semiconductor layer 12, and a second semiconductor A second connection conductor 15 formed on the first surface of the semiconductor substrate 11 including the layer 13 and connected to the second semiconductor layer 13, and a third connection conductor 16 formed on at least one side surface of the first connection conductor 14. And a fourth connection conductor 17 formed on the side surface of the second connection conductor 15 on the same side as at least the side surface on which the third connection conductor 16 is formed.

半導体基板11は、例えばシリコン基板である。半導体基板11は、外周面が露出しており、第1および第2半導体層12、13を外部から保護するパッケージとして機能している。   The semiconductor substrate 11 is a silicon substrate, for example. The semiconductor substrate 11 has an outer peripheral surface exposed, and functions as a package that protects the first and second semiconductor layers 12 and 13 from the outside.

そのため、半導体基板11は、できるだけ抵抗の高い基板であることが望ましい。例えばノンドープの高抵抗基板、またはP型不純物とN型不純物の両方をドープすることにより不純物補償された高抵抗基板などである。
半導体基板11が高抵抗基板であれば、半導体基板11の導電型はP型、N型のいずれでも構わない。
For this reason, the semiconductor substrate 11 is desirably a substrate having as high a resistance as possible. For example, a non-doped high-resistance substrate, or a high-resistance substrate in which impurities are compensated by doping both P-type impurities and N-type impurities.
If the semiconductor substrate 11 is a high resistance substrate, the conductivity type of the semiconductor substrate 11 may be either P type or N type.

第1半導体層12は、例えばP型半導体層であり、第2半導体層13はP型半導体層よりキャリア濃度の高いN型半導体層である。
第1および第2半導体層12、13により、半導体基板11にPN接合を有するダイオードが形成されている。
The first semiconductor layer 12 is, for example, a P-type semiconductor layer, and the second semiconductor layer 13 is an N + -type semiconductor layer having a carrier concentration higher than that of the P-type semiconductor layer.
The first and second semiconductor layers 12 and 13 form a diode having a PN junction in the semiconductor substrate 11.

第1および第2半導体層12、13は、第1および第2半導体層12、13を囲うように半導体基板11に形成されたトレンチの内壁を覆う絶縁膜18、例えばシリコン酸化膜と、トレンチ内に埋め込まれた絶縁材19、例えばノンドープのポリシリコンとを有するSTI(Shallow Trench Isolation)20により、半導体基板11と電気的に分離されている。   The first and second semiconductor layers 12 and 13 include an insulating film 18 that covers the inner wall of the trench formed in the semiconductor substrate 11 so as to surround the first and second semiconductor layers 12 and 13, for example, a silicon oxide film, The semiconductor substrate 11 is electrically isolated by an STI (Shallow Trench Isolation) 20 having an insulating material 19 embedded therein, for example, non-doped polysilicon.

更に、第2半導体層13の外周部を含む半導体基板11上に、絶縁膜21、例えばシリコン酸化膜が形成されている。これは、後述する第1接続導体14と第2接続導体15との間の絶縁性を確保するためである。   Furthermore, an insulating film 21, for example, a silicon oxide film is formed on the semiconductor substrate 11 including the outer peripheral portion of the second semiconductor layer 13. This is to ensure insulation between a first connection conductor 14 and a second connection conductor 15 described later.

第1接続導体14は、半導体基板11の第2の面から第1半導体層12に至るコンタクトホールの内面を含む半導体基板11の第2の面に形成されたニッケル(Ni)膜22と、コンタクトホールを埋め込んでニッケル膜22上に形成された銅(Cu)膜23とを有している。   The first connection conductor 14 includes a nickel (Ni) film 22 formed on the second surface of the semiconductor substrate 11 including the inner surface of the contact hole extending from the second surface of the semiconductor substrate 11 to the first semiconductor layer 12, and a contact A copper (Cu) film 23 is formed on the nickel film 22 by filling the holes.

第2接続導体15は、第2半導体層13上にバリアメタル膜(図示せず)、例えばTiN/Ti膜を介し、外周部が絶縁膜21の途中までオーバラップして形成されたアルミニウム(Al)膜24と、アルミニウム膜24を覆い、外周部が絶縁膜21の端部までオーバラップして形成されたニッケル膜25と、ニッケル膜25上に形成された銅膜26とを有している。   The second connection conductor 15 is made of aluminum (Al) formed on the second semiconductor layer 13 with a barrier metal film (not shown), for example, a TiN / Ti film, and the outer peripheral portion overlapping the middle of the insulating film 21. ) A film 24, a nickel film 25 that covers the aluminum film 24 and has an outer peripheral portion that overlaps with the end of the insulating film 21, and a copper film 26 that is formed on the nickel film 25. .

銅膜23、26は、ニッケル膜22、25より十分厚く、例えば80μm程度に形成されており、第1および第2接続導体14、15の主要部を構成している。   The copper films 23 and 26 are sufficiently thicker than the nickel films 22 and 25, for example, are formed with a thickness of about 80 μm, and constitute the main parts of the first and second connection conductors 14 and 15.

第3接続導体16は、第1接続導体14の少なくとも1側面、ここでは4側面および表面を含む5面全体に形成された錫膜である。
同様に、第4接続導体17は、第2接続導体15の少なくとも1側面、ここでは4側面および表面を含む5面全体に形成された錫膜である。
The third connection conductor 16 is a tin film formed on the entire five surfaces including at least one side surface, here, the four side surfaces and the surface of the first connection conductor 14.
Similarly, the fourth connection conductor 17 is a tin film formed on at least one side surface of the second connection conductor 15, here, the entire five surfaces including the four side surfaces and the surface.

第3接続導体16の4側面は、半導体基板11の4側面よりδL、例えば20〜30μm程度だけ外側に位置している。同様に、第4接続導体17の4側面は、半導体基板11の4側面よりδLだけ外側に位置している。   The four side surfaces of the third connection conductor 16 are located outside the four side surfaces of the semiconductor substrate 11 by δL, for example, about 20 to 30 μm. Similarly, the four side surfaces of the fourth connection conductor 17 are located outside the four side surfaces of the semiconductor substrate 11 by δL.

半導体装置10は、高抵抗の半導体基板11の外側(4側面、第1および第2の面)が第1および第2半導体層12、13を保護するためのパッケージとして機能し、更に第1および第2の面が外部に接続するための電極形成面として機能している。   The semiconductor device 10 functions as a package in which the outside (four side surfaces, first and second surfaces) of the high-resistance semiconductor substrate 11 protects the first and second semiconductor layers 12 and 13, The second surface functions as an electrode forming surface for connecting to the outside.

そのため、半導体装置10は、半導体基板11を載置するための基板と、第1および第2半導体層12、13を外部に接続するためのボンディングワイヤと、第1および第2半導体層12、13を保護するためのモールド樹脂などが不要であり、小型化な半導体装置10が得られる。   Therefore, the semiconductor device 10 includes a substrate on which the semiconductor substrate 11 is placed, a bonding wire for connecting the first and second semiconductor layers 12 and 13 to the outside, and the first and second semiconductor layers 12 and 13. No mold resin or the like for protecting the semiconductor device 10 is required, and a miniaturized semiconductor device 10 can be obtained.

図2は、半導体装置10が、プリント基板(PWB:Printed Wiring Board)に実装された状態を示す断面図である。
図2に示すように、半導体装置10は、チップ部品、例えばチップコンデンサ、チップ抵抗などと同様に、半導体基板11の側面11aがプリント基板30と並行するように配置されて実装されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the semiconductor device 10 is mounted on a printed circuit board (PWB: Printed Wiring Board).
As shown in FIG. 2, the semiconductor device 10 is arranged and mounted so that the side surface 11 a of the semiconductor substrate 11 is parallel to the printed circuit board 30, similarly to chip components such as a chip capacitor and a chip resistor.

プリント基板30は、絶縁性の基板31上に形成された配線32a、32bと、離間して対向する配線32a、32bの一端に形成されたバンプ33a、33bと、を具備している。
バンプ33aに、ハンダ34aを介して第3接続導体16の側面16aが接続されている。同様に、バンプ33bに、ハンダ34bを介して第4接続導体17の側面17aが接続されている。
The printed circuit board 30 includes wirings 32a and 32b formed on an insulating substrate 31, and bumps 33a and 33b formed at one end of the wirings 32a and 32b that face each other at a distance.
The side surface 16a of the third connection conductor 16 is connected to the bump 33a via the solder 34a. Similarly, the side surface 17a of the fourth connection conductor 17 is connected to the bump 33b via the solder 34b.

第3接続導体16および第4接続導体17の側面16a、17aが半導体基板11の側面11aより外側にあるので、半導体装置10はプリント基板30から十分に離間して実装される。
これにより、半導体基板11とプリント基板30との隙間にハンダなどが垂れても、半導体基板11とプリント基板30との間の絶縁性を確保することができる。
Since the side surfaces 16 a and 17 a of the third connection conductor 16 and the fourth connection conductor 17 are outside the side surface 11 a of the semiconductor substrate 11, the semiconductor device 10 is mounted sufficiently away from the printed board 30.
Thereby, even if solder or the like hangs down in the gap between the semiconductor substrate 11 and the printed board 30, it is possible to ensure insulation between the semiconductor substrate 11 and the printed board 30.

第3接続導体16および第4接続導体17は、第1接続導体14および第2接続導体15の5面全体に形成されているので、どの側面を用いてもプリント基板30に確実に実装することができるので、マウントが容易である。   Since the third connection conductor 16 and the fourth connection conductor 17 are formed on the entire five surfaces of the first connection conductor 14 and the second connection conductor 15, the third connection conductor 16 and the fourth connection conductor 17 can be reliably mounted on the printed circuit board 30 regardless of which side surface is used. Can be mounted easily.

次に、半導体装置10の製造方法について、図3乃至図7を用いて説明する。図3乃至図7は、半導体装置10の製造工程を順に示す断面図である。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device 10 will be described with reference to FIGS. 3 to 7 are cross-sectional views sequentially showing the manufacturing process of the semiconductor device 10.

始めに、図3(a)に示すように、半導体基板11の第1の面に、例えばRIE(Reactive Ion Etching)法により深さ40μm程度のトレンチ40を形成する。
次に、トレンチ40の内側を含む半導体基板11上に、例えば熱酸化法により厚さ100nm程度の熱酸化膜41を形成する。
First, as shown in FIG. 3A, a trench 40 having a depth of about 40 μm is formed on the first surface of the semiconductor substrate 11 by, for example, RIE (Reactive Ion Etching).
Next, a thermal oxide film 41 having a thickness of about 100 nm is formed on the semiconductor substrate 11 including the inside of the trench 40 by, for example, a thermal oxidation method.

次に、図3(b)に示すように、トレンチ40の内側を埋め込むように半導体基板11上に、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法によりノンドープのポリシリコン膜42を形成する。   Next, as shown in FIG. 3B, a non-doped polysilicon film 42 is formed on the semiconductor substrate 11 by, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method so as to fill the inside of the trench 40.

次に、図3(c)に示すように、半導体基板11上のポリシリコン膜42および熱酸化膜41を、例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing)法により除去し、半導体基板11を露出させる。
これにより、熱酸化膜41がトレンチの内壁を覆う絶縁膜18になり、ポリシリコン膜42がトレンチ内に埋め込まれた絶縁材19になり、STI20が形成される。
Next, as shown in FIG. 3C, the polysilicon film 42 and the thermal oxide film 41 on the semiconductor substrate 11 are removed by, for example, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method to expose the semiconductor substrate 11.
As a result, the thermal oxide film 41 becomes the insulating film 18 covering the inner wall of the trench, the polysilicon film 42 becomes the insulating material 19 embedded in the trench, and the STI 20 is formed.

次に、図4(a)に示すように、STI20を含む半導体基板11上に、例えばCVD法によりシリコン酸化膜43を形成する。
次に、STI20で囲まれる1半導体層12が形成される領域に開口44aを有するレジスト膜44を形成し、レジスト膜44をマスクとして半導体基板11にP型不純物、例えば硼素イオン(B)を選択的に注入する。
次に、レジスト膜44を除去した後、熱処理を施し、厚さ30μm程度の深いP型拡散である第1半導体層12を形成する。
Next, as shown in FIG. 4A, a silicon oxide film 43 is formed on the semiconductor substrate 11 including the STI 20 by, for example, a CVD method.
Next, a resist film 44 having an opening 44a is formed in a region where one semiconductor layer 12 surrounded by the STI 20 is formed, and a P-type impurity such as boron ion (B + ) is applied to the semiconductor substrate 11 using the resist film 44 as a mask. Inject selectively.
Next, after removing the resist film 44, heat treatment is performed to form the first semiconductor layer 12 which is deep P-type diffusion having a thickness of about 30 μm.

次に、図4(b)に示すように、第2半導体層12が形成された領域に開口45aを有するレジスト膜45を形成し、レジスト膜45をマスクとして半導体基板11にN型不純物、例えば燐イオン(P)を選択的に注入する。
次に、レジスト膜45を除去した後、短時間の熱処理を施し、厚さ1μm程度の浅いN型拡散層である第2半導体層13を形成する。
Next, as shown in FIG. 4B, a resist film 45 having an opening 45a is formed in the region where the second semiconductor layer 12 is formed, and an N-type impurity, for example, is formed in the semiconductor substrate 11 using the resist film 45 as a mask. Phosphorus ions (P + ) are selectively implanted.
Next, after removing the resist film 45, a short heat treatment is performed to form the second semiconductor layer 13 which is a shallow N + type diffusion layer having a thickness of about 1 μm.

次に、図4(c)に示すように、絶縁膜43を除去した後、半導体基板11上に、例えばCVD法によりシリコン酸化膜である絶縁膜21を形成し、リソグラフィ法およびRIE法により絶縁膜21を選択的に除去し、外周部を除いて第2半導体層13を露出させる。   Next, as shown in FIG. 4C, after the insulating film 43 is removed, an insulating film 21 that is a silicon oxide film is formed on the semiconductor substrate 11 by, for example, a CVD method, and is insulated by a lithography method and an RIE method. The film 21 is selectively removed, and the second semiconductor layer 13 is exposed except for the outer peripheral portion.

次に、周知の方法により、露出した第2半導体層13を含む絶縁膜21上にバリアメタル(図示せず)を介し、外周部が絶縁膜21にオーバラップしたアルミニウム膜24と、アルミニウム膜24上に外周部が絶縁膜21にオーバラップしたニッケル膜25とを有する第2接続導体15の下部を形成する。
アルミニウム膜24は、例えば真空蒸着法により形成し、ニッケル膜25は、例えば無電解メッキ法により形成する。
Next, an aluminum film 24 whose outer peripheral portion overlaps the insulating film 21 via a barrier metal (not shown) on the insulating film 21 including the exposed second semiconductor layer 13 and an aluminum film 24 by a known method. A lower portion of the second connection conductor 15 having the nickel film 25 whose outer peripheral portion overlaps the insulating film 21 is formed thereon.
The aluminum film 24 is formed by, for example, a vacuum deposition method, and the nickel film 25 is formed by, for example, an electroless plating method.

次に、ニッケル膜25の周りの絶縁膜21を、例えばRIE法により除去して、半導体基板11の第1の面のダイシング領域46を露出させる。   Next, the insulating film 21 around the nickel film 25 is removed by, for example, RIE to expose the dicing region 46 on the first surface of the semiconductor substrate 11.

次に、図5(a)に示すように、半導体基板11の第2の面を研磨して、厚さ400μm程度に薄く加工した後、例えば両面アライナー装置を用いてフォトリソグラフィ法によりパターニングし、RIE法により半導体基板11の第2の面から第1半導体層12に至る直径50μm程度のコンタクトホール47を形成する。   Next, as shown in FIG. 5A, the second surface of the semiconductor substrate 11 is polished and processed to a thickness of about 400 μm, and then patterned by a photolithography method using, for example, a double-side aligner, A contact hole 47 having a diameter of about 50 μm is formed from the second surface of the semiconductor substrate 11 to the first semiconductor layer 12 by RIE.

次に、コンタクトホール47の内側を含む半導体基板11の第2の面に、無電解メッキ法によりニッケル膜22を形成する。
次に、第1の面のダイシング領域46に対応するニッケル膜22を選択的に除去し、半導体基板11の第2の面のダイシング領域48を露出させる。
Next, the nickel film 22 is formed on the second surface of the semiconductor substrate 11 including the inside of the contact hole 47 by electroless plating.
Next, the nickel film 22 corresponding to the dicing region 46 on the first surface is selectively removed to expose the dicing region 48 on the second surface of the semiconductor substrate 11.

次に、図5(b)に示すように、フォトリソグラフィ法により半導体基板11の第2の面のダイシング領域48を覆うレジスト膜49を形成した後、レジスト膜49をマスクとして電解メッキ法によりコンタクトホール47を埋め込むようにニッケル膜22上に厚さ80μm程度の銅膜23を形成する。これにより、第1接続導体14が形成される。   Next, as shown in FIG. 5B, after forming a resist film 49 covering the dicing region 48 on the second surface of the semiconductor substrate 11 by photolithography, contacts are made by electrolytic plating using the resist film 49 as a mask. A copper film 23 having a thickness of about 80 μm is formed on the nickel film 22 so as to fill the holes 47. Thereby, the first connection conductor 14 is formed.

次に、図6(a)に示すように、フォトリソグラフィ法により半導体基板11の第1の面のダイシング領域46を覆うレジスト膜50を形成した後、レジスト膜50をマスクとして、電解メッキ法によりニッケル膜25上に厚さ80μm程度の銅膜26を形成する。これにより、第2接続導体15が形成される。   Next, as shown in FIG. 6A, after forming a resist film 50 that covers the dicing region 46 on the first surface of the semiconductor substrate 11 by photolithography, the resist film 50 is used as a mask by electrolytic plating. A copper film 26 having a thickness of about 80 μm is formed on the nickel film 25. Thereby, the 2nd connection conductor 15 is formed.

次に、図6(b)に示すように、レジスト膜49、50を除去し、銅膜23、26の表面に薄いニッケル膜(図示せず)を形成した後に、半導体基板11の第2の面側を粘着シート51に貼り付ける。
次に、第1の面側から、残し厚が50〜100μm程度になるまで、半導体基板11をブレードまたはRIE法によりカットする。
Next, as shown in FIG. 6B, after the resist films 49 and 50 are removed and a thin nickel film (not shown) is formed on the surfaces of the copper films 23 and 26, the second film of the semiconductor substrate 11 is formed. The surface side is affixed to the adhesive sheet 51.
Next, the semiconductor substrate 11 is cut from the first surface side by a blade or RIE method until the remaining thickness becomes about 50 to 100 μm.

次に、図7(a)に示すように、半導体基板11の第1の面側を粘着シート52に貼り付け、第2の面側から半導体基板11をブレードでカットすることにより、半導体基板11を個片化する。   Next, as shown in FIG. 7A, the first surface side of the semiconductor substrate 11 is attached to the adhesive sheet 52, and the semiconductor substrate 11 is cut with a blade from the second surface side. Is divided into pieces.

次に、図7(b)に示すように、個片化された半導体基板11の第1接続導体14の4側面と表面を含む5面全体および第2接続導体15の4側面と表面を含む5面全体に、例えばバレルメッキ法により錫膜を20〜30μm程度形成する。これにより、第3接続導体16および第4接続導体17が形成される。   Next, as shown in FIG. 7B, the entire five surfaces including the four side surfaces and the surface of the first connection conductor 14 of the singulated semiconductor substrate 11 and the four side surfaces and the surface of the second connection conductor 15 are included. A tin film of about 20 to 30 μm is formed on the entire surface by, for example, barrel plating. As a result, the third connection conductor 16 and the fourth connection conductor 17 are formed.

バレルメッキとは、ガラメッキとも呼ばれ、多量の品物をバレル(樽)の中に入れ、回転させながら電解メッキする方法である。錫膜は抵抗の低い銅膜上にはメッキされるが、抵抗の高い半導体基板11上にはメッキされない。   Barrel plating is also called glass plating, and is a method in which a large amount of articles are placed in a barrel and electroplated while rotating. The tin film is plated on the copper film having low resistance, but is not plated on the semiconductor substrate 11 having high resistance.

これにより、高抵抗の半導体基板11の外側が第1および第2半導体層12、13を外部から保護するためのパッケージおよび外部に接続するための電極形成面として機能する半導体装置10が完成する。   As a result, the semiconductor device 10 in which the outside of the high-resistance semiconductor substrate 11 functions as a package for protecting the first and second semiconductor layers 12 and 13 from the outside and an electrode forming surface for connecting to the outside is completed.

半導体装置10は、基板、ボンディングワイヤおよびモールド樹脂が不要なので、サイズは目的に応じて自由に定めることができる。例えば0.6×0.3×0.3mm程度から0.4×0.2×0.2mm程度の小型のチップダイオードが得られる。
更に、ボンディングワイヤ等による不要なインダクタンス成分が減少するので、半導体素子特性への影響を抑制することができる。
Since the semiconductor device 10 does not require a substrate, a bonding wire, and a mold resin, the size can be freely determined according to the purpose. For example, a small chip diode of about 0.6 × 0.3 × 0.3 mm to about 0.4 × 0.2 × 0.2 mm can be obtained.
Furthermore, since unnecessary inductance components due to bonding wires and the like are reduced, the influence on the semiconductor element characteristics can be suppressed.

以上説明したように、本実施の半導体装置10は、高抵抗の半導体基板11の外側が第1および第2半導体層12、13を外部から保護するためのパッケージおよび外部に接続するための電極形成面として機能している。   As described above, in the semiconductor device 10 of the present embodiment, the outer side of the high-resistance semiconductor substrate 11 is formed with a package for protecting the first and second semiconductor layers 12 and 13 from the outside and an electrode for connecting to the outside. It functions as a surface.

その結果、第1および第2半導体層12、13を外部から保護するための樹脂、および外部に接続するためのボンディングワイヤが不要になる。従って、小型で、マウントが容易な半導体装置が得られる。   As a result, a resin for protecting the first and second semiconductor layers 12 and 13 from the outside and a bonding wire for connecting to the outside become unnecessary. Therefore, a semiconductor device that is small and easy to mount can be obtained.

ここでは、半導体装置10がPN接合ダイオードである場合について説明したが、その他のダイオード、例えばPIN接合ダイオードでも構わない。
2端子素子であればよく、例えばショットキー接合ダイオードなどに適用することも可能である。
Although the case where the semiconductor device 10 is a PN junction diode has been described here, other diodes such as a PIN junction diode may be used.
A two-terminal element may be used, and for example, it can be applied to a Schottky junction diode.

第1半導体層12と第1接続導体14とは、半導体基板11の第2の面から第1半導体層12に至るコンタクトホール47を銅膜23で埋め込んだビアを介して接続した場合について説明したが、コンタクトホール47の内面に銅膜を形成したスルーホールを介して接続しても構わない。   The case where the first semiconductor layer 12 and the first connection conductor 14 are connected via a via in which the contact hole 47 extending from the second surface of the semiconductor substrate 11 to the first semiconductor layer 12 is filled with the copper film 23 has been described. However, the contact hole 47 may be connected via a through hole in which a copper film is formed on the inner surface.

本発明の実施例に係る半導体装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the semiconductor device which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る半導体装置を基板に実装した状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state which mounted the semiconductor device based on the Example of this invention on the board | substrate. 本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を順に示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device based on the Example of this invention in order. 本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を順に示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device based on the Example of this invention in order. 本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を順に示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device based on the Example of this invention in order. 本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を順に示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device based on the Example of this invention in order. 本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を順に示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device based on the Example of this invention in order.

符号の説明Explanation of symbols

10 半導体装置
11 半導体基板
12 第1半導体層
13 第2半導体層
14 第1接続導体
15 第2接続導体
16 第3接続導体
17 第4接続導体
18、21 絶縁膜
19 絶縁材
20 STI
22、25 ニッケル膜
23、26 銅膜
24 アルミニウム膜
30 プリント基板
31 基板
32a、32b 配線
33a、33b バンプ
34a、34b 半田
40 トレンチ
41 熱酸化膜
42 ポリシリコン膜
43 シリコン酸化膜
44、45、49、50 レジスト膜
44a、45a 開口
46、48 ダイシング領域
47 コンタクトホール
51、52 粘着シート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor device 11 Semiconductor substrate 12 1st semiconductor layer 13 2nd semiconductor layer 14 1st connection conductor 15 2nd connection conductor 16 3rd connection conductor 17 4th connection conductor 18, 21 Insulating film 19 Insulating material 20 STI
22, 25 Nickel film 23, 26 Copper film 24 Aluminum film 30 Printed circuit board 31 Substrate 32a, 32b Wiring 33a, 33b Bump 34a, 34b Solder 40 Trench 41 Thermal oxide film 42 Polysilicon film 43 Silicon oxide films 44, 45, 49, 50 Resist films 44a and 45a Openings 46 and 48 Dicing region 47 Contact holes 51 and 52 Adhesive sheet

Claims (5)

半導体基板の第1の面に形成された第1導電型の第1半導体層と、
前記第1半導体層上に形成された第2導電型の第2半導体層と、
前記半導体基板の前記第1の面と反対の第2の面に形成され、前記第1半導体層に接続された第1接続導体と、
前記第2半導体層を含む前記半導体基板の前記第1の面に形成され、前記第2半導体層に接続された第2接続導体と、
前記第1接続導体の少なくとも1側面に形成された第3接続導体と、
前記第2接続導体の少なくとも前記第3接続導体が形成された側面と同じ側の側面に形成された第4接続導体と、
を具備することを特徴とする半導体装置。
A first semiconductor layer of a first conductivity type formed on a first surface of a semiconductor substrate;
A second semiconductor layer of a second conductivity type formed on the first semiconductor layer;
A first connection conductor formed on a second surface opposite to the first surface of the semiconductor substrate and connected to the first semiconductor layer;
A second connection conductor formed on the first surface of the semiconductor substrate including the second semiconductor layer and connected to the second semiconductor layer;
A third connection conductor formed on at least one side surface of the first connection conductor;
A fourth connection conductor formed on a side surface on the same side as the side surface on which at least the third connection conductor is formed of the second connection conductor;
A semiconductor device comprising:
前記第1半導体層と前記第1接続導体とは、前記半導体基板の前記第2の面から前記第1半導体層に至るビア、またはスルーホールを介して接続され、前記第2半導体層と前記第2接続導体とは、前記第2半導体層上に前記第2接続導体を形成することにより接続されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。   The first semiconductor layer and the first connection conductor are connected via a via or a through hole extending from the second surface of the semiconductor substrate to the first semiconductor layer, and the second semiconductor layer and the first connection conductor are connected to each other. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second connection conductor is connected by forming the second connection conductor on the second semiconductor layer. 前記第1半導体層および前記第2半導体層が、前記第1半導体層および前記第2半導体層を囲うように前記半導体基板に形成された溝に埋め込まれた絶縁材により、前記半導体基板と電気的に分離されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体装置。   The first semiconductor layer and the second semiconductor layer are electrically connected to the semiconductor substrate by an insulating material embedded in a groove formed in the semiconductor substrate so as to surround the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is separated into two. 前記第3接続導体が前記第1接続導体の全側面に形成され、前記第4接続導体が前記第2接続導体の全側面に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the third connection conductor is formed on all side surfaces of the first connection conductor, and the fourth connection conductor is formed on all side surfaces of the second connection conductor. . 前記第3接続導体および前記第4接続導体の側面が、前記半導体基板の側面より外側にあることを特徴とする請求項1または請求項4に記載の半導体装置。   5. The semiconductor device according to claim 1, wherein side surfaces of the third connection conductor and the fourth connection conductor are located outside a side surface of the semiconductor substrate.
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