JP2010050136A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、再配線によりインダクタが形成された半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device in which an inductor is formed by rewiring.
近年の情報通信市場の急速な発展により、無線通信機器に搭載される高周波回路に対し、小型化・低コスト化が強く求められている。一方、シリコン(Si)基板におけるCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)技術の微細化によりトランジスタの高周波特性が向上したことにより、高周波回路の分野において、トランジスタ等の能動素子と、インダクタ等の受動素子をSi基板上に形成し、1つのチップに集積したICの開発が進んでいる。 Due to the rapid development of the information communication market in recent years, there is a strong demand for miniaturization and cost reduction of high-frequency circuits mounted on wireless communication devices. On the other hand, the miniaturization of CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) technology on a silicon (Si) substrate has improved the high-frequency characteristics of transistors, so that active elements such as transistors and passive elements such as inductors can be used in the field of high-frequency circuits. Development of an IC formed on a substrate and integrated on one chip is in progress.
しかし、半導体プロセスによりSi基板上に形成したインダクタは、一般に配線厚の薄いアルミニウム(Al)配線を用いるため抵抗(電気抵抗)が大きい。また、インダクタとSi基板との距離が近いため、Si基板に誘起される渦電流による基板損失が大きい。このような理由により、従来の半導体プロセスでは、トランジスタと同一のSi基板上に集積可能な、高性能なインダクタは実現できていなかった。 However, an inductor formed on a Si substrate by a semiconductor process generally has a large resistance (electric resistance) because an aluminum (Al) wiring having a thin wiring thickness is used. Further, since the distance between the inductor and the Si substrate is short, the substrate loss due to the eddy current induced in the Si substrate is large. For these reasons, the conventional semiconductor process has not realized a high-performance inductor that can be integrated on the same Si substrate as the transistor.
Si基板上のICとともに集積可能で、高性能なインダクタとして、ウエハレベルパッケージ(Wafer Level Package。以下WLPと記述する。)の再配線を用いてインダクタを形成する技術が提案されている(例えば特許文献1)。WLPの再配線により形成されるインダクタは、厚い配線厚の銅(Cu)配線を用いるため抵抗が小さい。また、絶縁樹脂の上に形成することから、インダクタとSi基板との距離が遠くなるため、基板損失が小さい。このような理由により、WLPの再配線により形成されるインダクタは、従来の半導体プロセスにより形成されたインダクタに比べ、高性能となる。
WLPは半導体パッケージの一種であり、半導体基板上に作製されたICの入出力端子は、再配線によりグリッドアレイ状に配置されたはんだバンプに接続される。WLPをプリント基板等に実装する際には、はんだバンプ面をフェイスダウンにし、フリップチップ接合する。 WLP is a kind of semiconductor package, and input / output terminals of an IC fabricated on a semiconductor substrate are connected to solder bumps arranged in a grid array by rewiring. When mounting WLP on a printed circuit board or the like, the solder bump surface is face-down and flip chip bonding is performed.
従来のWLPの再配線により形成されたインダクタは、ICチップをプリント基板上にフリップチップ実装したとき、ICチップの直下に位置するプリント基板上の配線と電磁気的に干渉するため、インダクタの特性が変化してICの特性が設計値からずれてしまうという問題があった。 Inductors formed by rewiring of conventional WLP electromagnetically interfere with the wiring on the printed circuit board located immediately below the IC chip when the IC chip is flip-chip mounted on the printed circuit board. There is a problem that the characteristics of the IC change and the characteristics of the IC deviate from the design values.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、外部からの影響によるインダクタの特性変化を抑制することが可能な半導体装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of suppressing a change in characteristics of an inductor due to an external influence.
前記課題を解決するため、本発明は、半導体基板と、前記半導体基板との間に第1の絶縁樹脂層を介して設けられたインダクタと、前記インダクタとの間に第2の絶縁樹脂層を介して前記インダクタの上部に設けられたシールドとを備えることを特徴とする半導体装置を提供する。
前記シールドには、前記インダクタの配線と直交する方向にスリットが形成されていることが好ましい。
前記シールドは、前記インダクタと重なる方向から見て、前記インダクタを囲むように配された周回部と、前記周回部から内側に延設された複数の支線部とから構成されていることが好ましい。
前記支線部の内側の端は開放端であることが好ましい。
前記シールドは、前記半導体基板のグラウンド端子に電気的に接続され、グラウンド電位に保持されていることが好ましい。
In order to solve the above problems, the present invention provides a semiconductor substrate, an inductor provided between the semiconductor substrate via a first insulating resin layer, and a second insulating resin layer between the inductors. And a shield provided on an upper portion of the inductor.
It is preferable that a slit is formed in the shield in a direction perpendicular to the wiring of the inductor.
It is preferable that the shield is composed of a winding portion arranged so as to surround the inductor and a plurality of branch portions extending inward from the winding portion when viewed from the direction overlapping the inductor.
The inner end of the branch line portion is preferably an open end.
The shield is preferably electrically connected to a ground terminal of the semiconductor substrate and held at a ground potential.
本発明によれば、半導体基板の上部に再配線としてインダクタが形成された半導体装置において、インダクタの上部に設けられたシールドにより、外部からの影響が抑制されるので、インダクタの特性が安定する。
半導体装置をフリップチップ実装したときにも、インダクタとプリント基板上の配線との干渉を防ぐことができ、ICの特性変動を抑制することができる。
シールドにより、インダクタに対する外部からの影響が抑制されるので、半導体装置が実装されるプリント基板上の配線パターンに依存せずに、再配線によるインダクタを設計することが可能になる。
According to the present invention, in the semiconductor device in which the inductor is formed as the rewiring on the semiconductor substrate, the influence from the outside is suppressed by the shield provided on the inductor, so that the inductor characteristics are stabilized.
Even when the semiconductor device is flip-chip mounted, interference between the inductor and the wiring on the printed circuit board can be prevented, and fluctuations in IC characteristics can be suppressed.
Since the influence from the outside on the inductor is suppressed by the shield, it is possible to design the inductor by rewiring without depending on the wiring pattern on the printed circuit board on which the semiconductor device is mounted.
以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図1は、本発明の半導体装置の一例を示す断面図である。図2は、本発明の半導体装置におけるインダクタおよびシールドの一例を示す平面図である。図3は、図1に示す半導体装置をプリント基板上にフリップチップ実装した状態の一例を示す断面図である。
The present invention will be described below with reference to the drawings based on the best mode.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor device of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing an example of an inductor and a shield in the semiconductor device of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a state where the semiconductor device shown in FIG. 1 is flip-chip mounted on a printed board.
図1に示すように、本形態例の半導体装置10は、半導体基板1と、この半導体基板1との間に第1の絶縁樹脂層3を介して設けられたインダクタ4と、インダクタ4との間に第2の絶縁樹脂層5を介してインダクタ4の上部に設けられたシールド6を備えている。
As shown in FIG. 1, the
半導体基板1は、半導体ウエハまたは該ウエハをダイシングして得られる半導体チップから構成される。半導体基板1の一方の面(図1における上面)には、図示しないIC(集積回路)およびパッシベーション膜が設けられている。好ましくは、表面に高周波ICを形成した半導体基板1が用いられる。 The semiconductor substrate 1 is composed of a semiconductor wafer or a semiconductor chip obtained by dicing the wafer. An IC (integrated circuit) and a passivation film (not shown) are provided on one surface (the upper surface in FIG. 1) of the semiconductor substrate 1. Preferably, a semiconductor substrate 1 having a high frequency IC formed on the surface is used.
半導体基板1の上には、インダクタ4のアンダーパス配線2がIC側のAl配線で形成されている。アンダーパス配線2は、例えば両端部2a,2bにおいて、ICの端子(図示せず)と接続される。アンダーパス配線2は、例えばAlやCu等の導体からなり、インダクタ4と交差している。
On the semiconductor substrate 1, an
第1の絶縁樹脂層3は、IC上に形成された樹脂層である。第1の絶縁樹脂層3には、インダクタ4をアンダーパス配線2と電気的に接続させるビアを形成するための開口部3a,3bが設けられている。第1の絶縁樹脂層3は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の絶縁樹脂から構成することができる。
The first insulating resin layer 3 is a resin layer formed on the IC. The first insulating resin layer 3 is provided with
インダクタ4は、図1および図2に示すように、第1の絶縁樹脂層3の上に形成されたスパイラルコイルである。インダクタ4は、Cuの電解めっき法によるCu再配線で形成することが好ましい。Cuの電解めっき層と第1の絶縁樹脂層3との密着性を向上するため、電解めっきの前に他の金属層を下地層として形成することが好ましい。
インダクタ4は、その内周端4aが開口部3aを介してアンダーパス配線2に接続され、外周端4bが開口部3bを介してアンダーパス配線2に接続されている。
The
The
第2の絶縁樹脂層5は、インダクタ4上に形成された樹脂層である。第1の絶縁樹脂層3、及び第2の絶縁樹脂層5には、はんだバンプ9をインダクタ4または他の再配線を介してICと導通させるための開口部(図示せず)が設けられている。第2の絶縁樹脂層5は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の絶縁樹脂から構成することができる。
The second
シールド6は、第2の絶縁樹脂層5上に形成された導体層であり、インダクタ4の上部に配置されている。シールド6は、Cuの電解めっき法によるCu再配線で形成することが好ましい。Cuの電解めっき層と第2の絶縁樹脂層5との密着性を向上するため、電解めっきの前に他の金属層を下地層として形成することが好ましい。
The
図2に示すように、シールド6はインダクタ4のスパイラル状の配線と直交する方向にスリット6cが設けられた形状をしている。
本形態例の場合、シールド6は、インダクタ4の径方向外側に配置された周回部6a、およびインダクタ4の配線と交差(好ましくは直交)する支線部6bは、導体層から構成されている。複数の支線部6bは、周回部6aから内側に延設されている。また、支線部6bは、外側の一端が周回部6aとつながり、内側の他端は、開放端(周回部6aと他の位置でつながることのない端)である。スリット6cは、支線部6b間の隙間(導体層のない部分)として形成されている。
また、シールド6は、図示しない配線を介して半導体基板1側のグラウンド(GND)端子(詳しくはICのGND端子)に電気的に接続され、GND電位に保持されている。このため、シールド6は、導体層により構成される。
As shown in FIG. 2, the
In the case of the present embodiment, the
The
封止樹脂層7は、シールド6上に形成された樹脂層である。第2の絶縁樹脂層5上には、シールド6と同じ層に形成されたはんだバンプパッド8が設けられており、封止樹脂層7には、はんだバンプパッド8上にはんだバンプ9を形成するための開口部が設けられている。封止樹脂層7は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の絶縁樹脂から構成することができる。
The sealing resin layer 7 is a resin layer formed on the
本形態例の半導体装置10は、高周波ICが形成されたSi基板(Siウエハ)上に、WLP加工により、樹脂層3,5,7、インダクタ4、シールド6、はんだバンプパッド8やその他の配線層などを形成した後、チップ状に切り出したものである。
The
はんだバンプ9は、図3に示すように半導体装置10をプリント基板11等の外部回路と接続するための接合端子である。
プリント基板11は、表面にCu配線等の配線12からなる電気回路が形成された配線板である。また、プリント基板11には、半導体装置10のはんだバンプ9と接合するためのはんだバンプパッド13が設けられ、半導体装置10がプリント基板11上の電気回路と電気的に接続されるようになっている。
The solder bumps 9 are junction terminals for connecting the
The printed
通常、WLPによりインダクタが形成されたICチップをプリント基板にフリップチップ実装すると、プリント基板上の配線によりインダクタの磁束が変化し、インダクタおよび高周波ICの特性変動が生じるおそれがある。インダクタとプリント基板上の配線との干渉を避けるため、プリント基板上の配線パターンがICチップから距離をとるように設計すると、プリント基板上の配線の設計に制約が生じてしまう。 Normally, when an IC chip in which an inductor is formed by WLP is flip-chip mounted on a printed board, the magnetic flux of the inductor changes due to the wiring on the printed board, and there is a possibility that the characteristics of the inductor and the high-frequency IC change. In order to avoid interference between the inductor and the wiring on the printed circuit board, if the wiring pattern on the printed circuit board is designed to take a distance from the IC chip, the design of the wiring on the printed circuit board is restricted.
本形態例の半導体装置10の場合、図3に示すようにプリント基板11上にフリップチップ実装したとき、インダクタ4とプリント基板11との間にシールド6があるため、インダクタ4がプリント基板11上の配線12の影響を受けることがない。
In the case of the
また、通常、インダクタの近傍に金属が存在すると、磁束が該金属を貫通することにより金属に渦電流が発生し、インダクタ4の特性の劣化を引き起こすおそれがある。
しかしながら、本形態例の半導体装置10の場合、シールド6は図2に示すようにインダクタ4の配線に対して直交する方向にスリット6cが入っているため、シールド6内での渦電流の発生が抑制される。このため、インダクタ4の特性の劣化を防ぐことができる。
In general, when a metal is present in the vicinity of the inductor, magnetic flux penetrates the metal and an eddy current is generated in the metal, which may cause deterioration of the characteristics of the
However, in the case of the
以上説明したように、本形態例の半導体装置10によれば、フリップチップ実装においてもICの特性が変動しない、WLPにより形成されたインダクタ4を利用した高性能な半導体パッケージを実現することができる。
As described above, according to the
以上、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on suitable embodiment, this invention is not limited to the above-mentioned example, Various modifications are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
図2に示すインダクタ4は、両端部4a,4bがそれぞれインダクタ4の内側および外側に設けられた非対称型のインダクタであるが、両端部がいずれもインダクタ4の外側に設けられた対称型のインダクタ(中間に平面視で交差する部分を有する形状など)に適用することも可能である。
インダクタ4の形状は方形に限られず、八角形や円形等でもよい。
The
The shape of the
図1では、アンダーパス配線2はIC上に形成されたAl配線としたが、特にこれに限られるものではない。アンダーパス配線と半導体基板との間にも絶縁樹脂層が介在する構成、すなわちアンダーパス配線を介してWLPの1層目配線としてもよい。この場合、インダクタは2層目配線、シールドは3層目配線として形成される。
In FIG. 1, the
本発明は、高周波ICの半導体パッケージに利用することができる。 The present invention can be used for a semiconductor package of a high frequency IC.
1…半導体基板、3…第1の絶縁樹脂層、4…インダクタ、5…第2の絶縁樹脂層、6…シールド、6a…周回部、6b…支線部、6c…スリット、9…はんだバンプ、10…半導体装置(ICチップ)、11…プリント基板、12…プリント基板側の配線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 3 ... 1st insulating resin layer, 4 ... Inductor, 5 ... 2nd insulating resin layer, 6 ... Shield, 6a ... Circulation part, 6b ... Branch part, 6c ... Slit, 9 ... Solder bump, DESCRIPTION OF
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CN106716613A (en) * | 2014-11-20 | 2017-05-24 | 苹果公司 | 3d integration of fanout wafer level packages |
KR101831065B1 (en) | 2015-12-15 | 2018-02-21 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | Info coil on metal plate with slot |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106716613A (en) * | 2014-11-20 | 2017-05-24 | 苹果公司 | 3d integration of fanout wafer level packages |
KR101831065B1 (en) | 2015-12-15 | 2018-02-21 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | Info coil on metal plate with slot |
US10074472B2 (en) | 2015-12-15 | 2018-09-11 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | InFO coil on metal plate with slot |
US10847304B2 (en) | 2015-12-15 | 2020-11-24 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | InFO coil on metal plate with slot |
US11600431B2 (en) | 2015-12-15 | 2023-03-07 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | InFO coil on metal plate with slot |
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