JP2014170793A - Semiconductor device, semiconductor device manufacturing method and electronic apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit scattering and outflow of a solder at the time of joining of a semiconductor chip to be stacked.SOLUTION: A semiconductor chip 1 comprises: a semiconductor substrate 10 on which an element region 20 including a semiconductor element is provided on a surface 10a; terminals 61 each of which is buried in a rear face 10b of the semiconductor substrate 10 and includes a recess 64; and a TSV 60 connected to the terminal 61, respectively. Terminals 140 of a semiconductor chip 100 to be stacked are inserted into the recesses 64 of the semiconductor chip 1 and bonded to the terminals 61 by joint materials 150. By providing the recess 64 on the terminal 61 of the semiconductor chip 1, scattering and outflow of the joint material 150 which melts at the time of joining are inhibited.

Description

本発明は、半導体装置及び半導体装置の製造方法、並びに、半導体装置を含む電子装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, a method for manufacturing the semiconductor device, and an electronic device including the semiconductor device.

複数の電子部品、例えば複数の半導体チップを積層して電気的に接続する3次元集積化技術が知られている。
半導体チップの3次元集積化技術に関し、半導体チップに用いられているシリコン基板等の半導体基板に貫通電極(TSV(Through Silicon Via)とも呼ばれる)を設ける技術が知られている。貫通電極としては、半導体基板に設けたビアホールに導電材料を充填したものや、ビアホールの内側にコンフォーマルに導電材料を設けたものがある。
A three-dimensional integration technique is known in which a plurality of electronic components such as a plurality of semiconductor chips are stacked and electrically connected.
With regard to a three-dimensional integration technique of a semiconductor chip, a technique is known in which a through electrode (also referred to as TSV (Through Silicon Via)) is provided on a semiconductor substrate such as a silicon substrate used in the semiconductor chip. As the through electrode, there are a via hole provided in a semiconductor substrate filled with a conductive material, and a through electrode provided with a conductive material conformally inside the via hole.

貫通電極を設けた半導体チップに関しては、貫通電極に電気的に接続された端子を設ける技術が知られている。ここで端子とは、半導体チップと、他の半導体チップとを電気的に接続するために設ける導電体を意味する。端子に関し、半導体チップに、その上に積層される半導体チップ側に突出する端子を形成する技術や、半導体チップの、その上に積層される半導体チップ側の面に溝を設け、その溝に導電材料を充填して端子を形成する技術等が知られている。   With respect to a semiconductor chip provided with a through electrode, a technique for providing a terminal electrically connected to the through electrode is known. Here, the term “terminal” refers to a conductor provided for electrically connecting a semiconductor chip and another semiconductor chip. Regarding the terminal, a technology for forming a terminal protruding on the side of the semiconductor chip stacked on the semiconductor chip, or a groove on the surface of the semiconductor chip on the side of the semiconductor chip stacked on the semiconductor chip, the conductive in the groove A technique for filling a material to form a terminal is known.

特開2011−249563号公報JP 2011-249563 A 特開2010−157656号公報JP 2010-157656 A 特開2009−302453号公報JP 2009-302453 A 特開2007−142026号公報JP 2007-142026 A 特開2010−129749号公報JP 2010-129749 A 特開2010−263208号公報JP 2010-263208 A

半導体チップの3次元集積では、例えば、上側の半導体チップに設けた端子を下側の半導体チップに設けた端子に半田を用いて接合する。しかし、上側の半導体チップの端子を、上記のような下側の半導体チップに形成した突出する端子や、下側の半導体チップに設けた溝を導電材料で充填して形成した端子に半田で接合する際には、半田の飛散や流出により、端子接合部間の短絡が生じる恐れがある。   In the three-dimensional integration of semiconductor chips, for example, terminals provided on the upper semiconductor chip are joined to terminals provided on the lower semiconductor chip using solder. However, the terminal of the upper semiconductor chip is soldered to the protruding terminal formed on the lower semiconductor chip as described above or the terminal formed by filling the groove provided in the lower semiconductor chip with a conductive material. When doing so, there is a risk of short-circuiting between the terminal joints due to the scattering or outflow of the solder.

本発明の一観点によれば、第1面に半導体素子が設けられた半導体基板と、前記半導体基板の前記第1面と反対の第2面に埋設され、凹部が設けられた第1端子と、前記半導体基板に設けられ、前記第1端子に電気的に接続されたビアとを含む半導体装置が提供される。   According to an aspect of the present invention, a semiconductor substrate provided with a semiconductor element on a first surface, and a first terminal embedded in a second surface opposite to the first surface of the semiconductor substrate and provided with a recess. A semiconductor device including a via provided in the semiconductor substrate and electrically connected to the first terminal is provided.

また、本発明の一観点によれば、上記のような半導体装置の製造方法、半導体装置を含む電子装置が提供される。   According to another aspect of the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device as described above and an electronic device including the semiconductor device are provided.

開示の技術によれば、半導体チップ積層時の半田の飛散、流出を抑え、端子接合部間の短絡を抑えることが可能になる。これにより、信頼性の高い半導体装置、及びそのような半導体装置を用いた電子装置を実現することが可能になる。   According to the disclosed technology, it is possible to suppress the scattering and outflow of solder when stacking semiconductor chips, and to suppress a short circuit between terminal junctions. As a result, a highly reliable semiconductor device and an electronic device using such a semiconductor device can be realized.

半導体パッケージの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a semiconductor package. 半導体チップの構成例を示す図(その1)である。FIG. 3 is a first diagram illustrating a configuration example of a semiconductor chip. 半導体チップの構成例を示す図(その2)である。FIG. 3 is a second diagram illustrating a configuration example of a semiconductor chip. 半導体チップに設けられる素子領域の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the element area | region provided in a semiconductor chip. TSV及び端子の説明図である。It is explanatory drawing of TSV and a terminal. 半導体チップの接続工程の説明図である。It is explanatory drawing of the connection process of a semiconductor chip. 半導体パッケージの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a semiconductor package. 電子装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of an electronic apparatus. 半導体チップ形成方法の一例の説明図(その1)である。It is explanatory drawing (the 1) of an example of a semiconductor chip formation method. 半導体チップ形成方法の一例の説明図(その2)である。It is explanatory drawing (the 2) of an example of a semiconductor chip formation method. 半導体チップ形成方法の一例の説明図(その3)である。It is explanatory drawing (the 3) of an example of a semiconductor chip formation method. 半導体チップ形成方法の一例の説明図(その4)である。It is explanatory drawing (the 4) of an example of a semiconductor chip formation method. 半導体チップ形成方法の一例の説明図(その5)である。It is explanatory drawing (the 5) of an example of a semiconductor chip formation method. 半導体チップ形成方法の一例の説明図(その6)である。It is explanatory drawing (the 6) of an example of a semiconductor chip formation method. 半導体チップ形成方法の一例の説明図(その7)である。It is explanatory drawing (the 7) of an example of a semiconductor chip formation method. 半導体チップ形成方法の一例の説明図(その8)である。It is explanatory drawing (the 8) of an example of a semiconductor chip formation method. 半導体チップ形成方法の一例の説明図(その9)である。It is explanatory drawing (the 9) of an example of a semiconductor chip formation method. 半導体チップ形成方法の一例の説明図(その10)である。It is explanatory drawing (the 10) of an example of a semiconductor chip formation method. 半導体チップ形成方法の一例の説明図(その11)である。It is explanatory drawing (the 11) of an example of a semiconductor chip formation method. 半導体チップ形成方法の一例の説明図(その12)である。It is explanatory drawing (the 12) of an example of a semiconductor chip formation method. 半導体チップ形成方法の一例の説明図(その13)である。It is explanatory drawing (the 13) of an example of a semiconductor chip formation method. 半導体チップ形成方法の一例の説明図(その14)である。It is explanatory drawing (the 14) of an example of a semiconductor chip formation method. 半導体チップ形成方法の一例の説明図(その15)である。It is explanatory drawing (the 15) of an example of a semiconductor chip formation method. 半導体チップ実装方法の一例の説明図(その1)である。It is explanatory drawing (the 1) of an example of a semiconductor chip mounting method. 半導体チップ実装方法の一例の説明図(その2)である。It is explanatory drawing (the 2) of an example of the semiconductor chip mounting method. 半導体チップ実装方法の別例の説明図(その1)である。It is explanatory drawing (the 1) of another example of the semiconductor chip mounting method. 半導体チップ実装方法の別例の説明図(その2)である。It is explanatory drawing (the 2) of another example of the semiconductor chip mounting method. 半導体チップ実装方法の別例の説明図(その3)である。It is explanatory drawing (the 3) of another example of the semiconductor chip mounting method. 半導体チップ実装方法の別例の説明図(その4)である。It is explanatory drawing (the 4) of another example of the semiconductor chip mounting method.

まず、3次元集積化技術を用いた半導体装置(半導体パッケージ)の一例について説明する。
図1は半導体パッケージの一例を示す図である。尚、図1は半導体パッケージの一例の要部断面模式図である。
First, an example of a semiconductor device (semiconductor package) using a three-dimensional integration technique will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a semiconductor package. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an essential part of an example of a semiconductor package.

図1に示す半導体パッケージ600は、半導体チップ610、及びその上側に積層されて電気的に接続された半導体チップ620を含んでいる。半導体チップ620の上には、熱伝導性のシートやペースト等の熱界面材料(Thermal Interface Material;TIM)630を介して、金属等の放熱体640が設けられている。このような放熱体640を設けた半導体チップ620と半導体チップ610の積層体が、回路基板(パッケージ基板)650に実装されている。   A semiconductor package 600 shown in FIG. 1 includes a semiconductor chip 610 and a semiconductor chip 620 that is stacked on and electrically connected to the semiconductor chip 610. On the semiconductor chip 620, a heat radiator 640 such as metal is provided via a thermal interface material (TIM) 630 such as a heat conductive sheet or paste. A stacked body of the semiconductor chip 620 and the semiconductor chip 610 provided with such a heat radiating body 640 is mounted on a circuit substrate (package substrate) 650.

下側の半導体チップ610は、シリコン(Si)基板等の半導体基板611を含んでいる。半導体基板611の一面(表面)611aには、トランジスタ等の素子を含む素子領域612が設けられている。半導体基板611の表面611a上には、素子領域612の素子に電気的に接続された配線及びビア等を含む導電部並びにその導電部を覆う絶縁部を含む配線層613が設けられている。   The lower semiconductor chip 610 includes a semiconductor substrate 611 such as a silicon (Si) substrate. An element region 612 including an element such as a transistor is provided on one surface (front surface) 611 a of the semiconductor substrate 611. On the surface 611a of the semiconductor substrate 611, a wiring layer 613 including a conductive portion including a wiring and a via electrically connected to the element in the element region 612 and an insulating portion covering the conductive portion is provided.

半導体基板611には、表面611aの配線層613から、その表面611aと反対の面(裏面)611bに達するビアホール611cが設けられている。ビアホール611cには、絶縁膜614及びバリアメタル膜615を介して導電材料が設けられ、TSV616が形成されている。絶縁膜614には、酸化シリコン(SiO)膜、窒化シリコン(SiN)膜等が用いられる。バリアメタル膜615には、タンタル(Ta)膜、窒化チタン(TiN)膜等が用いられる。TSV616には、銅(Cu)等の導電材料が用いられる。   The semiconductor substrate 611 is provided with a via hole 611c extending from the wiring layer 613 on the front surface 611a to the surface (back surface) 611b opposite to the front surface 611a. A conductive material is provided in the via hole 611c through the insulating film 614 and the barrier metal film 615, and a TSV 616 is formed. As the insulating film 614, a silicon oxide (SiO) film, a silicon nitride (SiN) film, or the like is used. As the barrier metal film 615, a tantalum (Ta) film, a titanium nitride (TiN) film, or the like is used. A conductive material such as copper (Cu) is used for TSV616.

半導体基板611の裏面611b上には、ビアホール611cの内面から連続する絶縁膜614を介して、再配線617が設けられている。再配線617には、Cu等の導電材料が用いられる。TSV616は、半導体基板611の表面611aに設けられた配線層613内の導電部と、裏面611bに絶縁膜614を介して設けられた再配線617とを電気的に接続する。   On the back surface 611b of the semiconductor substrate 611, a rewiring 617 is provided via an insulating film 614 continuous from the inner surface of the via hole 611c. A conductive material such as Cu is used for the rewiring 617. The TSV 616 electrically connects the conductive portion in the wiring layer 613 provided on the front surface 611a of the semiconductor substrate 611 and the rewiring 617 provided on the back surface 611b via the insulating film 614.

半導体基板611の裏面611b側には、再配線617の一部が露出するように絶縁性の保護膜618が設けられている。保護膜618には、ポリイミド膜等の有機絶縁膜、SiO膜、SiN膜等の無機絶縁膜が用いられる。保護膜618から露出する再配線617の部分は、半導体チップ610の裏面611b側に積層される半導体チップ620との接続端子617aとなる。   An insulating protective film 618 is provided on the back surface 611b side of the semiconductor substrate 611 so that a part of the rewiring 617 is exposed. As the protective film 618, an organic insulating film such as a polyimide film or an inorganic insulating film such as a SiO film or a SiN film is used. The portion of the rewiring 617 exposed from the protective film 618 serves as a connection terminal 617a with the semiconductor chip 620 stacked on the back surface 611b side of the semiconductor chip 610.

半導体基板611の表面611aの配線層613には、その導電部に電気的に接続された電極613aが設けられている。電極613aが半田等のバンプ660を用いてパッケージ基板650の電極650aに接続され、半導体チップ610とパッケージ基板650とが電気的に接続されている。   The wiring layer 613 on the surface 611a of the semiconductor substrate 611 is provided with an electrode 613a that is electrically connected to the conductive portion. The electrode 613a is connected to the electrode 650a of the package substrate 650 using bumps 660 such as solder, and the semiconductor chip 610 and the package substrate 650 are electrically connected.

上側の半導体チップ620は、半導体基板621、その一面(表面)621aに設けられた、素子を含む素子領域622、並びにその素子領域622の素子に電気的に接続された導電部及びそれを覆う絶縁部を含む配線層623を有している。尚、ここでは上側の半導体チップ620の一例として、TSVを有しない半導体チップを例示している。   The upper semiconductor chip 620 includes a semiconductor substrate 621, an element region 622 including elements on the one surface (front surface) 621 a, a conductive portion electrically connected to the elements in the element region 622, and insulation covering the elements. A wiring layer 623 including a portion is included. Here, as an example of the upper semiconductor chip 620, a semiconductor chip having no TSV is illustrated.

半導体基板621の表面621aの配線層623には、その導電部に電気的に接続された半田等のバンプ661が設けられている。バンプ661が下側の半導体チップ610の接続端子617aに接続され、上側の半導体チップ620と下側の半導体チップ610とが電気的に接続されている。   The wiring layer 623 on the surface 621a of the semiconductor substrate 621 is provided with bumps 661 such as solder electrically connected to the conductive portion. The bump 661 is connected to the connection terminal 617a of the lower semiconductor chip 610, and the upper semiconductor chip 620 and the lower semiconductor chip 610 are electrically connected.

バンプ660で接合された下側の半導体チップ610とパッケージ基板650の間には、アンダーフィル材670が設けられている。バンプ661で接合された上側の半導体チップ620と下側の半導体チップ610の間にも同様に、アンダーフィル材671が設けられている。アンダーフィル材670及びアンダーフィル材671には、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂、或いはそのような絶縁性樹脂に絶縁性フィラーを含有したもの等が用いられる。   An underfill material 670 is provided between the lower semiconductor chip 610 joined by the bumps 660 and the package substrate 650. Similarly, an underfill material 671 is provided between the upper semiconductor chip 620 and the lower semiconductor chip 610 joined by the bumps 661. As the underfill material 670 and the underfill material 671, an insulating resin such as an epoxy resin or a material containing an insulating filler in such an insulating resin is used.

上記のような構成を有する半導体パッケージ600の製造において、バンプ661に半田を用いる場合、上側の半導体チップ620と下側の半導体チップ610との接合時には、その半田の溶融が行われる。溶融した半田が周囲に飛散したり流出したりすると、他の接合部との間で短絡が発生する可能性がある。再配線617を保護膜618で覆わないような場合には、溶融したバンプ661の流出がいっそう起こり易くなる。半田の飛散、流出は、上記のようなバンプ661による接合時に限らず、上側の半導体チップ620に端子として銅等のピラー電極を設け、そのピラー電極を下側の半導体チップ610の接続端子617aに半田で接合する際にも、同様に起こり得る。   In the manufacture of the semiconductor package 600 having the above configuration, when solder is used for the bumps 661, the solder is melted when the upper semiconductor chip 620 and the lower semiconductor chip 610 are joined. If the molten solder scatters around or flows out, a short circuit may occur between other joints. When the rewiring 617 is not covered with the protective film 618, the melted bump 661 is more likely to flow out. The scattering and outflow of the solder are not limited to the above-described bonding by the bump 661, but a pillar electrode such as copper is provided as a terminal on the upper semiconductor chip 620, and the pillar electrode is connected to the connection terminal 617a of the lower semiconductor chip 610. The same can occur when joining with solder.

また、上記のような構成を有する半導体パッケージ600の動作時には、半導体チップ610及び半導体チップ620が発熱し得る。この場合、上側の半導体チップ620で発生した熱は、例えば、熱界面材料630、更に放熱体640へと伝熱され、半導体パッケージ600の外部に放熱される。下側の半導体チップ610で発生した熱は、例えば、上側の半導体チップ620へと伝熱され、そこから熱界面材料630、放熱体640へと伝熱され、半導体パッケージ600の外部に放熱される。   Further, the semiconductor chip 610 and the semiconductor chip 620 may generate heat during the operation of the semiconductor package 600 having the above configuration. In this case, the heat generated in the upper semiconductor chip 620 is transferred to, for example, the thermal interface material 630 and the heat radiating body 640 and is radiated to the outside of the semiconductor package 600. The heat generated in the lower semiconductor chip 610 is transferred to, for example, the upper semiconductor chip 620, transferred from there to the thermal interface material 630 and the heat radiating body 640, and radiated to the outside of the semiconductor package 600. .

尚、半導体パッケージ600の伝熱経路、放熱経路は、この例に限定されるものではなく、下側の半導体チップ610からパッケージ基板650への伝熱や、上側の半導体チップ620から下側の半導体チップ610への伝熱等も起こり得る。また、半導体チップ610、半導体チップ620、パッケージ基板650の各々から外部への放熱等も起こり得る。   Note that the heat transfer path and heat dissipation path of the semiconductor package 600 are not limited to this example, and heat transfer from the lower semiconductor chip 610 to the package substrate 650, or from the upper semiconductor chip 620 to the lower semiconductor. Heat transfer to the chip 610 may also occur. Further, heat radiation from the semiconductor chip 610, the semiconductor chip 620, and the package substrate 650 to the outside may occur.

ここでは、下側の半導体チップ610と上側の半導体チップ620との間の熱伝導に着目する。
まず、下側の半導体チップ610は、上記のように、半導体基板611の裏面611b上に再配線617が設けられた構造を有している。このように半導体基板611の裏面611b上に突出するように配置された再配線617が、その接続端子617aを露出させて、保護膜618で覆われている。
Here, attention is focused on heat conduction between the lower semiconductor chip 610 and the upper semiconductor chip 620.
First, the lower semiconductor chip 610 has a structure in which the rewiring 617 is provided on the back surface 611b of the semiconductor substrate 611 as described above. Thus, the rewiring 617 arranged so as to protrude on the back surface 611b of the semiconductor substrate 611 is covered with the protective film 618 while exposing the connection terminal 617a.

下側の半導体チップ610では、裏面611b上に再配線617が突出する分、それを覆う保護膜618も厚くなる。更に、このように裏面611b上に突出する再配線617の一部、即ち接続端子617a上に、バンプ661を介して上側の半導体チップ620が配置されるため、バンプ661の厚みに応じてアンダーフィル材671が厚くなる。   In the semiconductor chip 610 on the lower side, the protective film 618 covering the rewiring 617 is also thickened by the protrusion of the rewiring 617 on the back surface 611b. Furthermore, since the upper semiconductor chip 620 is disposed on the part of the rewiring 617 protruding on the back surface 611b, that is, on the connection terminal 617a via the bump 661, the underfill is performed according to the thickness of the bump 661. The material 671 becomes thicker.

下側の半導体チップ610の半導体基板611と上側の半導体チップ620の配線層623との間(図1のX部)は、その大部分が、Cuのような材料に比べて熱伝導率の低い保護膜618及びアンダーフィル材671で占められている。そのため、下側の半導体チップ610と上側の半導体チップ620との間に介在する、このような保護膜618やアンダーフィル材671が厚くなると、下側の半導体チップ610と上側の半導体チップ620との間で熱伝導が効率的に行われなくなる。その結果、例えば下側の半導体チップ610の過熱が起こり、その誤動作や破損が発生する可能性がある。   Most of the space between the semiconductor substrate 611 of the lower semiconductor chip 610 and the wiring layer 623 of the upper semiconductor chip 620 (X portion in FIG. 1) has a lower thermal conductivity than a material such as Cu. The protective film 618 and the underfill material 671 are occupied. Therefore, when such a protective film 618 or the underfill material 671 interposed between the lower semiconductor chip 610 and the upper semiconductor chip 620 becomes thick, the lower semiconductor chip 610 and the upper semiconductor chip 620 Heat conduction between them is not performed efficiently. As a result, for example, the lower semiconductor chip 610 may be overheated, and its malfunction or damage may occur.

そこで、上記のような点に鑑み、ここでは半導体装置(半導体チップ)に、以下に示すような構成を採用する。
図2及び図3は半導体チップの構成例を示す図である。尚、図2は半導体チップの要部平面模式図、図3は図2のL−L断面模式図である。
Therefore, in view of the above points, the following configuration is adopted for the semiconductor device (semiconductor chip) here.
2 and 3 are diagrams showing a configuration example of a semiconductor chip. 2 is a schematic plan view of a main part of the semiconductor chip, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line LL in FIG.

図2及び図3に示す半導体チップ1は、Si基板等の半導体基板10を含んでいる。半導体基板10の一面(表面)10aには、トランジスタ等の素子を含む素子領域20が設けられている。半導体基板10の表面10a上には、素子領域20の素子に電気的に接続された配線及びビア等を含む導電部並びにその導電部を覆う絶縁部を含む配線層30が設けられている。   2 and 3 includes a semiconductor substrate 10 such as a Si substrate. An element region 20 including an element such as a transistor is provided on one surface (front surface) 10 a of the semiconductor substrate 10. On the surface 10 a of the semiconductor substrate 10, there is provided a wiring layer 30 including a conductive portion including wirings and vias electrically connected to elements in the element region 20 and an insulating portion covering the conductive portion.

ここで、半導体チップ1に設けられる素子領域20の一例を図4に示す。
図4に示す素子領域20は、nチャネル型MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ(nMOS)21、及びpチャネル型MOSトランジスタ(pMOS)22を含んでいる。nMOS21及びpMOS22はそれぞれ、半導体基板10の、素子分離領域23で画定された領域に設けられている。
An example of the element region 20 provided in the semiconductor chip 1 is shown in FIG.
The element region 20 shown in FIG. 4 includes an n-channel MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor (nMOS) 21 and a p-channel MOS transistor (pMOS) 22. Each of the nMOS 21 and the pMOS 22 is provided in a region defined by the element isolation region 23 of the semiconductor substrate 10.

nMOS21は、半導体基板10に形成されたp型ウェル領域21aに設けられている。nMOS21は、半導体基板10上にゲート絶縁膜21bを介して形成されたゲート電極21cと、ゲート電極21cの両側の半導体基板10内に形成されたn型拡散層21dとを有している。ゲート電極21cは、例えばn型ポリシリコンで形成される。n型拡散層21dは、nMOS21のソース、ドレインとして機能する。ゲート電極21cの側壁には、サイドウォールスペーサ21eが設けられている。ゲート電極21c及びn型拡散層21dの表層部にはそれぞれ、シリサイド層21fが設けられている。   The nMOS 21 is provided in a p-type well region 21 a formed in the semiconductor substrate 10. The nMOS 21 has a gate electrode 21c formed on the semiconductor substrate 10 via a gate insulating film 21b, and n-type diffusion layers 21d formed in the semiconductor substrate 10 on both sides of the gate electrode 21c. The gate electrode 21c is made of, for example, n-type polysilicon. The n-type diffusion layer 21d functions as the source and drain of the nMOS 21. Sidewall spacers 21e are provided on the side walls of the gate electrode 21c. Silicide layers 21f are provided on the surface layer portions of the gate electrode 21c and the n-type diffusion layer 21d, respectively.

pMOS22は、半導体基板10に形成されたn型ウェル領域22aに設けられ、半導体基板10上にゲート絶縁膜22bを介して形成されたゲート電極22cと、ゲート電極22cの両側の半導体基板10内に形成されたp型拡散層22dとを有している。ゲート電極22cは、例えばp型ポリシリコンで形成される。p型拡散層22dは、pMOS22のソース、ドレインとして機能する。ゲート電極22cの側壁には、サイドウォールスペーサ22eが設けられている。ゲート電極22c及びp型拡散層22dの表層部にはそれぞれ、シリサイド層22fが設けられている。   The pMOS 22 is provided in an n-type well region 22a formed in the semiconductor substrate 10, and a gate electrode 22c formed on the semiconductor substrate 10 via a gate insulating film 22b, and in the semiconductor substrate 10 on both sides of the gate electrode 22c. The p-type diffusion layer 22d is formed. The gate electrode 22c is made of, for example, p-type polysilicon. The p-type diffusion layer 22d functions as the source and drain of the pMOS 22. Sidewall spacers 22e are provided on the side walls of the gate electrode 22c. Silicide layers 22f are provided on the surface layer portions of the gate electrode 22c and the p-type diffusion layer 22d, respectively.

このようなnMOS21及びpMOS22が、絶縁膜31a及び絶縁膜31bで覆われ、絶縁膜31b上に形成された配線32と、コンタクトプラグ33を介して電気的に接続される。ここでは一例として、n型拡散層21d及びp型拡散層22dにそれぞれ接続されたコンタクトプラグ33を図示するが、ゲート電極21c及びゲート電極22cもそれぞれコンタクトプラグを介して配線に接続される。   The nMOS 21 and the pMOS 22 are covered with the insulating film 31a and the insulating film 31b, and are electrically connected to the wiring 32 formed on the insulating film 31b through the contact plug 33. Here, as an example, the contact plug 33 connected to the n-type diffusion layer 21d and the p-type diffusion layer 22d is shown, but the gate electrode 21c and the gate electrode 22c are also connected to the wiring via the contact plugs.

配線32には、層間絶縁膜31c内に設けられたビア34及び配線35が電気的に接続されている。素子領域20のnMOS21及びpMOS22は、コンタクトプラグ33、配線32、ビア34及び配線35を介して、配線層30の表面に設けられる複数の電極36の一部に電気的に接続されている。   A via 34 and a wiring 35 provided in the interlayer insulating film 31c are electrically connected to the wiring 32. The nMOS 21 and the pMOS 22 in the element region 20 are electrically connected to a part of the plurality of electrodes 36 provided on the surface of the wiring layer 30 through the contact plug 33, the wiring 32, the via 34 and the wiring 35.

図2及び図3に戻って説明する。
半導体基板10の、配線層30が設けられた表面10aと反対の面(裏面)10bには、窪み11が設けられている。ここでは一例として、窪み11a、窪み11b、窪み11c、窪み11dと、これらのうち窪み11b及び窪み11cに連通する窪み11eとを図示している。尚、ここでは平面円形状の窪み11a、窪み11b、窪み11c及び窪み11dを図示しているが、これらの平面形状は、円形状のほか、楕円状、四角状等であってもよい。
Returning to FIG. 2 and FIG.
A recess 11 is provided on the surface (back surface) 10b of the semiconductor substrate 10 opposite to the front surface 10a on which the wiring layer 30 is provided. Here, as an example, a recess 11a, a recess 11b, a recess 11c, and a recess 11d, and a recess 11e that communicates with the recess 11b and the recess 11c are illustrated. In addition, although the planar circular shaped hollow 11a, the hollow 11b, the hollow 11c, and the hollow 11d are shown here, these planar shapes may be elliptical, square shape, etc. other than circular shape.

半導体基板10には、窪み11に連通し、配線層30の導電部30aに達するビアホール12が設けられている。ここでは一例として、窪み11aに連通するビアホール12aと、窪み11bに連通するビアホール12bとを図示している。ビアホール12(この例ではビアホール12a及びビアホール12b)は、窪み11(この例では窪み11a及び窪み11b)の平面サイズ(径)よりも小さな平面サイズ(径)とされる。尚、この点についての詳細は後述する。   The semiconductor substrate 10 is provided with a via hole 12 that communicates with the recess 11 and reaches the conductive portion 30 a of the wiring layer 30. Here, as an example, a via hole 12a communicating with the depression 11a and a via hole 12b communicating with the depression 11b are illustrated. The via hole 12 (in this example, the via hole 12a and the via hole 12b) has a planar size (diameter) smaller than the planar size (diameter) of the recess 11 (in this example, the recess 11a and the recess 11b). Details of this point will be described later.

窪み11及びビアホール12の内面、並びに半導体基板10の裏面10bには、絶縁膜40が設けられている。絶縁膜40には、SiO膜、SiN膜等が用いられる。窪み11及びビアホール12には、絶縁膜40を介してバリアメタル膜50が設けられている。バリアメタル膜50には、Ta膜、TiN膜等が用いられる。   An insulating film 40 is provided on the inner surface of the recess 11 and the via hole 12 and the back surface 10 b of the semiconductor substrate 10. For the insulating film 40, a SiO film, a SiN film, or the like is used. A barrier metal film 50 is provided in the depression 11 and the via hole 12 via an insulating film 40. For the barrier metal film 50, a Ta film, a TiN film, or the like is used.

窪み11及びビアホール12には、絶縁膜40及びバリアメタル膜50を介して、Cu等の導電材料が設けられている。このようにビアホール12に導電材料が設けられて、半導体チップ1のTSV60(60a,60b)が形成されている。また、窪み11に導電材料が設けられて、半導体チップ1の端子61(61a,61b,61c)、再配線62、及び再配線62とTSV60(60b)との接続部63が形成されている。   The recess 11 and the via hole 12 are provided with a conductive material such as Cu via the insulating film 40 and the barrier metal film 50. In this way, the via hole 12 is provided with the conductive material, and the TSV 60 (60a, 60b) of the semiconductor chip 1 is formed. In addition, a conductive material is provided in the recess 11 to form the terminals 61 (61a, 61b, 61c), the rewiring 62, and the connecting portion 63 between the rewiring 62 and the TSV 60 (60b) of the semiconductor chip 1.

再配線62上及び接続部63上には、絶縁性の保護膜80が設けられている。保護膜80には、ポリイミド膜等の有機絶縁膜、SiO膜、SiN膜等の無機絶縁膜が用いられる。   An insulating protective film 80 is provided on the rewiring 62 and the connection portion 63. As the protective film 80, an organic insulating film such as a polyimide film or an inorganic insulating film such as a SiO film or a SiN film is used.

端子61には、凹部64が設けられている。ここで凹部とは、配線や端子を構成する導電体の一部を除去して形成した、凹形状の部分のことを言う。凹部64は、この半導体チップ1に積層される他の半導体チップの端子が挿入されて接合される部位(受容部)となる。尚、この点についての詳細は後述する。   The terminal 61 is provided with a recess 64. Here, the concave portion refers to a concave portion formed by removing a part of the conductor constituting the wiring and the terminal. The recess 64 serves as a portion (receiving portion) to which a terminal of another semiconductor chip stacked on the semiconductor chip 1 is inserted and joined. Details of this point will be described later.

半導体基板10の表面10aの配線層30には、ビア34及び配線35等を介して素子領域20及びTSV60に電気的に接続された複数の電極36が設けられている。各電極36には、半導体チップ1の外部接続端子となる、半田等のバンプ(端子)90が設けられている。   The wiring layer 30 on the surface 10a of the semiconductor substrate 10 is provided with a plurality of electrodes 36 that are electrically connected to the element region 20 and the TSV 60 through vias 34, wirings 35, and the like. Each electrode 36 is provided with bumps (terminals) 90 such as solder, which serve as external connection terminals of the semiconductor chip 1.

上記のような構成を有する半導体チップ1のTSV60及び端子61について更に説明する。
図5はTSV及び端子の説明図である。
The TSV 60 and the terminal 61 of the semiconductor chip 1 having the above configuration will be further described.
FIG. 5 is an explanatory diagram of TSVs and terminals.

半導体チップ1において、ビアホール12は、前述のように、窪み11よりも小さな径とされる。図5(A)に示すように、ビアホール12に設けられるTSV60は、窪み11に設けられる端子61よりも小さな径となる。   In the semiconductor chip 1, the via hole 12 has a diameter smaller than that of the recess 11 as described above. As shown in FIG. 5A, the TSV 60 provided in the via hole 12 has a smaller diameter than the terminal 61 provided in the recess 11.

ここで、TSV60の径は、例えば、5μm〜20μm程度とされる。端子61の径は、例えば、隣接するTSV60間(ビアホール12間)のピッチの0.5倍〜0.6倍程度とされる。即ち、TSV60のピッチが50μmであれば、端子61の径は25μm〜30μmとされ、TSV60のピッチが30μmであれば、端子61の径は15μm〜18μmとされる。但し、端子61の径は、TSV60の径よりも大きな値とされる。また、端子61に設ける凹部64の深さは、例えば、端子61の径の3分の1程度とされる。即ち、端子61の径が30μmであれば、端子61の凹部64の深さは10μmとされ、端子61の径が15μmであれば、端子61の凹部64の深さは5μmとされる。   Here, the diameter of TSV60 shall be about 5 micrometers-about 20 micrometers, for example. The diameter of the terminal 61 is, for example, about 0.5 to 0.6 times the pitch between adjacent TSVs 60 (between via holes 12). That is, when the pitch of the TSV 60 is 50 μm, the diameter of the terminal 61 is 25 μm to 30 μm, and when the pitch of the TSV 60 is 30 μm, the diameter of the terminal 61 is 15 μm to 18 μm. However, the diameter of the terminal 61 is larger than the diameter of the TSV 60. Further, the depth of the recess 64 provided in the terminal 61 is, for example, about one third of the diameter of the terminal 61. That is, if the diameter of the terminal 61 is 30 μm, the depth of the concave portion 64 of the terminal 61 is 10 μm, and if the diameter of the terminal 61 is 15 μm, the depth of the concave portion 64 of the terminal 61 is 5 μm.

図5(A)に示すように、TSV60の径を端子61の径よりも小さくすると、半導体基板10及びそれを用いた半導体チップ1の機械的強度の低下を抑えながら、配置する端子61の狭ピッチ化、個数の増大を図ることが可能になる。   As shown in FIG. 5A, when the diameter of the TSV 60 is made smaller than the diameter of the terminal 61, the narrowing of the terminals 61 to be arranged is suppressed while suppressing a decrease in mechanical strength of the semiconductor substrate 10 and the semiconductor chip 1 using the same. It becomes possible to increase the pitch and the number.

比較のため、図5(B)には、所謂コンフォーマルTSV800を有する半導体チップ1aを図示している。コンフォーマルTSV800は、半導体基板810のビアホール820に、絶縁膜830及びバリアメタル膜840を介して、Cu等の導電材料850がコンフォーマルに設けられた構造を有している。コンフォーマルTSV800の中央部800aは、例えば図5(B)に示すように中空とされる。その中空の中央部800aには、樹脂が充填される場合もある。   For comparison, FIG. 5B shows a semiconductor chip 1 a having a so-called conformal TSV 800. The conformal TSV 800 has a structure in which a conductive material 850 such as Cu is conformally provided in the via hole 820 of the semiconductor substrate 810 with an insulating film 830 and a barrier metal film 840 interposed therebetween. The central portion 800a of the conformal TSV 800 is hollow as shown in FIG. 5B, for example. The hollow central portion 800a may be filled with resin.

図5(B)に示すような、中央部800aが中空のコンフォーマルTSV800を、複数、狭ピッチで設けると、半導体基板810及びそれを用いた半導体チップ1aの機械的強度が低下する恐れがある。また、その中央部800aに樹脂を充填した場合には、機械的強度の一定の向上が図られ得るが、加熱を伴う工程で、樹脂と半導体基板810との熱膨張係数差に起因して、半導体基板810及び半導体チップ1aの反り等の変形、破損が生じる恐れがある。   When a plurality of conformal TSVs 800 having a hollow central portion 800a as shown in FIG. 5B are provided at a narrow pitch, the mechanical strength of the semiconductor substrate 810 and the semiconductor chip 1a using the same may be reduced. . In addition, when the resin is filled in the central portion 800a, a certain improvement in mechanical strength can be achieved, but due to the difference in thermal expansion coefficient between the resin and the semiconductor substrate 810 in a process involving heating, The semiconductor substrate 810 and the semiconductor chip 1a may be deformed or damaged such as warpage.

コンフォーマルTSV800を端子として用い、複数のコンフォーマルTSV800に、他の半導体チップの複数の端子をそれぞれ接続しようとする場合、複数のコンフォーマルTSV800を狭ピッチで設けることは、上記のように、機械的強度の低下を招き得る。また、コンフォーマルTSV800に、他の半導体チップの端子を押圧或いは圧入する方法があるが、この方法の場合、コンフォーマルTSV800に端子が圧入等されることで、半導体基板810に応力が生じ、半導体チップ1aの変形、破損を招く恐れがある。   When the conformal TSV 800 is used as a terminal and a plurality of terminals of other semiconductor chips are to be connected to the plurality of conformal TSV 800, respectively, providing the plurality of conformal TSVs 800 at a narrow pitch as described above It can lead to a decrease in strength. In addition, there is a method of pressing or press-fitting a terminal of another semiconductor chip in the conformal TSV 800. In this method, stress is generated in the semiconductor substrate 810 due to the press-fitting of the terminal into the conformal TSV 800, and the semiconductor. The chip 1a may be deformed or damaged.

図5(B)に示すようなコンフォーマルTSV800では、半導体基板810及び半導体チップ1aについて一定の機械的強度が得られない可能性があり、配置する端子の狭ピッチ化、個数の増大を図ることができない可能性がある。   In the conformal TSV 800 as shown in FIG. 5B, there is a possibility that a certain mechanical strength cannot be obtained for the semiconductor substrate 810 and the semiconductor chip 1a, and the pitch of the terminals to be arranged and the number of terminals to be arranged are increased. May not be possible.

これに対し、図5(A)に示すTSV60は、Cu等の導電材料で充填することが可能であり、このようなTSV60を、端子61の直下に、端子61よりも小さな径で、設ける。このように端子61の直下に、導電材料で充填した径の小さいTSV60を設けるため、複数の端子61が狭ピッチで配置される場合にも、半導体基板10及び半導体チップ1の機械的強度の低下を抑えることができる。図5(A)に示すような端子61及びTSV60によれば、半導体基板10及び半導体チップ1の機械的強度の低下を抑えながら、配置する端子61の狭ピッチ化、個数の増大を図ることが可能になる。   On the other hand, the TSV 60 shown in FIG. 5A can be filled with a conductive material such as Cu, and such a TSV 60 is provided directly below the terminal 61 with a smaller diameter than the terminal 61. Since the TSV 60 having a small diameter filled with the conductive material is provided immediately below the terminal 61 as described above, the mechanical strength of the semiconductor substrate 10 and the semiconductor chip 1 is reduced even when the plurality of terminals 61 are arranged at a narrow pitch. Can be suppressed. According to the terminal 61 and the TSV 60 as shown in FIG. 5A, it is possible to reduce the pitch and increase the number of the terminals 61 to be arranged while suppressing the decrease in the mechanical strength of the semiconductor substrate 10 and the semiconductor chip 1. It becomes possible.

更に、図5(A)に示すように、半導体チップ1の端子61には、後述のように積層される他の半導体チップの端子が挿入される凹部64を設けている。
例えば、図5(C)に示す半導体チップ1bのように、比較的大きな径のTSV900を、ビアホール922に絶縁膜930及びバリアメタル膜940を介して、Cu等の導電材料で充填して形成し、同様に端子960も導電材料で充填して形成する場合を考える。この場合、半導体基板910に設けた窪み921への導電材料の充填量が多くなり、加熱を伴う工程で、その導電材料と半導体基板910との熱膨張係数差に起因して、半導体基板910に応力が生じ、半導体チップ1bの反り等の変形、破損が生じる恐れがある。
Further, as shown in FIG. 5A, the terminal 61 of the semiconductor chip 1 is provided with a recess 64 into which a terminal of another semiconductor chip to be stacked is inserted as will be described later.
For example, as in the semiconductor chip 1b shown in FIG. 5C, a TSV 900 having a relatively large diameter is formed by filling the via hole 922 with a conductive material such as Cu through the insulating film 930 and the barrier metal film 940. Similarly, the case where the terminal 960 is also formed by filling with a conductive material is considered. In this case, the filling amount of the conductive material into the depression 921 provided in the semiconductor substrate 910 increases, and due to the difference in thermal expansion coefficient between the conductive material and the semiconductor substrate 910 in the process involving heating, There is a possibility that stress is generated, and the semiconductor chip 1b is deformed or damaged, such as warpage.

これに対し、図5(A)に示すように、端子61に凹部64を設けると、半導体基板10の窪み11に設ける導電材料の量(体積)を減らすことが可能になり、半導体基板10に生じる応力を低減し、半導体チップ1の変形、破損を抑えることが可能になる。   On the other hand, as shown in FIG. 5A, when the recesses 64 are provided in the terminals 61, the amount (volume) of the conductive material provided in the recess 11 of the semiconductor substrate 10 can be reduced. It is possible to reduce the generated stress and suppress the deformation and breakage of the semiconductor chip 1.

続いて、上記のような構成を有する半導体チップ1と、他の半導体チップとの接続について説明する。
図6は半導体チップの接続工程の説明図である。尚、図6は半導体チップの接続工程の要部断面模式図であって、(A)は半導体チップ接合前の状態の一例を示す図、(B)は半導体チップ接合後の状態の一例を示す図、(C)はアンダーフィル材充填後の状態の一例を示す図である。
Next, connection between the semiconductor chip 1 having the above-described configuration and another semiconductor chip will be described.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a semiconductor chip connection process. 6A and 6B are schematic cross-sectional views of the main part of the semiconductor chip connection process, where FIG. 6A shows an example of the state before the semiconductor chip bonding, and FIG. 6B shows an example of the state after the semiconductor chip bonding. FIG. 4C is a diagram illustrating an example of a state after filling with the underfill material.

図6(A)〜図6(C)には、上記の図2及び図3に示したような半導体チップ1の上に、半導体チップ100を積層し、接続する工程(実装工程)を例示している。
積層される半導体チップ100は、図6(A)に示すように、Si基板等の半導体基板110を含み、その一面(表面)110aには、トランジスタ等の素子を含む素子領域120が設けられている。表面110a上には、素子領域120の素子に電気的に接続された配線及びビア等を含む導電部並びにその導電部を覆う絶縁部を含む配線層130が設けられている。配線層130には、その導電部に電気的に接続されたバンプ(端子)140が設けられている。
6A to 6C illustrate a process (mounting process) in which the semiconductor chip 100 is stacked on the semiconductor chip 1 as shown in FIGS. 2 and 3 and connected. ing.
As shown in FIG. 6A, the stacked semiconductor chips 100 include a semiconductor substrate 110 such as a Si substrate, and an element region 120 including elements such as transistors is provided on one surface (front surface) 110a. Yes. On the surface 110a, a wiring layer 130 including a conductive portion including a wiring and a via electrically connected to the element in the element region 120 and an insulating portion covering the conductive portion is provided. The wiring layer 130 is provided with bumps (terminals) 140 that are electrically connected to the conductive portions.

ここでは半導体チップ100の端子140の一例として、ピラー電極を図示している。ピラー電極には、Cu、ニッケル(Ni)等が用いられる。端子140は、下側の半導体チップ1の端子61に対応して設けられている。   Here, a pillar electrode is illustrated as an example of the terminal 140 of the semiconductor chip 100. Cu, nickel (Ni) or the like is used for the pillar electrode. The terminal 140 is provided corresponding to the terminal 61 of the lower semiconductor chip 1.

半導体チップ100は、図6(B)に示すように、その端子140を下側の半導体チップ1の端子61に設けられた凹部64に挿入するようにして、半導体チップ1上に積層される。   As shown in FIG. 6B, the semiconductor chip 100 is stacked on the semiconductor chip 1 such that the terminal 140 is inserted into the recess 64 provided in the terminal 61 of the lower semiconductor chip 1.

ここで、下側の半導体チップ1の端子61は、予め、上側の半導体チップ100の端子140が挿入可能なサイズの凹部64を有するように、形成される。例えば、挿入される端子140の径よりも大きな径の凹部64を設けた端子61を形成する。このようなサイズの凹部64を設けると、端子61の内壁が、挿入時又は挿入後の端子140に押されることによって半導体基板10に応力が生じ、半導体基板10にダメージが加わるのを抑えることが可能になる。   Here, the terminal 61 of the lower semiconductor chip 1 is formed in advance so as to have a recess 64 of a size into which the terminal 140 of the upper semiconductor chip 100 can be inserted. For example, the terminal 61 provided with the recess 64 having a diameter larger than the diameter of the terminal 140 to be inserted is formed. Providing the concave portion 64 of such a size suppresses the semiconductor substrate 10 from being stressed by the inner wall of the terminal 61 being pushed by the terminal 140 at the time of insertion or after insertion, and the semiconductor substrate 10 being damaged. It becomes possible.

半導体チップ100の端子140は、半導体チップ1の端子61の凹部64に挿入され、図6(B)に示すような接合材150を用いて接合される。この接合材150には、例えば半田が用いられる。半田としては、錫(Sn)、Sn−Ag、In等を用いることができる。尚、接合材150は、挿入前の端子140の先端部に予め設けておくことができる。また、接合材150は、端子140の挿入前に、端子61の凹部64に予め設けておくこともできる。   The terminal 140 of the semiconductor chip 100 is inserted into the concave portion 64 of the terminal 61 of the semiconductor chip 1 and bonded using a bonding material 150 as shown in FIG. For example, solder is used for the bonding material 150. As the solder, tin (Sn), Sn—Ag, In, or the like can be used. Note that the bonding material 150 can be provided in advance at the tip of the terminal 140 before insertion. Further, the bonding material 150 can be provided in advance in the recess 64 of the terminal 61 before the terminal 140 is inserted.

接合材150を用いた接合時には、端子140をそれに対応する端子61の凹部64に挿入し、接合材150が溶融する温度で加熱しながら半導体チップ100を半導体チップ1側に押圧する。   At the time of bonding using the bonding material 150, the terminal 140 is inserted into the corresponding recess 64 of the terminal 61, and the semiconductor chip 100 is pressed toward the semiconductor chip 1 while being heated at a temperature at which the bonding material 150 melts.

この時、加熱により溶融した接合材150は、端子140に押され、端子140の側面や凹部64の内面(底面、側面)に濡れ広がる。接合材150の量、凹部64の深さ等を調整しておくことで、端子140を端子61の凹部64に挿入して半導体チップ100を半導体チップ1側に押圧しても、接合材150の凹部64からの飛散、流出を抑えることができる。接合材150の凹部64からの飛散、流出を抑えることで、飛散、流出した接合材150による接合部間の短絡を抑えることができる。   At this time, the bonding material 150 melted by heating is pushed by the terminal 140 and spreads wet on the side surface of the terminal 140 and the inner surface (bottom surface, side surface) of the recess 64. By adjusting the amount of the bonding material 150, the depth of the recess 64, and the like, even if the terminal 140 is inserted into the recess 64 of the terminal 61 and the semiconductor chip 100 is pressed toward the semiconductor chip 1, the bonding material 150 Scattering and outflow from the recess 64 can be suppressed. By suppressing scattering and outflow from the concave portion 64 of the bonding material 150, it is possible to suppress a short circuit between the bonding portions due to the bonding material 150 being scattered and flowed out.

更に、溶融した接合材150が端子140の側面や凹部64の内面に濡れ広がることで、接合材150と端子140及び端子61との接触面積を大きくすることができる。これにより、接合材150を介した端子140と端子61の間の接続強度を高めることができるほか、熱伝導性、電気特性の向上を図ることができる。   Further, the molten bonding material 150 wets and spreads on the side surface of the terminal 140 and the inner surface of the recess 64, whereby the contact area between the bonding material 150 and the terminal 140 and the terminal 61 can be increased. Thereby, the connection strength between the terminal 140 and the terminal 61 through the bonding material 150 can be increased, and the thermal conductivity and electrical characteristics can be improved.

また、この半導体チップ100と半導体チップ1の接合時には、端子140をそれに対応する端子61の凹部64に挿入するため、半導体チップ100を半導体チップ1側に押圧しても、接合する端子140と端子61の位置ずれを抑えることができる。   Further, when the semiconductor chip 100 and the semiconductor chip 1 are joined, the terminal 140 is inserted into the concave portion 64 of the terminal 61 corresponding thereto, so that even if the semiconductor chip 100 is pressed to the semiconductor chip 1 side, the terminal 140 and the terminal to be joined are joined. The position shift 61 can be suppressed.

上記のように、半導体チップ1は、その半導体基板10の裏面10b(半導体チップ100が積層される側の面)に窪み11を設け、窪み11に端子61、再配線62及び接続部63を設けている。これにより、半導体チップ1では、積層される半導体チップ100側に突出するような端子や配線が存在するのを回避している。   As described above, the semiconductor chip 1 is provided with the recess 11 on the back surface 10b (the surface on which the semiconductor chip 100 is laminated) of the semiconductor substrate 10, and the terminal 61, the rewiring 62, and the connection portion 63 are provided in the recess 11. ing. Thereby, in the semiconductor chip 1, it is avoided that the terminal and wiring which protrude in the semiconductor chip 100 side laminated | stacked exist.

更に、半導体チップ1では、積層される半導体チップ100の端子140に対応する端子61に凹部64を設けている。これにより、凹部64を設けない場合に比べて、半導体基板10へのダメージを抑えるほか、半導体チップ1に半導体チップ100を、位置ずれを抑えて、近付けて、接合することが可能になっている。   Further, in the semiconductor chip 1, the recess 64 is provided in the terminal 61 corresponding to the terminal 140 of the semiconductor chip 100 to be stacked. As a result, compared to the case where the concave portion 64 is not provided, damage to the semiconductor substrate 10 can be suppressed, and the semiconductor chip 100 can be brought close to and bonded to the semiconductor chip 1 while suppressing displacement. .

このように端子61、再配線62及び接続部63を半導体基板10に埋設し、端子61に凹部64を設けた半導体チップ1によれば、積層される半導体チップ100との間のギャップを小さく抑えることができる。   As described above, according to the semiconductor chip 1 in which the terminal 61, the rewiring 62, and the connection portion 63 are embedded in the semiconductor substrate 10 and the recess 61 is provided in the terminal 61, the gap between the stacked semiconductor chips 100 is suppressed. be able to.

積層された半導体チップ1と半導体チップ100の間には、図6(C)に示すように、アンダーフィル材160が充填される。半導体チップ1と半導体チップ100の間のギャップを小さく抑えることができるため、充填されるアンダーフィル材160も薄くすることができる。   As shown in FIG. 6C, an underfill material 160 is filled between the stacked semiconductor chips 1 and 100. Since the gap between the semiconductor chip 1 and the semiconductor chip 100 can be kept small, the filled underfill material 160 can also be made thin.

また、半導体チップ1では、端子61、再配線62及び接続部63を、半導体基板10の裏面10bに埋設することで、端子や配線を突出させた場合に比べ、少なくとも突出する端子及び配線の厚さ分、裏面10b上に設ける保護膜80を薄くすることができる。   Further, in the semiconductor chip 1, the terminal 61, the rewiring 62, and the connection portion 63 are embedded in the back surface 10 b of the semiconductor substrate 10, so that at least the protruding terminal and wiring thickness are compared with the case where the terminal and the wiring protrude. Thus, the protective film 80 provided on the back surface 10b can be thinned.

このようにアンダーフィル材160を薄くすることができ、且つ、半導体チップ1に設ける保護膜80を薄くすることができることで、半導体チップ1と半導体チップ100の間に存在する、比較的熱伝導率の低い材料を減らすことができる。これにより、半導体チップ1と半導体チップ100の間の熱伝導効率を向上させることが可能になる。   In this way, the underfill material 160 can be made thin, and the protective film 80 provided on the semiconductor chip 1 can be made thin, so that the relatively high thermal conductivity existing between the semiconductor chip 1 and the semiconductor chip 100 can be obtained. Low material can be reduced. Thereby, it is possible to improve the heat conduction efficiency between the semiconductor chip 1 and the semiconductor chip 100.

尚、上記のように上側の半導体チップ100の端子140をピラー電極とする場合には、そのピラー電極の高さを調整することで、半導体チップ1と半導体チップ100との間のギャップを調整することができる。端子140となるピラー電極の高さを低くするほど、半導体チップ1と半導体チップ100との間のギャップを狭めることが可能になる。半導体チップ100のピラー電極(端子140)は、例えば、配線層130上に、フォトリソグラフィ技術とめっき技術を用いて形成することができる。この方法では、配線層130上のピラー電極を形成する領域に開口部を有するレジストを形成し、これをマスクにして銅等のめっきを行い、配線層130上にピラー電極を形成する。ピラー電極の先端に半田を設ける場合には、銅等のめっき後、更に半田のめっきを行えばよい。ピラー電極をこのような方法で形成する場合には、銅等のめっき条件、例えばめっき時間を調整することで、ピラー電極の高さの調整が可能である。ピラー電極の高さを調整し、半導体チップ1と半導体チップ100との間のギャップを調整することで、充填されるアンダーフィル材160を薄くし、半導体チップ1と半導体チップ100の間の熱伝導効率を向上させることが可能になる。   When the terminal 140 of the upper semiconductor chip 100 is a pillar electrode as described above, the gap between the semiconductor chip 1 and the semiconductor chip 100 is adjusted by adjusting the height of the pillar electrode. be able to. The gap between the semiconductor chip 1 and the semiconductor chip 100 can be narrowed as the pillar electrode serving as the terminal 140 is lowered. The pillar electrode (terminal 140) of the semiconductor chip 100 can be formed on the wiring layer 130 by using a photolithography technique and a plating technique, for example. In this method, a resist having an opening is formed in a region where a pillar electrode is to be formed on the wiring layer 130, and copper or the like is plated using the resist as a mask to form a pillar electrode on the wiring layer 130. When solder is provided at the tip of the pillar electrode, after plating with copper or the like, further solder plating may be performed. When the pillar electrode is formed by such a method, the height of the pillar electrode can be adjusted by adjusting the plating conditions such as copper, for example, the plating time. By adjusting the height of the pillar electrode and adjusting the gap between the semiconductor chip 1 and the semiconductor chip 100, the underfill material 160 to be filled is made thin, and the heat conduction between the semiconductor chip 1 and the semiconductor chip 100 is achieved. Efficiency can be improved.

また、ここでは半導体チップ100にピラー電極の端子140を設けるようにしたが、半導体チップ100には、ボール状バンプをはじめとする様々な形態の突起状端子を採用することができる。そのような突起状端子の先端部を端子61の凹部64に挿入することで、半導体チップ1と半導体チップ100との間のギャップを抑え、アンダーフィル材160を薄くし、半導体チップ1と半導体チップ100の間の熱伝導効率を向上させることが可能である。   Here, the pillar electrode terminals 140 are provided on the semiconductor chip 100, but various types of protruding terminals such as ball-shaped bumps can be used for the semiconductor chip 100. By inserting the tip of such a protruding terminal into the recess 64 of the terminal 61, the gap between the semiconductor chip 1 and the semiconductor chip 100 is suppressed, the underfill material 160 is thinned, and the semiconductor chip 1 and the semiconductor chip It is possible to improve the heat conduction efficiency between 100.

続いて、積層された半導体チップ1及び半導体チップ100を含む半導体パッケージの一例について説明する。
図7は半導体パッケージの構成例を示す図である。尚、図7(A)は半導体パッケージの要部断面模式図、図7(B)は図7(A)のZ部拡大図である。
Next, an example of a semiconductor package including the stacked semiconductor chip 1 and semiconductor chip 100 will be described.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a semiconductor package. 7A is a schematic cross-sectional view of the main part of the semiconductor package, and FIG. 7B is an enlarged view of the Z part in FIG. 7A.

図7(A)に示す半導体パッケージ200は、上記の図6に例示したように積層、接続された半導体チップ1及び半導体チップ100を有している。即ち、図7(B)に示すように、下側の半導体チップ1の、半導体基板10に埋設された端子61の凹部64に、上側の半導体チップ100の端子140が挿入され、接合材150を介して接合されている。半導体チップ1と半導体チップ100の間には、アンダーフィル材160が充填されている。   A semiconductor package 200 illustrated in FIG. 7A includes the semiconductor chip 1 and the semiconductor chip 100 that are stacked and connected as illustrated in FIG. That is, as shown in FIG. 7B, the terminal 140 of the upper semiconductor chip 100 is inserted into the recess 64 of the terminal 61 embedded in the semiconductor substrate 10 of the lower semiconductor chip 1, and the bonding material 150 is inserted. Are joined through. An underfill material 160 is filled between the semiconductor chip 1 and the semiconductor chip 100.

下側の半導体チップ1は、配線層30の電極36に設けられたバンプ90が、回路基板(パッケージ基板)210の電極211に接合されている。半導体チップ1とパッケージ基板210の間には、アンダーフィル材230が充填されている。尚、パッケージ基板210には、バンプ90が接合される電極211の配設面側と反対の面に、その配設面の電極211に電気的に接続された電極212が設けられており、その電極212には、バンプ260が設けられている。   In the lower semiconductor chip 1, bumps 90 provided on the electrodes 36 of the wiring layer 30 are bonded to the electrodes 211 of the circuit board (package board) 210. An underfill material 230 is filled between the semiconductor chip 1 and the package substrate 210. The package substrate 210 is provided with an electrode 212 electrically connected to the electrode 211 on the arrangement surface on the surface opposite to the arrangement surface side of the electrode 211 to which the bump 90 is bonded. A bump 260 is provided on the electrode 212.

上側の半導体チップ100上には、熱伝導性ペースト等の熱界面材料240を介して、Cuリッド等の放熱体250が接合されている。放熱体250の側部は、熱界面材料240を介して、パッケージ基板210上にも接合されている。   On the upper semiconductor chip 100, a heat radiating body 250 such as a Cu lid is joined via a thermal interface material 240 such as a thermal conductive paste. A side portion of the radiator 250 is also bonded to the package substrate 210 via a thermal interface material 240.

上記のような構成を有する半導体パッケージ200の動作時には、半導体チップ1及び半導体チップ100が発熱し得る。上側の半導体チップ100で発生した熱は、例えば、熱界面材料240、更に放熱体250へと伝熱し、半導体パッケージ200の外部に放熱される。下側の半導体チップ1で発生した熱は、例えば、上側の半導体チップ100へと伝熱され、そこから熱界面材料240、放熱体250へと伝熱し、半導体パッケージ200の外部に放熱される。   During the operation of the semiconductor package 200 having the above configuration, the semiconductor chip 1 and the semiconductor chip 100 can generate heat. The heat generated in the upper semiconductor chip 100 is transferred to, for example, the thermal interface material 240 and further to the heat radiating body 250 and is radiated to the outside of the semiconductor package 200. The heat generated in the lower semiconductor chip 1 is transferred to, for example, the upper semiconductor chip 100, transferred from there to the thermal interface material 240 and the heat radiating body 250, and released to the outside of the semiconductor package 200.

半導体チップ1と半導体チップ100の間では、上記のように、それらのギャップを縮小し、且つ、そのギャップに存在する比較的熱伝導率の低い材料を低減することで、熱伝導効率の向上が図られている。これにより、半導体チップ1で発生した熱を、効率的に半導体チップ100に伝熱し、放熱することが可能になり、半導体チップ1の過熱、それによる誤動作や破損を抑えることができる。その結果、熱伝導性に優れた信頼性の高い半導体パッケージ200を実現することが可能になる。   Between the semiconductor chip 1 and the semiconductor chip 100, as described above, by reducing the gap and reducing the material having a relatively low thermal conductivity existing in the gap, the heat conduction efficiency can be improved. It is illustrated. As a result, the heat generated in the semiconductor chip 1 can be efficiently transferred to the semiconductor chip 100 and dissipated, and the semiconductor chip 1 can be prevented from being overheated, causing malfunction and damage. As a result, it is possible to realize a highly reliable semiconductor package 200 having excellent thermal conductivity.

尚、ここでは半導体チップ1と半導体チップ100の間の伝熱について述べたが、半導体パッケージ200の伝熱経路、放熱経路は、この例に限定されるものではない。下側の半導体チップ1からパッケージ基板210への伝熱や、上側の半導体チップ100から下側の半導体チップ1への伝熱等も起こり得る。また、半導体チップ1、半導体チップ100、パッケージ基板210の各々から外部への放熱等も起こり得る。   Although heat transfer between the semiconductor chip 1 and the semiconductor chip 100 has been described here, the heat transfer path and heat dissipation path of the semiconductor package 200 are not limited to this example. Heat transfer from the lower semiconductor chip 1 to the package substrate 210, heat transfer from the upper semiconductor chip 100 to the lower semiconductor chip 1, and the like may occur. In addition, heat radiation from the semiconductor chip 1, the semiconductor chip 100, and the package substrate 210 to the outside may occur.

尚、上記の図7に示すような半導体パッケージ200は、更に別の回路基板(二次実装基板)に実装することができる。
図8は電子装置の構成例を示す図である。尚、図8は電子装置の要部断面模式図である。
Note that the semiconductor package 200 as shown in FIG. 7 can be mounted on still another circuit board (secondary mounting board).
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of an electronic device. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the main part of the electronic device.

図8に示す電子装置300は、上記の図7に示すような半導体パッケージ200を、二次実装基板310に実装した構造を有している。半導体パッケージ200のパッケージ基板210には、半導体チップ1等の実装面側と反対の面に、その実装面の電極211に電気的に接続された電極212が設けられている。電極212には、バンプ260が設けられている。二次実装基板310は、半導体パッケージ200のバンプ260に対応する電極311を備えている。半導体パッケージ200のバンプ260が二次実装基板310の電極311に接合され、半導体パッケージ200と二次実装基板310とが電気的に接続されている。   The electronic device 300 shown in FIG. 8 has a structure in which the semiconductor package 200 as shown in FIG. 7 is mounted on the secondary mounting substrate 310. The package substrate 210 of the semiconductor package 200 is provided with an electrode 212 electrically connected to the electrode 211 on the mounting surface on the surface opposite to the mounting surface side of the semiconductor chip 1 or the like. A bump 260 is provided on the electrode 212. The secondary mounting substrate 310 includes electrodes 311 corresponding to the bumps 260 of the semiconductor package 200. The bumps 260 of the semiconductor package 200 are bonded to the electrodes 311 of the secondary mounting substrate 310, and the semiconductor package 200 and the secondary mounting substrate 310 are electrically connected.

熱伝導性に優れた信頼性の高い半導体パッケージ200を用い、信頼性の高い電子装置300を実現することができる。
以下、半導体チップの形成方法、及び半導体チップの実装方法について説明する。
A highly reliable electronic device 300 can be realized using the highly reliable semiconductor package 200 having excellent thermal conductivity.
Hereinafter, a method for forming a semiconductor chip and a method for mounting a semiconductor chip will be described.

まず、半導体チップの形成方法について、図9〜図23を参照して説明する。
図9〜図23は半導体チップ形成方法の一例の説明図である。尚、図9〜図23は半導体チップの形成工程の要部断面模式図である。
First, a method for forming a semiconductor chip will be described with reference to FIGS.
9 to 23 are explanatory diagrams of an example of a semiconductor chip forming method. 9 to 23 are schematic cross-sectional views of the relevant part in the process of forming the semiconductor chip.

半導体チップ1の形成では、まず図9(A)に示すような半導体基板10(例えばSi基板)に、図9(B)に示すように、トランジスタ等の素子を形成して素子領域20を形成する。素子領域20には、上記の図4に示したような素子のほか、抵抗等、他の素子を形成することもできる。素子領域20の形成後、図9(C)に示すように、半導体基板10の素子領域20の形成面側(表面10a側)に、素子領域20の素子に電気的に接続された配線やビア等を含む導電部並びにその導電部を覆う絶縁部を含む配線層30を形成する。配線層30は、後述のようにして形成されるTSV60と接続される導電部30aを含む。配線層30の表面には、電極36を形成する。   In the formation of the semiconductor chip 1, first, an element region 20 is formed by forming an element such as a transistor as shown in FIG. 9B on a semiconductor substrate 10 (for example, a Si substrate) as shown in FIG. To do. In the element region 20, other elements such as resistors can be formed in addition to the elements shown in FIG. After the formation of the element region 20, as shown in FIG. 9C, wirings and vias electrically connected to the elements in the element region 20 are formed on the formation surface side (surface 10 a side) of the element region 20 of the semiconductor substrate 10. A wiring layer 30 including a conductive portion including the insulating portion and an insulating portion covering the conductive portion is formed. The wiring layer 30 includes a conductive portion 30a connected to the TSV 60 formed as described below. An electrode 36 is formed on the surface of the wiring layer 30.

次いで、図10(A)に示すように、配線層30の電極36上にバンプ90を形成する。その後、図10(B)に示すように、そのバンプ90の形成面側に、接着剤400を用いて、Si基板やガラス基板等の支持基板410を貼付する。そして、図10(C)に示すように、支持基板410に貼付された半導体基板10を、その支持基板410の貼付面と反対側の面からバックグラインドし、薄型化する。   Next, as shown in FIG. 10A, bumps 90 are formed on the electrodes 36 of the wiring layer 30. After that, as shown in FIG. 10B, a support substrate 410 such as a Si substrate or a glass substrate is attached to the bump 90 forming surface side using an adhesive 400. Then, as shown in FIG. 10C, the semiconductor substrate 10 attached to the support substrate 410 is back-ground from the surface opposite to the attachment surface of the support substrate 410 to reduce the thickness.

次いで、図11(A)に示すように、半導体基板10の、バックグラインド後の面(裏面10b)に、レジスト420を塗布する。そして、図11(B)に示すように、半導体基板10に形成する窪み11(端子61及び接続部63を形成するための窪み11)に対応した開口部430aを有するマスク430を用いてレジスト420の露光を行う。その後、図11(C)に示すように、現像を行い、レジスト420に開口部420aを形成する。   Next, as shown in FIG. 11A, a resist 420 is applied to the surface (back surface 10b) of the semiconductor substrate 10 after back grinding. Then, as shown in FIG. 11B, a resist 420 is used using a mask 430 having an opening 430a corresponding to the recess 11 (the recess 11 for forming the terminal 61 and the connection portion 63) formed in the semiconductor substrate 10. Exposure. Thereafter, development is performed to form an opening 420 a in the resist 420 as shown in FIG.

次いで、図12(A)に示すように、開口部420aを形成したレジスト420をマスクにして半導体基板10のエッチングを行い、その裏面10bに、端子61及び接続部63を形成するための窪み11(11a,11b,11c)を形成する。尚、半導体基板10のエッチングには、四フッ化炭素(CF4)、CF4と酸素(O2)、六フッ化硫黄(SF6)等を用いることができる。そして、図12(B)に示すように、レジスト420を除去した後、同様にレジストの塗布、露光、現像、エッチングを行い、図12(C)に示すように、半導体基板10の裏面10bに、再配線62を形成するための窪み11(11e)を形成する。 Next, as shown in FIG. 12A, the semiconductor substrate 10 is etched using the resist 420 in which the opening 420a is formed as a mask, and the recess 11 for forming the terminal 61 and the connecting portion 63 on the back surface 10b. (11a, 11b, 11c) are formed. Note that carbon tetrafluoride (CF 4 ), CF 4 and oxygen (O 2 ), sulfur hexafluoride (SF 6 ), or the like can be used for etching the semiconductor substrate 10. Then, as shown in FIG. 12B, after removing the resist 420, the resist is applied, exposed, developed, and etched in the same manner. As shown in FIG. 12C, the back surface 10b of the semiconductor substrate 10 is formed. Then, the recess 11 (11e) for forming the rewiring 62 is formed.

次いで、図13(A)に示すように、窪み11を形成した半導体基板10上に、絶縁膜40aを形成し、その上にレジスト421を塗布する。そして、図13(B)に示すように、半導体基板10に形成するビアホール12に対応した開口部431aを有するマスク431を用いてレジスト421の露光を行い、その後、図13(C)に示すように、現像を行い、レジスト421に開口部421aを形成する。   Next, as shown in FIG. 13A, an insulating film 40a is formed on the semiconductor substrate 10 in which the depressions 11 are formed, and a resist 421 is applied thereon. Then, as shown in FIG. 13B, the resist 421 is exposed using a mask 431 having an opening 431a corresponding to the via hole 12 formed in the semiconductor substrate 10, and thereafter, as shown in FIG. 13C. Then, development is performed to form an opening 421 a in the resist 421.

次いで、図14(A)に示すように、開口部421aを形成したレジスト421をマスクにして、絶縁膜40a及び半導体基板10並びに配線層30の一部(TSV60を接続する導電部30aまで)のエッチングを行う。このエッチングにより、端子61及び接続部63を形成するための窪み11(11a,11b)の位置に、所定の深さまでビアホール12(12a,12b)を形成する。   Next, as shown in FIG. 14A, using the resist 421 in which the opening 421a is formed as a mask, the insulating film 40a, the semiconductor substrate 10, and a part of the wiring layer 30 (up to the conductive portion 30a connecting the TSV 60). Etching is performed. By this etching, the via hole 12 (12a, 12b) is formed to a predetermined depth at the position of the recess 11 (11a, 11b) for forming the terminal 61 and the connecting portion 63.

このビアホール12の形成には、Siの深堀エッチング技術、例えば、次の図15に示すようなボッシュプロセスを用いることができる。
ボッシュプロセスでは、まず図15(A)に示すように、開口部421aを形成したレジスト421をマスクにして、SF6ラジカルを用いた等方性エッチングを行い、半導体基板10に開口部12Aを形成する。次いで、図15(B)に示すように、八フッ化ブテン(C48)を用い、半導体基板10の開口部12Aの内壁(底面及び側面)にポリマー膜12Aaを形成する。その後、図15(C)に示すように、SF6イオンを用いた異方性エッチングを行い、開口部12Aの底面に形成されたポリマー膜12Aaを除去する。
The via hole 12 can be formed by using a Si deep etching technique, for example, a Bosch process as shown in FIG.
In the Bosch process, first, as shown in FIG. 15A, isotropic etching using SF 6 radicals is performed using the resist 421 having the opening 421a as a mask to form the opening 12A in the semiconductor substrate 10. To do. Next, as shown in FIG. 15B, a polymer film 12 </ b> Aa is formed on the inner wall (bottom surface and side surface) of the opening 12 </ b> A of the semiconductor substrate 10 using butene octafluoride (C 4 F 8 ). Thereafter, as shown in FIG. 15C, anisotropic etching using SF 6 ions is performed to remove the polymer film 12Aa formed on the bottom surface of the opening 12A.

このようにして開口部12Aの側面はポリマー膜12Aaで保護した状態で、再度、図15(A)に示したようなSF6ラジカルを用いた等方性エッチングを行う。以降、図15(B)に示したようなポリマー膜12Aaの形成、図15(C)に示したようなSF6イオンを用いた異方性エッチングを行う。図15(A)〜図15(C)に示したような工程を繰り返すことで、図15(D)に示すような所定深さのビアホール12を形成する。 In this way, isotropic etching using SF 6 radicals as shown in FIG. 15A is performed again with the side surface of the opening 12A protected by the polymer film 12Aa. Thereafter, formation of the polymer film 12Aa as shown in FIG. 15B and anisotropic etching using SF 6 ions as shown in FIG. 15C are performed. By repeating the steps shown in FIGS. 15A to 15C, a via hole 12 having a predetermined depth as shown in FIG. 15D is formed.

ビアホール12の形成後は、図14(B)に示すように、レジスト421を除去し、図14(C)に示すように、ビアホール12の内壁(底面及び側面)に、絶縁膜40を形成する。尚、この図14(C)の工程で形成する絶縁膜40は、先に半導体基板10の裏面10bに形成した絶縁膜40a上にも形成されるが、ここでは便宜上、ビアホール12の内壁から半導体基板10の裏面10bに連続する単層の絶縁膜40として図示している。   After the via hole 12 is formed, the resist 421 is removed as shown in FIG. 14B, and the insulating film 40 is formed on the inner wall (bottom surface and side surface) of the via hole 12 as shown in FIG. 14C. . Note that the insulating film 40 formed in the step of FIG. 14C is also formed on the insulating film 40a previously formed on the back surface 10b of the semiconductor substrate 10, but here, for convenience, from the inner wall of the via hole 12 to the semiconductor. This is illustrated as a single-layer insulating film 40 that is continuous with the back surface 10 b of the substrate 10.

絶縁膜40の形成後、図16(A)に示すように、その絶縁膜40の、ビアホール12底面(配線層30の導電部30a)に形成された部分を、異方性エッチングにより除去する。この絶縁膜40のエッチングには、例えば絶縁膜40としてSiO膜を形成した場合であれば、CF4、三フッ化メタン(CHF3)、六フッ化エタン(C26)等のフッ素系ガスを用いることができる。ビアホール12底面の絶縁膜40の除去後、図16(B)に示すように、スパッタ法等でバリアメタル膜50を形成する。そして、図16(C)に示すように、そのバリアメタル膜50の、ビアホール12底面に形成された部分を、異方性エッチングにより除去する。このバリアメタル膜50のエッチングには、例えばバリアメタル膜50としてTiN膜を形成した場合であれば、塩素(Cl2)、三塩化ホウ素(BCl3)等の塩素系ガスを用いることができる。 After the formation of the insulating film 40, as shown in FIG. 16A, the portion of the insulating film 40 formed on the bottom surface of the via hole 12 (the conductive portion 30a of the wiring layer 30) is removed by anisotropic etching. In the etching of the insulating film 40, for example, when a SiO film is formed as the insulating film 40, a fluorine-based material such as CF 4 , trifluoromethane (CHF 3 ), hexafluoroethane (C 2 F 6 ) or the like. Gas can be used. After removing the insulating film 40 on the bottom surface of the via hole 12, a barrier metal film 50 is formed by sputtering or the like as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 16C, the portion of the barrier metal film 50 formed on the bottom surface of the via hole 12 is removed by anisotropic etching. For example, if a TiN film is formed as the barrier metal film 50, a chlorine-based gas such as chlorine (Cl 2 ) or boron trichloride (BCl 3 ) can be used for the etching of the barrier metal film 50.

次いで、図17(A)に示すように、半導体基板10に形成した窪み11及びビアホール12を導電材料で埋め込む。例えば、まずスパッタ法等でシード層(図示せず)を形成した後、そのシード層を用いた電解めっき法により、Cu等のめっき層440を形成する。その後、図17(B)に示すように、CMP(Chemical Mechanical Polishing)による平坦化を行い、不要なめっき層440、バリアメタル膜50を除去する。これにより、ビアホール12にTSV60が形成され、窪み11に端子61、再配線62及び接続部63が形成される。   Next, as shown in FIG. 17A, the recess 11 and the via hole 12 formed in the semiconductor substrate 10 are embedded with a conductive material. For example, a seed layer (not shown) is first formed by sputtering or the like, and then a plating layer 440 of Cu or the like is formed by electrolytic plating using the seed layer. Thereafter, as shown in FIG. 17B, planarization by CMP (Chemical Mechanical Polishing) is performed, and unnecessary plating layer 440 and barrier metal film 50 are removed. As a result, the TSV 60 is formed in the via hole 12, and the terminal 61, the rewiring 62, and the connection portion 63 are formed in the recess 11.

次いで、図18(A)に示すように、TSV60及び端子61等を形成した後の表面に、レジスト422を塗布する。そして、図18(B)に示すように、端子61に形成する凹部64に対応した開口部432aを有するマスク432を用いてレジスト422の露光を行い、その後、図18(C)に示すように、現像を行い、レジスト422に開口部422aを形成する。   Next, as shown in FIG. 18A, a resist 422 is applied to the surface after the TSV 60 and the terminals 61 are formed. Then, as shown in FIG. 18B, the resist 422 is exposed using a mask 432 having an opening 432a corresponding to the recess 64 formed in the terminal 61, and thereafter, as shown in FIG. 18C. Development is performed to form an opening 422a in the resist 422.

次いで、図19(A)に示すように、開口部422aを形成したレジスト422をマスクにして端子61のエッチングを行い、凹部64を形成する。凹部64の形成は、例えば、ウェットエッチングで行うことができる。ウェットエッチングには、例えば端子61をCuで形成している場合であれば、塩化銅(CuCl2)、塩化鉄(FeCl3)、テトラアンミン銅二塩化物(Cu(NH34Cl2)等を用いることができる。尚、凹部64の形成は、端子61に用いている導電材料の種類に応じたガスを用い、ドライエッチングで行うこともできる。凹部64の形成後は、図19(B)に示すように、レジスト422を除去し、図19(C)に示すように、絶縁膜80aを形成する。 Next, as shown in FIG. 19A, the terminal 61 is etched using the resist 422 in which the opening 422a is formed as a mask to form the recess 64. The recess 64 can be formed by, for example, wet etching. For wet etching, for example, when the terminal 61 is made of Cu, copper chloride (CuCl 2 ), iron chloride (FeCl 3 ), tetraammine copper dichloride (Cu (NH 3 ) 4 Cl 2 ), etc. Can be used. The recess 64 can also be formed by dry etching using a gas corresponding to the type of conductive material used for the terminal 61. After the recess 64 is formed, the resist 422 is removed as shown in FIG. 19B, and an insulating film 80a is formed as shown in FIG. 19C.

次いで、図20(A)に示すように、レジスト423を塗布する。そして、図20(B)に示すように、再配線62以外の部分に対応した開口部433aを有するマスク433を用いてレジスト423の露光を行い、その後、図20(C)に示すように、現像を行い、レジスト423に開口部423aを形成する。   Next, as shown in FIG. 20A, a resist 423 is applied. Then, as shown in FIG. 20B, the resist 423 is exposed using a mask 433 having an opening 433a corresponding to a portion other than the rewiring 62, and thereafter, as shown in FIG. Development is performed to form an opening 423 a in the resist 423.

次いで、図21(A)に示すように、開口部423aを形成したレジスト423をマスクにして絶縁膜80aのエッチングを行い、再配線62上に保護膜80を形成する。保護膜80の形成後、図21(B)に示すように、レジスト423を除去する。   Next, as illustrated in FIG. 21A, the insulating film 80 a is etched using the resist 423 in which the opening 423 a is formed as a mask, so that the protective film 80 is formed over the rewiring 62. After the formation of the protective film 80, the resist 423 is removed as shown in FIG.

尚、図19(C)の工程で形成する絶縁膜80aとして、感光性の有機絶縁膜を形成する場合には、図20(A)に示したようなレジスト423の形成を省略し、その感光性の絶縁膜80aに対して露光、現像を行い、保護膜80を形成してもよい。   When a photosensitive organic insulating film is formed as the insulating film 80a formed in the step of FIG. 19C, the formation of the resist 423 as shown in FIG. The protective film 80 may be formed by exposing and developing the conductive insulating film 80a.

再配線62上に保護膜80を形成した後は、図21(C)に示すように、ダイシングテープ450に貼り替え、接着剤400及び支持基板410を剥離する。そして、ダイシングを行い、個々の半導体チップ1を得る。尚、このようなダイシングを行わない場合には、図21(C)の工程を省略してもよい。   After the protective film 80 is formed on the rewiring 62, the adhesive 400 and the support substrate 410 are peeled off as shown in FIG. Then, dicing is performed to obtain individual semiconductor chips 1. Note that in the case where such dicing is not performed, the step of FIG. 21C may be omitted.

尚、上記の図14(C)に示した絶縁膜40の形成後は、図22に示すような方法を用いることもできる。即ち、絶縁膜40の形成後、図22(A)に示すように、絶縁膜40上にバリアメタル膜50を形成する。このようにして絶縁膜40上にバリアメタル膜50を形成した後、図22(B)に示すように、絶縁膜40及びバリアメタル膜50の、ビアホール12底面(配線層30の導電部30a)に形成された部分を、異方性エッチングにより除去する。その後、図17(A)以降の工程を実施し、半導体チップ1を得るようにしてもよい。   Note that after the formation of the insulating film 40 shown in FIG. 14C, a method shown in FIG. 22 may be used. That is, after the formation of the insulating film 40, a barrier metal film 50 is formed on the insulating film 40 as shown in FIG. After forming the barrier metal film 50 on the insulating film 40 in this way, as shown in FIG. 22B, the bottom surface of the via hole 12 (the conductive portion 30a of the wiring layer 30) of the insulating film 40 and the barrier metal film 50. The portion formed in (1) is removed by anisotropic etching. Thereafter, the steps after FIG. 17A may be performed to obtain the semiconductor chip 1.

また、上記の図16(B)に示したバリアメタル膜50の形成後は、図23に示すような方法を用いることもできる。即ち、バリアメタル膜50の形成後、図23(A)に示すように、まずスパッタ法等でシード層(図示せず)を形成し、そのシード層を用いた電解めっき法により、Cu等のめっき層440を形成する。そして、図23(B)に示すように、CMPによって不要なめっき層440、バリアメタル膜50を除去し、TSV60、端子61、再配線62及び接続部63を形成する。その後、図18(A)以降の工程を実施し、半導体チップ1を得るようにしてもよい。この方法の場合、ビアホール12底面(配線層30の導電部30a)とめっき層440(TSV60)の間に、バリアメタル膜50が残るが、導電部30aとTSV60の間で一定の導通が確保できれば、この図23のような方法を採用してもよい。   Further, after the formation of the barrier metal film 50 shown in FIG. 16B, a method as shown in FIG. 23 can be used. That is, after the formation of the barrier metal film 50, as shown in FIG. 23A, first, a seed layer (not shown) is formed by a sputtering method or the like, and Cu or the like is formed by an electrolytic plating method using the seed layer. A plating layer 440 is formed. Then, as shown in FIG. 23B, unnecessary plating layer 440 and barrier metal film 50 are removed by CMP to form TSV 60, terminal 61, rewiring 62, and connection portion 63. Thereafter, the steps after FIG. 18A may be performed to obtain the semiconductor chip 1. In this method, the barrier metal film 50 remains between the bottom surface of the via hole 12 (the conductive portion 30a of the wiring layer 30) and the plating layer 440 (TSV60). The method shown in FIG. 23 may be employed.

続いて、半導体チップの実装方法について、図24〜図29を参照して説明する。
図24及び図25は半導体チップ実装方法の一例の説明図である。尚、図24及び図25は半導体チップの実装工程の要部断面模式図である。
Next, a semiconductor chip mounting method will be described with reference to FIGS.
24 and 25 are explanatory diagrams of an example of a semiconductor chip mounting method. 24 and 25 are schematic cross-sectional views of the relevant part in the semiconductor chip mounting process.

この例では、まず図24(A)に示すように、半導体チップ1をパッケージ基板210に実装する。半導体チップ1は、配線層30の電極36に設けられたバンプ90をパッケージ基板210の電極211に接合することで、パッケージ基板210に実装する。実装後、図24(B)に示すように、半導体チップ1とパッケージ基板210の間に、アンダーフィル材230を充填する。   In this example, first, the semiconductor chip 1 is mounted on the package substrate 210 as shown in FIG. The semiconductor chip 1 is mounted on the package substrate 210 by bonding bumps 90 provided on the electrodes 36 of the wiring layer 30 to the electrodes 211 of the package substrate 210. After the mounting, as shown in FIG. 24B, an underfill material 230 is filled between the semiconductor chip 1 and the package substrate 210.

このようにしてパッケージ基板210に実装された半導体チップ1の上に、図25(A)に示すように、半導体チップ100を実装する。半導体チップ100は、その端子140を、半導体チップ1の端子61に設けた凹部64に挿入し、接合材150を用いて端子140と端子61を接合することで、半導体チップ1に実装する。半導体チップ1に半導体チップ100を実装した後、図25(B)に示すように、半導体チップ1と半導体チップ100の間に、アンダーフィル材160を充填する。   The semiconductor chip 100 is mounted on the semiconductor chip 1 mounted on the package substrate 210 as shown in FIG. The semiconductor chip 100 is mounted on the semiconductor chip 1 by inserting the terminal 140 into the recess 64 provided in the terminal 61 of the semiconductor chip 1 and bonding the terminal 140 and the terminal 61 using the bonding material 150. After the semiconductor chip 100 is mounted on the semiconductor chip 1, an underfill material 160 is filled between the semiconductor chip 1 and the semiconductor chip 100 as shown in FIG.

例えばこのような方法を用いて、パッケージ基板210、半導体チップ1及び半導体チップ100の積層体、即ち半導体パッケージ200を得ることができる。このような半導体パッケージ200を、二次実装基板に実装し、電子装置を形成することもできる。   For example, the stacked body of the package substrate 210, the semiconductor chip 1, and the semiconductor chip 100, that is, the semiconductor package 200 can be obtained by using such a method. Such a semiconductor package 200 can be mounted on a secondary mounting substrate to form an electronic device.

図26〜図29は半導体チップ実装方法の別例の説明図である。尚、図26〜図29は半導体チップの実装工程の要部断面模式図である。
この例では、まず図26(A)に示すように、半導体チップ1を中継基板(インターポーザ)500に実装する。
26 to 29 are explanatory diagrams of another example of the semiconductor chip mounting method. 26 to 29 are schematic cross-sectional views of the relevant part in the semiconductor chip mounting process.
In this example, first, as shown in FIG. 26A, the semiconductor chip 1 is mounted on a relay substrate (interposer) 500.

インターポーザ500は、Si基板510、Si基板510を貫通するTSV520、Si基板510上に設けられた配線層530及び絶縁膜540を有している。配線層530は、TSV520に電気的に接続された導電部及びその導電部を覆う絶縁部を含み、表面に、積層される半導体チップ1の電極36に対応して、電極531が設けられている。絶縁膜540には、後述のようにインターポーザ500が接続されるパッケージ基板210の電極211に対応して、電極541が設けられている。   The interposer 500 includes a Si substrate 510, a TSV 520 penetrating the Si substrate 510, a wiring layer 530 and an insulating film 540 provided on the Si substrate 510. The wiring layer 530 includes a conductive portion electrically connected to the TSV 520 and an insulating portion that covers the conductive portion, and an electrode 531 is provided on the surface corresponding to the electrode 36 of the stacked semiconductor chip 1. . The insulating film 540 is provided with electrodes 541 corresponding to the electrodes 211 of the package substrate 210 to which the interposer 500 is connected as will be described later.

このようなインターポーザ500に半導体チップ1を、その電極36に設けられたバンプ90をインターポーザ500の電極531に接合し、実装する。実装後、図26(B)に示すように、半導体チップ1とインターポーザ500の間に、アンダーフィル材161を充填する。   The semiconductor chip 1 is mounted on such an interposer 500, and the bumps 90 provided on the electrodes 36 are bonded to the electrodes 531 of the interposer 500 and mounted. After mounting, an underfill material 161 is filled between the semiconductor chip 1 and the interposer 500 as shown in FIG.

次いで、図27(A)に示すように、インターポーザ500に実装された半導体チップ1の上に、半導体チップ100を実装する。半導体チップ100は、その端子140を、半導体チップ1の端子61に設けた凹部64に挿入し、接合材150を用いて端子140と端子61を接合することで、半導体チップ1に実装する。半導体チップ1に半導体チップ100を実装した後、図27(B)に示すように、半導体チップ1と半導体チップ100の間に、アンダーフィル材160を充填する。   Next, as shown in FIG. 27A, the semiconductor chip 100 is mounted on the semiconductor chip 1 mounted on the interposer 500. The semiconductor chip 100 is mounted on the semiconductor chip 1 by inserting the terminal 140 into the recess 64 provided in the terminal 61 of the semiconductor chip 1 and bonding the terminal 140 and the terminal 61 using the bonding material 150. After the semiconductor chip 100 is mounted on the semiconductor chip 1, an underfill material 160 is filled between the semiconductor chip 1 and the semiconductor chip 100 as shown in FIG.

このようにして得られるインターポーザ500、半導体チップ1及び半導体チップ100の積層体2を、図28に示すように、パッケージ基板210に実装する。積層体2は、インターポーザ500の電極541と、パッケージ基板210の電極211とを、半田等の接合材220を用いて接合することで、パッケージ基板210に実装する。実装後、図29に示すように、インターポーザ500とパッケージ基板210の間に、アンダーフィル材230を充填する。   The stacked body 2 of the interposer 500, the semiconductor chip 1, and the semiconductor chip 100 thus obtained is mounted on the package substrate 210 as shown in FIG. The stacked body 2 is mounted on the package substrate 210 by bonding the electrode 541 of the interposer 500 and the electrode 211 of the package substrate 210 using a bonding material 220 such as solder. After mounting, an underfill material 230 is filled between the interposer 500 and the package substrate 210 as shown in FIG.

例えばこのような方法を用いて、パッケージ基板210、インターポーザ500、半導体チップ1及び半導体チップ100の積層体、即ち半導体パッケージ200aを得ることができる。このような半導体パッケージ200aを、二次実装基板に実装し、電子装置を形成することもできる。   For example, using such a method, a stacked body of the package substrate 210, the interposer 500, the semiconductor chip 1, and the semiconductor chip 100, that is, the semiconductor package 200a can be obtained. Such a semiconductor package 200a can be mounted on a secondary mounting substrate to form an electronic device.

以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1) 第1面に半導体素子が設けられた半導体基板と、
前記半導体基板の前記第1面と反対の第2面に埋設され、凹部が設けられた第1端子と、
前記半導体基板に設けられ、前記第1端子に電気的に接続されたビアと
を含むことを特徴とする半導体装置。
Regarding the embodiment described above, the following additional notes are further disclosed.
(Supplementary note 1) a semiconductor substrate provided with a semiconductor element on the first surface;
A first terminal embedded in a second surface opposite to the first surface of the semiconductor substrate and provided with a recess;
A semiconductor device comprising: a via provided in the semiconductor substrate and electrically connected to the first terminal.

(付記2) 前記第2面に埋設された配線を含むことを特徴とする付記1に記載の半導体装置。
(付記3) 前記第1面に、導電部を含む配線層を有し、
前記ビアは、前記半導体基板を貫通し、前記導電部に接続されていることを特徴とする付記1又は2に記載の半導体装置。
(Additional remark 2) The semiconductor device of Additional remark 1 characterized by including the wiring embed | buried under the said 2nd surface.
(Supplementary Note 3) The first surface has a wiring layer including a conductive portion,
The semiconductor device according to appendix 1 or 2, wherein the via penetrates the semiconductor substrate and is connected to the conductive portion.

(付記4) 前記ビアの径が、前記第1端子の径よりも小さいことを特徴とする付記1乃至3のいずれかに記載の半導体装置。
(付記5) 前記第2面側に設けられ、前記凹部に挿入されて前記第1端子に電気的に接続された第2端子を備える半導体チップを含むことを特徴とする付記1乃至4のいずれかに記載の半導体装置。
(Additional remark 4) The diameter of the said via | veer is smaller than the diameter of the said 1st terminal, The semiconductor device in any one of Additional remark 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned.
(Additional remark 5) Any of Additional remark 1 thru | or 4 characterized by including the semiconductor chip provided in the said 2nd surface side and provided with the 2nd terminal inserted in the said recessed part and electrically connected to the said 1st terminal. A semiconductor device according to claim 1.

(付記6) 前記第2端子は、第1導電体を有する第1部分と、前記第1部分よりも前記半導体チップから離れて位置し、前記第1導電体とは異なる第2導電体を有する第2部分とを有し、
前記凹部内で、前記第2部分と前記第1端子とが接続することを特徴とする付記5に記載の半導体装置。
(Appendix 6) The second terminal includes a first portion having a first conductor, and a second conductor that is located farther from the semiconductor chip than the first portion and is different from the first conductor. A second part,
The semiconductor device according to appendix 5, wherein the second portion and the first terminal are connected in the recess.

(付記7) 前記第2面と前記半導体チップとの間に設けられた樹脂層を含むことを特徴とする付記5又は6に記載の半導体装置。
(付記8) 前記第1面側に設けられ、前記半導体素子に電気的に接続された回路基板を含むことを特徴とする付記1乃至7のいずれかに記載の半導体装置。
(Additional remark 7) The semiconductor device of Additional remark 5 or 6 characterized by including the resin layer provided between the said 2nd surface and the said semiconductor chip.
(Additional remark 8) The semiconductor device in any one of additional remark 1 thru | or 7 characterized by including the circuit board provided in the said 1st surface side and electrically connected to the said semiconductor element.

(付記9) 前記配線と前記第1端子とが連続して設けられていることを特徴とする付記2乃至8のいずれかに記載の半導体装置。
(付記10) 前記配線と前記第1端子とが離間して設けられていることを特徴とする付記2乃至8のいずれかに記載の半導体装置。
(Supplementary note 9) The semiconductor device according to any one of supplementary notes 2 to 8, wherein the wiring and the first terminal are continuously provided.
(Supplementary note 10) The semiconductor device according to any one of supplementary notes 2 to 8, wherein the wiring and the first terminal are provided apart from each other.

(付記11) 前記配線上に絶縁膜が設けられていることを特徴とする付記2乃至10のいずれかに記載の半導体装置。
(付記12) 第1面に半導体素子が設けられた半導体基板を準備する工程と、
前記半導体基板に、前記第1面と反対の第2面に埋設された第1端子及び前記第1端子に電気的に接続されたビアを形成する工程と、
前記第1端子に凹部を形成する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Additional remark 11) The semiconductor device in any one of Additional remark 2 thru | or 10 with which the insulating film is provided on the said wiring.
(Additional remark 12) The process of preparing the semiconductor substrate by which the semiconductor element was provided in the 1st surface,
Forming a first terminal embedded in a second surface opposite to the first surface and a via electrically connected to the first terminal in the semiconductor substrate;
Forming a recess in the first terminal. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:

(付記13) 前記第1端子及び前記ビアを形成する工程では、前記ビアを前記第1端子の径よりも小さい径で形成することを特徴とする付記12に記載の半導体装置の製造方法。   (Supplementary note 13) The method for manufacturing a semiconductor device according to supplementary note 12, wherein in the step of forming the first terminal and the via, the via is formed with a diameter smaller than a diameter of the first terminal.

(付記14) 前記第2面側に、第2端子を備える半導体チップを設ける工程を含み、
前記半導体チップを設ける工程は、前記第2端子を前記凹部に挿入して前記第1端子に電気的に接続する工程を含むことを特徴とする付記12又は13に記載の半導体装置の製造方法。
(Additional remark 14) The process of providing the semiconductor chip provided with a 2nd terminal on the said 2nd surface side,
14. The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 12 or 13, wherein the step of providing the semiconductor chip includes a step of inserting the second terminal into the recess and electrically connecting the second terminal to the first terminal.

(付記15) 前記第2端子は、第1導電体を有する第1部分と、前記第1部分よりも前記半導体チップから離れて位置し、前記第1導電体とは異なる第2導電体を有する第2部分とを有し、
前記半導体チップを設ける工程は、前記第2部分と前記第1端子とを前記凹部内で接合する工程を含むことを特徴とする付記12乃至14のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(Supplementary Note 15) The second terminal includes a first portion having a first conductor, and a second conductor that is located farther from the semiconductor chip than the first portion and is different from the first conductor. A second part,
The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of appendices 12 to 14, wherein the step of providing the semiconductor chip includes a step of joining the second portion and the first terminal in the recess.

(付記16) 前記第1面側に回路基板を設ける工程を含み、
前記回路基板を設ける工程は、前記半導体素子を前記回路基板に電気的に接続する工程を含むことを特徴とする付記12乃至15のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(Supplementary Note 16) including a step of providing a circuit board on the first surface side,
The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of appendices 12 to 15, wherein the step of providing the circuit board includes a step of electrically connecting the semiconductor element to the circuit board.

(付記17) 半導体装置と、
前記半導体装置が搭載された第1回路基板と
を含み、
前記半導体装置は、
第1面に半導体素子が設けられた半導体基板と、
前記半導体基板の前記第1面と反対の第2面に埋設され、凹部が設けられた第1端子と、
前記半導体基板に設けられ、前記第1端子に電気的に接続されたビアと、
前記第1面側に設けられ、前記半導体素子及び前記第1回路基板に電気的に接続された第2回路基板と
を含むことを特徴とする電子装置。
(Supplementary Note 17) a semiconductor device;
A first circuit board on which the semiconductor device is mounted,
The semiconductor device includes:
A semiconductor substrate provided with a semiconductor element on a first surface;
A first terminal embedded in a second surface opposite to the first surface of the semiconductor substrate and provided with a recess;
A via provided in the semiconductor substrate and electrically connected to the first terminal;
An electronic device comprising: a second circuit board provided on the first surface side and electrically connected to the semiconductor element and the first circuit board.

(付記18) 前記第2面側に設けられ、前記凹部に挿入されて前記第1端子に電気的に接続された第2端子を備える半導体チップを含むことを特徴とする付記17に記載の電子装置。   (Supplementary note 18) The electron according to supplementary note 17, further comprising: a semiconductor chip provided on the second surface side, the semiconductor chip including a second terminal inserted into the recess and electrically connected to the first terminal. apparatus.

(付記19) 前記第2端子は、第1導電体を有する第1部分と、前記第1部分よりも前記半導体チップから離れて位置し、前記第1導電体とは異なる第2導電体を有する第2部分とを有し、
前記凹部内で、前記第2部分と前記第1端子とが接続することを特徴とする付記18に記載の電子装置。
(Supplementary Note 19) The second terminal includes a first portion having a first conductor, and a second conductor that is located farther from the semiconductor chip than the first portion and is different from the first conductor. A second part,
The electronic device according to appendix 18, wherein the second portion and the first terminal are connected in the recess.

1,1a,1b,100,610,620,710,720 半導体チップ
2 積層体
10,110,611,621,810,910 半導体基板
10a,110a,611a,621a 表面
10b,611b,710b 裏面
11,11a,11b,11c,11d,11e,921 窪み
12,12a,12b,611c,820,922 ビアホール
12A,420a,421a,422a,423a,430a,431a,432a,433a 開口部
12Aa ポリマー膜
20,120,612,622 素子領域
21 nMOS
21a p型ウェル領域
21b,22b ゲート絶縁膜
21c,22c ゲート電極
21d n型拡散層
21e,22e サイドウォールスペーサ
21f,22f シリサイド層
22 pMOS
22a n型ウェル領域
22d p型拡散層
23 素子分離領域
30,130,530,613,623 配線層
30a 導電部
31a,31b,40,40a,80a,540,614,830,930 絶縁膜
31c 層間絶縁膜
32,35 配線
33 コンタクトプラグ
34 ビア
36,211,212,311,531,541,613a,650a 電極
50,615,840,940 バリアメタル膜
60,520,616,900 TSV
61,140,960 端子
62,617 再配線
63 接続部
64 凹部
80,618 保護膜
90,260,660,661,760,762 バンプ
150,220 接合材
160,161,230,670,671,770,771 アンダーフィル材
200,200a,600,700 半導体パッケージ
210,650,750 パッケージ基板
240,630,730 熱界面材料
250,640,740 放熱体
300 電子装置
310,751 二次実装基板
400 接着剤
410 支持基板
420,421,422,423 レジスト
430,431,432,433 マスク
440 めっき層
450 ダイシングテープ
500 インターポーザ
510 Si基板
617a 接続端子
761 Cuピラー電極
800 コンフォーマルTSV
800a 中央部
850 導電材料
1, 1a, 1b, 100, 610, 620, 710, 720 Semiconductor chip 2 Laminate 10, 110, 611, 621, 810, 910 Semiconductor substrate 10a, 110a, 611a, 621a Front surface 10b, 611b, 710b Back surface 11, 11a , 11b, 11c, 11d, 11e, 921 Dimple 12, 12a, 12b, 611c, 820, 922 Via hole 12A, 420a, 421a, 422a, 423a, 430a, 431a, 432a, 433a Opening portion 12Aa Polymer film 20, 120, 612 , 622 Element region 21 nMOS
21a p-type well region 21b, 22b gate insulating film 21c, 22c gate electrode 21d n-type diffusion layer 21e, 22e sidewall spacer 21f, 22f silicide layer 22 pMOS
22a n-type well region 22d p-type diffusion layer 23 element isolation region 30, 130, 530, 613, 623 wiring layer 30a conductive portion 31a, 31b, 40, 40a, 80a, 540, 614, 830, 930 insulating film 31c interlayer insulation Film 32, 35 Wiring 33 Contact plug 34 Via 36, 211, 212, 311, 531, 541, 613a, 650a Electrode 50, 615, 840, 940 Barrier metal film 60, 520, 616, 900 TSV
61, 140, 960 Terminal 62, 617 Rewiring 63 Connection portion 64 Recess 80, 618 Protective film 90, 260, 660, 661, 760, 762 Bump 150, 220 Bonding material 160, 161, 230, 670, 671, 770, 771 Underfill material 200, 200a, 600, 700 Semiconductor package 210, 650, 750 Package substrate 240, 630, 730 Thermal interface material 250, 640, 740 Heat dissipator 300 Electronic device 310, 751 Secondary mounting substrate 400 Adhesive 410 Support Substrate 420, 421, 422, 423 Resist 430, 431, 432, 433 Mask 440 Plating layer 450 Dicing tape 500 Interposer 510 Si substrate 617a Connection terminal 761 Cu pillar electrode 800 Conformal TSV
800a Central part 850 conductive material

Claims (8)

第1面に半導体素子が設けられた半導体基板と、
前記半導体基板の前記第1面と反対の第2面に埋設され、凹部が設けられた第1端子と、
前記半導体基板に設けられ、前記第1端子に電気的に接続されたビアと
を含むことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate provided with a semiconductor element on a first surface;
A first terminal embedded in a second surface opposite to the first surface of the semiconductor substrate and provided with a recess;
A semiconductor device comprising: a via provided in the semiconductor substrate and electrically connected to the first terminal.
前記第1面に、導電部を含む配線層を有し、
前記ビアは、前記半導体基板を貫通し、前記導電部に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。
A wiring layer including a conductive portion on the first surface;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the via penetrates the semiconductor substrate and is connected to the conductive portion.
前記ビアの径が、前記第1端子の径よりも小さいことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a diameter of the via is smaller than a diameter of the first terminal. 前記第2面側に設けられ、前記凹部に挿入されて前記第1端子に電気的に接続された第2端子を備える半導体チップを含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置。   4. The semiconductor chip according to claim 1, further comprising: a semiconductor chip provided on the second surface side, the semiconductor chip including a second terminal inserted into the recess and electrically connected to the first terminal. 5. Semiconductor device. 前記第2端子は、第1導電体を有する第1部分と、前記第1部分よりも前記半導体チップから離れて位置し、前記第1導電体とは異なる第2導電体を有する第2部分とを有し、
前記凹部内で、前記第2部分と前記第1端子とが接続することを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。
The second terminal includes a first portion having a first conductor, a second portion having a second conductor that is located farther from the semiconductor chip than the first portion and is different from the first conductor, Have
The semiconductor device according to claim 4, wherein the second portion and the first terminal are connected in the recess.
前記第1面側に設けられ、前記半導体素子に電気的に接続された回路基板を含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体装置。   6. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a circuit board provided on the first surface side and electrically connected to the semiconductor element. 第1面に半導体素子が設けられた半導体基板を準備する工程と、
前記半導体基板に、前記第1面と反対の第2面に埋設された第1端子及び前記第1端子に電気的に接続されたビアを形成する工程と、
前記第1端子に凹部を形成する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Preparing a semiconductor substrate provided with a semiconductor element on the first surface;
Forming a first terminal embedded in a second surface opposite to the first surface and a via electrically connected to the first terminal in the semiconductor substrate;
Forming a recess in the first terminal. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
半導体装置と、
前記半導体装置が搭載された第1回路基板と
を含み、
前記半導体装置は、
第1面に半導体素子が設けられた半導体基板と、
前記半導体基板の前記第1面と反対の第2面に埋設され、凹部が設けられた第1端子と、
前記半導体基板に設けられ、前記第1端子に電気的に接続されたビアと、
前記第1面側に設けられ、前記半導体素子及び前記第1回路基板に電気的に接続された第2回路基板と
を含むことを特徴とする電子装置。
A semiconductor device;
A first circuit board on which the semiconductor device is mounted,
The semiconductor device includes:
A semiconductor substrate provided with a semiconductor element on a first surface;
A first terminal embedded in a second surface opposite to the first surface of the semiconductor substrate and provided with a recess;
A via provided in the semiconductor substrate and electrically connected to the first terminal;
An electronic device comprising: a second circuit board provided on the first surface side and electrically connected to the semiconductor element and the first circuit board.
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