JP2017168653A - Semiconductor device and manufacturing method for semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
実施形態の発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device.
近年、通信技術や情報処理技術の発達に伴い、半導体装置の小型化および高速化の要求がある。これに対応するため、半導体装置において、複数の半導体チップを積層させた3次元実装により、部品間の配線の長さを短くして動作周波数の増大に対応させ、かつ実装面積効率を高めることを目的とした半導体パッケージの開発が進められている。 In recent years, with the development of communication technology and information processing technology, there is a demand for downsizing and speeding up of semiconductor devices. In order to cope with this, in a semiconductor device, three-dimensional mounting by laminating a plurality of semiconductor chips shortens the length of wiring between components to cope with an increase in operating frequency and increase mounting area efficiency. Development of targeted semiconductor packages is underway.
3次元実装構造の半導体装置の製造では、実装基板または半導体チップ上にはんだボール等のバンプを介して半導体チップを接合するフリップチップボンディングを行い、アンダーフィル樹脂により実装基板または半導体チップと他の半導体チップとの間を封止する。 In the manufacture of a semiconductor device having a three-dimensional mounting structure, flip chip bonding is performed on a mounting substrate or a semiconductor chip via a bump such as a solder ball, and the mounting substrate or the semiconductor chip and other semiconductors are formed using an underfill resin. Seal between the chip.
3次元実装構造の半導体装置では、小型化・薄型化のために半導体チップが非常に薄く、変形しやすい。このため、半導体チップの反りが発生しやすい。半導体チップの反りが発生すると、実装基板または半導体チップと他の半導体チップとの間で接続されないバンプが発生して接続不良が生じる場合がある。このように、3次元実装構造の半導体装置では、半導体チップの反りにより信頼性が低下するといった問題があった。 In a semiconductor device having a three-dimensional mounting structure, a semiconductor chip is very thin and easily deformed for downsizing and thinning. For this reason, the warp of the semiconductor chip is likely to occur. When the warpage of the semiconductor chip occurs, a bump that is not connected between the mounting substrate or the semiconductor chip and another semiconductor chip may occur, resulting in poor connection. As described above, the semiconductor device having the three-dimensional mounting structure has a problem that the reliability is lowered due to warpage of the semiconductor chip.
実施形態の発明が解決しようとする課題は、半導体装置の信頼性の低下を抑制することである。 The problem to be solved by the invention of the embodiment is to suppress a decrease in reliability of the semiconductor device.
実施形態の半導体装置は、第1ないし第3の導電性パッドと、第1の導電性パッドの少なくとも一部を露出し且つ露出された第1の導電性パッドの露出面積が第1の面積を有する第1の開口部と第2の導電性パッドの少なくとも一部を露出し且つ露出された第2の導電性パッドの露出面積が第1の面積と異なる値である第2の面積を有する第2の開口部と第3の導電性パッドの少なくとも一部を露出し且つ露出された第3の導電性パッドの露出面積が第1の面積と第2の面積との間の値である第3の面積を有する第3の開口部とを有する絶縁層と、を備える第1の基板と、第1の基板に対向するように設けられ、第1の導電性パッドに重畳する第4の導電性パッドと、第2の導電性パッドに重畳する第5の導電性パッドと、第3の導電性パッドに重畳する第6の導電性パッドと、を備える第2の基板と、第1の導電性パッドと第4の導電性パッドとの間を電気的に接続する第1のバンプと、第2の導電性パッドと第5の導電性パッドとの間を電気的に接続する第2のバンプと、第3の導電性パッドと第6の導電性パッドとの間を電気的に接続する第3のバンプと、を具備する。第2の導電性パッドは、第1の導電性パッドよりも第1の基板の幾何学中心から近い。第3の導電性パッドは、第1の導電性パッドよりも第1の基板の幾何学中心から近く且つ第2の導電性パッドよりも第1の基板の幾何学中心から遠い。 In the semiconductor device of the embodiment, the first to third conductive pads and at least a part of the first conductive pad are exposed, and the exposed area of the exposed first conductive pad is the first area. A first opening having a second area that exposes at least a portion of the first opening and the second conductive pad, and has an exposed area of the exposed second conductive pad that is different from the first area. The third opening that exposes at least a portion of the second opening and the third conductive pad, and the exposed area of the exposed third conductive pad is a value between the first area and the second area. And a fourth substrate that is provided so as to face the first substrate and overlaps with the first conductive pad. A pad, a fifth conductive pad overlying the second conductive pad, and a third conductive pad. A second substrate comprising: a sixth conductive pad overlapping with the first conductive pad; a first bump electrically connecting the first conductive pad and the fourth conductive pad; A second bump electrically connecting between the conductive pad and the fifth conductive pad; and a third bump electrically connecting between the third conductive pad and the sixth conductive pad. And a bump. The second conductive pad is closer to the geometric center of the first substrate than the first conductive pad. The third conductive pad is closer to the geometric center of the first substrate than the first conductive pad and farther from the geometric center of the first substrate than the second conductive pad.
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面は模式的なものであり、例えば厚さと平面寸法との関係、各層の厚さの比率等は現実のものとは異なる場合がある。また、実施形態において、実質的に同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The drawings are schematic, and for example, the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like may be different from the actual ones. In the embodiments, substantially the same constituent elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図1は、半導体装置の製造方法例を説明するための断面模式図である。半導体装置の製造方法例は、導電性パッド11aないし11cと絶縁層12とを備える基板1と、導電性パッド21aないし21cを備える基板2と、を導電性パッド21aがバンプ31aを挟んで導電性パッド11aに重畳し、導電性パッド21bがバンプ31bを挟んで導電性パッド11bに重畳し、導電性パッド21cがバンプ31cを挟んで導電性パッド11cに重畳するように接合する工程を具備する。なお、導電性パッドおよびバンプの数は、図1に示す数に限定されない。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of a method for manufacturing a semiconductor device. In an example of a method for manufacturing a semiconductor device, a
基板1は、例えば矩形の平面形状を有する。基板1としては、例えば配線基板が用いられる。配線基板は半導体素子を搭載することが可能で且つ配線網を有していればよい。配線基板は、例えばシリコン基板等の半導体基板、ガラス基板、樹脂基板、または金属基板等を有していてもよい。
The
導電性パッド11bは、導電性パッド11aよりも基板1の幾何学中心(以降中心と表現する)から近い。基板1の中心とは例えば基板1の平面形状の中心である。また、導電性パッド11cは、図1に示すように導電性パッド11aよりも基板1の中心から近く且つ導電性パッド11bよりも基板1の中心から遠い。導電性パッド11aないし11cとしては、例えばアルミニウム、銅、チタン、窒化チタン、クロム、ニッケル、金、またはパラジウム等の単層または積層を用いることができる。
The
絶縁層12は、導電性パッド11aの少なくとも一部を露出する開口部12aと、導電性パッド11bの少なくとも一部を露出する開口部12bと、導電性パッド11cの少なくとも一部を露出する開口部12cと、を有する。絶縁層12としては、例えばソルダーレジスト等の絶縁材料が用いられる。これに限定されず、絶縁層12としては、例えば酸化シリコン層、窒化シリコン層等を用いることができる。また、酸化シリコン層、窒化シリコン層等に加え、絶縁層として有機樹脂層を設けてもよい。開口部12aないし開口部12cは、例えば絶縁層12の一部をエッチングすることにより形成される。
The
基板1と基板2とを接合する工程の前に基板1上にバンプ31aないしバンプ31cを形成する工程を行ってもよい。バンプ31aは、導電性パッド11a上に設けられている。バンプ31bは、導電性パッド11b上に設けられている。バンプ31cは、導電性パッド11c上に設けられている。これに限定されず、バンプ31aないしバンプ31cが基板2に形成されていてもよい。この場合、バンプ31aが導電性パッド21a上(図1における基板2の下面側)に設けられ、バンプ31bが導電性パッド21b上(図1における基板2の下面側)に設けられ、バンプ31cが導電性パッド21c上(図1における基板2の下面側)に設けられる。
Before the step of bonding the
バンプ31aないし31cとしては、例えばはんだボール等のはんだバンプが用いられる。はんだバンプとしては、例えば錫−銀系、錫−銀−銅系の鉛フリーはんだのバンプを用いることができる。
For example, solder bumps such as solder balls are used as the
基板2は、例えば矩形の平面形状を有する。基板2としては、例えば半導体チップ等が用いられる。また、基板2として複数の半導体チップの積層体や当該チップ積層体を有する半導体パッケージが用いられてもよい。基板2は、例えばシリコン基板等の半導体基板を有する。
The
導電性パッド21aないし21cのそれぞれの少なくとも一部は基板2において露出する。導電性パッド21bは、図1に示すように導電性パッド21aよりも基板2の中心から近い。基板2の中心とは、例えば基板2の平面形状の中心である。また、導電性パッド21cは、図1に示すように導電性パッド21aよりも基板2の中心から近く且つ導電性パッド21bよりも基板2の中心から遠い。導電性パッド21aないし21cとしては、例えばアルミニウム、銅、チタン、窒化チタン、クロム、ニッケル、金、またはパラジウム等の単層または積層を用いることができる。
At least a part of each of the
基板2は、導電性パッド21aないし21cの形成面が導電性パッド11aないし11cの形成面に向かい合うように基板1に対向して接合される。図1に示す基板2は、基板1側の面の反対側の面が凸になるように反っている。基板2として用いられる半導体チップは、非常に薄いため、接合工程の前または後の工程において反る場合がある。このとき、仮にバンプ31aないしバンプ31cの高さが互いに同じであると、導電性パッド21aないし21cのうち、基板1と基板2との間隔が広い領域に位置する導電性パッドがバンプに接続されない接続不良が生じる場合がある。
The
上記接続不良を抑制するために、例えば基板1と基板2との間隔が異なる領域毎に異なるサイズのバンプを形成することが考えられる。しかしながら、複数の異なるサイズのバンプを形成することは製造工程上困難である。
In order to suppress the above-mentioned connection failure, for example, it is conceivable to form bumps having different sizes for each region where the distance between the
本実施形態の半導体装置の製造方法では、基板1と基板2との間隔が異なる領域毎に絶縁層12の開口部において露出された導電性パッドの露出面積を異ならせる。図1に示すように、例えば開口部12aにおいて露出された導電性パッド11aの露出面積は、面積S1を有する。開口部12bにおいて露出された導電性パッド11bの露出面積は、面積S1と異なる値である面積S2を有する。開口部12cにおいて露出された導電性パッド11cの露出面積は、面積S1と面積S2との間の値である面積S3を有する。図1では一例として、面積S2が面積S1よりも小さい値であり、面積S3が面積S1よりも小さく面積S2よりも大きい値であるが、これに限定されず、面積S2が面積S1よりも大きく、面積S3が面積S1よりも大きく面積S2よりも小さい値であってもよい。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the exposed area of the conductive pad exposed in the opening of the insulating
絶縁層12の開口部12aないし12cにおいて露出された導電性パッド11aないし11cの露出面積が互いに異なる場合、導電性パッド11aないし11cとバンプ31aないし31cとのそれぞれの接触面積も異なる。このため、表面張力の差に応じてバンプの高さが変化する。例えば、バンプ31aは、面積S1に応じた高さを有する。バンプ31bは、面積S2に応じた高さを有する。バンプ31cは、面積S3に応じた高さを有する。図1において、バンプ31bは、バンプ31aよりも高く、バンプ31cは、バンプ31aよりも高くバンプ31bよりも低いが、これに限定されない。
When the exposed areas of the
このように、絶縁層12の開口部12aないし12cにおいて露出された導電性パッド11aないし11cの露出面積を異ならせることにより、仮にバンプ31aないし31cの体積が互いに同じであってもバンプ31aないし31cの高さを互いに異ならせることができる。また、開口部12aないし12cにおいて露出された導電性パッド11aないし11cの露出面積は、例えば絶縁層12の一部をエッチングして開口部12aないし12c等を形成するためのマスクパターンを変えることにより異ならせることができる。よって、製造工程を増加することなく、高さが異なる複数のバンプを容易に形成することができる。なお、基板1が例えば配線基板の場合、半導体チップである基板2よりも反りにくいため、バンプ31aないし31cを基板1上に形成することによりバンプ31aないし31cの位置ずれを抑制することができる。
In this way, by changing the exposed areas of the
図2は、接合工程後の半導体装置の構造例を示す断面模式図である。前述のとおりバンプ31aないし31cの高さは、基板1と基板2との間隔に応じて異なる。接合工程において、バンプ31aは、図2に示すように導電性パッド11aと導電性パッド21aとの間の間隔L1に応じた高さを有するように導電性パッド11aと導電性パッド21aとの間を電気的に接続する。また、バンプ31bは、導電性パッド11bと導電性パッド21bとの間の間隔L2に応じた高さを有するように導電性パッド11bと導電性パッド21bとの間を電気的に接続する。さらに、バンプ31cは、導電性パッド11cと導電性パッド21cとの間の間隔L3に応じた高さを有するように導電性パッド11cと導電性パッド21cとの間を電気的に接続する。図2において、間隔L2は、間隔L1よりも広く、間隔L3は、間隔L1よりも広く間隔L2よりも狭いが、これに限定されない。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a structural example of the semiconductor device after the bonding step. As described above, the heights of the
接合工程の後に基板1と基板2との間にアンダーフィル樹脂等の封止樹脂層4を形成することにより基板1と基板2との間の領域を封止する。以上の工程により、半導体装置が製造される。
A region between the
本実施形態の半導体装置の製造方法例では、基板1と基板2との間の間隔が異なる領域毎に高さが異なる複数のバンプを用いて基板1と基板2とを接合する。これにより、接合工程の前または後の工程において基板2が反る場合であっても基板1と基板2との間の接続不良を抑制することができる。よって、半導体装置の信頼性が向上する。
In the example of the semiconductor device manufacturing method of the present embodiment, the
半導体装置の構造例は、図2に示す構造例に限定されない。図3は半導体装置の他の構造例を示す断面模式図である。図3に示す半導体装置では、図2に示す半導体装置と比較して、基板2において露出された導電性パッド21aないし導電性パッド21cのそれぞれが基板1と基板2との間隔に応じて互いに異なる露出面積を有する構成が異なる。
The structural example of the semiconductor device is not limited to the structural example illustrated in FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another structure example of the semiconductor device. In the semiconductor device shown in FIG. 3, the
図3に示す半導体装置では、基板2において露出された導電性パッド21aの露出面積が第1の面積を有し、基板2において露出された導電性パッド21bの露出面積が第1の面積と異なる値である第2の面積を有し、基板2において露出された導電性パッド21cの露出面積が第1の面積と第2の面積との間の値である第3の面積を有する。導電性パッド21aないし21cの露出面積の大小関係は、導電性パッド11aないし11cの露出面積の大小に対応して設計される。図3に示す半導体装置では、導電性パッド21bの露出面積が導電性パッド21aの露出面積よりも小さい値であり、導電性パッド21cの露出面積が導電性パッド21aの露出面積よりも小さく導電性パッド21bの露出面積よりも大きい値である。これに限定されず、導電性パッド21bの露出面積が導電性パッド21aの露出面積よりも大きい値であり、導電性パッド21cの露出面積が導電性パッド21aの露出面積よりも大きく導電性パッド21bの露出面積よりも小さい値であってもよい。
In the semiconductor device shown in FIG. 3, the exposed area of the
図3に示すように、絶縁層12の開口部12aないし12cに加え、導電性パッド21aないし21cの露出面積を基板1と基板2との間の間隔に応じて異ならせることにより、バンプをさらに高くすることができる。これにより、基板1と基板2との間の接続不良をさらに抑制することができる。よって、半導体装置の信頼性が向上する。
As shown in FIG. 3, in addition to the
図4は、半導体装置の他の構造例を示す断面模式図である。図4に示す半導体装置では、図2に示す半導体装置と比較して基板2が基板1側の面が凸になるように反っている構成が異なる。図4に示す半導体装置では、面積S2が面積S1よりも大きく、面積S3が面積S1よりも大きく面積S2よりも小さい。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another structural example of the semiconductor device. The semiconductor device shown in FIG. 4 is different from the semiconductor device shown in FIG. 2 in that the
バンプ31aは、導電性パッド11aと導電性パッド21aとの間の間隔L1に応じた高さを有するように導電性パッド11aと導電性パッド21aとの間を電気的に接続する。また、バンプ31bは、導電性パッド11bと導電性パッド21bとの間の間隔L2に応じた高さを有するように導電性パッド11bと導電性パッド21bとの間を電気的に接続する。さらに、バンプ31cは、導電性パッド11cと導電性パッド21cとの間の間隔L3に応じた高さを有するように導電性パッド11cと導電性パッド21cとの間を電気的に接続する。
The
図4において、間隔L2は、間隔L1よりも短く、間隔L3は、間隔L1よりも短く間隔L2よりも長い。なお、図2および図4に限定されず、基板2は例えば波状に湾曲する場合がある。この場合であっても基板1と基板2との間の間隔に応じて絶縁層12の開口部において露出された導電性パッドの露出面積を異ならせて互いに異なる高さの複数のバンプを形成することにより、基板1と基板2との間の接続不良を抑制することができる。よって、半導体装置の信頼性が向上する。
In FIG. 4, the interval L2 is shorter than the interval L1, and the interval L3 is shorter than the interval L1 and longer than the interval L2. It should be noted that the
(第2の実施形態)
図5および図6は、TSV(Through Silicon Via)等の貫通電極を有する半導体チップが積層された半導体装置の構造例を示す図である。図5は、上面図であり、図6は、図5における線分A−Bの断面図である。なお、図5において、便宜のため一部の構成要素を図示していない。なお、第1の実施形態の構成要素と共通する部分については第1の実施形態の説明を適宜援用することができる。
(Second Embodiment)
5 and 6 are diagrams illustrating a structure example of a semiconductor device in which semiconductor chips having through electrodes such as TSV (Through Silicon Via) are stacked. FIG. 5 is a top view, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AB in FIG. In FIG. 5, some components are not shown for convenience. In addition, about the part which is common in the component of 1st Embodiment, description of 1st Embodiment can be used suitably.
図5および図6に示す半導体装置100は、互いに対向する第1の面および第2の面を有する配線基板101と、配線基板101の第1の面に搭載されたチップ積層体102と、配線基板101とチップ積層体102との間を封止する封止樹脂層103と、チップ積層体102を覆うように設けられた封止樹脂層104と、配線基板101の第2の面に設けられた外部接続端子105と、を具備する。
A
配線基板101は、第1の実施形態における基板1に相当する。配線基板101は、複数の接続パッド111と、接続パッド111の少なくとも一部を露出する絶縁層112とを有する。なお、接続パッド111は、第1の実施形態における導電性パッド11aないし導電性パッド11cのいずれかに相当し、絶縁層112は、第1の実施形態における絶縁層12に相当する。また、配線基板101の第1の面は、図6における配線基板101の上面に相当し、第2の面は、図6における配線基板101の下面に相当する。
The
チップ積層体102は、第1の実施形態における基板2に相当する。チップ積層体102は、配線基板101の複数の接続パッド111を介して配線基板101に電気的に接続される。チップ積層体102は、複数の半導体チップ121と半導体チップ126とを有する。複数の半導体チップ121の間には、絶縁性接着層122が設けられる。絶縁性接着層122は、複数の半導体チップ121の間を封止する。なお、半導体チップ121の積層数は、図6に示す積層数に限定されない。また、半導体チップ121の平面形状を正方形としているが、これに限定されない。
The chip stacked
絶縁性接着層122は、複数の半導体チップ121の間を封止する封止材としての機能を有する。絶縁性接着層122としては、例えばNCF(Non−Conductive Film:NCF)等の接着機能と封止機能を併せ持つ熱硬化性の絶縁性接着材料を用いることができる。絶縁性接着材料は、例えばエポキシ系樹脂を含む。
The insulating
複数の半導体チップ121は、半導体チップ121を貫通する複数の貫通電極123、および絶縁性接着層122を貫通する複数のバンプ124を介して互いに電気的に接続される。例えば、複数の半導体チップ121に設けられた導電性パッドを貫通電極123およびバンプ124により電気的に接続することにより、複数の半導体チップ121を互いに電気的に接続することができる。なお、配線基板101側をチップ積層体102の上面としたとき、最下段の半導体チップ121に貫通電極を設けなくてもよい。
The plurality of
半導体チップ121としては、例えばメモリチップ等を用いることができる。メモリチップとしては、例えばNAND型フラッシュメモリ等の記憶素子を用いることができる。なお、メモリチップにデコーダ等の回路が設けられていてもよい。
As the
半導体チップ126は、配線基板101側をチップ積層体102の上面としたとき、最上段の半導体チップ121上に設けられた再配線層125を介して半導体チップ121に電気的に接続される。再配線層125は、平坦化層としての機能を有していてもよい。再配線層125上に設けられた接続パッド127およびバンプ128を介してチップ積層体102が配線基板101に電気的に接続される。バンプ128は、図1に示すバンプ31aないしバンプ31cのいずれかに相当する。
The
半導体チップ126としては、例えばインターフェースチップやコントローラチップを用いることができる。例えば、半導体チップ121がメモリチップの場合、半導体チップ126にコントローラチップを用い、コントローラチップによりメモリチップに対する書き込みおよび読み出しを制御することができる。なお、半導体チップ126は、半導体チップ121よりも小さいことが好ましい。
As the
チップ積層体102は、例えば以下のように形成される。まず一つの半導体チップ121に対し、バンプ層および絶縁性接着層122が形成された別の半導体チップ121をマウンタ等を用いて積層し、最後に表面に再配線層が形成された半導体チップ121を貼り合わせる。さらに、熱処理を行い、バンプ層の少なくとも一部または絶縁性接着層122を溶融し、その後冷却することにより、絶縁性接着層122を硬化させつつ、絶縁性接着層122を貫通して半導体チップ121間を電気的に接続するバンプ124を形成する。
The
その後、再配線層125上に半導体チップ126を搭載し、接続パッド127および複数のバンプ128を形成することによりチップ積層体102が形成される。
Thereafter, the
チップ積層体102は、例えば、反転させて再配線層125が内側に位置するようにマウンタ等を用いて配線基板101に搭載される。このとき、チップ積層体102の積層順はチップ積層体102の形成時と逆になる。配線基板101とチップ積層体102との接合は例えばパルスヒート法等を用いて行われる。これに限定されず、配線基板101とチップ積層体102とを仮接着した後、リフローによりバンプ128を用いて本接着を行うことによりチップ積層体102を搭載してもよい。
The
封止樹脂層103としては、例えばアンダーフィル樹脂等を用いることができる。なお、必ずしも封止樹脂層103を設けなくてもよい。例えば、ニードル等を用いたディスペンサによりアンダーフィル樹脂を充填することにより、封止樹脂層103を形成することができる。
As the sealing
封止樹脂層104としては、SiO2等の無機充填材を含有し、例えば無機充填材を絶縁性の有機樹脂材料等と混合した樹脂材料を用いることができる。無機充填材は、全体の80質量%〜95質量%含有され、封止樹脂層104の粘度や硬度等を調整する機能を有する。有機樹脂材料としては、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。
As the sealing
外部接続端子105は、例えば、配線基板101の第2の面上にフラックスを塗布後、はんだボールを搭載し、リフロー炉に入れてはんだボールを溶融させ、配線基板101が有する接続パッドと接合させる。その後、溶剤や純水洗浄によりフラックスを除去することにより形成される。これに限定されず、例えばバンプを形成することにより外部接続端子105を形成してもよい。なお、外部接続端子105の数は、図5に示す数に限定されない。
For example, the
図7は、配線基板101とチップ積層体102との間の接続部の一部の構造例を示す断面模式図である。図7では、接続パッド111と、接続パッド111の少なくとも一部を露出する開口部を有する絶縁層112と、貫通電極123と、貫通電極123上に設けられた導電層129と、導電層129の少なくとも一部を露出する開口部を有する絶縁層131と、絶縁層131の開口部において導電層129に電気的に接続された再配線層125と、再配線層125の少なくとも一部を露出する開口部を有する絶縁層132と、絶縁層132の開口部において再配線層125に電気的に接続された接続パッド127と、接続パッド111と接続パッド127との間を電気的に接続するバンプ128と、配線基板101とチップ積層体102との間に充填された封止樹脂層103を図示している。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a structural example of a part of a connection portion between the
接続パッド111としては、例えば導電性パッド11aないし11cに適用可能な材料を用いることができる。図7に示す接続パッド111は、銅を含む導電層111aと、ニッケルを含む導電層111bと、金を含む導電層111cを有する。上記構成によりバンプ128に含まれる元素の拡散等を抑制することができる。また、銅を用いることにより製造コストを低減することができる。また、絶縁層112としては、例えば絶縁層12に適用可能な材料を用いることができる。
As the
貫通電極123としては、例えばニッケル、銅、銀、金等の単体または合金を用いることができる。導電層129としては、例えばアルミニウム、銅、チタン、窒化チタン、クロム、ニッケル、金、またはパラジウム等の単層または積層を用いることができる。接続パッド127は、例えば導電性パッド21aないし21cのいずれかに相当する。接続パッド127としては、例えば導電性パッド21aないし21cに適用可能な材料を用いることができる。
As the through
絶縁層131および絶縁層132としては、例えば酸化シリコン、窒化シリコン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ/シリコーン混合樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、またはフェノール樹脂等を用いることができる。例えば、絶縁層131は、窒化シリコン層と樹脂材料層との積層構造を有していてもよい。また、絶縁層132は、樹脂材料層を有していてもよい。
As the insulating
本実施形態の半導体装置では、第1の実施形態と同様に絶縁層112の開口部において露出された接続パッド111の露出面積を配線基板101とチップ積層体102との間隔に応じて異ならせることにより、バンプ128の高さを異ならせている。これにより、チップ積層体102における半導体チップが反る場合であっても配線基板101とチップ積層体102との接続不良を抑制することができる。よって、半導体装置の信頼性が向上する。
In the semiconductor device of this embodiment, the exposed area of the
なお、各実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Each embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…基板、2…基板、4…封止樹脂層、11a,11b,11c…導電性パッド、12…絶縁層、12a,12b,12c…開口部、21a,21b,21c…導電性パッド、31a,31b,31c…バンプ、100…半導体装置、101…配線基板、102…チップ積層体、103…封止樹脂層、104…封止樹脂層、105…外部接続端子、111…接続パッド、111a,111b,111c…導電層、112…絶縁層、121…半導体チップ、122…絶縁性接着層、123…貫通電極、124…バンプ、125…再配線層、126…半導体チップ、127…接続パッド、128…バンプ、129…導電層、131…絶縁層、132…絶縁層。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1の基板に対向するように設けられ、前記第1の導電性パッドに重畳する第4の導電性パッドと、前記第2の導電性パッドに重畳する第5の導電性パッドと、前記第3の導電性パッドに重畳する第6の導電性パッドと、を備える第2の基板と、
前記第1の導電性パッドと前記第4の導電性パッドとの間を電気的に接続する第1のバンプと、
前記第2の導電性パッドと前記第5の導電性パッドとの間を電気的に接続する第2のバンプと、
前記第3の導電性パッドと前記第6の導電性パッドとの間を電気的に接続する第3のバンプと、を具備し、
前記第2の導電性パッドは、前記第1の導電性パッドよりも前記第1の基板の幾何学中心から近く、
前記第3の導電性パッドは、前記第1の導電性パッドよりも前記第1の基板の幾何学中心から近く且つ前記第2の導電性パッドよりも前記第1の基板の幾何学中心から遠い、半導体装置。 A first opening in which first to third conductive pads and at least a part of the first conductive pad are exposed, and an exposed area of the exposed first conductive pad has a first area. And a second area in which at least a part of the second conductive pad is exposed and an exposed area of the exposed second conductive pad is different from the first area. At least a part of the opening and the third conductive pad is exposed, and an exposed area of the exposed third conductive pad is a value between the first area and the second area. A first substrate comprising: an insulating layer having a third opening having a third area;
A fourth conductive pad that is provided to face the first substrate and overlaps the first conductive pad; a fifth conductive pad that overlaps the second conductive pad; A second substrate comprising: a sixth conductive pad overlapping the third conductive pad;
A first bump for electrically connecting the first conductive pad and the fourth conductive pad;
A second bump for electrically connecting the second conductive pad and the fifth conductive pad;
A third bump for electrically connecting the third conductive pad and the sixth conductive pad;
The second conductive pad is closer to the geometric center of the first substrate than the first conductive pad;
The third conductive pad is closer to the geometric center of the first substrate than the first conductive pad and farther from the geometric center of the first substrate than the second conductive pad. , Semiconductor devices.
前記第2のバンプは、前記第2の面積に応じた第2の高さを有し、
前記第3のバンプは、前記第3の面積に応じた第3の高さを有する、請求項1に記載の半導体装置。 The first bump has a first height corresponding to the first area;
The second bump has a second height corresponding to the second area,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the third bump has a third height corresponding to the third area.
前記第1の基板に対向するように設けられ、第1の間隔を有するように前記第1の導電性パッドに重畳する第4の導電性パッドと、前記第1の間隔と異なる値である第2の間隔を有するように前記第2の導電性パッドに重畳する第5の導電性パッドと、前記第1の間隔と前記第2の間隔との間の値である第3の間隔を有するように前記第3の導電性パッドに重畳する第6の導電性パッドと、を備える第2の基板と、
前記第1の間隔に応じた第1の高さを有するように前記第1の導電性パッドと前記第4の導電性パッドとの間を電気的に接続する第1のバンプと、
前記第2の間隔に応じた第2の高さを有するように前記第2の導電性パッドと前記第5の導電性パッドとの間を電気的に接続する第2のバンプと、
前記第3の間隔に応じた第3の高さを有するように前記第3の導電性パッドと前記第6の導電性パッドとの間を電気的に接続する第3のバンプと、を具備し、
前記第2の導電性パッドは、前記第1の導電性パッドよりも前記第1の基板の幾何学中心から近く、
前記第3の導電性パッドは、前記第1の導電性パッドよりも前記第1の基板の幾何学中心から近く且つ前記第2の導電性パッドよりも前記第1の基板の幾何学中心から遠い、半導体装置。 First to third conductive pads, a first opening that exposes at least part of the first conductive pad, and a second opening that exposes at least part of the second conductive pad. And a first substrate comprising: a third opening that exposes at least a portion of the third conductive pad; and a first substrate,
A fourth conductive pad that is provided to face the first substrate and overlaps the first conductive pad so as to have a first interval; and a value that is different from the first interval. A fifth conductive pad overlapping the second conductive pad so as to have a spacing of 2, and a third spacing that is a value between the first spacing and the second spacing. A second substrate comprising: a sixth conductive pad superimposed on the third conductive pad;
A first bump that electrically connects the first conductive pad and the fourth conductive pad to have a first height corresponding to the first distance;
A second bump for electrically connecting the second conductive pad and the fifth conductive pad so as to have a second height corresponding to the second distance;
And a third bump for electrically connecting the third conductive pad and the sixth conductive pad to have a third height corresponding to the third distance. ,
The second conductive pad is closer to the geometric center of the first substrate than the first conductive pad;
The third conductive pad is closer to the geometric center of the first substrate than the first conductive pad and farther from the geometric center of the first substrate than the second conductive pad. , Semiconductor devices.
前記第2の導電性パッドは、前記第1の導電性パッドよりも前記第1の基板の幾何学中心から近く、
前記第3の導電性パッドは、前記第1の導電性パッドよりも前記第1の基板の幾何学中心から近く且つ前記第2の導電性パッドよりも前記第1の基板の幾何学中心から遠く、
前記第1のバンプは、前記第1の導電性パッドと前記第4の導電性パッドとの間の第1の間隔に応じた第1の高さを有するように前記第1の導電性パッドと前記第4の導電性パッドとの間を電気的に接続し、
前記第2のバンプは、前記第1の間隔と異なる値である前記第2の導電性パッドと前記第5の導電性パッドとの間の第2の間隔に応じた第2の高さを有するように前記第2の導電性パッドと前記第5の導電性パッドとの間を電気的に接続し、
前記第3のバンプは、前記第1の間隔と前記第2の間隔との間の値である第3の導電性パッドと前記第6の導電性パッドとの間の第3の間隔に応じた第3の高さを有するように前記第3の導電性パッドと前記第6の導電性パッドとの間を電気的に接続する、半導体装置の製造方法。 First to third conductive pads, a first opening that exposes at least part of the first conductive pad, and a second opening that exposes at least part of the second conductive pad. And a second substrate comprising fourth to sixth conductive pads, and an insulating layer having a third opening exposing at least a portion of the third conductive pad. The fourth conductive pad overlaps the first conductive pad with the first bump interposed therebetween, and the fifth conductive pad sandwiches the second bump with the second conductive pad. A step of superimposing on a pad, and joining the sixth conductive pad so as to overlap the first conductive pad with a third bump interposed therebetween,
The second conductive pad is closer to the geometric center of the first substrate than the first conductive pad;
The third conductive pad is closer to the geometric center of the first substrate than the first conductive pad and farther from the geometric center of the first substrate than the second conductive pad. ,
The first bump has a first height corresponding to a first distance between the first conductive pad and the fourth conductive pad, and the first bump has a first height. Electrically connecting to the fourth conductive pad;
The second bump has a second height corresponding to a second distance between the second conductive pad and the fifth conductive pad, which is a value different from the first distance. Electrically connecting between the second conductive pad and the fifth conductive pad,
The third bump corresponds to a third distance between the third conductive pad and the sixth conductive pad, which is a value between the first distance and the second distance. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the third conductive pad and the sixth conductive pad are electrically connected so as to have a third height.
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