JP2018026485A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書開示の発明は、半導体装置に関する。 The invention disclosed in this specification relates to a semiconductor device.
従来、多層構造の再配線を備えた半導体装置や、多層配線基板が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor device having a multilayer wiring structure and a multilayer wiring board are known (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
ところで、昨今、例えば、TSV(Through Si Via)を形成したLSI(large-scale integrated circuit)のチップを三次元的に積層する構造が知られている。このような構造では、チップ内の構造や設計上の制約からTSVを形成できない領域がある。この場合、例えば、積層されたチップへの電力供給のため、チップの表面に沿わせた配線を形成する必要がある。同様の問題は、TMV(Through Mold Via)を用いた疑似SoC(System On Chip)等、複数のチップを3次元的に積層した構造においても生じ得ると考えられる。 By the way, recently, for example, a structure in which chips of a large-scale integrated circuit (LSI) in which TSV (Through Si Via) is formed is three-dimensionally stacked is known. In such a structure, there is a region where a TSV cannot be formed due to the structure in the chip and design restrictions. In this case, for example, in order to supply power to the stacked chips, it is necessary to form a wiring along the surface of the chip. It is considered that the same problem can also occur in a structure in which a plurality of chips are three-dimensionally stacked, such as pseudo SoC (System On Chip) using TMV (Through Mold Via).
このようにチップに沿って配線を形成すると、配線に生じる応力によってチップが変形することが考えられる。チップの変形量が大きいと、チップを3次元的に積層することが困難となる場合がある。配線が厚かったり、長かったりすると、発生する応力も大きくなり、薄化してチップ化する前の厚い状態の基板であっても、ウェハの反りが大きくなる。ウェハの反りが大きくなると、配線上にバンプを形成することが困難となる。 When the wiring is formed along the chip as described above, it is considered that the chip is deformed by the stress generated in the wiring. If the deformation amount of the chip is large, it may be difficult to stack the chips three-dimensionally. When the wiring is thick or long, the stress generated increases, and the warpage of the wafer increases even if the substrate is in a thick state before being thinned into a chip. When the warpage of the wafer becomes large, it becomes difficult to form bumps on the wiring.
また、3次元的なチップの積層が実施された場合であっても、接合部に内部応力がかかり、半導体装置の信頼性が低下する可能性がある。 Further, even when three-dimensional chip stacking is performed, internal stress is applied to the joint, which may reduce the reliability of the semiconductor device.
このようにチップに沿って配線を形成しようとすると、種々の問題が生じると考えられるが、いずれの特許文献もこれらの問題を解決するものとはなっていない。 Thus, it is considered that various problems occur when wiring is formed along the chip. However, none of these patent documents solves these problems.
1つの側面では、本明細書開示の半導体装置は、チップに沿って配線を形成したときの応力を緩和することを課題とする。 In one aspect, it is an object of the semiconductor device disclosed in this specification to relieve stress when a wiring is formed along a chip.
本明細書開示の半導体装置は、少なくとも第1チップと第2チップとを対向させて積層した半導体装置であって、前記第1チップは、チップ本体と、少なくとも前記チップ本体に到達している第1の接続部と、少なくとも前記チップ本体に到達しているとともに前記第1の接続部の電気的な接続先となる第2の接続部と、前記第1チップにおいて、前記チップ本体との間に絶縁層を介し、前記第1の接続部と前記第2の接続部から分断された状態で設けられている独立配線と、を備え、前記第2チップは、一端部が前記第1の接続部と接続されているとともに他端部が前記独立配線の一端部と接続されている第1接続配線と、一端部が前記独立配線の他端部と接続されているとともに他端部が前記第2の接続部と接続されている第2接続配線と、を備えている。 The semiconductor device disclosed in this specification is a semiconductor device in which at least a first chip and a second chip are stacked to face each other, and the first chip reaches a chip body and at least the chip body. 1 and at least the second main body that reaches the chip body and serves as an electrical connection destination of the first connection section, and the first chip, between the chip main body and the second main body. And an independent wiring provided in a state of being separated from the first connection portion and the second connection portion via an insulating layer, and one end portion of the second chip has the first connection portion. And the other end is connected to the other end of the independent wiring and the other end is connected to the second end. Second connection wiring connected to the connection part of , And a.
本明細書開示の半導体装置によれば、チップに沿って配線を形成したときの応力を緩和することができる。 According to the semiconductor device disclosed in this specification, it is possible to relieve stress when wiring is formed along the chip.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては、説明の都合上、実際には存在する構成要素が省略されていたり、寸法が実際よりも誇張されて描かれていたりする場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, in the drawings, the dimensions, ratios, and the like of each part may not be shown so as to completely match the actual ones. Further, depending on the drawings, components that are actually present may be omitted for convenience of explanation, or dimensions may be exaggerated from the actual drawing.
(第1実施形態)
まず、本実施形態の半導体装置1の説明に先立って、比較例の半導体装置500について図16乃至図17(B)を参照しつつ説明する。図16は比較例の半導体装置の概略構成を示す説明図である。図17(A)は比較例の半導体装置が備える中間層チップの図17(B)におけるA−A線断面図であり、図17(B)は比較例の半導体装置が疎なる中間層チップの平面図である。
(First embodiment)
First, prior to the description of the semiconductor device 1 of the present embodiment, a
半導体装置500は、複数のチップが積層されている。すなわち、半導体装置500は、最下層チップ510、中間層チップ520及び最上層チップ530を積層した状態で備えている。ここで、中間層チップ520に着目する。中間層チップ520は、チップ本体521を備える。チップ本体521の一面側には、回路形成層521aが設けられている。中間層チップ520には、複数のTSV522が設けられている。各TSV522の端部には、はんだによるマイクロバンプ526が形成されており、このマイクロバンプ526を介して最下層チップ510や最上層チップ530と電気的に接続されている。
In the
また、回路形成層521aには、電極521a2が設けられている。電極521a2は、複数のTSV522のうちの一つと電気的に接続される。このとき、電極521a2とTSV522とは、チップ本体521の表面に沿って設けられている配線525を介して接続されている。この配線525は、チップ本体521に設けられている回路形成層521aに電源を供給するために設けられている。このような配線525は、チップ本体521に沿って設けられ、しかも、電極521a2とTSV522とは、共にチップ本体521に到達している。このため、例えば、配線525が熱によって伸縮することで配線525とチップ本体521の表面との接合部に応力が生じる。このような応力は、チップ本体521を反らせる原因となる。例えば、配線525の厚さが10μm以上である場合、チップ本体521を薄化する前のSi(シリコン)基板の厚さが775μm程度であっても、ウェハに反りが生じることがある。このような現象は、中間層チップ520と他のチップとの積層を困難なものとしたり、製品の信頼性を低下させたりする。なお、配線525が電源を供給するためのものではなく、例えば、信号線である場合にも、同様に応力に起因する問題が生じることがある。
In addition, an electrode 521a2 is provided on the
このようにチップ本体521の表面に配線525を設けることによって生じる応力を緩和するために、例えば、チップ本体521と配線525との間に絶縁膜を介装する構造を採用することが考えられる。しかしながら、配線525の端部は、それぞれ、チップ本体521に到達している電極521a2とTSV522とに接続されているため、チップ本体521の変形を抑制する効果はさほど期待できないと考えられる。
In order to relieve the stress generated by providing the
また、チップ本体521の表面に配線525を設けることによって生じる応力を緩和するために、例えば、配線525をチップ本体521と平行となる平面内において、つづら折り状に設けることが考えられる。しかしながら、配線525をつづら折り状に設けると、配線525の占有面積が大きくなり、3次元集積等の高密度に配線とバンプを配置する構造には適していない。
Further, in order to relieve stress generated by providing the
以下、このような比較例と比較しつつ、本実施形態の半導体装置1につき、図1乃至図5を参照して説明する。図1は第1実施形態の半導体装置の概略構成を示す説明図である。図2は第1実施形態の半導体装置が備える最下層チップと中間層チップの概略構成を示す説明図である。図3は第1実施形態の半導体装置が備える最下層チップと中間層チップを分離した状態で示す説明図である。図4は図2における領域X1を拡大して示す説明図である。図5は図2における領域X2を拡大して示す説明図である。なお、以下の説明において、上下方向を各図に示した方向として説明する。 Hereinafter, the semiconductor device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5 while comparing with such a comparative example. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the semiconductor device of the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a lowermost layer chip and an intermediate layer chip included in the semiconductor device of the first embodiment. FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which the lowermost layer chip and the intermediate layer chip provided in the semiconductor device of the first embodiment are separated. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the area X1 in FIG. 2 in an enlarged manner. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the area X2 in FIG. 2 in an enlarged manner. In the following description, the vertical direction is described as the direction shown in each drawing.
本実施形態の半導体装置1は、いわゆる3D(three dimensions)積層構造を有する。半導体装置1は、積層された最下層チップ10、中間層チップ20及び最上層チップ30を備える。中間層チップ20と最下層チップ10とは対向させて積層した状態となっている。最上層チップ30と中間層チップ20とは対向させて積層した状態となっている。積層されたこれらのチップは、C4バンプ3を介して、パッケージ基板2上に設けられている基板電極2aに電気的に接続されている。積層されたチップのうち、中間層チップ20を第1チップとすると、最下層チップ10が第2チップとなる。また、最上層チップ30を第1チップとすると、中間層チップ20が第2チップとなる。以下の説明では、主として中間層チップ20を第1チップとし、最下層チップ10を第2チップとした場合について説明する。
The semiconductor device 1 of this embodiment has a so-called 3D (three dimensions) stacked structure. The semiconductor device 1 includes a stacked
図1を参照すると、最下層チップ10は、チップ本体11を備える。チップ本体11の下面側には、回路形成層11aが設けられている。回路形成層11aには、電極11a2が設けられている。また、チップ本体11には、チップ本体11を貫通している電極、すなわち、TSV12が複数設けられている。チップ本体11の下面側には、UBM(Under Barrier Metal)14が設けられている。UBM14の上面側には、電極11a2やTSV12が電気的に接続されている。UBM14の下面側は、C4バンプ3を介して基板電極2aに電気的に接続されている。回路形成層11aの下面側には、第1絶縁層13が設けられており、UBM14の一部が第1絶縁層13に埋没した状態となっている。
Referring to FIG. 1, the
図3や、図5を参照すると、チップ本体11の上面側には、第1接続配線15及び第2接続配線16が設けられている。チップ本体11の上面側には、第2絶縁層17が設けられており、第1接続配線15及び第2接続配線16は、第2絶縁層17内に埋設されている。第1接続配線15の一端部15aと他端部15bには、それぞれピラー部15a1、15b1が形成されている。同様に、第2接続配線16の一端部16aと他端部16bには、それぞれピラー部16a1、16b1が形成されている。
Referring to FIG. 3 and FIG. 5, the
図1乃至図5を参照すると、中間層チップ20は、チップ本体21を備える。チップ本体21の下面側には、回路形成層21aが設けられている。回路形成層21aには、電極21a2が設けられている。また、チップ本体21には、TSV22が複数設けられている。TSV22は、チップ本体21を貫通しているため、チップ本体21に到達した状態となっている。TSV22は、複数設けられているが、これらの一部が第1の接続部に相当する。電極21a2は、チップ本体21に形成されている回路形成層21aに設けられているため、チップ本体21に到達した状態となっている。このような電極21a2は、第2の接続部に相当する。
Referring to FIGS. 1 to 5, the
中間層チップ20の回路形成層21aの下面側には、第1絶縁層23が設けられている。第1絶縁層23は、後に説明するように、その製造工程において、まず、回路形成層21aと接している第1層23aが形成される。
A first insulating
中間層チップ20は、電極21a2やTSV22の端部に設けられているピラー部24を備えている。ピラー部24には、はんだによるマイクロバンプ26が形成されており、中間層チップ20は、このマイクロバンプ26を介して最下層チップ10や最上層チップ30と電気的に接続されている。
The
図4を参照すると、中間層チップ20は、チップ本体21との間に第1絶縁層23を介し、第1の接続部に相当するTSV22と、第2の接続部に相当する電極21a2から分断された状態で設けられている独立配線25を備えている。独立配線25は、チップ本体21の下面側に設けられている第1絶縁層23の第1層23aに支持された状態で配置されている。すなわち、独立配線25は、チップ本体21に到達しておらず、第1層23a上で、伸縮することができる。独立配線25は、TSV22及び電極21a2とも分断されているため、独立配線25の伸縮は周囲に拘束されることはない。この結果、独立配線25の伸縮に伴う応力は生じない。
Referring to FIG. 4, the
独立配線25の一端部25aには、ピラー部25a1が設けられている。独立配線25の他端部25bには、ピラー部25b1が設けられている。ピラー部25a1はマイクロバンプ26を介して第1接続配線15の他端部15bと電気的に接続される。ピラー部25b1は、第2接続配線16の一端部16aと接続される。
A
第1接続配線15の一端部15aは、マイクロバンプ26を介してTSV22と電気的に接続される。第2接続配線16の他端部16bは、マイクロバンプ26を介して電極51a2と電気的に接続される。これにより、TSV22と電極21a2とは電気的に接続される。すなわち、TSV22と電極21a2とは、第1接続配線15、独立配線25及び第2接続配線16を介して電気的に接続される。このように、半導体装置1では、中間層チップ20に設けられている電極21a2とTSV22とを電気的に接続するため、対向させて積層されている最下層チップ10に設けられた第1接続配線15及び第2接続配線16を経由している。これにより、同一チップ内に配置されている第1の接続部と第2の接続部とを電気的に接続する際に、配線が生じさせる応力の影響を受けることがない。なお、本実施形態における独立配線25の厚さは、10μmであり、チップ本体21の厚さは、50μmである。すなわち、独立配線25の厚さは、チップ本体21の厚さの十分の一以上となっている。独立配線25は、電力供給や信号送信の要求から、チップ本体21の厚さの十分の一以上の厚さが求められる場合がある。このような場合であっても、本実施形態の半導体装置1では、独立配線25の伸縮に起因する応力の影響を受けることがない。また、独立配線25の長さが、長い場合、例えば、中間層チップ20に設けられているTSV22や電極21a2の最小ピッチの3倍以上となっても独立配線25の伸縮に起因する応力の影響を受けることがない。
One
中間層チップ20は、チップ本体21の回路形成層21aが設けられている面と反対側に面に第2絶縁層27が設けられると共に、第1接続配線28と第2接続配線29とが設けられている。最上層チップ30を第1チップとし、中間層チップ20を第2チップとした場合に、第1接続配線28は、最下層チップ10における第1接続配線15に相当し、第2接続配線29は、最下層チップ10における第2接続配線16に相当する。第1接続配線28及び第2接続配線29は、それぞれ、後に説明する電極31a2と電気的に接続される。
The
つぎに、再び図1を参照すると、最上層チップ30は、チップ本体31を備える。チップ本体31の下面側には、回路形成層31aが設けられている。回路形成層31aには、複数の電極31a2が設けられている。また、最上層チップ30は、チップ本体31との間に絶縁層33を介して設けられている独立配線35を備える。独立配線35の一端部と他端部は、それぞれ、第1接続配線28と第2接続配線29に電気的に接続される。この独立配線35は、最上層チップ30を第1チップとし、中間層チップ20を第2チップとした場合に、中間層チップ20と最下層チップ10との関係における独立配線25と同様に機能を有する。すなわち、最上層チップに設けられている任意の2つの電極31a2をそれぞれ第1の接続部、第2の接続部としたとき、これらの2つの電極31a2は、第1接続配線28、独立配線35及び第2接続配線29を介して電気的に接続される。
Next, referring to FIG. 1 again, the
つぎに、図6(A)乃至図10(C)を参照しつつ、本実施形態の半導体装置1の製造方法について説明する。図6(A)乃至図8(B)は中間層チップ20の製造工程を示し、図9(A)で最下層チップ10の製造工程を示し、図9(B)で最上層チップ30の製造工程を示している。そして、図10(A)乃至図10(B)で各チップを積層する工程を示している。なお、本実施形態では、Via Last方式に則った製造方法について説明するが、半導体装置1の製造は、この方法に限定されるものではなく、従来周知の方法を用いて製造することができる。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 (A) to 10 (C). 6 (A) to 8 (B) show the manufacturing process of the
まず、図6(A)を参照すると、薄化前Siウェハ211の下面側に回路形成層21aを設ける。回路形成層21aには、電極21a2や配線21a1が設けられている。配線21a1は、後に形成されるTSV22を受けるためのものである。なお、かかる工程では、最終組み立て後に下面となる側を上面となるように設置して加工が施される。薄化前Siウェハ211は、一例として、775μm厚、直径300mmのものを準備する。
First, referring to FIG. 6A, the
つぎに、図6(B)を参照すると、回路形成層21aの下面に絶縁樹脂を塗布して第1絶縁層23の第1層23aを形成する。ここで、絶縁樹脂は、低弾性率の材料が選定されている。低弾性率の素材としては、例えば、エポキシ、シリコン、ウレタン、ビスマレイミド樹脂等を挙げることができる。低弾性率であることにより、後に施工される独立配線25の伸縮に適応しやすくなる。独立配線25の伸縮に適応することで、応力の発生を抑制することができる。なお、絶縁樹脂として、熱可塑性を備える樹脂を選定することもできる。独立配線が延びるような温度となったときに、塑性変形を許容することで、応力の発生を抑制することができるためである。
Next, referring to FIG. 6B, an insulating resin is applied to the lower surface of the
絶縁樹脂は、感光性の場合は、露光と現像後におよそ200℃で1時間の熱処理を行って硬化させる。硬化後の第1層23aの膜厚は5μm程度とする。非感光性の樹脂の場合は、材料塗布後に硬化させ、ドライエッチングやレーザ等を用いて開口部23a1を形成する。本実施形態では非感光性の樹脂を採用し、ドライエッチングを用いた。
In the case where the insulating resin is photosensitive, it is cured by performing a heat treatment at about 200 ° C. for 1 hour after exposure and development. The film thickness of the
つぎに、図6(C)を参照すると、銅(Cu)を用い、ピラー部24の一部となる第1層24aや独立配線25をメッキ形成する。本実施形態では、セミアディティブ法を用いたが、従来周知に他の方法を用いてもよい。本実施形態では、具体的に、Cu/Ti(チタン)のシード層をスパッタで形成後、レジストを用いてメッキパターンを形成する。そして、電解メッキを用いてCuを例えば10μm堆積させる。そして、レジスト剥離後に配線間のシード層をウェットエッチング等によって除去し、パターンを電気的に分離する。このとき、第1層24aは、電極21a2上や配線21a1上に設けられる。一方、独立配線25は、第1絶縁層23の第1層23aにのみ支持される態様、すなわち、薄化前Siウェハとの間には、第1層23aのみが存在する態様で設けられる。
Next, referring to FIG. 6C, copper (Cu) is used to form the
つぎに、図6(D)を参照すると、第1層23aを形成した材料と同一の材料によりを塗布し、第2層23bを形成することで、第1絶縁層23を形成する。硬化後の第2層23bの膜厚は10μm程度とする。第2層23bには、第1層23aと同様の手法で、開口部23b1を形成する。
Next, referring to FIG. 6D, the first insulating
つぎに、図7(A)を参照すると、ピラー部24の第2層24bを形成するとともに、独立配線25と接続されるピラー部25a1、25b1を形成する。ピラー部24の第2層24b、ピラー部25a1、25b1は、Cuで形成する。そして、これらの端部にSnAg(錫銀)によりマイクロバンプ26を形成する。これらのピラー部25a1等及びマイクロバンプ26は、セミアディティブ法を用いて形成する。そして、パターン分離後、例えば、250℃で1分の条件でリフローを行い、マイクロバンプの頭部を丸める。第1絶縁層23から露出したピラー部25a1等の高さは、マイクロバンプ26の高さは、それぞれ10μm程度である。
Next, referring to FIG. 7A, the
つぎに、図7(B)を参照して、薄化前Siウェハ211を薄化する。具体的に、第1絶縁層23が設けられている面側に仮接着剤42を用いてサポートウェハ41を装着する。そして、バックグラインド及びCMP(Chemical Mechanical Polishing)を用いて、薄化前Siウェハ211を薄化する。薄化後のSiウェハ211は、チップ本体21となる。チップ本体21は、回路形成層21aを除いた厚さが50μmとされている。
Next, referring to FIG. 7B, the
つぎに、図7(C)を参照して、TSV22を形成する。TSV22は、回路形成層21aとは反対側の面から形成する。TSV22を形成するとき、チップ本体21の表面に絶縁層を形成し、エッチングを用いてTSV22用の貫通孔を形成する。なお、この際形成される絶縁層は、非常に薄いため、説明の都合上、図7(C)には、表れていない。貫通孔を形成した後は、貫通孔の内周壁面にも絶縁膜を形成する。そして、電解メッキを用いて貫通孔内部にCuを埋め込む。そして、チップ本体21の表面に広がっているCuをCMPで除去することで、各TSV22を分離した状態とする。なお、絶縁層は、SiO2とし、CVD(chemical vapor deposition)法を用い、チップ本体21の表面には1μmの厚さ、TSV22の内周壁面へは100nmの厚さで施工する。
Next, TSV22 is formed with reference to FIG.7 (C). The
つぎに、図8(A)を参照しつつ、チップ本体21の上面側に第1接続配線28や第2接続配線29等を形成する。第1接続配線28や第2接続配線29等の形成は、図6(B)乃至図7(A)を参照しつつ説明した工程と共通するので、その詳細な説明は省略する。
Next, with reference to FIG. 8A, the
つぎに、図8(B)を参照して、サポートウェハ41を除去する。そして、ダイシングによってチップを個片化することで、中間層チップ20を得ることができる。
Next, referring to FIG. 8B, the
つぎに、図9(A)を参照しつつ、最下層チップ10の加工について説明する。最下層チップ10は、中間層チップ20とは別個に回路形成層11aを形成したSiウェハ上に第1絶縁層13及び第2絶縁層17を設ける。さらに、図1に示したC4バンプ3を受けるためのUBM14を形成する。UBM14は、例えば、0.02μm厚のAu(金)層と、4.0μm厚のNi(ニッケル)層を備えた積層膜として形成する。そして、第1接続配線15や第2接続配線16等を形成し、個片化する。これらの工程については、図7(B)乃至図8(B)を参照しつつ説明した工程と共通するので、その詳細な説明は省略する。なお、第1絶縁層13は、中間層チップ20における第1絶縁層23等とは異なり、低弾性であることは求められない。これは、第1絶縁層13は、配線の伸縮に対応しなくてもよいためである。
Next, processing of the
つぎに、図9(B)を参照して、最上層チップ30の加工について説明する。最上層チップ30は、中間層チップ20、最下層チップ10とは別個に回路形成層31aを形成したSiウェハに独立配線35等を形成する。独立配線35等の形成は、図6(B)乃至図7(A)を参照しつつ説明した工程と共通するので、その詳細な説明は省略する。そして、Siウェハの上面側をバックグラインドによって、薄化し、ダイシングによって個片化することで、最上層チップ30を得る。Siウェハを薄化することで得られるチップ本体31の厚さは300μmである。
Next, processing of the
つぎに、図10(A)及び図10(B)を参照して、中間層チップ20と最上層チップ30とを積層し、接合する。両者の接合は、マイクロバンプ26を介して行う。接合は、リフローを用い、250℃で1分の程度の熱処理を実施する。
Next, referring to FIG. 10A and FIG. 10B, the
つぎに、図10(C)を参照して、中間層チップ20と最下層チップ10とを積層し、接合する。両者の接合は、マイクロバンプ26を介して行う。接合は、リフローを用い、250℃で1分の程度の熱処理を実施する。なお、本実施形態における最下層チップ10、中間層チップ20及び最上層チップ30は、同じ大きさであるが、例えば、下層になるほど、寸法を大きくするようにしてもよい。また、本実施形態では、3層としているが、層の数をさらに増やしてもよい。
Next, referring to FIG. 10C, the
最下層チップ10、中間層チップ20及び最上層チップ30を積層した後は、図1に示すように、積層されたこれらのチップをパッケージ基板2に接合し、隙間をアンダーフィル50で埋めることで、本実施形態の半導体装置1を得ることができる。
After the
本実施形態の半導体装置1によれば、独立配線25、35等は、自由に伸縮できるため、チップに沿って配線を形成したときの応力を緩和することができる。なお、例えば、本実施形態の独立配線25は、図11(A)、図11(B)に示すように、自由に伸縮できるため、マイクロバンプ26の位置がずれることが想定される。そこで、このような現象に対処すべく、例えば、図12(A)に示すように、予め伸縮を想定した寸法とした第1接続配線15´や第2接続配線16´を装備するようにしてもよい。また、図12(B)に示すように、他のマイクロバンプ26よりも寸法を大きくしたマイクロバンプ26´を装備するようにしてもよい。
According to the semiconductor device 1 of the present embodiment, the
(第2実施形態)
つぎに、図13を参照しつつ、第2実施形態について、説明する。図13は第2実施形態の半導体装置が備える最下層チップと中間層チップを示す説明図である。第2実施形態では、独立配線125の一端部125aと第1接続配線115の他端部115bとはピラー部125a1、115b1を介して接合されている。また、独立配線125の他端部125bと第2接続配線116の一端部116aとはピラー部125b1、116a1を介して接合されている。すなわち、接合部において、マイクロバンプ26が廃止され、いわゆるCu−Cuのダイレクトボンディングによって接合されている。これにより、半導体装置の厚さを抑えることができる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is an explanatory diagram showing a lowermost layer chip and an intermediate layer chip included in the semiconductor device of the second embodiment. In the second embodiment, one end portion 125a of the
(第3実施形態)
つぎに、図14を参照しつつ、第3実施形態について、説明する。図14は第3実施形態の半導体装置が備える最下層チップと中間層チップを示す説明図である。第3実施形態では、独立配線225の一端部225aと第1接続配線215の他端部215bとは直接接合されている。また、独立配線225の他端部225bと第2接続配線216の一端部216aとは直接接合されている。すなわち、接合部分において、マイクロバンプ26が廃止されているだけでなく、ピラー部も廃止されている。このような接合とすることで、半導体装置の厚さを抑えることができる。なお、図14に示す例では、独立配線225は第1絶縁層223上に設置されており、独立配線225の周囲に絶縁層は廃止されている。同様に、第1接続配線215及び第2接続配線216は第1絶縁層213上に設置されており、第1接続配線215及び第2接続配線216の周囲の絶縁層は廃止されている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is an explanatory diagram showing a lowermost layer chip and an intermediate layer chip included in the semiconductor device of the third embodiment. In the third embodiment, one
(第4実施形態)
つぎに、図15を参照しつつ、第4実施形態について説明する。図15は第4実施形態の半導体装置が備える中間層チップを示す説明図である。第4実施形態は、半導体装置を、疑似SoCとした例である。第4実施形態では、中間層チップ320は、チップ本体321の一部としてモールド部301を備える。そして、第1実施形態等とは異なり、第1の接続部として、モールド部301を貫通している電極であるTMV(Through Mold Via)322が設けられている。チップ本体321には回路形成層321aが設けられており、電極321a2が配置されている。この電極321a2が第2の接続部に相当する。第4実施形態では、第1実施形態等と同様に、TMV322と電極321a1から分断されている独立配線325を備えている。TMV322と電極321a1は、図15では、省略されている他のチップが備える第1接続配線、第2接続配線及び独立配線325を介して電気的に接続される。この点は、第1実施形態等と同様である。すなわち、このように、TMV322を備えた半導体装置においても、チップに沿って配線を形成したときの応力を緩和することができる。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15 is an explanatory view showing an intermediate layer chip provided in the semiconductor device of the fourth embodiment. The fourth embodiment is an example in which the semiconductor device is a pseudo SoC. In the fourth embodiment, the
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications, within the scope of the gist of the present invention described in the claims, It can be changed.
1 半導体装置
10 最下層チップ
12 TSV
13 第1絶縁層
15 第1接続配線
16 第2接続配線
20 中間層チップ
22 TSV
24 ピラー部
25、35 独立配線
28 第1接続配線
29 第2接続配線
30 最上層チップ
13
24
Claims (6)
前記第1チップは、チップ本体と、少なくとも前記チップ本体に到達している第1の接続部と、少なくとも前記チップ本体に到達しているとともに前記第1の接続部の電気的な接続先となる第2の接続部と、前記第1チップにおいて、前記チップ本体との間に絶縁層を介し、前記第1の接続部と前記第2の接続部から分断された状態で設けられている独立配線と、を備え、
前記第2チップは、一端部が前記第1の接続部と接続されているとともに他端部が前記独立配線の一端部と接続されている第1接続配線と、一端部が前記独立配線の他端部と接続されているとともに他端部が前記第2の接続部と接続されている第2接続配線と、を備えた半導体装置。 A semiconductor device in which at least a first chip and a second chip are stacked facing each other,
The first chip reaches the chip main body, at least the first connection portion reaching the chip main body, and reaches at least the chip main body and becomes an electrical connection destination of the first connection portion. Independent wiring provided in a state separated from the first connection portion and the second connection portion via an insulating layer between the second connection portion and the first chip in the first chip. And comprising
The second chip has one end connected to the first connecting portion and the other end connected to one end of the independent wiring, and one end other than the independent wiring. A semiconductor device comprising: a second connection wiring which is connected to the end portion and whose other end portion is connected to the second connection portion.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2019160084A1 (en) | 2018-02-16 | 2019-08-22 | 三菱重工業株式会社 | Molding method and molding device |
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-
2016
- 2016-08-12 JP JP2016158380A patent/JP2018026485A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019160084A1 (en) | 2018-02-16 | 2019-08-22 | 三菱重工業株式会社 | Molding method and molding device |
US11616039B2 (en) | 2020-06-25 | 2023-03-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor package |
US11948903B2 (en) | 2020-06-25 | 2024-04-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor package |
EP4369392A1 (en) * | 2022-11-09 | 2024-05-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor package |
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