JP2020155596A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2020155596A
JP2020155596A JP2019052914A JP2019052914A JP2020155596A JP 2020155596 A JP2020155596 A JP 2020155596A JP 2019052914 A JP2019052914 A JP 2019052914A JP 2019052914 A JP2019052914 A JP 2019052914A JP 2020155596 A JP2020155596 A JP 2020155596A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive film
semiconductor device
substrate
semiconductor chip
main surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019052914A
Other languages
English (en)
Inventor
健史 藤森
Takeshi Fujimori
健史 藤森
聡一郎 茨木
Soichiro Ibaraki
聡一郎 茨木
山下 真司
Shinji Yamashita
真司 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kioxia Corp
Original Assignee
Kioxia Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kioxia Corp filed Critical Kioxia Corp
Priority to JP2019052914A priority Critical patent/JP2020155596A/ja
Priority to US16/564,083 priority patent/US10964632B2/en
Publication of JP2020155596A publication Critical patent/JP2020155596A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/538Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
    • H01L23/5386Geometry or layout of the interconnection structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4814Conductive parts
    • H01L21/4846Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
    • H01L21/4853Connection or disconnection of other leads to or from a metallisation, e.g. pins, wires, bumps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/552Protection against radiation, e.g. light or electromagnetic waves
    • H01L23/556Protection against radiation, e.g. light or electromagnetic waves against alpha rays
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32135Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/32145Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48135Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48145Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H01L23/49816Spherical bumps on the substrate for external connection, e.g. ball grid arrays [BGA]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/065Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L25/0657Stacked arrangements of devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/153Connection portion
    • H01L2924/1531Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B10/00Static random access memory [SRAM] devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

【課題】本発明の一つの実施形態は、実装される半導体チップの信頼性を向上できる半導体装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の一つの実施形態によれば、基板と半導体チップと導電膜と半導体装置が提供される。基板は、主面を有する。半導体チップは、SRAM回路が搭載された表面を有する。半導体チップは、表面が主面に対面した状態で主面に複数のバンプ電極を介して実装されている。導電膜は、主面又は表面に配されている。導電膜は、複数のバンプ電極の間を平面的に延びている。主面又は表面における導電膜が配される領域は、主面に垂直な方向から透視した場合にSRAM回路に重なる。【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、半導体装置に関する。
基板の主面に複数のバンプ電極を介して半導体チップが実装されて半導体装置が構成されることがある。このとき、実装される半導体チップの信頼性を向上することが望まれる。
特開2002−170826号公報
本発明の一つの実施形態は、実装される半導体チップの信頼性を向上できる半導体装置を提供することを目的とする。
本発明の一つの実施形態によれば、基板と半導体チップと導電膜と半導体装置が提供される。基板は、主面を有する。半導体チップは、SRAM回路が搭載された表面を有する。半導体チップは、表面が主面に対面した状態で主面に複数のバンプ電極を介して実装されている。導電膜は、主面又は表面に配されている。導電膜は、複数のバンプ電極の間を平面的に延びている。主面又は表面における導電膜が配される領域は、主面に垂直な方向から透視した場合にSRAM回路に重なる。
図1は、実施形態にかかる半導体装置の構成を示す断面図である。 図2は、実施形態における基板及び導電膜の構成を示す平面図である。 図3は、実施形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図4は、実施形態の第1の変形例における基板及び導電膜の構成を示す平面図である。 図5は、実施形態の第2の変形例にかかる半導体装置の構成及び製造方法を示す断面図である。 図6は、実施形態の第3の変形例にかかる半導体装置の構成及び製造方法を示す断面図である。 図7は、実施形態の第4の変形例にかかる半導体装置の構成及び製造方法を示す断面図である。 図8は、実施形態の第4の変形例における基板及び導電膜の構成を示す平面図である。 図9は、実施形態の第5の変形例にかかる半導体装置の構成を示す断面図である。
以下に添付図面を参照して、本発明の実施形態にかかる半導体装置を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
(実施形態)
実施形態にかかる半導体装置は、基板の最も面積が大きい面(主面)に複数のバンプ電極を介して半導体チップがフリップチップ方式で実装されてパッケージとして構成され得る。例えば、半導体装置がSSD(Solid State Drive)である場合、複数のメモリチップがワイヤボンド方式で基板に実装され得るが、コントローラチップがフリップチップ方式で基板に実装され得る。
半導体チップ(コントローラチップ)は、SRAM回路を搭載するが、システムの大規模化の要求により、SRAM回路大が容量化・低電圧化される傾向にある。また、半導体チップ(コントローラチップ)がフリップチップ方式で基板に実装される場合、半導体チップ(コントローラチップ)の表面(SRAM回路)と基板との距離が近くなる。これにより、パッケージ構成部材の一つである、基板(例えば、有機基板)の材料に微量に含まれる放射性物質が発する放射線(例えば、α線)は、半導体チップ(コントローラチップ)に搭載されるSRAM回路に入射され得る。この結果、半導体チップに搭載されたSRAM回路が放射線(例えば、α線)の影響を受けて誤動作するソフトエラーが発生しやすくなる。
それに対して、基板における複数のバンプ電極に電気的に接続される複数の基板配線(複数のランド配線)をそれぞれ低α線材料で形成することが考えられるが、複数の基板配線は、互いに電気的に分離されるため、実質的に、半導体チップのSRAM回路への放射線(例えば、α線)を遮蔽することが困難である。
そこで、本実施形態では、半導体装置において、導電膜を基板の主面に設ける。導電膜は、主面に垂直な方向から透視した場合にSRAM回路に重なる。導電膜は、複数のバンプ電極の間を平面的に延びる。これにより、効率的な放射線の遮蔽を目指す。
具体的には、半導体装置1は、図1に示すように構成され得る。図1は、半導体装置1の構成を示す断面図である。
半導体装置1は、基板10、半導体チップ20、導電膜30、複数の半導体チップ40−1、封止樹脂50、外部電極60、及びスペーサ70を有する。以下では、基板10の最も面積が大きい面のうちの一つ(表面10a、第1主面)に垂直な方向をZ方向とし、Z方向に垂直な平面内で互いに直交する2方向をX方向及びY方向とする。
基板10は、+Z側に最も面積が大きい面(表面10a、第1主面)を有し、−Z側に最も面積が大きい別の面(裏面10b、第2主面)を有する。基板10の表面10aには、半導体チップ20、導電膜30、及び複数の半導体チップ40−1〜40−nがそれぞれ実装され、基板10の裏面10bには、外部電極60が実装されている。基板10の表面10a側に実装された半導体チップ20、導電膜30、及び複数の半導体チップ40は、封止樹脂50で封止されている。基板10の裏面10b側に実装された外部電極60は、導電物を主成分とする材料で形成され得るとともに、その表面が露出されており、外部から電気的に接続され得る。
基板10は、例えば、プリント配線板等の有機物を含む有機基板であってもよい。基板10は、ソルダーレジスト層11、プリプレグ層12、コア層13、導電層14、及びスルーホール電極15を有する。ソルダーレジスト層11は、絶縁物(例えば、絶縁性の有機系物質)を主成分とする材料で形成され得る。ソルダーレジスト層11の材料は、微量の放射性物質を含み得る。プリプレグ層12は、絶縁物(例えば、プラスチックなどの有機系物質)を主成分とする材料で形成され得る。プリプレグ層12の材料は、微量の放射性物質を含み得る。コア層13は、絶縁物(例えば、プラスチックなどの有機系物質)を主成分とする材料で形成され得る。コア層13の材料は、微量の放射性物質を含み得る。導電層14は、導電物(例えば、銅)を主成分とする材料で形成され得る。スルーホール電極15は、導電物(例えば、銅)を主成分とする材料で形成され得る。
半導体チップ20は、例えばコントローラチップである。半導体チップ20は、−Z側に最も面積が大きい面(表面20a、第3主面)を有し、+Z側に最も面積が大きい別の面(裏面20b、第4主面)を有する。半導体装置1がSSDである場合、半導体チップ20は、例えばコントローラチップであり、フリップチップ方式で基板10に実装され得る。半導体チップ20の表面20aは、基板10の表面10aに対面している。半導体チップ20は、複数のバンプ電極21を介して基板10の表面10aにフェイスダウン方式(フリップチップ方式)で実装される。すなわち、半導体チップ20は、表面20aが基板10の表面10aに対面した状態で基板10の表面10aに複数のバンプ電極21を介して実装される。
半導体チップ20の表面20aには、複数のパッド電極が配されており、複数のパッド電極は、複数のバンプ電極21を介して基板10における導電層14に電気的に接続される。これにより、外部電極60から導電層14及びスルーホール電極15経由で半導体チップ20に対して所定の信号を送受信させ得る。
基板10における複数のバンプ電極21が電気的に接続され得る導電層14は、基板10の表面(+Z側の主面)10a上に、図2に示すようなXY方向に2次元的に配列された複数の電極パターン141−1〜141−n(nは、任意の2以上の整数)を有する。図2は、基板10の構成を示す平面図である。各電極パターン141−1〜141−nは、互いに異なる信号が伝送され得るため、表面10a上で互いに電気的に分離され得る。
半導体チップ20の表面20aには、CPUとSRAM回路が搭載される。SRAM回路は、CPUによる作業領域としてデータを一時記憶する。基板10の表面10aは、領域FRG1を有する。領域FRG1は、半導体チップ20がフリップチップ方式で基板10に実装された際、基板10の表面10aに垂直な方向(Z方向)から透視した場合にSRAM回路に重なる。領域FRG1は、SRAM回路に面積が略等しい(例えば、SRAM回路と数学的におおむね合同である)。領域FRG1は、領域FRG2の内側に含まれる。領域FRG2は、半導体チップ20がフリップチップ方式で基板10に実装された際、Z方向から透視した場合に半導体チップ20に重なる。領域FRG2は、半導体チップ20に面積が略等しい(例えば、半導体チップ20と数学的におおむね合同である)。すなわち、領域FRG2は、Z方向から透視した場合にSRAM回路に重なる領域であり、Z方向から透視した場合にSRAM回路を内側に含む領域である。
導電膜30は、基板10の表面10aに配される。例えば、導電膜30は、表面10aにおける領域FRG2を覆っている(図1参照)。導電膜30は、Z方向から透視した場合にSRAM回路に重なる。導電膜30は、Z方向から透視した場合にSRAM回路を内側に含む。導電膜30は、領域FRG2において、複数の電極パターン141−1〜141−nの間に平面的に(XY方向に)延びる。すなわち、導電膜30は、領域FRG2において、複数のバンプ電極21の間に平面的に(XY方向に)延びる。導電膜30は、導電物(例えば、銅)を主成分とする材料で形成され得る。導電膜30の膜厚は、23μm以上としてもよい。これにより、基板10に含まれる放射性物質から飛来する放射線(例えば、α線)のエネルギーが9MeV以下である場合に、その放射線を導電膜30で効果的に遮蔽できる。
また、導電膜30は、領域FRG2において、各電極パターン141−1〜141−nを離間して囲っている。すなわち、導電膜30は、領域FRG2において、各バンプ電極21を離間して囲っている(図1参照)。このとき、導電膜30は、各電極パターン141−1〜141−nから電気的に絶縁される。導電膜30は、各バンプ電極21から電気的に絶縁されている。これにより、導電膜30は、電位的にフローティングの状態にされ得る。この結果、各バンプ電極21による信号の送受信が確実に行われ得る。
なお、図示しないが、導電膜30は、複数の電極パターン141−1〜141−nのうちグランド電位を有する電極パターン141に選択的に接続されていてもよい。すなわち、導電膜30は、複数のバンプ電極21のうちグランド電位を有するバンプ電極21に選択的に接続されていてもよい。これにより、導電膜30は電位的にグランド電位にされ得る。このため、導電膜30は、外来の電磁波によるEMIノイズ(電磁波ノイズ)を導電膜30でさらに遮蔽できる。
複数の半導体チップ40は、例えばそれぞれメモリチップであり、半導体チップ(コントローラチップ)20に対してスペーサ構造で実装される。すなわち、半導体チップ20に対するXY方向に離間した位置に、基板10の表面10aからの半導体チップ20の実装高さより厚いスペーサ70が配される。複数の半導体チップ40は、スペーサ70の+Z側で積層される。複数の半導体チップ40は、ワイヤボンド方式で基板10に実装され得る。このとき、基板10における複数のボンティングワイヤ41が電気的に接続され得る導電層14は、表面(+Z側の主面)10a上に、図2に示すような複数の電極パターン142−1〜142−2k(kは、任意の2以上の整数)を有する。これにより、複数の半導体チップ40は、ワイヤボンド方式によりスペーサ構造で基板10に実装され得る。
次に、半導体装置1の製造方法について、図1及び図3(a)〜図3(d)を用いて説明する。図3(a)〜図3(d)は、半導体装置1の製造方法を示す工程断面図である。図1は、半導体装置1の構成を示す断面図であるが、半導体装置1の製造方法を示す断面図として流用する。
図3(a)に示す工程では、所定のプロセスにより、基板10を作製する。例えば、ソルダーレジスト層11、プリプレグ層12、コア層13を有する基板に対して所定の加工を行い、導電メッキ等の処理を行って、導電層14、及びスルーホール電極15を形成する。
図3(b)に示す工程では、スパッタ法等により、基板10の表面10aに導電膜30を堆積する。例えば、領域FRG2における複数の電極パターン141−1〜141−nの周囲に対応した位置に開口MKaを有するマスクMKを用意し、マスクMK越しに基板10に対して+Z側からスパッタ処理を行う。これにより、導電膜30が、領域FRG2における複数の電極パターン141−1〜141−nの間に平面的に(XY方向に)延びたパターンで形成される(図2参照)。すなわち、導電膜30が、領域FRG2における複数のバンプ電極21の間に平面的に(XY方向に)延びたパターンで形成される。
図3(c)に示す工程では、所定のプロセスにより、半導体チップ(コントローラチップ)20が、複数のバンプ電極21を介して基板10の表面10aに実装(ダイボンディング)される。例えば、所定温度に加熱されることなどにより、バンプ電極21と導電層14とが合金接合される。
図3(d)に示す工程では、所定のプロセスにより、半導体チップ20が基板10に接着される。例えば、半導体チップ20が基板10との間にアンダーフィル(接着材)81が塗布される。
図1に示す工程では、半導体チップ20に対するXY方向に離間した位置にスペーサ70を形成し、スペーサ70の+Z側に複数の半導体チップ40を順に積層し、各半導体チップ40における電極パッドと基板10における電極パターン142とをボンティングワイヤ41で接続する。これにより、複数の半導体チップ40がワイヤボンド方式によりスペーサ構造で基板10に実装され、半導体装置1が完成され得る。
以上のように、本実施形態では、半導体装置1において、導電膜30を基板10の表面10aに設ける。例えば、導電膜30は、表面10aにおける領域FRG2を覆っている。導電膜30は、Z方向から透視した場合にSRAM回路に重なる。導電膜30は、複数のバンプ電極21の間を平面的に延びる。これにより、基板10から発生し得る放射線(例えば、α線)に対して、半導体チップ20に搭載されたSRAM回路を効率的に遮蔽できる。
なお、図4に示すように、半導体装置1iにおいて、導電膜30iは、表面10aにおける領域FRG1を覆っていてもよい。このとき、導電膜30iは、Z方向から透視した場合にSRAM回路に重なる。導電膜30iは、SRAM回路に面積が略等しい(例えば、SRAM回路と数学的におおむね合同である)。導電膜30iは、領域FRG1において、複数の電極パターン141の間に平面的に(XY方向に)延びる。すなわち、導電膜30iは、領域FRG1において、複数のバンプ電極21の間に平面的に(XY方向に)延びる。この構成によっても、基板10から発生し得る放射線(例えば、α線)に対して、半導体チップ20に搭載されたSRAM回路を効率的に遮蔽できる。
あるいは、半導体装置1jにおいて、導電膜30jは、基板10の表面10aに配される代わりに、半導体チップ20の表面20aに配されていてもよい。導電膜30jは、Z方向から透視した場合にSRAM回路に重なる。
このとき、導電膜30jは、表面20aにおける領域FRG1に相当する領域を覆っていてもよい。すなわち、導電膜30jは、Z方向から透視した場合にSRAM回路と略等しい面積で重なってもよい。
あるいは、導電膜30jは、表面20aにおける領域FRG2に相当する領域を覆っていてもよい。すなわち、導電膜30jは、Z方向から透視した場合にSRAM回路を内側に含んでもよい。例えば、図5(e)に示すように、半導体装置1jにおいて、導電膜30jは、複数のバンプ電極21の間に平面的に(XY方向に)延びる。導電膜30jは、半導体チップ20の表面20aを覆っていてもよい。図5は、実施形態の第2の変形例にかかる半導体装置1jの構成及び製造方法を示す断面図である。この場合、半導体装置1jは、図5(a)〜図5(e)に示すように製造されてもよい。図5(a)〜図5(d)は、半導体装置の製造方法を示す工程断面図であり、図5(e)は、半導体装置1jの構成及び製造方法を示す断面図である。
図5(a)に示す工程では、図3(c)に示す工程が行われた後に、スパッタ法等により、半導体チップ20の表面20aに導電膜30jを堆積する。例えば、表面20aにおける複数のバンプ電極21の周囲に対応した位置に開口MK1aを有するマスクMK1を用意し、マスクMK1越しに半導体チップ20に対して−Z側からスパッタ処理を行う。これにより、導電膜30jが、半導体チップ20の表面20aに配される。導電膜30jは、複数のバンプ電極21の間に平面的に(XY方向に)延びたパターンで形成される(図2参照)。
図5(b)に示す工程では、半導体チップ20の表面20aにおける複数の電極パッドに複数のバンプ電極21を接合する。
図5(c)、図5(d)、図5(e)に示す工程では、図3(c)、図3(d)、図1に示す工程と同様の処理が行われる。
このように、導電膜30jは、半導体チップ20の表面20aに配される。例えば、導電膜30jは、表面20aを覆う。導電膜30jは、Z方向から透視した場合にSRAM回路に重なる。この構成によっても、基板10から発生し得る放射線(例えば、α線)に対して、半導体チップ20に搭載されたSRAM回路を効率的に遮蔽できる。
あるいは、図6(d)に示すように、半導体装置1kにおいて、導電膜30kは、表面10aにおける領域FRG2に埋め込まれていてもよい。図6は、実施形態の第3の変形例にかかる半導体装置1kの構成及び製造方法を示す断面図である。導電膜30kは、領域FRG2において、複数の電極パターン141−1〜141−nの間に平面的に(XY方向に)延びる。すなわち、導電膜30kは、領域FRG2において、複数のバンプ電極21の間に平面的に(XY方向に)延びる。この場合、半導体装置1kは、図6(a)〜図6(d)に示すように製造されてもよい。図6(a)〜図6(d)は、半導体装置1kの製造方法を示す工程断面図であり、図6(d)は、半導体装置1kの構成及び製造方法を示す断面図である。
図6(a)に示す工程では、所定のプロセスにより、基板10を作製する。例えば、ソルダーレジスト層11、プリプレグ層12、コア層13を有する基板に対して所定の加工を行い、導電メッキ等の処理を行って、導電層14スルーホール電極15に加えて、導電層30kを形成する。
図6(b)、図6(c)、図6(d)に示す工程では、図3(c)、図3(d)、図1に示す工程と同様の処理が行われる。
このように、導電膜30kは、基板10の表面10aに配される。例えば、導電膜30kは、表面10aにおける領域FRG2に埋め込まれている。導電膜30kは、Z方向から透視した場合にSRAM回路に重なる。導電膜30kは、Z方向から透視した場合に半導体チップ20に重なる。この構成によっても、基板10から発生し得る放射線(例えば、α線)に対して、半導体チップ20に搭載されたSRAM回路を効率的に遮蔽できる。
あるいは、図7(e)及び図8に示すように、半導体装置1pにおいて、導電膜30pは、基板10の表面10aを全体的に覆っていてもよい。図7は、実施形態の第4の変形例にかかる半導体装置1pの構成及び製造方法を示す断面図である。図8は、実施形態の第4の変形例における基板10及び導電膜30pの構成を示す平面図である。導電膜30pは、複数の電極パターン141−1〜141−nの間と複数の電極パターン141−1〜141−nの外側とに平面的に(XY方向に)延びて表面10aを覆っている。すなわち、導電膜30pは、表面10aの全面において、複数のバンプ電極21の間と複数のバンプ電極21の外側とに平面的に(XY方向に)延びる。
図8に示すように、導電膜30pは、XY平面視での領域FRG2の外側において、各電極パターン142−1〜142−2kを離間して囲っている。すなわち、導電膜30pは、領域FRG2の外側において、各ボンディングワイヤ41を離間して囲っている(図1参照)。このとき、導電膜30pは、各電極パターン142−1〜142−2kから電気的に絶縁される。導電膜30pは、各ボンディングワイヤ41から電気的に絶縁されている。これにより、導電膜30pは、電位的にフローティングの状態にされ得る。この結果、導電膜30pは、各ボンディングワイヤ41による信号の送受信が確実に行われ得る。
また、この場合、半導体装置1pは、図7(a)〜図7(e)に示すように製造されてもよい。図7(a)〜図7(d)は、半導体装置1pの製造方法を示す工程断面図であり、図7(e)は、半導体装置1pの構成及び製造方法を示す断面図である。
図7(a)に示す工程は、図3(a)に示す工程と同様に行われる。
図7(b)に示す工程では、スパッタ法等により、基板10の表面10aに導電膜30pを堆積する。例えば、領域FRG2における複数の電極パターン141−1〜141−nの周囲に対応した位置に加えて領域FRG2の外側の位置に開口MK2aを有するマスクMK2を用意し、マスクMK2越しに基板10に対して+Z側からスパッタ処理を行う。これにより、導電膜30pが、複数の電極パターン141−1〜141−nの間と複数の電極パターン141−1〜141−nの外側とに平面的に(XY方向に)延びたパターンで形成される(図2参照)。すなわち、導電膜30pが、複数のバンプ電極21の間と複数のバンプ電極21の外側とに平面的に(XY方向に)延びたパターンで形成される。
図7(c)、図7(d)、図7(e)に示す工程では、図3(c)、図3(d)、図1に示す工程と同様の処理が行われる。
このように、導電膜30pは、基板10の表面10aの全面に配される。例えば、導電膜30pは、表面10aの全面を覆っている。導電膜30pは、Z方向から透視した場合にSRAM回路に重なる。この構成によっても、基板10から発生し得る放射線(例えば、α線)に対して、半導体チップ20に搭載されたSRAM回路を効率的に遮蔽でき、他の半導体チップ40も効率的に遮蔽できる。
あるいは、図9に示すように、複数の半導体チップ40は、例えばそれぞれメモリチップであり、半導体チップ20(コントローラチップ)に対してサイドバイサイド構造で実装されてもよい。図9は、実施形態の第5の変形例にかかる半導体装置1rの構成を示す断面図である。すなわち、半導体チップ20に対するXY方向に離間した位置に、基板10の表面10aから複数の半導体チップ40が+Z側に積層される。複数の半導体チップ40は、ワイヤボンド方式で基板10に実装され得る。このとき、基板10における複数のボンティングワイヤ41が電気的に接続され得る導電層14は、表面(+Z側の主面)10a上に、複数の電極パターン142−1〜142−2k(kは、任意の2以上の整数)を有する(図2参照)。これにより、複数の半導体チップ40は、ワイヤボンド方式によりサイドバイサイド構造で基板10に実装され得る。
この場合、半導体装置1rにおいて、導電膜30を基板10の表面10aに設ける。例えば、導電膜30は、基板10の表面10aを覆う。導電膜30は、Z方向から透視した場合にSRAM回路に重なる。導電膜30は、複数のバンプ電極21の間を平面的に延びる。これらの点は、実施形態と同様である。このような構成によっても、基板10から発生し得る放射線(例えば、α線)に対して、半導体チップ20に搭載されたSRAM回路を効率的に遮蔽できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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されることが可能であり、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ともに、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。
1,1i,1j,1k,1p,1r 半導体装置
10 基板
20,40,40−1〜40−n 半導体チップ
10a,20a 表面
10b,20b 裏面
11 ソルダーレジスト層
12 プリプレグ層
13 コア層
14 導電層
15 スルーホール電極
21 バンプ電極
30,30i,30j,30k,30p 導電膜
41 ボンティングワイヤ
50 封止樹脂
60 外部電極
70 スペーサ
81 アンダーフィル
141,141−1〜141−n 電極パターン
142,142−1〜142−2k 電極パターン
FRG1,FRG2 領域
MK1,MK2 マスク
MK1a,MK2a 開口

Claims (11)

  1. 主面を有する基板と、
    SRAM回路が搭載された表面を有し、前記表面が前記主面に対面した状態で前記主面に複数のバンプ電極を介して実装された半導体チップと、
    前記主面又は前記表面に配され、前記複数のバンプ電極の間を平面的に延びた導電膜と、
    を備え、
    前記主面又は前記表面における前記導電膜が配される領域は、前記主面に垂直な方向から透視した場合に前記SRAM回路に重なる
    半導体装置。
  2. 前記領域は、前記SRAM回路に面積が略等しい
    請求項1に記載の半導体装置。
  3. 前記領域は、前記半導体チップに面積が略等しい
    請求項1に記載の半導体装置。
  4. 前記領域は、前記主面の全体である
    請求項1に記載の半導体装置。
  5. 前記導電膜は、前記主面又は前記表面を覆っている
    請求項1から3のいずれか1項に記載の半導体装置。
  6. 前記導電膜は、前記主面又は前記表面に埋め込まれている
    請求項1から3のいずれか1項に記載の半導体装置。
  7. 前記導電膜は、平面視において、前記バンプ電極を離間して囲っている
    請求項1から6のいずれか1項に記載の半導体装置。
  8. 前記導電膜は、グランド電位に電気的に接続されている
    請求項1から6のいずれか1項に記載の半導体装置。
  9. 前記基板は、放射性物質を含む
    請求項1から8のいずれか1項に記載の半導体装置。
  10. 前記主面において、前記半導体チップに対してスペーサ構造で実装される第2の半導体チップをさらに備えた
    請求項1から9のいずれか1項に記載の半導体装置。
  11. 前記主面において、前記半導体チップに対してサイドバイサイド構造で実装される第2の半導体チップをさらに備えた
    請求項1から9のいずれか1項に記載の半導体装置。
JP2019052914A 2019-03-20 2019-03-20 半導体装置 Pending JP2020155596A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019052914A JP2020155596A (ja) 2019-03-20 2019-03-20 半導体装置
US16/564,083 US10964632B2 (en) 2019-03-20 2019-09-09 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019052914A JP2020155596A (ja) 2019-03-20 2019-03-20 半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020155596A true JP2020155596A (ja) 2020-09-24

Family

ID=72515476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019052914A Pending JP2020155596A (ja) 2019-03-20 2019-03-20 半導体装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10964632B2 (ja)
JP (1) JP2020155596A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11908837B2 (en) 2021-03-16 2024-02-20 Kioxia Corporation Semiconductor device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022030232A (ja) 2020-08-06 2022-02-18 キオクシア株式会社 半導体装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63229726A (ja) 1987-03-18 1988-09-26 Nec Corp 混成集積回路装置
US5990564A (en) 1997-05-30 1999-11-23 Lucent Technologies Inc. Flip chip packaging of memory chips
JP4068801B2 (ja) * 2000-11-30 2008-03-26 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置
US7906371B2 (en) * 2008-05-28 2011-03-15 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor device and method of forming holes in substrate to interconnect top shield and ground shield
TW201428900A (zh) * 2013-01-03 2014-07-16 矽品精密工業股份有限公司 半導體封裝件及其製法
US10177011B2 (en) * 2017-04-13 2019-01-08 Powertech Technology Inc. Chip packaging method by using a temporary carrier for flattening a multi-layer structure
JP2020047714A (ja) 2018-09-18 2020-03-26 キオクシア株式会社 半導体メモリおよびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11908837B2 (en) 2021-03-16 2024-02-20 Kioxia Corporation Semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
US20200303290A1 (en) 2020-09-24
US10964632B2 (en) 2021-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5470510B2 (ja) 埋め込まれた導電性ポストを備える半導体パッケージ
US7453153B2 (en) Circuit device
US20140124907A1 (en) Semiconductor packages
KR20140057982A (ko) 반도체 패키지 및 반도체 패키지의 제조 방법
KR20080014004A (ko) 인터포저 및 반도체 장치
CN110911362B (zh) 半导体装置
JPH05211275A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2020155596A (ja) 半導体装置
KR20100076501A (ko) 적층형 반도체 패키지
TW202137496A (zh) 半導體記憶體及其製造方法
KR20120126364A (ko) 반도체 칩 모듈 및 이를 갖는 플래나 스택 패키지
JP6802314B2 (ja) 半導体パッケージ及びその製造方法
CN104409447A (zh) 包含嵌入式电容器的半导体封装件及其制备方法
KR20110029541A (ko) 전자파 차폐수단을 갖는 반도체 패키지
KR20090026612A (ko) 반도체 패키지
JP2002026178A (ja) 半導体装置及びその製造方法並びに電子装置
KR101741648B1 (ko) 전자파 차폐 수단을 갖는 반도체 패키지 및 그 제조 방법
JPH08274214A (ja) 半導体装置
JP4128440B2 (ja) 部品内蔵モジュール
CN111081696A (zh) 半导体封装和制造半导体封装的方法
JP4657262B2 (ja) 半導体装置
JP5732948B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR20090114493A (ko) 반도체 패키지 및 그 제조 방법
CN211238248U (zh) 半导体封装
KR20110030090A (ko) 반도체 패키지 및 그 제조방법