JP2980495B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、たとえば複数の半導
体チップを接合してなる半導体装置の製造方法に関する
もので、特に高密度実装に用いられる半導体チップに使
用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、高密度実装に用いて好適な半導体
チップとして、複数の半導体チップを立体的に接合でき
る半導体チップが提案されている（たとえば、特開昭６
０−２４１２２８号公報）。
【０００３】これは、たとえば半田バンプを半導体チッ
プの上面のみでなく、側面や下面にも具備させることに
より、チップ同志を三次元的に構成できるようにしたも
のである。
【０００４】しかしながら、上記した従来は、半田バン
プを用いて位置合わせした状態でチップ同志を接合する
ものであり、通常、半田バンプが球状であるために位置
合わせが難しい、点接触であるために接合の強度および
導通の信頼性に不安があるなどの問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、半田バンプを用いてチップ同志を接合する
ものであったため、位置合わせが難しく、また接合の強
度および導通の信頼性に不安があるなどの問題があっ
た。
【０００６】そこで、この発明は、簡単に位置合わせを
行い得、接合の強度および導通の信頼性などを向上する
ことが可能な半導体装置の製造方法を提供することを目
的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の半導体装置の製造方法にあっては、複
数の半導体チップを接合してなる場合において、少なく
とも、上面より側面にかけて接続用電極が形成された半
導体チップの、それぞれの接続用電極の相互を、該半導
体チップの上面の接続用電極上に形成され、溶融によっ
て接続用電極上を自動的に供給される接続用導電体を用
いて、各半導体チップの上面および側面にて接続するよ
うになっている。
【０００８】また、この発明の半導体装置の製造方法に
あっては、複数の半導体チップを接合してなる場合にお
いて、少なくとも、上面より側面にかけて接続用電極が
形成された半導体チップの、それぞれの接続用電極の相
互を、該半導体チップの上面から側面にかけて形成され
た接続用電極上に連続して設けられた接続用導電体を用
いて、各半導体チップの上面および側面にて接続するよ
うになっている。 さらに、この発明の半導体装置の製造
方法にあっては、複数の半導体チップを接合してなる場
合において、少なくとも、上面より側面にかけて接続用
電極が形成された半導体チップの、それぞれの接続用電
極の相互を、該半導体チップの上面から側面にかけて形
成された接続用電極を溶融することによって、各半導体
チップの上面および側面にて接続するようになってい
る。
【０００９】
【作用】この発明は、上記した手段により、半田バンプ
などの突出した導体部を介することなく、それぞれの接
続用電極の相互を接続できるようになるため、位置合わ
せが容易で、しかも半導体チップ同志を強固に接合する
ことが可能となるものである。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
して説明する。図１は、本発明にかかる半導体装置の製
造方法の概要を示すものである。すなわち、この半導体
装置は、たとえば半導体チップ１０，１０の、それぞれ
の上面から側面にかけて形成された複数の電極メタル
（接続用電極）１１が互いに位置合わせされ、この状態
で、半田（接続用導電体）１２が溶融されて各電極メタ
ル１１上に供給されることで、半導体チップ１０，１０
の相互が強固に接合された構成とされている。
【００１１】この場合、上記電極メタル１１は、たとえ
ば半導体チップの電極（図示していない）よりそれぞれ
引き出されてシリコンチップ基板上に配設された平状の
メタル配線からなっている。
【００１２】また、上記半田１２は、上記半導体チップ
１０の上面における、それぞれの電極メタル１１上にあ
らかじめバンプ状に形成されており、溶融されることに
より、各電極メタル１１上を流れて半導体チップ１０の
上面より側面方向に自動的に供給されるようになってい
る。
【００１３】図２は、この半導体装置の構成を具体例を
あげて示すものである。すなわち、半導体装置に用いら
れる半導体チップ１０は、たとえばシリコンチップ基板
１０ａ、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｈｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇ
ｌａｓｓ）膜１０ｂ、ＳｉＮ膜１０ｃ、電極パッド１０
ｄ、上記電極メタル１１、および上記半田１２からなっ
ている。
【００１４】電極メタル１１は、上記半導体チップ１０
の上面から側面にかけて形成されるようになっており、
途中、上記ＰＳＧ膜１０ｂおよび上記ＳｉＮ膜１０ｃに
設けられた開口部より露出された電極パッド１０ｄに接
続されている。
【００１５】半田１２は、上記半導体チップ１０の上面
における、上記電極パッド１０ｄに対応する上記電極メ
タル１１上にバンプ状に形成されている。しかして、半
導体チップ１０，１０の側面において、電極メタル１１
のそれぞれが位置合わせされる。この場合、上記電極メ
タル１１は互いに平面とされているため、位置合わせを
容易に行い得る。
【００１６】この後、上記半田１２が溶融されることに
より、電極メタル１１上に自動的に半田１２の供給が行
われる。この半田１２の供給によって、電極メタル１１
の上面および側面がそれぞれ接続されることで、半導体
チップ１０，１０の相互がより強固に接合されることに
なる。
【００１７】すなわち、電極メタル１１上のそれぞれの
半田１２が、電極メタル１１の上面および側面において
一体化されて、半導体チップ１０，１０の上面および側
面にて相互を接合することになる。
【００１８】また、電極メタル１１間が面により位置合
わせされるとともに、面接触で接続されることになるた
め、接合の強度および導通の信頼性が高く、安定した接
合が可能となる。
【００１９】図３は、本発明を、電極パッドが千鳥状に
配置された半導体チップに適用した場合を示すものであ
る。この場合、半導体チップ２０の上面における電極メ
タル２１の側面（接続面）までの距離が異なるため、そ
の距離に応じて半田２２の量が調整されるようになって
いる。
【００２０】すなわち、電極メタル２１のうち、半導体
チップ２０の側面までの距離が短い電極メタル２１ａに
対しては、少ない量で半田２２ａが形成され、距離が長
い電極メタル２１ｂに対しては、それよりも多い量で半
田２２ｂが形成される。
【００２１】この結果、半田２２の過不足なく、電極メ
タル２１間をそれぞれ最適な量の半田２２によって接続
することができ、半導体チップ２０，２０の相互を安定
に接合し得る。
【００２２】図４は、本発明を、複数の電極メタルが共
通に接続された電極パッドを有する半導体チップに適用
した場合を示すものである。この場合、半導体チップ３
０の上面における電極メタル３１の、各電極パッドに対
する距離が異なるため、その距離に応じて半田３２の量
が調整されるようになっている。
【００２３】すなわち、電極パッドのうち、１本の電極
メタル３１だけが引き出された電極パッドに対しては、
その電極メタル３１にのみ供給される少ない量の半田３
２ａが形成され、複数の電極メタル３１が引き出された
電極パッドに対しては、それぞれの電極メタル３１に供
給される多量の半田３２ｂが形成される。
【００２４】この結果、それぞれの電極メタル３１間に
おいて、半田３２のばらつきなく接続することができ、
半導体チップ３０，３０の相互を安定に接合し得る。な
お、上記した実施例においては、いずれもバンプ状の半
田を溶融させて電極メタルの上面および側面を接続する
場合について説明したが、これに限らず、たとえば電極
メタル上に半田もしくは他の金属からなる接続用導電体
を形成しておき、この接続用導電体を用いて半導体チッ
プの相互の接合を行うようにすることもできる。
【００２５】図５は、電極メタル上に接続用導電体が形
成されてなる半導体チップを例に示すものである。たと
えば、この半導体チップ１０，１０は、その上面から側
面にかけて形成された電極メタル１１の上部に連続し
て、半田もしくは他の金属などからなる接続用導電体４
２があらかじめ形成された構成とされている。
【００２６】この場合、半導体チップ１０，１０の側面
において、電極メタル１１上に形成された接続用導電体
４２のそれぞれが位置合わせされ、その状態で、接続部
分の接続用導電体４２が溶融されて電極メタル１１の上
面および側面が接続されることにより、半導体チップ１
０，１０の相互が安定に接合される。
【００２７】また、あらかじめ半田や他の金属を設ける
ことなく、半導体チップの上面から側面にかけて電極メ
タルだけを形成しておくことによっても、半導体チップ
の相互の接合は簡単に行うことができる。
【００２８】図６は、電極メタルだけが形成されてなる
半導体チップを例に示すものである。同図（ｂ）は、上
面から側面にかけて電極メタル１１だけが形成されてな
る半導体チップ１０，１０（同図（ａ）参照）の、相互
を接合する場合を例に示すものであり、この場合には、
たとえば位置合わせされた電極メタル１１間に上部
（他）より接続用導電体５２が供給されて、その上面お
よび側面が接続されるようになっている。
【００２９】同図（ｃ）は、たとえばレーザなどの高エ
ネルギビーム５３の照射により、位置合わせされた電極
メタル１１間が加熱溶融されることで、その上面および
側面が接続される場合を示している。
【００３０】図７は、この発明の参考例を示すものであ
る。すなわち、この半導体装置は、たとえば半導体チッ
プ７０の上面／下面間にＴＡＢリード７１を湾曲させて
接続するとともに、半導体チップ７０の側面において、
それぞれ湾曲されたＴＡＢリード７１間を接続すること
で、半導体チップ７０の相互が接合された構造とされて
いる。
【００３１】この場合、半導体チップ７０は、たとえば
シリコンチップ基板７０ａ、ＰＳＧ膜７０ｂ、ＳｉＮ膜
７０ｃ、電極パッド７０ｄ、電極メタル７０ｅ、および
この電極メタル７０ｅを介して形成された半田バンプあ
るいは金バンプ７０ｆからなっている。
【００３２】ＴＡＢリード７１は、たとえば絶縁性フィ
ルム７１ａ上に接着剤７１ｂを用いて銅などの導電層が
ラミネートされた後、選択エッチング技術によりリード
部が形成されてなるものであり、その一端が、上記半田
バンプあるいは金バンプ７０ｆを介して半導体チップ７
０の上面に接続されている。
【００３３】また、ＴＡＢリード７１は、上記リード部
が湾曲されて、その他端が接着剤７２を介して半導体チ
ップ７０の下面に接続されている。しかして、半導体チ
ップ７０，７０のＴＡＢリード７１のそれぞれが位置合
わせされた後、たとえば接着剤や導電性ペーストなどの
接続用導電体７３を介してＴＡＢリード７１間が接続さ
れることにより、半導体チップ７０の相互が接合され
る。
【００３４】このような構成によれば、ＴＡＢリード７
１が可撓性を有するために位置合わせが容易で、また接
合の面積を多くとれるなど、導通の信頼性に優れた構造
とすることができる。
【００３５】上記したように、半田バンプなどの突出し
た導体部を介することなく、それぞれの電極メタルの相
互を接続できるようにしている。すなわち、半導体チッ
プの上面から側面にかけて形成された電極メタルを位置
合わせした状態において、その上面および側面を接続す
るようにしている。これにより、電極メタル間を面で接
触させることができるようになるため、位置合わせが容
易で、しかもチップ同志を強固に接合することが可能と
なる。したがって、安定した接合を行い得、接合の強度
および導通の信頼性を向上できるようになるものであ
る。
【００３６】なお、上記実施例においては、半導体チッ
プの一側面においてのみ接合する場合について説明した
が、これに限らず、たとえば他の側面においても同様に
接合することができる。その他、この発明の要旨を変え
ない範囲において、種々変形実施可能なことは勿論であ
る。
【００３７】
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、簡単に位置合わせを行い得、接合の強度および導通
の信頼性などを向上することが可能な半導体装置の製造
方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例にかかる半導体装置の製造方
法の概要を説明するために示す斜視図。
【図２】同じく、構成の詳細を示す半導体装置の断面
図。
【図３】同じく、電極パッドが千鳥状に配置された半導
体チップを例に示す半導体装置の構成図。
【図４】同じく、複数の電極メタルが共通に接続された
電極パッドを有する半導体チップを例に示す半導体装置
の平面図。
【図５】同じく、電極メタル上に接続用導電体が形成さ
れてなる半導体チップを例に示す半導体装置の断面図。
【図６】同じく、電極メタルだけが形成されてなる半導
体チップを例に示す半導体装置の断面図。
【図７】この発明の参考例を示す半導体装置の断面図。
【符号の説明】
１０，２０，３０，７０…半導体チップ、１０ａ…電極
パッド、１１，２１，３１…電極メタル、１２，２２，
３２…半田、４２，５２，７３…接続用導電体、５３…
高エネルギビーム、７１…ＴＡＢリード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−173167（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−502387（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 23/538

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の半導体チップを接合してなる半導
    体装置の製造方法において、 少なくとも、上面より側面にかけて接続用電極が形成さ
    れた半導体チップの、それぞれの接続用電極の相互を、該半導体チップの上面の接続用電極上に形成され、溶融
    によって接続用電極上を自動的に供給される接続用導電
    体を用いて、 各半導体チップの上面および側面にて接続するようにし
    たことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記接続用導電体は、半導体チップの上
    面より側面にかけて形成された接続用電極ごとに設けら
    れることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製
    造方法。
  3. 【請求項３】 前記接続用導電体は、半導体チップの上
    面より側面にかけて形成された接続用電極の長さに応じ
    て、その量が調整されることを特徴とする請求項２に記
    載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記接続用導電体は、半導体チップの上
    面より側面にかけて形成された接続用電極のうち、半導
    体チップの上面において共通に接続された接続用電極に
    対しては共通に設けられることを特徴とする請求項１に
    記載の半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記共通に設けられる接続用導電体は、
    接続用電極ごとに設けられるものよりも、その量が多い
    ことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方
    法。
  6. 【請求項６】 複数の半導体チップを接合してなる半導
    体装置の製造方法において、 少なくとも、上面より側面にかけて接続用電極が形成さ
    れた半導体チップの、それぞれの接続用電極の相互を、 該半導体チップの上面から側面にかけて形成された接続
    用電極上に連続して設けられた接続用導電体を用いて、 各半導体チップの上面および側面にて接続するようにし
    たことを特徴とする半 導体装置の製造方法。
  7. 【請求項７】 複数の半導体チップを接合してなる半導
    体装置の製造方法において、 少なくとも、上面より側面にかけて接続用電極が形成さ
    れた半導体チップの、それぞれの接続用電極の相互を、 該半導体チップの上面から側面にかけて形成された接続
    用電極を溶融することによって、 各半導体チップの上面および側面にて接続するようにし
    たことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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