JP3405697B2 - 半導体チップ - Google Patents
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- H01L2224/486—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/48638—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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- H01L2224/48663—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
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- H01L2224/732—Location after the connecting process
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- H01L2924/01013—Aluminum [Al]
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- H01L2924/01014—Silicon [Si]
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- H01L2924/01032—Germanium [Ge]
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- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01033—Arsenic [As]
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- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01046—Palladium [Pd]
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- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01047—Silver [Ag]
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- H01L2924/01077—Iridium [Ir]
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- H01L2924/01078—Platinum [Pt]
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- H01L2924/01079—Gold [Au]
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- H01L2924/01082—Lead [Pb]
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- H01L2924/1025—Semiconducting materials
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- H01L2924/10329—Gallium arsenide [GaAs]
-
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体チップお
よびその製造方法に関する。
よびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体チップの内部配線は、コストを低
く抑えるために、アルミニウムなどで構成されているの
が一般的である。このアルミニウムなどからなる配線
は、湿気による酸化を受けやすい。そのため、配線の表
面は、たとえば窒化シリコンからなる表面保護膜で覆わ
れていて、この表面保護膜に開口部を形成して配線の一
部を露出させることにより、リード端子のような外部端
子との接続のための外部接続用パッドが形成されてい
る。そして、たとえば金(Au)からなるワイヤの一端
を外部接続用パッドに付着させて接続し、ワイヤの他端
を外部端子に接続することにより、半導体チップの配線
と外部端子との電気接続が達成される。
く抑えるために、アルミニウムなどで構成されているの
が一般的である。このアルミニウムなどからなる配線
は、湿気による酸化を受けやすい。そのため、配線の表
面は、たとえば窒化シリコンからなる表面保護膜で覆わ
れていて、この表面保護膜に開口部を形成して配線の一
部を露出させることにより、リード端子のような外部端
子との接続のための外部接続用パッドが形成されてい
る。そして、たとえば金(Au)からなるワイヤの一端
を外部接続用パッドに付着させて接続し、ワイヤの他端
を外部端子に接続することにより、半導体チップの配線
と外部端子との電気接続が達成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ワイヤが外部接続用パ
ッドに接続された後は、外部接続用パッドの表面がワイ
ヤで覆いつくされることが好ましい。ところが、たとえ
ば外部接続用パッド上におけるワイヤの付着面積が少な
い場合には、外部接続用パッドの表面がワイヤで覆いつ
くされず、外部接続用パッドの一部が露出したままにな
るおそれがある。外部接続用パッドは、アルミニウムな
どで構成されているから、露出していると湿気などで酸
化されて腐食されてしまうおそれがある。
ッドに接続された後は、外部接続用パッドの表面がワイ
ヤで覆いつくされることが好ましい。ところが、たとえ
ば外部接続用パッド上におけるワイヤの付着面積が少な
い場合には、外部接続用パッドの表面がワイヤで覆いつ
くされず、外部接続用パッドの一部が露出したままにな
るおそれがある。外部接続用パッドは、アルミニウムな
どで構成されているから、露出していると湿気などで酸
化されて腐食されてしまうおそれがある。
【0004】そこで、この発明の目的は、ワイヤの接続
状態にかかわらず、外部接続用パッドが腐食されるおそ
れのない半導体チップおよびその製造方法を提供するこ
とである。
状態にかかわらず、外部接続用パッドが腐食されるおそ
れのない半導体チップおよびその製造方法を提供するこ
とである。
【0005】
【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項1記載の発明は、内部配線
を覆う表面保護膜を有し、この表面保護膜を他の半導体
チップの表面に対向させた状態で、当該他の半導体チッ
プの表面に重ね合わされて接合される半導体チップであ
って、上記表面保護膜から上記内部配線を部分的に露出
させることにより形成された外部接続用パッドと、この
外部接続用パッドとは異なる部分で、上記表面保護膜か
ら上記内部配線を部分的に露出させることにより形成さ
れたチップ接続用パッドと、上記他の半導体チップとの
電気接続のために、耐酸化性を有する金属材料を用いて
上記チップ接続用パッド上に隆起して形成されたバンプ
と、上記外部接続用パッド上に耐酸化性を有する金属材
料を用いて、上記バンプとほぼ同じ高さに形成されてお
り、外部端子との電気接続のためのワイヤが接続される
ワイヤ接続部とを含むことを特徴とする半導体チップで
ある。
目的を達成するための請求項1記載の発明は、内部配線
を覆う表面保護膜を有し、この表面保護膜を他の半導体
チップの表面に対向させた状態で、当該他の半導体チッ
プの表面に重ね合わされて接合される半導体チップであ
って、上記表面保護膜から上記内部配線を部分的に露出
させることにより形成された外部接続用パッドと、この
外部接続用パッドとは異なる部分で、上記表面保護膜か
ら上記内部配線を部分的に露出させることにより形成さ
れたチップ接続用パッドと、上記他の半導体チップとの
電気接続のために、耐酸化性を有する金属材料を用いて
上記チップ接続用パッド上に隆起して形成されたバンプ
と、上記外部接続用パッド上に耐酸化性を有する金属材
料を用いて、上記バンプとほぼ同じ高さに形成されてお
り、外部端子との電気接続のためのワイヤが接続される
ワイヤ接続部とを含むことを特徴とする半導体チップで
ある。
【0006】この発明によれば、外部接続用パッド上に
は、耐酸化性を有する金属材料からなるワイヤ接続部が
形成されている。言い換えれば、外部接続用パッドの表
面は、耐酸化性を有する金属材料からなるワイヤ接続部
によって覆われている。これにより、ワイヤ接続部への
ワイヤの接続状態にかかわらず、外部接続用パッドが外
部に露呈することはないから、外部接続用パッドが湿気
などで酸化されて腐食されるおそれはない。
は、耐酸化性を有する金属材料からなるワイヤ接続部が
形成されている。言い換えれば、外部接続用パッドの表
面は、耐酸化性を有する金属材料からなるワイヤ接続部
によって覆われている。これにより、ワイヤ接続部への
ワイヤの接続状態にかかわらず、外部接続用パッドが外
部に露呈することはないから、外部接続用パッドが湿気
などで酸化されて腐食されるおそれはない。
【0007】
【0008】また、ワイヤ接続部がバンプと同一材料で
構成されているので、ワイヤ接続部をバンプと同じ工程
で形成することができる。
構成されているので、ワイヤ接続部をバンプと同じ工程
で形成することができる。
【0009】そして、ワイヤ接続部をバンプと同一の工
程で形成することができるから、外部接続用パッド上に
ワイヤ接続部を設けたことによって、半導体チップの製
造工程数が増加することはない。さらには、請求項2に
記載のように、上記ワイヤ接続部は、上記ワイヤと同一
材料で構成されていることが好ましい。こうすることに
より、ワイヤ接続部へのワイヤの付着性を向上させるこ
とができる。
程で形成することができるから、外部接続用パッド上に
ワイヤ接続部を設けたことによって、半導体チップの製
造工程数が増加することはない。さらには、請求項2に
記載のように、上記ワイヤ接続部は、上記ワイヤと同一
材料で構成されていることが好ましい。こうすることに
より、ワイヤ接続部へのワイヤの付着性を向上させるこ
とができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、この
発明の一実施形態に係る半導体チップが適用された半導
体装置の概略構成を示す図解的な断面図である。この半
導体装置は、いわゆるチップ・オン・チップ構造を有し
ており、親チップ1の表面11に子チップ2を重ね合わ
せて接合した後、これらをパッケージ3に納めることに
よって構成されている。
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、この
発明の一実施形態に係る半導体チップが適用された半導
体装置の概略構成を示す図解的な断面図である。この半
導体装置は、いわゆるチップ・オン・チップ構造を有し
ており、親チップ1の表面11に子チップ2を重ね合わ
せて接合した後、これらをパッケージ3に納めることに
よって構成されている。
【0011】親チップ1および子チップ2は、たとえば
シリコンチップからなっている。親チップ1の表面11
は、親チップ1の基体をなす半導体基板においてトラン
ジスタなどの機能素子が形成された活性表層領域側の表
面であり、最表面は、たとえば窒化シリコンで構成され
る表面保護膜で覆われている。この表面保護膜上には、
複数のワイヤ接続部12が周縁付近に配置されており、
このワイヤ接続部12は、たとえば金からなるボンディ
ングワイヤ4によってリードフレーム5に接続されてい
る。また、親チップ1の表面11には、子チップ2との
電気接続のための複数個のバンプBMが配置されてい
る。
シリコンチップからなっている。親チップ1の表面11
は、親チップ1の基体をなす半導体基板においてトラン
ジスタなどの機能素子が形成された活性表層領域側の表
面であり、最表面は、たとえば窒化シリコンで構成され
る表面保護膜で覆われている。この表面保護膜上には、
複数のワイヤ接続部12が周縁付近に配置されており、
このワイヤ接続部12は、たとえば金からなるボンディ
ングワイヤ4によってリードフレーム5に接続されてい
る。また、親チップ1の表面11には、子チップ2との
電気接続のための複数個のバンプBMが配置されてい
る。
【0012】子チップ2は、表面21を親チップ1の表
面11に対向させた、いわゆるフェースダウン方式で親
チップ1に接合されている。子チップ2の表面21は、
子チップ2の基体をなす半導体基板においてトランジス
タなどの機能素子が形成された活性表層領域側の表面で
あり、最表面は、たとえば窒化シリコンからなる表面保
護膜で覆われている。この表面保護膜上には、内部配線
に接続された複数個のバンプBSが親チップ1のバンプ
BMに対向して配置されており、子チップ2は、バンプ
BSがそれぞれ対向する親チップ1のバンプBMに接続
されることによって、親チップ1の表面11との間に所
定間隔を保持した状態で支持されるとともに、親チップ
1と電気的に接続されている。
面11に対向させた、いわゆるフェースダウン方式で親
チップ1に接合されている。子チップ2の表面21は、
子チップ2の基体をなす半導体基板においてトランジス
タなどの機能素子が形成された活性表層領域側の表面で
あり、最表面は、たとえば窒化シリコンからなる表面保
護膜で覆われている。この表面保護膜上には、内部配線
に接続された複数個のバンプBSが親チップ1のバンプ
BMに対向して配置されており、子チップ2は、バンプ
BSがそれぞれ対向する親チップ1のバンプBMに接続
されることによって、親チップ1の表面11との間に所
定間隔を保持した状態で支持されるとともに、親チップ
1と電気的に接続されている。
【0013】図2は、親チップ1の一部を拡大して示す
断面図である。親チップ1の基体をなす半導体基板13
上には、たとえば酸化シリコンで構成される層間絶縁膜
14が形成されており、この層間絶縁膜14上には、た
とえばアルミニウムからなる内部配線15が配設されて
いる。層間絶縁膜14および内部配線15の表面は、た
とえば窒化シリコンで構成される表面保護膜16で覆わ
れている。そして、この表面保護膜16に開口部17
A,17Bを形成して、表面保護膜16から内部配線1
5を部分的に露出させることにより、それぞれチップ間
接続用パッド15Aおよび外部接続用パッド15Bが形
成されている。
断面図である。親チップ1の基体をなす半導体基板13
上には、たとえば酸化シリコンで構成される層間絶縁膜
14が形成されており、この層間絶縁膜14上には、た
とえばアルミニウムからなる内部配線15が配設されて
いる。層間絶縁膜14および内部配線15の表面は、た
とえば窒化シリコンで構成される表面保護膜16で覆わ
れている。そして、この表面保護膜16に開口部17
A,17Bを形成して、表面保護膜16から内部配線1
5を部分的に露出させることにより、それぞれチップ間
接続用パッド15Aおよび外部接続用パッド15Bが形
成されている。
【0014】開口部17A内に形成されたチップ間接続
用パッド15A上には、耐酸化性の金属からなるバンプ
BMが隆起して形成されている。一方、外部接続用パッ
ド15Bは、親チップ1の周縁部に形成されており、こ
の外部接続用パッド15B上には、耐酸化性の金属を用
いて、ボンディングワイヤ4(図1参照)を接続するた
めのワイヤ接続部12が隆起して形成されている。バン
プBMおよびワイヤ接続部12を構成する耐酸化性の金
属としては、たとえば金、プラチナ、銀、パラジウムま
たはイリジウムなどを例示することができ、特に金を用
いることが好ましい。また、ワイヤ接続部12は、ボン
ディングワイヤ4と同一の材料で構成されることが好ま
しく、こうすることにより、ワイヤ接続部12へのボン
ディングワイヤ4の付着性を向上させることができる。
用パッド15A上には、耐酸化性の金属からなるバンプ
BMが隆起して形成されている。一方、外部接続用パッ
ド15Bは、親チップ1の周縁部に形成されており、こ
の外部接続用パッド15B上には、耐酸化性の金属を用
いて、ボンディングワイヤ4(図1参照)を接続するた
めのワイヤ接続部12が隆起して形成されている。バン
プBMおよびワイヤ接続部12を構成する耐酸化性の金
属としては、たとえば金、プラチナ、銀、パラジウムま
たはイリジウムなどを例示することができ、特に金を用
いることが好ましい。また、ワイヤ接続部12は、ボン
ディングワイヤ4と同一の材料で構成されることが好ま
しく、こうすることにより、ワイヤ接続部12へのボン
ディングワイヤ4の付着性を向上させることができる。
【0015】さらに、バンプBMとワイヤ接続部12と
は、同じ材料を用いることにより、同一の工程で形成す
ることができる。たとえば、表面保護膜16に開口部1
7A,17Bを形成した後、この開口部17A,17B
が形成された表面保護膜16上にシード膜を形成する。
そして、このシード膜上に、チップ間接続用パッド15
A(開口部17A)および外部接続用パッド15B(開
口部17B)に対応する開口を有するレジスト膜をパタ
ーン形成した後、バンプBMおよびワイヤ接続部12の
材料を用いたメッキを行う。その後、シード膜上のレジ
スト膜を除去し、さらにレジスト膜の除去によって露出
したシード膜を除去することにより、チップ間接続用パ
ッド15Aおよび外部接続用パッド15B上に、それぞ
れバンプBMおよびワイヤ接続部12を得ることができ
る。
は、同じ材料を用いることにより、同一の工程で形成す
ることができる。たとえば、表面保護膜16に開口部1
7A,17Bを形成した後、この開口部17A,17B
が形成された表面保護膜16上にシード膜を形成する。
そして、このシード膜上に、チップ間接続用パッド15
A(開口部17A)および外部接続用パッド15B(開
口部17B)に対応する開口を有するレジスト膜をパタ
ーン形成した後、バンプBMおよびワイヤ接続部12の
材料を用いたメッキを行う。その後、シード膜上のレジ
スト膜を除去し、さらにレジスト膜の除去によって露出
したシード膜を除去することにより、チップ間接続用パ
ッド15Aおよび外部接続用パッド15B上に、それぞ
れバンプBMおよびワイヤ接続部12を得ることができ
る。
【0016】以上のようにこの実施形態によれば、外部
接続用パッド15B(配線15)上には、耐酸化性を有
する金属材料からなるワイヤ接続部12が隆起して形成
されている。言い換えれば、外部接続用パッド15Bの
表面は、耐酸化性を有する金属材料からなるワイヤ接続
部12によって覆われている。そして、リードフレーム
5との電気接続のためのボンディングワイヤ4は、ワイ
ヤ接続部12に溶着されるようになっている。これによ
り、ワイヤ接続部12へのボンディングワイヤ4の接続
状態にかかわらず、外部接続用パッド15Bが外部に露
呈することはないから、外部接続用パッド15Bが湿気
などで酸化されて腐食されるおそれはない。
接続用パッド15B(配線15)上には、耐酸化性を有
する金属材料からなるワイヤ接続部12が隆起して形成
されている。言い換えれば、外部接続用パッド15Bの
表面は、耐酸化性を有する金属材料からなるワイヤ接続
部12によって覆われている。そして、リードフレーム
5との電気接続のためのボンディングワイヤ4は、ワイ
ヤ接続部12に溶着されるようになっている。これによ
り、ワイヤ接続部12へのボンディングワイヤ4の接続
状態にかかわらず、外部接続用パッド15Bが外部に露
呈することはないから、外部接続用パッド15Bが湿気
などで酸化されて腐食されるおそれはない。
【0017】また、ワイヤ接続部12は、バンプBMと
同じ材料を用いることにより同一の工程で形成すること
ができるから、このワイヤ接続部12を設けたことによ
って、親チップ1の製造工程数が増加することはない。
ただし、バンプBMとワイヤ接続部12とを異なる材料
で構成してもよく、この場合には、ワイヤ接続部12は
バンプBMと別の工程で形成することになる。この発明
の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形
態でも実施することができる。たとえば、親チップ1お
よび子チップ2は、いずれもシリコンからなるチップで
あるとしたが、シリコンの他にも、化合物半導体(たと
えばガリウム砒素半導体など)やゲルマニウム半導体な
どの他の任意の半導体材料を用いた半導体チップであっ
てもよい。この場合に、親チップ1の半導体材料と子チ
ップ2の半導体材料は、同じでもよいし異なっていても
よい。
同じ材料を用いることにより同一の工程で形成すること
ができるから、このワイヤ接続部12を設けたことによ
って、親チップ1の製造工程数が増加することはない。
ただし、バンプBMとワイヤ接続部12とを異なる材料
で構成してもよく、この場合には、ワイヤ接続部12は
バンプBMと別の工程で形成することになる。この発明
の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形
態でも実施することができる。たとえば、親チップ1お
よび子チップ2は、いずれもシリコンからなるチップで
あるとしたが、シリコンの他にも、化合物半導体(たと
えばガリウム砒素半導体など)やゲルマニウム半導体な
どの他の任意の半導体材料を用いた半導体チップであっ
てもよい。この場合に、親チップ1の半導体材料と子チ
ップ2の半導体材料は、同じでもよいし異なっていても
よい。
【0018】また、上述の実施形態では、チップ・オン
・チップ構造の半導体装置を取り上げたが、この発明に
係る半導体チップは、チップ・オン・チップ構造以外の
構造を有する半導体装置に広く適用することができる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で、
種々の設計変更を施すことが可能である。
・チップ構造の半導体装置を取り上げたが、この発明に
係る半導体チップは、チップ・オン・チップ構造以外の
構造を有する半導体装置に広く適用することができる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で、
種々の設計変更を施すことが可能である。
【図1】この発明の一実施形態に係る半導体チップが適
用された半導体装置の概略構成を示す図解的な断面図で
ある。
用された半導体装置の概略構成を示す図解的な断面図で
ある。
【図2】図1に示す半導体装置に備えられている親チッ
プの一部を拡大して示す断面図である。
プの一部を拡大して示す断面図である。
1 親チップ(半導体チップ)
11 表面(半導体チップの表面)
12 ワイヤ接続部
15 内部配線
15A チップ間接続用パッド
15B 外部接続用パッド
16 表面保護膜
17A,17B 開口部
2 子チップ(他の半導体チップ)
21 表面(他の半導体チップの表面)
4 ボンディングワイヤ
5 リードフレーム(外部端子)
BM バンプ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01L 21/60 301
H01L 25/07
H01L 25/18
H01L 21/60
H01L 25/065
Claims (2)
- 【請求項1】内部配線を覆う表面保護膜を有し、この表
面保護膜を他の半導体チップの表面に対向させた状態
で、当該他の半導体チップの表面に重ね合わされて接合
される半導体チップであって、 上記表面保護膜から上記内部配線を部分的に露出させる
ことにより形成された外部接続用パッドと、 この外部接続用パッドとは異なる部分で、上記表面保護
膜から上記内部配線を部分的に露出させることにより形
成されたチップ接続用パッドと、 上記他の半導体チップとの電気接続のために、耐酸化性
を有する金属材料を用いて上記チップ接続用パッド上に
隆起して形成されたバンプと 上記外部接続用パッド上に上記バンプと同一の耐酸化性
を有する金属材料を用いて、上記バンプとほぼ同じ高さ
に形成されており、外部端子との電気接続のためのワイ
ヤが接続されるワイヤ接続部とを含むことを特徴とする
半導体チップ。 - 【請求項2】上記ワイヤ接続部は、上記ワイヤと同一材
料で構成されていることを特徴とする請求項1記載の半
導体チップ。
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EP0675529A3 (en) * | 1994-03-30 | 1998-06-03 | Denso Corporation | Process for manufacturing vertical MOS transistors |
US5723376A (en) * | 1994-06-23 | 1998-03-03 | Nippondenso Co., Ltd. | Method of manufacturing SiC semiconductor device having double oxide film formation to reduce film defects |
JP3531291B2 (ja) | 1994-06-23 | 2004-05-24 | 株式会社デンソー | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
JPH08306853A (ja) * | 1995-05-09 | 1996-11-22 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法及びリードフレームの製造方法 |
JP3303601B2 (ja) | 1995-05-19 | 2002-07-22 | 日産自動車株式会社 | 溝型半導体装置 |
JP3493903B2 (ja) * | 1995-09-29 | 2004-02-03 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
FR2742011B1 (fr) * | 1995-11-30 | 1998-02-20 | Sfim Ind | Moteur a vibrations a interface rotor/stator a alliage a memoire de forme |
KR100438256B1 (ko) * | 1995-12-18 | 2004-08-25 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 반도체장치 및 그 제조방법 |
JPH09321049A (ja) | 1996-05-29 | 1997-12-12 | Toshiba Corp | バンプ構造体の製造方法 |
JP3555062B2 (ja) * | 1997-07-22 | 2004-08-18 | ローム株式会社 | 半導体装置の構造 |
JPH11163223A (ja) | 1997-12-02 | 1999-06-18 | Rohm Co Ltd | 半導体チップ、およびこれを備えた半導体装置 |
KR100467946B1 (ko) * | 1997-01-24 | 2005-01-24 | 로무 가부시키가이샤 | 반도체 칩의 제조방법 |
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US6707159B1 (en) * | 1999-02-18 | 2004-03-16 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor chip and production process therefor |
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-
2000
- 2000-09-19 KR KR1020000054904A patent/KR100752885B1/ko not_active IP Right Cessation
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- 2000-09-20 US US09/665,663 patent/US6744140B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2004
- 2004-03-22 US US10/805,385 patent/US7037754B2/en not_active Expired - Lifetime
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RVOP | Cancellation by post-grant opposition |